西门子6ES7390-1BC00-0AA0

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 3．2 PC机控制程序
    a．通讯功能的实现
在Windows环境下，实现PC与单片机的通讯可利用Windows的通讯API函数或者利用VC＋＋（或其它语言）的标准通讯函数＿inp、＿outp来实现。但上述两种方法比较繁琐，而采用ActiveX控件MSComm32来实现则非常方便。该控件用事件的方式简化了对串口操作的编程，并可设置串行通信的数据发送和接收，还可对串口状态及串口通信的信息格式和协议进行设置。其初始化程序如下：一般情况下，PC要与多个单片机89C51系统进行主从式通讯，为了区分各单片机系统，可以使89C51采用串口工作方式3，即11位异步接收／发送方式，该方式的有效数据为9位，其中第9位为地址／数据信息的标志位，其作用是使从机据此判断发送的数据是否为地址，从而实现多机操作。但现在由于采用的是MSCOMM控件来实现PC机和单片机之间的通讯，这是一种标准的10位串口通信方式，即8位标准数据位和该数据的起始位、停止位各1位。因此二者格式不相符，故很难利用上述方案。因此可考虑将单片机串口设为工作方式1，即改为10位异步接收／发送方式来解决，其通讯流程如下：
首先发通信开始标志，接着发送需要操作的单片机系统地址，然后发送显示工作命令字，该命令包括2个字节，前一字节用于设定显示方式和滚动方向，后一字节则用于设定显示速度。再往下是传送显示内容的点阵数据，zui后对数据进行校验。该通讯规约非常简便，能够较好的解决上述问题，从而实现PC机与多单片机之间的主从式通讯及对显示的控制。
需要注意的是，当显示内容需要改变时，为了避免在单片机串行中断接收数据时，显示屏出现乱码，应使显示屏暂不显示（处于“黑屏”状态），直到数据接收*，串行中断处理结束时再显示。
汉字字模的提取非常关键，本文的字模数据取自UCDOS下的字库文件HZK16。关于这方面的介绍较多，文献［2］给出了较为具体的在VC下提取汉字字模的方案，这里不再赘述。对于特殊字符或图形点阵数据的提取，简便的方法可以先做一个BMP文件，然后用一些取模软件（如字模提取v2．1）来获得。为了显示方便，点阵数据的格式应为n×（16×8），不足要求的则应以0数据补充。 b．动态效果模拟显示
为了方便调节LED的显示效果，笔者在PC机的控制界面上设计了LED显示屏的模拟显示，它同实际的显示效果*一样。用户可以设定显示的模式，并调节显示速度，然后在界面上对显示效果进行预览，同时还可以随时修改和设定参数，因而十分方便简捷。
为此，可先在界面上描绘出虚拟的LED显示屏，由于实际的显示屏为160×16点阵，故须在界面 上设定相同的区域。
实现动态显示效果的方法和以上几种基本类似，这里以滚动显示为例作一说明。对于需要滚动的文字，可以将其设置为位图格式，暂存于内存中，然后利用VC 提供的位图拷贝函数BitBlt将位图复制到显示位置。对于特殊字符或图形，则可以直接利用BitBlt函数调用到显示位置。然后在类CLEDDlg的 OnTimer函数中调用该函数，以实现文字的滚动显示。另外，也可以通过设定不同的响应时间间隔来改变文字的滚动速度。
 
汉字显示屏广泛应用与汽车报站器，广告屏等。本文介绍一种实用的汉字显示屏的制作，考虑到电路元件的易购性，没有使用8*8的点阵发光管模块，而是直接使用了256个高量度发光管，组成了16行16列的发光点阵。同时为了降低制作难度， 仅作了一个字的轮流显示，实际使用时可根据这个原理自行扩充显示的字数。
1汉字显示的原理：
我们以UCDOS中文宋体字库为例，每一个字由16行16列的点阵组成显示。即国标汉字库中的每一个字均由256点阵来表示。我们可以把每一个点理解为一个像素，而把每一个字的字形理解为一幅图像。事实上这个汉字屏不仅可以显示汉字，也可以显示在256像素 范围内的任何图形。
用8位的AT89C51单片机控制， 由于单片机的总线为8位，一个字需要拆分为2个部分。
软件打开后输入汉字，点“检取”，十六进制数据的汉字代码即可自动生成，把我们所需要的竖排数据复制到我们的程序中即可。
   我们把行列总线接在单片机的i0口，然后把上面分析到的扫描代码送入总线，就可以得到显示的汉字了。 在这个例子里，由于一共用到16行，16列，如果将其全部接入89c51
单片机， 一共使用32条io口，这样造成了io资源的耗尽，系统也再无扩充的余地。 实际应用中我们使用4-16线译码器74ls154来完成列方向的显示。

