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  • German database on PLC programming technology and HMI interface design

    PLC, DCS, HMI and SCADA product application technical articles

    leizuofa
    Das SPS-Programm zur Bühnensteuerung ermöglicht das Öffnen und Schließen der Vorhänge sowie das Heben und Senken der Bühne. Es bietet zwei Betriebsarten: automatisch und manuell.
    SPS-Programm zur Bühnensteuerung
    Die folgende Simulation zeigt die Verwendung von SPS für Bühnensteuerungsanwendungen.
    Dies ist ein Hilfsprojekt, bei dem wir die Bühnenvorhänge automatisch und auch manuell mithilfe von Druckknöpfen öffnen und schließen müssen. Die Sensoren werden verwendet, um die Positionen der rechten und linken Vorhänge an verschiedenen Punkten zu erkennen.

    Nach dem Öffnen der Vorhänge wird die Bühne nach oben bewegt und in die oberste Position gehoben. Ebenso wird die mittlere Bühne nach unten bewegt, wenn die Vorhänge geschlossen sind.
    Die Bühnenposition wird auch mithilfe von unteren und oberen Grenzwertsensoren verfolgt.
    Liste der SPS-Geräte
    Die folgende Tabelle listet alle Ein- und Ausgänge in diesem SPS-Programm auf.
    Typ Gerätenr. Gerätename Betrieb Eingang X0 Innen (linker Vorhang) EIN, wenn der Vorhang halb aufgerissen ist. Eingang X1 EIN, wenn der Vorhang ganz schließt. EIN, wenn der Vorhang ganz öffnet. Eingang X2 Außen (linker Vorhang) EIN, wenn der Vorhang ganz schließt. Eingang X3 Innen (rechter Vorhang) EIN, wenn der Vorhang auf halbem Weg ist. Eingang X4 Mitte (rechter Vorhang) EIN, wenn der Vorhang ganz öffnet. Eingang X5 Außen (rechter Vorhang) EIN, wenn die Bühne eine untere Grenze erreicht. Eingang X6 Obere Bühnengrenze Die Bühne bewegt sich nach oben, wenn Y2 EIN ist. Die Bühne stoppt, wenn Y2 AUS ist. Eingang X7 Untere Bühnengrenze EIN, wenn die Bühne die obere Grenze erreicht. Ausgang Y0 Befehl Vorhang öffnen Vorhänge öffnen sich, wenn Y0 EIN ist. Vorhänge stoppen, wenn Y0 AUS ist. Ausgang Y1 Befehl Vorhang schließen Vorhänge schließen sich, wenn Y1 EIN ist. Vorhänge stoppen, wenn Y1 AUS ist. Ausgang Y2 Bühne auf Die Bühne bewegt sich nach oben, wenn Y2 EIN ist. Die Bühne stoppt, wenn Y2 AUS ist. Ausgang Y3 Bühne ab Die Bühne bewegt sich nach unten, wenn Y3 EIN ist. Die Bühne stoppt, wenn Y3 AUS ist. Ausgang Y5 Summer ertönt, wenn Y5 eingeschaltet ist (Lampe auf dem Bildschirm leuchtet). Programmbeschreibung
    SPS-Programm zur Steuerung von Bühneneinstellungen, einschließlich Öffnen/Schließen von Vorhängen und Heben/Senken der Bühne.
    Der Zweck dieses SPS-Programms besteht darin, die Steuerung einer Reihe von Bühneneinstellungen zu erleichtern, darunter Aufgaben wie Öffnen und Schließen von Vorhängen sowie Heben und Senken der Bühne selbst. Um unterschiedlichen Vorlieben und Anforderungen gerecht zu werden, bietet das Programm zwei verschiedene Betriebsmodi: automatisch und manuell.
    Automatischer Betrieb
    Wenn die „Begin“-Drucktaste (X16) auf dem Bedienfeld gedrückt wird, gibt ein Summer (Y5) einen 5 Sekunden langen Ton aus.
    Hinweis: Die „Begin“-Drucktaste (X16) kann nur aktiviert werden, wenn die Vorhänge geschlossen sind und die Bühne an ihrer unteren Grenze positioniert ist.
    Nachdem der Summer verstummt ist, wird der Befehl zum Öffnen der Vorhänge (Y0) aktiviert. Die Vorhänge öffnen sich weiter, bis sie ihre äußeren Grenzen erreichen, wie durch die Eingangssignale X2 und X5 definiert.
    Sobald die Vorhänge vollständig geöffnet sind, beginnt die Bühne mit dem Anheben, wenn der Befehl „Bühne auf“ (Y2) aktiviert wird. Die Bühne bewegt sich weiter nach oben, bis sie ihre obere Grenze erreicht, wie durch Eingangssignal X6 angezeigt.
    Durch Drücken der Taste „Ende“ (X17) auf dem Bedienfeld wird das Schließen der Vorhänge eingeleitet. Der Befehl zum Schließen der Vorhänge (Y1) wird aktiviert und die Vorhänge schließen sich, bis sie ihre inneren Grenzen erreichen, die durch Eingangssignale X0 und X3 definiert sind.
    Manueller Betrieb
    Die folgenden Vorgänge sind nur verfügbar, wenn der oben beschriebene automatische Betrieb nicht aktiv ist.

