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CPU單元設(shè)計
集成的24V負(fù)載電源：可鐘連接到傳感器和變送器（執(zhí)行器），CPU 221，222具有180mA輸出， CPU 224，CPU 224XP，CPU 226分別輸出280，400mA?？捎米髫?fù)載電源。

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西門子CPU226
本機集成24輸入/16輸出共40個數(shù)字量I/O 點?？蛇B接7個擴展模塊，最大擴展至248路數(shù)字量I/O 點或35路模擬量I/O 點。13K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。6個獨立的30kHz高速計數(shù)器，2路獨立的20kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器。2個RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通衍力。I/O端子排可很容易地整體拆卸。用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入/輸出點，更強的模塊擴展能力，更快的運行速度和功能更強的內(nèi)部集成特殊功能?？赏耆m應(yīng)于一些復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)。
200系列CPU
 
BCD碼用于PLC的輸入、輸出，例如數(shù)碼管顯示，撥碼開關(guān)輸入，日期、時間的輸入、輸出。
應(yīng)該是當(dāng)時的臨殊決方案，現(xiàn)在的應(yīng)用越來越少了，未來估計會更少。
答：撥碼開關(guān)用得越來越少了，電梯的數(shù)碼管顯示還是需要BCD碼的，時間日期的顯示、輸入要要用BCD碼，BCD碼是二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)，PLC用十進(jìn)制數(shù)和用戶交流就需要BCD碼。BCD碼不會消亡。
8段碼數(shù)字顯示管都是用BCD碼顯示的。PLC中有相應(yīng)的轉(zhuǎn)換程序，非常方便。
現(xiàn)在用屏非常多，一般不用數(shù)碼顯示管了。需要占PLC 4個輸出點。
電梯的樓層就是用數(shù)碼管顯示的，誰見過用屏顯示樓層的嗎？所以還是有不一般的情況。
使用BCD碼比整數(shù)的優(yōu)勢在哪呢？
以電梯的樓層顯示為例，需要用指令將PLC內(nèi)部的二進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為兩位BCD碼（一個字節(jié)），然后將這兩位BCD碼（每一位用4位二進(jìn)制數(shù)表示）分別送給兩個數(shù)碼管的譯碼驅(qū)動鞋。沒BCD碼就干不了這件事。
lsy9202：BCD碼用于操作硬件，而硬件就是電路，電路是只能識別0和1的二進(jìn)制數(shù)的，所以整數(shù)123想讓電路認(rèn)識就要轉(zhuǎn)換為BCD碼W#16#123=2#0000_0001_0010_0011
這是什么理論？電路只能識別0和1，那關(guān)BCD碼*事？難道你的顯樹和顯卡通信時也都是BCD碼？ 
答：“BCD碼用于操作硬件”這個說法不準(zhǔn)確，準(zhǔn)確一點說，BCD碼用于輸入（例如撥碼開關(guān)）、輸出設(shè)備（例如數(shù)碼管），它們是和人打交道的，輸入的和顯示的都是十進(jìn)制數(shù)。但是通過這些設(shè)備不能鐘輸入和顯示十進(jìn)制數(shù)，所以要用BCD碼。BCD碼就是每一位用4位二進(jìn)制數(shù)表示的十進(jìn)制數(shù)，例如要輸入十進(jìn)制數(shù)123，撥碼開關(guān)提供給PLC的BCD碼為W#16#123=2#0001_0010_0011，PLC就可以用12個數(shù)字量輸入點來接收了。可以用指令將BCD碼轉(zhuǎn)換為整數(shù)。

（1）格雷碼轉(zhuǎn)換和逆轉(zhuǎn)換指令   這類指令有2毯GRY （FNC170）和GBIN （FNC171），常用于處理光電碼盤編碼盤的數(shù)據(jù)。(D)GRN(P)指令的功能是將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為格雷碼，(D)GBIn(P)指令則是GRY的逆變換。如圖3-89所示，GRY指令是將源操作數(shù)[S.]中的二進(jìn)制數(shù)變成格雷碼放入目標(biāo)操作數(shù)[D.]中，而GBIN指令與其相反。它們的源操作數(shù)可取任意數(shù)據(jù)格式，目標(biāo)操作數(shù)為KnY、KnM、KnS、T、C、D、V和Z。、16位操作時占5個程序步，32位操作時占9個程序步。

