西门子6ES7222-1BF22-0XA8优质产品

PCBCS 控制系统除上述三大控制系统以外，近来出现一种控制系统称为PCBCS，在此只简单介绍一下该系统，不与以上三个系统比较。PCBCS是将经过加固的PC机硬件与控制软件相结合，实施通常由PLC、DCS执行的控制功能，或者说将PLC的控制功能/封装在/软件内，运行在PC的环境中。PCBCS控制系统主要由以下三部分组成：PC机；I/O组件及其连接件；操作系统软件和应用软件。PC机将以往PLC、DCS控制系统中的操作站、控制站溶为一体，具备实施控制、通信及操作显示等多项功能。快速发展的计算机技术使PC机可提供一个真正开放的平台，使系统所有的功能集成于PC这个统一开放的平台上，以减少安装空间、节省电缆，将复杂的通信连接简单化，还可通过互联网Interne t或企业内部网Intran et得到重要的生产信息，实现生产过程优化。由以上三个组成部分就可以看出PCBCS系统的开放性是全面的，它现在的和未来的发展速度都将是非常快的，决不会象以往的PLC、DCS控制系统那样因封闭性、专一性而造成长期发展滞后，而会随计算机技术、通信技术、I/O组件制造技术、现场总线技术及软件技术的发展与时俱进，迅速提升。7. 系统比较 （1） DCS 系统是个大系统，其闭环控制功能强。PLC系统适合中型及小型系统，其逻辑控制功能强。FCS适合各种控制系统，但必须有数字智能化的现场装置为前提，才能显示其智能化的优势。 （2） DCS系统一次性投资较大，PLC系统投资相对要小。FCS系统要求一次仪表智能化程度高，一次仪表投资要大些。 （3） DCS系统是封闭式系统，各公司产品基本不兼容，事后扩容难度较大。 PLC系统可以通过网络扩充同型号PLC单元，它可以作为DCS、FCS系统的前端处理现场I/O。FCS系统是开放式系统，用户可以选择不同厂商、不同品牌的各种设备连入现场总线，达到的系统集成。（4）DCS、PLC系统的信息全都是二进制或模拟信号形成的，必须有D/A与A/D转换。FCS系统是全数字化，采用数字信号传递，就免去了D/A与A/D变换，高集成化高性能，使精度可以从±0.5%提高到±0.1%。（5）FCS系统可以将PID闭环控制功能装入变送器或执行器中，缩短了控制周期，目前可以从DCS的每秒2~5次，提高到FCS的每秒10~20次，从而改善调节性能。（6）DCS、PLC可以控制和监视工艺全过程，对自身进行诊断、维护和组态。由于其I/O信号采用传统的模拟量信号，它无法在DCS工程师站上对现场仪表（含变送器、执行器等）进行远方诊断、维护和组态。FCS采用全数字化技术，数字智能现场装置发送多变量信息，而不仅仅是单变量信息，并且还具备检测信息差错的功能。FCS采用的是双向数字通信现场总线信号制。它可以对现场装置（含变送器、执行机构等）进行远方诊断、维护和组态。FCS的这点优越性是DCS、PLC*的。（7）FCS由于信息处理现场化，与DCS、PLC相比可以省去相当数量的隔离器、端子柜、I/O终端、I/O卡件、I/O文件及I/O柜，也节省了I/O装置及装置室的空间与占地面积。FCS可以减少大量电缆与敷设电缆用的桥架等，也节省了设计、安装和维护费用。但它是以数字智能现场装置为前提的。目前的DCS与新型的PLC，由于多年的开发研究，在各自保留自身原有的特点外，又相互补充，形成新的系统，现在的DCS已不是当初的DCS，同样如此，新型的PLC也不是开发初期的PLC。我们能够说是DCS取代了PLC或者说是PLC取代了DCS，显然都是不合适的。目前PLC系统由于网络技术的发展，也可以组成大型的DCS系统。而DCS为适应市场需要，也在开发小型的DCS系统。FCS是由DCS以及PLC发展而来，它保留了DCS的特点，或者说FCS吸收了DCS多年开发研究以及现场实践的经验，当然也包括教训。随着FCS技术的发展，FCS在不远的将来是有可能占据控制系统的主流。随着各种技术的不断发展，几个系统相互融合组成更*的控制系统网络。在DCS中可以利用PLC作为控制的底层，完成基本的控制任务。其实多台PLC也可以组成控制网络，从其构成形式及分散危险的方面理解，可以被称其为DCS控制系统。

1、基本概念

（1） VVVF 改变电压、改变频率（Variable Voltage and Variable Frequency）的缩写。 （2）CVCF 恒电压、恒频率（Constant Voltage and Constant Frequency）的缩写。各国使用的交流供电电源，无论是用于家庭还是用于工厂，其电压和频率均200V/60Hz（50Hz）或100V/60Hz（50Hz）。通常，把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器"。为了产生可变的电压和频率，该设备要把三相或单相交流电变换为直流电（DC）。再把直流电（DC）变换为三相或单相交流电（AC），我们把实现这种转换的装置称为“变频器"（inverter）。