    Die Vorhänge können durch Drücken der Taste „Vorhang öffnen“ (X10) auf dem Bedienfeld geöffnet werden. Die Vorhänge halten an, sobald sie ihre äußeren Grenzen (X2 und X5) erreichen.
    Die Vorhänge können durch Drücken der Taste „Vorhang schließen“ (X11) auf dem Bedienfeld geschlossen werden. Die Vorhänge schließen sich weiter, bis sie ihre inneren Grenzen (X0 und X3) erreichen.
    Die Bühne kann durch Drücken der Taste „⬆ Bühne hoch“ (X12) auf dem Bedienfeld angehoben werden. Die Bühne stoppt, sobald sie ihre obere Grenze (X6) erreicht.
    Die Bühne kann durch Drücken der Taste „⬇ Bühne runter“ (X13) auf dem Bedienfeld abgesenkt werden. Die Bühne stoppt, sobald sie ihre untere Grenze (X7) erreicht.
    Die Anzeigelampen auf dem Bedienfeld leuchten bzw. erlöschen entsprechend und geben so eine visuelle Rückmeldung über den Status der Vorhänge und Bühnenvorgänge.
    SPS-Programmierung


    xiangjinjiao
    SPS-Programmierung zur Steuerung der Förderbandrichtung: Ermöglichung der Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung basierend auf der erkannten Teilegröße. Identifizieren Sie die Größe jedes Teils und stellen Sie seine Verteilung an den vorgesehenen Ort sicher.
    Erweiterte SPS-Förderbandsteuerung
    Der Trichter liefert Objekte unterschiedlicher Größe, wenn der Bediener den Druckknopf drückt. Anschließend werden die Förderbänder und Sensoren verwendet, um die Objekte basierend auf ihrer Größe zu trennen.
    Ein Schieber wird verwendet, um zwei verschiedene Objektgrößen zu trennen. Das Förderband kann sich vorwärts und rückwärts bewegen, um die Objekte gemäß ihren dafür vorgesehenen Lagerfächern zu platzieren.
    Ein Roboter wird verwendet, um die Objekte aufzunehmen und in mittelgroße Kartons zu legen.
    Die folgende Simulation zeigt die SPS-Förderbandsimulation mit unterschiedlichen Kartongrößen.

