根據(jù)自動控制原理，車速斜坡響應(yīng)可以分為過阻尼響應(yīng),、臨界阻尼響應(yīng)和欠阻尼響應(yīng),。理論上說,，臨界阻尼響應(yīng)是理想的控制方式，這種響應(yīng)方式既實現(xiàn)了控制的快速性又實現(xiàn)了控制的穩(wěn)定性,；過阻尼響應(yīng)是為了穩(wěn)定性犧牲快速性,；欠阻尼響應(yīng)則是為了快速性犧牲穩(wěn)定性,。然而,，臨界阻尼由于條件過于苛刻,，在實際控制中是無法實現(xiàn)的。　　 

根據(jù)剩余的兩種響應(yīng)曲線的特性,，筆者認(rèn)為CPU啟動時好使用欠阻尼響應(yīng)曲線，其理由是：CPU啟動狀態(tài)下,，對增塑劑積累時間的要求優(yōu)先于增塑劑含量的穩(wěn)定性；而其他狀態(tài)下使用過阻尼響應(yīng)曲線，此時對含量的穩(wěn)定要求優(yōu)先于積累的快速性。

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因此，利用S7-300啟動時的組織塊OB100在CPU啟動中只執(zhí)行一次的特性,，對增塑劑伺服電機(jī)的控制方式依據(jù)機(jī)組不同的啟動狀態(tài)采取了不同響應(yīng)曲線下的控制方法。具體來說,，在CPU啟動時（此時增塑劑存儲量必定為零）,，通過啟動組織塊OB100中送出高速運(yùn)轉(zhuǎn)命令至增塑劑伺服電機(jī),，使控制曲線成為欠阻尼響應(yīng)狀態(tài)以實現(xiàn)對存儲器中增塑劑的快速積累,。而在非CPU啟動狀態(tài)，控制增塑劑伺服電機(jī)的FC功能塊將送出普通速度命令，使控制曲線成為比較接近臨界阻尼的過阻尼響應(yīng)狀態(tài),。　 

新的設(shè)計*避免了CPU重啟時帶來的增塑劑積累過慢的問題、減少了廢品數(shù)量,，因此這樣的設(shè)計不會影響正常生產(chǎn)狀況時增塑劑含量的穩(wěn)定性,。　　 

(2) 對濾棒剔除支數(shù)的計算策略

在纖維濾棒成型機(jī)的生產(chǎn)中,，為保證濾棒質(zhì)量,，每當(dāng)速度低于一定的設(shè)定值時,，機(jī)組就會剔除此時的濾棒。此時機(jī)組的速度是不斷變化的,，按通常方式無法計算出具體的剔除支數(shù),。這對統(tǒng)計生產(chǎn)效率帶來了相當(dāng)?shù)睦щy?！　?nbsp;

筆者可以得到動態(tài)的車速反饋,，但這條反饋曲線是不斷波動和變化的非線性曲線。對于非線性曲線,，數(shù)學(xué)上只能夠采用面積積分求解的計算方法,。對于此項目就是要求給出一定時間內(nèi)主電機(jī)的圓周行程，即機(jī)組一段時間內(nèi)所生產(chǎn)的濾棒長度,?！?nbsp;

從這一角度出發(fā)，筆者考慮采用了對車速進(jìn)行模擬積分的計算方法,，即從積分的基本定義出發(fā),，求出剔除時間內(nèi)的濾棒生產(chǎn)長度L=Σ(Δv*Δt)，再除以單個濾棒長度得剔除支數(shù)的計算方法,。

按照積分的定義要求,，積分求解是在一定條件下才能夠成立。這個條件就是Δt要足夠的小即Δt→0,。在實際過程中,，近似認(rèn)為Δt=20ms時可以滿足條件。此時，計算得出的濾棒支數(shù)與實際濾棒支數(shù)的誤差在±3支以內(nèi),。在精度上,，以高生產(chǎn)速度3300支/分鐘計（此時濾棒長度為120mm），±3支的精度是*可以滿足精度要求,。所以筆者認(rèn)為只要將Δt控制在20ms時就可以滿足積分求解的條件,。　　 

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應(yīng)用
SIMATIC S7-1200 控制器用于處理機(jī)械設(shè)備制造和工廠建造中的開環(huán)和閉環(huán)控制任務(wù),。
由于具有模塊化的緊湊型設(shè)計,，同時又具有高性能，SIMATIC S7-1200 適用于廣泛的自動化應(yīng)用,。其應(yīng)用范圍從取代繼電器和接觸器,，一直延伸到網(wǎng)絡(luò)中以及分布式結(jié)構(gòu)內(nèi)的復(fù)雜自動化任務(wù)。
S7-1200 在先前出于經(jīng)濟(jì)原因而開發(fā)電子裝置的領(lǐng)域益得到應(yīng)用,。
例如,，應(yīng)用的例子包括：
• 貼片系統(tǒng)
• 傳送帶系統(tǒng)
• 電梯和自動扶梯
• 物料輸送設(shè)備
• 金屬加工機(jī)械
• 包裝機(jī)械
• 印刷機(jī)械
• 紡織機(jī)械
• 混合系統(tǒng)
• 淡水處理廠
• 污水處理廠
• 外置顯示器
• 配電站