 变频器也可用于家电产品。使用变频器的家电产品中不仅有电机（例如空调等），还有荧光灯等产品。用于电机控制的变频器，既可以改变电压，又可以改变频率。但用于荧光灯的变频器主要用于调节电源供电的频率。汽车上使用的由电池（直流电）产生交流电的设备也以“inverter"的名称进行出售。变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。例如计算机电源的供电，在该项应用中，变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电。

2. 电机的旋转速度为什么能够自由地改变？

（1) r/min电机旋转速度单位：每分钟旋转次数，也可表示为rpm。例如：4极电机 60Hz 1,800 [r/min]，4极电机50Hz 1,500 [r/min]，电机的旋转速度同频率成比例。

本文中所指的电机为感应式交流电机，在工业领域所使用的大部分电机均为此类型电机。感应式交流电机（以后简称为电机）的旋转速度近似地取决于电机的极数和频率。电机的极数是固定不变的。由于极数值不是一个连续的数值（为2的倍数，例如极数为2，4，6），不适合改变极对数来调节电机的速度。频率是电机供电电源的电信号，该值能够在电机的外面调节后再供给电机，这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。以控制频率为目的的变频器，是做为电机调速设备的优选设备。

n = 60f/p，n: 同步速度，f: 电源频率 ，p: 电机极数，改变频率和电压是***的电机控制方法。如果仅改变频率，电机将被烧坏。特别是当频率降低时，该问题就非常突出。为了防止电机烧毁事故的发生，变频器在改变频率的必须要改变电压，例如：为了使电机的旋转速度减半，变频器的输出频率必须从60Hz改变到30Hz，这时变频器的输出电压就必须从200V改变到约100V。例如：为了使电机的旋转速度减半，变频器的输出频率必须从60Hz改变到30Hz，这时变频器的输出电压就必须从200V改变到约100V。

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西门子SIMATIC HMI第二代移动面板

西门子发布面向工业自动化的第二代有线移动面板。第二代移动操作和监控面板的产品性能、灵活性和便捷性相较前代产品都得以提升。第二代SIMATICHMI移动面板采用高宽比为16:9的7寸或9寸高亮1,600万色宽屏显示，能清晰呈现高度复杂和详细的工艺流…

西门子SINAMICS G120系列变频器

S7-1200和S7-1500指令的比较

下图是博途的STEP7V12帮助中的指令概览。可以看出，S7-1200和S7-1500的指令是兼容的，S7-1200的指令是S7-1500的指令的子集。可以认为S7-1200是精简版的S7-1500。如果暂时没有条件使用S7-1500，可以先使用S7-1200，为今后使用S7-1500打下基础。

1．可用的编程语言

S7-1500和S7-1200都能使用梯形图（LAD）、功能块图（FBD）和结构化控制语言（SCL）语言。为了和S7-300/400兼容，S7-1500还可以使用STL语言。

2．指令的比较

1）S7-1500的基本指令比S7-1200多9条指令。

2）扩展指令中只有S7-1500有PROFIenergy（使用 PROFINET进行能源管理）指令。S7-1500比S7-1200多11条指令。

3）“技术"类指令S7-1500比S7-1200多5条高速计数器指令。

4）“通信"类指令S7-1200比S7-1500多3条发送电子邮件的指令。

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梯形图程序设计语言是常用的一种程序设计语言。它来源于继电器逻辑控制系统的描述。在工业过程控制领域，电气技术人员对继电器逻辑控制技术较为熟悉，由这种逻辑控制技术发展而来的梯形图受到了欢迎，并得到了广泛的应用。梯形图与操作原理图相对应，具有直观性和对应性；与原有的继电器逻辑控制技术的不同点是，梯形图中的能流不是实际意义的电流，内部的继电器也不是实际存在的继电器，应用时，需与原有继电器逻辑控制技术的有关概念区别对待

CPU 1510SP F-1 PN 是经济实用的入门级CPU，适用于在分散生产技术中对处理性能和响应速度具有中等要求的标准应用和故障安全应用。CPU1510SP F-1 PN 可以用作 PROFINET IO 控制器，也可以用作分布式智能设备 （PROFINET智能设备）。集成式 PROFINET IO IRT 接口的设计形式为 3 端口交换机，这样就可以在系统中通过端口 1 和 2建立总线型拓扑，并且也可通过端口 3 来连接编程设备/PC 或 HMI 设备。

