西门子6ES7214-2BD23-0XB8详解说明

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西门子6ES7214-2BD23-0XB8详解说明 Modbus是为其PLC与主机之间的通讯而发明的串行通讯协议。其物理层采用RS232、485等异步串行标准。由于其开放性而被大量的PLC及RTU厂家采用。Modbus通讯方式采用主从方式的查询－相应机制，只有主站发出查询时，从站才能给出响应，从站不能主动发送数据。主站可以向某一个从站发出查询，也可以向所有从站广播信息。从站只响应单独发给它的查询，而不响应广播消息。MODBUS通讯协议有两种传送方式：RTU方式和ASCII方式。三菱700系列变频器能够从RS-485端子使用ModbusRTU通讯协议，进行通讯运行和参数设定。对象：　　1. 三菱PLC：FX2N+FX2N-485-BD　　2. 三菱变频器：F700系列，A700系列。　　两者之间通过网线连接，具体参照下图。　　　　FX2N-485-BD与n台变频器的连接图　　三菱变频器的设置　　PLC与变频器之间进行通讯时，通讯规格必须在变频器中进行设定，每次参数初始化设定后，需复位变频器或通断变频器电源。　　参数号 名称 设定值 说明　　Pr331 通讯站号 1 设定变频器站号为1　　Pr332 通讯速度 96 设定通讯速度为9600bps　　Pr334 奇偶校验停止位长 2 偶校验，停止位长1位　　Pr539 通讯校验时间 9999 不进行通讯校验　　Pr549 协议选择 1 ModbusRTU协议　　Pr551 PU模式操作权选择 2 PU运行模式操作权作为PU接口　　进行ModbusRTU协议通讯时，Pr551必须设置为2，Pr340设置为除0以外的值，Pr79设置为0或2或6。通过RS-485端子进行ModbusRTU协议通讯时，必须在NET网络模式下运行。三菱PLC的设置　　对通讯格式D8120进行设置　　D8120设置值为0C87，即数据长度为8位，偶校验停止位1位，波特率9600pbs，无标题符和终结符。　　修改D8120设置后，确保通断PLC电源一次。　　四：程序说明：　　1．当X1接通一次后，变频器进入正转状态。　　2． 当X2接通一次后，写入变频器运行频率60HZ。　　3． 当X3接通一次后，变频器进入停止状态。　一、 引言　　1.吉林燃料乙醇厂一号生产线年产燃料乙醇30万吨，是目前我国大的燃料乙醇生产基地。燃料乙醇作为一种新型的节能、环保燃料，将在我国有广大的市场前景。以玉米为原料生产燃料乙醇作为可再生能源，是当前国家着力缓解能源、农业、环境问题的一项战略性举措。吉林60万吨/年燃料乙醇项目作为作为该行业的试点项目，是由中国石油天然气集团公司、吉林粮食集团公司和中国华润总公司共同出资建设，于2001年9月22日开工，2003年9月22日完成一号线30万吨/年燃料乙醇生产装置的投产。　　2.全厂生产监控画面　　二、 系统介绍　　1. 工艺介绍　　以玉米为原料生产燃料乙醇与联产高蛋白饲料DDGS和精制玉米油，其主要工序包括：玉米的贮存与清选、原料粉碎、玉米脱胚、液化和糖化、发酵和蒸馏、酒糟液的分离和干燥、分离清液的蒸发浓缩、毛油的制取、玉米油的精炼，以及配套的公用工程。　　2. 项目当中使用的西门子自动化产品的型号、数量、类型、及控制对象。　　　　DCS　　　　•8 sets of AS417H　　　　•2 sets of ES　　　　•2 sets of OS Server ( Redundancy)　　　　•7 sets of OS Client　　　　•2 sets of OS Single Station　Actual I/O　　　　•AI:1678　　　　•AO:460　　　　•DI:2798　　　　•DO:2225 Total:7161　　控制对象:　　•公用工程: 压缩空气系统, 换热站系统,循环水场, 污水场, 净水场.　　