6ES7312-5BF04-0AB0技术参数
步进电机环形分配器的PLC程序组合逻辑设计举例
下面通过步进电机环形分配器的PLC程序来进行说明:
(1)工作原理
步进电机控制主要有三个重要参数即转速、转过的角度和转向。由于步进电机的转动是由输入脉冲信号控制,所以转速是由输入脉冲信号的频率决定,而转过的角度由输入脉冲信号的脉冲个数决定。转向由环形分配器的输出通过步进电机A、B、C相绕组来控制,环形分配器通过控制各相绕组通电的相序来控制步电机转向。
如图5-47给出了一个双向三相六拍环形分配器的逻辑电路。电路的输出除决定于复位信号RESET外,还决定于输出端QA、QB、QC的历史状态及控制信号-EN使能信号、CON正反转控制信号和输入脉冲信号。其真值表如表5-4所示。
(2)程序设计
程序设计采用组合逻辑设计法,由真值表可知:
当CON=0时,输出QA、QB、QC的逻辑关系为:
当CON=1时,输出QA、QB、QC的逻辑关系为:
当CON=0,正转时步进机A、B、C相线圈的通电相序为:
当CON=1,反转时各相线圈通电相序为:
QA、QB、QC的状态转换条件为输入脉冲信号上升沿到来,状态由前一状态转为后一状态,所以在梯形图中引入了上升沿微分指令
20个不同的CPU:
7种标准型CPU(CPU 312,CPU 314,CPU 315-2 DP,CPU 315-2 PN/DP,CPU 317-2 DP,CPU 317-2 PN/DP,CPU 319-3 PN/DP)
6 个紧凑型 CPU(带有集成技术功能和 I/O)(CPU 312C、CPU 313C、CPU 313C-2 PtP、CPU 313C-2 DP、CPU 314C-2 PtP、CPU 314C-2 DP)
5 个故障安全型 CPU(CPU 315F-2 DP、CPU 315F-2 PN/DP、CPU 317F-2 DP、CPU 317F-2 PN/DP、CPU 319F-3 PN/DP)
2种技术型CPU(CPU 315T-2 DP, CPU 317T-2 DP)
18种CPU可在-25°C 至 +60°C的扩展的环境温度范围中使用
具有不同的性能等级,满足不同的应用领域。
Area of application
SIMATIC S7-300 提供多种性能等级的 CPU。除了标准型 CPU 外,还提供紧凑型 CPU。
同时还提供技术功能型 CPU 和故障安全型 CPU。
下列标准型CPU 可以提供:
CPU 312,用于小型工厂
CPU 314,用于对程序量和指令处理速率有额外要求的工厂
CPU 315-2 DP,用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP进行分布式组态的工厂
CPU 315-2 PN/DP,用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂,在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
CPU 317-2 DP,用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP进行分布式组态的工厂
CPU 317-2 PN/DP,用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂,在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
CPU 319-3 PN/DP,用于具有极大容量程序量何组网能力以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂,在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
下列紧凑型CPU 可以提供:
CPU 312C,具有集成数字量 I/O 以及集成计数器功能的紧凑型 CPU
CPU 313C,具有集成数字量和模拟量 I/O 的紧凑型 CPU
CPU 313C-2 PtP,具有集成数字量 I/O 、2个串口和集成计数器功能的紧凑型 CPU
CPU 313C-2 DP,具有集成数字量 I/O 、PROFIBUS DP 接口和集成计数器功能的紧凑型 CPU
CPU 314C-2 PtP,具有集成数字量和模拟量 I/O 、2个串口和集成计数、定位功能的紧凑型 CPU
CPU 314C-2 DP,具有集成数字量和模拟量 I/O、PROFIBUS DP 接口和集成计数、定位功能的紧凑型 CPU
下列技术型CPU 可以提供:
CPU 315T-2 DP,用于使用 PROFIBUS DP进行分布式组态、对程序量有中/高要求、同时需要对8个轴进行常规运动控制的工厂。
