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程序設(shè)計(jì)

　　程序設(shè)計(jì)采用了結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，將所需實(shí)現(xiàn)的各主要功能編制成為S7-300中的用戶功能塊（FC塊），在主程序循環(huán)模塊（組織塊OB1）中調(diào)用這些已經(jīng)編制好的子程序。

　　程序設(shè)計(jì)分成硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩方面。在硬件方面針對(duì)系統(tǒng)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，在軟件方面則按需要編制了速度計(jì)算模塊、報(bào)警和故障模塊、伺服電機(jī)執(zhí)行模塊、增塑劑執(zhí)行模塊、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)計(jì)算模塊等FC塊和預(yù)設(shè)、保持系統(tǒng)及生產(chǎn)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊DB塊。

　　(1) 硬件設(shè)計(jì)與組態(tài)

　　本系統(tǒng)在S7-300的硬件方面采用了1塊PS307 5A電源模塊，1塊CPU-315-2DP，4塊24V/0V SM321數(shù)字量輸入模塊，3塊24V/0.5A SM322數(shù)字量輸出模塊，1塊FM352-2高速計(jì)數(shù)模塊，2塊SM331模擬量輸入模塊，1塊SM332模擬量輸出模塊以及用于DP總線通訊的IM153-1通訊模塊1塊。

　　S7-300外圍設(shè)備為5個(gè)伺服電機(jī)的DP通訊端。

　　對(duì)上述硬件按要求進(jìn)行組態(tài)，分別占據(jù)Profibus-DP通訊端的2、3~7和9號(hào)站，具體硬件組態(tài)如圖3所示。

　　(2) 軟件設(shè)計(jì)

　　由于編制的用戶功能模塊很多，限于篇幅，在這里不能一一作出介紹。以下介紹幾個(gè)比較重要的用戶功能模塊。

　　① 數(shù)據(jù)塊組（Group of Data-Blocks）

　　數(shù)據(jù)塊組由一系列數(shù)據(jù)塊組成。這些數(shù)據(jù)塊除了一部分是S7-300程序中FB（功能塊的一種）所要求的之外，其他的數(shù)據(jù)塊都是用戶自定義的。這是因?yàn)樯a(chǎn)中機(jī)組的一些系統(tǒng)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)必須被預(yù)設(shè)或保存。由于S7-300內(nèi)部保持型M區(qū)的保存數(shù)量相對(duì)不足，例如：CPU315-2DP中整個(gè)可使用的M區(qū)的容量僅1024Bytes。同時(shí)，程序運(yùn)行中所大量使用中間參數(shù)也需要不可重復(fù)的地址空間，所以將大部分的數(shù)據(jù)（特別是在觸摸屏上顯示的參數(shù)）編制成保持型DB塊

四、機(jī)型的選擇
    (一)PLC的類型
    PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類，按應(yīng)用分為現(xiàn)場安裝和控制室安裝兩類；按CPU字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應(yīng)用角度出發(fā)，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎胼敵鳇c(diǎn)數(shù)選型。
    整體型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制；模塊型PLC提供多種I/O卡件或插卡，因此用戶可較合理地選擇和配置控制的I/O點(diǎn)數(shù)，功能擴(kuò)展方便靈活，一般用于大中型控制。
    (二)輸入輸出模塊的選擇
    輸入輸出模塊的選擇應(yīng)考慮與應(yīng)用要求的統(tǒng)一。例如對(duì)輸入模塊，應(yīng)考慮電平、傳輸距離、隔離、供電等應(yīng)用要求。對(duì)輸出模塊，應(yīng)考慮選用的輸出模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有價(jià)格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應(yīng)時(shí)間較長等特點(diǎn)；可控硅輸出模塊適用于開關(guān)，電感性低功率因數(shù)負(fù)荷，但價(jià)格較貴，過載能力較差。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等，與應(yīng)用要求應(yīng)一致。
    可根據(jù)應(yīng)用要求，合理選用智能型輸入輸出模塊，以便控制水平和應(yīng)用成本。
    考慮是否需要擴(kuò)展機(jī)架或遠(yuǎn)程I/O機(jī)架等。
    (三)電源的選擇
    PLC的供電電源，除了引進(jìn)設(shè)備時(shí)同時(shí)引進(jìn)PLC應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品說明書要求設(shè)計(jì)和選用外，一般PLC的供電電源應(yīng)設(shè)計(jì)選用220VAC電源，與國內(nèi)電網(wǎng)電壓一致。重要的應(yīng)用，應(yīng)采用不間斷電源或穩(wěn)壓電源供電。
    如果PLC本身帶有可使用電源時(shí)，應(yīng)核對(duì)提供的電流是否應(yīng)用要求，否則應(yīng)設(shè)計(jì)外接供電電源。為防止外部高壓電源因誤操作而引入PLC，對(duì)輸入和輸出的隔離是必要的，有時(shí)也可采用簡單的二極管或熔絲管隔離。
    (四)存儲(chǔ)器的選擇
    由于計(jì)算機(jī)集成芯片技術(shù)的發(fā)展，存儲(chǔ)器的價(jià)格已下降，因此，為保證應(yīng)用項(xiàng)目的正常投運(yùn)，一般要求PLC的存儲(chǔ)器容量，按256個(gè)I/O點(diǎn)至少選8K存儲(chǔ)器選擇。需要復(fù)雜控制功能時(shí)，應(yīng)選擇容量更大，檔次更高的存儲(chǔ)器。
    (五)冗余功能的選擇
    1．控制單元的冗余
    (1)重要的單元：CPU（包括存儲(chǔ)器）及電源均應(yīng)1B1冗余。
    (2)在需要時(shí)也可選用PLC硬件與熱備構(gòu)成的熱備冗余、2重化或3重化冗余容錯(cuò)等。
    2．I/O接口單元的冗余
    (1)控制回路的多點(diǎn)I/O卡應(yīng)冗余配置。
    (2)重要檢測點(diǎn)的多點(diǎn)I/O卡可冗余配置。3）根據(jù)需要對(duì)重要的I/O，可選用2重化或3重化的I/O接口單
    (六)經(jīng)濟(jì)性的考慮
    選擇PLC時(shí)，應(yīng)考慮性能價(jià)格比。考慮經(jīng)濟(jì)性時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮應(yīng)用的可擴(kuò)展性、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素，進(jìn)行比較和兼顧，終選出較滿意的產(chǎn)品

