西门子将电气化、自动化、数字化的力量融入各行各业,以前所未见的高度、速度、精度和深度,让关键所在,逐一实现。
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CP243i作为连接S7-200的PPI口转以太网RJ45的接口转换器。如下图所示:
一. 硬件连接:
将CP243i的两端分别与S7-200的PPI口和以太网线连接(上图使用的是交叉网线,如果中间加交换机就要用直连网线,注:我们平时用的都是直连型网线)
二. 监控计算机的软件设置:
a.OPC—西门子PC_Access的设置:
S7-200一般都是通过PC_Access(OPC server)软件再与WinCC相连的。因此要首先
设置PC_Access, 但是在设置前一定要先运行一次西门子的MicroWin ,在它的设置PG/PC接口中选择 [ TCP/IP(Auto)à实际的网卡名 ],目地是将PC_Access的驱动选为TCP/IP, 之后打开PC_Access,见下图:
用鼠标右健点击 [ MicroWin(TCP/IP) ],然后用鼠标左键选择 [ 新PLC(N)… ]
只要填写 [ IP地址:192 .168 .1 .10 ](注:这是CP243i转换器的IP地址),然后直接点击 [ 确认 ] ,进入下图:
用鼠标点击 [NewPLC]à新(N) à项目(I) ,如下图所示:
新建项目的对话框:
下边做4个例子:
(1)名称:ITEM_VB10,地址:VB10,数据类型:BYTE
(2)名称:ITEM_Q0_0,地址:Q0.0,数据类型:BOOL
(3)名称:ITEM_I0_2,地址:Q0.2,数据类型:BOOL
(4)名称:ITEM_MD20,地址:MD20,数据类型:REAL
添加完变量后,一定要存一下盘!至于文件名随便写一个或用缺省的也可
建立4个ITEM后,用鼠标安下图次序(1)(2)(3)依次点击,就进入了测试状态
如果通讯正常,质量显示为good 否则为bad
b. 西门子WinCC的设置:
打开WinCC,新建一个项目[ test_s7_200]:
用鼠标右键点击 [变量管理] à 添加新的驱动程序(N) à选择 OPC.chn
用鼠标右键点击 [OPC Groups (OPCHN Unit #1) ] à选择[ 系统参数 ]
用鼠标双击 [ \\<LOCAL> ] ,搜索本机OPC器:
选择 [ S7200.OPCServer ],再选择 [ 浏览器 ] ,
选择 [ 下一步 ]
将Items栏中内容全部选定,然后点击 [添加条目]
选择 [ 是 ]
选择 [ 确定 ]
选择 [ 完成 ],之后PC_Access中的变量就来到WinCC中:
西门子SIMOTION运动控制系统
----机械运动越来越复杂,对速度及精度的要求也越来越高。SIMOTION面向的行业主要是包装机械,橡塑机械,锻压机械,纺织机械,以及其他生产机械领域,正是针对复杂运动控制而推出的全新运动控制系统。
SIMOTION运动控制系统:
由一个系统来完成所有的运动控制任务
适用于具有许多运动部件的机器
----SIMOTION系统具有三个组成部分
工程开发系统
----工程开发系统可以实现由一个系统解决所有运动控制、逻辑及工艺控制的问题,并且它还能够提供所有必要的工具,从编程到参数设定,从测试调试到故障诊断。
实时软件模块
----这些模块提供了众多的运动控制及工艺控制功能。针对某一特定的机器所需的功能,灵活地选择相关的模块。
硬件平台
----硬件平台是SIMOTION运动控制系统的基础。使由工程开发系统所开发的且使用了实时软件模块的应用程序可以运行在不同的硬件平台上,用户可以选择最适合自己机器的硬件平台。
----SIMOTION的不同之处在于,可按任务层次划分的系统,具有灵活的功能,且使用同一种工程开发工具。
----SIMOTION 运动控制系统可连接三种硬件平台,即:
----SIMOTION D-集成在驱动器中的紧凑型系统。SIMOTION D的功能是集成在新的SINAMICS S120多轴驱动系统的控制模板上。使之成为一个极其紧凑的拥有控制器及驱动器的系统。将运动控制与驱动器功能集成在一起,使得系统具有极快的响应速度。
典型应用领域
根据其紧凑的设计,以及集成于驱动器上这一特点,SIMOTION D特别适用于:
小型机械
分布式自动化结构,例如拥有多轴的机器
模块化设计的机器,也可以与SIMOTION P或SIMOTION C配合使用
实时性要求极高的多轴耦合应用
SIMOTION C -模块化与灵活性
----SIMOTION C230-2控制器是装配在S7-300机壳中。它具有四个模拟量接口用于连接驱动器,并且带有若干数字量输入及输出端口。此外,C230-2可以扩展S7-300的I/O模板及功能模板。C230-2带有两个具有时钟同步的PROFIBUS接口以及一个乙态网接口,提供了多种通讯方式的选择。
典型应用领域
模块化的设计使得C230-2具有极高的灵活性,可以满足许多应用领域的要求:
对驱动器的选择具有最高的灵活性
极宽的过程信号范围
SIMOTION P -针对需要开放性的任务
----SIMOTION P350是一个基于PC的运动控制系统。它采用具有实时处理能力的Windows NT操作系统。
----除了SIMOTION控制任务之外,其它的PC应用程序也能执行。例如:操作员监控、过程数据分析、标准PC应用等。
典型应用领域
开放性及工业PC技术使得P350特别适用于:
要求开放式PC环境的场合
要求在同一硬件平台上既执行控制又进行显示的场合
要求具有方便的数据管理、分析及报表的场合
对远程诊断及远程操作员控制要求很高的场合
----这样,每种硬件平台都具有针对某些特定应用领域的优势。而不同的硬件平台可以组合在一起用于处理复杂的控制任务。不同的硬件平台永远具有相同的系统资源,其功能及工程开发总是相同的。

描述
信号模块是控制器进行过程操作的接口。许多不同的数字量和模拟量模块根据每一项任务的要求,准确提供输入/输出。数字量和模拟量模块在通道数量、电压和电流范围、电绝缘、诊断和警报功能等方面都存在着差别。S7-400 信号模块不仅是能够在中央机架扩展,而且可以通过 PROFIBUS DP 连接到 S7-400 中央控制器。支持热插拔,这使更换模块变得极其简单。
设计和功能
安装简便
通过前连接器连接传感器/执行器。更换模块后,只需将前连接器插入相同类型的新模块中,并保留原来的布线。前连接器带自动编码功能可避免发生错误。S7-400 也可以检测前连接器是否已插入。
快速连接
SIMATIC TOP 连接使连接变得更加简单、快速。可使用预先装配的带有单个电缆芯的前连接器,和带有前连接器模块、连接线缆和端子盒的完整插件模块化系统。
高组装密度
模块中为数众多的通道实现了节省空间的设计。例如,可使用带有 16 至 32 个数字通道和 8 至 16 个模拟通道的模块。
简单参数设置
使用 STEP 7 对这些模块进行组态和参数设置,并且不需要进行不便的转换设置。数据进行集中存储,如果更换了模块,数据会自动传输到全新模块,避免发生任何设置错误。使用新模块时,无需进行软件升级。可根据需要复制组态信息,例如用于标准机器。
诊断、中断
许多模块还会监控信号采集(诊断)和从过程(过程中断,例如边沿检测)中传回的信号。这样便可对过程中出现的错误(例如断线或短路)以及任何过程事件(例如数字量输入时的上升沿或下降沿)立刻做出反应。使用 STEP 7,即可轻松对控制器的响应进行编程。在数字量输入模块上,每个模块可以触发多次中断。
6ES75184AP000AB0 | CPU 1518-4 PN/DP,3 MB 程序,10 MB 数据, 集成3PN,1DP |
6ES75173AP000AB0 | CPU 1517-3 PN/DP, 2MB程序,集成 2PN 接口,1 以太网接口,1DP 接口 |
6ES75163AN000AB0 | CPU 1516-3 PN/DP:1 MB 程序,5 MB 数据;10 ns ;集成 2PN 接口,1 以太网接口,1DP 接口 |
6ES75152AM000AB0 | CPU 1515-2 PN ,500K程序,3M数据,集成 2PN接口 |
6ES75131AL000AB0 | CPU 1513-1 PN:300 KB 程序,1.5 MB 数据;40 ns;集成 2PN 接口, |
6ES75111AK000AB0 | CPU 1511-1 PN:150 KB 程序,1 MB 数据;60 ns;集成 2PN 接口, |
6ES75121DK000AB0 | CPU 1512SP-1 PN, 200KB 程序,1MB数据 |
6ES75101DJ000AB0 | CPU 1510SP-1 PN, 100KB 程序,750KB数据 |
6ES75070RA000AB0 | PS:60 W,额定输入电压 AC/DC 120/230 V |
6ES75050RA000AB0 | PS:60 W, 额定输入电压 DC 24/48/60 V |
6ES75050KA000AB0 | PS:25 W,额定输入电压 DC 24 V |
6ES75325HF000AB0 | AQ 8:模拟输出模块,8AQ,U/I ,高速 |
6ES7532-5NB00-0AB0 | AQ 2: 模拟输出模块,2 AQXU/I ,标准型,25mm,包含前连接器 |
6ES75325HD000AB0 | AQ 4:模拟输出模块,4AQ,U/I |
6ES75317NF100AB0 | AI 8:模拟输入模块,8AI,U/I,高速 |
6ES7531-7QD00-0AB0 | AI 4: 模拟输出模块: XU/I/RTD/TC ST, 25mm,包含前连接器 |
6ES75317KF000AB0 | AI 8:模拟输入模块,8AI,U/I/RTD/TC |
6ES7534-7QE00-0AB0 | AI4/AQ2:模拟量输入/输出模块4AI,2AO,标准型,25mm,包含前连接器 |
