S7-200 SMART在全自动金属带锯床上的应用

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丝琪恩S7-200系列PLC在绳索动态监测系统应用说明书

Advances in Engineering Research, volume 122 7th International Conference on Applied Science, Engineering and Technology (ICASET 2017)
Application of Siemens S7-200 PLC in the Cable Dynamic Monitoring System
Fig. 1 realization diagram of the systerm
Function of Control Systems
Siemens S7-200 series PLC is Siemens’ main product to resolve the small and medium-sized automation for users; it has fast operation, complete functions, reliable performance and flexibly combination characteristics; and it is applied extensively in the small and medium-sized automation in the world. CPU226 has command processing short period, floating point, forward backward counter, hardware and timer interruption control,2 roads RS-485 communication port, internal data and information being saved in the mothball lithium cell, and so on. As the following, we focus on introducing Application of CPU226 PLC in the cable dynamic monitoring system.

西门子S7-200 SMART系统手册说明书

人身安全的提示用一个警告三角表示，仅与财产损失有关的提示不带警告三角。

警告提示根据危险等级由高到低如下表示。

危险表示如果不采取相应的小心措施，将会导致死亡或者严重的人身伤害。

警告表示如果不采取相应的小心措施，可能导致死亡或者严重的人身伤害。

小心表示如果不采取相应的小心措施，可能导致轻微的人身伤害。

注意表示如果不采取相应的小心措施，可能导致财产损失。

当出现多个危险等级的情况下，每次总是使用最高等级的警告提示。

如果在某个警告提示中带有警告可能导致人身伤害的警告三角，则可能在该警告提示中另外还附带有可能导致财产损失的警告。

合格的专业人员本文件所属的产品/系统只允许由符合各项工作要求的合格人员进行操作。

其操作必须遵照各自附带的文件说明，特别是其中的安全及警告提示。

由于具备相关培训及经验，合格人员可以察觉本产品/系统的风险，并避免可能的危险。

按规定使用 Siemens 产品请注意下列说明：警告 Siemens产品只允许用于目录和相关技术文件中规定的使用情况。

如果要使用其他公司的产品和组件，必须得到 Siemens推荐和允许。

正确的运输、储存、组装、装配、安装、调试、操作和维护是产品安全、正常运行的前提。

必须保证允许的环境条件。

必须注意相关文件中的提示。

商标所有带有标记符号 ® 的都是 Siemens AG的注册商标。

本印刷品中的其他符号可能是一些其他商标。

若第三方出于自身目的使用这些商标，将侵害其所有者的权利。

维控HMI和PLC在全自动带锯床上的应用

维控HMI
与PLC在全自动带锯床上的应用
一、简介
全口动带锯丿木用于切割金属材料，在机加工中是不可缺少的一种机械，应用广泛。

特点
1、人机界面输入操作方便。

2、利用编码器电子尺定位，与机械定位相比更精确
3、利用配方功能，可以存储更多工艺需求
三、组成部分
如图1为监控与操作区，图2为设定界面与配方图3为诊断界面实时诊断可能出现的错误最后为PLC高数计数区。

