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當(dāng)組態(tài)的報文結(jié)構(gòu) PZD=2或自由報文999時,在S7-300/400 中可用“MOVE” 指令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送;當(dāng)組態(tài)的報文結(jié)構(gòu)PZD >2,在S7-300/400 中需調(diào)用SFC14和SFC15系統(tǒng)功能塊。
? SFC14(“DPRD_DAT”)用于讀驅(qū)動裝置的過程數(shù)據(jù)。
PLC 硬件系統(tǒng)設(shè)計
1 . PLC 型號的選擇
在作出系統(tǒng)控制方案的決策之前,要詳細(xì)了解被控對象的控制要求,從而決定是否選用 PLC 進(jìn)行控制。
在控制系統(tǒng)邏輯關(guān)系較復(fù)雜(需要大量中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等)、工藝流程和產(chǎn)品改型較頻繁、需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和信息管理(有數(shù)據(jù)運算、模擬量的控制、 PID 調(diào)節(jié)等)、系統(tǒng)要求有較高的可靠性和穩(wěn)定性、準(zhǔn)備實現(xiàn)工廠自動化聯(lián)網(wǎng)等情況下,使用 PLC 控制是很必要的。
目前,國內(nèi)外眾多的生產(chǎn)廠家提供了多種系列功能各異的 PLC 產(chǎn)品,使用戶眼花繚亂、無所適從。所以全面權(quán)衡利弊、合理地選擇機型才能達(dá)到經(jīng)濟實用的目的。一般選擇機型要以滿足系統(tǒng)功能需要為宗旨,不要盲目貪大求全,以免造成投資和設(shè)備資源的浪費。機型的選擇可從以下幾個方面來考慮。
( 1 )對輸入 / 輸出點的選擇
盲目選擇點數(shù)多的機型會造成一定浪費。
要先弄清除控制系統(tǒng)的 I/O 總點數(shù),再按實際所需總點數(shù)的 15 ~ 20 %留出備用量(為系統(tǒng)的改造等留有余地)后確定所需 PLC 的點數(shù)。
另外要注意,一些高密度輸入點的模塊對同時接通的輸入點數(shù)有限制,一般同時接通的輸入點不得超過總輸入點的 60 %; PLC 每個輸出點的驅(qū)動能力( A/ 點)也是有限的,有的 PLC 其每點輸出電流的大小還隨所加負(fù)載電壓的不同而異;一般 PLC 的允許輸出電流隨環(huán)境溫度的升高而有所降低等。在選型時要考慮這些問題。
PLC 的輸出點可分為共點式、分組式和隔離式幾種接法。隔離式的各組輸出點之間可以采用不同的電壓種類和電壓等級,但這種 PLC 平均每點的價格較高。如果輸出信號之間不需要隔離,則應(yīng)選擇前兩種輸出方式的 PLC 。
( 2 )對存儲容量的選擇
對用戶存儲容量只能作粗略的估算。在僅對開關(guān)量進(jìn)行控制的系統(tǒng)中,可以用輸入總點數(shù)乘 10 字 / 點+輸出總點數(shù)乘 5 字 / 點來估算;計數(shù)器/ 定時器按( 3 ~ 5 )字 / 個估算;有運算處理時按( 5 ~ 10 )字 / 量估算;在有模擬量輸入 / 輸出的系統(tǒng)中,可以按每輸入 / (或輸出)一路模擬量約需( 80 ~ 100 )字左右的存儲容量來估算;有通信處理時按每個接口 200 字以上的數(shù)量粗略估算。后,一般按估算容量的50 ~ 100 %留有裕量。對缺乏經(jīng)驗的設(shè)計者,選擇容量時留有裕量要大些。
( 3 )對 I/O 響應(yīng)時間的選擇
PLC 的 I/O 響應(yīng)時間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時間延遲(一般在 2 ~ 3 個掃描周期)等。對開關(guān)量控制的系統(tǒng),PLC 和 I/O 響應(yīng)時間一般都能滿足實際工程的要求,可不必考慮 I/O 響應(yīng)問題。但對模擬量控制的系統(tǒng)、特別是閉環(huán)系統(tǒng)就要考慮這個問題。
