6ES7321-1EL00-0AA0

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程序设计采用了结构化设计，将所需实现的各主要功能编制成为S7-300中的用户功能块（FC块），在主程序循环模块（组织块OB1）中调用这些已经编制好的子程序。

　　程序设计分成硬件设计和软件设计两方面。在硬件方面针对系统要求进行设计，在软件方面则按需要编制了速度计算模块、报警和故障模块、伺服电机执行模块、增塑剂执行模块、生产统计计算模块等FC块和预设、保持系统及生产数据的数据块DB块。

　　(1) 硬件设计与组态

　　本系统在S7-300的硬件方面采用了1块PS307 5A电源模块，1块CPU-315-2DP，4块24V/0V SM321数字量输入模块，3块24V/0.5A SM322数字量输出模块，1块FM352-2高速计数模块，2块SM331模拟量输入模块，1块SM332模拟量输出模块以及用于DP总线通讯的IM153-1通讯模块1块。

　　S7-300外围设备为5个伺服电机的DP通讯端。

　　对上述硬件按要求进行组态，分别占据Profibus-DP通讯端的2、3~7和9号站，具体硬件组态如图3所示。

　　(2) 软件设计

　　由于编制的用户功能模块很多，限于篇幅，在这里不能一一作出介绍。以下介绍几个比较重要的用户功能模块。

　　① 数据块组（Group of Data-Blocks）

　　数据块组由一系列数据块组成。这些数据块除了一部分是S7-300程序中FB（功能块的一种）所要求的之外，其他的数据块都是用户自定义的。这是因为生产中机组的一些系统和生产数据必须被预设或保存。由于S7-300内部保持型M区的保存数量相对不足，例如：CPU315-2DP中整个可使用的M区的容量仅1024Bytes。同时，程序运行中所大量使用中间参数也需要不可重复的地址空间，所以将大部分的数据（特别是在触摸屏上显示的参数）编制成保持型DB块。

　　② 速度计算模块(FC for Speed)

　　虽然机组的高生产能力为400m/min，但是在许多烟厂并不需要一直运行在高速度下。该项目提供可从触摸屏上选择5档不同的车速系统，本模块就是将无序设定的参数按由大到小的方式降序排列，并在触摸屏上以这种次序显示出来。在程序内部，本模块会进行数据转换并将转换后的数据提供给伺服电机执行模块 ③ 伺服电机执行模块(FC for Servo-Motor)

　　在得到速度计算模块和一些其他模块（如开松辊参数模块等）的数据后，伺服电机执行模块会向对应的伺服控制块发出指令和接收伺服电机状态参数。指令包括伺服控制字、车速命令、快停命令、上升时间和下降时间等，状态参数包括电机当前运行速度等。这些指令和参数通过过程通道和参数通道两种方式控制“一主三从”共计4个伺服电机。

　　④ 增塑剂执行模块(FC for Glyceride-Motor)

　　控制增塑剂的伺服电机是相对独立于其他伺服电机，控制结构类似于主电机。增塑剂执行模块通过内部计算得到增塑剂伺服电机的运行速度。同时，由于存在增塑剂软件补偿的问题，所以高速和低速运行的参数为不同的两组参数，程序按设置发送。这是这个模块区别于伺服电机执行模块的地方。

　　⑤ 生产统计计算模块(FC for Statistics)

　　由于要在生产中向工作人员提供实时的生产状况，所以编制了这个功能块，这样就可以通过多次反复调用FC205来得到各班次的生产状况。这样节约了编程的时间和工作量，也同时减少了程序编写出错的隐患。

　　4 结语

　　该控制系统全面提高了纤维滤棒成型机组的总体性能，控制功能得到完善和提升。将旧的交流变频控制系统升级为由S7-300控制下交流伺服系统，使KDF2型纤维滤棒成型机具有新的竞争力。

　　（1）工作原理如下：按下启动按钮SB2,KM1、KM3、KT通电并自保，电动机接成Y型起动，2s后，KT动作，使KM3断电，KM2通电吸合，电动机接成△型运行。按下停止按扭SB1，电动机停止运行。

　　信号模块是 SIMATIC S7-300 进行过程操作的接口。S7-300 模块范围的多面性允许模块化自定义，以满足*多变的任务。

　　S7-300 支持多面性技术任务，并提供详尽的通讯选项。除了具有集成功能和接口的 CPU，在 S7-300 设计中还有各种针对技术和通讯的特殊模块。

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　　优势

　　安装简便

　　通过前端连接器连接传感器/执行器。可使用以下连接方式进行连接：

　　螺钉型接线端子

　　簧型接线端子

　　快速连接（绝缘穿刺）

　　更换模块后，只需将连接器插入相同类型的新模块中，并保留原来的布线。前端连接器的编码可避免发生错误。

　　快速连接

　　连接 SIMATIC TOP 更加简单、快速（不是紧凑 CPU 的板载 I/O）。可使用预先装配的带有单个电缆芯的前端连接器，和带有前端连接器模块、连接线缆和端子盒的完整插件模块化系统。