200、300,、400的區(qū)別是應(yīng)用的規(guī)模上不同,。在實際工程應(yīng)用中200控制點(diǎn)數(shù)一般不會超過64個；300的系統(tǒng)一般不超過512個,；400則基本上就是大型系統(tǒng)了上千點(diǎn)都平常,。當(dāng)然系統(tǒng)的控制點(diǎn)數(shù)是受限于CPU的尋址能力、存儲器容量和授權(quán)點(diǎn)數(shù)以及設(shè)計思想的,。這些參數(shù)都可以查詢手冊得到,。一般選擇的哪一個系列都要選擇在適中，不要讓你的系統(tǒng)工作在手冊說明的規(guī)模點(diǎn)數(shù)上限值附近,。
200與300,、400差別比較大；主要差別集中在編程工具上,；因為300,、400都可以使用step7編程，200使用的是MicroWin,，界面差別很大,。

200終究是小系統(tǒng)，沒有上位機(jī)的支持,，總線通訊能力只支持從站方式,，受限于自身的尋址能力、運(yùn)算速度,、所以應(yīng)用范圍是小規(guī)模順序控制比較合適,。
300、400系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程管理，通訊能力強(qiáng)支持以太網(wǎng)和多種現(xiàn)場總線,。上位機(jī)集控,、顯示以及可以為更高層的ERP系統(tǒng)提供生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時采集等等。
400的特點(diǎn)是支持冗余,，200,、300系統(tǒng)不支持。

所以,，200可以奠定你的編程邏輯基礎(chǔ),。學(xué)習(xí)300、400可以使你能做大型工程,。
要想做好大型工程,，還需要你對結(jié)構(gòu)化編程思想、上位機(jī)軟件,、現(xiàn)場總線調(diào)試,、工控網(wǎng)絡(luò)、第三方設(shè)備集成都要熟練運(yùn)用,。

簡介西門子S7-300 PLC和70系列變頻器位置控制的應(yīng)用

西門子股份公司是大的機(jī)電類公司之一,，1847年由維爾納·馮·西門子建立。西門子是大的電氣和電子公司之一,，也是中國著名和推崇和尊敬的企業(yè)公民之一。德國 西門子公司生產(chǎn)的可編程序控制器 在我國的應(yīng)用也相當(dāng)廣泛,，在冶金,、化工、印刷生產(chǎn)線等領(lǐng)域都有應(yīng)用,。西門子公司的PLC產(chǎn)品包括LOGO,，S7-200，S7-300,，S7-400,，工業(yè)網(wǎng)絡(luò) ，HMI人機(jī)界面,，工業(yè)軟件等,。 西門子S7系列PLC體積小、速度快,、標(biāo)準(zhǔn)化,，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能更強(qiáng),，可靠性更高,。S7系列PLC產(chǎn)品可分為微型PLC，小規(guī)模性能要求的PLC和中、高性能要求的PLC,。

　　德國西門子S7-300 PLC S7-300是模塊化小型PLC系統(tǒng)能滿足中等性能要求的應(yīng)用,。各種單獨(dú)的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合構(gòu)成不同要求的系統(tǒng)。與S7-200 PLC比較,，S7-300 PLC采用模塊化結(jié)構(gòu),，具備高速的指令運(yùn)算速度；用浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算比較有效地實現(xiàn)了更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算,；一個帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值,；方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7-300操作系統(tǒng)內(nèi)，人機(jī)對話的編程要求大大減少,。SIMATIC人機(jī)界面從S7-300中取得數(shù)據(jù),，S7-300按用戶的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。S7-300操作系統(tǒng)自動地處理數(shù)據(jù)的傳送,；CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常,、記錄錯誤和特殊系統(tǒng)事件多級口令保護(hù)可以使用戶高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密,，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改,；S7-300 PLC設(shè)有操作方式選擇開關(guān)，操作方式選擇開關(guān)像鑰匙一樣可以拔出,，當(dāng)鑰匙拔出時,，就不能改變操作方式，這樣就可防止非法刪除或改寫用戶程序,。具備強(qiáng)大的通信功能,，S7-300 PLC可通過編程軟件Step 7的用戶界面提供通信組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常容易,、簡單,。S7-300 PLC具有多種不同的通信接口，并通過多種通信處理器來連接AS-I總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線 系統(tǒng),；串行通信處理器用來連接點(diǎn)到點(diǎn)的通信系統(tǒng),；多點(diǎn)接口集成在CPU中，用于同時連接編程器,、PC機(jī),、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動化控制系統(tǒng)。

