西门子SIMATIC TCPU运动控制器成功的应用部分的案例集41页PPT

4.3.1算术运算指令
1．数据类型 （1）数据类型、长度及范围 S7-200系列PLC数据类型可以是字节、字、双字和实数型，
实数采用32位来表示，数据类型、长度及范围见表4-10。
（2）常数
在S7-200系列PLC编程中经常使用到常数，CPU以二进制形 式存储所有常数，但使用常数可以用二进制、十进制、十 六进制、ASCII码或实数等多种形式。常数的表示形式见表 4-11。
电器第0个字节，共8位。其中第0位是最低位，第7位为 最高位。其表示格式如图4-1所示。
（1）位
位表示格式为：Q [字节地址].[位地址]。如Q0.0表示输出继 电器第0个字节的第0位
（2）字节
字节表示格式为：QB[起始字节地址]。如QB0表示输出继 电器第0个字节，共8位。其中第0位是最低位，第7位为最 高位。其表示格式如图4-4所示
如图4-26所示为LED组成的七段数码管外形和内部结 构，七段数码管分为共阴极结构和共阳极结构。以 共阴极数码管为例，当a、b、c、d、e、f段接高电 平发光，g段接低电平不发光时，显示数字“0”。当 七段均接高电平发光时，则显示数字“8”。
十进制数码 g
f
七段显示电平
e
d
c
b
a
16进制显示 代码
2. 加/减运算指令 加∕减运算指令是对符号数的加∕减、双整数加∕减运算
和实数加∕减运算。 （1）加∕减运算指令格式 加/减运算6种指令的梯形图指令格式如表4-12所示。
3．乘∕除运算指令
乘∕除运算是对符号数的乘法运算和除法运算。包括 有整数乘∕除运算，双整数乘∕除运算，整数乘∕除双整 数输出运算和实数乘∕除运算等。
4.2.1 跳转指令及应用

案例一：前缘送纸
1.2、印刷模切机整体图
案例一：前缘送纸
1.3、前缘送纸工艺
前缘送纸就是以纸板前边缘为基准，在送纸胶轮的周期性加速、同步和减 速作用下，通过格栅配合将纸板有时间性的抬起和落下，将堆叠好的纸板连 续或者间隔的单张送入印刷单元。
在瓦楞纸箱的加工制造中，如果送纸发生偏差，会产生如印刷套印不准、 模切位置偏移、压线偏斜等问题，所以送纸工艺显得十分重要。
目录
一 运动控制概述
什么是运动控制
二 运动控制案例
运动控制八个案例
运动控制概述
（1）、什么是运动控制
运动控制就是通过机械传 动装置对运动部件的位置、速 度进行实时的控制管理，使运 动部件按照预期的轨迹和规定 运动参数（如速度、加速度参 数等）完成相应的动作。
运动控制案例
（2）、运动控制基本功能
通常，一个运动控制系统的功能包括：速度控制和 点位控制（点到 点）。有很多方法可以计算出一个运动轨迹，它们通常基于一个运动的速度 曲线如三角速度曲线，梯形速度曲线或者S型速度曲线。如 电子齿轮（或电 子凸轮）。也就是从动轴的位置在机械上跟随一个主动轴的位置变化。
采用的XD3控制器，具备很快的数据处理和运动状态触发能力，现场运 行扫描周期0.1ms，确保了控制的高精度。
案例一：前缘送纸
1.7、送纸过程时序控制
在接纸棍编码器旋转到设定相位时，抬刀放下，瓦楞纸与送纸辊充分接 触，然后启动送纸辊电机，在加速距离范围内从0速加速到接纸棍的线速度， 进入同步传送，当接纸棍编码器转到相应相位时，抬板抬起，瓦楞纸与送纸 辊充分脱离，触发送纸辊减速（在规定的相位里减速至0速）然后等待下一次 的送纸时机。
案例一：前缘送纸
1.4、前缘送纸工艺图