6ES75231BL000AA0 | DI/DQ 16X24CDV/16X24VDC/0.5A BA,包含前连接器. |
6ES75225HF000AB0 | DQ 8:数字输出模块,8DQ,继电器,230 V AC/ 5A |
6ES75225FF000AB0 | DQ 8:数字输出模块,8DQ,可控硅,230V AC/ 2A |
6ES75221BL000AB0 | DQ 32:数字输出模块,32DQ,晶体管,24 V DC/ 0.5A |
6ES75221BH000AB0 | DQ 16:数字输出模块,16DQ,晶体管,24 V DC/ 0.5A |
6ES75221BF000AB0 | DQ 8:数字输出模块,高性能 8DQ,晶体管,24V DC/2A |
6ES75221BL100AA0 | DQ 32x24VDC/0.5A BA ,包含前连接器 |
6ES75221BH100AA0 | DQ 16x24VDC/0.5A BA ,包含前连接器 |
6ES75211FH000AA0 | DI 16:数字输入模块,16DI,230V AC BA |
6ES75211BL000AB0 | DI 32:数字输入模块,高性能 32DI,24V DC |
6ES75211BH500AA0 | DI 16:数字输入模块,源型,16DI, 24V DC BA |
6ES75211BH000AB0 | 数字输入模块,高性能 16DI,24V DC |
6ES75211BL100AA0 | DI 32X24VDC BA,包含前连接器 |
6ES75211BH100AA0 | DI 16X24VDC BA,包含前连接器 |
6ES75511AB000AB0 | 计数与位置采集模块 TM PosInput 2 |
6ES75501AA000AB0 | TM Count 2 x 24 V:高速计数器,800kHz |
6ES75401AB000AA0 | PtP RS422/485 通讯模块 |
6ES75411AD000AB0 | PtP RS232 ,高性能通讯模块 |
6ES75411AB000AB0 | PtP RS422/485 ,高性能通讯模块 |
6ES75401AD000AA0 | PtP RS232通讯模块 |
6ES71555BA000AB0 | ET 200MP Profibus接口模块 |
6ES71555AA000AC0 | IM 155-5 2PN 接口,Pro?net 接口模块 HF |
6ES71555AA000AB0 | IM 155-5 2PN 接口,Pro?net 接口模块 |
6ES75455DA000AB0 | RS-485 PROFIBUS-DP接口模块 |
PID控制的难点在于整定控制器的参数。为了学习整定PID控制器参数的方法,必须做闭环实验,开环运行PID程序没有任何意义。用硬件组成一个闭环需要PLC的CPU模块、模拟量输入模块和模拟量输出模块,此外还需要被控对象、检测元件、变送器和执行机构。例如可以用电热水壶作为被控对象,用热电阻检测温度,用温度变送器将温度转换为标准电压,用移相控制的交流固态调压器作执行机构。
有没有比较简单的实现PID闭环控制的方法呢?
在控制理论中,用传递函数来描述被控对象、检测元件、执行机构和PID控制器。
被控对象一般是串联的惯性环节和积分环节的组合。在实验室可以用以运算放大器为核心的模拟电路来模拟广义的被控对象(包括检测元件和执行机构)的传递函数。我曾将这种运放电路用于S7-200和S7-1200的PID参数自动调节实验。
用运算放大器模拟被控对象一般需要做印刷电路板,还是比较麻烦。有没有更简单的方法呢?
除了用运算放大器来模拟被控对象的传递函数,也可以用PLC的程序来模拟。为此我编写了用来模拟被控对象的S7-200的子程序,它也可以用于S7-200 SMART。使用模拟的被控对象的PID闭环示意图如下图所示,虚线右边是被控对象,DISV是系统的扰动输入值。虚线左边是PLC的PID控制程序。
被控对象的数学模型为3个串联的惯性环节,其增益为GAIN,3个惯性环节的时间常数分别为TIM1~TIM3。其传递函数为
分母中的“s”为自动控制理论中拉普拉斯变换的拉普拉斯算子。将某一时间常数设为0,可以减少惯性环节的个数。图中被控对象的输入值INV是PID控制器的输出值。被控对象的输出值OUTV作为PID控制器的过程变量(反馈值)PV。
下图是模拟被控对象的子程序,实际上只用了两个惯性环节,其时间常数分别为5000ms和2000ms。用与PID的采样周期相同的定时中断时间间隔来调用这个子程序。
下图是用来监视PID回路运行情况的STEP 7-Micro/WIN的PID调节控制面板,可以用它进行PID参数自整定或手动调节PID参数的实验。标有PV(即被控量)的是过程变量的阶跃响应曲线。
将上图中的积分时间由0.03min(分钟)增大到0.12min,下图的超调量有明显的减小。通过修改PID的参数,观察被控量阶跃响应曲线给出的超调量和调节时间等特征量的变化情况,可以形象直观、快速地学习和掌握PID参数的整定方法。