•玉米净化: 火车卸料线和汽车卸料线调度（来自MES）,8个玉米储存筒仓调度（来自MES）,卸料开车顺序控制,卸料停车顺序控制, 紧急停车逻辑,玉米筒仓温度监视.　　•脱胚制浆（01工段）:玉米进料称重计量,玉米浸泡顺序控制,浸泡灌液位及温度控制,玉米粉碎设备控制.　　•糖化、液化（02工段）: PH值控制,进料比值控制.　　•发酵（03工段）: 发酵罐温度控制,发酵罐消泡控制.　　•辅料配置（04工段）: 硫酸、氢氧化钠、CIP溶液、a-淀粉酶、糖化酶稀释顺序控制　　•精馏（05工段）: 精馏塔温差控制,回流罐液位控制,采出物liuliang控制. 分子筛事件顺序控制,吸附®卸压®吹扫®充压分子筛负荷控制,分子筛差压控制,蒸馏工序停车逻辑.　　•蒸发（06工段）: 顺序加料控制,浓缩工序清洗控制.　　•酒糟蛋白饲料DDGS（07工段）:　　•包装称（08工段）:　　•成品调和、储运:　　•玉米油: 各工段顺序控制,油品配方控制.　　三、 控制系统构成　　1. 整个项目中的硬件配置、系统结构；各组成部分选择的依据。吉林60万吨/年燃料乙醇项目全集成自动化系统控制网络总图及说明如下:　　四.基于全集成自动化思想的新一代过程控制系统PCS7的简介　　随着工业自动化过程控制理论和计算机技术的迅猛发展，以及对工业自动化过程控制系统的可靠性、复杂性、功能的完善性、系统的可维护性、人机界面的友好性、数据的可分析可管理性等各个方面都提出了愈来愈高的要求, 同时也为工业自动化过程控制系统的发展指明了方向:　　　　　　系统之间的横向数据交换日益增加　　　　　　系统与管理层和现场仪表级的数据交换日益增加　　　　　　现场总线的应用越来越广泛　　　　　　厂商的产品日益开放，通过OPC、SQL等技术使得不同系统之间的准确、高速、大量的数据交换得以实现全集成，一体化的解决方案　　因此，传统的DCS系统已经不能满足90年代自动化过程控制系统的设计标准和要求，SIMATIC PCS7过程控制系统就是在这种形势下开发的新一代过程控制系统，它是一个全集成的、结构完整、功能完善、面向整个生产过程的过程控制系统。　　SIMATIC PCS7是西门子公司结合先进的计算机软、硬件技术，在西门子公司S5，S7系列可编程控制器及bbbEPERM系列集散系统的基础上，面向所有过程控制应用场合的先进过程控制系统。　　SIMATIC PCS7采用的上位机软件WinCC作为操作和监控的人机界面，利用开放的现场总线和工业以太网实现现场信息采集和系统通讯，采用S7自动化系统作为现场控制单元实现过程控制，以灵活多样的分布式I/O接收现场传感检测信号。　　SIMATIC PCS7是基于全集成自动化思想的系统，其集成的核心是统一的过程数据库和唯一的数据库管理软件，所有的系统信息都存储于一个数据库中而且只需输入一次，这样就大大增强了系统的整体性和信息的准确性。　　SIMATIC PCS7的通讯系统采用的是工业以太网和PROFIBUS现场总线。工业以太网 用于系统站之间的数据通讯， SIMATIC PCS7采用符合IEC－1131－3的编程软件和现场设备库，提供连续控制、顺序控制及编程语言。现场设备库提供大量的常用的现场设备信息及功能块，可大大简化组态工作，缩短工程周期。SIMATIC PCS7具有ODBC、OLE等标准接口，并且应用以太网、PROFIBUS现场总线等开放网络，从而具有很强的开放性，可以很容易地连接上位机管理系统和其它厂厂商的控制系统。　　全集成自动化系统控制网络总图操作员站和服务器采用客户机/服务器结构，客户机与服务器之间通过100MHz以太网通讯。