西門子S120電機驅動模塊6SL3120-1TE28-5AA3

通信

通過PROFIBUS DP和／或 PROFINET 實現(xiàn)*控制器和分布式站之間的安全相關通訊和標準通訊。特殊開發(fā)的PROFIsafe支持在標準數(shù)據(jù)報文中傳送具有安全功能的用戶數(shù)據(jù)。無需其它硬件組件,，例如特殊安全總線,。所需的軟件既可以作為一個操作系統(tǒng)的擴展功能集成在硬件組件中，也可以作為一個軟件塊裝載到 CPU 中,。

操作模式

F-CPU 的安全功能包含在 CPU 的 F 程序中以及故障安全信號模塊中,。信號模塊采用差異分析方法和測試信號注入技術來監(jiān)視輸入和輸出信號。

CPU通過周期性自檢,、命令測試以及基于邏輯和時間的程序執(zhí)行檢測,，檢查控制器運行的正確性。此外,，通過“活躍標志（sign-of-life）"請求,，還可以對 I/O 進行檢測。

當系統(tǒng)診斷出一個故障時,，系統(tǒng)將進入安全狀態(tài),。

CPU 319F-3 PN/DP的運行不需要F運行*。

編程

CPU 319F-3 PN/DP的編程方法與SIMATIC S7系統(tǒng)的編程方法相同．通過諸如 STEP 7 編程工具可創(chuàng)建非安全型用戶程序,。

選件包 SIMATIC S7 Distributed Safety (Classic) 和 SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12)

STEP 7 選件包“SIMATIC S7 Distributed Safety"(Classic) 或 SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12) 用于對與安全型程序段進行編程,。選件包中包括所有用來創(chuàng)建 F 程序的所有功能和塊。

帶有安全功能的 F 程序鏈接在 F-FBD 或 F-LAD 或使用 F 庫中的特殊功能塊,。使用 F FBD 或 F LAD 可簡化工廠的組態(tài)與編程,，也因與特定工廠無關的統(tǒng)一表示形式而簡化了驗收測試。無須使用其它工具,，程序員就可以對安全型應用進行組態(tài)

• 摒棄了傳統(tǒng)的下拉式菜單,，采用了新穎的帶狀式菜單設計，所有菜單選項一覽無余,，形象的圖標顯示,，操作更加方便快捷。
  雙擊菜單即可隱藏,，給編程窗口提供更多的可視空間,。

• 全移動式窗口設計
  軟件界面中的所有窗口均可隨意移動、并提供八種拖拽放置方式,。
  主窗口,、程序編輯窗口、輸出窗口,、變量表,、狀態(tài)圖等窗口均可按照用戶的習慣進行組合，較大限度的提高編程效率,。

• 變量定義與程序注釋
  用戶可根據(jù)工藝需求自定義變量名,，并且直接通過變量名進行調用，*享受編程語言的便利。根據(jù)實現(xiàn)的功能,，特殊功能寄存器調用后自動命名,，更加便捷。
  STEP 7- Micro/WIN SMART 提供了完善的注釋功能,，能為程序塊,、編程網絡、變量添加注釋,，大幅提高程序的可讀性,。當鼠標移動到指令塊時，自動顯示各管腳支持的數(shù)據(jù)類型,。

• 強大的密碼保護
  STEP 7- Micro/WIN SMART 不僅對計算機中的程序源提供密碼保護,，同時對CPU 模塊中的程序也提供密碼保護，滿足用戶對密碼保護的不同需求,，保護用戶的知識產權,。
  STEP 7- Micro/WIN SMART 對程序源實現(xiàn)三重保護：包括為為工程、POU（程序組織單元）,、數(shù)據(jù)頁設置密碼,，只有*的用戶才能查看并修改相應的內容。
  編程軟件對 CPU 模塊里的程序提供4 級不同權限密碼保護,。