CPU 317T-2 DP,用于使用 PROFIBUS DP进行分布式组态、对程序量有高要求、又必须同时能够处理运动控制任务的工厂
下列故障安全型CPU 可以提供:
CPU 315F-2 DP,用于采用 PROFIBUS DP 进行分布式组态、对程序量有中/高要求的故障安全型工厂
CPU 315F-2 PN/DP,用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂,在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
CPU 317F-2 DP,用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP进行分布式组态的故障安全工厂
CPU 317F-2 PN/DP,用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂,在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
CPU 319F-3 PN/DP,用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的故障安全型工厂,在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
Design
所有 CPU 均具有坚固、紧凑的塑料机壳。在前面板上的部件有:
状态和故障 LED
模式选择开关
MPI 端口
CPU 还具有以下配置:
SIMATIC 微型存储卡(MMC 卡)插槽;
MMC 卡替代集成的装载存储器,因此是操作品。
使用前连接器连接到集成的 I/O 端口(**紧凑型 CPU)
连接 PROFIBUS 总线(**于DP型CPU)
RS 422/485 的连接(仅 PtP CPU)
连接 PROFINET(**于PN型CPU)
Functions
SIMATIC S7-300 CPU 具有高性能、所需空间小以及小的维护成本,因此提高了性价比。
高处理速度;
例如,在 CPU 315-2 DP 中,位运算时,0.05 μs;浮点运算时,0.45 μs,
在 CPU 319-3 PN/DP 中,位运算时,0.004 μs;浮点运算时,0.04 μs
扩展数量
作为装载存储器的 SIMATIC 微型存储卡(MMC):
可在微型存储卡中存储一个完整的项目,包括符号和注释。RUN 模式下也可以进行读/写操作。这样可以降低服务成本
无需电池即可在 MMC 上备份 RAM 数据
编程
使用STEP7中的 LAD、FBD STL 对 CPU 进行编程。可以使用下列编程工具:STEP 7 Basis 和 STEP 7 Professional。
可以运行 CPU 314 的工程与组态工具(例如,S7-GRAPH、S7-HiGraph、SCL、CFC 或 SFC)。
标准型CPU
对标准型 CPU 进行编程时需要 STEP 7 V5.2+SP1 以上的软件。
紧凑型 CPU
对紧凑型 CPU 进行编程时需要 STEP 7 V5.3+SP2 以上的软件。老版本的STEP 7需要升级。
SMIATIC S7-300 是模块化微型PLC,满足中、小规模的性能要求
模块化与无风扇设计,易于实现分布式结构以及用户友好的操作,使得 SIMATIC S7-300 成为中、小规模应用中各种不同控制任务的经济、方便的解决方案。
SIMATIC S7-300 的应用领域包括:
专用机床
纺织机械
包装机械
通用机械工程
控制器制造
机床
楼宇自动化
电气与电子工业及相关产业。
一系列具有不同功率范围的CPU,以及具有很多用户友好功能的一系列扩展模块,可以使用户根据不同的应用情况选择相应的模块。 如果控制任务需要扩展,可以随时使用附加模块对控制系统进行扩展。
SIMATIC S7-300 是一个通用的控制器。
高等级的电磁兼容性以及高等级的抗震性,使得它具有*的工业控制能力。
概述
S7-300采用模块化结构设计。含有多种模块,可进行单独组合。
一个系统包含下列组件:
中央处理单元(CPU):
各种 CPU 可用于不同的性能范围,包括具有集成 I/O 和对应功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和点对点接口的 CPU。
用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块(SM)
用于连接网络和点对点连接的通讯处理器 (CP)。
用于高速计数、定位控制以及闭环控制的功能模块(FM)。
根据要求,也可使用下列模块:
用于将SIMATIC S7-300 连接到120/230V AC电源的负载电源模块(PS)。
