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在控制系統(tǒng)中,，使用PLC的模擬量控制多臺(tái)變頻器，由于變頻器本身產(chǎn)生強(qiáng)干擾信號(hào)的特性和模擬量抗干擾能力不與數(shù)字量抗干擾能力強(qiáng)的特性,；因此為了zui大程度的消除變頻器對模擬量的干擾,，在布線和接地等方面就需要采取更加嚴(yán)密的措施。 

一．關(guān)于布線

1．信號(hào)線與動(dòng)力線必須分開走線 

2．信號(hào)線與動(dòng)力線必須分別放置在不同的金屬管道或者金屬軟管內(nèi)部 

3．模擬量控制信號(hào)線應(yīng)使用雙股絞合屏蔽線,，電線規(guī)格為0.5～2mm2,。在接線時(shí)一定 

要注意，電纜剝線要盡可能的短（5-7mm左右）,，同時(shí)對剝線以后的屏蔽層要用絕緣膠布包起來,，以防止屏蔽線與其它設(shè)備接觸引入干擾。 

4．為了提高接線的簡易性和可靠性,，*信號(hào)線上使用壓線棒端子,。壓接端子選擇如下圖： 

5．如無使用壓線端子，接線時(shí)請注意： 

二．關(guān)于接地

1．變頻器的接地應(yīng)該與PLC控制回路單獨(dú)接地,，在不能夠保證單獨(dú)接地的情況下,，為了減少變頻器對控制器的干擾，控制回路接地可以浮空,，但變頻器一定要保證可靠接地,。在控制系統(tǒng)中建議將模擬量信號(hào)線的屏蔽線兩端都浮空，同時(shí)由于在機(jī)組上PLC與變頻器共用一個(gè)大地,，因此建議在可能的情況下,，將PLC單獨(dú)接地或者將PLC與機(jī)組地絕緣開來。 

2．變頻器的接地 

·400V級(jí)：C種接地（接地電阻10Ω以下）,。 

·接地線切勿與焊機(jī)及動(dòng)力設(shè)備共用,。 

·接地線請按照電氣設(shè)備技術(shù)基準(zhǔn)所規(guī)定的導(dǎo)線線徑規(guī)格。 

如35KW的變頻器接地線線徑*為22mm2,，87KW的接地線線徑*為50mm2,。 

·接地線在可能范圍內(nèi)盡量短,。由于變頻器產(chǎn)生漏電流，與接地點(diǎn)距離太遠(yuǎn)則接地端子的電位不安定,。 

·使用兩臺(tái)以上變頻器的場合,，請勿將接地線形成回路。

3．變頻器與電機(jī)間的接線距離,。 

變頻器與電機(jī)間的接線距離較長的場合,，來自電纜的高次諧波漏電流，會(huì)對變頻器和周邊設(shè)備產(chǎn)生不利影響,。因此為減少變頻器的干擾,，需要對變頻器的載波頻率進(jìn)行調(diào)整。

對于S7-1500模板取消0…10V量程的決定是為了參數(shù)化過程更為簡單,。省略了這個(gè)量程是因?yàn)閺挠脩粲^點(diǎn)來看也沒帶來不利因素,，參考下面的對照。

    S7-300的模擬量輸入模板是有0…10V量程范圍,。

    分辨率取決于設(shè)置的干擾頻率抑制：

    在50Hz和60Hz時(shí)12位

    10Hz時(shí)14位

    S7-1500的模擬量輸入模板具有+/-10V的量程范圍,。

    分辨率為16位而與設(shè)置的干擾頻率抑制無關(guān)。

    分辨率對全部范圍內(nèi)均有效包括過沖范圍和溢出部分,。這些遵從下面的對照：

表 01 
 

    S7-1500模擬量輸入模板使用+/-10V量程范圍比S7-300使用0...10V時(shí)更精確2或者8倍,。

    所以S7-1500模擬量輸入模板不再需要0…10V測量范圍。

 硬件需求

S7-1200 PLC目前有3種類型的CPU：
        1）S7-1211C CPU,。
        2）S7-1212C CPU,。
        3）S7-1214C CPU。
這三種類型的CPU都可以使用MODBUS通信協(xié)議通過通信模塊CM1241 RS485來實(shí)現(xiàn)S7-1200與PAC3200儀表的通信,。