• 新穎的設置向導
  STEP 7- Micro/WIN SMART 集成了簡易快捷的向導設置功能,，只需按照向導提示設置每一步的參數(shù)即可完成復雜功能的設定。新的向導功能允許用戶直接對其中某一步的功能進行設置,，修改已設置的向導便無需重新設置每一步,。
  向導設置支持以下功能：
  ? HSC（高速計數(shù)）
  ? 運動控制
  ? PID
  ? PWM（脈寬調制）
  ? 文本顯示

• 狀態(tài)監(jiān)控 
  在STEP 7- Micro/WIN SMART 狀態(tài)圖中，可監(jiān)測PLC 每一路輸入/ 輸出通道的當前值,，同時可對每路通道進行強制輸入操作來檢驗程序邏輯的正確性,。
  狀態(tài)監(jiān)測值既能通過數(shù)值形式，也能通過比較直觀的波形圖來顯示,，二者可相互切換,。
  另外，對PID 和運動控制操作,，STEP 7- Micro/WIN SMART 通過專門的操作面板可對設備運行狀態(tài)進行監(jiān)控,。

• 便利的指令庫
  在PLC 編程中，一般將多次反復執(zhí)行的相同任務編寫成一個子程序,，將來可以直接調用,。使用子程序可以更好地組織程序結構，便于調試和閱讀,。
  STEP 7- Micro/WIN SMART 提供便利的指令庫功能，將子程序轉化成指令塊，與普通指令塊一樣,，直接拖拽到編程界面就能完成調用,。指令庫功能提供了密碼保護功能，防止庫文件被隨意查看或修改,。
  另外,，西門子公司提供了大量完成各種功能的指令庫，均可輕松添加到軟件中

標準型晶體管輸出CPU 模塊,，ST40/S T60 提供3 軸100 kHz高速脈沖輸出,，支持PWM（脈寬調制）和PTO 脈沖輸出· 在PWM 方式中，輸出脈沖的周期是固定的,，脈沖的寬度或占空比由程序來調節(jié),，可以調節(jié)電機速度、閥門開度等· 在PTO 方式（運動控制）中,，輸出脈沖可以組態(tài)為多種工作模式,，包括自動尋找原點，可實現(xiàn)對步進電機或伺服電機的控制,，達到調速和定位的目的· CPU 本體上的Q0.0,，Q0.1 和Q0.3 可組態(tài)為PWM 輸出或高速脈沖輸出，均可通過向導設置完成上述功能

PWM 和運動控制向導設置

為了簡化您應用程序中位控功能的使用,，STEP7- Micro/WIN SMART 提供的位控向導可以幫助您在幾分鐘內全部完成PWM,、PTO 的組態(tài)。該向導可以生成位控指令,，您可以用這些指令在您的應用程序中對速度和位置進行動態(tài)控制,。PWM 向導設置根據(jù)用戶選擇的PWM 脈沖個數(shù)，生成相應的PWMx_R UN 子程序框架用于編輯,。運動控制向導zui多提供3 軸脈沖輸出的設置,，脈沖輸出速度從2 0 H z 到1 0 0 k H z 可調。

運動控制功能特點

· 提供可組態(tài)的測量系統(tǒng),，輸入數(shù)據(jù)時既可以使用工程單位（如英寸或厘米）,，也可以使用脈沖數(shù)· 提供可組態(tài)的反沖補償· 支持、相對和手動位控模式· 支持連續(xù)操作· 提供多達32 組運動動包絡,，每組包絡zui多可設置16 種速度· 提供4 種不同的參考點尋找模式,，每種模式都可對起始的尋找方向和zui終的接近方向進行選擇

運動控制的監(jiān)控

為了幫助用戶開發(fā)運動控制方案，S TEP 7- Micro/WIN SMART 提供運動控制面板,。其中的操作,、組態(tài)和包絡組態(tài)的設置使用戶在開發(fā)過程的啟動和測試階段就能輕松監(jiān)控運動控制功能的操作?！?nbsp;使用運動控制面板可以驗證運動控制功能接線是否正確,，可以調整組態(tài)數(shù)據(jù)并測試每個移動包絡· 顯示位控操作的當前速度,、當前位置和當前方向，以及輸入和輸出LED（脈沖LED 除外）的狀態(tài)· 查看修改在CPU 模塊中存儲的位控操作的組態(tài)設置

