上海署晓自动化科技有限公司
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西门子模块6ES7515-5FN03-0AB0详细说明
软件构成:
1、把凸轮旋转一周360度分成24等份，平均每等份15度。运行时，利用CPU226CN的配方功能，把凸轮的运行速度和圈数用编码器脉冲数的形式存入配方中，输入对应的系数，选择主轴齿轮箱的速比。
2、把从轴（走和进）对应于主轴相对位置的旋转量用编码器脉冲数的形式也存入配方中，输入对应的系数，齿轮箱速比为50：1。
3、开机后，程序先把主轴、走和进，三个运行配方调入V存储区，乘上他们各自的系数和速比后进行对比，结果分别送入三个驱动器速度给定的脉冲调制PTO区。
4、一次走和进周期结束后，进入第二个循环周期，按三个运行配方中的第2条配方，把对应数值送入V存储区，重复步骤3的内容。在程序*可设定60条配方条目。
5、运行完所有的配方条目，把零件从棒料上切断，同是程序计数，进料驱动器运行，进入下一个零件的加工周期。如无料或数量达到，停机。
系统配置
本系统24台配煤秤分为两个工艺段各为12台，每个工艺段控制单元由1个S7-315-2DPCPU主站(含1个本地扩展主站)及2个ET200M从站、12个CFC-200及6SE70变频器配带CBP2从站所组成，两个工艺段控制单元经光纤工业以太网进行互连，两台带有WinCCV6.0的工控机组成配煤系统操作员站，其中一台兼有工程师站功能。
(1) 硬件配置组成(2套控制柜)
控制系统主要采用西门子SIMATIC系列产品，其硬件主要配置如下:
工控机:ADVANTECH IPC-610、P4/2.8GHz/80Gb/512Mb/CP1613网卡/19'LCD 2套。
电源:SITOP电源 24VDC/10A 2个;PS307 24VDC/5A电源模块6套;UPS 3KVA在线式2套。
PLC:CPU 315-2DP 2套;SM 321 DI模板18块;SM 322 DO模板8块;SM 331AI模板4块;CP343-1 以太网模板2块; CP342-5 DP模板2块;ET200M IM153-1分布式接口模板4块。
(2) 驱动配置组成(8套变频柜)
变频器采用西门子SIMOVERT MASTERDRIVES矢量控制系列产品，其产品配置如下:SIEMENS 6SE70234EC6115kW 24台(控制圆盘驱动);SIEMENS 6SE70210EA61 4kW24台(控制皮带驱动);Profibus-DP通讯板:CBP2 48块;变频操作面板:OP1S 2块;SITOP电源:380VAC/24VDC/10A 8个;驱动装置:SEW-EURODRIVE轴装式电机/减速机一体化装置 48套。
(3)网络及软件配置
OSM光纤交换机:TP22 6GK1105-2AE00 2套;TP62 6GK1105-2AB10 1套。
软件:STEP7 V5.3 1套;WINCC V6.0+SP3 RT 64K 2套;RC 64K1套;SOFTNET-S7 V6.22套。
(4) 称重部件配置
计量称重检测部件主要采用Yamato系列产品。
称重传感器:UB2-100kg 48个。
测速单元:LE-627 24套。回路调节控制单元:CFC-200C 24套。
自动标定驱动单元:ORIENTAL-MOTOR 2RK6GN 24套。
4 网络通讯
4.1 系统组成
根据本系统的网络通讯要求和特点，在设备层与控制层之间我们选用了Profibus-DP通讯方式，其优点是适合实时性要求高、多个从站设备位置分散、*周期性数据交换等场合，每套SIMATICS7-315-2DP CPU所集成的DP口作为分布式I/OET200M(2套)和CFC-200回路调节控制器(12套)的DP1主站，另一路由扩展CP342-5模块作为DP2主站，连接SIMOVERTMASTERDRIVES矢量变频器 SIEMENS6SE70+CBP2(24套从站)，以上两路Profibus-DP网络确保了配煤系统的综合精度、*数据交换、同步响应、**性、故障诊断和维护等方面的总体性能要求。
控制层与信息层采用TCP/IP工业以太网通讯，CP343-1以太网模板使S7-300PLC成为工业以太网的一个节点并通过SiemensOSM(开放存储数据管理平台)光纤交换机建立起PC站对控制层的访问通道，操作站/工程师站配置SiemensCP1613网过*双绞线与OSM连接，3台OSM交换机通过光纤连接构成一个100M环形的主网，工业以太网适用于大规模数据的交换和远距离传输，是目前实现自动化系统与计算机系统间通讯的理想选择。
4.2 OSM开放存储数据管理平台特点
(1) 通讯**，网络出错后可迅速重构(<0.3s);
(2) 通过集成的冗余管理器可以实现*介质冗余;
(3) 通过100Mbps的高速率和负载隔离技术实现网络能的提升;
(4) 冗余环中的通讯速率为百兆，每个环上*多可使用50个OSM;
(5) 使用多模光纤的两个模块间的*大距离是3000m;
(6) 简单的网络配置和扩展诊断;