四、总结
维控HMI与PLC整体系统在锯床上与其它品牌在价格与性能上有绝对性的优势。

与同等价格的国内外品牌相比较，在本机器上具有精度高，操作性更强，客户反映非常好。

S7-200 SMART PLC 应用教程电子ppt课件

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1.2.3 模拟量扩展模块
1．PLC对模拟量的处理模拟量输入模块将模拟量转换为多位数字量。模拟量输出模块将PLC中的多位数字量转换为模拟量电压或电流。有4AI、2AO、4AI/2AO、2路热电阻、4路热电偶模块。 2．模拟量输入模块 EM AE04有4种量程（0～20mA、10V、5V和2.5V）。电压模式的分辨率为11位+符号位，电流模式的分辨率为11位。单极性满量程输入范围对应的数字量输出为0～27648。双极性满量程输入范围对应的数字量输出为−27648～+27648。 3．将模拟量输入模块的输出值转换为实际的物理量【例1-1】压力变送器（0～10MPa）的输出信号为DC 4～20mA，模拟量输入模块将0～20mA转换为0～27648的数字量，设转换后得到的数字为N，试求以kPa为单位的压力值。解：4～20mA的模拟量对应于数字量5530～27648，压力的计算公式为
选中单个、多个程序段或单个元件，可删除、复制、剪切、粘贴选中的对
象。
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3．单击工具栏上的按钮，打开和关闭POU注释和程序段注释。 4．单击工具栏上的“编译”按钮，编译程序。输出窗口显示出错误和警告信息。下载之前自动地对程序进行编译。
课件中的图都是书中的，作者和出版社对这些图拥有版权，请不要用到正式出版物中。
希望能得到各位老师使用教材的情况，例如学时数、讲课的内容和实验内容。衷心希望老师们对教材和课件提出宝贵的意见。作者E-mail：liaosun@。
注：原课件分章节，此处进行了合并
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S7-200 SMART PLC基础教程
重庆大学廖常初主编
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第1章 PLC的硬件与工作原理
1.1 S7-200 SMART系列PLC 1.1.1 PLC的基本结构

S7-200CN在数控飞锯中的应用

０引言
自动同步跟踪往复运动的数控飞锯是金属管材、型材、棒材、卷材及木材等连续生产线中进行在线计长定尺并剪切的基础自动化设备，其包括机械设备和电控设备两大部分。我们知道，要精确地剪切快速运动中的管材，剪切工具必须与机组的运动精确协调，这就需要一个高动态性能的闭环控制系统来控制电机。尤其是在机组速度变化时，生产工艺要求剪切工具必须与机组线速度保持同步跟踪
ａｍｅａｌａｏａｒｃｄｒｘｄｏｙｎ－ａ ’ ｂｄｆｔｅａｆｃｏｅ — ｏｙｔｔ — ｎｒｔｙｅｎｏｅｅｎｆｉｇｓｗｓｅｏｈｈｌｌｓｄｌｐｓｓｅｍ．ｐｉｆｌ－ｏＩｎ
ｔｅＤＦＰＣ一ｄｇ－ｏｔｌｇｆｉｇｓｗｃｎｒｌｙｔｍ．ｅｕｅＩＭＥＳｃｍｍｏＬｈ（Ｌ）ｉｉｃｎｒｌｙ－ａｔｓｅｗｓｓＳＥＮ１ｔｏｉｌｎｎｏｏｓｏｎＰＣ
Ｓ７２０ＣＮ，ｈｍａ — ａｈｎｏｔ＿０ｕｎｍｃｉｅｐｒＴＤ２０，ｄｉｅｎｐｃａｏｔａｄｄｓｇｅｏｅ０ｒｒｄａｓｅｉｌｐｒｎｅｉｎｄｆｒｈｖａｂｔ
ｆｒｒ．Ｔｈｙｃｎｉｔｅｉｂｅｔｌｎｗ— ｓａｄｒｌｔｒ．Ｆｈａｒｗａｒｏｍｅｓｅｓｓｒｌｌ，ｓａｂｅａｄｌｏａａｏｃｔｒｗａｅｐａｆｍｏｈｏｏｒｔｅｈｄｅ

西门子S7-200在控制系统中的应用

西门子S7-200在控制系统中的应用摘要：本文介绍S7-200在收卷机上的应用，S7-200作为西门子公司推出的一款控制器，特别是、稳定性、可靠性的性能在各行各业应用广泛。

关键词：S7-200 收卷机控制系统1.系统控制原理分切机原来的边料收卷装置采用与普通收卷相同的收卷电机进行边料收卷，由于收卷方式上的局限性，可收的边料最小宽度比较宽，对塑料薄膜造成很大浪费。

新的方案是在分切机边料位置安装一套独立的边料收卷装置，该系统以分切机薄膜线速度、边料收卷轴的周长值为参考值，同时控制边料薄膜张力，保证边料收卷和正常收卷过程严格同步。

边料收卷轴的周长通过安装在收卷轴上的编码器测量得到，首先确定收卷轴最大时为参考点，根据编码器值计算得到收卷轴周长。

边料张力通过安装在张力轴上的编码器得到，张力气缸提供的张力和边料的张力在平衡点附近波动，当平衡被破坏时，张力轴发生偏移，通过编码器可测到偏移量，然后通过调整边料电机的速度保证张力稳定在中心点。

