西门子模块6ES7 212-1AE40-0XB0

本系统应用广泛，适用于需要热水供应的场合，比如办公大楼，宾馆洗浴等，尤其适合太阳能资源比较丰富的地区。控制系统采用台达DVP40ES2 PLC、DVP04PT-E2、DVP04AD-E2，台达人机界面HMI B07S515。本系统工作性能稳定，自动化程度高，尤其是恒温出水的设计节约了大量水资源，集热循环的设计使得太阳能热水高效循环进入水箱，辅助热源的加入很好的解决了太阳能资源不足天气情况下的热水供应。

2 系统构成

台达系列人机界面，台达ES2系列CPU、台达PT-E2系列温度控制模块，台达AD-E2系列模拟量转数字量模块、太阳能集热器、电热丝(或空气源热泵等其它辅助热源)、保温水箱、洗浴控制泵、集热循环泵、电磁阀、温度传感器、液位传感器、功率变送器等，

3 系统工作原理及循环过程

(1)自动上水

水箱内装液位传感器p，水箱内水低于一定值时(20%)，自动补水阀上电，水箱自动补水，水位达到设定值时(90%)，自动补水阀断电，自动补水停止。

(2)集热循环

当集热器出水口水温(出水口安装温度传感器)高于水箱内水温，达到PLC设定启动温差(6-10摄氏度)时，集热循环泵启动；集热水箱中的低温水进入到真空管集热器组中，集热器中的相对高温水循环到集热水箱中，使水箱中的水温升高。当温差值降低到系统设定停止温差时(1-3摄氏度)，循环泵停止，集热循环停止。如此反复进行，逐渐将热量传递到水箱，使水箱中的水温度逐渐提升，直到达到洗浴要求的温度。

(3)管路恒温出水

恒温回水管路循环主要是针对室内的洗浴热水管道而言，为了保证洗浴时一开喷头阀门即有热水，同时减少无效冷水的浪费，必须安装热水回水管路，采取管路循环措施。管路循环采用定温循环方式，在室内热水回水管路中适当位置安装温度检测传感器和循环泵，设置一个温度范围来控制泵的运行。当管道内水温低于设定值时，启动洗浴管道循环泵，将管路中的低温热水打入保温水箱，当水温达到设定值时，管道循环泵停止运行。

(4)恒温控制

当水箱内水温低于一定值时，集热器不能达到洗浴热水的温度要气，此时开启水箱内电加热或其它辅助热源(空气源热泵)，以实现任何天气条件下都能保证有热水供应的要气。

(5)冬季防冻循环

室外管道(保温水箱和集热器之间)在寒冷的冬天可能被冻，因此必须有防冻循环功能；当集热器温度(检测传感器测温)低于一定值(2-5摄氏度)时，启动集热循环泵，将保温水箱中的热水打进集热器，防止管路结冻。

4 电气控制系统设计

系统上位机选用HMI b7s515型号触摸屏以实现系统运行的可视化监测与控制，下位机选用台达系列PLC，主机CPU选用DVP40ES2，温度模块选用04PT-E2，AD模块选用04AD-E2。扩展模块还可加入功率变送器，监测电磁阀，循环泵以及辅助热源的功率，

随着智能时代来临，各种电子用品的规格不断提高，对相关组件的精密度与加工质量要求也相对更加严苛。在各式各样的CNC工具机中，高速精密切割加工机因为能够达到高**、高质量、高效率的生产加工，而广受高端应用的青睐。

随着制造技术的发展，高速精密切割加工机的技术门坎也相对提高且日趋复杂，从CNC控制系统、高速主轴到变频器及伺服马达所驱动的高速进给轴等，运动控制系统的整合度直接影响加工质量的好坏和效率。

意大利维洛那地区某家系统设备商的CNC玻璃切割机系统，主要用于高精密玻璃切割，对系统运动控制精密度要求极高。该系统采用台达运动控制解决方案，使用7部伺服驱动器ASDA-A2-E系列，控制7轴400W至2kW的伺服马达ECMA系列，用以带动工件及切割刀的移动，借由EtherCAT以太网络通信界面与CNC控制器通讯，实现高速同步化的运动控制，大幅缩短通讯同步周期；另外通过CANopen通讯协议，搭配4部C2000系列变频器，运用系统的位置插补运动模式，多管齐下，使系统运动控制与定位更快、更及时、更**，满足高精密玻璃加工的精度需求。

满足应用需求的同时，台达运动控制解决方案的架构也较为简单配置和节省配线，相较于该公司原先采用的架构，台达7轴运动控制架构只需要通过一条通讯线即可完成连接，使台达伺服驱动器、伺服马达至变频器无缝整合，进而提升系统效能。

西门子PLC主要功能特点

      1.人机界面功能提供操作者以监视机器/过程工作必需的信息。允许操作者和PC系统与其应用顺序相互作用，以便作决策和调整。

      2.通信、联网功能现代PLC大多数都采用了通信、网络技术，有RS232或RS485接口，可进行远程I/O控制，多台PLC可相互间联网、通信，外部器件与一台或多台可编程控制器的信号处置单元之间，实现顺序和数据交换，如程序转移、数据文档转移、监视和诊断。　　

　　通信接口或通信处置器按标准的硬件接口或专有的通信协议完成顺序和数据的转移。如西门子S7-200Profibus现场总线口，其通信速率可以达到12Mbps.　　

