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西門子軸卡6SN1118-0DM31-0AA2

存儲器區(qū)域

根據(jù)發(fā)送應(yīng)答器芯片的制造商，ISO 發(fā)送應(yīng)答器配置的存儲器包含不同大小的用戶存儲器。

典型大小為 112 字節(jié)、256 字節(jié)、992 字節(jié) EEPROM 或 2000 字節(jié) FRAM。每個 ISO 發(fā)送應(yīng)答器芯片具有 8 字節(jié)長的序列號（UID，只讀）。通過一個讀命令將 UID 以 8 字節(jié)值的形式傳送到長度為 8 的地址 FFF0。

OTP 區(qū)域

對于 OTP 區(qū)域，始終在存儲區(qū)末尾保留 16 字節(jié)的地址空間。塊的劃分方式取決于芯片（見技術(shù)參數(shù)）。因此需注意，當(dāng)使用 OTP 區(qū)域時，用戶數(shù)據(jù)的相應(yīng)地址對應(yīng)用不可用。

總共提供 4 個塊地址（“映射"地址）：

FF80 FF84 FF88 FF8C

如果向具有有效長度（4、8、12 和 16 字節(jié)，取決于塊地址）的塊地址寫入數(shù)據(jù)，則可防止寫入的數(shù)據(jù)日后被改寫。

數(shù)據(jù)存儲區(qū)，用以存儲工作數(shù)據(jù)。多以字、兩字或多字為單位予以使用，是PLC進(jìn)行模擬量控制，或記錄數(shù)據(jù)所*的。這個存儲區(qū)的大小代表PLC的性能也是越大越好。趨勢也是越來越大。小型機(jī)也如此。如日本OMRON公司的CQM1機(jī)，其DM區(qū)就有6k字。而過去同是小型機(jī)的C60P的DM區(qū)才64個字。大型機(jī)的DM可達(dá)10K以至幾十K。
此外還有其它一些內(nèi)部器件，了解某PLC性能時，也都必須掌握它。
內(nèi)部器件也是PLC指令的操作數(shù)，不弄清楚是無法編程的。
5.5指令系統(tǒng)
PLC有多少條指令，各條指令又具有什么功能，是了解與使用PLC的重要方面。你不懂PLC指令怎么編程，沒有程序，PLC又怎么工作？
PLC的指令越來越多，越來越豐富。功能很強(qiáng)的指令，綜合多種作用的指令日見增多。
PLC的指令繁多，但主要的有這么幾種類型：
基本邏輯指令，用于處理邏輯關(guān)系，以實(shí)現(xiàn)邏輯控制。這類指令不管什么樣的PLC都總是有的。
數(shù)據(jù)處理指令，用于處理數(shù)據(jù)，如譯碼，編碼，傳送、移位等等。
數(shù)據(jù)運(yùn)算指令，用于進(jìn)數(shù)據(jù)的運(yùn)算，如十、一、X、/等，可進(jìn)行整形數(shù)計(jì)算，有的還可浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算；也可進(jìn)行邏輯量運(yùn)算，等等。
流程控制指令，用以控制程序運(yùn)行流程。PLC的用戶程序一般是從零地址的指令開始執(zhí)行，按順序推進(jìn)。但遇到流程控制指令也可作相應(yīng)改變。流程控制指令也較多，運(yùn)用得好，可使程序簡練，并便于調(diào)試與閱讀。
狀態(tài)監(jiān)控指令，用以及記錄PLC及其控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，對提高PLC控制系統(tǒng)的工作可靠性大有幫助。
當(dāng)然，并不是所有的PLC都有上述那么多類的指令，也不是有的PLC僅有上述幾類指令。以上只是指出幾個例子，說明要從哪幾個方面了解PLC指令，從中也可大致看出指令的多少及功能將怎樣影響PLC的性能。
除了指令，為進(jìn)行通訊，PLC還有相應(yīng)的協(xié)議與通訊指令或命令，這些也反映了PLC的性能。
5.6支持軟件
為了便于編制PLC程序，多數(shù)PLC廠家都開發(fā)有關(guān)計(jì)算機(jī)支持軟件。
從本質(zhì)上講，PLC所能識別的只是機(jī)器語言。它之所以能使用一些助記符語言、梯形圖語言、流程圖語言，以至高級語言，全靠為使用這些語言而開發(fā)的種種軟件。
助記符語言是zui基本也是zui簡單的PLC語言。它類似計(jì)算機(jī)的匯編語言，PLC的指令系統(tǒng)就是用這種語言表達(dá)的。這種語言僅使用文字符號，所使用的編程工具簡單，用簡易編程器即可。所以，多數(shù)PLC都配備有這種語言。
梯形圖語言是圖形語言，它用類似于繼電器電路圖的符號表達(dá)PLC實(shí)現(xiàn)控制的邏輯關(guān)系。這種語言與符號語言有對應(yīng)關(guān)系，很容易互相轉(zhuǎn)換，并便于電氣工程師了解與熟悉，故用得很普遍，幾乎所有的PLC都開發(fā)有這種語言。由于它是用圖形表達(dá)，小的編程器不好使用它，得有較大的液晶畫面的編程器，才能使用它。多數(shù)是在計(jì)算機(jī)對PLC編程時，才使用這種語言。

