PLC以MPI来实现通讯,可用三种方式解决。全局数据包通讯方式、无组态连接通讯方式、组态连接通讯方式。实现全局数据包通讯方式:在PLC硬件配置过程,组态需要通讯的PLC站之间的发送区和接收区不需要任何程序处理,只适应s7-300/400之间的通讯。
多也只在一个项目中的15个CPU之间建立全局数据。实现全局数据通讯方法:全局数据包通讯SMATICManage里设置s7-300/400MPI的地址,然后在选项/定义全局数据里定义需要通讯的数据地址。带>符号的表示发送数据,对应栏里的是接受数据,终将设置好的项目下载到PLC即可实现MPI通讯。
无组态连接通讯方式:它适用于S7-200/300/400之间通讯,却不能与全局数据包通讯混淆使用。其为双向通讯方式时,要求通讯双方都有调用通讯块,一个通讯块用于发送数据,另一个通讯块用于接收数据。在OB35中断块中调用SFC65用于发送数据,调用SFC66用于接收数据,随后就是编程。
由于接收块只能识别数据的标识符,无论哪个CPU发送的数据都要调用SFC69来释放连接。无组态单向通行方式时:只有在一方编写程序,如客户机与服务器之间的访问模式。只要在客户机编写程序即可,*在服务器编写程序。
因此客户机只要调用SFC通行块就可访问服务器。组态连接通讯方式:它适用于S7-300/400或S7-400/400之间的通讯,而S7-300/400通讯时,S7-300只能用作服务器,此时S7-400作为客户机对S7-300进行读写操作。
实现组态连接通讯方法:在项目的NETPRO中设置S7网络连接,在建立连接中块参数ID时需要留意下,它是作为识别发送数据和接收数据的地址标识,在客户端编程需要调用SFB14、SFB15系统功能块,后保存编译下载至PLC中即可实现通讯。
S7-400/400通讯时,S7-400即可作为服务器又可作为客户机,其大数据包长度可达160字节。西门子PLC-USS协议和变频器之间的通讯1、需要控制系统在设计时采用很多硬件,价格昂贵2、现场的布线多容易引起躁声和干扰3、PLC和变频器之间传输的信息受硬件的限制,交换的信息量很少。
如果PLC通过与变频器进行通讯来进行信息交换,可以有效地解决上述问题,通讯方式使用的硬件少,传送的信息量大,速度快,等特点可以有效地解决上述问题,另外,通过网络,可以连续地对多台变频器进行监视和控制,实现多台变频器之间的联动控制和同步控制,通过网络还可以实时的调整变频器的参数。
4、在变频器的启停控制中由于继电器接触器等硬件的动作时间有延时,影响控制精度。5、通常变频器的故障状态由一个接点输出,PLC能得到变频器的故障状态,但不能准确的判断当故障发生时,变频器是何种故障。目前各个厂家的变频器都相继的开发出了支持连网的功能,比如,很多变频器都有了支持现场总线(如:DEVICENET、PROFIBUS、AS_I)等的接口协议,可以很方便的与PLC进行数据通信。
现在主要介绍西门子S7-200和MicroMaster变频器之间的通讯协议USS,使用USS通讯协议,用户可以通过程序调用的方式实现S7-200和MicroMaster变频器之间的通信,编程的工作量小,通讯网络由PLC和变频器内置的RS485通讯口和双绞线组成,一台S7-200多可以和31台变频器进。
一、USS通讯协议介绍USS通讯协议的功能,所有的西门子变频器都带有一个RS485通讯口,PLC作为主站,多允许31个变频器作为通讯连路中的从站,根据各变频器的地址或者采用广播方式,可以访问需要通讯的变频器,只有主站才能发出通讯请求报文,报文中的地址字符要传输数据的从站,从站只有在接到主站的请求报文。
