西門子S120電機(jī)驅(qū)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(guān)通訊和標(biāo)準(zhǔn)通訊。特殊開發(fā)的PROFIsafe支持在標(biāo)準(zhǔn)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(kuò)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(shù)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(yùn)行的正確性,。此外,，通過“活躍標(biāo)志（sign-of-life）"請求，還可以對 I/O 進(jìn)行檢測,。

當(dāng)系統(tǒng)診斷出一個故障時,，系統(tǒng)將進(jìn)入安全狀態(tài)。

CPU 319F-3 PN/DP的運(yùn)行不需要F運(yùn)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(jìn)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(guān)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(yīng)用進(jìn)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(shè)計,，所有菜單選項一覽無余,，形象的圖標(biāo)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(shè)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(xí)慣進(jìn)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(jìn)行調(diào)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(diào)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(wǎng)絡(luò),、變量添加注釋，大幅提高程序的可讀性,。當(dāng)鼠標(biāo)移動到指令塊時,，自動顯示各管腳支持的數(shù)據(jù)類型。

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

• 新穎的設(shè)置向?qū)?br data-filtered="filtered" style="box-sizing: border-box; margin: 0px;"/>STEP 7- Micro/WIN SMART 集成了簡易快捷的向?qū)гO(shè)置功能，只需按照向?qū)崾驹O(shè)置每一步的參數(shù)即可完成復(fù)雜功能的設(shè)定,。新的向?qū)Чδ茉试S用戶直接對其中某一步的功能進(jìn)行設(shè)置,，修改已設(shè)置的向?qū)П銦o需重新設(shè)置每一步。
  向?qū)гO(shè)置支持以下功能：
  ? HSC（高速計數(shù)）
  ? 運(yùn)動控制
  ? PID
  ? PWM（脈寬調(diào)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(dāng)前值,，同時可對每路通道進(jìn)行強(qiáng)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(yùn)動控制操作,，STEP 7- Micro/WIN SMART 通過專門的操作面板可對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。

• 便利的指令庫
  在PLC 編程中,，一般將多次反復(fù)執(zhí)行的相同任務(wù)編寫成一個子程序,，將來可以直接調(diào)用。使用子程序可以更好地組織程序結(jié)構(gòu),，便于調(diào)試和閱讀,。
  STEP 7- Micro/WIN SMART 提供便利的指令庫功能，將子程序轉(zhuǎn)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(diào)用。指令庫功能提供了密碼保護(hù)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(biāo)準(zhǔn)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(diào)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(diào)節(jié)，可以調(diào)節(jié)電機(jī)速度,、閥門開度等· 在PTO 方式（運(yùn)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(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的控制,，達(dá)到調(diào)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?qū)гO(shè)置完成上述功能

PWM 和運(yùn)動控制向?qū)гO(shè)置

為了簡化您應(yīng)用程序中位控功能的使用,，STEP7- Micro/WIN SMART 提供的位控向?qū)Э梢詭椭趲追昼妰?nèi)全部完成PWM,、PTO 的組態(tài)。該向?qū)Э梢陨晌豢刂噶?，您可以用這些指令在您的應(yīng)用程序中對速度和位置進(jìn)行動態(tài)控制,。PWM 向?qū)гO(shè)置根據(jù)用戶選擇的PWM 脈沖個數(shù)，生成相應(yīng)的PWMx_R UN 子程序框架用于編輯,。運(yùn)動控制向?qū)ui多提供3 軸脈沖輸出的設(shè)置,，脈沖輸出速度從2 0 H z 到1 0 0 k H z 可調(diào)。

運(yùn)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(bǔ)償· 支持,、相對和手動位控模式· 支持連續(xù)操作· 提供多達(dá)32 組運(yùn)動動包絡(luò),，每組包絡(luò)zui多可設(shè)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(jìn)行選擇

運(yùn)動控制的監(jiān)控

為了幫助用戶開發(fā)運(yùn)動控制方案,，S TEP 7- Micro/WIN SMART 提供運(yùn)動控制面板,。其中的操作、組態(tài)和包絡(luò)組態(tài)的設(shè)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(yùn)動控制功能的操作,?！?nbsp;使用運(yùn)動控制面板可以驗證運(yùn)動控制功能接線是否正確，可以調(diào)整組態(tài)數(shù)據(jù)并測試每個移動包絡(luò)· 顯示位控操作的當(dāng)前速度,、當(dāng)前位置和當(dāng)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(shè)置

西門子S120電機(jī)驅(qū)動模塊6SL3120-1TE28-5AA3

1 路燈照明管理現(xiàn)狀

　　1)照明設(shè)施開關(guān)燈統(tǒng)一性差，智能化水平低,，不具備遠(yuǎn)程修改開關(guān)燈時間,，不能根據(jù)實際情況修改開關(guān)燈時間，能源浪費(fèi)大,，增加了財政負(fù)擔(dān);

　　2)路燈設(shè)備分散,，管理人員少，管理困難,，不能實時,、準(zhǔn)確、全面地監(jiān)控設(shè)備運(yùn)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(fèi)人力,、物力,、財力，缺乏有效的故障預(yù)警機(jī)制,。

　　2 ZigBee簡介

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

　　3 GPRS簡介

　　GPRS通用分組無線業(yè)務(wù)是一種新的承載業(yè)務(wù)，提供了一種高效,、低成本的無線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),，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(yuǎn)在線,，接入速度快，用戶可隨時與無線網(wǎng)絡(luò)保持連接,，可使遠(yuǎn)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(jī)器或生產(chǎn)過程的自動控制裝置,。PLC具有通用性強(qiáng),、使用方便、適應(yīng)面廣,、可靠性高,、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單等特點,。

　　5 系統(tǒng)工作原理

　　運(yùn)用組態(tài)軟件作為上位機(jī)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(wǎng)絡(luò)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(jìn)行分析和處理。現(xiàn)場控制器通過ZigBee無線通訊設(shè)備接收單燈控制器所發(fā)送來的信號,，進(jìn)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(yuǎn)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(dú)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(wù)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(jī)模塊組成,。ZigBee無線模塊具有網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),，這樣 ZigBee子網(wǎng)就有內(nèi)置冗余保證,，如果網(wǎng)絡(luò)中有節(jié)點脫離網(wǎng)絡(luò)，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(yùn)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(yuǎn)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(jìn)行集中控制,。監(jiān)控中心軟件可實現(xiàn)遠(yuǎn)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(jī)。

　　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(yīng)性強(qiáng)、開放性好,、易于擴(kuò)展,、經(jīng)濟(jì)、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(fù)責(zé)跟控制現(xiàn)場中的監(jiān)控終端進(jìn)行遠(yuǎn)程通信,，對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)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(shè)備運(yùn)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(jī)對這些數(shù)據(jù)進(jìn)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(zhǔn)確的依據(jù),。

　　2)控制功能手控與自控相結(jié)合，提供靈活,、可靠的開關(guān)控制功能,，通過“設(shè)置參數(shù)"里的開關(guān)燈方案及開關(guān)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(yùn)行,。

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

　　4)報警功能當(dāng)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(jié)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(shù),、自動化控制技術(shù),、監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)于一體，有效的解決了路燈控制的靈活性,、實時性,、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等問題,，抗干擾力強(qiáng),，通信穩(wěn)定，上位機(jī)給監(jiān)控終端發(fā)出的命令能準(zhǔn)確到位,。不僅大大節(jié)約了鋪設(shè)通信電纜的費(fèi)用,，更達(dá)到了節(jié)約能源的目的。