流程圖語言，它也是圖形語言，不過所用的符號不與電氣元件符號相似，而與計(jì)算機(jī)用的流程圖符號相似，便干計(jì)算機(jī)工作人員了解與熟悉。流程圖語言與符號語言也有一一對應(yīng)關(guān)系，只是它對應(yīng)的符號語言與梯形圖的對應(yīng)不一樣。熟悉計(jì)算機(jī)而又未從事過一般電氣工作的人員，樂于用這種語言對PLC編程。日本OMRON公司開發(fā)的F系列機(jī)就是使用這種語言。
西門子S7-300 PLC簡介

2.1 PLC技術(shù)的概念及發(fā)展過程

2.1.1 PLC技術(shù)的概念

PLC即可編程控制器（Programmable logic Controller），是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。

2.1.2 PLC技術(shù)的發(fā)展歷史

*以來，計(jì)算機(jī)控制和傳統(tǒng)PLC控制一直是工業(yè)控制領(lǐng)域的兩種主要控制方法，PLC自1969年問世以來，以其功能強(qiáng)、可靠性高、使用方便、體積小等優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)自動化領(lǐng)域得到迅速推廣，成為工業(yè)自動化領(lǐng)域中競爭力的控制工具。但傳統(tǒng)的PLC體系結(jié)構(gòu)是封閉的，各個PLC廠家的硬件體系互不兼容，編程語言及指令系統(tǒng)各異，用戶選擇了一種PLC產(chǎn)品后，必須選擇與其相應(yīng)的控制規(guī)程，學(xué)習(xí)特定的編程語言，不利于終端用戶功能的擴(kuò)展。近年來，工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，控制結(jié)構(gòu)更趨于分散化和復(fù)雜化，需要更多的用戶接口。同時，企業(yè)整合和開放式體系的發(fā)展要求自動控制系統(tǒng)應(yīng)具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通訊能力，使企業(yè)能及時地了解生產(chǎn)過程中的諸多信息，靈活選擇解決方案，配置硬件和軟件。此外為了擴(kuò)大控制系統(tǒng)的功能，許多新型傳感器被加裝到控制單元上。

我國工業(yè)控制自動化的發(fā)展道路，大多是在引進(jìn)成套設(shè)備的同時進(jìn)行消化吸收，然后進(jìn)行二次開發(fā)和應(yīng)用。目前我國工業(yè)控制自動化技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用都有了很大的發(fā)展，我國工業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)行業(yè)已經(jīng)形成。工業(yè)控制自動化技術(shù)正在向智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化方向發(fā)展。

2.1.3 PLC的發(fā)展趨勢

1、功能向增強(qiáng)化和專業(yè)化的方向發(fā)展，針對不同行業(yè)的應(yīng)用特點(diǎn)，開發(fā)出專業(yè)化

的PLC產(chǎn)品。以此來提高產(chǎn)品的性能和降低產(chǎn)品的成本，提高產(chǎn)品的易用性和專業(yè)化水平。

2、規(guī)模向小型化和大型化的方向發(fā)展，小型化是指提高系統(tǒng)可靠性基礎(chǔ)上，產(chǎn)品的體積越來越小，功能越來越強(qiáng)；大型化是指應(yīng)用在工業(yè)過程控制領(lǐng)域較大的應(yīng)用市場，應(yīng)用的規(guī)模從幾十點(diǎn)擴(kuò)展到上千點(diǎn)，應(yīng)用功能從單一的邏輯運(yùn)算擴(kuò)展幾乎能滿足所有的用戶要求。

3、系統(tǒng)向標(biāo)準(zhǔn)化和開放化方向發(fā)展，以個人計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，在windows平臺上開發(fā)符合全新一體化開放體系結(jié)構(gòu)的PLC。通過提供標(biāo)準(zhǔn)化和開放化的接口，可以很方便地將PLC接入其它系統(tǒng)[2]。

