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西门子S7-400H冗余容错自动化系统设计
冗余设计的容错自动化系统S7-400H
1. 西门子S7-400H的使用场合
在许多生产领域中,要求容错和高度可靠性的应用越来越多,某些领域由于故障引起的停机将会带来重大的经济损失。S7-400H特别适合在下列场合使用
1)停机将会造成重大的经济损失。
2)过程控制系统发生故障后再启动的费用十分昂贵。
3)某些使用贵重的原材料的过程控制(例如制药工业)会因突发的停机而产生废品。4)无人管理的场合或需要减少维修人员的场合。
在“输入”选项卡的“诊断”区,可以用复选框设置各组是否有组诊断功能和断线检查功能。只有2线制变送器4~20mA电流(2DMU)、热电阻、热电偶输入的通道组能检测断线故障。模拟量输入模块在出现下列故障时发出诊断消息外部辅助电源故障、组态/参数设置出错、共模错误、断线、下溢出和上溢出。
在出现故障时,有诊断功能的模块的响应如下
1)模拟量模块中的SF(组错误)LED亮故障被全部排除后,SF指示灯熄灭。
某卧式镗床“继电器-接触器”控制系统的电路图
卧式镗床PLC控制系统外部的实际接线图
下面就是一个控制电机正反转的小程序,两行就可以实现,用模拟器转起来就是这个样子了,点击模拟器中的小方块就可以模拟输入信号,对应的输出信号也会自动出现小对号。
②学习数据的处理,包括数据的传输,转换,其中涉及到数据类型等基础知识,如果是工科学生学过C语言应该很容易,数据处理中需要用到很多基础功能块,像加减乘除这些块一看就知道啥功能,比如move那些看不懂的块,按F1看帮助,帮助写的可能很复杂,多看几遍就明白了,看完**自己做笔记,记成自己容易理解的(各种复杂的块,长篇的英文帮助,这个阶段是*容易让人失去学习兴趣和动力的,一定要坚持住)。数据处理也可以用模拟器模拟,很直观。
③前面说的都是零件,学的差不多就可以开始功能和功能块。块类似于子程序,使我们的程序结构化,简化程序组织,便于修改、查错、调试,简单举个例子
(3)卧式镗床PLC控制的梯形图和语句表程序
根据原PLC的实际接线图,再加上原"继电器-接触器"控制电路中KA1、KA2和KT 分别与PLC内部的M300、M301和T37相对应,可设计出PLC控制的梯形图和语句表程序如图5-8所示。
卧式镗床PLC控制的梯形图和语句表程序
(4)设计说明
设计过程中应注意梯形图与“继电器-接触器”电路图的区别。梯形图是一种软件,是PLC图形化的程序,PLC梯形图是串行工作的,而在"继电器-接触器"电路图中,各电气元器件可以同时动作(并行工作)。
根据"继电器-接触器"电路图设计PLC的外部接线图和梯形图时应注意以下问题。
2)将诊断消息写入模拟量模块的诊断缓冲区,然后送入CPU。使用STEP7的模块诊断功能,可以查看故障原因。
3)检测到错误时,不管参数如何设置,模拟量输入模块都将输出测量值7FFFH。此测量值指示上溢出、出错或禁用的通道。如果启用了诊断中断,在故障刚出现和刚消失时,出现诊断中断,CPU暂时停止用户程序的执行,去处理诊断报警组织块OB82。可在0B82 中调用SFC51或SFC59,获得更为详细的诊断信息。
(2)“超出上限或下限”触发的硬件中断
可以用图2-51*上面的复选框设置是否允许模拟值超过限制值时产生硬件中断。如果选择了超限中断,窗口下部的“上限”和“下限”输入框的背景由灰色变为白色(见图2-51)。可以设置通道0和通道2产生超限中断的上限值和下限值,来定义一个范围。如果过程信号(例如温度)超出上限或低于下限,模块将触发一个中断,CPU 暂停正在执行的用户程序,去处理硬件中断组织块(OB40)。应在OB40中编程,对超出上限或下限的异常情况进行处理。