西門子S120電機驅動模塊6SL3120-1TE28-5AA3

1 路燈照明管理現(xiàn)狀

　　1)照明設施開關燈統(tǒng)一性差,，智能化水平低,，不具備遠程修改開關燈時間，不能根據(jù)實際情況修改開關燈時間,，能源浪費大,，增加了財政負擔;

　　2)路燈設備分散，管理人員少,，管理困難,，不能實時、準確,、全面地監(jiān)控設備運行狀況,，缺乏靈活的控制手段;

　　3)人工巡檢工作量大，效率低,，成本高,，浪費人力、物力,、財力,，缺乏有效的故障預警機制。

　　2 ZigBee簡介

　　ZigBee是一種新興的短距離,、低復雜度,、低耗功、低傳輸速率,、低成本的雙向無線組網通訊技術,。它是一種介于RFID(Radio Frequency Identification，無線射頻識別)和藍牙之間的技術,。

　　3 GPRS簡介

　　GPRS通用分組無線業(yè)務是一種新的承載業(yè)務,，提供了一種高效、低成本的無線分組數(shù)據(jù)業(yè)務,，特別適用于間斷的,、突發(fā)性的和頻繁的數(shù)據(jù)傳輸。GRPS永遠在線,，接入速度快,，用戶可隨時與無線網絡保持連接，可使遠程數(shù)據(jù)采集的效率大幅提高,。

　　4 PLC簡介

　　PLC即可編程控制器,，是一種帶有指令存儲器，數(shù)字或模擬輸入/輸出接口,，能夠完成邏輯,，順序,、定時、等功能,，用于控制機器或生產過程的自動控制裝置,。PLC具有通用性強、使用方便,、適應面廣、可靠性高,、抗干擾能力強,、編程簡單等特點。

　　5 系統(tǒng)工作原理

　　運用組態(tài)軟件作為上位機的控制平臺,，通過GPRS與現(xiàn)場控制器PLC通訊,。監(jiān)控中心軟件通過GPRS網絡向各個現(xiàn)場控制器發(fā)送動作指令，使現(xiàn)場控制器完成各種配置和數(shù)據(jù)采集工作,，并對現(xiàn)場控制器發(fā)送上來的數(shù)據(jù)進行分析和處理?，F(xiàn)場控制器通過ZigBee無線通訊設備接收單燈控制器所發(fā)送來的信號，進行分析處理并通過GPRS通訊系統(tǒng)向監(jiān)控中心發(fā)送信息,，以此來實現(xiàn)對路燈的遠程無線控制,，如圖1所示。

　　6 系統(tǒng)組成

　　系統(tǒng)由3部分組成：現(xiàn)場控制器,、單燈控制器,、監(jiān)控中心。

　　6.1 現(xiàn)場控制器

　　由PLC獨立控制模塊,、GPRS通信模塊,、ZigBee無線通信模塊等組成，完成數(shù)據(jù)采集,、控制輸出,、數(shù)據(jù)通信、故障報警等功能?，F(xiàn)場控制器通過GPRS與照明管理監(jiān)控中心服務器相連,，通過ZigBee無線通信模塊與單燈控制器相連，以此實現(xiàn)實時通信,，如圖2所示,。