2.2 PLC的功能特點(diǎn)

2.2.1 PLC的功能

隨著自動化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的迅速發(fā)展，PLC的功能日益增多。它不僅能實(shí)現(xiàn)單機(jī)控制，而且能實(shí)現(xiàn)多機(jī)群控制；不僅能實(shí)現(xiàn)邏輯控制，還能實(shí)現(xiàn)過程控制、運(yùn)動控制和數(shù)據(jù)處理等，其主要功能如下：

1、開關(guān)量邏輯控制

這是PLC的zui基本的功能。PLC具有強(qiáng)大的邏輯運(yùn)算能力，它提供了與、或、非等各種邏輯指令，可實(shí)現(xiàn)繼電器觸點(diǎn)的串聯(lián)、并聯(lián)和串并聯(lián)等各種連接的開關(guān)控制，常用于取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)。使用PLC提供的定時、計(jì)數(shù)指令，可實(shí)現(xiàn)定時、計(jì)數(shù)功能，其定時值和計(jì)數(shù)值既可由用戶在編程時設(shè)定，也可用數(shù)字撥碼開關(guān)來設(shè)定，其值可進(jìn)行在線修改，操作十分靈活方便

熱電偶模塊TC： 

EM231 TC支持J、K、E、N、S、T和R型熱電偶，不支持B型熱電偶。通過撥碼設(shè)置，模塊可以實(shí)現(xiàn)冷端補(bǔ)償，但仍然需要補(bǔ)償導(dǎo)線進(jìn)行熱電偶的自由端補(bǔ)償。另外，該模塊具有斷線檢測功能，未用通道應(yīng)當(dāng)短接，或者并聯(lián)到旁邊的實(shí)際接線通道上。?

熱電阻模塊RTD：

熱電阻的阻值能夠隨著溫度的變化而變化，且阻值與溫度具有一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，這種關(guān)系是電阻變化率α。RTD模塊的撥碼開關(guān)設(shè)置與α有關(guān)，如下圖所示，就算同是 Pt100，α值不同時撥碼開關(guān)的設(shè)置也不同。在選擇熱電阻時，請盡量弄清楚α參數(shù)，按 照對應(yīng)的撥碼去設(shè)置。具體請參看《S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊》的附錄A-熱電偶和熱電阻擴(kuò)展模塊介紹。

EM231 RTD模塊具有斷線檢測功能，未用通道不能懸空，接法方式如下：

（1）請將一個電阻按照與已用通道相同的接線方式連接到空的通道，注意：電阻的阻值必須和RTD的標(biāo)稱值相同；

（2）將已經(jīng)接好的那一路熱電阻的所有引線，一一對應(yīng)連接到空的通道上。

因?yàn)闊犭娮璺?線制、3線制、4線制，所以RTD模塊與熱電阻的接線有3種方式，如圖所示。其中，精度高的是4線連接，精度低的是2線連接。

提示：

（1）. 在STEP7 Micor/WIN軟件中（S7-200的編程軟件），對于模擬量輸入通道設(shè)有軟件濾波功能，如圖所示，具體請參見《S7-200 ? LOGO? SITOP 參考》->系統(tǒng)塊-模擬量濾波。

但是，在系統(tǒng)塊中設(shè)置模擬量通道濾波時，RTD和TC模塊占用的模擬量通道，應(yīng)禁止濾波功能。

西門子6SL3040-1MA00-0AA0

（2） EM231 TC和RTD模塊上，均有24V電源指示燈和SF故障指示燈。如圖所示：（a）若24V電源指示燈=OFF，則說明該模塊沒有24V工作電源；（b）若SF紅燈閃爍，原因可能是：模塊內(nèi)部軟件檢測出外接斷線，或者輸入超出范圍。

注：具體請參見：《S7-200 ? LOGO? SITOP 參考》->EM231 RTD/EM231 TC。

AO模擬量輸出模塊

S7-200的擴(kuò)展模塊里，分別有2路、4路的模擬量輸出模塊EM232。根據(jù)接線方式（M-V或M-I）選擇輸出信號類型，電壓：±10V，電流：0~20mA（4~20mA）。

AI/AO模擬量輸入輸出模塊

(A) CPU模塊本體集成的2路AI和1路AO

S7-200只有CPU 224XP和CPU224XPsi，本體集成有模擬量通道。其中，2路AI是：電壓信號±10V，1路AO是：電壓信號0~10V；或者電流信號0~20mA(4~20mA)，輸出信號類型可以通過硬件接線來選擇。