    SPS-Ein- und Ausgänge
    Die folgende Tabelle listet die Ein- und Ausgänge dieses SPS-Projekts auf.
    Typ Gerätenr. Gerätename Betrieb Eingang X0 Oberer, höher EIN,  wenn das Teil erkannt wird. Eingang X1 Mitte EIN, wenn das Teil erkannt wird. Eingang X2 Senken EIN, wenn sich der Roboter am Startpunkt befindet. Eingang X3 Teil erkennen EIN, wenn das Teil vor dem Schieber erkannt wird. Eingang X4 Startpunkt Das Förderband bewegt sich vorwärts, wenn Y1 EIN ist. Eingang X5 Teil auf Tisch EIN, wenn das Teil auf dem Tisch ist. Eingang X6 Roboterbetrieb beendet EIN, wenn das Teil auf der Schräge erkannt wird. Eingang X7 Sensor EIN, wenn das Teil am rechten Ende erkannt wird. Eingang X10 Sensor EIN, wenn das Teil am linken Ende erkannt wird. Eingang X11 Sensor EIN, wenn das Teil am rechten Ende erkannt wird. Eingang X12 Sensor EIN, wenn der Roboterbetrieb beendet ist. Ausgang Y0 Versorgungskommando Ein Teil wird geliefert, wenn Y0 eingeschaltet ist: Holzteil wiederholt sich in der Reihenfolge L, M, S, M, S, L. Ausgang Y1 Förderband vorwärts Das Förderband bewegt sich vorwärts, wenn Y2 EIN ist. Ausgang Y2 Förderband vorwärts Fährt aus, wenn Y3 EIN ist, und ein, wenn Y3 AUS ist. Der Schieber kann nicht mitten im Hub angehalten werden. Ausgang Y3 Schieber Der Roboter bewegt das Teil zum Behälter, wenn Y4 eingeschaltet ist. Ein Prozesszyklus beginnt. Ausgang Y4 Entladebefehl Das Förderband bewegt sich vorwärts, wenn Y5 eingeschaltet ist. Ausgang Y5 Förderband vorwärts Das Förderband bewegt sich rückwärts, wenn Y6 eingeschaltet ist. Ausgang Y6 Förderband rückwärts Das Förderband bewegt sich rückwärts, wenn Y6 eingeschaltet ist. Programmbeschreibung
    Wenn der Druckknopf PB1 (X20) auf dem Bedienfeld gedrückt wird, aktiviert er den Zufuhrbefehl (Y0) für den Trichter. Sobald Sie den Druckknopf PB1 loslassen, wird der Zufuhrbefehl deaktiviert. Immer wenn der Zufuhrbefehl aktiviert ist, gibt der Roboter ein Teil aus.
    Wenn der Schalter SW1 (X24) auf dem Bedienfeld aktiviert wird, beginnen die Förderbänder, sich vorwärts zu bewegen. Sobald Sie SW1 deaktivieren, halten die Förderbänder an.
    Die Förderbänder transportieren große, mittlere und kleine Teile, die jeweils von den oberen (X0), mittleren (X1) und unteren (X2) Sensoren sortiert werden, zu bestimmten Behältern.
    Großes Teil: Wird zum unteren Förderband geleitet und in das Tablett rechts geliefert. Mittleres Teil: Wird vom Roboter in das Tablett gelegt. Kleines Teil: Wird zum unteren Förderband geleitet und in das Tablett links geliefert. Wenn der Sensor „Teil erkennen“ (X3) aktiviert wird, stoppt das Förderband und ein großes oder kleines Teil wird zum unteren Förderband geleitet.
    Hinweis: Wenn der Betätigungsbefehl für den Schieber eingeschaltet ist, fährt dieser vollständig aus. Wenn der Betätigungsbefehl ausgeschaltet ist, fährt der Schieber vollständig ein.
    Wenn der Sensor „Teil auf dem Tisch“ (X5) im Roboter aktiviert ist, wird der Befehl „Entladen“ (Y4) aktiviert. Wenn der Roboterbetrieb beendet ist, wird der Sensor (X6) aktiviert (er wird aktiviert, wenn ein Teil auf das Tablett gelegt wird) und der Befehl „Entladen“ (Y4) wird deaktiviert.
    Solange der Schalter SW2 (X25) auf dem Bedienfeld eingeschaltet ist, wird in den folgenden Szenarien automatisch ein neues Teil zugeführt:
    Wenn der Roboter beginnt, ein mittleres Teil zu handhaben Wenn ein kleines oder großes Teil in ein Tablett abgelegt wird SPS-Programmierung – Steuerung der Vorwärts- und Rückwärtsdrehung des Förderbands


    leizuofa
    In einem früheren Artikel haben wir über die Firmware-Version Ihrer SPS gesprochen und wie Sie Fehler behandeln, die aufgrund einer Firmware-Nichtübereinstimmung zwischen Ihrem Projekt im TIA Portal und Ihrer tatsächlichen SPS auftreten können.
    In diesem Artikel zeigen wir Ihnen, wie Sie die Firmware-Version Ihrer SPS aktualisieren.
    Inhalt:
    Was ist eine Firmware-Version? Warum kann die Firmware-Version mir Probleme bereiten? Wie erkenne ich die Firmware-Version meiner Hardware-SPS? Wie gehe ich mit Firmware-Versionsfehlern um? Wie aktualisiere ich die Firmware-Version meiner SPS? Fazit. Was ist eine Firmware-Version?
    Wie wir in einem früheren Artikel erklärt haben, ist die Firmware einer SPS oder eines SPS-Moduls (IOs, Kommunikationsmodule usw.) einfach die interne Software, die in der SPS installiert ist und dafür verantwortlich ist, was die Hardware tatsächlich tun kann.
    Eine SPS mit einer älteren Firmware-Version hat weniger Funktionen und interne Fähigkeiten als eine SPS mit einer neueren Firmware-Version.
    Bilder 1 und 2 zeigen Ihnen, wie dieselbe Hardware-SPS mit unterschiedlichen installierten Firmware-Versionen unterschiedliche Funktionen und Leistungsfähigkeit hat.

