西门子模块6ES7321-1CH20-0AA0

西门子模块6ES7321-1CH20-0AA0

西门子SIMATIC系列PLC，诞生于1958年，经历了C3,S3,S5,S7系列，已成为应用非常广泛的可编程控制器。西门子（SIMATIC）PLC的6代

　　1、西门子公司的产品早是1975年投放市场的SIMATIC S3，它实际上是带有简单操作接口的二进制控制器。

　　2、1979年，S3系统被SIMATIC S5所取代，该系统广泛地使用了微处理器。

　　3、20世纪80年代初，S5系统进一步升级——U系列PLC，较常用机型：S5-90U、95U、100U、115U、135U、155U。

　　4、1994年4月，S7系列诞生，它具有更化、更高性能等级、安装空间更小、更良好的WINDOWS用户界面等优势，其机型为：S7-200、300、400。

　　5、1996年，在过程控制领域，西门子公司又提出PCS7（过程控制系统7）的概念，将其优势的WINCC（与WINDOWS兼容的操作界面）、PROFIBUS（工业现场总线）、COROS（监控系统）、SINEC（西门子工业网络）及控调技术融为一体。

　　6、西门子公司提出TIA（Totally Integrated Automation）概念，即全集成自动化系统，将PLC技术溶于全部自动化领域。

　　由初发展至今，S3、S5系列PLC已逐步退出市场，停止生产，而S7系列PLC发展成为了西门子自动化系统的控制核心，而TDC系统沿用SIMADYN D技术内核，是对S7系列产品的进一步升级，它是西门子自动化系统，功能的可编程控制器。

因为变频器是斩波输出，模拟的正弦波给电机，所以低频时候，会因为输出脉冲密度不够，波形严重失真，这样转速很不稳定，所以要尽量让变频器工作在低频状态，变频器里边也有了低频率，启动频率等参数选择。

因为考虑到电机过载保护问题，所以变频器里边会有过载过流保护这些参数设置，一般是根据电机额定电流的百分比来选择的，比如150%，就是超过电机额定电流的1.5倍，过流保护就会动作，这些要根据负荷大小来设定这这些保护值大小。

虽然变频器设定好了就可以自动运行，但是人需要来控制它，所以有些参数是人机交换需要来设置的，比如人要让变频器进入启动运行状态，往往是通过按面板或者外部按钮来让它启动的，这时候就有启动命令源参数设定了，看需要选择面板或者外部端子来作为命令源。而启动以后，人需要调整不同的速度需要，就是要设定不同转速，也可以通过面板给定或者外部端子来给定频率值，所以就有频率源的选择。一边外部调速，是以模拟量给定为主，比如通过一个电位器分压来给到变频器里边，或者通过plc的模拟量输出来给定，有些事多段速给定或者通讯给定，都需要根据变频器的说明书来调整的。

电机根据需要，还需要设定加减速时间的，负载重点的，可以设定加速时间长一点，负载轻点的，可以设定加速时间短一点。

一般上边这些变频器设定好，变频器就可以使用了，有些特殊的场合，需要设定转速表的给定方式，或者几台变频器需要同步的，需要几个变频器互相给定频率值。还需要选择了矢量控制的模式，矢量控制，可以简单理解成一种精度要求高点的控制模式，现在一般都带自动整定电机参数了，接好线，设定好启动参数，直接启动就可以自动调整匹配电机参数了。

变频器设定好了，一般没有问题，连续运行几年是没有问题的，普通电工在维护时候，一般也就是看看电机的电流，电压是否三相平衡，电机电流是否会过大，如果有报警，可以查报警手册来找问题。能维修的地方，也就是在保险烧了，或者发现主回路短路了，更换一下IGBT模块。电容老化了，容量下降，直接把母线电容更换掉。这些简单的维修知识，作为电气工程师和一般电工是足够的了，工厂并不需要细化到电路板上的维修，板子坏了，可以更换板子。