(B) EM235模擬量輸入輸出模塊

EM235模塊有4路AI和1路AO。通過撥碼開關(guān)設(shè)置來選擇4路AI通道的輸入信號程，如下表所示，這個模塊可以測量毫伏級（mV）的信號；1路AO是：電壓信號 ±10V；或電流信號0~20mA（4~20mA），可以根據(jù)硬件接線方式（M-V或M-I）選擇輸出信號類型。

注：模塊上的電位計(jì)是用來調(diào)節(jié)輸入信號和轉(zhuǎn)換數(shù)值的放大關(guān)系，在模塊出廠時已經(jīng)設(shè)置好了，如無需要，請不要隨意更改。

常見問題分析

A．模擬量輸入與數(shù)字量的對應(yīng)關(guān)系：

模擬量信號（0~10V，0~5V或0~20mA）在S7-200 CPU內(nèi)部用0~32000的數(shù)值表示（注：4~20mA對應(yīng)6400~32000），這兩者之間有一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，如圖所示：

B．模擬量模塊的硬件接線介紹

（1）CPU 224 XP集成有2路電壓輸入，接線方法見a：分別為A+和M、B+和M，此時只能輸入±10V 電壓信號。

CPU 224XP還集成有1路模擬量輸出信號。電流輸出如圖b，將負(fù)載接在I和M端子之間；電壓輸出如圖c，將負(fù)載接在V和M端子之間。

（2）模擬量輸入的接線方式

以4AI EM231模塊為例，分別介紹電壓、電流型輸入信號的接線方式，如圖所示。注意：此接線圖是一個示意圖，表述的是不同的接線方式，并不是指該模塊只有A通道可以接入電壓，B通道必須懸空，C和D通道只能接入電流。

當(dāng)您的信號為電壓輸入時可以參考接線方法a，以此類推。

方式a. 電壓輸入方式：信號正接A+；信號負(fù)接A-；

方式b. 未用通道接法（不要懸空）：未用通道需短接，如B+和B-短接；

方式c. 電流輸入方式（四線制）：信號正接C+，同時C+與RC短接；信號負(fù)接C-，同時C-和模塊的M端短接。

方式d. 電流輸入方式（兩線制）：信號線接D+，同時D+與RD短接；電源M端接D-，同時和模塊的M端短接。

注：具體請參見：《S7-200 ? LOGO? SITOP 參考》->模擬量模塊接線。

（3）電流型信號輸入接線方式

電流型信號的接線方式，分為四線制、三線制、二線制接法。這里討論的“幾線制"，是以傳感器或儀表變送器是否需要外供電源來區(qū)別的，而并不是指EM231模塊需要幾根信號線，或該變送器的信號線輸出。

a. 四線制-電流型信號的接法：

四線制信號是指信號設(shè)備本身外接供電電源，同時有信號+、信號-兩根信號線輸出。供電電源可有220VAC或24VDC，接線如圖所示：

b. 三線制-電流型信號的接法：

三線制信號是指信號設(shè)備本身外接供電電源，只有一根信號線輸出，該信號線與電源線共用公共端，通常情況是共負(fù)端的。接線如圖所示：

注：若設(shè)備的24VDC供電電源與EM231模塊的供電電源不是同一個電源，那么，需要將模塊的M端與該通道的負(fù)端引腳短接（如，M和C-短接）。這是為了使模塊與測量通道工作在同一的參考電壓，也就是等電位。下面的二線制接法同理。

c. 二線制-電流型信號的接法：

二線制信號是指信號設(shè)備本身只有兩根外接線，設(shè)備的工作電源由信號線提供，即其中一根線接電源，另一根線是信號輸出。接線如圖所示：

C．224XP本體集成的AI，能否接電流信號0~20mA？

1、概述
優(yōu)化電機(jī)功能可以在項(xiàng)目配置中選擇，配置結(jié)束后通過施加使能命令開始優(yōu)化；也可以在項(xiàng)目配置結(jié)束后，通過專家參數(shù)方式完成。

> 如有必要需對變頻器*行參數(shù)工廠復(fù)位（P0010=30、P0970=1）。

優(yōu)化順序:
1).完成項(xiàng)目配置并依照電機(jī)銘牌正確輸入電機(jī)額定數(shù)據(jù)及編碼器類型
2).執(zhí)行電機(jī)數(shù)據(jù)計(jì)算P340
3).電機(jī)數(shù)據(jù)靜態(tài)辨識P1910
4).依照實(shí)際工藝要求使用STARTER 中的Trace 功能調(diào)整速度環(huán)參數(shù)（調(diào)試方法參照《SINAMICS S120 快速入門》）
5).電機(jī)數(shù)據(jù)及控制數(shù)據(jù)動態(tài)優(yōu)化P1960