 圖   格雷碼轉(zhuǎn)換和逆轉(zhuǎn)換指令的使用

（2）模擬量模塊讀寫指令  這類指令有2毯RD3A （FNC176）和WR3A （FNC177），其功能是對FXON-3A模擬量模塊輸入值讀取和對模塊寫入數(shù)字值。如圖3-90所示，[m1.]為特殊模塊號K0～K7，[m2.]為模擬量輸入通道K1或K2，[D.]為保存讀取的數(shù)據(jù)，[S.]為指定寫入模擬量模塊的數(shù)字值。指令均為16位操作，占7個程序步。

圖 模擬量模塊讀寫指令的使用

1. 概述
         通常情況下，要實現(xiàn)HMI設(shè)備與V20變頻器的通訊，需要一個支持USS通訊或MODBUS通訊的PLC，比如S7-200系列PLC。其通訊電纜連接如圖1所示。PLC的一個通訊端口與觸摸屏連接，可以采用PPI協(xié)議通訊。PLC的另一個通訊端口與V20的RS485通訊端口連接，采用MODBUS協(xié)議通訊，PLC上編寫MODBUS主站程序，V20為從站。

圖1 觸摸屏通過PLC與V20變頻器通訊

         如果只需要對V2O變頻器做簡單的運行控制和變量監(jiān)視，那么上述配置中PLC的作用僅為數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)。這種情況下，觸摸屏直接和V20變頻器通訊，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控功能，而且可以少用一個PLC，節(jié)省成本。采用西門子的SMART LINE系列觸摸屏能夠?qū)崿F(xiàn)與V20變頻器直接通訊的功能。通訊電纜連接如圖2所示。SMART LINE觸摸屏作為MODBUS主站，V20為從站。

圖2 觸摸屏直接與V20變頻器通訊

2. 硬件設(shè)備及其安裝
        下面用一個實例來介紹Smart Line觸摸屏與一臺V20變頻器通過MODBUS通訊的實現(xiàn)方法。該例子中用到的主要硬件設(shè)備如表1所示，觸摸屏組態(tài)軟件為WinCC Flexible 2008 SP4 China。

表1 示例主要硬件設(shè)備

         硬件安裝步驟如下：
1）將變頻器、電機、觸摸屏固定在安裝工位上。
2）連接變頻器到電機的動力電纜和接地電纜。
3）連接供電電源到變頻器的動力電纜和接地電纜。
4）連接變頻器和觸摸屏的RS485通訊電纜。觸摸屏RS485的9針接口與 V20端子對應(yīng)關(guān)系：3對應(yīng)P+，8對應(yīng)N-。
5）連接24V直流電源的交流進(jìn)線電纜和到觸摸屏的直流供電電纜。

3. V20變頻器參數(shù)設(shè)置
        V20變頻器要采用MODBUS通訊，可以做如下設(shè)置：
1）變頻器恢復(fù)出廠參數(shù)：
P0010=30
P0970=21
2）變頻器快速調(diào)試，選擇Cn011-MODBUS通訊連接宏：
a)設(shè)置電網(wǎng)頻率和功率單位
b)輸入電機銘牌參數(shù)
c)選擇連接宏Cn011-MODBUS通訊
d)選擇應(yīng)用宏AP000
Cn011連接宏對應(yīng)參數(shù)如表2所示。

表2 Cn011對應(yīng)參數(shù)設(shè)置

3）修改MODBUS通訊參數(shù)，其它參數(shù)為Cn011連接宏默認(rèn)參數(shù)：
P2014[0]=0 不監(jiān)控報文間隔時間，否則可能會報F72故障
P2021[0]=3 MODBUS設(shè)備地址為3（與觸摸屏組態(tài)軟件中設(shè)置的從站地址一致）

4. 觸摸屏組態(tài)
        在WinCC Flexible 2008 SP4 China軟件中組態(tài)Smart 1000 IE觸摸屏。詳細(xì)步驟如下：
1）創(chuàng)建項目。
        創(chuàng)建一個空項目，如圖3所示。

