西門子S7-200模塊CPU222CN中央控制單元

上海潯之漫智控技術公司在經營活動中精益求精，具備如下業務優勢：

SIEMENS可編程控制器

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PLC自問世以來，經過40多年的發展，在美、德、日等工業發達**已成為重要的產業之一。世界總銷售額不斷上升、生產廠家不斷涌現、品種不斷翻新。產量產值大幅度上升而價格則不斷下降。

目前，世界上有200多個廠家生產PLC，較有名的：美國：AB通用電氣、莫迪康公司；日本：三菱、富士、歐姆龍、松下電工等；德國：西門子公司；法國：TE 施耐德公司；**：三星、LG公司等。

二、技術發展動向

1. 產品規模向大、小兩個方向發展

大：  I/O點數達14336點、32位為微處理器、多CPU并行工作、大容量存儲器、掃描

      速度高速化。

?。?nbsp; 由整體結構向小型模塊化結構發展，增加了配置的靈活性，降低了成本。

2. PLC在閉環過程控制中應用日益廣泛

3. 不斷加強通訊功能

4. 新器件和模塊不斷推出

**的PLC除了主要采用CPU以提高處理速度外，還有帶處理器的EPROM或RAM的智能I/O模塊、高速計數模塊、遠程I/O模塊等**化模塊。

5. 編程工具豐富多樣，功能不斷提高，編程語言趨向標準化

有各種簡單或復雜的編程器及編程軟件，采用梯形圖、功能圖、語句表等編程語言，亦有**的PLC指令系統。

6. 發展容錯技術

采用熱備用或并行工作、多數表決的工作方式。

7.追求軟硬件的標準化。

三、國內發展及應用概況

我國的PLC產品的研制和生產經歷了三個階段：順序控制器（1973～1979）——一位處理器為主的工業控制器（1979～1985）——8位微處理器為主的可編程序控制器（1985以后）。在對外開放政策的推動下，國外PLC產品大量進入我國市場，一部分隨成套設備進口。如寶鋼一、二期工程就引進了500多套

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產品描述：S7-200 **ART，EM DT32，數字量輸入/輸出模塊，16 x 24 V DC 輸入/16 x 24 V DC 輸出

