西門子CP通訊處理器6ES7340-1CH02-0AE0
（1）CPU 221 CPU 221具有6輸入／4輸出，共計(jì)10個(gè)點(diǎn)的I／O，無擴(kuò)展能力，有6 KB程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。還具有4個(gè)獨(dú)立的30 kHz高速計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)立的20 kHz高速脈沖輸出端，1個(gè)RS—485通訊／編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由通訊方式。非常適合于小點(diǎn)數(shù)的控制系統(tǒng)。
S7-200在CPU單元上設(shè)有硬
西門子CP通訊處理器6ES7340-1CH02-0AE0
(1)CPU 221 CPU 221具有6輸入／4輸出，共計(jì)10個(gè)點(diǎn)的I／O，無擴(kuò)展能力，有6 KB程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。還具有4個(gè)獨(dú)立的30 kHz高速計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)立的20 kHz高速脈沖輸出端，1個(gè)RS—485通訊／編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由通訊方式。非常適合于小點(diǎn)數(shù)的控制系統(tǒng)。
S7-200在CPU單元上設(shè)有硬件電路（芯片等）處理高速數(shù)字量I/O，如高速計(jì)數(shù)器（輸入）、高速脈沖輸出。這些硬件電路在用戶程序的控制下工作，可以達(dá)到很高的頻率；但點(diǎn)數(shù)受到硬件資源的限制。
S7-200 CPU按照以下機(jī)制循環(huán)工作：
讀取輸入點(diǎn)的狀態(tài)到輸入映像區(qū)
執(zhí)行用戶程序，進(jìn)行邏輯運(yùn)算，得到輸出信號(hào)的新狀態(tài)
將輸出信號(hào)寫入到輸出映像區(qū)
只要CPU處于運(yùn)行狀態(tài)，上述步驟就周而復(fù)始地執(zhí)行。在第二步中，CPU也執(zhí)行通訊、自檢等工作。
上述三個(gè)步驟是S7-200 CPU的軟件處理過程，可以認(rèn)為就是程序掃描時(shí)間。
實(shí)際上，S7-200對(duì)數(shù)字量的處理速度受到以下幾個(gè)因素的限制：
輸入硬件延時(shí)（從輸入信號(hào)狀態(tài)改變的那一刻開始，到CPU刷新輸入映像區(qū)時(shí)能夠識(shí)別其改變的時(shí)間）
CPU的內(nèi)部處理時(shí)間，包括：
讀取輸入點(diǎn)的狀態(tài)到輸入映像區(qū)
西門子PLC的網(wǎng)絡(luò)是適合不同的控制需要制定的，也為各個(gè)網(wǎng)絡(luò)層次之間提供了互連模塊或裝置，利用它們可以設(shè)計(jì)出滿足各種應(yīng)用需求的控制管理網(wǎng)絡(luò)。西門子S7系列PLC網(wǎng)絡(luò)采用3級(jí)總線復(fù)合型結(jié)構(gòu)，zui底一級(jí)為遠(yuǎn)程I/O鏈路，負(fù)責(zé)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通信，在遠(yuǎn)程I/O鏈路中配置周期I/O通信機(jī)制。中間一級(jí)為Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線或主從式多點(diǎn)鏈路。前者是一種新型現(xiàn)場(chǎng)總線，可承擔(dān)現(xiàn)場(chǎng)、控制、監(jiān)控三級(jí)的通信，采用令牌方式與主從輪詢相結(jié)合的存取控制方式；后者為一種主從式總線，采月主從輪詢式通信。zui高一層為工業(yè)以太網(wǎng)，它負(fù)責(zé)傳送生產(chǎn)管理信息。在工業(yè)以太網(wǎng)通信協(xié)議的下層中配置以802.3為核心的以太網(wǎng)協(xié)議，在上層向用戶提供TF接口，實(shí)現(xiàn)AP協(xié)議與MMS協(xié)議。
位邏輯指令的運(yùn)算結(jié)果用兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)字1和0來表示?？梢詫?duì)布爾操作數(shù)（BOOL）的信號(hào)狀態(tài)掃描并完成邏輯操作。邏輯操作結(jié)果稱為RLO(result of logic operation)。
語句表STL表示的基本位邏輯指令
l A And 邏輯“與”
l AN And Not 邏輯“與非”
l O Or 邏輯“或”
l ON Or Not 邏輯“或非”
l X Exclusive Or 邏輯“異或”
l XN Exclusive Or Not 邏輯“異或非”
l = Assign 賦值指令
l NOT Negate RLO RLO取反
l SET Set RLO (=1) RLO=1
l CLR Clear RLO (=0) RLO=0