在使用USS协议之前,需要先安装西门子的指令库。USS协议指令在STEP7—MICRO/WIN32指令树的库文件夹中,STEP7—MICRO/WIN32指令库提供14个子程序、3个中断程序和8条指令来支持USS协议。
USS协议使用CPU的下列资源:1)USS协议占用PLC的通讯端口0或1,使用USS——INIT指令可以选择PLC的端口是使用USS协议还是PPI协议,选择USS协议后PLC的相应端口不能在做其它用途,包括与STEP7-WICRO/WIN32的通讯,只有通过执行另外一条USS指令或将PLC——CPU。
2)调用USS—INIT初始化改变USS的通讯参数,只需要调用一次即可,在用户程序中每一个被激活的变频器只能用一条USS-DRIVE-CTRL指令,可以任意使用USS-RPM-X或USS-WPM-X指令,但是每次只能激活其中的一条指令。
(1)确定I/O通道围不同型号的PLC,其输入/输出通道的范围是不一样的,应根据所选PLC型号,查阅相应的编程手册,决不可“张冠李戴”。必须参阅有关操作手册。(2)部继电器内部继电器不对外输出,不能直接连接外部器件,而是在控制其他继电器、定时器/计数器时作数据存储或数据处理用。
从功能上讲,内部继电器相当于传统电控柜中的中间继电器。未分配模块的输入/输出继电器区以及未使用1:1链接时的链接继电器区等均可作为内部继电器使用。根据程序设计的需要,应合理安排PLC的内部继电器,在设计说明书中应详细列出各内部继电器在程序中的用途,避免重复使用。
参阅有关操作手册。(3)分配定时器/计数器PLC的定时器/计数器数量分别见有关操作手册。7.3PLC软件系统设计方法及步骤7.3.1PLC软件系统设计的方法在了解了PLC程序结构之后,就要具体地编制程序了。
编制PLC控制程序的方法很多,这里主要介绍几种典型的编程方法。1.图解法编图解法是靠画图进行PLC程序设计。常见的主要有梯形图法、逻辑流程图法、时序流程图法和步进顺控法。(1)梯形图法:梯形图法是用梯形图语言去编制PLC程序。
这是一种模仿继电器控制系统的编程方法。其图形甚至元件名称都与继电器控制电路十分相近。这种方法很容易地就可以把原继电器控制电路移植成PLC的梯形图语言。这对于熟悉继电器控制的人来说,是方便的一种编程方法。
(2)逻辑流程图法:逻辑流程图法是用逻辑框图表示PLC程序的执行过程,反应输入与输出的关系。逻辑流程图法是把系统的工艺流程,用逻辑框图表示出来形成系统的逻辑流程图。这种方法编制的PLC控制程序逻辑思路清晰、输入与输出的因果关系及联锁条件明确。
逻辑流程图会使整个程序脉络清楚,便于分析控制程序,便于查找故障点,便于调试程序和维修程序。有时对一个复杂的程序,直接用语句表和用梯形图编程可能觉得难以下手,则可以先画出逻辑流程图,再为逻辑流程图的各个部分用语句表和梯形图编制PLC应用程序。
(3)时序流程图法:时序流程图法使先画出控制系统的时序图(即到某一个时间应该进行哪项控制的控制时序图),再根据时序关系画出对应的控制任务的程序框图,后把程序框图写成PLC程序。时序流程图法很适合于以时间为基准的控制系统的编程方法。
(4)步进顺控法:步进顺控法是在顺控指令的配合下设计复杂的控制程序。一般比较复杂的程序,都可以分成若干个功能比较简单的程序段,一个程序段可以看成整个控制过程中的一步。从整个角度去看,一个复杂系统的控制过程是由这样若干个步组成的。
系统控制的任务实际上可以认为在不同时刻或者在不同进程中去完成对各个步的控制。为此,不少PLC生产厂家在自己的PLC中增加了步进顺控指令。在画完各个步进的状态流程图之后,可以利用步进顺控指令方便地编写控制程序。
2.经验法编程经验法是运用自己的或别人的经验进行设计。多数是设计前先选择与自己工艺要求相近的程序,把这些程序看成是自己的“试验程序”。结合自己工程的情况,对这些“试验程序”逐一修改,使之适合自己的工程要求。
