佳木斯西门子代理商

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在控制系统中，使用PLC的模拟量控制多台变频器，由于变频器本身产生强干扰信号的特性和模拟量抗干扰能力不与数字量抗干扰能力强的特性；因此为了zui大程度的消除变频器对模拟量的干扰，在布线和接地等方面就需要采取更加严密的措施。 

一．关于布线

1．信号线与动力线必须分开走线 

2．信号线与动力线必须分别放置在不同的金属管道或者金属软管内部 

3．模拟量控制信号线应使用双股绞合屏蔽线，电线规格为0.5～2mm2。在接线时一定 

要注意，电缆剥线要尽可能的短（5-7mm左右），同时对剥线以后的屏蔽层要用绝缘胶布包起来，以防止屏蔽线与其它设备接触引入干扰。 

4．为了提高接线的简易性和可靠性，*信号线上使用压线棒端子。压接端子选择如下图： 

5．如无使用压线端子，接线时请注意： 

二．关于接地

1．变频器的接地应该与PLC控制回路单独接地，在不能够保证单独接地的情况下，为了减少变频器对控制器的干扰，控制回路接地可以浮空，但变频器一定要保证可靠接地。在控制系统中建议将模拟量信号线的屏蔽线两端都浮空，同时由于在机组上PLC与变频器共用一个大地，因此建议在可能的情况下，将PLC单独接地或者将PLC与机组地绝缘开来。 

2．变频器的接地 

·400V级：C种接地（接地电阻10Ω以下）。 

·接地线切勿与焊机及动力设备共用。 

·接地线请按照电气设备技术基准所规定的导线线径规格。 

如35KW的变频器接地线线径*为22mm2，87KW的接地线线径*为50mm2。 

·接地线在可能范围内尽量短。由于变频器产生漏电流，与接地点距离太远则接地端子的电位不安定。 

·使用两台以上变频器的场合，请勿将接地线形成回路。

3．变频器与电机间的接线距离。 

变频器与电机间的接线距离较长的场合，来自电缆的高次谐波漏电流，会对变频器和周边设备产生不利影响。因此为减少变频器的干扰，需要对变频器的载波频率进行调整。

对于S7-1500模板取消0…10V量程的决定是为了参数化过程更为简单。省略了这个量程是因为从用户观点来看也没带来不利因素，参考下面的对照。

    S7-300的模拟量输入模板是有0…10V量程范围。

    分辨率取决于设置的干扰频率抑制：

    在50Hz和60Hz时12位

    10Hz时14位

    S7-1500的模拟量输入模板具有+/-10V的量程范围。

    分辨率为16位而与设置的干扰频率抑制无关。

    分辨率对全部范围内均有效包括过冲范围和溢出部分。这些遵从下面的对照：

表 01 
 

    S7-1500模拟量输入模板使用+/-10V量程范围比S7-300使用0...10V时更精确2或者8倍。

    所以S7-1500模拟量输入模板不再需要0…10V测量范围。

 硬件需求

S7-1200 PLC目前有3种类型的CPU：
        1）S7-1211C CPU。
        2）S7-1212C CPU。
        3）S7-1214C CPU。
这三种类型的CPU都可以使用MODBUS通信协议通过通信模块CM1241 RS485来实现S7-1200与PAC3200仪表的通信。

本例中使用的PLC硬件为：
        1）PM1207电源 ( 6EP1 332-1SH71 )
        2） S7-1214C ( 6ES7 214 -1BE30 -0xB0 )
        3) CM1241 RS485 ( 6ES7 241 -1CH30 -0xB0 )
        4) 模拟器 ( 6ES7 274 -1XH30 -0xA0 )

本例中使用的PAC3200仪表硬件为：
        1） PAC3200 （7KM2112-0BA00-3AA0）
        2） MODBUS RTU 模块 （7KM9300-0AB00-0AA0）
        3） MODBUS 通信电缆 ( 6XV1830-0EH10)

3．软件需求

1) 编程软件 Step7 Basic V10.5 ( 6ES7 822-0AA0-0YA0)

4．S7-1200 MODBUS RTU的通信方式
S7-1200作为MODBUS RTU主站的通信方式是由DATA_ADDR 和 MODE 参数来选择 Modbus 功能类型的。
DATA_ADDR（从站中的起始 Modbus 地址）： 要在 Modbus 从站中访问的数据的起始地址。MB_MASTER 使用 MODE 输入而非功能代码输入。 MODE 和 Modbus 地址范围一起确定实际 Modbus 消息中使用的功能代码。

可编程控制器（PLC）的工作有两个要点：入出信息变换、可靠物理实现，入出信息变换主要由运行存储于PLC内存中的程序实现。这程序既有系统的（这程序又称监控程序，或操作系统），又有用户的。系统程序为用户程序提供编辑与运行平台，同时，还进行必要的公共处理，如自检，I/O刷新，与外设、上位计算机或其它PLC通讯等处理。用户程序由用户按照控制的要求进行设计。什么样的控制，就有什么样的用户程序。 