服务器与AS417H自动化系统的CPU之间采用光缆介质连接，通过100MHz的工业以太网来交换数据，该光纤双环网将延伸至公用工程工段，用于与公用工程工段的AS417H自动化系统进行通讯，实现整个PCS7控制系统的通讯。　　PCS7系统的工程师站同时挂在两个网络上，即连接客户机/服务器的100MHz以太网和连接自动化系统的CPU的100MHz工业以太网。工程师站可以完成控制画面和控制策略的组态。　　AS417H自动化系统与远程I/O子站的通讯采用PROFIBUS-DP。AS417H通过PROFIBUS-DP的专用双绞线直接与远程I/O子站相连接。其它AS417H将通过冗余的光缆和冗余的接口模块与各自的远程I/O子站进行通讯，满足分散控制系统技术规范书中(1.5工厂及装置简况)提出的要求。　　公用工程共配置二台操作员站（单独的操作员站，直接与PCS7过程控制系统的系统总线工业以太网相连，配置一台HP5100打印机）、一台控制站（AS417H自动化系统）、以及相应的远程I/O子站。　　操作员站与AS417H自动化系统的CPU之间采用光缆介质连接，通过100MHz的工业以太网来交换数据，该光纤双环网将连接至中央控制室，与中央控制室中PCS7的系统总线直接相连，实现整个PCS7控制系统的通讯。　　系统所需的I/O点数如下：　　防爆区域：储运站、玉米油、蒸馏脱水(05)。下表点数用于统计安全栅点数。　　五.生产实时系统　　生产实时系统采用WinCC MULTI-CLIENT方式，2台连接自备电厂和乙醇装置的服务器 作为WINCC SERVER，和主服务器及调度网相连。一台主服务器作为WinCC CLIENT 并作为WEB SERVER，与办公室标准以太网相连。网络通讯协议采用TCP/IP。在工程师站上进行工艺操作画面、报警画面、历史趋势、报表等功能的组态（这些都是WINCC的基本功能），然后在SERVER和CLIENT上运行组态的项目。由于实时系统的工位号容量为2000个，所以选用64K点的WINCC运行系统。　　WinCC SERVER完成与DCS之间的数据交换。服务器位于各DCS控制室，由局域网相连， 通过bbbbbbS共享机制实现数据共享。为了与WINCC CLIENT通讯, WINCC SERVER端运 行于bbbbbbS NT4.0 SERVER或bbbbbbS 2000 SERVER操作系统,并安装WinCC 和 WinCC SERVER选件软件包。WINCC SERVER向WINCC CLIENT提供数据。每台SERVER 多可以带 16台CLIENT站， 在本系统中，连接5台WINCC CLIENT。　　WinCC Web Navigator选件包：　　WinCC可选软件包Web Navigator使用户可以通过Internet、LAN或公司局域网浏览或操作 WinCC过程画面。根据系统需要，设置可以通过WEB浏览生产过程画面的用户，并分配不同的权限，以进一步tigao安全性。　　软件配置：　　1. Server端：WinCC V5+Web Navigator Server　　2. Client端：IE+Web Navigator Clien　　六. 结论　　吉林60万吨/年燃料乙醇项目的全集成自动化控制系统(TIA)已在吉林大酒厂得到很好应用,运行结果表明:　　1. PCS7具有过程控制系统的所有特性和功能,过程控制简单而安全、方便信息网络和现场总线及仪表的集成，设计模块化，系统的扩展性强.　　2. 现场总线技术,大量节省了电缆的费用，也相应节省了施工调试以及系统投运后的维护时间和费用.　　3. SIMATIC PCS7采用符合IEC－1131－3的编程软件和现场设备库，提供连续控制、顺序控制及编程语言。现场设备库提供大量的常用的现场设备信息及功能块，可大大简化组态工作, 缩短工程周期.　　