西门子西北代理商
上海盟疆工业自动化设备有限公司工业业务领域致力于为客户提供高品质的服务,追求客户的满意是我们始终如一的目标。在ZG,工业业务领域拥有一支技术过硬、经验丰富的工程师队伍,为客户提供7x24小时全天候服务。专业的服务人员和遍布全国的服务及备件网络将对客户的服务需求迅速作出响应,将由设备故障引起的损失降低到小的程度。
设计
SIMATIC S7-1200 系列包括以下模块:
- 性能分级的不同型号紧凑型控制器,以及丰富的交/直流控制器。
- 各种信号板卡(模拟量和数字量),用于在 CPU 上进行经济的模块化控制器扩展,同时节省安装空间。
- 各种数字量和模拟量信号模块。
- 各种通信模块和处理器。
- 带 4 个端口的以太网交换机,用于实现各种网络拓扑
- SIWAREX 称重系统终端模块
- PS 1207 稳压电源装置,电源电压 115/230 V AC,额定电压 24 VDC
机械特性
- 坚固、紧凑的塑料机壳
- 连接和控制部件易于接触,并由前盖板提供保护
- 模拟量或数字量扩展模块也具有可拆卸的连接端子
设备特性
- 国际标准:
SIMATIC S7-1200 符合 VDE、UL、CSA 和 FM(I 类,类别 2;危险区组别 A、B、C 和 D,T4A)。生产质量管理体系已按照 ISO 9001 进行认证。
通信
SIMATIC S7-1200 支持各种通信机制:
- 集成 PROFINET IO 控制器接口
- 带 PROFIBUS DP 主站接口的通信模块
- 带 PROFIBUS DP 从站接口的通信模块
- GPRS 模块,用于连接到 GSM/G 网络
- LTE 模块,用于在第四代 LTE(长期演进)网络中进行通信。
- 通信处理器,可通过以太网接口连接到 TeleControl Server Basic 控制ZX软件,并借助于基于 IP 的网络进行安全通信。
- 通信处理器,可连接到服务应用的控制ZX。
- RF120C,可连接到 SIMATIC Ident 系统。
- 模块 SM1278,用于连接 IO-Link 传感器和执行器。
- 通过通信模块实现点到点连接。
PROFINET 接口
通过集成 PROFINET 接口,可与以下设备通信:
- 编程设备
- HMI 设备
- 其它 SIMATIC 控制器
- PROFINET IO 自动化组件
支持以下协议:
可连接以下设备:
在编程器和 SIMATIC S7-1200 的 CPU 之间建立连接
在精简面板和 SIMATIC S7-1200 的 CPU 之间建立连接
通过 CSM 1277 以太网交换机连接多台设备
点到点接口,可自由编程的接口模式
通信模块可通过点到点连接进行通信。采用 RS232 和 RS485 物理传输介质。在 CPU 的“自由口 (Freeport)”模式下进行数据传输。采用面向位的用户特定通信协议(例如,ASCII 协议、USS 或 Modbus)。
可以连接任何具有串行接口的终端设备,如驱动、打印机、条码读码器、调制解调器等。
在可编程接口模式下,通过 CM 1241 实现点到点连接
S120的特点
SINAMICS S120是西门子公司推出的全新的集V/F、矢量控制及伺服控制于一体的驱动控制系统,它不仅能控制普通的三相异步电动机,还能控制同步电机、扭矩电机及直线电机。SINAMICS S120具有模块化设计,可以提供高性能的单轴和双轴驱动,功率范围涵盖0.12 kW – 4500 kW,具有广泛的工业应用价值。由于其具有很高的灵活性能,SINAMICS S120可以的满足应用中日益增长的对驱动系统轴数量和性能的要求。它具有以下特点:
“高度灵活”的模块化设计
允许不同功率等级与控制性能的单元自由组合,所有系统组件之间都具有高度的兼容性,同时还可通过简单并联就可实现功率的增容。
“一网到底”的通讯技术
上位通讯支持标准的 PROFIBUS DP 现场总线或新一代高速工业以太网技术 PROFINET,可以方便地集成到工厂 IT 环境,传动组件之间采用独特的DRIVE-CLiQ通讯。
“一心多用”的多机控制技术
一个控制单元就可同时控制多达四台逆变和一台整流,所需数据都保存在控制单元中,在控制单元内就能建立轴间连接和控制,保证系统GX可靠运行。
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智能化的驱动组件链路——DRIVE-CLiQ
基于网络技术的全新传动串行通讯,用于传动组件之间的通讯。DRIVE-CLIQ 组件都有一个电子铭Pai,各项技术数据都将自动装载到控制单元中,从而读取拓扑结构,实现 SINAMICS 驱动系统的自动配置。
装置并联的“无环流设计”
由于选用了新一代高性能 IGBT 和独特的均流控制技术,装置并联增容时,只需满足短电机电缆的要求就可,而无需笨重而昂贵的平衡电抗或输出电抗器。
四象限运行的“IGBT智能整流”
全新的 IGBT 整流 ——SLM,在实现四象限运行的基础上,成功避免了换流故障,又免除了传统晶闸管正反桥整流/回馈所需的自耦变压器,大大提高了传动系统的可靠性。
1. 提出问题
图1
问题1:M10.2能否被置位?