圖3 創(chuàng)建空項目

        選擇觸摸屏設(shè)備為Smart 1000 IE，如圖4所示。

圖4 選擇Smart 1000 IE觸摸屏

2）設(shè)置連接。
        在連接畫面中新建一個連接，相關(guān)參數(shù)設(shè)置如下：
通訊驅(qū)動程序：Modicon MODBUS
類型：RS485西門子6ES7211-0BA23-0XB0
波特率：9600
奇偶校驗：偶
數(shù)據(jù)位：8
停止位：1
組幀：RTU Standard
CPU類型：984
從站地址：3
        連接設(shè)置如圖5所示。

圖5 連接設(shè)置

3）添加變量。
        添加與變頻器監(jiān)控相關(guān)的10個變量，如表3所示。

表3 變量列表

        變量地址參照V20變頻器操作手冊，添加完成后的變量畫面如圖6所示。

圖6 添加變量

         速度設(shè)定值變量SetPoint是由-16384(-4000H)到+16384(+4000H)來表示-50Hz到+50Hz的轉(zhuǎn)速，此處采用變量的線性轉(zhuǎn)換屬性，將-16384對應(yīng)-1500，+16384對應(yīng)+1500，如圖7所示。再采用變量的限制值屬性，將變量的輸入值限制在-1600和+1600之間，如果超出該限制值的范圍，則輸入不起作用。如圖8所示。

圖7 速度設(shè)定值變量線性轉(zhuǎn)換

圖8 速度設(shè)定值變量限制值

        速度反饋值變量Feedback也是由-16384(-4000H)到+16384(+4000H)來表示-50Hz到+50Hz的轉(zhuǎn)速，此處也采用變量的線性轉(zhuǎn)換屬性，將-16384對應(yīng)-1500，+16384對應(yīng)+1500，如圖9所示。注意，圖9和圖7所示的線性轉(zhuǎn)換是一致的。

圖9 速度反饋值變量線性轉(zhuǎn)換

4）添加畫面。
        項目生成時已經(jīng)有一個模板和一個畫面，此例僅用到一個畫面。修改畫面的名字為V20_Monitor，如圖10所示。

圖10 編輯之前的畫面V20_Monitor

5）編輯模板。
        模板中的對象在選擇使用模板的畫面中會顯示出來，此處把西門子的LOGO和退出Runtime的按鈕放置在模板中，如圖11所示。

圖11 編輯模板

         然后在按鈕的事件屬性中添加函數(shù)。在按鈕STOP RT事件屬性的單擊事件下添加StopRuntime函數(shù)，如圖12所示。

圖12 退出運行畫面按鈕事件設(shè)置

6）編輯畫面。
        在V20_Monitor畫面中放置IO域、文本域、按鈕、棒圖、圓形等對象。在文本域中輸入相應(yīng)的文本，設(shè)置字號、顏色等，將相關(guān)對象分類排列整齊，完成后的V20_Monitor畫面如圖13所示。

圖13編輯完成的畫面V20_Monitor

        給10個IO域分別連接10個變量。

        其中控制字1和狀態(tài)字1采用16進(jìn)制顯示，控制字1類型模式為輸入/輸出，狀態(tài)字1類型模式為輸出，如圖14所示。

圖14 控制字1對應(yīng)IO域常規(guī)設(shè)置

         轉(zhuǎn)速設(shè)定、實際轉(zhuǎn)速、輸出電壓、直流電壓采用帶符號整數(shù)顯示，轉(zhuǎn)速設(shè)定類型模式為輸入/輸出，其它三個變量類型模式為輸出，如圖15所示。

圖15 實際轉(zhuǎn)速對應(yīng)IO域常規(guī)設(shè)置

         輸出頻率、輸出電流、輸出轉(zhuǎn)矩、輸出功率采用帶符號整數(shù)顯示，并移動小數(shù)點2位，類型模式為輸出，如圖16所示。此處移動小數(shù)點2位的作用是將通訊接收到的值除以100并顯示在觸摸屏上，這樣做的理由是V20變頻器在發(fā)送這些值時將實際值乘了100。