  LED显示屏是一种迅速发展起来的新型信息显示媒体。随着我国经济的不断发展,已被广泛应用于车站、宾馆、银行、医院等公共场合。显示屏电源是其重要组成部分，主要用来给显示屏发光二极管提供必要的工作电流，保证屏体正常显示。为简单起见，通常采用由一小功率电源带3到4个显示驱动板的供电方案。这样,一个较大面积的显示屏需要配接许多电源模块，例如一个2m×1.5m的屏体，就需要提供24个5V/20A的模块电源。该设计存在以下的缺点。
   1）接线复杂每一个电源均需单独地配置交流输入线、直流输出线。
   2）电源冗余度差在大多数情况下，屏体显示内容为文字、动画、图片，每个显示驱动板消耗的电流不一样，可能某些电源模块过载，而另一些模块空载。此外，若某一电源失效，会造成屏体的一部分黑屏。
   3）电源过载能力差，利用率低屏体在工作时消耗的电流随画面的内容、颜色、亮度而变化，大部分时间电流较小，而大面积高亮度的画面虽消耗电流大，但持续时间短。考虑到LED是恒流驱动的，只要驱动板可正常工作，供电电压可以降低一些。电源有下拖形状的限流特性，而不是通常的较陡峭形状的限流特性，以保证有较好的过载能力、较高的利用率。
   考虑到以上各点，提出新的供电方案如下：
   1）集中供电，采用n＋1冗余方案。
   2）电源模块设计适当的输出电流，模块可均流。保证屏体装配工艺易实现n＋1冗余。
   3）电源模块有下拖形状的限流特性以保证有较好的过载能力、较高的利用率。
   4）电源模块有扁平的外形，自然散热，易于在屏体上安装，并利用屏体散热。
   5）电源模块带APFC，减小对电网的干扰，适应电网的波动。
2电路设计
   采用集中供电方案可避免分散供电的缺点，但要求电源的可靠性更高，否则电源一旦失效会造成整屏的黑屏，而不是部分黑屏。提高电源可靠性的zui积极的办法为提高变换效率，减少发热量，同时选用可靠性高的线路与器件。
2．1AC/DC电路设计
   传统的AC/DC全波整流电路采用的是整流＋电容滤波电路。这种电路是一种非线性器件和储能元件的组合，输入交流电压的波形是正弦的，但输入电流的波形发生了严重的畸变，呈脉冲状。由此产生的谐波电流对电网有危害作用，使电源输入功率因素下降。在本设计中整流电路部分采用有源功率因数校正电路(APFC),避免了上述缺点。其电路如图1所示。

   与典型PFC主电路不同的是此电路选用了无损吸收缓冲网络。该网络降低了开关管的开关损耗,提高了其稳定性,增强了其使用寿命。它利用一组无源元件,使开关管实现了零电流开通和零电压关断，提高了电源的工作效率,且相对于其它谐振软开关电路，降低了生产成本。
   下面通过分析PFC主开关Q的工作过程来说明此无损吸收缓冲网络的工作原理。
   1）Q导通时，因为电感 L2中电流不能突变，且C2、C1电压不能突变，Q中的的电流从零开始增加,缓慢上升。通过 D4的电流iD4渐减。Q实现零电流开通，导通的损耗较小。
   2）当电流iD4减少为零时，D4进入反向恢复状态，通过电感 L2的电流iL2=iL1＋irD4。D4反向电流irD4的变化率受到电感 L2的控制，反向恢复损耗降低。
   3）主电感L2中电流缓慢增加，Q上的电压 uQ下降。电容C2通过D2、C1、L2、Q放电 ,C2上的电压uC2下降。
   4）当uC2下降为零时,C2中的能量*转向 C1、L2。L2中的电流饱和不变，uQ下降变为零，Q完成零电流开通过程。
   5）Q保持开通状态,与普通PFC电路的开关管状态相同。
   6）Q关断时，L2中的电流 iL2通过D1流向C2，C2从零开始充电，Q实现零电压关断，关断损耗较小。二极管 D2、D3使uC2zui终钳位在输出电压VL。
   7）L2在导通时存储的能量通过 D1、D2流向C1，L2逐渐复位。当 L2复位后，C1中的能量通过D3输出。
   8）当C1两端电压变为零时， D4正向导通。Q完成零电压关断过程。
   9）Q保持关断状态直到开始进入新的开关循环过程。
   Q的开关波形如图2所示;Q的实测导通时间和关断时间如图3所示。（电源负载22A）
   从以上分析可知此无损吸收网络具有以下几个特点。
   1）Q的zui大工作电压等于输出电压 VL。
   2）PFC电路的输出二极管D4的耐压是 VL与电感L2的反向电压之和。
   3）Q中的电流上升率，即Q的开通损耗决定于电感 L2两端电压和L2的电感量。
   4）Q两端的电压上升率，即Q的关断损耗决定于流过电容 C2的电流和C2的容量。
   5）由于开关动作引起的存储在 L2和C2中的能量zui终都输出给了负载，保证了转换器的工作效率。
2．2DC/DC主电路设计
   DC/DC主电路采用单端双正激电路。单端双正激电路相对于其它拓扑电路结构，开关管承受电压低，在控制电路设计中不必担心共态导通问题，也不会因电路不对称发生高频变压器单向偏磁，即不存在变压器饱和问题，是一种可靠性较高的电路。考虑到整机的高度不超过60mm，以及变压器工艺、安装、散热的要求，DC/DC变换采用双变压器、双输出电感结构。变压器原边并联，副边各自用一个输出电感，如图4所示。
   该电路的无损吸收网络不同于AC/DC部分电路所采用的无损吸收网络。它仅使开关管完成了零电压关断过程。以下以开关 Q2为例（Q1与Q2变化状态相同），简述该网络的工作原理。