　　系统构成时，可由一台计算机与多台PLC构成集中管理、分散控制的分布式控制网络，以便完成较大规模的复杂控制。通常所说的SCA DA 系统，现场端和远程端也可以采用PLC作现场机。　　

       3.具有温度丈量接口，直接连接各种电阻或电偶。　　　　
       4.输入/输出接口调理功能具有A /DD/A 转换功能，通过I/O模块完成对模拟量的控制和调节。位数和精度可以根据用户要求选择。　　
编程、调试功能：　　

　　5.控制功能逻辑控制：PLC具有与、或、非、异或和触发器等逻辑运算功能，可以代替继电器进行开关量控制。　　

　　定时控制：为用户提供了若干个电子定时器，用户可自行设定：接通延时、关断延时和定时脉冲等方式。　　

　　计数控制：用脉冲控制可以实现加、减计数模式，可以连接码盘进行位置检测。　　

　　顺序控制：前道工序完成之后，就转入下一道工序，使一台PLC可作为多部步进控制器使用。　　

　　数据采集、存储与处置功能数学运算功能：　　

　　基本算术：加、减、乘、除。　　

　　扩展算术：平方根、三角函数和浮点运算。　　

　　比拟：大于、小于和等于。　　

　　数据处置：选择、组织、规格化、移动和先入先出。　　

　　模拟数据处置：PID积分和滤波。　　　

　西门子PLC模块S7-400“热拨插"的含义

　　西门子PLC模块关于“热拔插"功能的确切定义包括如下四点：

　　·带电拔插模块时，确保不造成模块的硬件损坏；

　　·带电拔插模块时，CPU不进入停机（STOP）状态，并产生系统故障报警（SF灯亮）；

　　·带电拔插模块时，该模块I/O通道的数值保持不变，而其他模块的运行不受影响，工作保持正常；

　　·带电拔插模块时，CPU中触发中断组织块或通过DP诊断程序块，得到模块拔出或插入的事件信息，在用户程序或中断组织块OBnn中进行相应控制逻辑和I/O通道的处理。显然，上述定义中、第二条是基本要求，只有确保在带电拔插模块时不造成模块的硬件损坏才有进行热拔插的意义，第三、第四条是重要、关键的功能，如果某一个模块因本身故障需要更换而造成其它模块的工作也同样受到影响，那么这样的更换操作与停电更换没有本质的不同，因为对系统都同样造成了全局性的影响。所以，真正的热拔插功能应该对模块是无害的，对系统也是无害的，这才是热拔插功能。
 

　　西门子PLC模块S7-400实现热拔插功能的组态方法：

　　采用S7-400CPU搭配S7-300型远程DP从站架构在实际应用中应用较广的架构是S7-400CPU挂接ET200M型DP从站，实现热拔插功能的组态方法如下：

　　（1）打开STEP7硬件组态窗口，在硬件列表的PROFIBUS DP目录中选择ET200M子目录下相应型号的IM153模块，在列表下方的功能说明窗口中可以看出所选择的模块是否注明有支持“module exchange in operation（操作中更换模块）"或“module replacement in runtime（运行中替换模块）"，即热插拔功能，如果注明有则说明该型号的接口模块支持热拔插，否则不支持。

　　（2）选择一种支持热拔插功能的IM153模块将它拖放到PROFIBUS总线上，双击ET200M站图标，打开站属性窗口，点击“Operating　Parameters"选项卡，选中“Replace modules during operation（在操作中更换模块）"选项，即热拔插功能，另外一个选项“Startup when expected/actual config.（当期望与实际组态不一致时启动）"会自动被选中，这样才真正激活了该ET200M站的热拔插功能，如果不选中该选项该从站模块的热拔插功能是不能自动激活的，在组态时一定要注意这点。

西门子PLC S7-200 SMART新版本功能如下：

　　西门子PLC S7-200 SMART新版本为V2.2，其中编程软件为STEP 7-Micro/WIN SMART V2.2和CPU为S7-200 SMART V2.2，它们的新功能如下：

　　1. 增加了新模块，有如下几种：

　　（1）16点数字输入模块 (EM DE16) (6ES7288-2DE16-0AA0)

　　（2）16点继电器型数字量输出模块 (EM QR16) (6ES7288-2)

　　（3）16点晶体管型数字量输出模块 (EM QT16) (6ES7288-2)

　　（4）扩展电缆，1m (6ES7288-6EC01-0AA0)

西门子PLC S7-200与触摸屏时间同步

　　本文中以西门子触摸屏MP377和西门子PLC S7-200系列的CPU为例进行说明，时间同步的方法如下所示：

　　1. 通过西门子PLC S7-200的CPU时钟对西门子触摸屏进行时钟同步

　　（1）在西门子PLC S7-200的编程软件STEP 7 MicroWIN中，周期调用READ_RTC函数，这样就可以定时读取S7-200CPU的系统时钟，并将时钟信息存放在V区，例如：VW20；

　　（2）如果用户通过西门子触摸屏的编程软件WinCC flexible进行组态，需要先设置好通讯参数，然后在“区域指针"界面中，建立“日期/时间PLC", 指向S7-200中存放时间信息的区域VW20；

　　（3）如果用户使用ProTool组态，需要先设置好通讯参数，然后插入“日期/时间PLC"区域指针，指向S7-200中存放时间信息的区域VW20；

　　2. 通过西门子触摸屏修改S7-200的PLC时钟

　　（1）在西门子触摸屏的项目中创建1个标志变量（例如：V30.0）和年、月、日、时、分、秒6个BYTE类型变量，分别连接到PLC的连续V区中，例如：VB40~ VB45；

　　（2）在西门子PLC S7-200的编程软件STEP 7 MicroWIN中，，用标志变量触发来调用SET_RTC，将VB40~ VB45作为时间参数传递给该函数，来实现通过西门子触摸屏修改西门子PLC的时间；