西门子模块6ES7223-1BF22-0XA8

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   X1,XA1,Y,Z,W1,WA1,S轴的驱动参数配置；X1,XA1,Y,Z,W1,WA1,S轴的驱动优化；X1,XA1,Y,Z,W1,WA1轴的螺距补偿。通过PROFIBUS总线对机床上各个用户操作站进行硬件组态联机及设定。设顶用户报警信息及操作信息的编制和显示、附件头装卸的程序编制、840D控制系统标准功能的实现。PLC控制程序的设计及联机调试除了设计该机床正常工作所需各种功能的PLC程序外，针对于该数控龙门加工中心特殊功能，也作了以下PLC程序设计及调试。利用两台增量编码器，X轴龙门轴同步功能的PLC程序设计及调试。利用两根LB382C直线光栅尺，W轴龙门轴同步功能的PLC程序设计及调试。
        从左到右分别为：插入向下直线，插入向上直线，插入左行，插入右行，插入接点，插入线圈，插入指令盒。图11LAD指令工具条3.浏览条（NavigationBar）浏览条为编程提供按钮控制，可以实现窗口的快速切换，即对编程工具执行直接按钮存取，包括程序块（ProgramBlock）、符号表（SymbolTable）、状态图表（StatusChart）、数据块（DataBlock）、系统块（SystemBlock）、交叉引用（CrossReference）、和通信（Communication）。单击上述任意按钮，则主窗口切换成此按钮对应的窗口。22用菜单命令“检视”→“帧”→“浏览条”，浏览条可在打开（可见）和关闭（隐藏）之间切。

在可编程逻辑控制器系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是可编程逻辑控制器工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。可编程逻辑控制器及有关设备应是集成的、标准的，按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则选型所选用可编程逻辑控制器应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统，可编程逻辑控制器的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。熟悉可编程序控制器、功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间，因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定可编程逻辑控制器的功能、外部设备特性等，后选择有较高性能价格比的可编程逻辑控制器和设计相应的控制系统。

        驱动系统及电动机的配置选用了西门子611D数字伺服驱动系统及1FT6系列交流伺服电动机改造X1轴，XA1轴,Y轴，Z轴，W1轴，WA1轴,S轴，选用西门子611D数字模块进行控制。PLC部分选用西门子S7－300和S7-ET200B改造原S5-PLC。采用SIEMENS840D标准机床控制面板及用户操作面板实现机床的一些辅助动作和功能。机床标准功能设置首先通过根据原机床标准功能，自行设计电气原理图，并组织现场安装调试进行PLC、NC联机调试。通过选用HEIDENHAIN直线光栅尺(LB382C)更换原Y轴、Z轴、W1轴、WA1轴测量系统。用HEIDENHAIN的增量编码器(ROD485)更换原X轴位置编码。
        离线方式：有编程软件的计算机与PLC断开连接。此时可进行编程、编译。联机方式和离线方式的主要区别是：联机方式可直接针对连接PLC进行操作，如上装、下载用户程序等。离线方式不直接与PLC联系，所有的程序和参数都暂时存放在磁盘上，等联机后再下载到PLC中。PLC有两种操作模式：STOP（停止）和RUN（运行）模式。在STOP（停止）模式中可以建立／编辑程序，在RUN（运行）模式中建立、编辑、监控程序操作和数据，进行动态调试。若使用STEP7-Micro/WIN32软件控制RUN/STOP（运行／停止）模式，在STEP7-Micro/WIN32和PLC之间必须建立通信。另外，PLC硬件模式开关必须设为TERM（终端）或RUN（运行。
        22工具菜单的选项子菜单可以设置3种编辑器的风格，如字体、指令盒的大小等样式。（7）窗口窗口菜单可以设置窗口的排放形式，如层叠、水平、垂直。（8）帮助帮助菜单可以提供S7-200的指令系统及编程软件的所有信息，并提供在线帮助、网上查询、访问等功能。2.工具条（1）标准工具条，如图4所示。图4标准工具条各快捷按钮从左到右分别为：新建项目、打开现有项目、保存当前项目、打印、打印预览、剪切选项并复制至剪贴板、将选项复制至剪贴板、在光标位置粘贴剪贴板内容、撤消后一个条目、编译程序块或数据块（任意一个现用窗口）、全部编译（程序块、数据块和系统块）、将项目从PLC上载至STEP7-Micro/WIN从STEP7-Micro/WIN32下载至PLC、符号表名称列按照A-Z从小至大排序、符号表名称列按照Z-A从大至小排序、选项（配置程序编辑器窗口。

一、输入输出(I/O)点数的估算

I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%~20%的可扩展余量后，作为输入输出点数估算数据。实际订货时，还需根据制造厂商可编程逻辑控制器的产品特点，对输入输出点数进行圆整。

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S7-200的功能确实不够绿色，定时器个数是有限的，但是可以通过写程序来实现定时功能，这样就不存在定时器被多次调用的问题了，定时器实际上就是读取CPU内部晶振的次数，可以用定时器中断或是SM0.5编写子程序。

    S7-200是一款通用性很强大的产品，直接提供的功能有限，但是可以不断的思考，通过编程等方式获得产品更大的利用空间。

    西门子S7-200PLC的自由口通讯具有非常强大的功能，熟练使用自由口通讯可以很方便的实现PLC与其他智能设备的数据交换。使用自由口通讯需要以下几个方面的编程设置：对SMB30进行设置端口选择，波特率选择，校验设置，对SMB87,89,90,94进行设置缓冲区等。通过ATCH指令进行中断设置，对中断状态进行判断。通过RCV指令进行接收数据。