本例中使用的PLC硬件為：
        1）PM1207電源 ( 6EP1 332-1SH71 )
        2） S7-1214C ( 6ES7 214 -1BE30 -0xB0 )
        3) CM1241 RS485 ( 6ES7 241 -1CH30 -0xB0 )
        4) 模擬器 ( 6ES7 274 -1XH30 -0xA0 )

本例中使用的PAC3200儀表硬件為：
        1） PAC3200 （7KM2112-0BA00-3AA0）
        2） MODBUS RTU 模塊 （7KM9300-0AB00-0AA0）
        3） MODBUS 通信電纜 ( 6XV1830-0EH10)

3．軟件需求

1) 編程軟件 Step7 Basic V10.5 ( 6ES7 822-0AA0-0YA0)

4．S7-1200 MODBUS RTU的通信方式
S7-1200作為MODBUS RTU主站的通信方式是由DATA_ADDR 和 MODE 參數(shù)來選擇 Modbus 功能類型的,。
DATA_ADDR（從站中的起始 Modbus 地址）： 要在 Modbus 從站中訪問的數(shù)據(jù)的起始地址。MB_MASTER 使用 MODE 輸入而非功能代碼輸入,。 MODE 和 Modbus 地址范圍一起確定實(shí)際 Modbus 消息中使用的功能代碼,。

可編程控制器（PLC）的工作有兩個(gè)要點(diǎn)：入出信息變換、可靠物理實(shí)現(xiàn),，入出信息變換主要由運(yùn)行存儲(chǔ)于PLC內(nèi)存中的程序?qū)崿F(xiàn),。這程序既有系統(tǒng)的（這程序又稱監(jiān)控程序，或操作系統(tǒng)）,，又有用戶的,。系統(tǒng)程序?yàn)橛脩舫绦蛱峁┚庉嬇c運(yùn)行平臺(tái)，同時(shí),，還進(jìn)行必要的公共處理,，如自檢，I/O刷新,，與外設(shè),、上位計(jì)算機(jī)或其它PLC通訊等處理,。用戶程序由用戶按照控制的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。什么樣的控制,，就有什么樣的用戶程序,。 

      可靠物理實(shí)現(xiàn)主要通過輸入（I， INPUT）及輸出（O,，OUTPUT）電路。每一輸入點(diǎn)或輸出點(diǎn)就有一個(gè)I或O電路,。而且,，總是把若干個(gè)這樣電路集成在一個(gè)模塊（或箱體）中，然后再由若干個(gè)模塊（或箱體）集成為PLC完整的I/O系統(tǒng)（電路）,。盡管這些模塊相當(dāng)多,，占了PLC體積的大部分，但由于它們都是由高度集成化的,，所以,，PLC的體積還是不太大的。

輸入電路時(shí)刻監(jiān)視著輸入點(diǎn)的（通,、ON或斷,、OFF）狀態(tài)，并將此狀態(tài)暫存于它的輸入暫存器（還可能有別的稱謂）中,。每一輸入點(diǎn)都有一個(gè)與其對應(yīng)的輸入暫存器,。

      輸出電路有輸出鎖存器（還可能有別的稱謂）。它也有兩個(gè)狀態(tài),，高,、低電位狀態(tài)，并可鎖存,。同時(shí),，它還有相應(yīng)的物理電路，可把這個(gè)高,、低電位的狀態(tài)傳送給輸出點(diǎn),。每一輸出點(diǎn)都有一個(gè)與其對應(yīng)的輸出鎖存器。

      這里的輸入暫存器及輸出鎖存器實(shí)際是PLC的I/O電路的寄存器,。它們與PLC內(nèi)存交換信息通過PLC I/O總線及運(yùn)行PLC的系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn),。

      把輸入暫存器的信息讀到PLC的內(nèi)存中，稱輸入刷新,。PLC內(nèi)存有專門開辟的存放輸入信息的映射區(qū),。這個(gè)區(qū)的每一對應(yīng)位（bit）稱為輸入繼電器，或稱軟觸點(diǎn),，或稱為過程映射輸入寄存器（the process-image input register）,。這些位（bit）置成1,，表示觸點(diǎn)通，置成0為觸點(diǎn)斷,。由于它的狀態(tài)是由輸入刷新得到的,，所以，它反映的就是輸入點(diǎn)的狀態(tài),。