S7-200 **ART 在雙機頭套標機上的應用 Application of S7-200 **ART on Double-head Sleeve Labeling Machine 西門子 ( 中國 ) 有限公司 鄧 威 Deng Wei 摘? 要：本文介紹了西門子 S7-200 **ART PLC、**ART LINE 觸摸屏在雙機頭套標機上的應用， 闡述了設備工藝流程、控制系統的配置選型、軟件設計和觸摸屏的畫面組態。S7-200 **ART 的高速計數、運動控制和通訊功能在設備的開發中得到了良好應用，經測試，該設備滿足生 產要求，運行穩定，性能良好。 關鍵詞：雙機頭套標機 S7-200 **ART **ART LINE Abstract: The ***er i***oduced application of S7-200 **ART PLC and **ART LINE HMI in double-head sleeve labeling machine, describing machine process, co***ol system configuration, software design and HMI graph configuration. High-speed counter, motion co***ol and communication function of S7-200 **ART are used in the machine which operates well and meets production requirements after test. Key words: Double-head Sleeve Labeling Machine S7-200 **ART **ART LINE 【中圖分類號】TB486 【文獻標識碼】B 文章編號 1606-5123(2013)04-0030-04 P2013-04雙色.indd 30 2013-4-11 15:30:51 《PLC&**》 2013 年 04 月 WWW.CA168.COM 31 速刷下并套瓶，同時瓶身送標伺服啟動，將固定長度 ( 定 長切 ) 或分段長度 ( 色標**長度 ) 送入待切區域準備下 一次切標。瓶身毛刷將瓶身標簽整理齊，主輸送帶將瓶 送到瓶口套標的工藝段，當瓶口待套區域**到來瓶時， 瓶口的切標伺服開始動作，工藝流程與瓶身套標一致， 當瓶口套標完成后，輸送機將套好的瓶子送入熱收縮箱 進行縮緊定型。雙機頭套標機工藝流程如圖 1 所示。 3 **ART 解決方案 雙機頭套標機要求 4 個伺服定位過程，而且對定位的 精度要求較高。目前面向經濟型 OEM 市場的 PLC 基本上只集成 2 路 100KHz 的 PTO 功能，無法通過 1 臺 PLC 滿足 工藝要求。另外，該設備的 I/O 點數較 多，為 23DI，38DO。為了降低成本， 選型時希望通過 CPU 模塊標配集成的 I/O 滿足要求，而不使用擴展模塊。因 此選用 2 臺西門子 S7-200 **ART PLC 作為主控單元，每臺 PLC 本體集成 3 路 100KHz 的 PTO 輸出，滿足設備中 4 路 100KHz 的 PTO 輸出要求，PLC 之 間通過 Modbus RTU 通訊的方式實現瓶 身和瓶口套標過程的配合。 **ART LINE 觸摸屏本體集成以太網接口，可連接 3 臺 S7-200 **ART 控制器。在本項目中，**ART LINE 使用普通的網線與兩臺 S7-200 **ART 相連，可直接操 作兩臺 PLC。硬件配置如附表所示。系統架構如圖 2 所示。 附表 電控系統方案配置 型號 描述 數量 6ES7 288-1ST60-0AA0 標準型 CPU 模塊，晶體管輸出， 24 VDC 供電，36 輸入 /24 輸出 1 6ES7 288-1ST40-0AA0 標準型 CPU 模塊，晶體管輸出， 24 VDC 供電，24 輸入 /16 輸出 1 6**6 648-0BC11-3AX0 **ART LINE 觸摸屏，7 寸，64 k 色真彩顯示 1 6SL3210-5CB13-7AA0 V80 伺服驅動器 0.75kW 2 1FL4044-0AF21-0AA0 伺服電機 0.75kW 2 6SL32105CB12-0AA0 V80 伺服驅動器 0.4kW 2 1FL4033-0AF21-0AA0 伺服電機 0.4kW 2 4 編程設計 根據雙機頭套標機的工藝流程及使用到的PLC功能， PLC 程序開發分為三個部分：螺桿速度采集，切、送標 的伺服控制以及 PLC 之間的通訊。 4.1 螺桿速度采集 通過一路高速計數器測量螺桿的轉速脈沖，利用系統 的定時中斷，每隔 50ms 采樣一次當前計數器的值，算出 兩次脈沖的差值，折算成螺桿轉速 ( 轉 / 分鐘 )。螺桿轉 速 =(S2-S1)×1000×60/50(S1：上次脈沖數；S2：本次脈沖 數 )，生產速度 = 螺桿轉速 /20( 瓶 / 分鐘 )。 4.2 切標伺服控制 切標控制時，伺服信號的給定采用脈沖 + 方向的方 式。由于伺服驅動器選擇了 1000 脈沖轉一圈，并且伺服 電機**速度是 4500 轉 / 分鐘，可以計算得出**速度 =4500×1000/60=75000 脈沖 /s。根據多次的測試，加減 時間設置成 0.2s。由于切刀的性能要求是速度快，對位置 圖 2 電控系統架構圖 圖 1 雙機頭套標機工藝流程 P2013-04雙色.indd 31 2013-4-11 15:30:53 32 《PLC&**》 PLC&IPC&EAS PLC&IPC&EAS 要求不高，所以采用速度模式。通過刀盤電眼**刀盤 進入凹槽區，確認切標完成，同時觸發送標啟動。 4.3 送標伺服控制 送標控制可采用定長切和分段切兩種模式。 (1) 定長切。即每次切的標簽長度固定，只需走固定 距離就可以，因此采樣相對定位。通過向導生成運動控 制子程序，在主程序中調用 GOTO 子程序，將 MODE 設 置成 1 即為相對定位。 (2) 分段切。通過色標傳感器**標簽的透明段進行 區分每段的距離。因為每次標簽的實際長度不是固定的， 所以采用速度模式，**到透明短時停送標，GOTO 子 程序，將 MODE 設置成 2，即為速度模式。 4.4 通訊功能 由于主輸送帶和螺桿由一臺 PLC(ST60) 控制，另 一臺 PLC(ST40) 需要獲取其狀態，所以兩臺 PLC 采用 Modbus RTU 協議進行通信，本系統中采用 ST60 做主站， ST40 做從站。 ST60 調 用 MODBUS 主 站 庫， 初 始 化 波 特 率 為 9600，偶校驗，選擇口 0，超時**設為 1s。然后分時調 用 MBUS_MSG，作為讀和寫，讀寫周期為 300ms。 通訊模塊編程分別如圖 3~7 所示。 圖 3 Modbus 主站的初始化 圖 4 Modbus 讀指令 圖 5 Modbus 寫指令 圖 6 Modbus 從站的初始化 圖 7 Modbus 從站功能調用 4.5 HMI 畫面設計 觸摸屏主要由主界面、瓶身操作界面、瓶身參數界面、 瓶口操作界面、瓶口參數界面組成。 (1) 主界面：顯示廠家的基本信息，如廠家名稱，地址， 電話； (2) 瓶身操作界面：機頭升降 ( 調試功能 )、分瓶啟停、 帶瓶啟停、主輸送帶啟停、刷標啟停、毛刷啟停、主機啟動、 主機停止。 (3) 瓶身參數界面：送標位置與速度設置，切標位置 與速度設置。 瓶口操作界面和參數界面與瓶身相同。除上述界面之 外，還有**設置登錄界面和**參數設置界面，部分 操作畫面如圖 8 所示。