4. SIMATIC PCS7具有ODBC、DDE、OPC、OLE等标准接口，并且应用以太网、PROFIBUS现场总线等开放网络，从而具有很强的开放性，可以很容易地连接上位机管理系统和其它厂厂商的控制系统。对于A-B PLC编程，Logix5000一直以其技术成熟、结构简单、稳定可靠和应用广泛而著称，但也存在一些缺点，如v16.0版本以前无法实现子程序块的调用。面对大量相似的设备，不得不重复性的工作降低了工作效率。为了tigao效率，也有人在编写程序时使程序编写标准化、模块化，但都因为无法实现参数赋值，而只能逐条修改，虽然tigao了些工作效率，但其块功能问题依然未能解决。 当前，汽车的普及及档次的不断tigao对现代化的汽车厂的要求越来越高，而PLC程序无疑成为对其直接影响的主要、直接、直观的要素，也是广大用户对于PLC程序设计提出的强烈的要求。现代化汽车厂要求PLC程序必须具有调试时间短、性能稳定、修改方便、维护便捷、程序短小精悍以及通用性强等特点。自Logix5000 v16.0版本后，A-B公司增加了ADD ON功能，从而解决了子程序块的调用问题。 系统建立 1．任务的建立 首先应先新建任务。点击菜单FILE下的NEW（或快捷键NEW），弹出对话框：根据所选PLC类型选择Type，在Revision中选择下拉菜单16；在Name中给程序起名（本例中程序名称为TEST）；在Chassis Type中选择所选的机架，本例选择的为10槽机架；在Solt中选择控制器所在机架的位置，默认为0槽。点击OK，出现图1所示信息（请注意图中蓝色部分），则本PLC程序创立完成。 图1 新文件创建完成2．I/O模块配置 接下来要配置I/O模块。在图1所示信息中，右键点击图中蓝色部分，在新弹出的对话框中选择New Module，于是出现新对话框。选择相应的I/O模块，例如可选择一个以太网模块、两个IB16输入模块、两个OB16E输出模块以及一个Profibus模块（本例中名称为Sst1），得到图2所示信息，则I/O模块配置完成。 图2 I/O模块配置完成建立数据类型 在创建子程序前，应先创建数据结构（如图3所示）。右键单击Data Types下的User-Dfines（图中蓝色部分），选择New Data Type。在弹出的对话窗口中，在Name中给所定义的数据类型起名，在Members下定义本类数据类型所包含的参数。这里所定义的数据类型即是在子程序中所调用的形参。Members下的Name为参数的名称，Data Type为参数的类型，Style为参数选择进制，Debbbbbbion内加入文字说明。  图3 创建数据结构如图4所示，本案例中参数名称Name为UD_FLDP，数据类型为现场IP67输入模块，其中参数为所有进入IP67输入模块的信号。点击Apply，点击OK，则本条数据结构建立完成。同时，本数据结构也可以作为其他数据类型的一个参数，而被其他数据结构所调用。如此，可以根据需要建立不同名称、不同类型的数据类型以方便程序应用。 图4 数据结构详解建立子程序 1．工艺流程 在编写子程序前应首先明确工艺流程。以汽车工厂焊装车间机械化输送系统为例，焊装车间机械化输送系统多为滑橇输送，以普通辊床为主，辅以旋转辊床、升降辊床、移行机和升降机等，其输送方式为连续输送，即下一工位出现空位时，本工位即向下一工位输送。普通辊床直接输送，旋转辊床则需要经自身旋转后接件或送件，移行机需要经过平移后接件或送件，升降机则需要经过上升及下降过程接件或送件等。 图5所示为普通辊床的输送方式，输送方向为从辊床GN132向辊床GN133输送。图中绿色靶型图形为辊床上开关，本例中普通辊床各设两个现场检测开关，分别为从左向右到位开关与超程开关。当辊床GN132有车，即辊床GN132到位或超程开关任何一个检测到高电平，即认为本辊床有车（或为不带车空滑橇）占位。如果此时其下一辊床GN133处无车，即辊床GN133到位及超程开关未检测到任何一个高电平，即认为本辊床无车（或为不带车空滑橇）空位。