6ES7512-1DM03-0AB0性能参数

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西门子基于PC 机的自动化控制产品，分为Soft PLC 及Slot PL 两种类型。Soft PLC 又分为基本型及实时型两种，它们是 bbbbbbs NT 或2000 操作系统下的一个运行软件，而Slot PLC 则是插在PC 机内的板卡式PLC，又分为Slot 412 和 Slot 416两种。
IL70: 西门子嵌入式触摸面板工业PC 机。
WinCC: 西门子工业组态软件。
ET200: 西门子S7 系统中远程I/0，或称之为分布式I/0。
PROFBUS: 现场总线。
OPC: 用于过程控制的对象链接和嵌入。
本文论述的这条纺织生产线是青岛宏大纺织机械有限责任公司新近研制开发的产品。该公司是中国纺机行业的*企业，梳棉机，落筒机，清梳联等是其主要产品。近年来，随着纺织行业的发展，该公司不断开发具备，能与国外**产品相媲美的新产品。而该生产线正是青岛宏大纺织机械有限责任公司这一、二年来的重点项目，目前正处于优化调试阶段，将于今年底面市，因此本文在论及该生产线时，略去了各设备的名称及其主要工艺，主要描述西门子产品在该项目上所体现的特点，以及作者使用中的体会。
其中A 为主要设备，该设备停止运行则整个生产线停止生产。而B、C、D、E 等设备则可以根据纺织厂不同的产品工艺要求独立地运行或停止，而且 B、C、D 设备可以1台运行，也可以2台相同设备同时运行。E 设备则可以有更多数量同时运行。在电气控制上要求将生产线的生产状况实时反映到车间级及厂级管理层，并将生产数据存档。同时要求整个生产线上所有设备的运行状态必须传送到一个操作员站及一个工程师站上实时显示，所有设备的工艺参数设置由操作员站完成。另外，由于生产线上各设备分散距离较远，考虑到设备手动调试时的可操作性，要求设备的手动调试必须就近连接操作面板，一旦手动调试停止，即拆除连接的操作面板。

在选择控制系统时，较初有两种设计方案：
A 设备选用S7-400 系列PLC，CPU 为CPU412-2DP；C 设备，D 设备选用S7-300系列PLC，CPU 分别为 CPU314，CPU315-2DP；B 设备和E 设备选用S7-200 系列PLC，CPU 为CPU224 并带EM277 PROFIBUS 扩展板，将B 设备和E 设备分别作为D 设备的智能PROFIBUS 从站。A 设备上的S7-400 系统中配置一块CP443-1 工业以太网通讯卡，与工程师站联接，并与车间级及厂级管理层联网。A、C、D 设备及操作员站TP37 用MPI联网，各设备互相之间的逻辑互锁及数据交换通过 MPI 网络实现。C 设备，D 设备将生产状况及运行状态传送给A 设备，由A 设备通过以太网传送给工程师站及管理层网络。同时，B 设备，E 设备通过PROFIBUS 网络将信息传送给D 设备，通过D 设备传送给A 设备，并向上一级传送。系统中配置的TP37 触摸屏作为操作员站，为各设备设置参数，并显示部分运行数据。对于A、C、D 设备的手动调试利用一个TP170B 通过MPI 网络就近联接各PLC 来完成。
整个控制系统由PROFIBUS 网络组成。A 设备选用S7-400 系列PLC，CPU 为CPU412-2DP，作PROFIBUS 主站，其自身的I/0 由ET200M 组成；C 设备，D 设备，选用ET200M 远程I/0 方式作A 设备的PROFIBUS 从站；B 设备和 E 设备选用S7-200系列PLC，并配EM277，直接作为A 设备的智能从站。A 设备与工程师站的联接及与管理层联网方式同方案一，操作员站同样选用TP37。A、C、D 设备的手动调试利用一个TP170B 就近联接完成。
对于**种设计方案，各设备的控制系统独立性较强，可单独运行或停止，调试方便，但问题也是显而易见的：
1. 数据传送问题