　　高组装密度

　　模块中为数众多的通道使 S7-300 实现了节省空间的设计。可使用每个模块中有 8 至 64 个通道（数字量）或 2 至 8 个通道（模拟量）的模块。

7.选定CPU和I/O模块之后，要确定系统的供电，选择电源模块，电源模块选型需要注意S7-1500有两种背板供电方式：

• PM模块： 不提供机架的背板工作电源，由CPU提供

• PM 70 W 120/230 VAC
• PM 190 W 120/230 VAC

• PS模块：连接到机架背板，提供背板工作电压，有诊断功能

• PS 25W 24VDC
• PS 60W 120/230V AC/DC

S7-1500电源选型按模块消耗的功率选，TIA 博途软件提供电源计算：

根据软件提供的模块功率可以选电源模块， 需要提一下是上图的选项：

“Supply voltage L+ connected”选中，意思是CPU的电源端子有输入，CPU(也)提供背板的电源供电。

8.S7-1500安装需要导轨，导轨按长度分，有这么几种规格：

160mm，482mm，530mm，830mm，2000mm。

9.编程使用的工具是TIA博途软件，使用以太网网线直接连接计算机网卡与CPU1500就可以下载程序。

软件：SIMATIC STEP 7 Professional V12

10.后简单介绍一个S7-1500的选型配置。

假设需要选一个S7-1500本地站，包含24VDC DI 40点，24VDC DQ 28点，0～10V电压模拟量输入3个点，4～20mA电流输入3个点，4～20mA电流输出5个点。

这里我们选型为：

西门子PLC S7-400系列可编程控制器 PLC S7-400系列可编程控制器 西门子PLC S7-300系列可编程控制器 S7-300 模块化微型PLC ，中、小规模的性能要求 西门子PLC S7-200系列可编程控制器 S7-200系列PLC适用于各行各业，各种中的检测、监测及控制的自动化 西门子PLC S7-1200系列可编程控制器 SIMATIC S7-1200 CPUSIMATIC S7-1200 的 CPU 有三种不同型号：CPU 1211C、CPU 1212C和 CPU1214C 西门子PLC PLC S7-300常用型号列举 6ES7315-2AG10-0AB0,6ES7313-6CF03-0AB0,6ES7314-1AG13-0AB0,6ES7322-1BL00-0AA0,6ES7321-1BL00-0AA0 6ES7321-1BH02-0AA0 S7-300PLC 6ES7368-3BB01-0AA0 S7-300PLC 6ES7368-3BB01-0AA0产品描述SIMATIC S7-300，连接电缆，IM 360/IM 361之间，1M 6ES7194-4CA00-0AA0链接模块 6ES7194-4CA00-0AA0链接模块产品描述用于数字量和模拟量电子模块 ET 200PRO4 X M12 6FX2007-1AE14电缆 6FX2007-1AE14电缆产品描述SINUMERIK FM-NC / 840 d / 810 d手持单元B-MPI电缆10米、2紧急停机通道、2允许切换,3步骤使用的基于连接

6ES7972-0BB12-0xA0总线连接器 6ES7972-0BB12-0xA0总线连接器产品描述SIMATIC DP， 总线连接器，用于PROFIBUS，高达12 MBIT/S 6ES7953-8LJ20-0AA0存储卡 6ES7953-8LJ20-0AA0存储卡产品描述SIMATICS7，微型存储卡P.S7300/C7/ET20 0， 3.3VNFLASH，512KB 6ES7953-8L-0AA0存储卡 6ES7953-8L-0AA0产品描述介绍SIMATIC S7、微型记忆卡S7 - 300 / C7 /等200年,3.3 V NFLASH,128 kb 西门子S7-200PLC 6ES7901-3CB30-0xA0 西门子S7-200PLC 6ES7901-3CB30-0xA0产品描述PC/PPI电缆 MM，多主站，用于连接 S7-200至PC串口端口，支持端口

西门子S7-400PLC 6ES7407-0KA02-0AA0 6ES7407-0KA02-0AA0产品描述SIMATIC S7-400，电源PS407：10A，宽范围，120/230V UC，5V DC/10A IMATIC S7-4006ES7400-1JA11-0AA0 6ES7400-1JA11-0AA0产品描述SIMATIC S7-400，UR2机架 ALU，集中式和分布式，带9个槽，2个冗余 PS，可插拔 6ES7392-1AM00-0AA0西门子PLC 6ES7392-1AM00-0AA0西门子PLC产品描述前置连接器392带螺钉型接点 SIMATIC S7-3006ES7392-1AJ00-0AA0 6ES7392-1AJ00-0AA0产品描述前置连接器，用于模块，带螺钉型接点，20针 6ES7332-5RD00-0AB0模拟量输出模块 6ES7332-5RD00-0AB0产品描述SIMATIC S7，模拟量输出M 332，可选隔离 6ES7332-5HF00-0AB0 SIMATIC S7-300 6ES7332-5HF00-0AB0 SIMATIC S7-300，模拟量输出M 332，光电隔离，8 AO，U/I;诊断;分辨率11/12位，40针，远程/插件，带 有源背板总线 西门子PLC 6ES7332-5HB01-0AB0 6ES7332-5HB01-0AB0产品描述SIMATIC S7-300，模拟量输出M 332，光电隔离，2 AO，U/I;11/12位 RESOL，20针，远程/插件

