2288 變頻試驗臺直線運動結(jié)構(gòu)及基于S7-200速度示教系統(tǒng)控制軟件與上位監(jiān)控系統(tǒng)設計

2288 變頻試驗臺直線運動結(jié)構(gòu)及基于S7-200速度示教系統(tǒng)控制軟件與上位監(jiān)控系統(tǒng)設計,變頻,試驗臺,直線運動,結(jié)構(gòu),基于,s7,速度,系統(tǒng),控制,節(jié)制,軟件,上位,監(jiān)控,設計 PLC 簡介 可編程控制器是 60 年代末在美國首先出現(xiàn)的，當時叫可編程邏輯控制器PLC（ProgrammableLogicController） ，目的是用來取代繼電器。以執(zhí)行邏輯判斷、計時、計數(shù)等順序控制功能。提出 PLC 概念的是美國通用汽車公司。PLC 的基本設計思想是把計算機功能完善、靈活、通用等優(yōu)點和繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優(yōu)點結(jié)合起來，控制器的硬件是標準的、通用的。根據(jù)實際應用對象，將控制內(nèi)容編成軟件寫入控制器的用戶程序存儲器內(nèi),使控制器和被控對象連接方便。 70 年代中期以后，PLC 已廣泛地使用微處理器作為中央處理器，輸入輸出模塊和外圍電路也都采用了中、大規(guī)模甚至超大規(guī)模的集成電路，這時的 PLC 已不再是僅有邏輯(Logic)判斷功能，還同時具有數(shù)據(jù)處理、PID 調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能。國際電工委員會(IEC)頒布的可編程控制器標準草案中對可編程控制器作了如下的定義：可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算，順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外圍設備，易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功能的設計。 可編程控制器對用戶來說，是一種無觸點設備，改變程序即可改變生產(chǎn)工藝。目前，可編程控制器已成為工廠自動化的強有力工具，得到了廣泛的普及推廣應用。 可編程控制器是面向用戶的專用工業(yè)控制計算機，具有許多明顯的特點。 ①可靠性高，抗干擾能力強； ②編程直觀、簡單； ③適應性好； ④功能完善，接口功能強。通訊方式選擇S7--200 PPI MPI您可以有兩種方式連接 和您的編程設備：通過 多主站電纜直接連接，或者通過帶有 電CP纜的通訊處理器（ ）卡連接。S7--200 PPI S7--200要將計算機連接至 ，使用 多主站編程電纜是最常用和最經(jīng)濟的方式。它將 的編程RS--232 PPI S7--200口與計算機的 相連。 多主站編程電纜也能用來將其它通訊設備連接至 。S7--200的特性S7--200提供了幾條特殊的性能幫助您更好地運用S7--200的功能，完成應用程序。S7--200允許您在程序中立即讀寫I/O在S7--200的指令集中提供了立即讀寫物理I/O點的指令。盡管通常情況下我們使用映象寄存器作為源地址和目的地址來訪問I/O，但這些立即I/O指令卻允許我們直接訪問真正的輸入、輸出點。當使用立即指令訪問一個輸入點時，相應的過程映象輸入寄存器不會發(fā)生改變。而當您使用立即指令訪提除問示非一您個使輸能出了點模時擬，量相輸應入的濾過波程功映能象，輸否出則寄S存7-器-2會00被將同直步接刷從新模。塊上讀取模擬量輸入值。當您將一個數(shù)值寫到模擬量輸出時，輸出值會立即更新。