    Bild 1. Firmware-Version V4.0

    Bild 2. Firmware-Version V4.4
    Sie können sehen, dass der CPU jetzt durch das Update auf eine höhere Firmware-Version mehr Funktionen hinzugefügt wurden. Mit der höheren Firmware V4.4 verfügt die CPU jetzt neben anderen Funktionen, die ihre Leistungsfähigkeit verbessern, über OPC UA.
    Warum kann die Firmware-Version Probleme verursachen?
    Sie wählen Ihre SPS im TIA Portal nach einem der folgenden zwei Punkte aus:
    Sie haben die Hardware-SPS bereits gekauft, also wählen Sie dieselbe SPS aus, die Sie tatsächlich im TIA Portal-Projekt haben. Sie haben noch keine SPS gekauft, also wählen Sie im TIA Portal eine SPS aus, die Ihren Anforderungen entspricht, und kaufen diese dann später. In beiden Fällen tritt ein Problem auf, wenn die Firmware-Version der im TIA Portal-Projekt ausgewählten SPS von der Firmware-Version der tatsächlichen Hardware abweicht. Und bei manchen SPS wird Ihr Programm nicht einmal auf die Hardware-SPS heruntergeladen.
    Sie sollten also immer sicherstellen, dass die Firmware-Version der tatsächlichen SPS mit der im TIA-Portal ausgewählten SPS übereinstimmt.
    Es ist erwähnenswert, dass Sie keine Probleme mit Ihrem Programm haben werden, wenn die im TIA-Portal ausgewählte Firmware-Version älter ist als die der tatsächlichen SPS. Sie verlieren zwar einige der SPS-Funktionen und -Fähigkeiten, aber Ihr Programm wird einwandfrei funktionieren.
    Im Gegenteil treten Probleme auf, wenn die im TIA-Portal ausgewählte Firmware-Version neuer ist als die der tatsächlichen SPS. Dann haben Sie ein Problem.
    Wenn Sie die Firmware-Version Ihrer Hardware nicht kennen, sollten Sie daher im TIA-Portal-Projekt die ältere Version auswählen.
    Wie kann ich die Firmware-Version der Hardware-SPS herausfinden?
    Wir können die Firmware-Version der Hardware-SPS, die wir haben, auf eine von zwei Arten herausfinden:
    Von der SPS selbst: Die Firmware-Version jeder SPS oder jedes SPS-Moduls ist immer irgendwo auf dem Hardwaregerät vermerkt.
    Über die TIA Portal-Software: Mit der TIA Portal-Software können Sie Ihre SPS mit Ihrem TIA Portal verbinden und nach dem Gerät suchen. Anschließend können Sie die Firmware-Version des Hardwaregeräts finden. Wir haben im vorherigen Artikel gezeigt, wie das geht.
    Wie gehe ich mit Firmware-Versionsfehlern um?
    Wenn die Firmware-Version der tatsächlichen Hardware-SPS älter ist als die Version der im TIA Portal-Projekt ausgewählten SPS, führt dies zu Firmware-Fehlern. Um diese Fehler zu beheben, können wir einen der folgenden Ansätze ausprobieren:
    Wir können die SPS im TIA Portal-Projekt so auswählen, dass sie dieselbe oder eine ältere Firmware-Version wie die tatsächliche SPS hat. Das haben wir im vorherigen Artikel gezeigt. Wir können die Firmware-Version der tatsächlichen Hardware-SPS auf eine höhere Firmware-Version als die in Ihrem Projekt ausgewählte oder zumindest auf dieselbe Firmware-Version aktualisieren. Und das ist der Inhalt dieses Artikels. Wie aktualisiere ich die Firmware-Version meiner SPS?
    Sie können die Firmware-Version Ihrer SPS auf zwei Arten aktualisieren:
    Online über das TIA Portal. Offline über die Siemens Memory Card SMC. Aktualisieren Sie die Firmware online mit TIA Portal:
    Sie müssen kein vorhandenes Projekt im TIA Portal geöffnet haben, Sie benötigen lediglich die TIA Portal-Software und müssen die SPS mit Ihrem PC verbinden. Siehe Abbildung 3.