(7) 24VDC冗余供电。
5 STEP7及WINCC编程组态
配煤控制系统以SIMATIC Step7 V5.3和WinCCV6.0为软件开发平台;STEP7编程软件包主要完成S7-300、ET200M类型配置、物理地址配置、硬件组态配置、网络通信端口配置、OB、FB、FC编程等任务，WinCCV6.0是SIMATIC全集成自动化的重要组成部分，它向用户提供了极大的应用灵活性和系统开方性，在工业自动化领域有着广泛的应用，是当今良好的HMI/SA软件。
5.1 STEP7编程及硬件组态
PLC软件设计中充分利用STEP7的结构化编程方式，根据不同的需要建立起公共的功能块，经参数传递来反复进行调用，整个系统程序层次分明，易于理解和修改。
SIMATIC STEP7 H/WConfig中组态配置内容包括:硬件名称和类型选择、模块安装次序、模块I/O地址、GSD文件安装、DP网络参数(主从站地址、传输速率、操作模式)等
5.2 通信编程
西门子S7-315-2DP CPU作为DPMaster站访问各类从站，其通信编程方法有多种，*常用的是在OB1中调用通讯系统功能块SFC14和SFC15来完成从站上的I/O数据的读写访问，本项目中以上主站通信对应的从站类型包含分布式I/OET200M和调节控制器CFC-200。
CP342-5作为Profibus-DP主站时，*多可链接124个从站，和每个从站*多可以交换244个输入字节(bbbbb)和244个输出字节(Output)，与所有从站总共*多交换2160个输入字节和2160个输出字节，但其DP通信编程与S7-300CPU所集成的DP站有所不同，CP342-5为主站其模块内部的数据寄存器与从站的I/O数据区的通讯过程是自动进行的，但**填写CP342-5模块的硬件起始地址参数，使CPU能寻址到CP342-5位置，这个起始地址就是16进制的CDDR参数，它表示硬件组态的PZD起始地址，可在OB1程序中调用功能块“DP_SEND”FC1和“DP_RECV”FC2，来完成CPU经CP342-5数据寄存器对PKW、PZD的数据交换;本例中CP342-5模块所连接的DP从站为SIEMENS6SE70变频器+CBP2总线适配器，MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2DPV1其PPO(参数过程数据对象)类型共有以下5种本例中根据实际情况选择类型PPO4，此类型没有参数数据PKW，只有6个字的过程数据PZD，过程数据主要包含:起、停命令、电流反馈、速度给定及反馈、运行和报警状态等设定值和状态值;但随着今后的发展趋势，西门子将会取消PPO类型，代之以标准报文或自由组态，这样一来参数数据PKW就可以采用非循环方式来访问(DPV1功能)，非循环访问不需要组态，用SFC58/59以读/写数据包的形式读/写参数，而过程数据PZD还是采用循环方式传送，这样可大大减轻整个DP网的通信负荷。
在通信编程**注意以下几点:DP从站I/O端口映射的I和Q存储区起始地址**从0开始;各个从站I/O端口地址应连续，相互之间不可有空隙;功能块FC1和FC2中的发送及接收的数据字节应全部覆盖各个从站的PZD长度。
本项目中MASTERDRIVES与S7-300 DP通信编程步骤依次为:硬件组态(插入从站)、选择数据格式(PP0类型)、I/Qaddress分配、创建DB数据块、调用功能块FC1(“SEND”)和FC2(“RECV”)。见图5功能块调用WINCC应用
运行于Microsoft bbbbbbs XP下的bbbbbbs控制中心——WinCCV6.0为过程自动化领域中的**者，作为基础自动化系统重要组成部分，它将人机界面(HMI)系统、监控管理系统和数据库技术集成为一体，它采用标准微软SQLServer 2000数据库进行数据归挡存储，并提供了SIMATICMES/ERP的连接通道。利用WinCC可根据配煤炼焦生产工艺要求与控制内容，方便地制作配煤工艺流程界面、配方管理界面、各工艺和控制参数监测界面、网络通信状态界面、各设备顺序控制界面、报警指示和记录界面、趋势图记录界面等功能模块的设计，系统的各种控制参数、工艺参数及生成的数据库均可自动存储，实时查询，自动生成年、月、日报表供打印和预览。并启用WinCC中的VBA脚本语言(bbbbbb)来实现对数据库接口的ADO访问应用功能，从而能满足系统的扩展要求。
采用SIMATIC Step7+WinCCV6.0组合，可大大地降低系统开发的成本，缩短项目实施的周期，它具有应用灵活、规模可伸缩、使用简便、功能强大等特点。在本项目中充分利用WinCC和Step7集成环境下的系统全局数据库技术，在变量的操作、存取、修改和逻辑块直接调用方面都给编程过程带来了极大的方便，这种面向对象的编程技术特性在今后的功能扩充、方案更改、系统优化和维护方面都具有很大的实用性，是分布式SA系统及工厂基础自动化层次的理想选择。
本例中根据系统工艺要求，应用WinCC所开发的监控系统界面，采用树型结构，具有多种画面调用手段，以方便操作者使用，