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SIEMENS潯之漫智控技術(shù)（上海）有限公司

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本示例描述了模擬量模塊EM235 3A1/1AQ與CPU-212或CPU-214一起使用的一種探討。本例中模擬量輸入值是給定采樣次數(shù)的采樣平均值，然后試驗(yàn)決定怎樣設(shè)置輸出。EM235配置成士10V。

程序結(jié)構(gòu)

程序和注解

本程序描述了模擬量模塊EM235 (3A1/1A0)的功能，從AIWO中取輸入值，為了增加穩(wěn)定性而求多次采樣值的平均值，再依據(jù)計(jì)算出的平均值在AOWO中輸出模擬電壓。

模擬量模塊經(jīng)過測(cè)試可提供模塊錯(cuò)誤信息。如果第一個(gè)擴(kuò)展模塊小是模擬量模塊，01.0接通。另外模擬量模塊檢查到的錯(cuò)誤是電源出錯(cuò)，則將CPU上01.1接通。模擬量模塊上有EXTF字樣。

本程序中所用除法是簡(jiǎn)單的移位除法(用采樣次數(shù)的2的方次)。因?yàn)橐莆恢换ㄙM(fèi)較短的掃描時(shí)問，該數(shù)能從2變化到32768。

輸入字是12位長(zhǎng)。如果采樣次數(shù)大于16 (2的4次方)，那么和的長(zhǎng)度將大于一個(gè)字(16位)。于是需要用雙字(32位)存貯采樣和。為把輸入值加到采樣和中，你應(yīng)當(dāng)把它轉(zhuǎn)成雙字。

當(dāng)輸入數(shù)為負(fù)值時(shí)，最高有效字增添1;若為正值，最高有效字增添0來校正輸入值。

本程序長(zhǎng)度為118個(gè)字

本例用S7-200 CPU 214 DC/DC/DC進(jìn)行定位控制，并具有位置監(jiān)視和位置校正

概述

本例相對(duì)位置山增量傳感器進(jìn)行位置監(jiān)視。為了求出傳感器信號(hào)，將該信號(hào)作為CPU 214中的最大可處理7kHz信號(hào)的高速計(jì)數(shù)器的輸入，這樣，就可檢測(cè)出位置誤差。例如，當(dāng)起一停頻率超出時(shí)，通過步數(shù)丟失可以檢測(cè)到位置錯(cuò)誤。一旦檢測(cè)出位置誤差，就以較低頻率進(jìn)行位置校正。

硬件要求

程序框圖

程序和注解

一、初始化

在程序的第一個(gè)掃描周期((SM0.1=1)設(shè)置重要的參數(shù)。此外，高速計(jì)數(shù)器HSC2由外部復(fù)位并初始化為A/B計(jì)數(shù)器。HSC2對(duì)檢測(cè)定位的增量軸編碼器信號(hào)計(jì)數(shù)。傳感器的A路和B路信號(hào)分別作為CPU輸入端I1.2和I1.3的輸入。旋轉(zhuǎn)方向的選擇、按鈕鎖定、操作模式的選擇及定位的過程 (請(qǐng)參考此例概述)。由增量傳感器進(jìn)行定位監(jiān)視，在輸出脈沖結(jié)束之后，等待T1時(shí)間，以便使連接電機(jī)和傳感器的軸連接器的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)消失。

二、實(shí)際值和設(shè)定值的比較

T1到時(shí)后，子程序4對(duì)實(shí)際值和設(shè)定值進(jìn)行比較。如果軸的位置在設(shè)定位置的±2步范圍內(nèi)，定位就是正確的。如果實(shí)際位置在此目標(biāo)范圍之外，當(dāng)超過起停頻率時(shí)，那就會(huì)造成電機(jī)失步這種情況的發(fā)生，此時(shí)，一個(gè)相應(yīng)的警告信號(hào)就會(huì)則Q1.1輸出。

三、位置的較正

若定位錯(cuò)誤被檢測(cè)出來，則起動(dòng)第二等待定時(shí)器T2。此后，根據(jù)設(shè)定值和實(shí)際值之間的差值計(jì)算出校正的步數(shù)。當(dāng)校正時(shí)，電動(dòng)機(jī)頻率低于起停頻率，以防新的步數(shù)丟失。