SIMATIC S7-300 6ES7331-7PF11-0AB0 SIMATIC S7-300 6ES7331-7PF11-0AB0模拟量输入 331，光隔离，8 AI 热电偶，类型 SIMATIC S7-300 6ES7323-1BH01-0AA0 SIMATIC S7-300 6ES7323-1BH01-0AA0数字量模块 323，光电隔离，8 DI和8 DO， 24V DC，0.5A，总电流 2A，20针 西门子MSIMATIC S7-300 6ES7332-5HD01-0AB0输入模块 6ES7332-5HD01-0AB0 MSIMATIC S7-300，模拟量输出M 332，光电隔离，4 AO，U/I;诊断;分辨率11/12位，20针，远程/插件，带 有源背板总线

西门子S7-300产品说明

S7-300 CPU 的六个性能等级 现有性能范围极宽的分级 CPU 系列，可用于组态控制器。 产品范围包括 7 种的 CPU、 7 种紧凑式 CPU、5 种故障防护型 CPU 以及 3 种工艺 CPU。 现有 CPU 的宽度仅 40mm SIMATICS7-300 是我们全集成自动化设计的一部分，是销量大的控制器。 应用范围 在个实例中，SIMATIC S7-300 用于制造工艺中的创新性解决方案，特别是用于汽车工业，一般机械工程，特别是特殊机械制造和机器的连续生产 (OEM)，以及塑料加工、包装行业、食品和饮料工业和加工工程 作为一种多用的自动化，S7-300 是那些需要灵活的设计以实现集中和本地组态的应用的解决方案。 对于由于条件需要特殊的坚固性的应用，我们可以提供SIPLUS 设备。 S7-300全系列 CPU选型表 西门子采购渠道给您放心品质。

西门子PLC系列介绍：

S7-200 CN PLC 实用于各行各业，各种场所中的检测、监测及掌握的主动化。S7－200 CN 系列的壮大功用使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能完成庞杂掌握功用。因而S7－200CN 系列具备*的性能价钱比。
相关图形：

SIMATIC S7-300 一种通用型PLC，能适合自动化工程中的各种应用场合，尤其是在生产制造工程中的应用。模块化、无排风扇结构、易于实现分布式的配置、以及用户易于掌握等特点，使得S7-300 PLC在以下工业部门中实施各种控制任务时，成为一种既经济又切合实际的解决方案：

相关图形：

在制造自动化和过程自动化中，对一切中、的运用来说，SIMATIC S7－400 都是功用大的PLC。 S7－400 PLC分为规范型和容错型（可配置成故障安全型） 两种。强大的体系功用和便捷的用户界面使得SIMATIC S7－400 成为各种自动化功用的技巧和经济性处理计划

相关图形：

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属性

具有硬件中断和诊断中断功能的 SM 321; DI 16 x DC 24 V 的属性：

• 16 点输入，每组 16 个电气隔离
• 额定输入电压为 24 V DC
• 输入特性符合 IEC 61131，类型 2
• 适用于开关以及 2-/3-/4 线接近开关 (BERO)
• 每个 8 通道组有 2 个短路保护传感器电源
• 支持外部冗余传感器电源
• “传感器电源 (Vs)”状态显示
• 组错误显示(SF)
• 支持等时同步模式
• 支持在 RUN 模式下进行参数分配
• 可编程诊断
• 可编程诊断中断
• 可编程硬件中断
• 可编程输入延时

SM 321; DI 16 x DC 24 V 的接线图与方框图

冗余传感器电源接线图

下图说明了如何利用附加的冗余电压电源，使用 Vs 为传感器供电。

 
图片: SM 321；DI 16 x DC 24 V 传感器冗余电源的接线图

传感器并联电路接线图

对于断线检测，有必要将一个分流电阻连接在传感器触点上。

 
图片: SM 321; DI 16 x DC 24 V传感器并联电路的接线图

SM 321; DI 16 x DC 24 V 的技术规格

在 RUN 模式下组态

如果在 RUN 功能中使用组态，则必须考虑特殊注意事项。

SF LED 亮起：

如果在重新组态之前诊断状态打开，那么即使在诊断不再挂起且模块正常运行的情况下，SF LED（在 CPU、IM 或模块上）仍然会亮起。

解决方案：

• 仅在无诊断处于挂起状态或
• 拔下模块并再次插入时，更改组态。