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潯之漫 智控技術(shù)有限公司  上海詩慕自動化設(shè)備有限公司

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SIEMENS定位器的工作原理與傳統(tǒng)定位器*不同,。

工作方式

采用微處理器對給定值和位置反饋?zhàn)鞅容^,。如果微處理器檢測到偏差，它就用一個(gè)五步開關(guān)程序來控制壓電閥,，壓電閥進(jìn)而調(diào)節(jié)進(jìn)入執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣室的氣流量,。

微處理器根據(jù)偏差（給定值W與位置反饋信號X）的大小和方向輸出一個(gè)電控指令給壓電閥。壓電閥將控制指令轉(zhuǎn)換為氣動位移增量,，當(dāng)控制偏差很大時(shí)（高速區(qū)）,，定位器輸出一個(gè)連續(xù)信號；當(dāng)控制偏差不大（低速區(qū)）,，定位器輸出連續(xù)脈沖,；當(dāng)控制器偏差在允許誤差范圍內(nèi)（自適應(yīng)或可調(diào)死區(qū)狀態(tài)），則沒有控制指令輸出,。

SIEMENS定位器采用適當(dāng)?shù)陌惭b組件固定到直行程或角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)上,，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的直線或轉(zhuǎn)角位移通過安裝的組件檢測并到耐磨連接導(dǎo)電塑料電位轉(zhuǎn)換器。

裝在直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的組件檢測的角度誤差被自動地校正,。當(dāng)SIEMENS定位器采用二線制連接時(shí),，它*從4至20mA給定信號中獲取電源,。亦可從PROFIBUS總線信號中獲取電源。對于基金會現(xiàn)場總線(FF)同樣適用,。

帶預(yù)控壓電閥的氣動閥組

壓電閥可以釋放很短的控制脈沖,，因而能夠達(dá)到很高的定位精度。主導(dǎo)元件是一個(gè)壓電柔韌開關(guān),，它同主控氣路連在一起,。壓電閥組具有極長的工作壽命。

現(xiàn)場操作

現(xiàn)場操作由內(nèi)置LCD和3個(gè)輸入按鍵完成,。自動,、手動和組態(tài)可通過按鈕切換。

手動模式時(shí),，可在整個(gè)量程范圍驅(qū)動閥門動作,。

通過SIMATIC PDM軟件進(jìn)行操作和監(jiān)控

SIMATIC PDM軟件允許通過PC或手提電腦方便實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作和監(jiān)控，定位器也能使用該軟件組態(tài),，利用過程數(shù)據(jù)和對比數(shù)據(jù)可確定整機(jī)故障診斷和維護(hù)的重要信息,。

SIMATIC PDM軟件支持HART通訊，也支持PROFIBUSPA通訊協(xié)議,。

當(dāng)進(jìn)行HART通訊時(shí),，用雙芯電纜，通過HART調(diào)制解調(diào)器連接到PC機(jī)或筆記本的COM口,。HART通訊所使用的信號是采用頻移鍵控方式疊加在電流信號上,。

自動初始化

使用一個(gè)簡單的組態(tài)菜單可以快速配置SIEMENS定位器，也可以通過自動初始化功能調(diào)節(jié)SIEMENS定位器,。

在初始化時(shí),，微處理自動確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的零頭，大行程,，作用方向和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的定位速度,，用這些來確定小脈沖時(shí)間和死區(qū)，從而優(yōu)化控制效果,。

低耗氣量

SIEMENS定位器的特點(diǎn)就是耗氣量極少,。傳統(tǒng)的定位器耗氣量很大。現(xiàn)代壓電技術(shù)的使用,，使SIEMENS定位器只在動作的時(shí)候消耗氣體,，這就意味它在很短時(shí)間內(nèi)就可以收回本身投資。

豐富的診斷功能

SIEMENS定位器具有檢測功能,，能報(bào)告執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥變化的多項(xiàng)豐富的信息,，這種信息對調(diào)節(jié)閥和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的診斷和檢測是非常重要的。

可實(shí)現(xiàn)測量（一些極值可調(diào)整）和監(jiān)控的功能,，包括： 

·行程累積

·行程方向改變次數(shù)

·報(bào)警技數(shù)

·死區(qū)自調(diào)整

·閥門極限位置（例如：閥座的磨損）

·高/低溫度下的運(yùn)行小時(shí)數(shù)（按照溫度范圍）

·壓電閥運(yùn)行次數(shù)

