西门子6ES7314-6BH04-0AB0

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数字化的信息传递，提高了系统的自动化水平及运行的可靠性，解决了模拟信号传输所引起的干扰及漂移问题。

    (3)其通信介质采用RS-485屏蔽双绞线，远可达1000m，因此可有效地减少控制电缆的数量，原系统中需要20芯控制电缆一般在4根以上，现在只需工作电源就可以，从而可以大大减少开发和工程费用，提高可靠性。

    (4)通讯速率较高，可达187.5kbps。对于有5个变频器，每个调速器有六个过程数据需刷新的系统，PLC的典型扫描周期为几百毫秒。

    (5)它采用与PROFIBUS相似的操作模式，总线结构为单主站、主从存取方式。报文结构具有参数数据与过程数据，前者用于改变调速器的参数，后者用于快速刷新调速器的过程数据，如启动停止、逻辑锁定、速度给定、力矩给定等。具有*的快速性与可靠性。

    2.2西门子USS通信协议[1]

    (1)协议概况

    ●Siemens驱动器所定义的USS协议，是Profibus通信协议的简化，通过其总线可以连接31个节点，传输速率可以达到19.2k比特率，通过主站(PC、PLC)进行控制。

    ●USS总线上的每个传动装置都有一个站号，主站通过它识别每个传动装置。

    ●USS可以是主从结构:从站回应主站发来的报文并发送报文。也可以是广播通讯方式:报文同时发送给所有的传动装置。

    (2)协议说明

    所有数据报文都由14个字节组成，是标准的异步报文格式:1个起始位，8个数据位，一个偶校验位和一个停止位。数据报文的结构如下:

    主站到从站的报文格式:

    从站到主站的报文格式:

    (3)USS协议报文描述

    ●STXSTX是单字节的ASCⅡSTX字符(值为02),表示报文的开始。

    ●LGELAE是单字节区域，表示报文中LAE区域后的字节数。

    ●ADRADR是单字节区域，包含从站传动装置的地址::

    其中位5是广播位。选择是否将这报文以广播方式发送给总线上的所有驱动器，位0~4是驱动器总线地址。

    ●BCCBCC是单字节区域，对报文中该区域以前所有的字节进行异或校验。

    ●INDIND是16位的区域，通用传动装置应设为0。

    ●PKEPKE是16位的区域，用来控制传动装置的参数读写，定义如下:位0~10为参数号，位12~15为参数读写控制，如2038H，2代表读参数，38H表示十进制ID为56的参数。

    ●VALVAL是16位的区域，通过读写参数命令将参数值写到对应的参数ID中。

    STW是16位的控制字区域，控制传动装置的运行，如047F表控制电机正向运行。

    ZSW是16位的状态字区域，表示传动装置不同的运行状态。

    ●HSW/HIWHSW是设定电机速度的16位的区域。如4000H对应额定速度的100%

    HIW是读取电机速度的16位区域，可以读出电机速度。如当前转速=(HIW×额定速度)/4000H。

    3自由口设定

    3.1钻机传动系统设备配置

    多年来，我国钻机市场一直以机械钻机为主，通过柴油发电机带动变速齿轮箱来调节绞车和泥浆泵的转速，率低下，耗能高，故障率高。随着钻机市场电驱动钻机的推广与普及，我国的钻机经历了购买二手旧钻机，进口新钻机到自主生产的过程，在此基础上，钻机也进行了一次大的更新，从模拟电路控制直流传动到数字化的直流传动设备，再到到高性能的具有通信功能的传动设备;在钻机实现自动化过程也经历了由继电器到开关量PLC再到高性能PLC(模拟量+总线通讯)的过程，现阶段钻机设备配置以高性能PLC控制为主，通过通讯功能读取数据和并根据工况改写驱动器的相关数据，这样*的控制理论(模糊控制、神经网络控制等)就很容易的通过上位机实现，从而控制交直流驱动器实现调速的智能化。该系统通过S7-200CPU226作为主站，五台6SE71系列变频器作为从站，其中650kW的变频器带动绞车/钻机，500kW的变频器两两同步工作，带动1300系列的泥浆泵，参见图1。

    图1USS通讯系统配置

    3.2自由口用户数据存储器[3]

    在USS协议中，用户数据存储器分配如附表:

    附表

    驱动器参数设定区VB0-VB39共40个字节

    发送/接受缓冲区从VB40开始，用户自由分配

    系统数据区VB4022-VB4095共74个字节

    其中驱动器参数设定区主要完成从站数目(VB0)、每个从站LAE长度设定(VB1-VB31)、广播传送方式LAE(VB33)长度、传送时间(VW34)，初始化发送/接受缓冲区首地址(VD36)(设定值为VB40-VB4021)，其中V表示可变、B为字节、W为字、D为双字。

    3.3用户数据区设定

    在USS协议中每个从站需要44个字节，发送/接受缓冲区各占22个字节(对应从站+USS协议(发送+接受)+状态位)，其中状态位表示数据发送状态，在该系统中发送/接收首地址设为VB2000，用户数据区以循环方式传送数据时分配如下:

    绞车:从站1，地址VB2000-2043

    泥浆泵1的A变频器:从站2，地址VB2044-2087

    泥浆泵1的B变频器:从站3，地址VB2088-2131

    泥浆泵2的A变频器:从站4，地址VB2132-2175

    泥浆泵1的B变频器:从站5，地址VB2176-2219

    以广播方式发送数据时地址如下:

    只有发送缓冲区:VB2220-2263，接受缓冲区同上

    定义完数据区后，就可以根据每个地址的功能，在PLC编程时写入相应的控制字就可以完成控制功能。

    3.4通信功能设定

西门子PLC系统故障分类和故障诊断
1．外部设备故障
外部设备就是与实际过程直接联系的各种开关、传感器、执行机构、负载等。这部分设备发生故障，直接影响系统的控制功。
2．系统故障
这是影响系统运行的全局性故障。系统故障可分为固定性故障和偶然性故障。
故障发生后，可重新启动使系统恢复正常，则可认为是偶然性故障。
重新启动不能恢复而需要更换硬件或，系统才能恢复正常，则可认为是固定故障。
3．硬件故障
这类故障主要指系统中的模板（特别是I/O模板）损坏而造成的故障。这类故障一般比较明显，影响局部。
4．故障
本身所包含的错误，主要是设计考虑不周，在执行中一旦条件满足就会引发。在实际工程应用中，由于工作复杂、工作量大，因此错误几乎难以避免。
对于可编程控制器组成的控制系统而言，绝大部分故障属于上述四类故障。根据这一故障分类，可以帮助分析故障发生的部位和产生的原因。
可编程控制器的自诊断测试
可编程序控制器具有*的自诊断测试功能，在系统发生故障时要充分利用这一功能。在进行自诊断测试时，都要使用诊断调试工具，也就是编程器。
利用系统功能进行诊断测试
利用可编程控制器本身所具有的各种功能，自行编制、采取一定措施、结合具体分析确定故障原因。
用户通过程序可以编辑组织块，来告诉CPU当出现故障时应如何处理，
如果相应的故障组织块OB没有编程，当出现该故障时，CPU转到“STOP”状态。

西门子6ES7314-6BH04-0AB0说明书

S7-200CPU上的通讯口，通讯距离究竟有多远？
《S7200系统手册》上给出的是一个网段50m，这是在符合规范的网络条件下，能够保的通讯距离。凡超出50m的距离，应当加中继器。加一个中继器可以延长通讯网络50米。如果加一对中继器，并且它们之间没有S7-200CPU站存在（可以有EM277），则中继器之间的距离可以达到 1000米。符合上述要求就可以做到非常可靠的通讯。
实际上，有户做到了超过50m距离而不加中继器的通讯。西门子不能保这样的通讯一定成功。
18、用户在设计网络时，应当考虑到哪些因素？
S7-200CPU上的通讯口在电气上是RS-485口，RS-485支持的距离是1000m
S7-200CPU上的通讯口是非隔离的，需要注意保网络上的各通讯口电位相等
信号传输条件（网络硬件如电缆、连接器，以及外部的电磁环境）对通讯成功与否的影响很大
19、S7-200的有实时时钟吗？
CPU221、CPU222没有内置的实时时钟，需要外插“时钟/电池卡”才能获得此功能。CPU224、CPU226和CPU226XM都有内置的实时时钟。

 西门子通讯口参数如何设置？
缺省情况下，S7-200CPU的通讯口处于PPI从站模式，地址为2，通讯速率为9.6K。
要更改通讯口的地址或通讯速率，必须在系统块中的CommunicaitonPorts（通讯端口）选项卡中设置，然后将系统块到CPU中，新的设置才能起作用。
24、如何设置通讯口参数才能提高网络的运行性能？
假设一个网络中有2号站和10号站作为主站，（10号站的）地址设置为15。则对于2号站来说，所谓地址间隙就是3到9的范围；对于10号站来说，地址间隙就是11到站址15的范围，同时还包括0号和1号站。
网络通讯中的主站之间会传递令牌，分时单独控制整个网络上的通讯活动。网络上的所有主站不会同时加入到令牌传递环内，因此必须由某个持有令牌的主站定时查看比自己高的站址是否有新的主站加入。刷新因数指的就是在第几次获得令牌后检查一次高站址。
如果为2号站设置了地址间隙因数3，则在2号站第三次拿到令牌时会检查地址间隙中的一个地址，看是否有新的主站加入。
设置比较大的因数会提高网络的性能（因为无谓的站址检查少了），但会影响新的主站加入的速度。如下设置会使网络的运行性能提高：
1）设置接近实际站址的地址
2）使所有主站地址连续排列，这样就不会再进行地址间隙中的新主站检测。
25、如何设置保持功能？
保持设置定义CPU如何处理各区的保持任务。在保持设置区中选中的就是要“保持”其内容的区。所谓“保持”就是在CPU断电后再上电，区域的内容是否保持断电前的状态。在这里设置的保持功能靠如下几种方式实现：
在这里设置的保持功能靠CPU内置的超级电容实现，超级电容放电完毕后，如果安装了外插电池（或CPU221/222用的时钟/电池）卡，则电池卡会继续保持的电源供电，直到放电完毕在断电前被自动写入相应的EEPROM区中（如果设置MB0-MB13为保持）

产品属性：
PS 307; 10 A 电源模块的属性：
输出电流为 10 A；
输出电压为 24 V DC；防短路和防开路；
与单相交流电源连接（额定输入电压为 120/230 V AC，50/60 Hz）；
安全电气隔离，符合 EN 60 950 (SELV)，可用作负载电源。

方框图：

PS 307; 10 A 的方框图

 
图片: PS 307; 10 A 电源模块的方框图

线路保护

PS 307;10 A 电源模块的主电源应使用具有下列额定值的微型断路器（例如 Siemens 5SN1 系列）进行保护：

• 230 V AC 时的额定电流：10 A
• 跳闸特性（类型）：C。

对非典型工作条件的响应

列表: PS 307; 10 A 电源模块对非典型工作条件的响应