西门子6SE6440-2UC17-5AA1

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浔之漫 智控技术有限公司  上海诗慕自动化设备有限公司

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SIEMENS定位器的工作原理与传统定位器*不同。

工作方式

采用微处理器对给定值和位置反馈作比较。如果微处理器检测到偏差，它就用一个五步开关程序来控制压电阀，压电阀进而调节进入执行机构气室的气流量。

微处理器根据偏差（给定值W与位置反馈信号X）的大小和方向输出一个电控指令给压电阀。压电阀将控制指令转换为气动位移增量，当控制偏差很大时（高速区），定位器输出一个连续信号；当控制偏差不大（低速区），定位器输出连续脉冲；当控制器偏差在允许误差范围内（自适应或可调死区状态），则没有控制指令输出。

SIEMENS定位器采用适当的安装组件固定到直行程或角行程执行机构上，执行机构的直线或转角位移通过安装的组件检测并到耐磨连接导电塑料电位转换器。

装在直行程执行机构上的组件检测的角度误差被自动地校正。当SIEMENS定位器采用二线制连接时，它*从4至20mA给定信号中获取电源。亦可从PROFIBUS总线信号中获取电源。对于基金会现场总线(FF)同样适用。

带预控压电阀的气动阀组

压电阀可以释放很短的控制脉冲，因而能够达到很高的定位精度。主导元件是一个压电柔韧开关，它同主控气路连在一起。压电阀组具有极长的工作寿命。

现场操作

现场操作由内置LCD和3个输入按键完成。自动、手动和组态可通过按钮切换。

手动模式时，可在整个量程范围驱动阀门动作。

通过SIMATIC PDM软件进行操作和监控

SIMATIC PDM软件允许通过PC或手提电脑方便实现远程操作和监控，定位器也能使用该软件组态，利用过程数据和对比数据可确定整机故障诊断和维护的重要信息。

SIMATIC PDM软件支持HART通讯，也支持PROFIBUSPA通讯协议。

当进行HART通讯时，用双芯电缆，通过HART调制解调器连接到PC机或笔记本的COM口。HART通讯所使用的信号是采用频移键控方式叠加在电流信号上。

自动初始化

使用一个简单的组态菜单可以快速配置SIEMENS定位器，也可以通过自动初始化功能调节SIEMENS定位器。

在初始化时，微处理自动确定执行机构的零头，大行程，作用方向和执行机构的定位速度，用这些来确定小脉冲时间和死区，从而优化控制效果。

低耗气量

SIEMENS定位器的特点就是耗气量极少。传统的定位器耗气量很大。现代压电技术的使用，使SIEMENS定位器只在动作的时候消耗气体，这就意味它在很短时间内就可以收回本身投资。

丰富的诊断功能

SIEMENS定位器具有检测功能，能报告执行机构和调节阀变化的多项丰富的信息，这种信息对调节阀和执行机构的诊断和检测是非常重要的。

可实现测量（一些极值可调整）和监控的功能，包括： 

·行程累积

·行程方向改变次数

·报警技数

·死区自调整

·阀门极限位置（例如：阀座的磨损）

·高/低温度下的运行小时数（按照温度范围）

·压电阀运行次数

·阀门定位时间

·执行机构泄漏

2）电源故障检查

3）运行故障检查

4）输入输出故障检查

5）外围环境的检查

6）故障的处理

3、内部错误的故障诊断

1）故障诊断的基本方法

2）利用CPU诊断缓冲区进行详细故障诊断

3）错误处理组织块

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几种常用的PLC梯形图控制程序

1、启动、保持和停止电路

实现Y10的启动、保持和停止的四种梯形图如图所示。这些梯形图均能实现启动、保持和停止的功能。X0为启动信号，X1为停止信号。图a、c是利用Y10 常开触点实现自锁保持，而图b、d是利用SET、RST指令实现自锁保持。

2、三相异步电动机正反转控制

3、常闭触点输入信号的处理

如果输入信号只能由常开触点提供，梯形图中的触点类型与继电器电路的触点类型*一致。

如果接入PLC的是输入信号的常闭触点，这时在梯形图中所用的X1的触点的类型与PLC外接SB2的常开触点时刚好相反，与继电器电路图中的习惯也是相反的。建议尽可能采用常开触点作为PLC的输入信

4、多继电器线圈控制电路

下图是可以自锁的同时控制4个继电器线圈的电路图。其中X0是起动按钮，X1是停止按钮。

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PLC的应用特点

1 可靠性高，抗干扰能力强

高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路

集成电路是采用半导体制作工艺，在一块较小的单晶硅片上制作上许多晶体管及电阻器、电容器等元器件，并按照多层布线或遂道布线的方法将元器件组合成完整的电子电路。它在电路中用字母"IC"(也有用文字符号"N"等)表示。