    Abbildung 3. Öffnen Sie Tia Portal, ohne ein neues Projekt zu erstellen.
    Wenn Sie TIA Portal öffnen, gehen Sie zum Online-Zugriff, wählen Sie den geeigneten Kommunikationsadapter zwischen Ihrer SPS und Ihrem PC und drücken Sie dann auf „Erreichbare Geräte aktualisieren“, um nach Ihrer SPS zu suchen. Siehe Abbildung 4.

    Abbildung 4. Suchen Sie Ihre SPS.
    Nachdem die SPS gefunden wurde, wie Sie im vorherigen Bild sehen können, öffnen Sie den SPS-Ordner und drücken Sie auf „Online und Diagnose“, um die SPS-Firmwareversion anzuzeigen. Siehe Abbildung 5.

    Abbildung 5. Die aktuelle Firmwareversion der SPS.
    Um JETZT die Firmwareversion zu aktualisieren, drücken Sie auf das Attribut „Firmware-Update“. Siehe Bild 6.

    Bild 6. Firmware-Update-Seite.
    Wie Sie sehen, wird beim Drücken des Attributs „Firmware-Update“ das aktuelle Firmware-Update V4.1.3 angezeigt. Außerdem wird der Firmware-Loader angezeigt, in dem Sie nach der Firmware-Version suchen können, die Sie installieren möchten.
    Natürlich muss die Firmware-Version zuerst auf Ihrem PC installiert sein, was bedeutet, dass wir die Firmware-Version herunterladen müssen. Um die Firmware-Version herunterzuladen, sollten Sie sich bei Ihrem Siemens-Konto anmelden. Wenn Sie noch keins haben, können Sie ganz einfach ein neues Konto erstellen. Die Aktivierung dauert jedoch 1 bis 2 Tage.
    Danach können Sie nach der Firmware-Version für Ihre SPS suchen. In unserem Fall haben wir eine S7-1200 CPU 1214C AC/DC/RLY und wir suchen anhand der Artikelnummer nach der Firmware-Version. Siehe Abbildung 7.

    Abbildung 7. Suchen Sie nach der Firmware-Version Ihrer SPS.
    Laden Sie anschließend die Firmware-Version herunter, die Sie installieren möchten. In unserem Fall möchten wir unsere SPS auf V4.4.0 aktualisieren, also laden wir diese Version auf unseren PC herunter. Siehe Bild 8.

    Bild 8. V4.4.0 herunterladen
    Die heruntergeladene Datei ist eine ZIP-Datei. Sie sollten die Datei entpacken, um die Datendatei mit der Firmware-Version zu erhalten, und dann zum Attribut „Firmware Loader“ zurückkehren und auf „Durchsuchen“ klicken, um nach der Firmware-Version zu suchen. Siehe Bild 9.

    Bild 9. Suchen Sie nach der Datei mit der Firmware-Version.
    Machen Sie sich keine Sorgen, dass Sie bei diesem Schritt einen Fehler machen, denn wenn die Firmware-Version nicht mit der SPS kompatibel ist, können Sie das Update nicht ausführen. Siehe Bild 10.

    Bild 10. Das Update wird nicht fortgesetzt, wenn die Firmware nicht übereinstimmt.
    Wie Sie sehen, trat beim Versuch, eine Firmware-Version für eine 1215C-CPU in unsere SPS mit einer 11214C-CPU hochzuladen, eine Fehlermeldung auf, dass die Datei nicht für die SPS geeignet sei.
    Klicken Sie JETZT erneut auf „Durchsuchen“, aber suchen Sie dieses Mal nach der richtigen Firmware-Version. Siehe Bild 11.

    Bild 11. Keine Fehlermeldung, wenn die Firmware-Version richtig ist.
    Wie Sie sehen, gab es keine Fehlermeldung, als wir eine geeignete Firmware-Version auswählten, und wir können jetzt auf „Update ausführen“ klicken, um mit der Aktualisierung unserer SPS zu beginnen.
    Sobald Sie den Aktualisierungsvorgang starten, wird ein Fenster zur Firmware-Aktualisierung angezeigt und am Ende wird eine Erfolgsmeldung angezeigt, wenn die Aktualisierung problemlos verlief. Siehe Bilder 12 und 13.

    Bild 12. Eine Firmware-Aktualisierung wird ausgeführt.