( 4 )根據(jù)輸出負(fù)載的特點選型
不同的負(fù)載對 PLC 的輸出方式有相應(yīng)的要求。例如,頻繁通斷的感性負(fù)載,應(yīng)選擇晶體管或晶閘管輸出型的,而不應(yīng)選用繼電器輸出型的。但繼電器輸出型的 PLC 有許多優(yōu)點,如導(dǎo)通壓降小,有隔離作用,價格相對較便宜,承受瞬時過電壓和過電流的能力較強,其負(fù)載電壓靈活(可交流、可直流)且電壓等級范圍大等。所以動作不頻繁的交、直流負(fù)載可以選擇繼電器輸出型的 PLC 。
( 5 )對在線和離線編程的選擇
離線編程示指主機和編程器共用一個 CPU ,通過編程器的方式選擇開關(guān)來選擇 PLC 的編程、監(jiān)控和運行工作狀態(tài)。編程狀態(tài)時, CPU 只為編程器服務(wù),而不對現(xiàn)場進(jìn)行控制。編程器編程屬于這種情況。在線編程是指主機和編程器各有一個 CPU ,主機的 CPU 完成對現(xiàn)場的控制,在每一個掃描周期末尾與編程器通信,編程器把修改的程序發(fā)給主機,在下一個掃描周期主機將按新的程序?qū)ΜF(xiàn)場進(jìn)行控制。計算機輔助編程既能實現(xiàn)離線編程,也能實現(xiàn)在線編程。在線編程需購置計算機,并配置編程軟件。采用哪種編程方法應(yīng)根據(jù)需要決定。
( 6 )據(jù)是否聯(lián)網(wǎng)通信選型
? SFC15(“DPWR_DAT”)用于將過程數(shù)據(jù)寫入驅(qū)動裝置。
例子(PROFINET IO):SERVO_02 控制字、主設(shè)定值的發(fā)送及狀態(tài)字、實際頻率的讀取程序見圖11。
圖11
系統(tǒng)技術(shù)文件包括說明書、電氣原理圖、電器布置圖、電氣元件明細(xì)表、 PLC 梯形圖。
例子(PROFIBUS DP):SERVO_02 ”控制字、主設(shè)定值的發(fā)送及狀態(tài)字、實際頻率的讀取程序見圖13。
圖13
通過讀取Servo_02的參數(shù)r8850和P8051可以判斷數(shù)據(jù)是否傳輸成功。
圖14
注意通過通訊接口IF1和IF2可以同時實現(xiàn)CPU與Servo_02的數(shù)據(jù)傳輸
六、驅(qū)動器參數(shù)的讀取及寫入
1.擴展PROFIDRIVE功能(DPV1)
非周期性數(shù)據(jù)傳送模式允許:
? 交換大量的用戶數(shù)據(jù)
? 用DPV1的功能 READ 和 WRITE可以實現(xiàn)非周期性數(shù)據(jù)交換。傳輸數(shù)據(jù)塊的內(nèi)容應(yīng)遵照 PROFIdrive參數(shù)通道(DPV1)數(shù)據(jù)集DS47(非周期參數(shù)通道結(jié)構(gòu))。
2. 參數(shù)請求及參數(shù)應(yīng)答的結(jié)構(gòu)
參數(shù)請求包括三部分:請求標(biāo)題、參數(shù)地址及參數(shù)值。
表1.參數(shù)請求格式
表2.參數(shù)應(yīng)答格式
表3.參數(shù)請求及應(yīng)答描述
表4.在DPV1參數(shù)應(yīng)答中的錯誤值描述
3. S7-300/400PLC通過PROFINET IO非周期性通訊方式讀取驅(qū)動器參數(shù)。
請注意:PLC讀取驅(qū)動器參數(shù)時必須使用兩個功能塊SFB52 / SFB53
舉例如下:
(1) 使用標(biāo)志位M0.0及功能塊SFB53將讀請求(數(shù)據(jù)集RECORD DB11)(圖16)發(fā)送至驅(qū)動器。
將M0.0設(shè)定為數(shù)值1啟動讀請求,當(dāng)讀請求完成后必須將該請求置0,結(jié)束該請求。ERROR = 1: 表示執(zhí)行此功能塊時有錯誤產(chǎn)生,而STATUS 指示功能塊執(zhí)行狀態(tài)或錯誤信息 。