工作原理编辑当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。

 西门子模块6ES7321-1CH20-0AA0

从程序传送存储卡恢复程序

要将程序传送卡的内容复制到 PLC，必须在插入程序传送卡的情况下对 CPU

循环上电。然后 CPU 执行以下任务：

1. 清空 RAM

2. 将用户程序、系统块（PLC 组态）以及数据块从存储卡复制到 CPU 存储器。

复制操作进行过程中，S7-200 SMART CPU 上的 STOP 和 RUN LED 交替闪烁。S7-

200 SMART CPU 完成复制操作后，LED 停止闪烁。

说明

程序传送卡兼容性

恢复在不同 CPU 型号上创建的程序传送卡可能会因型号不同而失败。恢复过程中，CPU

验证存储于存储卡的程序内容的以下特性：

• 程序块大小

• 在数据块中 V 存储器大小

• 在系统块 (页 135)中组态的板载数字量 I/O 数量

• 在系统块组态的每个保持范围

• 系统块中的扩展模块和信号板组态

• 系统块中的运动轴组态

• 强制的存储器位置

说明

除了将存储卡用作程序传送卡外，还可创建复位为出厂默认存储卡。

上电后恢复数据

CPU 上电时：

● CPU 从存储器中恢复程序块和系统块。

● 多可恢复 10 KB 的保持性存储器分配。

● 而 V 存储器的非保持性部分将根据存储器中的数据块内容来恢复。

● 其它存储区的非保持性部分则会被清空。

更改 CPU 的工作模式

CPU 有以下两种工作模式： STOP 模式和 RUN 模式。CPU 正面的状态 LED

指示当前工作模式。 在 STOP 模式下，CPU 不执行任何程序，而用户可以下载程序块。

在 RUN 模式下，CPU 会执行相关程序；但用户仍可下载程序块。

将 CPU 置于 RUN 模式

1. 在 PLC 菜单功能区或程序编辑器工具栏中单击“运行”(RUN) 按钮：

2. 提示时，单击“确定”(OK) 更改 CPU 的工作模式。

可监视 STEP 7-Micro/WIN SMART 中的程序，方法是在“调试”(Debug)

菜单功能区或程序编辑器工具栏中单击“程序状态”(Program Status) 按钮。

STEP 7-Micro/WIN SMART 显示指令值。

2.3 通讯测试

由于“ ModbusTCP CP V4.3”选项包支持功能码FC1，2，3，4，5，6，15，16，不同的功能码测试过程中类似，因此下面以FC03(读写保持寄存器)为例来说明通讯测试的整个过程，对于其他功能码的测试将不再重复描述，对于Modbus的数据类型可参考下表3：

表3 Modbus数据类型 

由于服务器主功能块FB108“MODBUSCP”的参数需要初始化，因此分别在OB100及OB1中调用FB108，在OB100中调用FB108完成相关参数的初始化，FB108的管脚分分布如下图10所示：

注意：在图10中已经填写的参数不需要初始化，在OB1调用赋值；而未填写的参数需要初始化，在OB100中调用完成。

打开Modscan32软件，在“Connection--->connect”中打开连接属性对话框，连接接口选择“Remote TCP/IP Server”，IP Address分别填入CPU的IP地址

192.168.70.2，Service为远程服务器的端口502，在协议的选择对话框中可以定义传输模式、通讯超时响应时间，报文发送间隔及允许写多个保

持寄存器等，这里分别保持缺省设置即可，如下图11所示：

图18:对应TCP通讯的Modscan32连接窗口

下载网络组态及程序到CPU中，使能参数ENQ_ENR=1，在 Modscan32的“Set up->Data Definition”中设置数据扫描周期、寄存器连接类型、起始地址、长度等，如下图11所示：

图11 Modscan32中Modbus数据参数定义

之后在ModScan32中就可以建立和远程CP443-1 Server的连接了，在Netpro中可以看到连接已经建立起来，如下图12所示：

图12 Modscan32激活与S7-400的连接

由于Modbus的内部地址编排时基于数据链路层和应用层有一定的映射关系，因此Modbus的地址与SIMATIC中的DB块的地址时按照一定的地址映射关系来相对应，这样造成了DB块中有一定的地址偏移量，在本例中假设数据区的定义如下图21所示，其DB偏移量、Modbus物理编址、应用层编址如下图13所示：

图13本例中的数据区定义

图14 DB偏移量、Modbus物理编址、应用层编址对应关系 

在Step7的项目程序中新建一个变量监控表，插入需要监控的参数和数据区变量，可以看到ModScan32软件与CP443-1的数据通讯已经建立起来了，双方可以进行正常的保持寄存器数据读写操作，如下图15所示：

图15 通讯连接建立