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(shè)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(shè)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(shè)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(dāng)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(shè)計思想是把計算機(jī)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(biāo)準(zhǔn)的、通用的。根據(jù)實際應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)用而設(shè)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(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外圍設(shè)備，易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴(kuò)充其功能的設(shè)計。 可編程控制器對用戶來說，是一種無觸點設(shè)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(yīng)用。 可編程控制器是面向用戶的專用工業(yè)控制計算機(jī)，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(yīng)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(shè)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(jī)連接至 ，使用 多主站編程電纜是最常用和最經(jīng)濟(jì)的方式。它將 的編程RS--232 PPI S7--200口與計算機(jī)的 相連。 多主站編程電纜也能用來將其它通訊設(shè)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(yīng)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(dāng)使用立即指令訪問一個輸入點時，相應(yīng)的過程映象輸入寄存器不會發(fā)生改變。而當(dāng)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(yīng)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(dāng)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(rèn)為在執(zhí)行應(yīng)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(jìn)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(wù)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(dāng)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(wù)的原則來執(zhí)行中斷服務(wù)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(shè)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(dǎo)致控制過程運行速度變慢。在默認(rèn)設(shè)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(rèn)設(shè)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(shè)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(biāo)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(luò)通訊的基本概念為網(wǎng)絡(luò)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(luò)。在 屬性對話框中進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)選擇。一個選定的網(wǎng)絡(luò)將被作為一個接口來使用。能夠訪問這些通訊網(wǎng)絡(luò)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(luò)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(luò)實現(xiàn)你的應(yīng)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(chǔ)上，這些通訊協(xié)議在一個令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)，令派環(huán)網(wǎng)絡(luò)符合歐洲標(biāo)準(zhǔn) EN 50170 中定義的 PROFIBUS 標(biāo)準(zhǔn)。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(luò)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(shè)備發(fā)送要求到從站設(shè)備，從站設(shè)備響應(yīng)， 。從站不發(fā)信息，只是等待主站的要求和對要求作出響應(yīng)。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(luò)中，主站的個數(shù)不能超過 32。選擇 PPI 高級允許網(wǎng)絡(luò)設(shè)備建立一個設(shè)備與設(shè)備之間的邏輯連接。對于 PPI 高級。每個設(shè)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(luò)讀寫指令來讀寫另外一個 S7-200。當(dāng) S7-200 作 PPI 主站時，它仍然可作為從站響應(yīng)其它主站的請求。你可以使用 PPI 協(xié)議所有 S7-200CPU 通訊。當(dāng)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(jī)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(jī)上已經(jīng)安裝了的接口。2． 要添加一個接口：選擇計算機(jī)上已經(jīng)安裝了的通訊硬件并點擊安裝。當(dāng)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(dāng)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(luò)的建立基本原則導(dǎo)線必須安裝合適的浪涌抑制器，這樣可以避免雷擊浪涌。應(yīng)避免將低壓信號線和通訊電纜與交流導(dǎo)線和高能量、快速開關(guān)的直流導(dǎo)線布置在同一線槽中。要成對使用導(dǎo)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(luò)隔離，應(yīng)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(shè)備有可能導(dǎo)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(dǎo)致通訊錯誤要確保用通訊電纜連接在一起的所有設(shè)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(luò)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(dāng)您連接具有不同地電位的設(shè)備時需要隔離。當(dāng)接地點之間的距離很遠(yuǎn)時，有可能具有不同的地電位。即使距離較近，大型機(jī)械的負(fù)載電流也能導(dǎo)致地電位不同。在網(wǎng)絡(luò)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(luò)的長度：在網(wǎng)絡(luò)中使用一個中繼器可以使網(wǎng)絡(luò)的通訊距離擴(kuò)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(luò)的長度將能達(dá)到波特率允許的最大值。在一個串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，您最多可以使用 9 個中繼器，但是網(wǎng)絡(luò)的總長度不能超過 9600 米。為網(wǎng)絡(luò)增加設(shè)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(shè)備。使用一個中繼器允許您在網(wǎng)絡(luò)上再增加 32 個設(shè)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(luò)的通訊質(zhì)量。一個中繼器在網(wǎng)絡(luò)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(yīng)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(shè)備的通訊。自由口模式支持 ASCII 碼和二選進(jìn)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(yīng)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(dāng)接收完成后產(chǎn)生中斷通知應(yīng)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(shè)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(biāo)準(zhǔn)接口的多種設(shè)備。當(dāng)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(dāng)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(dāng)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(dāng) 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(yīng) RS-232 設(shè)備發(fā)送的信息。在 S7-200 接收到 RS-232 設(shè)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(yīng)該大于或者等于電纜的轉(zhuǎn)換時間。RS-232 響應(yīng) S7-200 發(fā)送的信息。在 S7-200 接收到 RS-232 設(shè)備的應(yīng)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(yīng)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(dāng)參數(shù)設(shè)定時，轉(zhuǎn)換鍵在參數(shù)功能和它的目錄之間轉(zhuǎn)換；當(dāng)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(dāng)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(dāng)顯示功能代碼時，向前選擇參數(shù)設(shè)置和錯誤的顯示功能代碼；當(dāng)在參數(shù)設(shè)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(dāng)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(dāng)顯示功能代碼時，向后選擇參數(shù)設(shè)置和錯誤的顯示功能代碼；當(dāng)在參數(shù)設(shè)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(dāng)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(shè)置當(dāng)參數(shù)設(shè)置時，存儲參數(shù)設(shè)置功能代碼的目錄值；當(dāng)變頻器運行時，先前選擇運行顯示功能代碼。運行 當(dāng)使用鍵區(qū)控制模式時，開始運行。停止重置當(dāng)運用鍵區(qū)控制模式時，停止變頻器。當(dāng)參數(shù)設(shè)置時，重新存儲功能代碼的目錄；當(dāng)顯示參數(shù)設(shè)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(shè)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(zāi)。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(zāi)或事故。1．5 變頻器的各接線端子1．6 組名 端子標(biāo)志 腳注 功能10V/18 連續(xù)電壓信號 +10VVS/23 相關(guān)設(shè)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(shè)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(shè)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(yīng)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(yīng)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(yuǎn)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(fēng)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(jìn)入到變頻器中。安裝完后，請撤下防沉蓋。