2.系统硬件配置伺服控制器和伺服电机5.5kW、可编程控制器S7-200系列TD200显示操作界面、旋转编码器500脉冲变频器、接近开关3.系统控制功能（1）手动调整功能：手动进行各被控设备的启停和位置调整；（2）系统复位：当系统重新上电时，对编码器零点的校正。

（3）手自动切换：切换到自动时跟随主机工作。

（4）故障报警和恢复。

（5）自动过程同步控制：边料收卷电机严格与分切机薄膜速度同步，保证在任何情况下边料收卷线速度都和分切机薄膜速度以致。

4.系统特点：（1）采用西门子高动态响应伺服系统，动态响应速度高，滞后小，可实现速度严格同步，同步速度额定值3000rpm。

（2）采用了缠绕式边料收卷方式，最小边料宽度减少为原来的一半以上，大大节省了薄膜浪费。

（3）系统稳定可靠，边料收卷不影响正常的分切机工作。

（4）可适应厚度为3μ的产品。

5.计算方法分切机线速度和卷绕电机转速的关系为：通过上述公式，得到卷绕电机的参考转速，实际转速输出还要考虑张力变化带来的影响，实际转速输出6.参数设定（1）电机参数P071：供电电压，对于变频器＝380，对于逆变器来说，＝510。

西门子S7-200 SMART PLC产品说明书

SMART PLC, SMART CHOICES7-200 SMART 可编程控制器经济、可靠、易用/s7-200smart西门子公司一直致力于工业自动化最新技术的研发、推广及应用，在过去的160 多年里，为广大的工业客户带来了可靠高效的自动化产品，完善的自动化解决方案，提高了客户的生产效率，增强了客户的市场竞争力。

西门子SIMATIC 控制器系列是一个完整的产品组合，包括从最基本的智能逻辑控制器LOGO！以及 S7 系列高性能可编程控制器，再到基于 PC 的自动化控制系统。

无论多么严苛的要求，它都能根据具体应用需求及预算，灵活组合、定制，并一一满足。

SIMATIC S7-200 SMART 是西门子公司经过大量市场调研，为中国客户量身定制的一款高性价比小型 PLC 产品。

结合西门子 SINAMICS 驱动产品及 SIMATIC 人机界面产品，以 S7-200 SMART 为核心的小型自动化解决方案将为中国客户创造更多的价值。

2CPU SR60/ST60 技术规范 ........................................... 20数字量模块技术规范 .................................................. 22模拟量模块技术规范 .................................................. 24信号板技术规范 ......................................................... 25热电阻模块技术规范 .................................................. 26通用技术规范 ............................................................ 26安装尺寸图 ................................................................ 27订货号说明 ................................................................ 27模块和信号板接线示意图 ........................................... 28订货数据 . (30)产品亮点 ................................................................... 04CPU 模块 ................................................................... 06信号板 ....................................................................... 08网络通信 ................................................................... 09运动控制 ................................................................... 10人性化软件 ................................................................ 12小型自动化解决方案 .................................................. 14技术规范 ................................................................... 16CPU SR20 技术规范 .................................................... 16CPU SR40/ST40/CR40 技术规范 . (18)目录3SIMATIC S7-200 SMART 产品亮点机型丰富，更多选择提供不同类型、I/O 点数丰富的CPU 模块，单体I/O 点数最高可达60点，可满足大部分小型自动化设备的控制需求。

实例详解S7-200SMART与PID的应用

实例详解S7-200SMART与PID的应用一、 PID回路控制概述PID控制器是应用最广泛的闭环控制器，它根据给定值与被控实测值之间的偏差；按照PID算法计算出控制器的输出量，控制执行机构进行调节，使被控量跟随给定量变化，并使系统达到稳定；自动消除各种干扰对控制过程的影响。

其中PID分别表示比例、积分和微分S7-200 SMART中PID功能实现方式有以下三种：PID指令块：通过一个PID回路表交换数据，只接受0.0 - 1.0之间的实数（实际上就是百分比）作为反馈、给定与控制输出的有效数值。