这里所说的经验,有的是来自自己的经验总结,有的可能是别人的设计经验,就需要日积月累,善于总结。3.计算机设计编程计算机设计是通过PLC编程软件在计算机上进行程序设计、离线或在线编程、离线仿真和在线调试等等。
使用编程软件可以十分方便地在计算机上离线或在线编程、在线调试,使用编程软件可以十分方便地在计算机上进行程序的存取、加密以及形成EXE运行文件。7.3.2PLC软件系统设计的步骤在了解了程序结构和编程方法的基础上,就要实际地编写PLC程序了。
编写PLC程序和编写其他计算机程序一样,都需要经历如下过程。1.对系统任务分块分块的目的就是把一个复杂的工程,分解成多个比较简单的小任务。这样就把一个复杂的大问题化为多个简单的小问题。这样可便于编制程序。
2.编制控制系统的逻辑关系图从逻辑关系图上,可以反应出某一逻辑关系的结果是什么,这一结果又英国导出哪些动作。这个逻辑关系可以是以各个控制活动顺序为基准,也可能是以整个活动的时间节拍为基准。逻辑关系图反映了控制过程中控制作用与被控对象的活动,也反应了输入与输出的关系。
表2FX系列PLC故障处理问题故障原因解决方法输出不工作输出的电气浪涌使被控设备损坏程序错误接线松动或不正确输出过载输出被强制当接到感性负载时,需要接入抑制电路修改程序检查接线,如果不正确,要改正检查输出的负载检查CPU是否有被强制的I/OCPUSF(系统故障)灯亮用户程序错误电气干扰元器件损坏对于。
控制盘良好接地和高电压与低电压不要并行引线是很重要的-把DC24V传感器电源的M端子接地查出原因后,更换元器件电源损坏电源线引入过电压把电源分析器连接到系统,检查过电压尖峰的幅值和持续时间,根据检查的结果给系统配置抑制设备电子干扰问不合适的接地在控制柜内交叉配线对快速信号配置输入滤波器纠正不正确的接。
当外部环境条件较差时,可以根据情况把检修间隔缩短。定期检修的内容见表1。有关FX系列的PLC故障检查和处理方法见表2。对于电气干扰-检查接线。把DC24V传感器电源的M端子接地增加系统数据存储器中的输入滤波器的延迟间当连接一个外部设备时通信网络损坏。
(计算机接口、PLC的接口或PC/PPI电缆损坏)如果所有的非隔离设备(例如PLC、计算机和其他设备)连到一个网络,而该网络没有一个共同的参考点,通信电缆提供了一个不期望的电流可以造成通信错误或损坏电路检查通信网络更换隔离型PC/PPE电缆当连接没有共同电气参考点的机器时,使用隔离型RS-485~R。
只要按照其技术规范安装和使用,出现故障的概率低。但是,一旦出现了故障,一定要按上述步骤进行检查、处理。特别是检查由于外部设备故障造成的损坏。一定要查清故障原因,待故障排除以后再试运行。PLC的硬件组成PLC的硬件主要由处理器(CPU)、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口电源等部分组成。
其中,CPU是PLC的核心,输入单元与输出单元是连接现场输入/输出设备与CPU之间的接口电路,通信接口用于与编程器、上位计算机等外设连接。对于整体式PLC,所有部件都装在同一机壳内,其组成框图如图1所示;对于模块式PLC,各部件立封装成模块,各模块通过总线连接,安装在机架或导轨上,其组成框图如图2所示。
无论是哪种结构类型的PLC,都可根据用户需要进行配置与组合。图1整体式PLC组成框图图2模块式PLC组成框图尽管整体式与模块式PLC的结构不太一样,但各部分的功能作用是相同的,下面对PLC主要组成各部分进行简单介绍。