      技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了*进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器

接触器是一种应用广泛的开关电器。接触器主要用于频繁接通或分断交、直流主电路和大容量的控制电路，可远距离操作，配合继电器可以实现定时操作，联锁控制及各种定量控制和失压及欠压保护，广泛应用于自动控制电路，其主要控制对象是电动机，也可用于控制其它电力负载，如电热器、照明、电焊机、电容器组等。 [全文]

系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统的可靠性*。

2 配套齐全，功能完善，适用性强

PLC发展到今天，已经形成了各种规模的系列化产品，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。多种多样的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。

3 易学易用，深受工程技术人员欢迎

PLC是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人从事工业控制打开了方便之门。

      4 系统设计的工作量小，维护方便，容易改造

三级报警状态监测

SIEMENS定位器有更多的额外监测功能，状态显示源自故障信号的监测。故障信号按“交通灯”的方式进行分类，用绿色、黄色和红色扳手表示（PDM软件）：

·需要维修（绿色扳手）

·急需维修（黄色扳手）

·临近故障或故障（红色扳手）

这使用户在阀门或执行器在产生重大故障前能够提前检测到，可避免系统停车。通过故障信号的指示，例如执行器隔膜的损坏、动作滞后等，用户可利用适当的维护策略保证系统可靠。

三级报警同样可提早监测和显示故障，例如填料盒的静摩擦力、阀芯/阀座的磨损，及挂料与结垢等。

这些故障信号即可通过接线输出，也可通过HAPT、现场总线接口输出。在这种情况下，带有HAPT、PROFIBUS FF版本SIEMENS定位器可显示关键过程变量的多种故障信号，以及趋势图和柱状图

PLC的CPU处于STOP模式时,自由口通信停止

可以用反映CPU作方式的特殊寄存器位SMO. 7来控制自由口方式的进

RUN模式,可选择自由口通信。通过向SMB30或SMB130 ( SMB30用于设置端口0,而SNBBBO用于设置端

口1)的协议选择位置1,可以将通信端口置为自由口模

校验位、数据位。发送指令XMT启动自由口模式下数据缓冲区中的

符,果有中断程序连接到发送结束事件上,在发送完成后,端口

状态位SM4. 5的变化,接收指令RCV可以初始化接收信息服

冲区内,在接收完成后一个字符

S7 - 200 CPU上的通信口是符合欧洲标准EN50170中的PROF IBUS标准的RS - 485兼容9针D型连

接器。利用RS - 485总线连接这个端口可以方便地

S7-200 CPU的通信口可以设置为自由口模式。选择自由口模式后，用户程序就可以完

S7-200 CPU上的通信口在电气上是标准的RS-485半双工起始位

7或8位字符（数据字节）

一个奇/偶校验位，或者没有校验位

一个停止位

自由口通信速波特率可以设置为1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600或112500。

凡是符合这些格式的串行通信设备，理论上都可以

自由口式可以灵活应用。Micro/WIN的两个指令库（USS和Modbus RTU）就是使用自由口模式编程实现的。

在进自由口通信程序调试时，可以使用PC/PPI电缆（设置到自由口通信模式）连接PC和CPU，在PC上运行串口调试软件

自由口通信要点

应用自由口通信首先要把通信口定义为自由口模式，同时设置相应的通信波特率和上述通信格式。用户程序通过特殊存储

CPU通口工作在自由口模式时，通信口就不支

，此通信口不能再与编程软件Micro/WIN通信。CPU停止时，自由口

通信口的工作模式，是可以在运行过程中

如果调试时需要在自由口模式与PPI模式之间切换，可以使用SM0.7的状态决定通信口的模式；而SM0.7的状态反映的是CPU运行状态开关的位置（在

自由口通信的核心指令是发送（XMT）和接收（RCV）指令。在自由口通信常用的中断有“接收指令结束

与网络读写指令（NetR/NetW）类似，用户程序不能直接控制通信芯片而必须通过操作系统。用户程

XMT和RCV指令的数据缓冲区类似，起始字节为需要发送的或接收的字符个数，随后是数据字节本身

调用XMT和RCV指令时只需要通信口和

XMT和RCV指令与NetW/NetR指令不同的是，它们与网络上通信对象的“地址”无关，而仅对本地的通信端口操作。如果网络上有多个设备，消息中必然包含地址

由于S7-200的通信端口是半双工RS-485芯片，XMT指令和RCV指令不能同时有效。

XMT和RCV指令

XMT发送）指令的使用比较简单。RCV（接