湖北省西门子PLC 西门子

PLC系统的安装方式分为集中式、远程I/O式以及多台PLC联网的分布式。

西门子PLC中如何解决流量累积问题
现在中很多要求具备流量计的功能，由此引出的几个问题，期望与大家分享。

问题1：自行编写流量累计程序
自行编写流量累计程序的原理，其实就是积分的较原始算法概念，把单位小间隔时间内的瞬时流量乘以单位间隔时间，得到单位小间隔时间内的流量，再把这些小流量累加起来，就的到了累计流量。
在流量累计编程中经常会遇到实数加法问题，实数加法运算的注意事项也应当引起编程人员的重视，请看下例程序（假设其在OB35中被调用，目的为每隔一定时间间隔就累计一次流量）
LMD0//累计流量存储值
LMD4//流量瞬时值
TMD0
以上的程序是否存在问题？

很多人会认为没有问题，但实际情况是此程序在运行一段时间后就将出现错误。此程序在运行之初是正常的，因为累计流量初始值及流量瞬时值都为一个很小的浮点数，两数相加后，结果正确。但是当一段时间后，累计流量的数值逐渐增大，当它与瞬时流量的数值相差很远的时候，两者执行加法操作后，瞬时流量的数值将被忽略掉（如9999990.0与0.2做加法操作）。
其实具备计算机常识的人都应当清楚这一点，这是由于浮点数的存储机制造成的，是所有计算机方面编程都需要考虑的问题。这个问题可以通过使用二次累加或多次累加的方法来解决。所以在编程时应避免数量级相差太多的浮点数之间进行运算。很多人反映加法指令不好用了，很有可能就是数量级相差很多的实数进行了加法运算。
问题2：累计流量误差问题
对于积分算法，取小的矩形对流量进行累计，肯定是矩形划分越细，误差越小，不存在误差是不可能的。
问题3：流量计与PLC构成的系统的误差
流量计有多种多样，下面举些例子:
1、流量计本身没有累计流量功能，但可以把瞬时流量以模拟量的方式（例如4-20mA）输出。
此时累计流量的较大误差可以估算为：
流量计本身误差*流量计D/A误差*模拟量模块A/D误差*PLC流量累计算法误差假设上面所有误差都是1%，则较后的误差约为：4.06% 1.01*1.01*1.01*1.01=1.0406
对于某些流量计，本身的瞬时流量误差可能就是3%，所以这样的系统累计流量的误差可能还要大些。
2、流量计本身没有累计流量功能，但可以把瞬时流量以数字量的方式输出。
有些流量计提供数字量接口，可以连接PLC的数字量输入模板，流量计每流过一定流量后（例如0.1吨），此输入点就导通一次，PLC就把累计流量累加0.1吨即可。
此类系统避免了A/D，D/A转化的误差，以及PLC累计算法误差。但是会出现一定时间内累计流量不变化的情况，实时性不好（每0.1吨累积的时间）。
3、流量计本身有累计流量功能，同时可以把瞬时流量以模拟量的方式（例如4-20mA）输出，但无法将累计流量数值送出。
流量计本身累积流量的数值，较后很有可能与PLC的累计流量数值相差很大，原因可能是多方面造成的，除去系统累计流量误差的因素，如果PLC系统检修时，流量计还计量，则PLC无法累积这部分流量。
4、流量计本身有累计流量功能，同时可以通过通信的方式，把瞬时流量及累计流量数值送给PLC。这种情况较理想，但系统的成本也较高。
较常用的西门子PLC硬件详解


我们先来看看西门子：S7-1200在西门子PLC产品线中的定位。S7-1200处于中端定位，使用大多数应用环境，也拥有不错的性价比，这也是应用广泛的重要原因。
1、S7-1200的硬件构成

a、CPU模块介绍

b、CPU模块技术参数

c、CPU的共性：

集成的24V传感器/负载电源可供传感器和编码器使用，也可以用做输入回路的电源。
集成的2点模拟量输入(0~10V)，输入电阻100kW，10位分辨率。
2点脉冲列输出(PTO)或脉宽调制(PWM)输出，较高频率为100kHz。
有16个参数自整定的PID控制器。
4个时间延迟与循环中断，分辨率为1ms。
可以扩展3块通信模块和一块信号板，CPU可以用信号板扩展一路模拟量输出或高速数字量输入/输出。
d、CPU的3种版本：
CPU1214C外部接线图

CPU1214CAC/DC/Relay的外部接线图

CPU1214CDC/DC/DC的外部接线图

CPU1214CDC/DC/Relay的外部接线图

e、信号板SB(**board)
通过信号板可以给CPU增加I/O。SB连接在CPU的前端。
具有4个数字量I/O（2xDC输入和2xDC输出）的SB
具有1路模拟量输出的SB
信号板接线图

