西门子CPU1214C可编程控制器西门子中国总代理 西门子授权代理商
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西门子S7-1200PLC模拟量控制变频器实例一、任务目标该任务是关于西门子1200PLC模拟量应用案例。西门子S7-1200 PLC的模拟量功能可以控制电动阀、变频器等外部设备，也可以采集传感器的温度、压力、液位、流量等。本任务主要使用的是模拟量控制台达变频器从而控制电机的转速。
二、任务描述某设备厂，需要对设备进行散热。采用变频器调速控制电机，需要有手动、自动模式切换，如图1所示
1.手动时，可以测试电机的正反转、停止等
2.自动时根据设备（外部传感器）的温度值控制变频器的频率（当传感器测量温度值小于30℃时，变频器20HZ运行；30-40℃时30HZ运行；大于40℃时50HZ运行）
图1：风机变频控制画面
三、相关知识1.在本案例中使用的是台达变频器VFD-M型号。在使用PLC对台达变频器进行控制时，需要设置相关参数。在本案例中需要使用的是端子启动变频器，模拟量控制变频器的频率。PLC与变频器的接线图，如图2所示；变频器的参数设置如图3所示。
图2：PLC与变频器的接线图
图3：变频器的参数设置
参数设置：频率源 P00=02;命令源 P01=01;停车方式 P02=00;
最大可操作频率 P03=50.0
最大输出频率 P36=50.0;最小输出频率 P37=0.0;M0、M1端子功能 P38=00
最小频率对应的电流值 P131=0.0;最大频率对应的电流值 P132=20.0
2. 标准化与缩放指令
1）标准化指令(NORM_X）用于标准化通过参数MIN和MAX指定的范围内的参数VALUE，把其标定为0%~****范围。OUT=（VALUE-MIN）/(MAX-MIN),其中0.0<=OUT <=1.0。指令示意如图4
图4：标准化指令
2）缩放指令(SCALE_X）用于按参数MIN和MAX所指定的数据类型和值范围对标准化的实参数VALUE进行标定，OUT=VALUE*（MAX-MIN） MIN,其中，0.0<=VALUE<=1.0。指令示意如图5
图5：缩放指令
四、任务实施本任务的实施步骤主要分为PLC接线、IO地址分配以及程序设计思路：
1.PLC接线如图6
图6： PLC接线图
2.IO地址分配
输入地址
说明
输出地址
说明
IW64
频率反馈
Q0.0
正转
IW66
温度
Q0.1
反转
QW64
频率控制
3. 程序设计思路：
本任务中是使用PLC模拟量控制变频器，再结合触摸屏设置频率的控制和反馈显示。但是控制变频器分为手动和自动模式，在手动模式下可以直接给定频率，在自动情况下可以根据温度控制频率。使用1个寄存器MW100存储当前设定的模式，当寄存器的值为1时为手动；当寄存器的值为2时为自动模式。在自动的时候使用比较指令判断当前应该给定的频率值。但是在实际的控制系统中，传感器测量的温度值可能会有波动，可以利用定时器延时的方式避免温度波动导致给定频率不断跳变的情况。
4.程序设计
S7-200 SMART标准型CPU模块的右下角有一个Micro SD 卡的插槽，支持使用市面上通用的 Micro SD 卡来行使功能，支持 FAT32文件系统，支持的卡的容量范围为4G~32G。
??使用该 Micro SD 卡可以进行如下功能：
??① 恢复 CPU 到出厂默认设置;
??② 进行 CPU 的固件版本升级;
??③ 进行程序传输。
??使用存储卡恢复出厂设置
??S7-200 SMART CPU 模块的 SD 卡支持使用 FAT32 文件系统，可以使用通用的 Micro SD卡让其恢复出厂的默认设置。恢复出厂默认设置包括如下几项操作：将 CPU IP 地址恢复为出厂默认设置，清空 CPU 程序块、数据库和系统块。具体步骤如下。
??(1) 准备恢复出厂默认设置的文件
??① 用 Windows 系统自带的记事本新建一个文本文档，在其中写人字符串“RESET_TO_ FACTORY”，并保存。
??② 将该文本文档重新命名为 S7_JOB.S7S(注意后缀名必须是.S7S)。
??③ 将文件“S7 JOB.S7S”拷贝到一个空白的 Micro SD 卡中。
??(2) 开始恢复出厂默认设置
??① 将 S7-200 SMART CPU 模块断电，然后插入刚才的 Micro SD 卡。
??② 将 CPU模块重新上电，它会自动检测到 Micro SD 卡中的内容，并开始执行恢复出厂默认设置。在这个过程中，CPU模块的运行指示灯与停止指示灯会以2Hz的频率交替点亮。
??(3) 恢复成功的提示
??当运行指示灯熄灭，而停止指示灯开始闪烁时，表示已经成功恢复出厂设置。此时可以取下 Micro SD 卡。
??使用存储卡进行固件升级
??S7-200 SMART 支持使用存储卡(Micro SD 卡)进行固件升级，极大地方便了广大用户对产品功能的扩展。使用 Micro SD 卡进行固件升级的步骤如下。
??①到西门子官网下载需要升级的固件文件。
??②在Windows 操作系统下，用普通读卡器将下载的新的固件文件拷贝到一个空白的 Micro SD 卡中。
??③ 将 CPU 模块断电，然后插人带有升级文件的 Micro SD 卡。
??④ 将 CPU 模块上电，CPU 会检测到 Micro SD 卡的内容并自动进行固件升级。升级的过程中运行指示灯和停止指示灯会以 2Hz 的频率交替点亮。
??⑤当运行指示灯熄灭，而停止指示灯开始闪烁时，表示固件升级完成。此时可以取 Micro SD 卡。
??小提示
??固件，英文名称“firmware”,是CPU 厂商设计开发的一种软件,其功能是管理CPU的存储、外设等相当于操作系统的角色。因其被固化到 CPU 模块的内部，因此称为“固件”。固件升级其实是一种软件版本的更新，新版本的软件可以更好地利用现有的硬件资源，扩展软件功能，修改老版本的缺陷，提供更多的软件支持。在 S7-200 的时代，CPU 一旦出厂，其固件版本基本就定了，客户不能自己升级版本。要更新版本，必须将 CPU 返厂，可想而知，这很不方便。如果设备正在被使用，返厂升级固件根本就不能做到。现在 S7-200 SMART 支持使用 SD 卡进行固件升级，确实很方便。