　　圖2 現(xiàn)場控制器的組成

　　6.2 單燈控制器

　　每盞路燈都裝有單燈控制器，由ZigBee無線通信模塊,、完成電量采集和模塊遙信功能的單片機模塊組成,。ZigBee無線模塊具有網狀拓撲結構，這樣 ZigBee子網就有內置冗余保證,，如果網絡中有節(jié)點脫離網絡,，無法工作,，節(jié)點數(shù)據(jù)將自動路由到一個替換節(jié)點保證系統(tǒng)的可靠、穩(wěn)定,。單燈控制器是路燈監(jiān)控 系統(tǒng)中控制功能的執(zhí)行部分,，控制路燈的狀態(tài)并監(jiān)測路燈運行的電流、電壓,、功率因素等,，將這些參數(shù)通過無線方式傳送到現(xiàn)場控制器，同時接收來自現(xiàn)場控制器的所有控制指令,，從而實現(xiàn)遠程控制功能,，如圖3所示。

　　圖3 單燈控制器的組成

　　6.3 監(jiān)控中心

　　監(jiān)控中心由監(jiān)控中心軟件,、GPRS通信模塊組成,，對整個照明系統(tǒng)進行集中控制。監(jiān)控中心軟件可實現(xiàn)遠程監(jiān)控,、采集數(shù)據(jù),、建立數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)分析等功能,，通 GPRS通信模塊實時掃描各路燈電量數(shù)據(jù)和輸出狀態(tài),，也可將監(jiān)控中心軟件發(fā)送的各種有效指令發(fā)送給現(xiàn)場控制器。遇到報警信息,，通過GSM短信方式送至巡檢人員手機,。

　　7 監(jiān)控中心軟件介紹

　　組態(tài)軟件是用于數(shù)據(jù)采集和過程控制的專用軟件，本系統(tǒng)采用組態(tài)王作為開發(fā)工具,，它具有適應性強,、開放性好、易于擴展,、經濟,、開發(fā)周期短等優(yōu)點，能充分利用圖形編輯功能,，為用戶提供了友好的可視化界面,。

　　監(jiān)控中心軟件是整個路燈監(jiān)控系統(tǒng)的控制中心，它負責跟控制現(xiàn)場中的監(jiān)控終端進行遠程通信,，對獲取的數(shù)據(jù)進行處理,，主要功能如下：

　　1)查詢功能現(xiàn)場控制器將單燈的電壓、電流,、功率,、設備運行狀態(tài)等參數(shù)通過無線信道發(fā)送回監(jiān)控中心，監(jiān)控中心主機對這些數(shù)據(jù)進行分析,、處理后,，以直觀的報表或圖表形式提供管理人員,，為決策提供準確的依據(jù)。

　　2)控制功能手控與自控相結合,，提供靈活,、可靠的開關控制功能，通過“設置參數(shù)"里的開關燈方案及開關燈時間,，下發(fā)給現(xiàn)場控制器,，讓現(xiàn)場控制器按的方案運行。

　　3)設置參數(shù)監(jiān)控中心可自動或手動執(zhí)行全控開關燈,，也可控制任一單燈執(zhí)行開關燈,，可隨意設置半夜燈或全夜燈模式，并對設置的參數(shù)和要求進行保存,。

　　4)報警功能當現(xiàn)場控制器主動報警或檢測單燈控制器時發(fā)現(xiàn)有故障，監(jiān)控中心軟件發(fā)出聲光報警信號提醒工作人員,，并在畫面上顯示故障報警位置狀況和類型,，保存報警記錄的同時以短信息的方式通知現(xiàn)場巡檢人員。

　　5)數(shù)據(jù)統(tǒng)計與報表統(tǒng)計備采集參數(shù)的數(shù)據(jù)信息,，形成報表,，便于分析研究，可打印報表,。

　　8 結束語

　　本系統(tǒng)從路燈控制的具體要求出發(fā),，建立了友好的可視化界面，集無線通訊技術,、自動化控制技術,、監(jiān)控系統(tǒng)組網于一體，有效的解決了路燈控制的靈活性,、實時性,、可靠性、經濟性等問題,，抗干擾力強,，通信穩(wěn)定，上位機給監(jiān)控終端發(fā)出的命令能準確到位,。不僅大大節(jié)約了鋪設通信電纜的費用,，更達到了節(jié)約能源的目的。