    通讯交换数据

    交换数据是通过COM口进行的，所以一定要注意通讯口的地址使用和时间使用。另外数据缓冲区定义也非常重要，因为交换的数据会直接存储到这个缓冲区里。

    与其他智能设备通讯

    S7-200与其他智能设备通讯时，一般会采用相应的协议，一般来说一个网络会有相应的站地址，以及主站与从站，一定要区分好这方面的问题。

PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。

    PID控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：一是理论计算整定法。它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。

    PID控制器参数的工程整定方法，一般采用的是临界比例法。利用该方法进行PID控制器参数的整定步骤如下：(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作；(2)仅加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，记下这时的比例放大系数和临界振荡周期；(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。

    PID参数的设定：是靠经验及工艺的熟悉，参考测量值跟踪与设定值曲线，从而调整PID的大小。比例I/微分D=2，具体值可根据仪表定，再调整比例带P，P过头，到达稳定的时间长，P太短，会震荡，永远也打不到设定要求。

    PID控制器参数的工程整定,各种调节系统中P.I.D参数经验数据以下可参照：

    温度T：P=20~60%，T=180~600s，D=3-180s；

    压力P：P=30~70%，T=24~180s；

    液位L：P=20~80%，T=60~300s；

    流量L：P=40~100%，T=6~60s。

    这里介绍一种经验法，方法的基本程序是先根据运行经验，确定一组调节器参数，并将系统投入闭环运行，然后人为地加入阶跃扰动（如改变调节器的给定值），观察被调量或调节器输出的阶跃响应曲线。若认为控制质量不满意，则根据各整定参数对控制过程的影响改变调节器参数。这样反复试验，直到满意为止。

    西门子S7-200PLC集成有高速计数功能，高速计数是PLC的一项非常重要的功能，在工业领域中测量转动速度与周期一般都是用脉冲式仪器，例如旋转编码器。这类仪器的频率远远大于PLC的采集频率，因此使用高速计数器显得尤为重要。S7-200高速计数功能的知识点主要分几个部分：一是输入地址，二是计数模式，按有无方向，有无复位，外部复位和软复位等进行分类。三是相应的控制特殊功能寄存器。来控制计数器的模式和预置值等。

    高速计数器复位

    高速计数的复位是使用计数器时非常重要的地方。由于外部器件例如编码器等，一般都会有累积误差，那么就需要定期的进行复位。另外编码器一些功能的实现也要求它具有复位功能。

    高速计数器测量转速周期等

    使用编码器和高速计数器，定时中断等，可以进行旋转体的速度周期等数据的测量，此功能在对电机测量方面有广泛的应用。

   实数的格式

    实数（浮点数）由32位单精度数表示，其格式按照ANSI/IEEE754-1985标准中所描述的形式。实数按照双字长度来存取。对于S7-200来说，浮点数到小数点后第六位。因而当使用一个浮点数常数时，多可以到小数点后第六位。

    实数运算的精度

    在计算中涉及到非常大和非常小的数，则有可能导致计算结果不。

    字符串的格式

    字符串指的是一系列字符，每个字符以字节的形式存储。字符串的*个字节定义了字符串的长度，也就是字符的个数。一个字符串的长度可以是0到254个字符，再加上长度字节，一个字符串的大长度为255个字节。而一个字符串常量的大长度为126字节。

    布尔型数据（0或1）。

    S7-200CPU不支持数据类型检测

    例如：可以在加法指令中使用VW100中的值作为有符号整数，同时也可以在异或指令中将VW100中的数据当作无符号的二进制数。

    S7-200提供各种变换指令，使用户能方便地进行数据制式及表达方式的变换。

西门子PLC对检修工艺及技术要求见如下，另外我司还举一个西门子PLC维修实例供大家参考：

    （1）测量电压时，要用数字电压表或精度为1%的万能表测量

    （2）电源机架，CPU主板都只能在主电源切断时取下；

    （3）在RAM模块从CPU取下或插入CPU之前，要断开PC的电源，这样才能保证数据不混乱；

    （4）在取下RAM模块之前，检查一下模块电池是否正常工作，如果电池故障灯亮时取下模块PAM内容将丢失；

    （5）输入/输出板取下前也应先关掉总电源，但如果生产需要时I/0板也可在可编程控制器运行时取下，但CPU板上的QVZ（超时）灯亮；

    （6）拨插模板时，要格外小心，轻拿轻放，并运离产生静电的物品；

    （7）更换元件不得带电操作；

    （8）检修后模板安装一定要安插到位

    西门子PLC维修实例：

    型号：S7-200(CPU226)

    故障现象：错误指示灯闪

    故障分析：根据故障问题通电PLC无法将开关拨到RUN状态，错误指示灯一直闪烁，断电复位后故障依旧，打开外壳测量电源供电电压都正常。说明错误灯闪跟程序和CPU有关系，先把PLC连接电脑读出程序正常。把PLC程序清空后上电错误灯不闪。一切正常。说明程序可能有问题。在检查程序发现程序有几处空白段，初步怀疑是程序问题。把程序段根据客户外部信号条件修改好程序输入PLC后故障解除。

    故障修复：修改程序重新输入后故障解除。

　　一、 S7-200PLC内部RS485接口电路图

　　图中R1、R2是阻值为10欧的普通电阻，其作用是防止RS485信号D+和D-短路时产生过电流烧坏芯片，Z1、Z2是钳制电压为6V，大电流为10A的齐纳二极管，24V电源和5V电源共地未经隔离，当D+或D-线上有共模干扰电压灌入时，由桥式整流电路和Z1、Z2可将共模电压钳制在±6.7V，从而保护RS485芯片SN75176（RS485芯片的允许共模输入电压范围为：-7V～+12V）。该保护电路能承受共模干扰电压功率为60W，保护电路和芯片内部没有防静电措施。