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西门子6GK7343-1EX30-0XE0

西门子6GK7343-1EX30-0XE0

简要描述:西门子6GK7343-1EX30-0XE0
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产品型号:

所属分类:S7-300

更新时间:2021-05-27

厂商性质:代理商

详情介绍

西门子6GK7343-1EX30-0XE0

 

 PLC控制系统,Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器,专为工业生产设计的一种数字运算操作的电子装置,它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。是工业控制的核心部分。

  PLC控制系统的特点

  (1)从开关量控制发展到顺序控制、运算处理,是从下往上的;

  (2)逻辑控制、定时控制、 计数控制、 步进(顺序)控制、连续PID控制、数据控制DDPLC具有数据处理能力、通信和联网等多功能;

  (3)可用一台PC机为主站,多台同型PLC为从站;

  (4)也可一台PLC为主站,多台同型PLC为从站,构成PLC网络。这比用PC机作主站方便之处是:有用户编程时,不必知道通信协议,只要按说明书格式写就行;

  (5)PLC网络既可作为独立DCS/TDCS,也可作为DCS/TDCS的子系统;

  (6)主要用于工业过程中的顺序控制,新型PLC也兼有闭环控制功能。

  PLC的设计选型的8个步骤

  系统设计的水平将直接影响控制系统的性能、设备的可靠性。这其中PLC的选型至关重要,如何根据不同的控制要求选择合适的PLC,设计出运行平稳、动作可靠、安全实用、调试方便、易于维护的控制系统呢?在PLC系统设计时,首先应确定系统方案,下一步工作就是PLC的设计选型。选择PLC,主要是确定PLC的生产厂家和PLC的具体型号。对于系统方案要求有分布式系统、远程I/O系统,还需要考虑网络化通讯的要求。那么具体应该如何选择PLC呢?笔者认为应该有以下几方面的内容。

  1、PLC生产厂家的选择

  确定PLC的生产厂家,主要应该考虑设备用户的要求、设计者对于不同厂家PLC的熟悉程度和设计习惯、配套产品的*性以及技术服务等方面的因素。从PLC本身的可靠性考虑,原则上只要是国外大公司的产品,不应该存在可靠性不好的问题。

  笔者个人认为,一般来说,对于控制独立设备或较简单的控制系统的场合,配套日本的PLC产品,相对来说性价比有一定优势。对于系统规模较大网络通讯功能要求高、开放性的分布式控制系统、远程I/O系统,欧美生产的PLC在网络通讯功能上更有优势。

  另外对于一些特殊的行业(例如:冶金、烟草等)应选择在相关行业领域有投运业绩、成熟可靠的PLC系统。

  2、输入输出(I/0)点数的估算

  PLC的输入/输出点数是PLC的基本参数之一。I/O点数的确定应以控制设备所需的所有输入/输出点数的总和为依据。在一般情况下,PLC的I/O点应该有适当的余量。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PLC的产品特点,对输入输出点数进行调整。

  3、PLC存储器容量的估算

  存储器容量是指可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小,各种PLC的存储器容量大小可以从该PLC的基本参数表中找到,例如:西门子的S7-314 PLC的用户程序存储容量为64KB,S7-315-2DP PLC的用户程序存储容量为128KB。程序容量是存储器中用户程序所使用的存储单元的大小,因此存储器容量应大于程序容量。设计阶段,由于用户应用程序还未编制,因此,需要对程序容量进行估算。

  如何估算程序容量呢?许多文献资料中给出了不同公式,大体上都是按数字量I/O点数的10~15倍,加上模拟I/O点数的100倍,以此数为内存的总字数(16位为一个字),另外再按此数的25%考虑余量。

 西门子6GK7343-1EX30-0XE0

 

程序结构


 

1 系统程序OS

OS:为厂家固化在PLC内部用来管理PLC的执行(即系统程序)。这部分对于编程者来说是不能修改的。


 


 

2 用户程序结构

1200的用户程序结构是由各种块组成的,这些块使的程序结构可以模块化。可以通过这些块的相互调用来组织程序,便于修改与调试。几种块的简要描述见下表:

西门子PLC S7-1200程序模块描述

在博途软件中添加好S7-1200的CPU模块后,默认会自动添加一个OB1组织块。在项目树中单击“添加新块”,可以添加其他块,如下图所示:

西门子S7-1200程序结构

西门子S7-1200程序结构模块

2.1 OB 组织块

西门子S7-1200程序0B组织模块

它们充当操作系统和用户程序之间的接口。由操作系统调用,用于控制循环扫描和中断程序的执行、PLC的启动和错误处理等。组织块的程序是用户编写的。接下来我们来看看一些常用的组织块介绍。

1)循环组织块OB1

西门子S7-1200程序OB1组织块循环过程

2)初始化组织块OB100

PLC启动过程和运行过程如下图所示:

通过“循环中断”OB,可以定时的执行其中的代码。在新建时可以设置好,执行的时间间隔,如下图所示:

功能函数


 

功能(Function,FC)是用户程序编写的子程序,它包含完成特定任务的代码和参数。当某些代码需要经常重复被执行时,可以将其写入功能中,但需要执行时调用该功能即可,例如某些算术运算。

注:无自己专属的数据块,执行结束后,其临时变量中的数据就丢失了

2.3 功能块 (FB)

西门子S7-1200PLC数据块

数据块(Data block,DB)是用于存放执行代码块时所需的数据的数据区,有两种类型的数据块:

1) 全局(bbbbbb)数据块:存储供所有的代码块使用的数据,所有的OB、FB和FC都可以访问。例如,可以用全局数据块来存储那些在功能执行结束后需要保持的数据。

2) 背景数据块:存储供特定的FB使用的数据。背景 DB 中数据的结构反映了 FB的参数(bbbbb、Output 和 InOut)和静态数据。

2.5 调用关系

组织块(OB)、功能块(FB)和功能(FC)调用关系如下图所示:

<span ;="" font-family:font-size:16px;="" line-height:26px="" !important;="" margin:0px;="" padding-bottom:0px;="" padding-left:0px;="" padding-right:0px;="" padding-top:0px"="" style="line-height: 25px; background-color: rgb(238, 239, 232); color: rgb(14, 14, 14);">西门子S7-1200 PLC程序模块关系图


 

 

 

怎么通过USS协议让S7-1200 与G120变频器之间实现通信

 

发表时间:2017-12-07 10:35


 

 

西门子S7-1200 紧凑型PLC在当前的市场中有着广泛的应用,作为经常与SINAMICS G120系列变频器共同使用的PLC,其USS通信协议的使用一直在市场上有着非常广泛的应用。本文将主要介绍如何使用USS通信协议来实现S7-1200与G120变频器的通信。

西门子PLC S7-1200产品选购中心

1.控制系统原理和接线图

下图是本例中所使用的原理和接线图。

图:控制系统原理和接线图

2.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USS通信协议通过通信模块CM1241 RS485来实现S7-1200与G120变频器的通信。

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G120变频器硬件为:
1) SINAMICS G120 PM240 (6SL3244-0BA20-1BA0)
2) SINAMICS G120 CU240S(6SL3224-0BE13-7UA0)
3) SIEMENS MOTOR (1LA7060-4AB10)
4) 操作面板 ( XAU221-001469)
5) USS 通信电缆 ( 6XV1830-0EH10)


 

3.软件需求

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


4.组态

我们通过下述的实际操作来介绍如何在Step7 Basic V10.5 中组态S7-1214C 和G120变频器的USS通信。

4. 1 PLC 硬件组态

1在Step7 Basic V10.5中建立一个项目,如图所示。

图: 新建S7 1200项目

在硬件配置中,添加CPU1214C和通信模块CM1241 RS485模块,如图所示。

图: S7 1200硬件配置

在CPU的属性中,设置以太网的IP地址,建立PG与PLC的连接,如下图所示。

图: S7 1200 IP地址的设置

4. 2 G120参数设置

变频器的参数设置如下表所示。


 