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• 　S7-300 以太网模块在 Profinet 网络中既可以作为控制器也可以作为设备，当 Profinet 连接中断时，可以使用下面的方法来判断。本文以 CP343-1 作为控制器为例，如图1，两个设备分别为ET200SP和ET200M。

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  　　图01

  　　Profinet 通讯中现场设备作为数据的提供者，会向控制器发送数据到 I 区。在发送的 PN 的报文中，按照槽位的顺序添加内容，输入模块槽位：输入数据+IOPS；输出模块槽位：IOCS。IOPS 表示 IO 数据的提供状态（数据是好的还是坏的）；IOCS表示IO 数据的消费状态（Q 数据使用状况）。如图2，CP 的PN 通讯程序块 FC11 "PNIO_SEND"和 FC12 "PNIO_RCIV" 提供了IOCS/IOPS 的输出管脚，可以用于通讯状态的评估。

  

  　　图02

  　　IOCS/IOPS 的有效长度和通讯的数据长度有关，每个字节的输入/输出，对应一位IOCS/IOPS 输出。如图3，ET200SP 站点，输入地址0-7 8个字节，对应 IOPS 8位，即MB202；输出地址0，一个字节，对应IOCS 一位，即M200.0。

  

  　　图03

  　　如图4，ET200M 站点，输入地址8 ，1个字节，对应 IOPS 1位，顺序后延即M203.0；输出地址1，一个字节，对应IOCS 一位，顺序后延即M200.1。

  

  　　图04

  　　如图5-6，如果现场设备只是发生故障，通讯没有中断，例如 ET200SP AI模块被拔出，只有相应的 IOPS 位置位，即MB202。

  

  　　图05

  

  　　图06

  　　如果此时现场设备和控制器的连接中断，则现场设备相应的所有 IOPS/IOCS 都会置位，如图7。此时，ET200M IOPS/IOCS 位全部置位，ET200M 此时可能掉站。

  

  　　图07

  　　注意！某些情况，例如 ET200SP 所有的IO 模块都被拔出，IOPS/IOCS 也会全部置位，但是此时通讯连接并没有中断。因此要根据现场实际情况来判断。

• 随着自动化工程组态层级结构的不断发展，与信息技术的结合越来越紧密，过程控制也变得日趋复杂。因此，对于***工作、***化减少停机时间和维修需求等目标，直观、*运行比以往任何时候都更重要。利用***的***过程控制（APC）功能和***的操作系统，SIMATIC PCS 7系统可提供***的、便于使用的、安全的过程控制功能。附加的产品质量和性能指标监测功能可更加经济***地对操作过程进行控制。同时，SIMATIC PCS 7系统以其较高的应用灵活性、设备利用率和和***安全性在市场建立了良好的口碑。

  

  西门子6ES7368-3CB01-0AA0/新闻过程控制和维护

   

  SIMATIC PCS 7 的操作员系统可用于通过多种视图对过程操作进行监视，并根据需要进行干预。系统架构灵活可扩展：从单用户系统到采用冗余的客户端/服务器架构的多用户系统。操作员界面采用***的 NAMUR 规范（过程工业中的自动化技术用户协会）和 PI 规范 (Profibus International) ，与工厂的交互操作更为便捷、直观和易于操作。符合***工程学的设计符号、以任务为导向的面板、统一的状态信息表示以及优化的报警功能，都便于进行安全过程控制。