      可靠物理实现主要通过输入（I， INPUT）及输出（O，OUTPUT）电路。每一输入点或输出点就有一个I或O电路。而且，总是把若干个这样电路集成在一个模块（或箱体）中，然后再由若干个模块（或箱体）集成为PLC完整的I/O系统（电路）。尽管这些模块相当多，占了PLC体积的大部分，但由于它们都是由高度集成化的，所以，PLC的体积还是不太大的。

输入电路时刻监视着输入点的（通、ON或断、OFF）状态，并将此状态暂存于它的输入暂存器（还可能有别的称谓）中。每一输入点都有一个与其对应的输入暂存器。

      输出电路有输出锁存器（还可能有别的称谓）。它也有两个状态，高、低电位状态，并可锁存。同时，它还有相应的物理电路，可把这个高、低电位的状态传送给输出点。每一输出点都有一个与其对应的输出锁存器。

      这里的输入暂存器及输出锁存器实际是PLC的I/O电路的寄存器。它们与PLC内存交换信息通过PLC I/O总线及运行PLC的系统程序实现。

      把输入暂存器的信息读到PLC的内存中，称输入刷新。PLC内存有专门开辟的存放输入信息的映射区。这个区的每一对应位（bit）称为输入继电器，或称软触点，或称为过程映射输入寄存器（the process-image input register）。这些位（bit）置成1，表示触点通，置成0为触点断。由于它的状态是由输入刷新得到的，所以，它反映的就是输入点的状态。

      输出锁存器与PLC内存中的输出映射区也是对应的。一个输出锁存器也有一个内存位（bit）与其对应，这个位称为输出继电器，或称输出线圈，或称为过程映射输出寄存器（the process-image output register）。通过PLC I/O总线及运行系统程序，输出继电器的状态将映射给输出锁存器。这个映射的完成也称输出刷新。

      PLC除了有可接收开关信号的输入电路，有时，还有接收模拟信号的输入电路（称模拟量输入单元或模块）。只是后者先要进行模、数转换，然后，再把转换后的数据存入PLC相应的内存单元中。

      如要产生模拟量输出，则要配有模拟量输出电路（称模拟量输出模块或单元）。靠它对PLC相应的内存单元的内容进行数、模转换，并产生输出。

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集成PROFINET接口

SimaticS7-1200的新CPU固件2.0版本支持与作为Profinet IO控制器的Profinet IO设备之间的通信。通过集成的Web服务器，可以通过CPU调用信息，通过标准网络浏览器处理数据，也可以在运行时间从用户程序中对数据进行归档。

利用已建立的TCP/IP标准，SIMATIC S7-1200集成的PROFINET接口可用于编程或者与HMI设备和额外的控制器之间的通信。作为PROFINET IO控制器，SIMATIC S7-1200现在支持与PROFINET IO设备之间的通信。
该接口包含一个具有自动交叉功能的抗噪声的RJ45连接器，它支持以太网网络，其数据传输速率高达10/100 Mbit/s。

与第三方设备之间的通讯

在SIMATIC S7-1200上采用集成PROFINET接口可以实现与其他制造商生产的设备之间的无缝集成。利用所支持的本地开放式以太网协议TCP/IP和TCP上的ISO，可以与多个第三方设备进行连接和通讯。
这种通信能力与集成工程系统SIMATIC STEP 7 Basic支持的标准T-Send/T-Receive说明共同配置，为您在设计您的自动化解决方案中提供更高水平的灵活性。

简易通讯模块

在SIMATIC S7-1200的CPU上多可以增加3个通讯模块。
RS485和RS232通讯模块适用于串行、基于字符的点到点连接。在SIMATIC STEP 7 Basic工程系统内部已经包含了USS驱动器协议以及Modbus RTU主、从协议的库函数

实用指令库

在STEP 7-Micro/WIN Programming Tips（Micro/WIN编程中）的Tip38就是关于如何实现上述转换的例程。

为便于用户使用，现已将其导出成为“自定义指令库"，用户可以添加到自己的Micro/WIN编程中应用。

模拟量比例换算指令库和例子

注意：此指令库/程序的作者和拥有者对于该的功能性和兼容性不负任何责任。使用该的风险*由用户自行承担。由于它是免费的，所以不提供任何，错误纠正和支持，用户不必为此西门子与服务部门。

在这个指令库中，子程序Scale_I_to_R可用来进行模拟量输入到S7-200内部数据的转换；子程序Scale_R_I可用于内部数据到模拟量输出的转换。

编程举例

图2. 编程举例