l SAVE Save RLO in BR Register 將RLO的狀態(tài)保存到BR。
邊沿信號(hào)識(shí)別指令。
位邏輯指令的運(yùn)算規(guī)則：“先與后或”。
可以用括號(hào)將需先運(yùn)算的部分括起來，運(yùn)算規(guī)則為：
“先括號(hào)內(nèi)，后括號(hào)外”。
梯形圖LAD表示的基本位邏輯指令
l ---| |--- Normally Open Contact (Address) 常開觸點(diǎn)
l ---|/|--- Normally Closed Contact (Address) 常閉觸點(diǎn)
l ---(SAVE) Save RLO into BR Memory
將RLO的狀態(tài)保存到BR
l XOR Bit Exclusive OR 邏輯“異或”
l ---( ) Output Coil 輸出線圈
l ---( # )--- Midline Output 中間標(biāo)志輸出
l ---|NOT|---Invert Power Flow RLO取反
功能圖FBD表示的位邏輯指令
將在后面的指令詳解中給出
目的：
1． 掌握交通信號(hào)的工作原理
2． 進(jìn)一步熟悉西門子S7-300PLC編程軟件的使用方法和程序輸入、下載和調(diào)試方法；
3． 掌握S7-300PLC定時(shí)器的使用方法
二、設(shè)備：
1．PLC實(shí)驗(yàn)板（西門子S7-300）
2． 開關(guān)按鈕1個(gè)
3． 指示燈6個(gè)（也可直接使用S7-300PLC輸出模塊輸出指示燈）
4． PC機(jī)和STEP 7編程調(diào)試軟件
三、內(nèi)容：使用S7PLC實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)燈的控制
交通信號(hào)燈模型如圖1所示。控制要求如下：自動(dòng)開關(guān)合上之后，東西綠燈亮8秒滅，黃燈亮3秒之后滅，紅燈亮10秒后閃2秒然后綠燈亮......循環(huán)，對(duì)應(yīng)東西綠黃燈亮?xí)r，南北紅燈亮9秒后閃2秒，接著綠燈亮9秒后閃秒滅，黃燈亮3秒，紅燈又亮....循環(huán)。當(dāng)斷開自動(dòng)開關(guān)時(shí)，交通信號(hào)燈立刻停止工作。
根據(jù)控制要求畫出交通信號(hào)燈的時(shí)序圖如圖2所示：
PLC的工作方式
PLC有兩種工作方式，即運(yùn)行和停止工作方式。在不同的工作方式下，PLC進(jìn)行調(diào)試的操作方法不同?？梢酝ㄟ^執(zhí)行菜單欄【PLC】→【運(yùn)行】或【停止】的選項(xiàng)來選擇工作方式，也可以在PLC的工作方式開關(guān)處操作來選擇。PLC只有處在運(yùn)行工作方式下，才可以啟動(dòng)程序的狀態(tài)監(jiān)控。
4）、程序運(yùn)行與調(diào)試
程序的調(diào)試及運(yùn)行監(jiān)控是程序開發(fā)的重要環(huán)節(jié)，很少有程序一經(jīng)編制就是完整的，只有經(jīng)過調(diào)試運(yùn)行甚至現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行后才能發(fā)現(xiàn)程序中不合理的地方，從而進(jìn)行修改。STEP7—Micro/WIN4.0編程軟件提供了一系列工具，可使用戶直接在軟件環(huán)境下調(diào)試并監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行。
(1) 程序的運(yùn)行
單擊工具欄的
按鈕，或執(zhí)行菜單【PLC】→【運(yùn)行】選項(xiàng)，在對(duì)話框中確定進(jìn)入運(yùn)行模式，這時(shí)黃色STOP（停止）狀態(tài)指示燈滅，綠色RUN（運(yùn)行）燈點(diǎn)亮1、= 輸出指令是將繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等的線圈與梯形圖右邊的母線直接連接，線圈的右邊不允許有觸點(diǎn)，在編程中，觸點(diǎn)以重復(fù)使用，且類型和數(shù)量不受限制。
4、置位與復(fù)位指令S、R
S為置位指令，使動(dòng)作保持；R為復(fù)位指令，使操作保持復(fù)位。從的位置開始的N個(gè)點(diǎn)的寄存器都被置位或復(fù)位,N=1～255如果被復(fù)位的是定時(shí)器位或計(jì)數(shù)器位,將清除定時(shí)器或計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值。
5、跳變觸點(diǎn)EU,ED
正跳變觸點(diǎn)檢測(cè)到一次正跳變(觸點(diǎn)的入信號(hào)由0到1)時(shí),或負(fù)跳變觸點(diǎn)檢測(cè)到一次負(fù)跳變(觸點(diǎn)的入信號(hào)由1到0)時(shí),觸點(diǎn)接通到一個(gè)掃描周期.正/負(fù)跳變的符號(hào)為EU和ED,他們沒有操作數(shù),觸點(diǎn)符號(hào)中間的”P”和”N”分別表示正跳變和負(fù)跳變
