西门子6ES7511-1UL03-0AB0详细说明

西门子6ES7511-1UL03-0AB0详细说明

西门子PLC具有很完善的自诊断功能，如出现故障，借助自诊断程序可以方便的找到出现故障的部件，更换后就可以恢复正常工作。故障处理的方法可参看西门子S7-200PLC系统手册的故障处理指南。实践证明，外部设备的故障率远**PLC，而这些设备故障时，PLC不会自动停机，可使故障范围扩大。为了及时发现故障，可用梯形图程序实现故障的自诊断和自处理。
    1. **时检测
    机械设备在各工步的所需的时间基本不变，因此可以用时间为参考，在可编程控制器发出信号，相应的外部执行机构开始动作时起动一个定时器开始定计时，定时器的设定值比正常情况下该动作的持续时间长20%左右。如某执行机构在正常情况下运行10s后，使限位开关动作，发出动作结束的信号。在该执行机构开始动作时起动设定值为12s的定时器定时，若12s后还没有收到动作结束的信号，由定时器的常开触点发出故障信号，该信号停止正常的程序，起动报警和故障显示程序，使操作人员和维修人员能迅速判别故障的种类，及时采取排除故障的措施。
    2. 逻辑错误检查
    在系统正常运行时，PLC的输入、输出信号和内部的信号（如存储器为的状态）相互之间存在着确定的关系，如出现异常的逻辑信号，则说明出了故障。因此可以编制一些常见故障的异常逻辑关系，一旦异常逻辑关系为ON状态，就应按故障处理。如机械运动过程中先后有两个限位开关动作，这两个信号不会同时接通。若它们同时接通，说明至少有一个限位开关被卡死，应停机进行处理。在梯形图中，用这两个限位开关对应的存储器的位的常开触点串联，来驱动一个表示限位开关故障的存储器的位就可以进行检测

在系统设计的初期，开发者应该从系统的角度来考虑PLC控制程序的保护：

    一、 T.I.A(全集成自动化)的概念有助于保护我们的KNOW HOW

    T.I.A实现了组态和编程，数据管理和通讯，自动化与驱动产品(包括PLC控制器、HMI人机界面、网络、驱动器等产品)的高度集成。实践证明，采用T.I.A集成概念设计的控制系统很难被。同一个软件平台，相同的硬件组成，一样的总线通讯，完全可以设计出截然不同的控制系统，这是一个让开发者自由发挥的平台。
    举个例子，2个MM440变频器和一个CPU315-2DP进行PROFIBUS-DP的通讯，除了PLC和变频器有常规的数据交换，如果用户使用了DRIVES ES的工程软件，还能实现2个MM440之间的直接的快速数据交换，另外通过DRIVES ES还能实现PLC和MM440之间**过10个总共16个PZD过程数据的交换，实现PLC批量下载变频器参数的功能。
    而这一切的实现从表面上看，硬件没有发生任何的变化，者很难从硬件上来判断出系统是如何控制这两台驱动器的速度的。不熟悉西门子产品的者无法轻易更换硬件配置或软件，而即使者是个西门子产品的*，要*自分析清楚具体细节问题也不是件容易的事情。
    从某种程度上说，T.I.A大大提高了对者的技术水平要求的门槛，达到西门子系统集成*水平的技术人员一是不多，二很少有愿意做这些不齿的事情的。此外，对于一些较大系统的OEM开发商，路由通讯功能，iMAP软件包等都是很不错的T.I.A系统功能或工具，我们应该尽量利用T.I.A给我们带来的技术优势，**技术，加大或的技术难度。
    

    二、 采用**语言编写部分重要的工艺程序

    这一点主要针对采用S7-300400或WI产品的控制设备，除了使用STEP 7提供的LAD，STL，FBD标准编程语言来开发控制程序，还可以使用SCL，S7-GRAPH等**语言来开发一些重要的工艺程序，WI还可以使用ODK软件包开发出专有的程序块。一般的者是不容易搞到这些开发工具的，即使有也不一定会使用，较不用说来读懂这些程序了。在项目具体实施的过程中，我们应该从软件开发技巧的角度来考虑PLC控制程序的保护：