·閥門定位時(shí)間

·執(zhí)行機(jī)構(gòu)泄漏

2）電源故障檢查

3）運(yùn)行故障檢查

4）輸入輸出故障檢查

5）外圍環(huán)境的檢查

6）故障的處理

3,、內(nèi)部錯(cuò)誤的故障診斷

1）故障診斷的基本方法

2）利用CPU診斷緩沖區(qū)進(jìn)行詳細(xì)故障診斷

3）錯(cuò)誤處理組織塊

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幾種常用的PLC梯形圖控制程序

1,、啟動、保持和停止電路

實(shí)現(xiàn)Y10的啟動,、保持和停止的四種梯形圖如圖所示,。這些梯形圖均能實(shí)現(xiàn)啟動、保持和停止的功能,。X0為啟動信號,，X1為停止信號。圖a,、c是利用Y10 常開觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)自鎖保持,，而圖b、d是利用SET,、RST指令實(shí)現(xiàn)自鎖保持,。

2、三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制

3,、常閉觸點(diǎn)輸入信號的處理

如果輸入信號只能由常開觸點(diǎn)提供,，梯形圖中的觸點(diǎn)類型與繼電器電路的觸點(diǎn)類型*一致,。

如果接入PLC的是輸入信號的常閉觸點(diǎn),，這時(shí)在梯形圖中所用的X1的觸點(diǎn)的類型與PLC外接SB2的常開觸點(diǎn)時(shí)剛好相反，與繼電器電路圖中的習(xí)慣也是相反的,。建議盡可能采用常開觸點(diǎn)作為PLC的輸入信

4,、多繼電器線圈控制電路

下圖是可以自鎖的同時(shí)控制4個(gè)繼電器線圈的電路圖。其中X0是起動按鈕,，X1是停止按鈕,。

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PLC的應(yīng)用特點(diǎn)

1 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)

高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能,。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路

集成電路是采用半導(dǎo)體制作工藝,，在一塊較小的單晶硅片上制作上許多晶體管及電阻器、電容器等元器件,，并按照多層布線或遂道布線的方法將元器件組合成完整的電子電路,。它在電路中用字母"IC"(也有用文字符號"N"等)表示。

      技術(shù),，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造,，內(nèi)部電路采取了*進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性,。使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng),，和同等規(guī)模的繼電接觸器

接觸器是一種應(yīng)用廣泛的開關(guān)電器。接觸器主要用于頻繁接通或分?jǐn)嘟?、直流主電路和大容量的控制電路,，可遠(yuǎn)距離操作,，配合繼電器可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)操作，聯(lián)鎖控制及各種定量控制和失壓及欠壓保護(hù),，廣泛應(yīng)用于自動控制電路,，其主要控制對象是電動機(jī)，也可用于控制其它電力負(fù)載,，如電熱器,、照明、電焊機(jī),、電容器組等,。 [全文]

系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一,，故障也就大大降低,。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能,，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息,。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序,，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù),。這樣，整個(gè)系統(tǒng)的可靠性*,。

2 配套齊全,，功能完善，適用性強(qiáng)

PLC發(fā)展到今天,，已經(jīng)形成了各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品,，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外,，PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力,，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。多種多樣的功能單元大量涌現(xiàn),，使PLC滲透到了位置控制,、溫度控制等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展,，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易,。

3 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎

PLC是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備,。它接口容易,，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近,，為不熟悉電子電路,、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人從事工業(yè)控制打開了方便之門,。

      4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工作量小，維護(hù)方便,，容易改造

三級報(bào)警狀態(tài)監(jiān)測

SIEMENS定位器有更多的額外監(jiān)測功能,，狀態(tài)顯示源自故障信號的監(jiān)測。故障信號按“交通燈”的方式進(jìn)行分類,，用綠色,、黃色和紅色扳手表示（PDM軟件）：

·需要維修（綠色扳手）

·急需維修（黃色扳手）

·臨近故障或故障（紅色扳手）

這使用戶在閥門或執(zhí)行器在產(chǎn)生重大故障前能夠提前檢測到，可避免系統(tǒng)停車,。通過故障信號的指示,，例如執(zhí)行器隔膜的損壞、動作滯后等,，用戶可利用適當(dāng)?shù)木S護(hù)策略保證系統(tǒng)可靠,。