1968年，美国通用汽车公司(GM公司)为 了在每次汽车改型或改变工艺流程时不改动原 有继电器柜内的接线，降低成本，缩短开发周 期，而提出了研制新型逻辑顺序控制装置，并 提出了10项招标技术指标。其主要内容如下：
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GM十条
1.编程简单，可在现场方便地编辑及修改程序； 2.价格便宜，其性能价格比要高于继电器控制 系统； 3.体积要明显小于继电器控制柜； 4.可靠性要明显高于继电器控制系统； 5.具有数据通信功能； 6.输入可以是AC115V。 7.输出为AC115V，2A以上。 8.硬件维护方便，最好是插件式结构。 9.扩展时，原有系统只需做很小改动。 10.用户程序存储器容量至少可以扩展到4K。
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一九六九年，美国数字设备公司(DEC)•根据上 述要求研制出世界上第一台可编程控制器，型号为 PDP-14，并在GM公司的汽车生产线上首次应用成功， 取得了显著的经济效益。当时人们把它称为可编程 序逻辑控制器 (Programmable Logic Controller， 简称ＰＬＣ)。
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随着微电子技术的发展，七十年代中期以 来，由于大规模集成电路(LSI)•和微处理器在 ＰＬＣ中的应用，使ＰＬＣ的功能不断增强， 它不仅能执行逻辑控制、顺序控制、计时及计 数控制，还增加了算术运算、数据处理、通信 等功能，具有处理分支、中断、自诊断的能力， 使ＰＬＣ更多地具有了计算机的功能。
上述划分方式并不十分严格，也不是一成不变的。随着PLC 的发展，划分标准已经有过多次修改。
16Βιβλιοθήκη ⒉ 根据结构形式分类（1）整体式 一般的微型机和小型机多为整体式结构。这种结构Ｐ ＬＣ的电源、ＣＰＵ、Ｉ／Ｏ 部件都集中配置在一个 箱体中，有的甚至全部装在一块印刷电路板上。
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（2）模板式

定是否执行SCR程序段，SCR堆栈的值会被复制到逻辑堆栈中，因此可以直接将指令框或
者输出线圈连接到左侧的能流线上而不经过中间触点。
LSCR指令标志着SCR段的开始，SCR结束指令（SCRE）则标志着SCR段的结束。在
装载SCR指令与SCR结束指令SCRE之间的所有逻辑操作的执行取决于S堆栈的值，而在
小车运动手动控制
小车手动控制运行过程： 小车向前运动：手动操作按钮I0.4接通，并且小车底门关闭（Q0.3断开）时，小车向前 运动（Q0.0接通）并且停止在最前端位置（Q0.0断开，前限位开关I0.1接通）； 漏斗翻门控制：手动超作按钮I0.6接通，漏斗翻门打开（Q0.1接通），货物通过漏斗卸 下，7s后自动关闭漏斗翻门（Q0.1断开）； 小车向后运动：手动操作按钮I0.5接通，小车向后运动（Q0.2接通）至后限位开关位置 停止（Q0.2断开，后限位开关I0.2接通）； 小车翻门控制：手动操作按钮I0.7接通，小车底门打开（Q0.3接通），将小车中货物取 下；5s后自动关闭小车翻门（Q0.3断开）。
2021/7/7
电气控制与PLC
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顺控继电器（SCR）指令
S7-200系列PLC的SCR指令是按照顺序控制工艺在LAD、FBD或STL中编制状态控制程
序的指令，包括LSCR、SCRT、CSCRE和SCRE四条指令。
装载SCR指令（LSCR）：将S位的值装载到SCR和逻辑堆栈中，SCR堆栈的结果值决
2021/7/7
电气控制与PLC
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大、小球分类选择控制状态转移图
两个分支：若吸住的是小球，则I0.2为ON， 执行左侧流程；若为大球，I0.2为OFF，执 行右侧流程。 初始状态由SM0.1初始脉冲驱动，在步进 梯形图外编制机械臂处于原点时的指示梯形 图程序（Q0.7指示）。 步进梯形图程序中，增加了机械臂上电磁 铁下降至接近开关PS0位置时的控制功能， 与限位开关LS2共同作用（状态转移图中未 表示）。

序计算的输出值，并将PIQ的内容写入数字量输出模块。 2、内部存储器区（M） 内部存储器区（M），主要用于存储中间变量。 3、定时器（T）存储器区 在CPU的存储器中，有一个区域是专为定时器保留的。此
存储区域为每个定时器地址保留一个16位字。梯形图逻辑指 令集支持256个定时器。时间值可以用二进制或BCD码方式读 取。
6、外部I/O存储区（PI/PQ） 外设输入（PI）区和外设输出（PQ）区允许直接访问本地
的和分布式的输入模块和输出模块。
Date: 2020/10/17
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4.1.3 S7-300 CPU的寄存器
1、累加器（ACCUx） 累加器用于处理字节、字或双字的寄存器。S7-300有两
个32位累加器（ACCU1和ACCU2）。 2、状态字寄存器（16位） 状态字用于表示CPU执行指令时所具有的状态。一些指令
Date: 2020/10/17
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4.1.1 STEP7编程语言
1、梯形图（LAD）
LAD（LAD:Ladder Diagram）简称梯形图，LAD是 使用最多的PLC编程语言。因 与继电器电路很相似，具有直 观易懂的特点，很容易被熟悉 继电器控制的电气人员所掌握， 特别适合于数字量逻辑控制, 也适合于熟悉继电器电路的人 员使用。LAD编程语言如图4.1 所示。
Date: 2020/10/17
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4.1.4 STEP7数据类型
在STEP7中，大多数指令要与具有一定大小的数据 对象一起操作，不同的数据类型具有不同的格式。编 程所用的数据要指定数据类型，要确定数据大小和数 据的位结构。数据类型分为3大类。
1、基本数据类型 基本数据类型有很多种，每种数据类型在分配内