      輸出鎖存器與PLC內(nèi)存中的輸出映射區(qū)也是對應(yīng)的,。一個(gè)輸出鎖存器也有一個(gè)內(nèi)存位（bit）與其對應(yīng)，這個(gè)位稱為輸出繼電器,，或稱輸出線圈,，或稱為過程映射輸出寄存器（the process-image output register）。通過PLC I/O總線及運(yùn)行系統(tǒng)程序,，輸出繼電器的狀態(tài)將映射給輸出鎖存器,。這個(gè)映射的完成也稱輸出刷新。

      PLC除了有可接收開關(guān)信號(hào)的輸入電路,，有時(shí),，還有接收模擬信號(hào)的輸入電路（稱模擬量輸入單元或模塊）。只是后者先要進(jìn)行模,、數(shù)轉(zhuǎn)換,，然后，再把轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)存入PLC相應(yīng)的內(nèi)存單元中,。

      如要產(chǎn)生模擬量輸出,，則要配有模擬量輸出電路（稱模擬量輸出模塊或單元）?？克鼘?/span>PLC相應(yīng)的內(nèi)存單元的內(nèi)容進(jìn)行數(shù),、模轉(zhuǎn)換，并產(chǎn)生輸出,。

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集成PROFINET接口

SimaticS7-1200的新CPU固件2.0版本支持與作為Profinet IO控制器的Profinet IO設(shè)備之間的通信,。通過集成的Web服務(wù)器，可以通過CPU調(diào)用信息,，通過標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器處理數(shù)據(jù),，也可以在運(yùn)行時(shí)間從用戶程序中對數(shù)據(jù)進(jìn)行歸檔。

利用已建立的TCP/IP標(biāo)準(zhǔn),，SIMATIC S7-1200集成的PROFINET接口可用于編程或者與HMI設(shè)備和額外的控制器之間的通信,。作為PROFINET IO控制器，SIMATIC S7-1200現(xiàn)在支持與PROFINET IO設(shè)備之間的通信,。
該接口包含一個(gè)具有自動(dòng)交叉功能的抗噪聲的RJ45連接器,，它支持以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，其數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)10/100 Mbit/s。

與第三方設(shè)備之間的通訊

在SIMATIC S7-1200上采用集成PROFINET接口可以實(shí)現(xiàn)與其他制造商生產(chǎn)的設(shè)備之間的無縫集成,。利用所支持的本地開放式以太網(wǎng)協(xié)議TCP/IP和TCP上的ISO,，可以與多個(gè)第三方設(shè)備進(jìn)行連接和通訊。
這種通信能力與集成工程系統(tǒng)SIMATIC STEP 7 Basic支持的標(biāo)準(zhǔn)T-Send/T-Receive說明共同配置,，為您在設(shè)計(jì)您的自動(dòng)化解決方案中提供更高水平的靈活性,。

簡易通訊模塊

在SIMATIC S7-1200的CPU上多可以增加3個(gè)通訊模塊。
RS485和RS232通訊模塊適用于串行,、基于字符的點(diǎn)到點(diǎn)連接,。在SIMATIC STEP 7 Basic工程系統(tǒng)內(nèi)部已經(jīng)包含了USS驅(qū)動(dòng)器協(xié)議以及Modbus RTU主、從協(xié)議的庫函數(shù)

實(shí)用指令庫

在STEP 7-Micro/WIN Programming Tips（Micro/WIN編程中）的Tip38就是關(guān)于如何實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)換的例程,。

為便于用戶使用,，現(xiàn)已將其導(dǎo)出成為“自定義指令庫"，用戶可以添加到自己的Micro/WIN編程中應(yīng)用,。

模擬量比例換算指令庫和例子

注意：此指令庫/程序的作者和擁有者對于該的功能性和兼容性不負(fù)任何責(zé)任。使用該的風(fēng)險(xiǎn)*由用戶自行承擔(dān),。由于它是免費(fèi)的,，所以不提供任何，錯(cuò)誤糾正和支持,，用戶不必為此西門子與服務(wù)部門,。

在這個(gè)指令庫中，子程序Scale_I_to_R可用來進(jìn)行模擬量輸入到S7-200內(nèi)部數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換,；子程序Scale_R_I可用于內(nèi)部數(shù)據(jù)到模擬量輸出的轉(zhuǎn)換,。

編程舉例

圖2. 編程舉例