通常認為在執(zhí)行應用程序時，用過程映象寄存器會比使用直接訪問輸入、輸出具有優(yōu)越性。之所以這樣有以下三個原因：- 所有輸入點的采樣是在掃描周期的一開始同步進行的。在整個掃描周期的程序執(zhí)行過程中輸入值被凍結(jié)。而輸出點按照映象寄存器中的值刷新是在程序執(zhí)行完成之后。這樣會使系統(tǒng)更加穩(wěn)定。- 訪問映象寄存器的速度比直接訪問I/O點要快，有利于程序快速運行。- I/O點是位實體，只能按位或者字節(jié)來訪問，而您可以按位、字節(jié)、字或者雙字的形式來訪問映象寄存器。通過這種方式，映象寄存器將為您提供額外的靈活性。S7--200如果您允使許用了在中程斷，序與掃中描斷事周件期相中關(guān)的使中用斷服務斷程序作為程序的一部分被保存。中斷程序并不作為正常掃描周期的一部分來執(zhí)行，而是當中斷事件發(fā)生時才執(zhí)行（可能在掃描周期的任意點）。在中斷優(yōu)先級相同的情況下，S7--200遵循先來先服務的原則來執(zhí)行中斷服務程序。關(guān)于中斷指令的更多信息。S7--200允許您為運行模式編輯和執(zhí)行狀態(tài)分配處理時間您可以設定一個掃描周期的百分比用來處理運行模式編輯或執(zhí)行狀態(tài)相關(guān)的通訊請求。（運行模式編STEP 7--Micro/WIN輯和執(zhí)行狀態(tài)是 提供的備選功能，能使您更輕松地調(diào)試程序。）在您增加用于通信訊請求處理時間百分比的同時，掃描時間也會隨之增加，從而會導致控制過程運行速度變慢。在默認設置下，用于處理運行模式編輯和執(zhí)行狀態(tài)通訊請求的時間百分比為10%。這個默認設置為在對控制過程影響最小的前提下處理編譯和狀態(tài)操作，提供了一個合理的時間。您可以在5% 到50%之間調(diào)節(jié)這個值。要想設置背景通訊的掃描周期時間片，按以下步驟：1. 點選View > Component >System Block菜單命令并選中Background Time。2. 在Background標簽下，通過下拉選框選擇通訊背景時間。3點擊. OK保存您的選擇。4. 將改變后的系統(tǒng)塊下載到S7--200中。理解 網(wǎng)絡通訊的基本概念為網(wǎng)絡選擇通訊接口S7--200 SET PG/PC Interface 可以支持各種類型的通訊網(wǎng)絡。在 屬性對話框中進行網(wǎng)絡選擇。一個選定的網(wǎng)絡將被作為一個接口來使用。能夠訪問這些通訊網(wǎng)絡的各類接口包括：多主站 PPI 電纜CP 通訊卡以太網(wǎng)通訊卡為網(wǎng)絡選擇通訊協(xié)議S7-200CPU 支持下通訊協(xié)議中的一種或多種，它允許你配置網(wǎng)絡實現(xiàn)你的應用要求：點對點接口（PPI）多點接口（MPI）PROFIBUS在開放系統(tǒng)互聯(lián)（OSI）七層模式結(jié)構(gòu)的基礎上，這些通訊協(xié)議在一個令牌環(huán)網(wǎng)絡上實現(xiàn)，令派環(huán)網(wǎng)絡符合歐洲標準 EN 50170 中定義的 PROFIBUS 標準。這些協(xié)議是非同步的字符協(xié)議，有 1 位起始位，8 位數(shù)據(jù)位，偶效驗位和 1 位停止位。通訊結(jié)構(gòu)依賴于特定的起始字符和停止字符、源和目地站地址，報文長度和數(shù)據(jù)效驗和。如果使用相同的波特率，這些協(xié)議可以在同一個網(wǎng)絡中同時運行而互不干擾。