圖16 輸出電流對應(yīng)IO域常規(guī)設(shè)置

         除了用IO域來顯示實際轉(zhuǎn)速的數(shù)值外，還采用棒圖這種圖形化的形式來顯示實際轉(zhuǎn)速，編輯完成的棒圖外觀如圖17所示。

圖17 編輯完成的棒圖外觀

         設(shè)置棒圖的常規(guī)屬性，其中連接變量為Feedback，最大值設(shè)為2000，最小值設(shè)為-2000，如圖18所示。

圖18 棒圖常規(guī)屬性設(shè)置

         設(shè)置棒圖的外觀，如圖19所示。

圖19 棒圖外觀屬性設(shè)置

         設(shè)置棒圖刻度，如圖20所示。

圖20 棒圖刻度屬性設(shè)置

          運行指示燈用來指示變頻器是否處于運行狀態(tài)，連接變量為StsWord1的第2位，運行時顯示綠色，非運行時顯示白色。其外觀動畫設(shè)置如圖21所示。

圖21 運行指示及其外觀動畫設(shè)置

         反轉(zhuǎn)指示燈用來指示變頻器是否處于反轉(zhuǎn)狀態(tài)，連接變量為StsWord1的第14位，反轉(zhuǎn)時顯示綠色，非反轉(zhuǎn)時顯示白色。其外觀動畫設(shè)置如圖22所示。

圖22 反轉(zhuǎn)指示及其外觀動畫設(shè)置

         故障指示燈用來指示變頻器是否處于故障狀態(tài)，連接變量為StsWord1的第3位，故障時顯示紅色，非故障時顯示綠色。其外觀動畫設(shè)置如圖23所示。

圖23 故障指示及其外觀動畫設(shè)置

         接著設(shè)置4個按鈕的功能，此處在按鈕的單擊事件下添加不同的函數(shù)來實現(xiàn)不同的功能。
啟動按鈕：添加SetValue函數(shù)，變量為CtrlWord1，值為1150（16進(jìn)制047E）。再添加SetBitInTag函數(shù)，變量仍為CtrlWord1，位為0，如圖24所示。每次按下啟動按鈕，觸摸屏將先發(fā)送047E，再發(fā)送047F給V20變頻器，實現(xiàn)啟動功能。

圖24 啟動按鈕事件設(shè)置

          停止按鈕：添加ResetBitInTag函數(shù)，變量為CtrlWord1，位為0，如圖25所示。每次按下停止按鈕，控制字1的第0位將被復(fù)位為0，觸摸屏將發(fā)送047E給V20變頻器，實現(xiàn)OFF1停車功能。

圖25 停止按鈕事件設(shè)置

        反向按鈕：添加InvertBitInTag函數(shù)，變量為CtrlWord1，位為11，如圖26所示。每次按下反向按鈕，控制字1的第11位將做非運算，觸摸屏將相應(yīng)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)指令發(fā)送給V20變頻器，實現(xiàn)轉(zhuǎn)向反向功能。

圖26 反向按鈕事件設(shè)置

         故障確認(rèn)按鈕：添加SetBitInTag函數(shù)，變量為CtrlWord1，位為7。再添加ResetBitInTag函數(shù)，變量仍為CtrlWord1，位為7，如圖27所示。每次按下故障確認(rèn)按鈕，觸摸屏將先發(fā)送1狀態(tài)的故障確認(rèn)位，再發(fā)送0狀態(tài)的故障確認(rèn)位給V20變頻器，給故障確認(rèn)位一個上升沿，實現(xiàn)故障確認(rèn)功能。

圖27 故障確認(rèn)按鈕事件設(shè)置

5. 系統(tǒng)運行效果
        完成上述步驟之后，下載組態(tài)程序至觸摸屏中。實際運行效果證明：SMART LINE觸摸屏與V20變頻器通訊正常，觸摸屏可以通過四個按鈕控制變頻器運行、停止、反向以及故障確認(rèn)；變頻器相關(guān)變量和狀態(tài)可以在觸摸屏上正確顯示。變頻器運行時觸摸屏顯示畫面如圖28所示。

圖28 變頻器運行時觸摸屏顯示畫面

西門子6ES7221-1BF22-0XA0