前言
可編程序控制器PLC、觸摸屏、變頻器和伺服控制器是電氣自動(dòng)化工程系統(tǒng)中的主要控制設(shè)備,本書主要以西門子S71200PLC系列為主體,觸摸屏KTP為對象,并對西門子變頻器V20系列和伺服控制器V90的產(chǎn)品特點(diǎn)、電氣設(shè)計(jì)和通信應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的說明,對工程中常用的PROFINET和USS等通信網(wǎng)絡(luò)的通信要點(diǎn)、通信配置、參數(shù)設(shè)置進(jìn)行了詳細(xì)介紹。另外,大量的擴(kuò)展知識(shí)是通過掃描配置的二維碼進(jìn)行視頻講解的。
可編程序控制器PLC部分以S71200PLC為核心,演示了項(xiàng)目創(chuàng)建、硬件組態(tài)、符號(hào)表制作、數(shù)字量和模擬量模塊的接線以及TIAPortalV15的編程環(huán)境和編程方法,在相關(guān)知識(shí)點(diǎn)中對PLC中的數(shù)據(jù)類型和I/O尋址給予了充分的說明和介紹,對編程系統(tǒng)中比較重要的基本指令、位邏輯指令、置位S/復(fù)位R 和邊沿觸發(fā)指令、置位/復(fù)位觸發(fā)器SR 指令、縮放SCALE和復(fù)位置位RS指令、運(yùn)算指令、比較指令、定時(shí)器指令、計(jì)數(shù)器指令等也通過案例的方式進(jìn)行了應(yīng)用說明,還特別給出了邏輯塊和PID塊的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用。
觸摸屏HMI部分,演示了HMI的項(xiàng)目創(chuàng)建、組態(tài)、畫面制作、網(wǎng)絡(luò)通信和通信參數(shù)設(shè)置,利用HMI的顯示屏顯示,通過輸入單元(如觸摸屏、鍵盤、鼠標(biāo)等)寫入工作參數(shù)或輸入操作命令,實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器的信息交互,從而使用戶建立的人機(jī)界面能夠精確地滿足生產(chǎn)的實(shí)際要求。
在伺服控制器的部分通過對V90的介紹,使讀者對其產(chǎn)品特點(diǎn)和功能應(yīng)用能有詳細(xì)的了解,并用了一整節(jié)的內(nèi)容詳細(xì)說明了HMI和S71200PLC通過以太網(wǎng)對伺服控制器V90的速度和位置控制,讓讀者在精通伺服控制器V90的工程應(yīng)用的同時(shí),掌握以太網(wǎng)的元件配置和參數(shù)設(shè)置。
變頻器部分以V20為主,編寫了電氣工程中常用的功能應(yīng)用的電氣設(shè)計(jì)與參數(shù)設(shè)置,包括:變頻器V20的控制方式和工作原理、正反轉(zhuǎn)運(yùn)行、選擇開關(guān)控制運(yùn)行、加減速的速度控制、使用電位計(jì)的調(diào)速運(yùn)行,以及模擬量通道控制運(yùn)行,PLC1200控制V20的電氣設(shè)計(jì)與相關(guān)的變頻器的參數(shù)設(shè)置等。
本書的另一個(gè)重點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)通信和項(xiàng)目調(diào)試,對目前工程中應(yīng)用較多的USS、PROFINET和S7通信,使用案例的方式,結(jié)合PLC集成的通信接口和變頻器的功能,旨在讓讀者了解參數(shù)的設(shè)置要點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)端口電路的配接、項(xiàng)目的仿真與調(diào)試和不同功能在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用,并掌握變頻器的頻率設(shè)定功能、運(yùn)行控制功能、電動(dòng)機(jī)控制方式、PID功能、通信功能和保護(hù)及顯示等功能。這樣能夠盡快熟練地掌握變頻器的使用方法和技巧、PLC的程序編制、觸摸屏的變量連接等,從而避免大部分故障的出現(xiàn),讓各種網(wǎng)絡(luò)的通信控制系統(tǒng)運(yùn)行得更加穩(wěn)定。
讀者在連接硬件時(shí),對PLC及擴(kuò)展模塊的接線圖中的DC24V 電源,和AC220V~AC380V 電源,要以西門子公司的最新版的硬件手冊中對硬件接線的描述為準(zhǔn)。
本書在編寫過程中,王鋒鋒、王庭懷、趙玉香、張振英、于桂芝、王根生、馬威、張?jiān)、葛曉海、袁靜、王繼東、何俊龍、張曉琳、樊占鎖、龍愛梅提供了許多資料,張振英和于桂芝參加了本書文稿的整理和校對工作,在此一并表示感謝。
限于作者的水平和時(shí)間,書中難免有疏漏之處,希望廣大讀者多提寶貴意見。
編者
2019年11月
主編:魏力強(qiáng)。1、科技項(xiàng)目《電纜故障綜合定位技術(shù)研究及系統(tǒng)開發(fā)》獲得國網(wǎng)河北省電力公司一等獎(jiǎng)。 2、牽頭編制完成《雄安新區(qū)電力電纜及通道狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》、《雄安新區(qū)電力電纜及通道檢修規(guī)程》、《雄安新區(qū)電力電纜及通道狀態(tài)評(píng)價(jià)導(dǎo)則》、《雄安新區(qū)電力電纜線路生產(chǎn)規(guī)范》、《雄安新區(qū)電力電纜及通道運(yùn)維規(guī)程》、《雄安新區(qū)電力電纜及附件到貨檢驗(yàn)規(guī)范》等6項(xiàng)雄安新區(qū)電纜規(guī)程,目前已發(fā)布實(shí)施。 3、國網(wǎng)河北省電力有限公司青創(chuàng)賽《蓄電池健康在線診療師—巧治蓄電池組“心臟病”》榮獲銀獎(jiǎng)獎(jiǎng)勵(lì)。 4、牽頭完成石家莊公司110kV民新T接線A相電纜故障、220kV倉許I線電纜外破故障和220kV石兆Ⅳ線電纜外護(hù)層接地電流超標(biāo)嚴(yán)重缺陷分析研究、邯鄲公司220kV邯齊線主絕緣擊穿故障等工作,并負(fù)責(zé)報(bào)送國網(wǎng)公司獲加分獎(jiǎng)勵(lì)。 5、以負(fù)責(zé)人身份籌建完成國網(wǎng)河北電科院電纜故障診斷與壽命評(píng)估實(shí)驗(yàn)室,開展了高壓電纜典型故障和缺陷機(jī)理、檢測技術(shù)及檢測裝置研究與開發(fā)等工作。 6、以第一作者發(fā)表《配電網(wǎng)帶電作業(yè)旁路電纜系統(tǒng)的分析與應(yīng)用》等7篇論文;實(shí)用新型專利《一種新型的局部放電測試儀》(專利號(hào):ZL 201820321388.9)已授權(quán);發(fā)明專利《一種高壓電纜檢測樣品信息采集及監(jiān)測方法》和《配電電纜絕緣檢測試驗(yàn)方法》已受理。