PPI 協(xié)議PPI 是一種主-從協(xié)議：主站設備發(fā)送要求到從站設備，從站設備響應， 。從站不發(fā)信息，只是等待主站的要求和對要求作出響應。主站靠一個 PPI 協(xié)議管理的共享連接來與從站通訊。PPI 并不限制與任意一個從站通訊的主站數(shù)量，但是在一個網(wǎng)絡中，主站的個數(shù)不能超過 32。選擇 PPI 高級允許網(wǎng)絡設備建立一個設備與設備之間的邏輯連接。對于 PPI 高級。每個設備的連接個數(shù)是有限制的。如果在用戶程序中使能 PPI 主站模式，S7-200CPU 在運行模式下可以作主站。在使能PPI 主站模式之后，可以使用網(wǎng)絡讀寫指令來讀寫另外一個 S7-200。當 S7-200 作 PPI 主站時，它仍然可作為從站響應其它主站的請求。你可以使用 PPI 協(xié)議所有 S7-200CPU 通訊。當與 EM277 通訊時，你必須使能 PPI 高級。通訊接口的安裝和刪除在 SET PG/PC interface 對話框中，你可以使用安裝/刪除接口對話框來安裝或者刪除計算機上的通訊接口。1． 在 SET PG/PC interface 對話框中，點擊訪問安裝/刪除接口對話框。選擇框中列出了可以使用的接口，安裝中顯示計算機上已經(jīng)安裝了的接口。2． 要添加一個接口：選擇計算機上已經(jīng)安裝了的通訊硬件并點擊安裝。當關(guān)閉安裝/刪除借口對話框后，SET PG/PC interface 對話框中會在 interface parameter assignment used 框中顯示該接口。3． 要刪除一個接口：選擇要刪除的接口并點擊刪除。當關(guān)閉安裝/刪除接口對話框后，SET PG/PC interface 對話框中會在在 interface parameter assignment used 框中刪除該接口。網(wǎng)絡的建立基本原則導線必須安裝合適的浪涌抑制器，這樣可以避免雷擊浪涌。應避免將低壓信號線和通訊電纜與交流導線和高能量、快速開關(guān)的直流導線布置在同一線槽中。要成對使用導線，用中性線或公共線與能量線或信號線配對。S7--200 CPU 的端口是不隔離的。如果想使網(wǎng)絡隔離，應考慮使用 RS--485 中繼器或者EM277 。小心具有不同參考電位的互聯(lián)設備有可能導致不希望的電流流過連接電纜。這種不希望的電流有可能導致通訊錯誤要確保用通訊電纜連接在一起的所有設備具有相同的參考電位，或者彼此隔離，來避免產(chǎn)生這種不希望的電流。為網(wǎng)絡確定通訊距離、通訊速率和電纜類型網(wǎng)段的最大長度取決于兩個因素：隔離（使用 RS--485 中繼器）和波特率。當您連接具有不同地電位的設備時需要隔離。當接地點之間的距離很遠時，有可能具有不同的地電位。即使距離較近，大型機械的負載電流也能導致地電位不同。在網(wǎng)絡中使用中繼器RS--485 中繼器為網(wǎng)段提供偏壓電阻和終端電阻，中繼器有以下用途：增加網(wǎng)絡的長度：在網(wǎng)絡中使用一個中繼器可以使網(wǎng)絡的通訊距離擴展 50 米。如果在已連接的兩個中繼器之間沒有其它節(jié)點，那么網(wǎng)絡的長度將能達到波特率允許的最大值。在一個串聯(lián)網(wǎng)絡中，您最多可以使用 9 個中繼器，但是網(wǎng)絡的總長度不能超過 9600 米。為網(wǎng)絡增加設備：在 9600 的波特率下，50 米距離之內(nèi)，一個網(wǎng)段最多可以連接 32 個設備。使用一個中繼器允許您在網(wǎng)絡上再增加 32 個設備。實現(xiàn)不同網(wǎng)段的電氣隔離：如果不同的網(wǎng)段具有不同的地電位，將它們隔離會提高網(wǎng)絡的通訊質(zhì)量。