1.处理单元(CPU)同一般的微机一样,CPU是PLC的核心。PLC中所配置的CPU随机型不同而不同,常用有三类:通用微处理器(如Z80、8086、80286等)、单片微处理器(如8031、8096等)和位片式微处理器(如AMD29W等)。
小型PLC大多采用8位通用微处理器和单片微处理器;中型PLC大多采用16位通用微处理器或单片微处理器;大型PLC大多采用高速位片式微处理器。目前,小型PLC为单CPU系统,而中、大型PLC则大多为双CPU系统,甚至有些PLC中多达8个CPU。
对于双CPU系统,一般一个为字处理器,一般采用8位或16位处理器;另一个为位处理器,采用由各厂家设计制造的芯片。字处理器为主处理器,用于执行编程器接口功能,监视内部定时器,监视扫描时间,处理字节指令以及对系统总线和位处理器进行控制等。
位处理器为从处理器,主要用于处理位操作指令和实现PLC编程语言向机器语言的转换。位处理器的采用,提高了PLC的速度,使PLC更好地满足实时控制要求。在PLC中CPU按系统程序赋予的功能,指挥PLC有条不紊地进行工作,归纳起来主要有以下几个方面:1)接收从编程器输入的用户程序和数据。
2)诊断电源、PLC内部电路的工作故障和程中的语法错误等。3)通过输入接口接收现场的状态或数据,并存入输入映象寄有器或数据寄存器中。4)从存储器逐条读取用户程序,经过解释后执行。5)根据执行的结果,更新有关标志位的状态和输出映象寄存器的内容,通过输出单元实现输出控制。
PLC是一个工业小电脑,它出问题,先要排除是PLC本体问题还是问题,如果是PLC本体出现问题,往往ERR灯会亮起来,或者是红灯闪亮,正常状态一般是RUN运行绿灯亮,如果是本体发生这类问题,能成功修复的概率是不高的,有些PLC通过里边的电池保持数据,电池电压低于某个阀值的时候,会有电池报警提示灯亮,。
电源故障也会占本体故障的一定比率,PLC输入一般是220交流,也有一些事24伏或者12伏输入的,但是里边有芯片,需要5VDC或者3.3VDC,所以有开关电源降压电路,这种电路因为电流大,温度高,在一些恶劣的高温或者粉尘场合容易出问题,如果PLC的指示灯都不亮的,一般就是开关电源坏了。
如果是有红灯猛闪或者ERR灯亮,往往是主板坏了,或者程序丢失引起,可以重新灌输一下程序试试,如果不行,也没有太修价值,多把芯片的IC和复位电路更换一下,或者更换芯片的晶振,如果还是无法解决问题,也就建议放弃了,这个玩意集成度太高了,维修起来非常困难,而且主板的价格也不算特别贵,没有太多价值。
输出输出点坏,也是比较常见的PLC本体故障,特别是继电器输出类型的PLC,在一些频繁开关动作的场合,会容易挂掉继电器,继电器的使用寿命大概是10万次,往往用上3-5年,就可能坏掉了,这种问题也容易发现,毕竟看输出指示灯亮,但是用万用表测量没有触点闭合或者断开就可以发现问题了,拆开,找一些国产类似的小。
当西门子PLC出现故障,我们如何查找。开关电源坏,对于一般有点电子维修水平的人而言,维修起来并不算特别困难,比如控制芯片384X这些或者开关管坏的概率比较高,一般更换了就好了。如果是晶体管坏了,常见是输入接进去了高压,输入输出都可能损坏,往往要更换光耦和一些放大晶体管电路。
如果是问题,可以根据电路图来分析输入输出的逻辑,从宏观上和设备的运行情况来分析,也可以屏蔽掉一些输入输出联锁点来分开测试找问题。如果有PLC程序更加简单,因为PLC都有在线诊断功能,可以单执行,看看执行到什么地方对应输出的点状态是否正常,就可以找到故障点了。
西门子变频器学会这16个变频器参数设定方法,可以搞定90%变频调试了1.控制方式:即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。2.低运行频率:即电机运行的小转速,电机在低转速下运行时,其散热性能很差,电机长时间运行在低转速下,会导致电机烧毁。