图2
问题2:S_CU计数有无问题,M6.2能否被置位?
先来了解一下都有哪几个计时器,以及它们的特性如何
图3
2. 计时器描述从以图3可以看出5个计时器的基本特性,可以简单的从中挑选与控制工艺相符合的计时器使用,如果想了解计时器的详细信息,可以选择计时器,并按F1看帮助信息中的具体逻辑图。
以计时器SD为例,参见图4
图4
我们从中可以知道,当触发端S的信号为上升沿时,触发计时器开始运行,时间结束后计时器输出端为1,S信号为下降沿时,计时器输出端为0
那么根据此情况,以图1为例,咱们可以把刚才的梯形图程序通过时序图表示如下图5
其中a,b之间是在扫描此段程序两个周期之间的间隙。
图5
3. 计时器与循环程序的关系
经过分析,可以看出,M10.2(S)是可以被置位的,那为什么没有看见其被置位呢?
大家注意,这里t的时间是8s,我们知道,一个程序的扫描周期很短,可能才十几----几十毫秒,在线时候可以监控到Scan Cycle Time。如图6
图6
那这个时间不是远远超过了扫描周期么?
我们又知道,如果程序扫描周期大于大扫描周期监控时间Scan Cycle Monitoring Time,那么将会触发中断,甚至造成CPU进入STOP状态。
其实,计时器的执行是异步于OB1循环扫描的,只要计时器运行后,在每一周期扫描到计时器的触发端S信号如果为1,那么计时器就将在此周期继续计时。因此,它对于大周期监控时间并没有太大的影响,只是调用语句时占用了少许us的时间。
怎么来验证这个说法呢?就是说计时器的执行并不同步于OB1程序扫描周期。
1,可以在程序中加入若干SFC47增大程序扫描周期(保证小于Scan Cycle Monitoring Time),通过监控计时器的时间,可以看出,计时器的时间是跳跃式的变化的,也就是说,也就是说,当程序扫描完计时器,继续往下进行时,计时器满足触发条件进行计时,此周期往后的计时是一直在进行的。
2,可以通过在中断来证明
3,通过程序死循环监视计时证明
4,通过多个计时器监视时间来证明等等各种方法
那说明了是异步的有何作用呢?
说明了刚才咱们分析程序所作的时序图有一定的问题,因为咱们的分析是按照程序一步步往下进行的,相当于是同步进行的。而实际在程序执行时,扫描周期是比较短的,所以计时器是在其中的某一个周期里计时器计时结束时输出被置位为1,那么因为这样,所以对我们编写程序就会有一定的要求。也就有了下面一个问题
4. 计时器动作的时刻计时器的输出端是什么时候被置位呢,什么时候起作用呢,比如
是等到重新扫描到计时器块,计时器执行完毕才置位,还是不用重新扫描到计时器?程序中直接扫描的T40节点,它就已经被置位了呢?
1,我们可以设置OB35的看门狗时间为2000ms, 如图7
OB35里触发计时器T40,
OB1里
经过试验,观察看到,当T40的Timer运行结束后M6.1立刻就被置位了,而M6.0和M6.2会等到再次扫描到OB35,才会被置位。
可得出结论,当计时器T40计时结束时,CPU扫描到
图7
图8
图9
2,也可以在OB1里调用多个“wait”代码让OB1的扫描周期足够大,如5s,先调用一个SD T2 1s,然后调用若干“wait”,大概持续2s,用T2开点触发一个线圈如M10.0,再调用若干“wait”,大概1s,然后再调用一个SD T3,可以看出再T3还没有开始计数时,M10.0已经被置位了。
计时器在OB30—OB38里呢?