PID向导：方便地完成输入/输出信号转换/标准化处理。

PID指令同时会被自动调用。

根据PID算法自己编程S7-200 SMART CPU最多可以支持8个PID控制回路（8个PID 指令功能块）,根据PID算法自己编程没有具体数目的限制，但是我们需要考虑PLC的存储空间以及扫描周期等影响。

PID控制是负反馈闭环控制，能够抑制系统闭环内的各种因素所引起的扰动，使反馈跟随给定变化。

PID控制算法有几个关键的参数Kc（Gain，增益）Ti（积分时间常数），Td（微分时间常数）Ts（采样时间）在S7-200 SMART中PID功能是通过PID指令功能块实现。

通过定时（按照采样时间）执行PID功能块，按照PID运算规律，根据当时的给定、反馈、比例－积分－微分数据，计算出控制量由于PID可以控制温度、压力等等许多对象，它们各自都是由工程量表示，因此有一种通用的数据表示方法才能被PID功能块识别。

S7-200 SMART中的PID功能使用占调节范围的百分比的方法抽象地表示被控对象的数值大小。

在实际工程中，这个调节范围往往被认为与被控对象（反馈）的测量范围（量程）一致。

PID 功能块只接受0.0 - 1.0之间的实数（实际上是0%--100%）作为反馈、给定与控制输出的有效数值，如果是直接使用PID功能块编程，必须保证数据在这个范围之内，否则会出错。

S7-200 SMART PLC 系统功能说明(图文并茂)

存储卡
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存储卡
S 7 2 0 0S M A R TC P U支持商用M i c r o S D 卡（支持容量为4 G ，8 G ，1 6 G ）：可用于程序传输，C P U 固件更新，恢复 C P U出厂设置。打开C P U 本体数字量输出点上方的端子盖，可以看到右侧有一卡槽，将M i c r o S D 卡缺口向里插入，如图 1 所示：
S7-200 SMART 实时时钟
S 7 2 0 0S M A R T 的硬件实时时钟可以提供年、月、日、时、分、秒的日期/ 时间数据。 C P UC R 4 0A C / D C / R e l a y没有内置的实时时钟，C P US R 2 0 、C P US R 4 0 、C P US T 4 0 、C P US R 6 0 、C P US T 6 0 支持内置的实时时钟，C P U 断电状态下可保持7 天。 S 7 2 0 0S M A R TC P US R 2 0 的时钟精度是± 1 2 0秒 /月，C P US R 4 0 、C P US T 4 0 、C P US R 6 0 、C P US T 6 0 的时钟精度是 1 2 0秒 /月。 S 7 2 0 0S M A R TC P U靠内置超级电容为实时时钟提供电源缓冲，保持时间为典型值7 天，最小值6 天。缓冲电源放电完毕后，再次上电后时钟将停止在缺省值，并不开始走动。注意：因为 C P UC R 4 0无内置超级电容，所以实时时钟无电源缓冲，尽管用户可以使用R E A D _ R T C和 S E T _ R T C指令设置日期/ 时间数据，但是当 C P UC R 4 0断电并再次上电时，这些日期/ 时间数据会丢失，上电后日期时间数据会被初始化为2 0 0 0 年1 月1 日。为了提高运算效率，应当避免每个程序周期都读取实时时钟。实际上可读取的最小时间单位是1 秒，可每秒读取一次（使用S M 0 . 5 上升沿触发读取指令）。使用程序读取的实时时钟数据为B C D 格式，可在状态表中使用十六进制格式查看。要设置日期、时间值，使之开始走动，可以：