3.高运行频率:一般的变频器大频率到60Hz,有的甚至到400Hz,高频率将使电机高速运转,这对普通电机来说,其轴承不能长时间的**额定转速运行,电机的转子是否能承受这样的离心力。4.载波频率:载波频率设置的越高其高次谐波分量越大,这和电缆的长度,电机发热,电缆发热变频器发热等因素是密切相关的。
5.电机参数:变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、大频率,这些参数可以从电机铭牌中直接得到。6.跳频:在某个频率点上,有可能会发生共振现象,特别在整个装置比较高时;在控制压缩机时,要避免压缩机的喘振点。
如果一定说要知道一些理论知识,讲白了就是明白变频器是如何工作的,变频器需要调整那类型参数以及如何接线,开关电源电路的原理,IGBT是如何驱动和判断好坏的,单片机工作机理等,这些也是一个普通需要掌握的基本概念变频器是这样工作的先把电网工频交流变成直流,滤波稳压后,再通过6个IGBT管子,通过。
西门子变频器维修的理论知识都有哪些。变频器维修,归根结底也是一种电子电路的维修,并不需要太高深的理论,动手能力是位的,如果你没有电子维修的动手能力,学再多理论也无法修好变频器。IGBT管可以看成一种的三管,它只是工作在开关状态,并不会工作在放大区域。
也就是说它在变频器里边,只会有通和断两种状态,导通时候压降越低越好,截止时候阻抗越高越好。整个变频器工作的过程,都会围绕着6个IGBT管的导通或者截止而进行的,而且基本上是轮流平衡的工作方式。既然IGBT管只会导通或者截止,所以到了电机这头,UVW端的电压波形就不是什么真正的正弦波,而是一系列脉宽可调的方波,如果使用示波器是可以观察到这些方波的工作是否存在一些异常或者畸变的。
用万用表测量两两之间,电压也应该是一致的,否则就可以判断输出不平衡了,可能某个IGBT管子坏了,或者它的驱动电路有问题。既然存在整流,整流桥一般就会有二管或者可控硅之类的器件,如果它们烧了一组,母线的直流母线的电压就不会是535伏,所以测量母线电压就可以知道这些原件是否正常。
母线的电容也是容易出问题的,因为电解电容都有一定的寿命,如果坏了,它会鼓起来甚至爆裂,当然也可以通过电容表测量容量来判断的。而且如果电容容量下降,可能会出现瞬间加速或者减速时候电压波动而出现过电压或者过电流的报警故障。
变频器该如何调试和接线维修变频器过程中,往往需要测试一下是否自己已经修复了,有些是在公司感觉修好了,但是到了现场却不正常,这些都需要一些调试和接线经验才可以帮客户解决问题。变频器主回路接线比较简单,就是三相输入RST进来,三相输出UVW接电机,相信没有正常的人会接错,因为太简单了。
但是现场的另外一些情况也会让一些阴沟里边翻船,比如线耳氧化了接触不良,可能会造成欠电或者三相不平衡,电机绝缘不好可能会继续造成已经修复的变频器二次损坏,因此重新装上变频器运行前都要仔细考虑到这些细节,这些也许是电机拖动和电动学的一些基本理论知识了。
至于控制回路,不同产品会有一定差异,但是一般都是端子控制居多,只要接进去一个开关量到启动端口,正常的变频器就会启动,而给一个0-10伏模拟量到转速端口,变频器会输出不同频率的电压给电机工作。如果维修时候你更改了人家的启动和转速控制方式为面板模式了,到现场要记得改回来了。
不要动不动就让参数恢复到出厂值,如果真要这样做,必须要了解人家变频器用在什么场合的,如果是一些欧系的变频器,里边会有内置的PLC功能,这些逻辑比较复杂,需要逐个把重要参数备份了才可以恢复出厂值,否则到时调整不回来了,你即使修复了硬件,也无法向客户交差。