SIMATIC S7-200 **ART 產品亮點:
機型豐富，更多選擇提供不同類型、I/O 點數豐富的CPU 模塊，單體I/O 點數**可達60 點，可滿足大部分小型自動化設備的控制需求。另外，CPU 模塊配備標準型和經濟型供用戶選擇，對于不同的應用需求，產品配置更加靈活，**限度的控制成本。選件擴展，**定制新穎的信號板設計可擴展通信端口、數字量通道、模擬量通道。在不額外占用電控柜空間的前提下，信號板擴展能更加貼合用戶的實際配置，提升產品的利用率，同時降低用戶的擴展成本。高速芯片，性能卓越配備西門子**高速處理器芯片，基本指令執行時間可達0.15 μs，在同級別小型PLC 中****。一顆強有力的“芯"，能讓您在應對繁瑣的程序邏輯，復雜的工藝要求時表現的從容不迫。以太互聯，經濟便捷CPU 模塊本體標配以太網接口，集成了強大的以太網通信功能。一根普通的網線即可將程序**到PLC 中，方便快捷，省去了**編程電纜。通過以太網接口還可與其它CPU 模塊、觸摸屏、計算機進行通信，輕松組網。三軸脈沖，運動自如CPU 模塊本體*多集成3 路高速脈沖輸出，頻率高達100 kHz，支持PWM/PTO輸出方式以及多種運動模式，可自由設置運動包絡。配以方便易用的向導設置功能，快速實現設備調速、定位等功能。通用SD 卡，方便**本機集成Micro SD 卡插槽，使用市面上通用的Micro SD 卡即可實現程序的更新和PLC 固件升級，極大地方便了客戶工程師對*終用戶的服務支持，也省去了因PLC 固件升級返廠服務的不便。軟件友好，編程高效在繼承西門子編程軟件強大功能的基礎上，融入了更多的人性化設計，如新穎的帶狀式菜單、全移動式界面窗口、方便的程序注釋功能、強大的密碼保護等。在體驗強大功能的同時，大幅提高開發效率，縮短產品上市時間。
完美整合，無縫集成SIMATIC S7-200 **ART 可編程控制器，SIMATIC **ART LINE 觸摸屏和SINAMICSV20 變頻器完美整合，為OEM 客戶帶來高性價比的小型自動化解決方案，滿足客戶對于人機交互、控制、驅動等功能的全方位需求。

西門子S7-200模塊CPU222CN中央控制單元

S7-200 **ART家族提供各種各樣的模塊以擴展CPU的性能。通過擴展模塊，您可以很容易的擴展控制器的本地I/O，以滿足您的應用需求。我們分別提供了數字/模擬模塊以提供額外的數字/模擬 I/O通道。