此时，辊床GN132向辊床GN133输送。当车身（或为不带车空滑橇）完全脱离辊床GN132后（此时辊床GN132到位及超程开关未检测到任何一个高电平，即为空位），辊床GN132停止运行。当车身（或为不带车空滑橇）完全进入辊床GN133后（此时辊床GN133到位或超程开关检测到任何一个高电平），辊床GN133停止运行。以上为辊床GN133完成一次进车过程。同理，当辊床GN133占位，而辊床GN134空位时，辊床GN133向辊床GN134上输送，当辊床GN133空位停止而辊床GN134输送到位后，辊床GN133完成一次出车过程。此时，普通辊床完成其全部动作过程。 图5 普通辊床的输送方式2．子程序建立 打开RSLogix 5000，在左侧任务栏中右键单击Add-On Instructions，选择New Add-On Instruction，然后在新弹出的对话窗口中给所要建立的子程序起名字。本例中子程序名为RollerBed_GN，说明为“普通滚床程序块”。点击确定，在弹出的对话框中多了几个选择，但此时的bbbbbeters中仅有两条，而Local Tags下面为空，没有任何Tag。 在bbbbbeters中建立Name为BedThis的参数，其中Usage选择InOut，在Data Type中选择UD_bbbbb（在前面已建立的数据类型），将Req与Vis选项选中，点击应用并确定（见图6）。 图6 在bbbbbeters中建立数据同理，建立Name为BedBefor与BedAfter的参数，分别为BedThis辊床的前一辊床和后一辊床。点击应用并确定后，在RollerBed_GN下出现Logic（见图7）。双击Logic，进入子程序编辑框。新建一条程序，点击RUNG，加入一个常开点（Examine On），双击常闭点的“ ？”，选择下拉菜单下的BedThis.SXFLDP.SxArrive_ss。同理，按照前面工艺流程继续完善程序，完成后的程序如图8所示，子程序建立完毕。 图7 在RollerBed_GN下出现Logic 图8 子程序建立完毕子程序的调用 子程序建立完成后，我们观察到在Add-On Instruction下多了条分支RollerBed_GN，即为我们所建立之子程序，可以被复调用。在选中RUNG条件下，键入RollerBed_GN，则出现图9所示对话框，此处的普通辊床程序块即为前面所建立的程序块，其数据结构即为前面所建立的模式。右键单击RollerBed_GN后的“？”，在下拉列表中选择New Tag，如以GN133为例，新Tag名称为GN133ADDON。由于GN133前一工位为GN132，后一工位为GN134，则在BedThis中填入GN133，BedBefor中填入GN132，BedAfter中填入GN134。 此时，本条语句尚处在编辑状态，由于GN133、GN132和GN134三个Tag尚未编辑，应对其进行编辑。右键选中GN133，选择New Tag，在DataType中选中前面所建立的UD_bbbbb类型（GN132、GN134、GN133)，则此子程序调用完毕。如此，可以继续反复调用此子程序，以满足工作需要。 子程序的修改 当子程序建立完毕，并在实际工作中运行后，如果需要对子程序进行修改，首先应进入编辑状态，然后在左侧对话框中双击需要修改的子程序块（Logic），方可对子程序进行修改。需要注意的是，在线状态如无法对子程序进行修改，则应先下线，在Offline状态下对子程序进行修改。  图9 此处的普通辊床程序块即为前面所建立的程序块结语 本文提出的对于A-B PLC编程Logix5000子程序的方案，在实际应用中得到了大量尝试，并获得了成功，彻底解决了目前传统的A-B PLC编程无法实现的程序编写的模块化、系统化和产业化的问题。(end)