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化工程系統(tǒng)中的主要控制設備,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、電氣設計和通信應用進行了詳細的說明,對工程中常用的PROFINET和USS等通信網(wǎng)絡的通信要點、通信配置、參數(shù)設置進行了詳細介紹。另外,大量的擴展知識是通過掃描配置的二維碼進行視頻講解的。
可編程序控制器PLC部分以S71200PLC為核心,演示了項目創(chuàng)建、硬件組態(tài)、符號表制作、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,在相關知識點中對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/復位R 和邊沿觸發(fā)指令、置位/復位觸發(fā)器SR 指令、縮放SCALE和復位置位RS指令、運算指令、比較指令、定時器指令、計數(shù)器指令等也通過案例的方式進行了應用說明,還特別給出了邏輯塊和PID塊的實戰(zhàn)應用。
觸摸屏HMI部分,演示了HMI的項目創(chuàng)建、組態(tài)、畫面制作、網(wǎng)絡通信和通信參數(shù)設置,利用HMI的顯示屏顯示,通過輸入單元(如觸摸屏、鍵盤、鼠標等)寫入工作參數(shù)或輸入操作命令,實現(xiàn)人與機器的信息交互,從而使用戶建立的人機界面能夠精確地滿足生產(chǎn)的實際要求。
在伺服控制器的部分通過對V90的介紹,使讀者對其產(chǎn)品特點和功能應用能有詳細的了解,并用了一整節(jié)的內(nèi)容詳細說明了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的工程應用的同時,掌握以太網(wǎng)的元件配置和參數(shù)設置。
變頻器部分以V20為主,編寫了電氣工程中常用的功能應用的電氣設計與參數(shù)設置,包括:變頻器V20的控制方式和工作原理、正反轉(zhuǎn)運行、選擇開關控制運行、加減速的速度控制、使用電位計的調(diào)速運行,以及模擬量通道控制運行,PLC1200控制V20的電氣設計與相關的變頻器的參數(shù)設置等。
本書的另一個重點是網(wǎng)絡通信和項目調(diào)試,對目前工程中應用較多的USS、PROFINET和S7通信,使用案例的方式,結合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)的設置要點、網(wǎng)絡端口電路的配接、項目的仿真與調(diào)試和不同功能在生產(chǎn)實踐中的應用,并掌握變頻器的頻率設定功能、運行控制功能、電動機控制方式、PID功能、通信功能和保護及顯示等功能。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)絡的通信控制系統(tǒng)運行得更加穩(wěn)定。
讀者在連接硬件時,對PLC及擴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。
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、張越、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。1、科技項目《電纜故障綜合定位技術研究及系統(tǒng)開發(fā)》獲得國網(wǎng)河北省電力公司一等獎。 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)評價導則》、《雄安新區(qū)電力電纜線路生產(chǎn)規(guī)范》、《雄安新區(qū)電力電纜及通道運維規(guī)程》、《雄安新區(qū)電力電纜及附件到貨檢驗規(guī)范》等6項雄安新區(qū)電纜規(guī)程,目前已發(fā)布實施。 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”》榮獲銀獎獎勵。 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線電纜外護層接地電流超標嚴重缺陷分析研究、邯鄲公司220kV邯齊線主絕緣擊穿故障等工作,并負責報送國網(wǎng)公司獲加分獎勵。 5、以負責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估實驗室,開展了高壓電纜典型故障和缺陷機理、檢測技術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)的分析與應用》等7篇論文;實用新型專利《一種新型的局部放電測試儀》(專利號:ZL 201820321388.9)已授權;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方法》已受理。
目錄
前言
第一章西門子S71200PLC的硬件結構與功能1
第一節(jié)PLC的工作原理、結構和特點2
第二節(jié)PLC控制系統(tǒng)的設計方法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的新項目26
第三節(jié)西門子S71200PLC項目的硬件組態(tài)28
第四節(jié)西門子S71200PLC的程序結構與程序元素43
第三章西門子S71200PLC基本指令的編程60
第一節(jié)位邏輯運算指令的編程60
第二節(jié)置位S/復位R和邊沿觸發(fā)指令的編程64
第三節(jié)置位/復位指令SR的編程71
第四節(jié)縮放SCALE和復位/置位RS指令的編程75
第五節(jié)運算指令的編程83
第六節(jié)比較指令的編程90
第七節(jié)定時器指令的編程97
第八節(jié)計數(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在電動機正反轉(zhuǎn)運行中的實戰(zhàn)應用120
第三節(jié)功能塊FB在龍門刨床控制系統(tǒng)中的實戰(zhàn)應用124
第四節(jié)PID控制器的實戰(zhàn)應用137
第五章HMI與伺服驅(qū)動V90的實戰(zhàn)應用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的深入理解與實戰(zhàn)應用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)使用選擇開關控制變頻器V20啟停的實戰(zhàn)應用189
第三節(jié)變頻器V20控制電動機正反轉(zhuǎn)運行的實戰(zhàn)應用192
第四節(jié)選擇開關和加減速按鈕控制變頻器V20運行的實戰(zhàn)應用195
第五節(jié)電位計控制變頻器V20調(diào)速的實戰(zhàn)應用196
第六節(jié)使用模擬通道1控制變頻器V20速度的實戰(zhàn)應用197
第七節(jié)西門子S71200PLC控制變頻器V20的實戰(zhàn)應用198
第七章西門子S71200PLC的網(wǎng)絡通信201
第一節(jié)西門子S71200PLC網(wǎng)絡通信的深入理解201
第二節(jié)西門子S71200PLC與V20的USS通信控制的實戰(zhàn)應用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)絡通信245
第八章西門子S71200PLC的項目調(diào)試252
第一節(jié)西門子S71200項目的存儲與下載252
第二節(jié)西門子S71200項目仿真實戰(zhàn)應用255