是一样的。
可以在OB35里使用SD计时器,可以发现,当程序调用OB35时,计时器开始运行,把OB35执行时间和计时器时间设置大些,可以发现,只要每次在扫描的计时器触发端时,条件满足,计时器就开始运行,直到下一次扫描OB35时再扫描到此条件为止。
可以把计时器时间设置足够大,当计时未结束前把它的触发端变为0,那么其计时停止,直到再次触发。
可以得出计时器的运行只与每次扫描到它的触发端有关。扫描完触发端后,计时器的运行就与触发端无关了,直到下一次再次扫描到此触发端。
5. 分析程序
了解了以上的一些基本知识,咱们再来看看刚才图1中的程序。
一个CPU的扫描周期是可以计算的,根据不同的配置和数据的读取,可以计算出不同的周期,在PLC运行时,每个周期的大小也是不一样的,可以大致计算出范围,可以根据每条语句来计算程序的执行时间,再加上相应的循环周期检测点,周期中断,访问过程映像区,通信负载等。这些时间的长短与CPU型号及使用方式有关。
使用PS307 ,CPU315-2PN/DP (315-2EH13-0AB0 V 2.6.50)为例。以下所有时间都以此配置为标准。
我们把图1的梯型图换成语句表来分析指令执行的过程。
图10
一个CPU的扫描周期的计算可以根据以下几个过程来进行
图11
A.操作系统初始化循环时间监视
B.扫描PIO
C.扫描PII
D.执行用户程序,并执行程序中定义的操作
E.扫描周期检测点操作系统时间(周期结束时执行挂起的任务,如装载和删除块)
F .CPU返回到周期开始的时间点,并重新开始循环周期监视
在以上的步骤中都是有时间的,虽然很小,但是也占用时间。可以根据不同的硬件组态,参照
CPU Specifications手册进行计算,
为了便于计算和理解,咱们以理想状态来计算。假设CPU周期中的A,B,C,E,F的时间为固定的数值X us。
只分析程序里的”D” --用户程序中的命令执行。
程序是顺序扫描的,从Network 1—3依次进行,
以个周期开始时来分析,首先扫描Network 1中T3计时器为0,因此闭点使能,T2开始计时(0-8S),但此时扫描T2输出为0,
因此扫描到Network 2中T2开点不使能,扫描到T3不执行,
Network 3中T3开点不使能,M10.2为0。
到此过程[0.4+0.3+2.4+0.3+0.3+2.4+0.3+0.2(或0.9)] us = 6.6 (或7.3) us。
注意:T2一直在累加时间,相当于此时T2计时也到达6.6(或7.7)us。
然后加上刚才的时间X us,那么一个周期可以认为是t=X+6.6 (7.7) us。X大于7 us,可以看出语句的执行是在很短的时刻进行,所以大家在编程时常用的每个计时器都会经过若干个程序扫描周期。
因为Timer是异步的,所以T2的时间应该在一个周期里也为t=X+6.6 (7.7) us,那么根据上面的程序看,因为T2设置为8s,所以应该在大概m=8s/[ X+6.6 (7.7)]us个周期时,T2执行完毕。
T2 假设情况下,T2执行完毕的时刻是在第m个周期内,
A.如果发生在Network2的T2开点之前,那么扫描到此 T2开点的语句时,T2的输出变为1,执行下一条语句T2开点就会闭合,T3开始计时。
B.如果T2执行完毕的时刻是程序扫描到T2开点语句之后才发生的,那么因为后面的程序没有对T2的操作,只有在下一个m+1周期,才能检测到T2的变化。T3开始计时。
T3开始计时的前提条件是T2开点闭合,假设在第m个周期里,T3开始计时,那么同样,要经过大概m个周期左右,T3才能执行完毕,到此时,已经经过了2m个周期,因为M10.2线圈是由T3开点的闭合信号来置位的,那么现在就来分析一下什么时候可以发生此动作。
注意:在此例子程序中,在Network1-3中都有对T3的操作
T3 假设在情况下,T3执行完毕的时刻是在第2m个周期。在第2m周期内
A.如果发生在Network1的T3闭点之前,那么在程序扫描到T3闭点的时候,T3的输出值已经变为1了,闭点变为开点,T2输出变为0,往下扫描到Network2的T2开点变为0,T3的SD输出也变为0,继续扫描到Network3,T3开点为0,那么M10.2未被置位。
B.如果发生在Network1的T3闭点之后,Network3的T3开点之前,(则T2是保持为1的),在扫描到T3开点时,T3的输出值变为1,T3开点变为闭点,M10.2被置位。
C.如果发生在Network3的T3开点之后,那么在此周期内对m10.2不会产生置位,在下一周期(2m+1),T3输出值变为1了,所以在Network1里T3闭点变为开点,T2输出变为0,扫描到Network2里,T2开点变为0,导致T3输出值变为0,扫描到Network3里,T3开点变
。