西門子CPU416F控制器

• 產(chǎn)品規(guī)格：*
  產(chǎn)品質(zhì)量：質(zhì)保保證
  產(chǎn)品價格：價格優(yōu)勢
  產(chǎn)品貨期：現(xiàn)貨銷售

概述
------S7-200系列PLC適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。S7-200系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡皆能實現(xiàn)復雜控制功能。因此S7-200系列具有*的性能/價格比。

上海晉營自動化科技有限公司
：邵澤春
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------S7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個方面：
? *的可靠性
 ? 極豐富的指令集
 ? 易于掌握
 ? 便捷的操作
 ? 豐富的內(nèi)置集成功能
 ? 實時特性
 ? 強勁的通訊能力
 ? 豐富的擴展模塊  
------S7-200系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復雜的自動化控制。應用領域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，自動化控制有關的工業(yè)及民用領域，包括各種機床、機械、電力設施、民用設施、環(huán)境保護設備等等。如：沖壓機床，磨床，印刷機械，橡膠化工機械，*空調(diào)，電梯控制，運動系統(tǒng)。
------S7-200系列PLC可提供4個不同的基本型號的8種CPU供您使用。
 CPU單元設計
------集成的24V負載電源：可直接連接到傳感器和變送器（執(zhí)行器），CPU 221，222具有180mA輸出， CPU 224，CPU 224XP，CPU 226分別輸出280，400mA?？捎米髫撦d電源。西門子CPU416F控制器
 不同的設備類型
------CPU 221~226各有2種類型CPU，具有不同的電源電壓和控制電壓。
 本機數(shù)字量輸入/輸出點
------CPU 221具有6個輸入點和4個輸出點，CPU 222具有8個輸入點和6個輸出點，CPU 224具有14個輸入點和10個輸出點，CPU 224XP具有14個輸入點和10個輸出點，CPU 226具有24個輸入點和16個輸出點。
 本機模擬量輸入/輸出點
------CPU 224XP具有2個輸入點，1個輸出點。
 中斷輸入
------允許以極快的速度對過程信號的上升沿作出響應。
 高速計數(shù)器
------CPU 221/222
 ------4個高速計數(shù)器（30KHz），可編程并具有復位輸入，2個獨立的輸入端可同時作加、減計數(shù)，可連接兩個相位差為90°的A/B相增量編碼

其它介紹：
 

西門子CPU416F-2控制器

基于西門子PLC的水塔水位控制梯形圖

用PLC構(gòu)成水塔水位控制系統(tǒng),如圖39所示。在模擬控制中，用按鈕SB來模擬液位傳感器，用L1、L2指示燈來模擬抽水電動機。

圖39  水塔水位控制示意圖

1. 控制要求

按下SB4，水池需要進水，燈L2亮；直到按下SB3，水池水位到位，燈L2滅；按SB2，表示水塔水位低需進水，燈L1亮，進行抽水；直到按下SB1，水塔水位到位，燈L1滅，過2秒后，水塔放完水后重復上述過程即可。

2. I/O分配

輸入輸出

SB1：I0.1                   L1：Q0.1    

SB2：I0.2                   L2：Q0.2   

SB3：I0.3

SB4：I0.4

3. 程序設計

水塔水位控制的梯形圖參考程序如圖40所示。

圖40  水塔水位控制梯形圖

4. 程序的調(diào)試和運行

輸入梯形圖程序并按控制要求調(diào)試程序。

西門子S7-400H PLC在垃圾發(fā)電項目上的應用

一、引言
       隨著城市人口不斷擴張，每天產(chǎn)生的城市垃圾越來越多，依靠傳統(tǒng)的填埋方式已經(jīng)無法滿足垃圾處理的需求，因此出現(xiàn)了垃圾焚燒廠來處理垃圾。由于垃圾焚燒過程中會產(chǎn)生大量的蒸汽，這些蒸汽帶動汽輪機，進而由汽輪機帶動發(fā)電機進行發(fā)電是一套行之有效的做法。目前，我國有多個城市都設有垃圾發(fā)電廠，一方面能緩解日益緊張的垃圾處理需求，同時又能產(chǎn)生經(jīng)濟效益，是一個兩全其美的方法。但是，在垃圾處理過程中，會產(chǎn)生大量煙氣，對大氣造成污染，所以需要一個煙氣凈化系統(tǒng)來對垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣進行處理。在天津濱海新區(qū)的垃圾發(fā)電項目中，使用到了基于西門子PLC S7-400H系列的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)采用冗余結(jié)構(gòu)，安全可靠，不會由于故障等原因造成停機，使得垃圾發(fā)電廠可以持續(xù)進行煙氣凈化處理，保持了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