序号功能参数设定值
1工厂设置复位P001030
2工厂设置复位P9701
3快速启动设置P00101
4电机额定电压P0304380V
5电机额定功率P03075.5KW
6电机额定频率P031050Hz
7电机额定转速P03111350r/min
8USS命令源P07005
9频率设定源P010005
101小电机频率P10800.0Hz
111电机频率P108150.0Hz
12启动斜坡时间P112010.0S
13延迟斜坡时间P112110.0S
14结束快速启动设置P39001
15激活专家模式P00033
16参考频率P200050.0Hz
17USS数据传输速度P20109
18USS从站地址P20111
19USS PZD长度P20122
20USS PKW长度P20134
21通信监控P20140
22在E2PROM 保存数据P09711
23激活专家模式P00033
24激活参数模式P001030
25从G120中传输参数到BOPP08021

表 :G120变频器的参数设置

注意:表中的17,18,19,20 这四项参数值的设置必须使PLC的参数值与变频器的参数值相一致。而19,20这两个参数值必须设置成如表1中的值,否则有可能变频器与S7-1200通信有如下问题:可能不能读出从变频器反馈回来的参数值。

5.USS通信原理与编程的实现

5. 1 S7 1200 PLC与G120 通过USS通信的基本原理

S7 1200提供了的USS库进行USS通信,如下图所示:

图: S7 1200 的USS库

      USS_DRV 功能块是S7-1200 USS通信的主体功能块,接受变频器的信息和控制变频器的指令都是通过这个功能快来完成的。必须在主 OB中调用,不能在循环中断OB中调用。
       USS_PORT功能块是S7-1200与变频器USS通信的接口,主要设置通信的接口参数。可在主OB或中断OB中调用。
       USS_RPM功能块是通过USS通信读取变频器的参数。必须在主 OB中调用,不能在循环中断OB中调用。
       USS_WPM功能块是通过USS通信设置变频器的参数。必须在主 OB中调用,不能在循环中断OB中调用。

这些功能块与变频器之间的控制关系如下图所示:

图: USS 通信功能块与变频器的控制关系

      USS_DRV功能块通过USS_DRV_DB数据块实现与USS_PORT功能块的数据接收与传送,而USS_PORT功能块是S7-1200 PLC CM1241 RS485模块与变频器之间的通信接口。USS_RPM功能块和USS_WPM功能块与变频器的通信与USS_DRV功能块的通信方式是相同的。

      每个S7-1200 CPU1多可带3个通信模块,而每个CM1241 RS485通信模块1多支持16个变频器。因此用户在一个S7-1200 CPU中1多可建立3个USS网络,而每个USS网络1多支持16个变频器,总共1多支持48个USS变频器。

5. 2 S7 1200 PLC进行USS通信的编程

1.USS通信接口参数功能块的编程
USS通信接口参数功能块的编程如下图所示。

图: USS通信接口参数功能块的编程

USS_PORT功能块用来处理USS网络上的通信,它是S71200 CPU与变频器的通信借口。每个CM1241 RS485模块有且必须有一个USS_PORT功能块。

PORT:指的是通过哪个通信模块进行USS通信。
BAUD:指的是和变频器进行通行的速率。 变频器的参数P2010种进行设置。
USS_DB:指的是和变频器通信时的USS数据块。每个通信模块1多可以有16个USS数据块,每个CPU1多可以有48个USS数据块,具体的通信情况要和现场实际情况相联系。每个变频器与S7-1200进行通信的数据块是11的。
ERROR:输出错误。
STATUS:扫描或初始化的状态。
S7-1200 PLC与变频器的通信是与它本的扫描周期不同步的,在完成一次与变频器的通信事件之前,S7-1200通常完成了多个扫描。
USS_PORT通信的时间间隔是S7-1200与变频器通信所需要的时间,不同的通信波特率对应的不同的USS_PORT通信间隔时间。下图列出了不同的波特率对应的USS_PORT1小通信间隔时间。

图:不同的波特率对应的USS_PORT1小通信间隔时间

      USS_PORT在发生通信错误时,通常进行3次尝试来完成通信事件,那么S7-1200与变频器通信的时间就是USS_PORT发生通信超时的时间间隔。例如:如果通信波特率是57600,那么USS_PORT与变频器通信的时间间隔应当大于1小的调用时间间隔,即大于36.1Ms而小于109Ms。S7-1200 USS 协议库默认的通信错误超时尝试次数是2次。
       基于以上的USS_PORT通信时间的处理,我们建议在循环中断OB块中调用USS_PORT通信功能块。在建立循环中断OB块时,我们可以设置循环中断OB块的扫描时间,以满足通信的要求。循环中断OB块的扫描时间的设置如下图所示:

图:循环中断OB块的扫描时间的设置

2.USS_DRV功能块的编程
USS_DRV功能块的编程如下图所示。

图: USS_DRV功能块的编程

USS_DRV功能块用来与变频器进行交换数据,从而读取变频器的状态以及控制变频器的运行。每个变频器使用11的一个USS_DRV功能块,但是同一个CM1241 RS485模块的USS网络的所有变频器(1多16个)都使用同一个USS_DRV_DB。

USS_DRV_DB:变频器进行USS通信的数据块。
RUN:                 DB块的变频器启动指令。
OFF2:                 紧急停止,自由停车。 该位为0时停车。
OFF3:                 快速停车,带制动停车。 该位为0时停车。
F_ACK:             变频器故障确认。
DIR :                 变频器控制电机的转向。
SPEED_SP:       变频器的速度设定值。

ERROR:          程序输出错误。
RUN_EN:        变频器运行状态指示。
D_DIR:           变频器运行方向状态指示。
INHIBIT:        变频器是否被禁止的状态指示。
FAULT:           变频器故障。
SPEED:           变频器的反馈的实际速度值。

DRIVE:           变频器的USS站地址。变频器参数P2011设置。
PZD_LEN:      变频器的循环过程字。 变频器参数P2012设置。

注意:变频器的PKW的长度在这里是特殊需要注意的,在使用USS通信时必须是4,如果改成3或者127都将不能读取反馈回来的过程值。


3.USS_RPM功能块的编程

USS_RPM功能块的编程 如下图所示。


图11:USS_RPM功能块的编程

USS_RPM功能块用于通过USS通信从变频器读取参数。

REQ:         读取参数请求。
DRIVE:     变频器的USS站地址。
bbbbb:   变频器的参数代码。
INDEX:     变频器的参数索引代码
USS_DB:  变频器进行USS通信的数据块。

DONE:     读取参数完成。
ERROR:  读取参数错误。
STATUS: 读取参数状态代码。
VALUE:   所读取的参数的值。

注意:进行读取参数功能块编程时,各个数据的数据类型一定要正确对应。如果需要设置变量读取参数时,注意该参数变量的初始值不能为0,否则容易产生通信错误。


4.USS_WPM功能块的编程

USS_WPM功能块的编程如下图所示。

图12:USS_WPM功能块的编程

USS_WPM    功能块用于通过USS通信设置变频器的参数。
REQ:         读取参数请求。
DRIVE:     变频器的USS站地址。
bbbbb:   变频器的参数代码。
INDEX:     变频器的参数索引代码。
EEPROM:把参数存储到变频器的EEPROM。
VALUE:    设置参数的值。
USS_DB:   变频器进行USS通信的数据块。

DONE:      读取参数完成。
ERROR:   读取参数错误状态。
STATUS:  读取参数状态代码。

注意:对写入参数功能块编程时,各个数据的数据类型一定要正确对应。如果需要设置变量进行写入参数值时,注意该参数变量的初始值不能为0,否则容易产生通信错误。


5. 3 S7 1200 PLC进行USS通信的调试

S7-1200 PLC 通过CM1241 RS485模块与变频器进行USS通信时,需要注意如下几点:

  1. 当同一个CM1241 RS485 模块带有多个(1多16个)USS变频器时,这个时候通信的USS_DB是同一个,USS_DRV功能块调用多次,每个USS_DRV功能块调用时,相对应的USS站地址与实际的变频器要一致,而其它的控制参数也要一致。

  2. 当同一个S7-1200 PLC 带有多个CM1241 RS485模块(1多3个)时,这个时候通信的USS_DB相对应的是3个,每个CM1241 RS485模块的USS网络使用相同的USS_DB,不同的USS网络使用不同的USS_DB。

  3. 当对变频器的参数进行读写操作时,注意不能同时进行USS_RPM和USS_WPM的操作,并且同一时间只能进行一个参数的读或者写操作,而不能进行多个参数的读或者写操作。



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