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
1.2 S7-200 SMART的硬件
1.2.1 CPU模块
1．CPU模块的技术规范 标准型CPU SR20/SR30/SR40/SR60、CPU ST20/ST30/ST40/ST60，可扩展6 个 扩 展 模 块 ， SR 和 ST 分 别 是 继 电 器 输 出 和 晶 体 管 输 出 。 经 济 型 的 CPU CR40/CR60价格便宜，不能扩展。定时器/计数器各256点。 4点输入中断，2个定时中断。CPU SR60/ST60的用户存储器30KB，用户 数据区20KB，最大数字量I/O 252点。标准型CPU最大模拟量I/O 36点，4点 200kHz的高速计数器，晶体管输出的CPU有2点或3点100kHz高速输出。 2．CPU模块中的存储器 PLC的程序分为操作系统和用户程序。 RAM（随机存取存储器）的工作速度高、价格便宜、改写方便。断电后 储存的信息丢失。 ROM（只读存储器）只能读出，不能写入。断电后储存的信息不会丢失。 EEPROM（可以电擦除可编程的只读存储器）的数据可以读出和改写，断 电 后 信 息 不 会 丢 失 。 写 入 数 据 的 时 间 比 RAM 长 ， 改 写 的 次 数 有 限 制 。 用 EEPROM来存储用户程序和需要长期保存的重要数据。

SIMATIC T-CPU
A&D ASBU
T-CPU在高速散热带成型机中的应用
客户利益
满足客户的市场策略
采用T-CPU+S120的方案, 控制效 果和各项功能指标均满足生产工 艺要求，生产效率和产品质量均 大幅提高，增强了在市场上的竞 争力。
回顾机床控制系统的开发过程，庆幸自己在项目方 案选型阶段，作出了明智的决定——选择西门子SIMATIC
A&D ASBU
SIMATIC T-CPU
云南红塔集团玉溪卷烟厂:烟草包装机改造
系统配置
系统组态
• • • • • T-CPU Sinamics120 高性能ET200S 普通I/O Panel
SIMATIC T-CPU
A&D ASBU
云南红塔集团玉溪卷烟厂:烟草包装机改造
客户利益
满足客户的市场策略
采用T-CPU的n条理由
• T-CPU 集成了S7-300 CPU 和SIMOTION 运动控制器内核的标准CPU。S7-300 CPU 与运动 控制器SIMOTION 之间的数据交换由T-CPU 硬件完成，无需要工程师额外编制PLC 程序，节 约了用户的开成本，大大节省了系统的编程、调试和维护时间； • T-CPU 连接SINAMICS S120的硬件配置过程，使电气工程师完成运动控制任务时，完全是 在工程师所熟悉的STEP 7 软件平台上解决。工程师不需要学习其他的编程语言，就可以胜 任复杂的运动控制工艺任务； • T-CPU连接SINAMICS S120的配置方案，适用于中、高端OEM生产机械市场。 • ……
SIMATIC T-CPU
A&D ASBU
T-CPU在钢结构数控钻床中的应用