    Bild 13. Firmware-Aktualisierung erfolgreich abgeschlossen.
    Nachdem die Firmware-Version aktualisiert wurde, aktualisieren Sie Ihre Kommunikation, indem Sie erneut auf „Erreichbare Geräte aktualisieren“ klicken und die Firmware-Version der SPS überprüfen.
    Sie werden feststellen, dass die SPS jetzt die Firmware-Version V.4.4.0 statt V4.1.3 hat. Das bedeutet, dass wir die Firmware-Version unserer SPS aktualisieren konnten. Siehe Bild 14.

    Bild 14. Die Firmware wurde auf V4.44.0 aktualisiert
    Und so aktualisieren wir die Firmware-Version unserer SPS mithilfe des TIA-Portals.
    Offline mithilfe der Siemens-Speicherkarte SMC:
    Die andere Methode zum Aktualisieren der Firmware unserer SPS ist die Verwendung der SIEMENS-Speicherkarte SMC.
    Dazu müssen wir nur die Firmware-Version herunterladen, die wir verwenden möchten. Dann kopieren wir die Firmware-Version von unserer SPS auf die SMC und stecken die SMC in den dafür vorgesehenen Steckplatz in der SPS. Beim nächsten Einschalten der SPS wird die Firmware aktualisiert.
    Fazit
    Sie können die Firmware-Version mithilfe der TIA-Portal-Software oder der SIEMENS SMC-Speicherkarte aktualisieren. Achten Sie darauf, dass Sie die Firmware-Version genau richtig auswählen. Wenn eine Nichtübereinstimmung zwischen SPS und TIA-Portal besteht, wird das Update nicht gestartet.

    caixiaofeng
    In einem früheren Artikel haben wir darüber gesprochen, was ein PID ist, und wir haben auch die verschiedenen Parameter eines PID erklärt und wie das System auf Änderungen dieser Parameter reagiert. In diesem Artikel zeigen wir, wie Sie einen PID in Ihrem TIA Portal-Projekt programmieren, konfigurieren und abstimmen.
    Inhalt:
    Wie fügen Sie Ihrer Logik einen PID hinzu? Wie konfigurieren Sie den PID? Grundeinstellung Prozesswerteinstellung Erweiterte Einstellung Wie führen Sie die Feinabstimmung des PID durch? Vorabstimmung des PID Feinabstimmung Welche verschiedenen Abstimmungsmethoden gibt es für PIDs? Wie fügen Sie Ihrer Logik einen PID hinzu?
    In TIA Portal und fast jeder anderen SPS-Plattform müssen Sie keinen PID-Regler programmieren, da das TIA Portal bereits integrierte Blöcke für PIDs hat. Um einen PID in Ihre Logik einzufügen, müssen Sie den PID-Block einfach per Drag & Drop in Ihren Code ziehen und mit der Konfiguration für Ihr System beginnen.
    Das Hinzufügen von PID zu Ihrem Code ist sehr einfach, es gibt jedoch einen sehr wichtigen Punkt, den Sie berücksichtigen sollten. Dies ist das Ausführungsintervall Ihres PID.
    Wie Sie wissen, findet der Hauptausführungszyklus im Main Cyclic OB1 statt und die Zykluszeit des OB1 hängt von vielen Faktoren ab, beispielsweise von der Länge Ihres Codes, von mathematischen Berechnungen in Ihrem Code und auch von Schleifen und Sequenzen. All diese verschiedenen Faktoren können die Zykluszeit Ihres OB1 nicht nur verlängern, sondern auch in jedem Zyklus anders machen, je nach Ihrem Code.
    Das bedeutet, wenn Sie Ihren PID-Block im Main OB1 aufrufen, hängt die PID-Ausführung von der Zykluszeit Ihres OB1 ab, und das ist kein Best-Practice-Ansatz.
    PIDs werden normalerweise verwendet, um physikalische Parameter wie Druck, Temperatur oder Geschwindigkeit zu steuern, und das bedeutet, dass Ihr Controller sehr schnell jede Änderung Ihres Prozesswerts erkennen und schnell reagieren muss, um diese Änderung auszugleichen und Ihnen eine reibungslose, stabile Steuerung zu bieten, die ein PID haben sollte. Wenn also der PID zum Haupt-OB1 hinzugefügt wird und von seiner Ausführungszeit betroffen ist, müssen möglicherweise Verzögerungen eingeleitet werden, was Ihr System instabil macht.
    Was ist zu tun?
    Eine bewährte Vorgehensweise besteht darin, Ihren PID-Block in einem zyklischen Interrupt-OB aufzurufen und die Zykluszeit dieses zyklischen Interrupts auf den für Ihr System geeigneten Wert einzustellen, normalerweise im Millisekundenbereich, abhängig von Ihrer Anwendung. Das bedeutet, wenn Sie den zyklischen Interrupt beispielsweise auf 1 Millisekunde einstellen, wird Ihr PID jede Millisekunde aufgerufen und ausgeführt, unabhängig davon, wo sich der Haupt-OB1-Zyklus befindet.
    Um also einen PID in Ihre Logik einzufügen, fügen wir zunächst einen neuen zyklischen Interrupt-OB hinzu und geben ihm einen geeigneten Namen. Siehe Abbildung 1.