一,。 概述

　　在自動化控制領(lǐng)域中,，相同功能有不同實現(xiàn)方式，針對不同的設(shè)備對精度和響應(yīng)速度的要求,，選用合適的定位控制系統(tǒng)以實現(xiàn)的性價比,。本文介紹的一種應(yīng)用西門子S7-300 PLC的高速計數(shù)模塊ET200S和70系列變頻器通過PROFIBUS總線通訊的功能來實現(xiàn)的定位控制的實際應(yīng)用,。

二。 控制思路

　　橫移車是鋼管生產(chǎn)線中*的輔機(jī)設(shè)備,，它主要完成將前一工序生產(chǎn)的鋼管搬運(yùn)到下一工序,，或有序地暫放在臺架的每個工位上。隨著對生產(chǎn)線自動化程度要求的日益提高,，減輕操作人員的工作量和操作失誤,。要求對橫移車實現(xiàn)全自動準(zhǔn)確定位控制。

　　其控制核心就是利用裝在橫移車車輪上的編碼器采集的位置信號,，通過PLC的高速計數(shù)模塊讀取,，CPU經(jīng)過運(yùn)算處理與設(shè)定位置作比較，控制變頻器的多段速度,，從而實現(xiàn)橫移車的準(zhǔn)確 定位控制,。因為考慮到控制成本和操作方便，采用PROFIBUS總線控制方式,，減少了布線,，控制方便，靈活,。

三,。系統(tǒng)的構(gòu)成和特點(diǎn)

　　1.PLC作為控制的核心，主要用來接收編碼器的反饋信號,，與設(shè)定的位置信號作比較,，通過通訊功能來控制變頻器的輸出頻率減小，提前減速,，到位前低速運(yùn)轉(zhuǎn),，到位時準(zhǔn)確停止。為了實現(xiàn) 定位還設(shè)有零位置傳感器,，到零位時將計數(shù)器的計數(shù)值清零，消除累積誤差,，保證定位的準(zhǔn)確,，使橫移車能平穩(wěn)地放下和舉起鋼管。

　　由于放置主站CPU和變頻器的控制柜與橫移車比較遠(yuǎn),，在橫移車上放置了遠(yuǎn)程I/O模塊和高速計數(shù)器模塊ET200S,，通過 PROFIBUS總線相連，將現(xiàn)場的傳感器,，編碼器信號直接連接在遠(yuǎn)程I/O和計數(shù)模塊上,，減少了現(xiàn)場的走線和故障的發(fā)生，維護(hù)方便,。通訊速率可過 1.5M,，整個系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖如1,。

　　由于使用通訊功能，可以省去用于控制變頻器的幾個輸出點(diǎn),，PLC的輸出點(diǎn)也減少了,。

　　2.高速計數(shù)器模塊ET200S的應(yīng)用

　　控制系統(tǒng)中所選的編碼器分辨率為2048P/R，輪徑φ250,，齒輪比3,，可計算出脈沖精度：250×3.14/2048×3=0.127mm/脈。能*橫移車的準(zhǔn)確定位精度,。

　　 定位過程如下：

　　首先設(shè)定好橫移車運(yùn)行的一個方向為正方向,，當(dāng)橫移車向設(shè)定的位置運(yùn)行時，高速計數(shù)器自動進(jìn)行加/減速計數(shù),，在距離設(shè)定位置300—400mm時,，控制變頻器的輸出頻率，以低速運(yùn)行,，在到達(dá)設(shè)定的位置時,，停止變頻器的輸出，同時實施機(jī)械抱閘,，完成了準(zhǔn)確定位,。

• 室溫控制
• 加熱/冷卻系統(tǒng)控制
• 能源管理
• 消防系統(tǒng)
• 空調(diào)
• 照明控制
• 泵控制
• 安防/門禁系統(tǒng)

設(shè)計
SIMATIC S7-1200 系列包括以下模塊：
• 性能分級的不同型號緊湊型控制器，以及豐富的交/直流控制器,。
• 各種信號板卡（模擬量和數(shù)字量）,，用于在 CPU 上進(jìn)行經(jīng)濟(jì)的模塊化控制器擴(kuò)展，同時節(jié)省安裝空間,。
• 各種數(shù)字量和模擬量信號模塊,。
• 各種通信模塊和處理器。
• 帶 4 個端口的以太網(wǎng)交換機(jī),，用于實現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?br data-filtered="filtered" />• SIWAREX 稱重系統(tǒng)終端模塊
• PS 1207 穩(wěn)壓電源裝置,，電源電壓 115/230 V AC，額定電壓 24 VDC
機(jī)械特性
• 堅固,、緊湊的塑料機(jī)殼
• 連接和控制部件易于接觸,，并由前蓋板提供保護(hù)
• 模擬量或數(shù)字量擴(kuò)展模塊也具有可拆卸的連接端子
設(shè)備特性
• 標(biāo)準(zhǔn)：
SIMATIC S7-1200 符合 VDE、UL,、CSA 和 FM（I 類,，類別 2；危險區(qū)組別 A,、B,、C 和 D，T4A）,。生產(chǎn)質(zhì)量管理體系已按照 ISO 9001 進(jìn)行認(rèn)證