© Siemens AG 2008 - Subject to modifications
高速散热带成型机的应用——紧凑的S7-300 T-CPU运动控制解决方案
客户简介
上海九段精密机电科技有限公司 散热带是空调行业中，最重要也是用得最多的零部件之一，它对散热器和冷凝器的温控效果，起到非常重要的作用。由 于散热带成型技术的工艺复杂性，而且空调行业对它的需求量又很大，所以它的制造工艺往往很难用简单的机械设备来 实现。传统工艺制造方法是：通过机械的齿轮传动，加上简单的伺服控制。传统工艺制造的技术弱点是：工艺参数修改 困难，而且控制精度较差。
同一个硬件平台上，可以完成 多种自动化任务
SIMATIC Technology CPU
08/2008
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Industry Sector
© Siemens AG 2008 - Subject to modifications
多晶硅铸锭炉的应用——紧凑的S7-300 T-CPU运动控制解决方案
SIMATIC Technology CPU
08/2008
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Industry Sector
© Siemens AG 2008 - Subject to modifications
木工机械的应用——紧凑的S7-300 T-CPU运动控制解决方案
客户简介
STORTI 木工机械，是意大利一家著名木工机械设备制 造商 总共生产有70多种不同机型。
© Siemens AG 2008 - Subject to modifications
木工机械的应用——紧凑的S7-300 T-CPU运动控制解决方案
西门子的自动化解决方案 采用西门子新型的S7-300 运动控制器 —— CPU317T-2 DP

与
剑
PLC
丁如春
项目8.1 西门子S7-200系列PLC基本实例及仿真调试
张莲花 刘景东 高双喜
主讲：
配套教材：电气控制与PLC应用，胡汉文 丁如春，人民邮电出版社
近
上
1
下
项目8.1
Plc应用案例
西门子S7-200系列PLC基本实例及仿真调试
西PLC仿真
不同厂家生产的PLC，其I/O接线、指令系统、编程软件都有一定的差异。 本次任务是在前面已学过三菱FX2N系列PLC基础上，以西门子S7-200系列PLC ●西PLC简介 为控制器，组成电动机的“启保停”控制装置，对西门子PLC的I/0分配、 ●工序要求 编程、仿真调试等方面，进行介绍，为学员进一步学用西门子PLC奠定基础。
起初：I0.2 Q0.0 [全为0态] 启钮SB2[按下] (+) SB2[按下] I0.2端[通] 1采样
电机咋动？
2程序运算 I0.2容器[1态] I0.2常开[通]
Q0.0容器[1态]
近
上
5
下
子s7-200PLC与三菱FX2N PLC对比讨论
① 0通道7号 输入端： 西门子：I0.7 按钮、 I0.7 Q3.7 接触器、 三 菱：X007 或X7 开关等 电磁阀、 I/O分配图 信号灯等 ② 3通道7号 输出端： 西门子：Q3.7 PLC (S7-200) KM0(实为KA0) 三 菱： Y037 或Y37
PLC内部
输出回路 3刷新 [转 ] KM0 (-) 24V
1采样
启钮SB2 [按下]
Q0.0 态 1 0 容器 结果写到
Q0.0 [通 ]
a←常开触点 b←常闭触点 c←线圈
[写1] 1M端 a接通 c通电 I0.1 I0.2 (Q0.0) Q0.2 程序完 [END]

5），MODE指定高速计数器的工作模式（0～11）。每个高速计数
器只能用一条HDEF指令；
2）高速计数器指令HSC中，操作数N指定高速计数器号（0～5）。
2.高速计数器的控制字节
3.高速计数器的当前值及预置值寄存器
4.高速计数器的状态字节
8.1.3 高速计数器向导的设置
1.选择计数器类型和操作模式
1．脉宽调制输出（PWM）
PWM功能可输出周期一定占空比可调的高速脉冲 串，其时间基准可以是µs或ms，周期的变化范围为 10～65 535µs或2～65 535ms，脉宽的变化范围为0～ 65 535µs或0～65 535ms。
当指定的脉冲宽度大于周期值时，占空比为100%， 输出连续接通。当脉冲宽度为0时，占空比为0%，输 出断开。如果指定的周期小于两个时间单位，周期被 默认为两个时间单位。可以用以下两种办法改变PWM 波形的特性。
多段流水线的包络表
3． PTO/PWM寄存器
Q0.0和Q0.1输出端子的高速输出功能通过对PTO/PWM寄存器的不同设置来实现。PTO/PWM寄存器由SM66~SM85特殊存储器组 成，它们的作用是监视和控制脉冲输出（PTO）和脉宽调制（PWM）功能。各寄存器的字节值和位值的意义如表7-7。
8．2．2 高速脉冲输出指令
每个CPU有两个PTO/PWM发生器，一个发生器分配 给输出端Q0.0，另一个分配给Q0.1。当Q0.0或Q0.1设 定为PTO或PWM功能时，其他操作均失效。不使用 PTO/PWM发生器时，Q0.0或Q0.1作为普通输出端子使用。 通常在启动PTO或PWM操作之前，用复位R指令将Q0.0或 Q0.1清0。
PTO功能允许多个脉冲串排队输出，从而形成流水 线。流水线分为两种：单段流水线和多段流水线。