四、校正取消

如果在兩次校正嘗試之后還小能達(dá)到設(shè)定位置，為女全起見，控制將被鎖定(M0.2=1 )。只有按下確認(rèn)按鈕I1.4之后，控制才被打開，然后，進(jìn)行另一個(gè)參考點(diǎn)的檢測(cè)。

五、信號(hào)清單:

 控制器

    系統(tǒng)的關(guān)鍵的設(shè)備部分是PLC。PLC是以單片機(jī)為核心專門用于工業(yè)過程自動(dòng)化控制的電腦器件，具有的可靠性和穩(wěn)定性。本系統(tǒng)選用西門子公司的S7-200系列CPU222PLC作為控制的核心，利用CPU222的2路獨(dú)立的20KHz的高速脈沖輸出來控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)。此高速脈沖信號(hào)不能直接驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，需通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器將功率放大后才能起作用。5路數(shù)字量輸入分別與5個(gè)傳感器相連接，用來判斷步進(jìn)電機(jī)的位置、工件的位置、刀頭的位置。14路數(shù)字量輸出中，有6路用來控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，8路用來控制電磁閥開關(guān)。

    PLC本機(jī)有一個(gè)通訊口，為標(biāo)準(zhǔn)的RS-485借口，在PLC與上位機(jī)進(jìn)行通訊時(shí)需將RS-485接口轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的RS-232接口，可以采用四門子提供的隔離型PLC/PPI電纜進(jìn)行轉(zhuǎn)換。該電纜有撥碼開關(guān)可以進(jìn)行設(shè)置。在上位幾上將控制軟件編寫好后，通過此線下載程序并監(jiān)視程序的運(yùn)行情況。為了降低成本，在程序調(diào)試好以后就可以不*上位機(jī)進(jìn)行操作和控制，而是用簡(jiǎn)單的操作面板即可。本系統(tǒng)選擇是DP210操作面板。

    3.3 系統(tǒng)的外設(shè)

    根據(jù)系統(tǒng)對(duì)刀具加工精度的高要求，選用步進(jìn)電機(jī)來控制加工程序。步進(jìn)電機(jī)可以精確到一個(gè)脈沖，在本系統(tǒng)中一個(gè)脈沖的精度是0.005mm。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器用于驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī),從而控制刀頭的動(dòng)作,完成平頭。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接收到PLC的信號(hào),包括CP步進(jìn)脈沖信號(hào),DIR方向信號(hào),FREE脫機(jī)信號(hào),經(jīng)過其內(nèi)部的功放電路和處理電路后輸出到后面連接的兩相步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)根據(jù)信號(hào)的編號(hào)來產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作。電磁閥直接接受來自PLC的控制信號(hào)產(chǎn)生動(dòng)作。另外,PLC直接接受傳感器的信號(hào),通過內(nèi)部程序的運(yùn)算和邏輯判斷來決定輸出。

    變頻器用來控制主軸三相電機(jī)的轉(zhuǎn)速。本系統(tǒng)中變頻器采用基本參數(shù)運(yùn)行模式,由電位器來設(shè)定運(yùn)行頻率,變頻器的啟動(dòng)和停止由外部端子控制.根據(jù)不同工件的特點(diǎn),通過旋轉(zhuǎn)電位器來改變主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)速,外部端子的信號(hào)由PLC的第12路數(shù)字量輸出控制。

    4、系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

    系統(tǒng)的軟件包括人機(jī)交互界面DP210程序和系統(tǒng)的主控程序。DP210程序完成操作人員同PLC之間的對(duì)話，主要是各個(gè)操作畫面之間的相互轉(zhuǎn)換和每個(gè)操作畫面當(dāng)中各個(gè)按鍵動(dòng)作所對(duì)應(yīng)的PLC程序的控制位。程序畫面要與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的工作流程相適應(yīng)，越是前面的畫面就越是使用率高的畫面。

    PLC程序接收到DP210的操作信號(hào)后，按照工作要求進(jìn)行整個(gè)刀頭工作的控制。主程序的流程圖如圖3所示。PLC主控程序中的核心控制是對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制，啟動(dòng)1#步進(jìn)電機(jī)的程序如圖4，控制電機(jī)方向的程序