开关电源变频器一般都是UC384X之类的芯片控制的开关电源,有5伏,3.3伏,±15伏,24伏等,这类开关电源的机理,实际上和变频器工作机理反而有点类似,也是把交流变成直流,通过开关管控制变压器,输出想要的电压值,再整流稳压后变成对应的直流电压。
半智能型CRT人/机接口装置可长期安装在控制台上,通过通信接口接收来自PLC的信息并在CRT上显示出来;而智能型终端人/机接口装置有自己的微处理器和存储器,能够与操作人员快速交换信息,并通过通信接口与PLC相连,也可作为立的节点接入PLC网络。
简单、普遍的人/机接口装置由安装在控制台上的按钮、转换开关、拨码开关、指示灯、LED显示器、声光报好器等器件构成。对于PLC系统,还可采用半智能型CRT人/机接口装置和智能型终端人/机接口装置。PLC的软件组成系统程序由PLC制造厂商设计编写的,并存入PLC的系统存储器中,用户不能直接读写与更改。
系统程序一般包括系统诊断程序、输入处理程序、编译程序、信息传送程序、程序等。PLC的用户程序是用户利用PLC的编程语言,根据控制要求编制的程序。在PLC的应用中,重要的是用PLC的编程语言来编写用户程序,以实现控制目的。
PLC编程语言是多种多样的,对于不同生产厂家、不同系列的PLC产品采用的编程语言的表达方式也不相同,但基本上可归纳两种类型:一是采用字符表达方式的编程语言,如语句表等;二是采用图形符号表达方式编程语言,如梯形图等。
由于PLC是为工业控制而开发的装置,其主要使用者是广大电气技术人员,为了满足他们的传统习惯和掌握能力,PLC的主要编程语言采用比计算机语言相对简单、易懂、形象的语言。以下简要介绍几种常见的PLC编程语言。
1.梯形图语言梯形图语言是在传统电器控制系统中常用的接触器、继电器等图形表达符号的基础上演变而来的。它与电器控制线路图相似,继承了传统电器控制逻辑中使用的框架结构、逻辑运算方式和输入输出形式,具有形象、直观、实用的特点。
因此,这种编程语言为广大电气技术人员所熟知,是应用广泛的PLC的编程语言,是PLC的编程语言。如图1所示是传统的电器控制线路图和PLC梯形图。图1电器控制线路图与梯形图a)电器控制线路图b)PLC梯形图从图中可看出,两种图基本表示思想是一致的,具体表达方式有一定区别。
PLC的梯形图使用的是内部继电器,定时/计数器等,都是由软件来实现的,使用方便,修改灵活,是原电器控制线路硬接线无法比拟的。2.语句表语言这种编程语言是一种与汇编语言类似的助记符编程表达方式。在PLC应用中,经常采用简易编程器,而这种编程器中没有CRT屏幕显示,或没有较大的液晶屏幕显示。
因此,就用一系列PLC操作命令组成的语句表将梯形图描述出来,再通过简易编程器输入到PLC中。虽然各个PLC生产厂家的语句表形式不尽相同,但基本功能相差无几。以下是与图1中梯形图对应的(FX系列PLC)语句表程序。
步序号指令数据0LDX11ORY02ANIX23OUTY4LDX35OUTY1可以看出,语句是语句表程序的基本单元,每个语句和微机一样也由地址(步序号)、操作码(指令)和操作数(数据)三部分组成。3.逻辑图语言逻辑图是一种类似于数字逻辑电路结构的编程语言,由与门、或门、非门、定时器、计数器、触发器等逻辑符号组成。
有数字电路基础的电气技术人员较容易掌握,如图2所示。逻辑图语言编程4.功能表图语言功能表图语言(SFC语言)是一种较新的编程方法,又称状态转移图语言。它将一个完整的控制过程分为若干阶段,各阶段具有不同的动作,阶段间有一定的转换条件,转换条件满足就实现阶段转移,上一阶段动作结束,下一阶段动作开始。
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