作为智能设备使用时， CPU 1510SP F-1 PN可实现在本地对过程数据进行分布式预处理，并且仅将实际需要的信息传输到上位控制器

若用户的自动化任务需要 8 个以上的 SM、FM 或 CP 模块插槽时，则可对 S7-300（除 CPU 312 和 CPU 312C外）进行扩展：
控制器和3个扩展机架多可连接32个模块：
总共可将 3 个扩展装置（EU）连接到控制器（CC）。每个 CC/EU 可以连接八个模块。 通过接口模板连接：
每个 CC / EU 都有自己的接口模块。在控制器上它总是被插在 CPU 旁边的插槽中，并自动处理与扩展装置的通信。 通过 IM365 扩展：
1 个扩展装置远扩展距离为 1 米；电源电压也通过扩展装置提供。 通过 IM 360/361 扩展：
3 个扩展装置， CC 与 EU 之间以及 EU 与 EU 之间的远距离为 10m。 单独安装：
对于单独的 CC/EU，也能够以更远的距离安装。两个相邻 CC/EU 或 EU/EU 之间的距离：长达 10m。灵活的安装选项：
CC/EU 既可以水平安装，也可以垂直安装。这样可以大限度满足空间要求。
通信
S7-300 具有不同的通信接口：
连接 AS-Interface、PROFIBUS 和 PROFINET/工业以太网总线系统的通信处理器。 用于点到点连接的通信处理器多点接口 (MPI), 集成在 CPU 中；
是一种经济有效的方案，可以连接编程器/PC、人机界面系统和其它的 SIMATIC S7/C7 自动化系统。
PROFIBUS DP进行过程通信
SIMATIC S7-300 通过通信处理器或通过配备集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 连接到 PROFIBUS DP总线系统。通过带有 PROFIBUS DP 主站/从站接口的CPU,可构建一个高速的分布式自动化系统，并且使得操作大大简化。

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功能

存储器概念

所有 S7-400 CPU 均具有两种类型的存储器。工作存储器的细分可将性能提高一倍。当一个标准处理器需要访问其 RAM至少两次时，S7-400处理器可在一个循环周期中访问代码存储器和数据存储器。数据总线和代码总线也是独立的。工作存储器的容量取决于从精细分级的 CPU系列中所选取的适合的 CPU。

对于小型和中等程序，集成式负载内存 (RAM)就足够了。对于较大的程序，可通过插入内存卡来增加装载内存。插入式闪存卡可用于在不使用电池的情况下进行性存储。

块加密

相关功能 (FC) 和 功能块 (FB) 可以加密的方式存储于 CPU 以保护专门知识应用。

通信连接
如图3-1示意图，使用RS485总线连接器通过PROFIBUS标准电缆分别连接CPU414-3 的X2接口和CPU315-2的X2接口。

图3-1 CPU之间DP通信连接示意图

4 通信编程
由于配置的是S7单边通信，只需在配置S7网络连接的一方进行编程，本例中只在CPU414-3中编程调用系统功能块SFB14/SFB15，如图4-1和图4-2。

图4-1 调用功能块SFB14

图4-2 调用功能块SFB15

更多关于SFB14/15参数含义，参考西门子下载中心文档编号1023《 SIMATIC 用于S7-300/400系统和标准功能的系统软件参考手册》的S7通信章节。

Modbus/TCP功能块MB_REDSV在多路端口502上配置连接

描述
MB_REDSV块是SIMATIC Modbus/TCP Red的一个组件。这使得SIMATICCPU与支持Modbus/TCP的第三方设备之间的通信成为可能。Modbus/TCP通信通过默认的服务器502端口实现。过去，S7-400H站中发布使用的CP时只允许通过502端口使用一个连接。

下表中列出的S7-400CP已发布与S7-400H站中使用，且支持多个TCP连接。它们允许在本地端口502上使用多个连接。

 如果要建立双边冗余，并使S7-400H站作为Modbus服务器，Modbus客户端可以建立2个连接到CP0的502端口和2个连接到CP1的502端口。

图.

多路端口502的功能
在NetPro中为502端口建立一个被动连接，CP卡的固件依次处理到来的TCP消息。从S7用户程序的角度来看，一个多路复用的连接表现为一个单个连接。在NetPro中显示和在特殊诊断中是累积的。也就是说当建立了至少一个连接时，状态显示为"连接建立"，但无法查看有多少个Modbus客户端连接到502端口上。v3H模具联盟网

配置v3H
如果在双边冗余的情况下，S7-400H站被配置为Modbus服务器，并使用多路端口502，则必须采用被动连接设置为CP0和CP1在502端口的创建一个未的连接。在MB_REDSV功能块的id_0_a 和 id_1_a输入端对应NetPro的连接ID。v3H模具联盟网

注意v3H
如果在双边冗余的情况下，S7-400H站作为Modbus服务器仅接受每个端口仅1个连接，则必须在NetPro中为每个CPU配置两个不同端口号的未的被动连接。必须在MB_REDSV功能块的id_0_a, id_1_a, id_0_b and id_1_b输入端进行相应的设置。

图.

通过CP 343-1实现单边冗余v3H
以下CP 343-1支持单边冗余:v3H

• CP 343-1 Lean (订货号: 6GK7343-1CX10-0XE0) V2.1 及更高

• CP 343-1 Standard (订货号: 6GK7343-1EX30-0XE0) V2.0.16 及更高

同样，对于端口502来说仅需一个的连接。仅需设置功能块MB_REDSV的输入端id_0_a。