目錄
前言
第一章西門子S71200PLC的硬件結(jié)構(gòu)與功能1
第一節(jié)PLC的工作原理、結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)2
第二節(jié)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法9
第三節(jié)西門子S71200PLC的硬件系統(tǒng)11
第二章西門子編程軟件博途TIAPortal 20
第一節(jié)西門子博途TIAPortal的軟件介紹20
第二節(jié)創(chuàng)建TIAPortalV15的新項(xiàng)目26
第三節(jié)西門子S71200PLC項(xiàng)目的硬件組態(tài)28
第四節(jié)西門子S71200PLC的程序結(jié)構(gòu)與程序元素43
第三章西門子S71200PLC基本指令的編程60
第一節(jié)位邏輯運(yùn)算指令的編程60
第二節(jié)置位S/復(fù)位R和邊沿觸發(fā)指令的編程64
第三節(jié)置位/復(fù)位指令SR的編程71
第四節(jié)縮放SCALE和復(fù)位/置位RS指令的編程75
第五節(jié)運(yùn)算指令的編程83
第六節(jié)比較指令的編程90
第七節(jié)定時(shí)器指令的編程97
第八節(jié)計(jì)數(shù)器指令的編程106
第四章西門子S71200PLC邏輯塊和PID功能塊的編程113
第一節(jié)S71200中塊的深入理解113
第二節(jié)FC在電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)運(yùn)行中的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用120
第三節(jié)功能塊FB在龍門刨床控制系統(tǒng)中的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用124
第四節(jié)PID控制器的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用137
第五章HMI與伺服驅(qū)動(dòng)V90的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用148
第一節(jié)西門子HMI的深入理解148
第二節(jié)伺服驅(qū)動(dòng)器V90 155
第三節(jié)HMI和S71200PLC對控制器V90的速度和位置控制160
第六章變頻器V20的深入理解與實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用176
第一節(jié)變頻器的工作與節(jié)能原理和常用控制方案176
第二節(jié)使用選擇開關(guān)控制變頻器V20啟停的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用189
第三節(jié)變頻器V20控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)運(yùn)行的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用192
第四節(jié)選擇開關(guān)和加減速按鈕控制變頻器V20運(yùn)行的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用195
第五節(jié)電位計(jì)控制變頻器V20調(diào)速的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用196
第六節(jié)使用模擬通道1控制變頻器V20速度的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用197
第七節(jié)西門子S71200PLC控制變頻器V20的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用198
第七章西門子S71200PLC的網(wǎng)絡(luò)通信201
第一節(jié)西門子S71200PLC網(wǎng)絡(luò)通信的深入理解201
第二節(jié)西門子S71200PLC與V20的USS通信控制的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用203
第三節(jié)西門子S71200PLC與第三方變頻器的PROFINET通信214
第四節(jié)西門子S71500PLC與S71200PLC的S7通信231
第五節(jié)西門子S71200PLC與G120的ModbusRTU 網(wǎng)絡(luò)通信245
第八章西門子S71200PLC的項(xiàng)目調(diào)試252
第一節(jié)西門子S71200項(xiàng)目的存儲(chǔ)與下載252
第二節(jié)西門子S71200項(xiàng)目仿真實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用255