一個中繼器在網(wǎng)絡中被算作網(wǎng)段的一個節(jié)點，盡管如此，它沒有被指定站地址。用自由口模式創(chuàng)建用戶定義的協(xié)議自由口模式允許應用程序控制 S7-200 CPU 的通訊端口。你可以在自由口模式下使用用戶定義的通訊協(xié)議來實現(xiàn)與多種類型的智能設備的通訊。自由口模式支持 ASCII 碼和二選進制協(xié)議。要使能自由口模式，你需要使用特殊存儲器字節(jié) SMB 30（端口 0）和 SMB 130（端口1） 。應用程序中使用以下步驟控制通訊口的操作：發(fā)送指令（XMT）和發(fā)送中斷：發(fā)送指令允許 S7-200 的通訊口上發(fā)送最多 255 個字節(jié)。發(fā)送中斷通知程序發(fā)送完成。接收指令（RCV）：接收指令從通訊接收整條信息，當接收完成后產(chǎn)生中斷通知應用程序。你需要在 SM 存儲器中定義條件來控制接收指令開始和停止接收信息。接收指令可以根據(jù)特定的字符或時間間隔來啟動和停止接收信息。接收指令可以實現(xiàn)多數(shù)通訊協(xié)議。自由口模式只有在 S7-200 處于 RUN 模式時才能被激活。將 S7-200 轉(zhuǎn)入 STOP 模式會中斷所有自由口通訊，并且通訊端口會按照 S7-200 系統(tǒng)塊中的配置轉(zhuǎn)換到 PPI 協(xié)議。使用 PC/PPI 電纜和自由口模式連接 RS-232 接口設備使用 PC/PPI 電纜和自由口通訊功能，可以將 S7-200 連接到帶有 RS-200 兼容標準接口的多種設備。當數(shù)據(jù)從 RS-232 接口傳輸?shù)?RS-485 接口時，PC/PPI 電纜處于發(fā)送模式。當空閑或者數(shù)據(jù)從 RS-485 接口傳輸?shù)?RS-232 接口時，電纜處于接收模式。當電纜檢測到 RS-232 傳送線上的字符時，會馬上由接收模式轉(zhuǎn)入發(fā)送模式。PC/PPI 電纜支持的波特率為 1200~115。2K 使用 PC/PPI 電纜上的 DIP 開關(guān)來為電纜配置正確的波特率。當 RS-232 傳輸線從空閑狀態(tài)切換到接收模式時，需要一個時間周期，這個時間周期被定義為電纜的轉(zhuǎn)換時間。電纜的轉(zhuǎn)換時間取決于所選擇的波特率。如果在使用自由口通訊的系統(tǒng)中用 PC/PPI 電纜，在以下情況下 S7-200 的程序中必須考慮轉(zhuǎn)換時間：S7-200 響應 RS-232 設備發(fā)送的信息。在 S7-200 接收到 RS-232 設備發(fā)送的要求信息之后，S7-200 必須延時一段時間才能發(fā)送數(shù)據(jù)。延時時間應該大于或者等于電纜的轉(zhuǎn)換時間。RS-232 響應 S7-200 發(fā)送的信息。在 S7-200 接收到 RS-232 設備的應答信息之后，S7-200 必須延時一段時間才能發(fā)送下一條信息。延時時間應該大于或者等于電纜的轉(zhuǎn)換時間。在以上兩種情況下，延時允許 PC/PPI 電纜有足夠的時間從發(fā)送模式切換到接受模式，從而使數(shù)據(jù)能夠從 RS-485 端口傳誦到 RS-232 端口。1.2 鍵區(qū)中每個鍵的名字和功能1．3 各鍵的作用名字 作用轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換鍵轉(zhuǎn)換功能代碼和它的目錄，當參數(shù)設定時，轉(zhuǎn)換鍵在參數(shù)功能和它的目錄之間轉(zhuǎn)換；當變頻器工作時，轉(zhuǎn)換鍵在運行顯示和它的目錄之間轉(zhuǎn)換；當變頻器出錯時，轉(zhuǎn)換鍵在錯誤顯示和它的目錄之間。