6、空操作指令NOP
NOP指令是一條無動(dòng)作、無目標(biāo)元件的一個(gè)序步指令?？詹僮髦噶钍乖摬叫?yàn)榭詹僮?。用NOP指令可替代已寫入指令，可以改變電路。在程序中加入NOP指令，在改動(dòng)或追加程序時(shí)可以減少步序號(hào)的改變。
定系統(tǒng)運(yùn)行方式與控制方式。PLC可構(gòu)成各種各樣的控制系統(tǒng)，如單機(jī)控制系統(tǒng)、集中控制系統(tǒng)等。在進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要確定系統(tǒng)的構(gòu)成形式。
2．選擇用戶輸入設(shè)備(按鈕、操作開關(guān)、限位開關(guān)、傳感器等)、輸出設(shè)備(繼電器、接觸器、信號(hào)燈等執(zhí)行元件)以及由輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)的控制對(duì)象(電動(dòng)機(jī)、電磁閥等)。這些設(shè)備屬于一般的電氣元件，其選擇的方法屬于其他課程的內(nèi)容。
3．PLC的選擇。PLC是控制系統(tǒng)的核心部件，正確選擇PLC對(duì)于保證整個(gè)控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)起著重要的作用。選擇PLC應(yīng)包括機(jī)型選擇、容量選擇、I／O模塊選擇、電源模塊選擇等。
4．分配I／0點(diǎn)，繪制I／0連接圖，必要時(shí)還須設(shè)計(jì)控制臺(tái)(柜)。
5．設(shè)計(jì)控制程序。控制程序是整個(gè)系統(tǒng)工作的軟件，是保證系統(tǒng)正常、安全、可靠的關(guān)鍵。因此控制系統(tǒng)的程序應(yīng)經(jīng)過反復(fù)調(diào)試、修改，直到滿足要求為止。
6．編制控制系統(tǒng)的技術(shù)文件，包括說明書、電氣原理圖及電氣元件明細(xì)表、I／0連接圖、I／O地址分配表、控制軟件。一、電機(jī)分批自啟動(dòng)技術(shù)在石油化工等連續(xù)生產(chǎn)企業(yè)中有著廣泛的用途。以PLC為核心控制單元的電機(jī)分批自啟動(dòng)系統(tǒng)具有以下功能及特點(diǎn)：
1、能夠?qū)崟r(shí)地監(jiān)控電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)；
2、記憶電網(wǎng)波動(dòng)前電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，只有在電網(wǎng)波動(dòng)前處于運(yùn)行狀態(tài)而且在電網(wǎng)波動(dòng)時(shí)停機(jī)的電機(jī)才具備電機(jī)自啟動(dòng)條件；
3、準(zhǔn)確及時(shí)地捕獲電網(wǎng)電壓信息。
4、分批自啟動(dòng)的電機(jī)按照工藝流程需要，在PLC中預(yù)先設(shè)置，同時(shí)為避免多臺(tái)電機(jī)在自啟動(dòng)中對(duì)電網(wǎng)的影響、電機(jī)分批自啟動(dòng)中采用分批延時(shí)處理方式；
5、具有多路輸入和多路輸出功能，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)電機(jī)自啟動(dòng)集中控制；
6、具備遠(yuǎn)程通信接口，實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)或DCS系統(tǒng)的通信，在上位機(jī)或DCS系統(tǒng)中方便地對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和維護(hù)。1外圍電路
外圍電路主要包括以下幾個(gè)部分：
1、母線電壓采樣監(jiān)測(cè)。它通過1個(gè)電流型電壓變送器將0—380V交流母線電壓轉(zhuǎn)換為4*20mA直流信號(hào)。
2、電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)監(jiān)控。電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)通過電機(jī)控制回路中的1個(gè)干接點(diǎn)輸入到PLC的輸入模塊。所有信號(hào)的輸入都經(jīng)過光藕隔離，以提高抗*力。
3、電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元。電機(jī)啟動(dòng)信號(hào)由PLC發(fā)出，輸出單元不直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)，而是通過1個(gè)220V、10A AC的中間繼電器帶動(dòng)電機(jī)操作回路。這樣一方面提高了驅(qū)動(dòng)能力，另一方面使得電氣操作回路和PLC控制回路分隔，提高了系統(tǒng)的安全可靠性。
2.2核心單元
根據(jù)系統(tǒng)的要求，其核心PLC主要有以下幾部分：電機(jī)分批自啟動(dòng)系統(tǒng)軟件主要任務(wù)為：