  二、煙氣凈化工藝簡介
        煙氣凈化系統(tǒng)的工藝過程如圖1所示：

                                                                                 圖1 煙氣凈化系統(tǒng)工藝
由垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣，首先經(jīng)過脫酸系統(tǒng)，去除煙氣中包含的酸性氣體，在脫酸系統(tǒng)中加入石灰漿，作為原料，與氣體中的酸性物質(zhì)中和從而達到脫酸的目的。然后加入消石灰，*，硅藻土等物質(zhì)，進一步去除氣體中的酸性物質(zhì)。其次，氣體進入到除塵系統(tǒng)，主要作用是去掉氣體中的灰塵；zui后，氣體到達脫硝系統(tǒng)，脫硝系統(tǒng)由尿素產(chǎn)生氨氣，用來去除氣體中的氮氧化物。經(jīng)處理后的氣體達到環(huán)保要求，經(jīng)煙囪排出，其中防白煙風機會改變煙氣中的含水量，改變氣體排出后的視覺效果。

脫酸系統(tǒng)，除塵系統(tǒng)以及鍋爐產(chǎn)生的灰渣，通過飛灰輸送系統(tǒng)采集到一起，zui后通過固化處理，填埋的 區(qū)域。

  三、控制系統(tǒng)組成
控制系統(tǒng)硬件的核心是西門子S7-400H系列PLC，本系統(tǒng)采用6套CPU414-5H冗余系列CPU，一旦主CPU由于某種原因停機，系統(tǒng)立即切換到副CPU工作，這樣可以保證控制系統(tǒng)的連續(xù)運行。I/O模塊采用西門子分布式I/O，西門子ET200M系列，并通過IM153-2進行DP通訊。主控室有5臺計算機，其中2臺為工程師站，用于程序的修改和調(diào)試；另外3臺是操作員站，由操作員對控制系統(tǒng)設備進行操作。整個控制系統(tǒng)布置圖如圖2所示：

                                                                                                   圖2 煙氣凈化控制系統(tǒng)
        四、控制系統(tǒng)
工作流程控制系統(tǒng)軟件采用STEP7 V5.5進行設計，從功能上講共分為6部分，其中第1，2部分是兩條生產(chǎn)線，包含脫酸系統(tǒng)，除塵系統(tǒng)，脫硝系統(tǒng)，尿素制備系統(tǒng)；第3，4部分是公共部分，包含石灰漿制備，硅藻土制備，活性炭、*輸送系統(tǒng)等；第5部分是飛灰輸送，將氣體中的灰渣和鍋爐中的灰渣收集起來；第6部分是飛灰固化，將收集后的灰渣作固化處理，為填埋做好準備。

  上位機共5臺，軟件使用WinCC V7.0，可以對設備進行單體操作和流程控制。下面以1號生產(chǎn)線的除塵系統(tǒng)的流程控制為例，說明控制系統(tǒng)的工作流程，詳見圖3：

                       圖3 煙氣凈化系統(tǒng)除塵流程控制
        五、結(jié)束語
本套控制系統(tǒng)采用西門子*的S7-400H系列冗余系統(tǒng)，較大限度的保證了客戶對煙氣凈化系統(tǒng)的要求，尤其是對系統(tǒng)穩(wěn)定性，持續(xù)性的要求。S7-400H冗余系統(tǒng)保證了系統(tǒng)即使出現(xiàn)故障的情況下，不會停機，保證控制系統(tǒng)穩(wěn)定運行。同時，上位機工程師站和操作員站界面友好，易于操作，設備狀態(tài)顯示和控制清晰可靠，報警狀態(tài)完備。該控制系統(tǒng)投入運行以來，安全穩(wěn)定，保證了煙氣凈化控制系統(tǒng)的平穩(wěn)運行，得到了客戶的充分肯定，贏得了良好的口碑。