信号板SB1221接线图

信号板SB1222接线图

信号板SB1223接线图

信号板SB12321x模拟量输出接线图

f、信号模块SM(**module)
可以使用信号模块给CPU增加附加功能。信号模块连接在CPU右侧。
1、数字量I/O

可以选用8点、16点和32点的数字量输入/输出模块，来满足不同的控制需要。
2、模拟量I/O
在工业控制中，某些输入量(温度、压力、流量、转速等)是模拟量，某些执行机构(例如电动调节阀和变频器等)要求PLC输出模拟量信号，而PLC的CPU只能处理数字量。
模拟量I/O模块的任务就是实现A/D和D/A。
模拟量首先被传感器和变送器转换为标准量程的电压或电流，例如4~20mA，1~5V，0~10V，PLC用模拟量输入模块的A/D转换器将它们转换成数字量。带正负号的电流或电压在A/D转换后用二进制补码来表示。
模拟量输出模块的D/A转换器将PLC中的数字量转换为模拟电压或电流，再去控制执行机构。

S7-300 系列 CPU 可以为各种应用提供合适的解决方案，客户只需为特定任务实际需要的性能付款

西门子PLC是怎么控制伺服电机的？
在回答这个问题之前，首先要清楚的用途，相对于普通的电机来说，伺服电机主要用于精确定位，因此大家通常所说的控制伺服，其实就是对伺服电机的。其实，伺服电机还用另外两种工作模式，那就是速度控制和转矩控制，不过应用比较少而已。
速度控制一般都是有变频器实现，用伺服电机做速度控制，一般是用于快速加减速或是速度精准控制的场合，因为相对于变频器，伺服电机可以在几毫米内达到几千转，由于伺服都是闭环的，速度非常稳定。转矩控制主要是控制伺服电机的输出转矩，同样是因为伺服电机的响应快。应用以上两种控制，可以把伺服驱动器当成变频器，一般都是用模拟量控制。
伺服电机较主要的应用还是定位控制，位置控制有两个物理量需要控制，那就是速度和位置，确切的说，就是控制伺服电机以多快的速度到达什么地方，并准确的停下。
伺服驱动器通过接收的脉冲频率和数量来控制伺服电机运行的距离和速度。比如，我们约定伺服电机每10000个脉冲转一圈。如果PLC在一分钟内发送10000个脉冲，那么伺服电机就以1r/min的速度走完一圈，如果在一秒钟内发送10000个脉冲，那么伺服电机就以60r/min的速度走完一圈。
所以，PLC是通过控制发送的脉冲来控制伺服电机的，用物理方式发送脉冲，也就是使用PLC的晶体管输出是较常用的方式，一般是低端PLC采用这种方式。而中高端PLC是通过通讯的方式把脉冲的个数和频率传递给伺服驱动器，比如Profibus-DPCANopen,MECHATROLINK-II,EtherCAT等等。这两种方式只是实现的渠道不一样，实质是一样的，对我们编程来说，也是一样的。这也就是我想跟大家说的，要学习原理，触类旁通，而不是为了学习而学习。
对于程序编写，这个差别很大，日系PLC是采用指令的方式，而欧系PLC是采用功能块的形式。但实质是一样的，比如要控制伺服走一个**定位，我们就需要控制PLC的输出通道，脉冲数，脉冲频率，加减速时间，以及需要知道伺服驱动器什么时候定位完成，是否碰到限位等等。无论哪种PLC，无非就是对这几个物理量的控制和运动参数的读取，只是不同PLC实现方法不一样。

西门子PLC编程及应用
《西门子PLC编程及应用》介绍了西门子S7-200PLC的硬件特性、编程元件、基本指令及功能指令，STEP7-Micro/WIN编程软件的安装、功能以及程序的调试运行，S7-200PLC的通信网络、PID闭环控制、PLC的工程应用等内容；重点阐述了控制程序梯形图的设计方法，使读者较快地掌握一套系统的编程方法。书中还介绍了应用控制系统设计规则、安装和维护，提供了S7-200PLC的工程应用案例，为学生将来从事自动化技术、工作打下良好的基础。书中各章配有习题。

《西门子PLC编程及应用》系统性、实用性强，内容深入浅出、简明易懂，可作为高等院校电类和机电一体化专业的教材，也可供工程技术人员自学使用，对S7-200PLC的用户也有参考作用。
S7-300 模块种类丰富，还可以用在分布式自动化解决方案中。