1、完成系統(tǒng)初始化；
2、正常狀態(tài)下的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)；
3、電網(wǎng)電壓出現(xiàn)波動(dòng)后，即電網(wǎng)電壓降至70%，所有電機(jī)都會(huì)因?yàn)殡姎獗Ｗo(hù)裝置而強(qiáng)制退出運(yùn)行，在此之前，程序已經(jīng)做出判斷并鎖存電機(jī)狀態(tài)信號(hào)；
4、當(dāng)電力系統(tǒng)恢復(fù)正常（3s內(nèi)，母線電壓恢復(fù)至95%）時(shí)，程序依據(jù)故障前保存的電機(jī)狀態(tài)信號(hào)、對(duì)具備白啟動(dòng)條件的電機(jī)。按照順序分批發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)，使其恢復(fù)運(yùn)行；
5、無論在正常狀態(tài)下或是在電機(jī)自啟動(dòng)過程中，PLC均實(shí)時(shí)監(jiān)側(cè)母線電壓；
6、通信接口程序。包括系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和故障信息，PLC將采集的母線電壓信息、電機(jī)啟動(dòng)狀態(tài)信息傳輸?shù)缴衔粰C(jī)或DCS系統(tǒng)，便于維護(hù)人員實(shí)時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行狀況。烘爐
有熱風(fēng)循環(huán)烘爐遠(yuǎn)紅外線烘爐導(dǎo)熱油爐等
餅干烘烤爐是餅干生產(chǎn)線的重要組成部份由電器控制系統(tǒng)熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)加熱系統(tǒng)排煙
系統(tǒng)爐網(wǎng)輸送裝置爐網(wǎng)自動(dòng)檢測(cè)張緊裝置等組成要求自動(dòng)化控制系統(tǒng)達(dá)到如下功能：
生產(chǎn)線工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
溫度坐標(biāo)升溫曲線等顯示
溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)在線修正
歷史工作狀態(tài)記錄保存
溫度控制精度高操作方便工作穩(wěn)定高效可靠
熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)采用自動(dòng)控制熱風(fēng)量，閉環(huán)控制，可選擇自然與強(qiáng)制性排煙等自動(dòng)功能
燃?xì)鉅t欠壓、超壓、漏氣、超溫等多種安全保護(hù)功能
5、成型機(jī)
成型機(jī)由多臺(tái)軋面機(jī)與傳動(dòng)單元組成相互之間無機(jī)械傳動(dòng)聯(lián)鎖無張力檢測(cè)單元要求整條生產(chǎn)線通過電器控制線速度同步運(yùn)行控制難度較大對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的功能要求較高。
二、控制系統(tǒng)特點(diǎn)
綜上所述千層酥生產(chǎn)線控制系統(tǒng)是一個(gè)集運(yùn)動(dòng)控制與過程控制的綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)歸納起來應(yīng)有如下特點(diǎn)：
分布式：生產(chǎn)線總長(zhǎng)度約200米，控制點(diǎn)多而且分散，因此選用分布式測(cè)控系統(tǒng)zui為適宜，分布式測(cè)控系統(tǒng)具有布線量少，搞*力強(qiáng)，擴(kuò)展維護(hù)方便，運(yùn)行安全可靠，故障風(fēng)險(xiǎn)降到zui低的優(yōu)點(diǎn)。
總線網(wǎng)：全線采用現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)控制，排除大量模擬信號(hào)的干擾因素，實(shí)現(xiàn)精確的速度協(xié)調(diào)控制與高精度溫度測(cè)控，檢測(cè)與控制協(xié)調(diào)*。基于PC 的自動(dòng)化---WinAC
WinAC是SIEMENS公司推出的基于PC的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，WinAC具有PLC的功能但又不同于普通的PLC控制器，其具有強(qiáng)大的計(jì)算功能、數(shù)據(jù)處理能力和PLC*的計(jì)算速度，更兼顧了PLC的運(yùn)行可靠性特點(diǎn)。其海量?jī)?nèi)存貯器特別適合于大數(shù)據(jù)量計(jì)算、大量配方存貯與管理。其計(jì)算功能與PC機(jī)相同，可靠性與功能更可與PLC-S7-400系統(tǒng)比美，是千層酥成型機(jī)與烘爐機(jī)械設(shè)備控制系統(tǒng)的選擇：
西門子CP通訊處理器6ES7340-1CH02-0AE0