    Abbildung 1. Hinzufügen eines zyklischen Interrupts zu Ihrem Projekt.
    Sie können auf der Abbildung sehen, dass wir die Zykluszeit auf 1000 Mikrosekunden oder 1 Millisekunde eingestellt haben. Unser PID wird also jede Millisekunde aufgerufen und ausgeführt.
    Nachdem Sie nun Ihren zyklischen OB zum Projekt hinzugefügt haben, können Sie den PID-Block einfach per Drag & Drop verschieben. Sie finden ihn auf der Registerkarte „Anweisungen“/Technologie/PID-Steuerung/Kompakter PID. Siehe Abbildung 2.

    Abbildung 2. Hinzufügen des PID-Blocks.
    Fügen Sie nun Ihre Systemparameter zum PID-Block hinzu, den Eingang, den Ausgang und den Sollwert. Siehe Abbildung 3.

    Abbildung 3. Weisen Sie Ihre PID-Parameter zu.
    Ist Ihnen auf dem letzten Bild aufgefallen, dass Sie 2 verschiedene Eingänge und 3 verschiedene Ausgänge haben? Was sind das?
    Eingabe:
    Dies ist Ihr Eingabewert Ihres Prozessparameters in realen physikalischen Größen. Wir verwenden unser Tanksimulationssystem, daher ist die Eingabe hier in diesem Fall der Tankfüllstand in Litern. Das bedeutet, dass Sie Ihre analoge Eingangsskalierung an einer anderen Stelle in Ihrem Projekt vorgenommen haben und den PID nur mit dem tatsächlichen Füllstand in Litern versorgen.
    Input_PER:
    Dies ist der Eingangswert Ihres Prozessparameters, kommt aber vom analogen Eingangsmodul. Das bedeutet, dass er nicht skaliert wird und im Bereich von 0-27648 liegt und die Skalierung des Eingangs innerhalb des PID erfolgt.
    Output:
    In diesem Fall gibt Ihnen der PID den Reglerausgangswert im Bereich von 0 % bis 100 % des maximalen Ausgangswerts.
    Output_PER:
    Genau wie input_PER gibt der PID den Ausgang in Form von 0-27648 aus.
    Output_PWM:
    In diesem Fall gibt der PID sein Ausgangssignal in Form von EIN/AUS-Impulsen aus, sodass entweder ein Ausgang vorhanden ist oder nicht. Und der Ausgangswert beträgt dann 100 %, wenn er EIN ist, und 0 %, wenn er AUS ist.
    Wir verwenden dasselbe Tanksimulationssystem wie zuvor und wie Sie auf dem vorherigen Bild sehen können, haben wir Input und Output_PER verwendet, da unsere Simulation auf diese Weise aufgebaut ist.
    Wie konfiguriere ich den PID?
    Um die Konfigurationsansicht des PID aufzurufen, können Sie entweder auf die Registerkarte „Konfiguration“ im Projektbaum oder auf das kleine Konfigurationssymbol über dem PID-Block selbst klicken. Siehe Bild 4.

    Bild 4. Konfigurationsansicht aufrufen.
    Dadurch gelangen Sie zur Funktionsansicht, in der Sie die verschiedenen Einstellungen Ihres PID konfigurieren können. Siehe Bild 5.