三級報(bào)警同樣可提早監(jiān)測和顯示故障，例如填料盒的靜摩擦力,、閥芯/閥座的磨損,，及掛料與結(jié)垢等。

這些故障信號即可通過接線輸出,，也可通過HAPT,、現(xiàn)場總線接口輸出。在這種情況下,，帶有HAPT,、PROFIBUS FF版本SIEMENS定位器可顯示關(guān)鍵過程變量的多種故障信號,，以及趨勢圖和柱狀圖

PLC的CPU處于STOP模式時(shí),自由口通信停止

可以用反映CPU作方式的特殊寄存器位SMO. 7來控制自由口方式的進(jìn)

RUN模式,可選擇自由口通信,。通過向SMB30或SMB130 ( SMB30用于設(shè)置端口0,而SNBBBO用于設(shè)置端

口1)的協(xié)議選擇位置1,可以將通信端口置為自由口模

校驗(yàn)位、數(shù)據(jù)位,。發(fā)送指令XMT啟動自由口模式下數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中的

符,果有中斷程序連接到發(fā)送結(jié)束事件上,在發(fā)送完成后,端口

狀態(tài)位SM4. 5的變化,接收指令RCV可以初始化接收信息服

沖區(qū)內(nèi),在接收完成后一個(gè)字符

S7 - 200 CPU上的通信口是符合歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50170中的PROF IBUS標(biāo)準(zhǔn)的RS - 485兼容9針D型連

接器,。利用RS - 485總線連接這個(gè)端口可以方便地

S7-200 CPU的通信口可以設(shè)置為自由口模式。選擇自由口模式后,，用戶程序就可以完

S7-200 CPU上的通信口在電氣上是標(biāo)準(zhǔn)的RS-485半雙工起始位

7或8位字符（數(shù)據(jù)字節(jié)）

一個(gè)奇/偶校驗(yàn)位,，或者沒有校驗(yàn)位

一個(gè)停止位

自由口通信速波特率可以設(shè)置為1200、2400,、4800,、9600、19200,、38400,、57600或112500。

凡是符合這些格式的串行通信設(shè)備,，理論上都可以

自由口式可以靈活應(yīng)用,。Micro/WIN的兩個(gè)指令庫（USS和Modbus RTU）就是使用自由口模式編程實(shí)現(xiàn)的,。

在進(jìn)自由口通信程序調(diào)試時(shí)，可以使用PC/PPI電纜（設(shè)置到自由口通信模式）連接PC和CPU,，在PC上運(yùn)行串口調(diào)試軟件

自由口通信要點(diǎn)

應(yīng)用自由口通信首先要把通信口定義為自由口模式,，同時(shí)設(shè)置相應(yīng)的通信波特率和上述通信格式。用戶程序通過特殊存儲

CPU通口工作在自由口模式時(shí),，通信口就不支

,，此通信口不能再與編程軟件Micro/WIN通信。CPU停止時(shí),，自由口

通信口的工作模式,，是可以在運(yùn)行過程中

如果調(diào)試時(shí)需要在自由口模式與PPI模式之間切換，可以使用SM0.7的狀態(tài)決定通信口的模式,；而SM0.7的狀態(tài)反映的是CPU運(yùn)行狀態(tài)開關(guān)的位置（在

自由口通信的核心指令是發(fā)送（XMT）和接收（RCV）指令,。在自由口通信常用的中斷有“接收指令結(jié)束

與網(wǎng)絡(luò)讀寫指令（NetR/NetW）類似，用戶程序不能直接控制通信芯片而必須通過操作系統(tǒng),。用戶程

XMT和RCV指令的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)類似,，起始字節(jié)為需要發(fā)送的或接收的字符個(gè)數(shù)，隨后是數(shù)據(jù)字節(jié)本身

調(diào)用XMT和RCV指令時(shí)只需要通信口和

XMT和RCV指令與NetW/NetR指令不同的是,，它們與網(wǎng)絡(luò)上通信對象的“地址”無關(guān),，而僅對本地的通信端口操作。如果網(wǎng)絡(luò)上有多個(gè)設(shè)備,，消息中必然包含地址

由于S7-200的通信端口是半雙工RS-485芯片,，XMT指令和RCV指令不能同時(shí)有效。

XMT和RCV指令

XMT發(fā)送）指令的使用比較簡單,。RCV（接