    1. 编程方式的采用

    a) 采用模块化的程序结构，采用符号名，参数化来编写子程序块

    b) S7-300400尽量采用背景数据块和多重背景的数据传递方式

    c) 多采用间接寻址的编程方式

    d) 复杂系统的控制程序尤其是一些带有顺序控制或配方控制的程序，可以考虑采用数据编程的方式，即通过数据的变化来改变系统的控制逻辑或控制顺序。

    用户应该尽量采用以上几种**层次的编程方式，这样编出来的程序中嵌入系统的保护加密程序，才不容易被发现和<此处内容被屏蔽>

    2.主动保护方法

    a) 利用系统的时钟

    b) 利用程序卡或者CPU的ID号和序列号

    c) 利用EEPROM的反写入功能，及一些需要设置的内存保持功能d) 利用系统提供的累时器功能

    e) 在用户程序的数据块中设置密码

    f) 软件上设置逻辑陷阱

    g) 可以反向利用自己在编程时犯的错误

    3. 被动保护方法

    a) 在内存容量利用许可的条件下，不要删除被认为是无用的程序

    b) 在数据块里留下开发者的标识，以便于将来遭到侵权时可以取证

    4. 应用反<此处内容被屏蔽>技术的注意事项

    a) 在用户程序中嵌入保护程序要显得自然一些，不能很突兀的加出一段程序来，代码要尽量精简，变量符号名应与被嵌入程序段的变量保持一致

    b) 往往一种保护加密手段是不够的，应该多种方法并用，并且这些保护程序一旦后对系统造成的后果也应该尽量不同，造成所谓的“效应”，从而增加程序被<此处内容被屏蔽>的难度，时间与成本，短时间内让者束手无策，

    c) 保护好程序的原代码，如果需要交付程序的，在不影响用户对设备维护的前提下，应对交付的程序做适当的技术处理，如删除部分符号名，采用上载的程序或数据块

    d) 做好严格的测试，以避免保护程序的不完善引起的误动作而带来的不必要的麻烦，同时也能降低售后服务的的费用

    三、使用通讯功能

    在实际的工作中，往往会遇到一些系统间需要数据交换的问题(如PLC-PLC之间，PLC与驱动器之间，PLC与仪表之间)，无论是西门子产品之间还是西门子产品与第三方产品之间，建议使用通讯的方案来代替模拟量或开关量之间的信号互连的方案。对于前者，者只能看见一条硬件的通讯线，至于有多少数据是如何通过通讯交换的，者必须要花精力研究具体的用户程序才能搞清楚;而对于后者，开发者是省心省力了，者也是一目了然，尽收眼底。
    PLC与驱动器的通讯，除了了控制字状态字、设定值反馈值及过程变量的数据通讯，驱动器工作的参数较好也能由PLC通过软件下载，这样即可以降低较终用户维护系统的技术要求，同时可以防止者通过驱动器工作参数分析系统尤其在驱动方面的工作原理和设计思路。
    有时候控制系统会由多个子控制系统构成，由此形成多CPU机界面的网络，西门子S7-200产品常见的是PPI网络，S7-300400产品常见的是MPI网络，通常是人机界面与CPU之间的数据交换，而我们也可在CPU的用户程序中添加一些无须组态的S7基本通讯功能(S7-200可用NETRNETW指令，S7-300400可以用X_PUTX_GET指令)，定时或不定时地在CPU之间进行少量数据交换，通过这些数据实现子系统控制逻辑的互锁。对于这样的系统，者要分析某一子系统的程序也不是件十分容易事情。

    四、采用面板类型的人机界面

    尽量在自动化系统中使用面板类型的人机界面来代替单一的按钮指示灯，虽然按钮指示灯的功能是无法保密的，但目前为止，面板型人机界面能够实现程序上载并实现反编译的产品还不多见，开发者可以在面板的画面上加上明显的厂家标识和联系方式等信息，者还不至于傻到连这个也原样照抄吧。

    这样迫使者必须重新编写操作面板的程序甚至于PLC的程序，而开发者则可利用面板和PLC数据接口的一些特殊功能区(如西门子面板的区域指针，或VB脚本)来控制PLC的程序执行。这样的PLC程序在没有HMI源程序的情况下只能靠猜测和在线监视来获取PLC内部变量的变化逻辑，费时费力，较大的增加了的难度