大专自动化专业毕业设计S7-200PLC薄钢板自动剪切控制

1课题的背景和意义自动剪切机是一种精确控制板材加工尺寸，将大型板块进行自动剪切的设备。

传统自动剪切机采用继电器作为控制器件，其控制系统较复杂，参数改变不灵活，大量接线使系统可靠性降低，维修率高，降低了生产效率。

PLC以其灵活性、快速性、可靠性和性价比高等特点越来越受到企业或者团体设计者们的欢迎，在各行各业的应用越来越广泛。

用PLC替代继电器设计自动控制系统，具有操作简单，运行可靠，抗干扰能力强，编程方便，控制精度高的明显优势。

基于以上PLC特点，本课题主要研究如何应用S7-200PLC设计一个薄钢板自动剪切控制系统，设计的关键是如何提高控制的精度。

2系统总体设计2.1系统控制要求本设计的薄钢板自动剪切控制系统要达到以下控制要求：（1）控制系统分手动档自动档。

手动档时，用点动的方式，人工完成钢板穿带，零位校准。

自动档时，系统自动完成薄钢板剪切工作。

（2）通过拨码盘设置薄钢板剪切尺寸参数，可根据不同需求改变其参数。

（3）有配套的故障分析判断和电气保护装置，若运行不正常，系统自动停车并发出警告信号。

（4）钢板剪切的精度要在一定范围之内，剪切尺寸2m，误差不超过1mm。

2.2系统结构和工作原理本设计薄钢板自动剪切控制系统设备组成如图2.1所示。

1-开卷机；2-矫正机；3-光电开关；4、5-限位光电开关；6光电编码器；7-测量辊；8-动力辊；9-电机；10-冲头；11-传送带；12-行程开关；13-光电开关；14-小车；15-套坑图2.1 钢板剪切结构组成图在图2.1中，PLC完成开卷机和矫正机同步传送，钢板位置检测采样，冲头控制，传送带运转控制，小车位置检测，小车装载钢板量检测等工作。

系统的基本工作原理是这样的：一开始是手动控制，人工将钢带依次穿过矫正机、活套、测量辊和夹送辊一直到冲头，钢带运动是通过点动矫正机和夹送辊（由动力辊和测量辊组成）进行的。

用拨码盘设定剪切尺寸参数，钢带头对好冲头，光电编码器处于零位，然后启动自动控制按键，如果检测到装料小车到位，系统进入自动控制状态，将钢板剪切，传送到装料小车上。

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S7-200 SMART 在全自动金属带锯床上的应用
昆山笛卡尔自动化科技有限公司卢业奎
摘要：本文介绍S7-200 SMART PLC 在全自动金属带锯床上的应用，阐述了设备工艺要求、控制系统配置、软件设计和实现的功能。

经测试，该方案性能稳定，加工精度满足设计要求。

关键词：S7-200 SMART 金属带锯床。

1引言
日常生活中各种产品的生产和模具都有着密不可分的联系，而金属带锯床是在模具加工中的第一道生产工序，它将钢厂生产出来的金属板材、棒材、管材加工成其它生产过程中所需的小块材料。

早在20世纪中后期，金属带锯床就已经大量出现。

随着轴承工业及汽车工业的发展，大批量等长度加工生产要求的产生，全自动金属带锯床开始出现，当时的控制系统多采用单片机控制，但不利于后期的功能升级，同时维护成本较高。

随着PLC 和人机界面技术的普及，由于其开放的性能和操作的简便性受到越来越多的认可，PLC 成为金属带锯床的主流控制器而得到广泛应用。

2全自动金属带锯床工艺要求
2.1全自动金属带锯床结构
全自动金属带锯床由以下几部分组成:
(1) 油压控制系统，主要提供整机液化气压控制动力。

(2) 带前、后夹钳的自动送料床台系统，前夹钳和后夹钳主要对需要加工材料起夹紧的固定作用，由液压提供
动力，同时当一根完整材料加工完成后通过压力自动检测停机功能也是由夹钳的动作产生的信号；送料床台部分执行材料运送及定寸功能，也是由液压提供动力，当送料床台前进送料及后退定寸时，通过小齿轮带动旋转编码器转动，编码器反馈的高速脉冲输入到S7-200 SMART 的高速计数器HSC0进行计数N ，通过L=2πR ，计算出编码器小齿轮转动一周的周长，同时⊿L=L/PPR （PPR 为编码器分辩率）。

当实际所需的定寸长度为l 时，PLC 应接收的脉冲个数是n=l /⊿L ，当N=n 时定位完成。

(3) 锯框及主马达，锯框带动金属带锯条升降，主马达为带锯条旋转提供动力，主马达由变频器控制，起到节
能和调速的功能，锯框的升降由油缸带动，通过压力调节阀和流量调节阀控制锯框锯切不同材料时的压力和不同材料及不同锯带转速时的下降速度。