電機(jī)優(yōu)化條件：電機(jī)冷態(tài)，抱閘沒有閉合、有效措施確保機(jī)械系統(tǒng)無危險

2、優(yōu)化過程

a.電機(jī)數(shù)據(jù)計(jì)算
P340是基于電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)的計(jì)算（定/轉(zhuǎn)子阻抗感抗等）該過程不必使能變頻器。計(jì)算結(jié)束后P340自動恢復(fù)為0。

b.電機(jī)數(shù)據(jù)靜態(tài)辨識
P1910用于電機(jī)數(shù)據(jù)靜態(tài)辨識，該過程需要使能變頻器。辨識過程中
1. 變頻器有輸出電壓，輸出電流，
2. 電機(jī)可能轉(zhuǎn)動大210?

P1910 = -3 接受識別結(jié)果
P1910 = -2 辨識過程中，若變頻器發(fā)現(xiàn)編碼器反向則報故障F07933，此時應(yīng)檢查電機(jī)或編碼器方向若正確則設(shè)定P1910= -2接受正確方向。若不正確則需修改電機(jī)接線并重新執(zhí)行辨識過程。
P1910 = -1數(shù)據(jù)辨識但不接受
P1910 = 0 禁止數(shù)據(jù)辨識
P1910 = 1 數(shù)據(jù)辨識并接受辨識結(jié)果

P1910=1 將計(jì)算：定子冷態(tài)阻抗P350、轉(zhuǎn)子冷態(tài)阻抗P354、定子漏感P356、轉(zhuǎn)子漏感P358、主電感P360。

電機(jī)數(shù)據(jù)靜態(tài)辨識步驟：
i. 設(shè)P1910=1
ii. 使能 ON/OFF1
辨識結(jié)束后P1910自動恢復(fù)為0

速度環(huán)動態(tài)特性的優(yōu)化:
依照實(shí)際工藝要求使用STARTER 中的Trace 功能優(yōu)化速度P1460/P1470、P1662/P1472（調(diào)試方法參照《SINAMICS S120 快速入門》）

c.電機(jī)數(shù)據(jù)動態(tài)辨識
電機(jī)數(shù)據(jù)動態(tài)辨識由P1959 + P1960配合使用

出廠默認(rèn)值P1959. 1、2、5、6、7、9、10 都已激活
P1960 = -3 接受識別結(jié)果
P1960 = -2 辨識過程中，若變頻器發(fā)現(xiàn)編碼器反向則報故障F07933，此時應(yīng)檢查電機(jī)或編碼器方向若正確則設(shè)定P1910= -2接受正確方向。若不正確則需修改電機(jī)接線并重新執(zhí)行辨識過程。
P1960 = -1數(shù)據(jù)辨識但不接受
P1960 = 0 禁止數(shù)據(jù)辨識
P1960 = 1 數(shù)據(jù)辨識并接受辨識結(jié)果

電機(jī)數(shù)據(jù)動態(tài)辨識，需要使能變頻器。辨識過程將完成：
? 計(jì)算磁化曲線
? 計(jì)算系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量與電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量比例（P342）等

動態(tài)辨識步驟：

1. 電機(jī)空載以精確計(jì)算電機(jī)動態(tài)數(shù)據(jù)（如電機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量等）。

2. 電機(jī)帶載優(yōu)化，帶載后系統(tǒng)總的轉(zhuǎn)動慣量等發(fā)生變化需執(zhí)行p1959=4, P1960=1以完成動態(tài)優(yōu)化。

3. 如果項(xiàng)目配置時選擇了擴(kuò)展的給定通道（Extended Setpoint）斜坡函數(shù)發(fā)生器有效，建議在做空載優(yōu)化時通過設(shè)置P1958=0 取消（P1958僅在電機(jī)數(shù)據(jù)動態(tài)辨識時有效），同時不要使用旋轉(zhuǎn)方向禁止功能P1959.14=1、P1959.15=1。

4. 若電機(jī)帶載后需要測試系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量，則需根據(jù)負(fù)載及機(jī)械設(shè)備的實(shí)際情況設(shè)定斜坡上升下降時間P1958≠0，然后執(zhí)行P1960=1、P1958=4，優(yōu)化過程中只有電流及速度限幅有效