   

  SIMATIC PCS 7系统集成的报警管理功能可集中处理重要的报警信息并具体指导操作人员处理异常情况。通过这种方式，系统化地减少了操作人员的工作量。

  

  通过预防性和预测性维护策略，可以降低总拥有成本。通过 SIMATIC PCS 7 维护站，可以持续监视重要生产设备（如泵、阀、蒸馏塔或电机）的运行，并在需要维护之前适时采取相应维护措施，而无需制定的维护计划，也不会有工厂意外***的风险。

  过程优化

  SIMATIC PCS 7 系统可通过各种不同的方式支持过程优化，包括：

   

  西门子6ES7368-3CB01-0AA0/新闻控制性能监视

  SITOP 还可以***地支持客户的整个过程链。 例如，采用 STTOP 选择工具和丰富的附加信息（如 3D 数据、电路图宏、证书和可个性化配置的产品文档等）可以方便地完成产品选型。 因此，可以非常***地计划、订购、设计、配置和运行每个 SITOP 解决方案。

  西门子6ES7368-3CB01-0AA0/新闻***过程控制

   

  工业总线系统SIMATIC NET 培养集成完整解决方案所需的所有部件，并支持下列总线系统：工业以太网（IEEE 802.3 和 802.11 WLAN）– 区域网络连接的标准是占有 90% 以上*的局域网环境中的首要网络标准。通过工业以太网，可在分布很广的区域内构建功能强大的通讯网络。

   

  西门子6ES7368-3CB01-0AA0/新闻Process Historian

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  SIMATIC PCS 7系统集成的I&C 库也具有较高质量的回路控制功能，凭借该功能，则可执行成本效益高的***过程控制（Advanced Process Control ）应用程序。多变量控制、预测控制或超驰控制因此，可有效提高小型和中型设备的收益、产品质量、安全和环境保护特性。

  当前数据和历史数据是所有优化操作的基础。通过 Process Historian，可以安全直观地对数据进行实时存储和分析。可极其快速地调用Process Historian 数据库中管理的过程值、消息和批量数据。通过信息服务器，可支持此类历史数据的满足用户需求的处理和可视化过程，信息服务器是一个基于Microsoft Reporting Services的报告系统。

  

  西门子6ES72231PL320XB0/行业新闻SIMATIC PCS 7 系统与工艺组件

  采用产品目录 ST PCS 7 中各种坚固耐用且功能强大的 SIMATIC PCS 7 系统组件，您可组建一个性能***的过程控制系统，不仅可以大幅提高实施效率与操作品质，同时还可显著降低实施成本。所有组件之间的***交互，不仅确保高品质生产的持续稳定，而且还可*缩短新产品的面市时间。

  产品目录 ST PCS 7 中的 SIMATIC PCS 7 工艺组件，可无缝集成到过程控制系统中。因而可根据特定的自动化任务，量身定制系统组件的功能扩展范围。

  所包括的产品系列有：

   

  通过远程控制功能来监视与控制远程工厂设备

  

  自动化技术，适用于中低压开关设备

  SIMATIC PCS 7 系统和工艺组件获益于***的产业服务以及***计划，例如，在整个生命周期内提供的 SIMATIC PCS 7 生命周期服务。本产品目录的附录提供了有关所提供的***服务的概览以及相应信息。

  将面向特定领域的自动化系统应用于水泥和***业以及实验室和培训设施

   

  图形化对象，用于在特定任务中对过程可视化进行优化的

   

  在“Configuration”界面中设置通信接口区及开始地址，如图3所示：图3：SIMOTION作为从站的通信接口设置界面设置通信接口分别为16个字节输入和16个字节输出

   

  提供了用于工艺功能、成套设备和柜体集成、监控和分析机械资产以及构建自动化系统的块库（供暖、通风、空调 – FMCS/HVAC）

   

  通过编辑器和函数块来***组态小型或中型自动化系统，具有简易参数控制和材料管理功能

   

  TOP 效率能量成本越来越大地决定着生产成本。 该方面的节省会形成宝贵的竞争优势。 关于这一点，SITOP 电源可以作出重大的贡献。 由于效率很高，这种初级开关模式电源拥有*的工作效率。 整个性能范围内的功耗很低（即使在空载运行期间）。 由于电源很少满负荷运行，因此，电源拥有*的节能潜力。