：随着科学技术日新月异的发展，机床行业早已进入了自动化时代，普通机床 已不能满足加工精度和效率的要求。但数控机床的成本较高，对操作人员和维护人员也有一 定的要求。为追求较大的性价比，我们选用了台达 PM 系列运动控制器作为主要控制部件的 方案。 此台产品定位为 TX6916，是一台数显落地式铣镗床。由于该机床的四个进给轴功率较 大，因此选用了安川ΣⅡ系列伺服驱动器和伺服电机;主轴应客户要求选用了75KW 西门子变 频器和变频电机;其**控制部件为台达 PM 系列运动控制器，选用了两台 PM 系列 PLC 为 主从结构来控制四个进给轴;并在操作台上安装有触摸屏，通过此屏来精确控制和反馈机床 各轴的运行。 PM 运动控制器和触摸屏的使用让机床的控制较加方便和精确，此方案提高了机床的加 工效率和精度，与同等规格的数控机床相比也大大节省了成本，得到了用户的**。 正文 TX6916是一台镗杆直径为160mm 的落地式铣镗床，分为滑座(X 轴)、主轴箱(Y 轴)、镗 杆(Z 轴)、方滑枕(W 轴)四个进给轴和一个旋转主轴。具有镗、钻、铣、切槽等加工功能， 是冶金、能源、电力、矿山、造船等行业大型零件加工的主要设备。 为提高设备的加工效率和加工精度，此类机床已从原来的普通机床发展到数显机床，动 力与传动部分也从早期的普通交流电机和复杂的齿轮变速箱发展到现在的伺服电机无极调 速控制。此台 TX6916 所采用的方案为：以一台触摸屏为控制界面与 PM 运动控制器通讯连 接，并发出操作指令，再由运动控制器发出脉冲给伺服驱动器，以驱动伺服电机执行运行命 令。通过数显表显示机床各轴所运行的精确位移，通过 PLC 的计算在触摸屏上显示各轴的 运行速度。并且在 PLC 上外接一个电子脉冲发生器，基本上可以实现数控机床的手轮微调 功能，也方便操作者加工前对使用。 与普通 PLC 逻辑控制相比，PM 运动控制器在机床有着较大的优势。机床的轴传动控制 采用伺服驱动的方案已经很普遍了，在不选用数控系统来控制的情况下，大多数厂家会使用 传统的 PLC 逻辑关系来控制伺服驱动上的控制点，再加上模拟量的给定。而运动控制器将 部分输入输出点定义为固定用处的控制点，采用脉冲输出的方式给伺服单元信号。采用此方 案后控制线路变得非常简单，也避免了模拟量因干扰造成的误动作。为实现本机床的液压油 路、冷却，附件等部件的动作，PLC 除运动控制器外还添加了扩展模块。 伺服驱动器上的连线也比原先用普通 PLC 逻辑控制的线路相比简单了很多，也*再 用模拟电压给定的速度控制与电子手轮的位置控制相接合的混合控制方式，这样较有利于功 能的设置和电路的维护。驱动接线也以一个单元为例如图4所示。 PM 系列运动控制器是一种可以高速定位、双轴线性及圆弧插补等多功能可编程控制 器，其特色是结合了基本指令、应用指令、运动指令及 G 代码指令等功能，让程序编写设 计更多元化。我们都知道 G 代码的编程是数控系统中用于加工零件编程的语言，有了这些 功能可以实现两轴直线或是圆弧插补，现在仅用 PLC 就可编写简单的零件加工程序，这也 是应用了 PM 系列运动控制器的新型机床的一大特点! PM 系列运动控制型 PLC 中为每个可控轴设定了一组特殊寄存器，通过对这些特殊寄存 器的赋值来实现不同的控制功能，可通过读一些寄存器中的值来反应当前轴的状态。下面以 主机的**个轴(X 轴)为例说明，下面是 X 轴相关的特殊寄存器定义： X 轴的主要操作、控制和显示是由一台触摸屏来实现人机对话的，触摸屏与 DVP-PM 通过 RS485 协议进行通讯，而在 PLC 中编写的相关程序，对相应的寄存器位进行赋值，从 而实现对机床 X 轴动作的控制。这样的控制方式比在外部用接线的方法来控制伺服单元是 较加简便而可靠的方法。每个轴的运行方式都有点动、连续运行和电子手轮微调三种模式， 以满足客户在加工过程中的操作需要。同时还在触摸屏上显示出当前轴的进给速度，以便让 操作者遵照正确的加工工艺要求。