    Modbus協(xié)議是應用于電子控制器上的一種通用語言。通過此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(例如以太網(wǎng))和其它設備之間可以通信。它已經(jīng)成為一通用工業(yè)標準，有了它，不同廠商生產(chǎn)的控制設備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡，進行集中監(jiān)控。此協(xié)議定義了一個控制器能認識使用的消息結(jié)構(gòu)，而不管它們是經(jīng)過何種網(wǎng)絡進行通信的。它描述了一控制器請求訪問其它設備的過程。如回應來自其它設備的請求，以及怎樣偵測錯誤并記錄等。它制定了消息域格式和內(nèi)容的公共格式。MODBUS為單主站網(wǎng)絡協(xié)議，所以系統(tǒng)中只能夠有一個Modbus主站，所有通信都由它發(fā)出并且只能夠?qū)崿F(xiàn)主站和從站的數(shù)據(jù)交換，從站之間不能進行數(shù)據(jù)交換，Modbus可支持247個之多的遠程從屬控制器。但實際所支持的從機數(shù)要由所用通信設備決定。采用這個系統(tǒng)。各PC可以和中心主機交換信息而不影響各PC執(zhí)行本身的控制任務。CP341插人MODBUS主站Dongle(狗)或插入從站Dongle，就可以作為MODBUS主站?；蛘咦鳛镸ODBUS從站。在ModBus系統(tǒng)中有兩種傳輸模式編碼可選擇，一種模式是ASCIi(美國信息交換碼)，另一種模式是RTU(遠程終端設備)，由這兩種模式定義這兩種傳輸模式與從機PC通信的能力是同等的。選擇時應視所用ModBus主機而定。每個ModBus系統(tǒng)只能使用一種模式。不允許兩種模式混用。 

2 RTU幀結(jié)構(gòu)使用RTU模式，消息發(fā)送至少要以3．5個字符時間的停頓間隔開始。在相同的網(wǎng)絡波特率下采用多個的字符時間，這是zui容易實現(xiàn)的。傳輸?shù)?一個域是設備地址，可以使用的傳輸字符是十六進制的0...9，A...F。網(wǎng)絡設備不斷偵測網(wǎng)絡總線，包括停頓間隔時間內(nèi)。當*一個域(地址域)接收到后，每個設備都進行解碼以判斷是否發(fā)往自己的，在zui后一個傳輸字符之后，一個至少3．5個字符時間的停頓標定了消息的結(jié)束．一個新的消息可在此停頓后開始。整個消息幀必須作為一連續(xù)的流轉(zhuǎn)輸，如果在幀完成之前有超過1．5個字符時間的停頓時間，接收設備將刷新不完整的消息并假定下一字節(jié)是一個新消息的地址域。同樣地，如果一個新消息在小于3．5個字符時間內(nèi)接著前個消息開始，接收的設備將認為它是前一消息的延續(xù)，這將導致一個錯誤，因為在zui后的CRC域的值不可能是正確的。一典型的消息幀如下所示：

基于Modbus主從式工作的主站以廣播式的向所有從站發(fā)送請求數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包．其數(shù)據(jù)包中包含從站地址、功能代碼(即讀取的寄存器類型)、要讀取 字串2 的寄存器的起始址、該次要讀取的寄存器個數(shù)。并等待從站的響應；掛在同一條RS485總線上的所有從站被動的接收到主站的廣播包．然后解開這個廣播包把這個包中的從站地址與自己的地址對照．如果地址相同．該從站馬上把自己相應寄存器中的數(shù)據(jù)發(fā)送到總線上去：主站中的接收程序始終處于待命狀態(tài)．等待總線上從站發(fā)送來的響應數(shù)據(jù)包，并把響應包中的據(jù)序列化到自己的接收數(shù)據(jù)塊中。從站檢測到包中的從站地址與自己的地址不符時，則直接銷毀該包．就不做任何響應。到此完成一個發(fā)送接收數(shù)據(jù)的過程。

4 CP341驅(qū)動配置在您的計算機上首先安裝STEP7 5．x軟件和CP34x模板所帶的軟件驅(qū)動程序．模板驅(qū)動程序包括了對CP341進行參數(shù)化的窗口(在STEP7的硬件組態(tài)界面下可以打開)、用于串行通訊的FB程序塊。當系統(tǒng)上電，CP34x模板初始化完成后，CP34x上的sF燈點亮：在硬件組態(tài)窗口中雙擊CP341模板，打開CP341模板的屬性窗口，選擇通訊協(xié)議modbus，網(wǎng)絡工作方式設置為半雙工，請記錄下模板的硬件地址以便在編程序時用到。雙擊CP341模板屬性窗口中的protocol 協(xié)議圖標進行協(xié)議參數(shù)設置，這里我們使用默認值：96oo bit，s， 8 data bits， 1 stop bit，even parity。對的硬件組態(tài)存盤編譯，下載硬件組態(tài)．如果此時sF燈亮．請將通訊電纜與另一個通訊伙伴進行連接后．SF燈熄滅，說明硬件組態(tài)正確。