(4) 冷却及铁屑排除，在锯切过程中为刀具提供冷却及清除铁屑。

整机图片如图1所示：
图1整机图
2．2全自动金属带锯床工艺要求
开机锯切之前手动将材料放到送料床台,并将前后夹钳夹紧，再按下锯带启动按钮开始自动锯切，当锯切到下限时前夹钳微开，锯框升起，当快降杆限位接通时，前夹钳夹紧，后夹钳松开，送料床台前进到床台前限归零，归零完成送料床台后退到定位点，定位完成，后夹钳夹紧，夹紧确认有材料，前夹钳松开,送料床台前进送料，如果后夹夹紧检测无材料则停机，材料送到前限，前夹钳夹紧(前夹夹紧检测无材料则停机)，确认出有材料，锯框开始下降锯切，如此循环往复。

具体工艺流程如图2所示。

H400HANC动作流程
本系统控制采用一路高速脉冲输入，计算送料长度，可做到单次送料600mm重复定位精度±0.15mm，满足生产工艺要求。

硬件配置方案如下：选用西门子S7-200 SMART CPU SR60 和威纶通TK6070I人机，I/O配置如图3所示。

图3 I/O配置
S7-200 SMART与TK6070I之间采用RS485两线式通讯，波特率9.6Kbps，S7-200 SMAR系统块中通讯协议采用默认值就可，人机侧设置如图4所示
图4人机通讯设置
4．1高速计数配置
S7-200 SMART 集成了4 路高速计数器，在本系统中只使用了高速计数器HSC0，用来接收当前送料床台位置反馈脉冲，选择工作模式9，计数倍率为4倍，预设值地址:VD8004，当前值地址:VD8000，当事件12 (HC0 的CV = PV)启用中断并启动计数器。

注意：在使用高速计数器时，请在系统块中将相对应的数字量输入的滤波时间改成0.2ms，如不修改则高速计数器将不能正常工作，本配置中将I0.0和I0.1滤波时间改成0.2ms。

4．2工作数据存贮
应客户要求，做到100个工作站，将常用的100种加工长度和数量记录起来，方便使用，因TK6070I的配方在实际使用上操作人员很不习惯且不好操作，通过使用其项目选单功能来配合S7-200 SMART的指针进行间接寻址功能，很轻易的实现了客户的要求，所占用地址从VD0-VD2396，具体程序如下:
4．3程序功能的实现
按照程实现的功能主要分成以下几部分
(1)主程序部分OB1，用来调用子程和手动控制程序及输出处理。

(2)自动工艺控制部分SBR0，按照图2工艺流程编制程序。

(3)配方及选单功能SBR1，通过S7-200 SMART的指针进行间接寻址功能，轻松实现100个工作站的数据存贮和调用，编程简便，数据处理量少，节省了大量的工作量。

(4)人机数据处理及报警功工能SBR2，主要处理中英文、及厘米英寸转换、锯带转速计算和报警处理。

(5)送料长度计算SBR3，主要实现每次送料长度的计算，及设置长度下的送料次数，同时处理送料超过最大允许误差时停机功能。

5结束语
5．1 硬件上S7-200 SMART产品的最大的改变就是输入在上部，输出在下部，使现场人员更加容易适应，配线
更加方便。

5．2软件上在编程过程中向上、向下及向右的画线可方便的使用Ctrl+方向键，不需再用鼠标一个一个的点击，
操作更加简便，同时程序下载使用TCP/IP协议，一根普通的网线就可使用，不需配备专用下载电缆，并且下载
速度超快，几秒钟就能下载完你的工程，同时增加了下载选项的快捷按钮，方便实用。

5．3本系统没有采用伺服电机带动送料机构，改成油缸推动送料机构，编码器反馈位置信号，从而大大的节省
的控制和机械结构的成本，重复定位精度满足生产需求，采用西门SMART产品提升了设备档次，提高了整机
控制系统的稳定性，大量节了了售后成本，得到客户的一至好评。