接口模块(IM),用于多机架配置时连接中央控制器(CC)和扩展机架(ER)。
S7-300通过分布式中央控制器(CC)和3个扩展单元(EU) 可以操作多达32个模块。所有模块都是密封的,运行时无需风扇。
SIPLUS 模块扩展的环境条件下使用:
适用于-25至+60°C 的温度范围高湿度、结露以及有雾的环境条件。防直接日晒、雨淋或水溅,在防护等级为IP20机柜内使用时,可直接用于车载或室外使用。不需要全天候防护的机柜和IP 65机柜保护。
设计
简单的结构使得S7-300使用灵活且易于维护:
安装模块
只需将模块安装到 DIN 导轨上,将其旋入并用螺钉紧固。
集成的背板总线:
背板总线集成到模块里。模块通过总线连接器相连,总线连接器插在机壳的背面。
模块具有机械编码,更换极为容易:
更换时只需松开模板上的紧固螺钉。 按下锁紧机构,拔下前连接器。前连接器上的编码装置防止将已接线的连接器错插到其他的模块上。
可靠的连接系统:
对于信号模块可以使用螺钉型接线端子或弹簧型接线端子。
TOP 连接:
为采用螺丝端子或弹簧端子连接的1线-3线连接系统提供预组装接线。可以替代直接在信号模块上接线。
确定的安装深度:
所有的连接和连接器都在模块上的凹槽内,并有前盖保护。因此,所有模块应有明确的安装深度。
无插槽规则:
信号模块和通讯处理模块可以不受限制地插到任何一个槽上。系统自行组态。
扩展
如果用户的自动化任务需要 8 个以上的 SM、FM 或 CP 模块插槽时,则 S7-300(除 CPU 312 和 CPU 312C 外)可以扩展:
中央控制器和3个扩展机架多可连接32个模块:
多可将 3 个扩展机架(EU)连接到中央控制器(CC)。可以将八个模块插入到每个 CC/EU 中。
通过接口模板连接:
每个 CC / EU 都有自己的接口模块。在中央控制器上它总是被插在 CPU 旁边的模块插槽中,并自动处理与扩展单元的通信。
通过 IM 365 扩展:
1个 EU 远扩展距离为 1米,电源电压也通过该扩展提供。
使用 IM 360/361 扩展:
可扩展到 3个 EU, CC 与 ER 之间以及 EU 与 EU 之间远距离 10m。
独立空间安装:
单独的 CC/EU 还可以相互距离较远地放置。两个相邻CC/EU或EU/EU之间的距离:长达 10m。
灵活的安装方式:
CC/EU 既可以水平安装,也可以垂直安装。这样可以限度满足空间要求。
通讯
S7-300 具有不同的通讯接口:
连接AS-i、PROFIBUS和工业以太网总线系统的通讯处理器。
用于点到点连接的通讯处理器
多点接口 MPI, 集成在 CPU 中;
是一种经济有效的方案,可以同时连接编程器/PC、人机界面系统和其它的SIMATIC S7/C7自动化系统。
通过PROFIBUS DP进行过程通讯
SIMATIC S7-300 通过通讯处理器或通过配备集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 连接到 PROFIBUS DP 总线系统。带 PROFIBUS DP 主/从接口的 CPU 可以进行分布式自动化结构,可以高速通讯并且易于使用。
从用户的角度来看,PROFIBUS DP上的分布式I/O处理与集中式I/O处理没有区别(相同的组态,编址及编程)。
以下设备可作为主站连接:
SIMATIC S7-300
(使用带 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP)
SIMATIC S7-400
SIMATIC C7
(使用带 PROFIBUS DP 接口的 C7 或 PROFIBUS DP CP)
SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H,带IM 308
SIMATIC 505
由于性能原因,每条链路上主站的数量限制为2个。
以下设备可作为从站连接:
ET 200 分布式 I/O 设备
S7-300,通过 CP 342-5
(1)保护接地:适用于中性点不接地的三相电源系统中。 (2)保护接零:适用于中性点接地的三相电源系统中(一些民用三相四线中性点接地系统也采用保护接地,但必须是配合带有漏电保护的开关使用)。 (3)在中性点不接地系统中:当人体触及电气设备的导体部分或者外壳时,人体相当于一个与接地电阻并联支路的一个大电阻。若按人体电阻值1000Ω(通常人体电阻值为1000~2000Ω)计算,设备外壳所带电压为220V时,那么无保护接地时流经人体的电流为:Ir=220/Rr=220mA(人体可以承受的*大交流电流/交流摆脱电流为10mA)。
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