增加用來選中功能代碼和它的目錄。當顯示功能代碼時，向前選擇參數(shù)設置和錯誤的顯示功能代碼；當在參數(shù)設置狀態(tài)時，如果顯示功能代碼的目錄，向后選擇功能代碼的目錄，同時顯示燈數(shù)字二極管閃亮。當變頻器運行時，如果鍵區(qū)的數(shù)字輸入是激活的，那么向后選擇參數(shù)輸入，這就是鍵區(qū)的調(diào)整功能。減少用來選中功能代碼和它的目錄。當顯示功能代碼時，向后選擇參數(shù)設置和錯誤的顯示功能代碼；當在參數(shù)設置狀態(tài)時，如果顯示功能代碼的目錄，向后選擇功能代碼的目錄，同時顯示燈數(shù)字二極管閃亮。當變頻器運行時，如果鍵區(qū)的數(shù)字輸入是激活的，那么向后選擇參數(shù)輸入，這就是鍵區(qū)的調(diào)整功能。設置當參數(shù)設置時，存儲參數(shù)設置功能代碼的目錄值；當變頻器運行時，先前選擇運行顯示功能代碼。運行 當使用鍵區(qū)控制模式時，開始運行。停止重置當運用鍵區(qū)控制模式時，停止變頻器。當參數(shù)設置時，重新存儲功能代碼的目錄；當顯示參數(shù)設置功能代碼時，在 F10 和 F66 功能代碼之間轉(zhuǎn)換.從錯誤狀態(tài)返回到參數(shù)設置狀態(tài)。1．4 組裝時的需要：注意事項1， 在傳輸時，請抓緊變頻器的底部，如果只拿住前蓋，主體可能會突然掉下來砸傷腳。2， 請安裝變頻器到不可燃性的材料板上，安裝變頻器到可燃性的材料板上可能會引起火災。3， 要使變頻器的工作環(huán)境的溫度在 40 度以下，過熱可能會引起火災或事故。1．5 變頻器的各接線端子1．6 組名 端子標志 腳注 功能10V/18 連續(xù)電壓信號 +10VVS/23 相關(guān)設置電壓輸入正極端子0~10VVF/24 反饋電壓信號輸入正極端子0~10VIS/26 相關(guān)設置電流信號輸入正極端子4~20MAIF/27 反饋電流信號輸入正極端子4~20MA模擬輸入GND/25 相關(guān)設置信號接地點控制信號 RUN/12 運行命令（端子控制 公共端子，運行，停模式） 止的捷徑F/R/11 加速轉(zhuǎn)動命令 公共端子，正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，剎車的捷徑JOG/9 JOG 命令 在變頻器不運轉(zhuǎn)時，公共端子的捷徑是激活的，JOG 頻率是第二重的速度X1/20X2/19多級速度 ，多重功能命令通過 X1，X2，X3 組能得到七種2．3．1 安裝位置安裝的必須符合下面所說的情況；1 在室內(nèi)空氣較好的地方2 周圍環(huán)境的溫度-10C~40C，表面的溫度-10-503 盡可能避免高溫度和高濕度，濕度應少于 90%RH，沒有冷凝水。4 不要安裝易燃性材料上，比如木材。5 應避免陽光直射。6 沒有易燃和易腐蝕的氣體和液體。7 沒有灰塵，拂塵，懸浮纖維和金屬顆粒。8 安裝在穩(wěn)固并沒有顫抖的地方。 9 沒有電子干擾和遠離干擾資源。2．3．2．環(huán)境溫度為了提高變頻器運行的可靠性，請把它安裝在空氣較好的地方。如果變頻器必須在封閉的盒子里使用，請安裝制冷風扇或空調(diào)，并保持環(huán)境溫度低于 40 度。2．3．3．注意事項在安裝的操作中，請防灰塵的蓋子蓋上變頻器，在像轉(zhuǎn)孔的操作中所產(chǎn)生的金屬碎片不允許進入到變頻器中。安裝完后，請撤下防沉蓋。