因为B、C、D、E 各设备的信息都必须通过A 设备传送到工程师站及管理层网络，因此B、C、D、E 设备的数据传送到工程师站的实时性较差。TP37 作为操作员站，同时要与A、C、D 三种设备通讯，同样需要较长的数据更新周期。
2. 通讯能力问题
因为C，D 设备选用的是S7-300 系列PLC 中的CPU314，CPU315-2DP，它们的S7 固定连接数量受到限制，如C 设备，它必须同时与一个A 设备，两个D 设备，一个TP37 及一个TP170B 连接，这个连接数**过了它的S7 固定连接数量。虽然可以通过A设备再与 D 设备连接，或建立动态连接等方法来解决问题，但显然不方便。而且A、C、D 设备之间的逻辑连锁控制，如通过上述两种方法解决，实时性很差，在工艺上也是不允许的。
3. 互换性较差
用这种方案时，A 设备，两台C 设备，两台D 设备，都有不同的MPI 。生产厂在提供设备给纺织厂时，必须对相同设备的CPU 下载不同的配置，相同设备之间无法互换，给设备安装及销售管理增加麻烦。
*二种方案则解决了**种方案所遇到的技术问题。因为C、D 设备是A 设备的分布式I/0 站，所有生产信息及运行状态都在 CPU412-2DP 中，这些设备的信息同时传送到工程师站及管理层网络上。TP37 也只和一个CPU 通讯，数据更新快，也不存在各设备之间通讯能力的问题。同时，C、D 设备在PROFIBUS 网上的从站地址可以直接在接口模板IM153 上设置，因此，C 设备之间或D 设备之间可以完全互换，设备安装维修更方便。虽然在这种方案中，C、D 设备必须依赖A 设备的运行才能运行，但因为本来生产工艺上，当A 设备停止时，C、D 设备就不能运行，因此，C、D 设备的独立运行没有必要，如果仅为设备调试方便，相对而言意义不大。
但是，*二种设计方案也有不是之处。A、B、C、D、E 各设备的信息都必须通过一块CP443-1 以太网卡传送到工程师站及管理层网络，存在一个数据通讯的瓶颈问题，数据交换的实时性及速度都受到限制。另外，鉴于TP37 的能力，操作员站只能用于参数设置及少量数据显示用，而无法完成数据统计、存档、报表生成等进一步的数据处理功能，并且图形的动态显示效果也不理想。而西门子Wi 产品的特点正好解决了这些问题。Wi 不仅仅是一个可编程序控制器，它将自动化控制和人机界面集成在一个PC 平台上，在进行自动化控制的同时，完成大量的数据通讯，数据处理及可视化处理。基于上述原因，对*二种设计方案进行了改进。首先，考虑到生产线运行的安全性及稳定性，用Wi 产品中的插槽型PLC Slot 412 代替原来的 S7-400PLC 的CPU412-2DP，配合使用电源扩展板，并外接24 伏直流电源，使控制系统可独立于PC 机的操作系统，保证系统运行的高可靠性。其次选用西门子嵌入式触摸面板工业PC 机IL70 作为PC 平台，其集成的TCP/IP 以太网口直接与工程师站及管理层联网，另外在 IL70 上运行WinCC 人机界面软件，使操作员站能完成更强大的功能。Wi Slot 412 作为系统的中央控制器是整个控制系统的 PROFIBUS-DP 主站，完成设备A、C、D 的控制任务。C、D 设备使用ET200M 作为远程分布式I/0 站，直接连接到 Slot 412 集成的DP 口上。B，E 设备使用CPU224，并配置EM277 PROFIBUS 扩展板作为Slot 412 的智能从站，将数据信息传送给Slot 412。电源扩展板上的外接24 伏直流电源及后备电池保证在PC 机断电情况下，Slot 412 仍能正常工作。

三、伺服系统的发展趋势

从的讨论可以看出，数字化交流伺服系统的应用越来越广，用户对伺服驱动技术的要求也越来越高。总的来说，伺服系统的发展趋势可以概括为以下几个方面：

（一）交流化

伺服技术将继续迅速地由DC伺服系统转向AC伺服系统。从目前国际市场的情况看，几乎所有的新产品都是AC伺服系统。在工业发达的国家，AC伺服电机的市场占有率已**过80%，在国内生产AC伺服电机的厂家也越来越多，正在逐步**过生产DC伺服电机的厂家。可以预见，不久的将来，除了在某些微型电机领域之外，AC伺服电机将完全取代DC伺服电机。

（二）全数字化

采用新型高速微处理器和**数字信号处理机（DSP）的伺服控制单元将全面取代模拟电子器件为主的伺服控制单元，从而实现完全数字化的伺服系统。全数字化的实现，将原有的硬件伺服控制变成了软件伺服控制，从而使在伺服系统中应用现代控制理论的先进方法成为可能。

（三）高度集成化

新的伺服系统产品改变了将伺服系统划分为速度伺服单元与位置伺服单元两个模块的做法，代之以单一的、高度集成化、多功能的控制单元。同一个控制单元，只要通过软件设置系统参数，就可以改变其性能，既可以使用电机本身配置的传感器构成半闭环调节系统，又可以通过接口与外部的位置或速度或力矩传感器构成高精度的全闭环调节系统。

（四）智能化

智能化是当**切工业控制设备的流行趋势，伺服驱动系统作为一种高级的工业控制装置当然也不例外。较新数字化的伺服控制单元通常都设计为智能型产品，他们的智能化特点表现在以下几个方面：

1）具有参数记忆功能。系统的所有参数都可以通过人机对话的方式由软件来设置，保存在伺服单元内部，通过通信接口，这些参数甚至可以在运行途中由上位计算机加以修改；

2）具有故障自诊断与分析功能。无论什么时候，只要系统出现故障，就会将故障的类型以及可能引起故障的原因通过用户面板清楚地显示出来，这就简化了维修与调试的复杂性；（3）具有参数自整定的功能。众所周知，闭环调节系统的参数整定是保证系统性能指标的重要环节，带有自整定功能的伺服单元可以通过几次试运行自动将系统的参数整定出来，并自动实现其较优化。

（五）模块化和网络化

在国外，以工业局域网技术为基础的工厂自动化（FactoryAutomation简称FA）工程技术在较近十年来得到了长足的发展，并显示出良好的发展势头。为适应这一发展趋势，较新的伺服系统都配置了标准的串行通信接口（如RS—232C接口等）和**的局域网接口。这些接口的设置，显著增强了伺服单元与其它控制设备的互联能力，从而与CNC系统间的连接也因此变得十分简单，只需要一根电缆或光缆，就可以将数台，甚至数十台伺服单元与上位计算机连接成为整个数控系统。

综上所述，伺服系统将向两个方向发展：一个是满足一般工业应用的要求，对性能指标要求不是很高的应用场合，追求、少维护、使用简单等特点的驱动产品，如变频电机、变频器等；另一个就是代表着伺服系统发展水平的主导产品——伺服电机、伺服控制器，追求高性能、高速度、数字化、智能化、网络化的驱动控制，以满足用户较高的要求