配置 S7-300 CPU 時(shí)鐘同步
僅當(dāng)使用如下工業(yè)以太網(wǎng) CP，才需要為 S7-300 CPU 配置時(shí)鐘同步：
 

如果使用了上面提及的工業(yè)以太網(wǎng) CP，必須在 CPU 屬性對(duì)話框中進(jìn)行設(shè)置。該設(shè)置依靠 CPU 背板總線中的通信總線配置。

• 通信總線是物理“接線直達(dá)"到 CPU MPI 接口。該結(jié)構(gòu)能夠在“小" CPU 中找到。也就是從 CPU312 上到并包括 CPU315-2 DP 和 C7 設(shè)備。這種情況，在 CPU 屬性對(duì)話框中選擇“診斷/時(shí)鐘"標(biāo)簽，為同步模式設(shè)置“As slave"或“As master"在 MPI 上。

西門子6ES7307-1EA01-0AA0
圖 02

圖 03

• 通信總線不是物理“接線直達(dá)"到 CPU MPI 接口，也就是 MPI 接口和通信總線是分開的。該總線結(jié)構(gòu)能夠在“大" CPU 中找到。也就是從 CPU315-2 PN/DP 上到并包括 CPU319-3 PN/DP。這種情況，在 CPU 屬性對(duì)話框中選擇“診斷/時(shí)鐘"標(biāo)簽，為同步模式設(shè)置“As slave"或“As Master" 在 PLC 中。

圖 04

圖 05

精度 +/- 10ms。

如果 S7-300 配置作為主時(shí)鐘，那么 CPU 時(shí)鐘消息通過工業(yè)以太網(wǎng) CP 傳送到工業(yè)以太網(wǎng)子網(wǎng)上從時(shí)鐘站。

如果 S7-300 配置作為從時(shí)鐘，那么主時(shí)鐘時(shí)鐘消息通過工業(yè)以太網(wǎng) CP 傳送到 CPU。

在 S7-300 站硬件配置中配置通過工業(yè)以太網(wǎng) CP 轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)鐘消息。在 S7-300 站硬件配置中，打開工業(yè)以太網(wǎng) CP 屬性對(duì)話框并選擇“時(shí)鐘同步"標(biāo)簽。使能“Forward time of day"功能，點(diǎn)擊“OK"關(guān)閉該對(duì)話框。

圖 06

1、MM440的DP通訊功能簡介
MM440變頻器既支持和主站的周期性數(shù)據(jù)通訊，也支持和主站的非周期性數(shù)據(jù)通訊，即S7-300可以使用功能塊SFC14/SFC15讀取和修改MM440參數(shù)值，調(diào)用一次可以讀取或者修改一個(gè)參數(shù)。同時(shí)也可以使用功能塊SFC58/SFC59或者SFB52/SFB53讀取和修改MM440參數(shù)值，一次多可以讀取或者修改39個(gè)參數(shù)。

2、MM440周期性數(shù)據(jù)通訊的報(bào)文說明
MM440周期性數(shù)據(jù)通訊報(bào)文有效 數(shù)據(jù)區(qū)域由兩部分構(gòu)成，即PKW區(qū)（參數(shù)識(shí)別ID－數(shù)值區(qū)）和PZD區(qū)（過程數(shù)據(jù)），見表1。PKW區(qū)多占用4個(gè)字，即PKE（參數(shù)標(biāo)識(shí)符值：占用一個(gè)字）、IND（參數(shù)的下標(biāo)：占用一個(gè)字）、PWE1和PWE2（參數(shù)數(shù)值：共占用兩個(gè)字）。S7-300使用功能塊SFC14/SFC15讀取和修改參數(shù)需要占用4個(gè)PKW，即調(diào)用一次功能塊可以修改一個(gè)參數(shù)。PKW區(qū)的說明見表2。下面分別介紹一下PKW區(qū)的四個(gè)字。

表1