    Bild 5. Reglertypeinstellung.
    Die erste Konfiguration ist der Reglertyp. Hier können Sie auswählen, welche Art von Steuerung Sie verwenden möchten. Sie haben viele Optionen aus den angezeigten Dropdown-Menüs wie Temperatur, Druck, Länge und viele mehr. Sie können es auch auf „Allgemein“ einstellen, wo das System Ihre Werte als % sieht. In unserem System steuern wir Wasserliter in einem Tank, also wählen wir das Volumen.
    Sie können auch den manuellen/automatischen Modus des PID einstellen.
    Als Nächstes möchten Sie die Eingabe-/Ausgabeparameter konfigurieren. Siehe Bild 6.

    Bild 6. Eingabe-/Ausgabeparameter.
    Hier können Sie aus den verschiedenen Arten von Ein- oder Ausgängen wählen, wie wir zuvor erklärt haben. Wie gesagt, wir werden Input und Output_PER verwenden.
    Als Nächstes müssen Sie Ihre Prozesswerteinstellung konfigurieren. Siehe Bild 7.

    Bild 7. Prozesswertgrenze.
    In diesem Schritt legen Sie die unteren und oberen Grenzwerte Ihres Prozesswerts fest. Wenn Sie den Eingabetyp wählen, kann diese Einstellung geändert werden und Sie können die Grenzwerte Ihres Prozesses festlegen. In unserem Fall liegen die Tankgrenzwerte bei 0 bis 50 Litern. Wir haben sie also auf diese Werte eingestellt.
    Beachten Sie, dass diese Einstellung nicht verfügbar ist, wenn Sie Input_PER wählen, und Sie Ihren Prozessgrenzwert nur auf der nächsten Registerkarte festlegen können. Siehe Abbildung 8.

    Abbildung 8. Skalierung des Prozesswerts.
    Wenn Sie Input_PER verwenden, können Sie, wie Sie im vorherigen Bild sehen, Ihren Prozesswertgrenzwert in Bezug auf die vorhandene Skalierung von 0-27648 festlegen.
    Wenn Sie eine Warnung einrichten möchten, wenn Ihr Prozesswert einen unteren oder oberen Grenzwert erreicht, können Sie dies auf der Registerkarte „Prozesswertüberwachung“ konfigurieren. Siehe Abbildung 9.

    Abbildung 9. Prozesswertüberwachung.
    Als nächstes finden Sie in der Einstellungsliste die PWM-Grenzen, siehe Bild 10.

    Bild 10. PWM-Grenzen
    Hier können Sie die minimale EIN- und AUS-Zeit Ihres Ausgangs einstellen. Stellen Sie sich vor, Sie haben eine Pumpe oder ein Ventil in Ihrem System, das der PID über einen PWM-Ausgang steuert. Sie möchten nicht, dass der PID Ihrer Pumpe einfach eine Abfolge von sehr schnellem EIN/AUS-Verhalten gibt, da dies wahrscheinlich dazu führen würde, dass Ihre Pumpe durchbrennt. Sie können dem PID also von dieser Einstellung aus sagen, dass er die Pumpe für eine Mindestzeit einschalten soll, bevor er sie schließt, und umgekehrt.
    Sie können die gleiche Steuerung mit Ihrem PID haben, wenn Sie keinen PWM-Ausgang haben, und zwar von der nächsten Einstellung aus, den Ausgangswertgrenzen. Siehe Bild 11.

    Bild 11. Ausgangswertgrenzen.
    Sie können die unteren und oberen Grenzen Ihrer Steuerausgabe steuern. Sie können beispielsweise die untere Grenze auf 20 % setzen, wodurch der PID die Pumpe mit mindestens 20 % ihres Durchflusses betreibt. Ihr Steuerbereich liegt also zwischen 20 % und 100 %.
    Zuletzt und am wichtigsten können Sie Ihre PID-Parameter im Konfigurationsmodus auf der nächsten Registerkarte, der Registerkarte „PID-Parameter“, einstellen, siehe Abbildung 12.

    Abbildung 12. PID-Parameter.
    Hier können Sie die Abstimmungsparameter für Ihre PID-Verstärkungen P, I und D eintragen, falls Sie diese kennen oder falls Sie die Abstimmung selbst vorgenommen haben und die Parameter von woanders haben. Sie können sich auch entscheiden, ob Sie einen PID- oder nur einen PI-Regler verwenden möchten.
    Wenn Sie diese Parameter nicht haben, können Sie sie automatisch hochladen, nachdem Sie die Abstimmung Ihres PID vorgenommen haben.
    Wie führt man die Abstimmung des PID durch?
    Nachdem Sie nun Ihre PID-Konfiguration abgeschlossen haben, können Sie Ihren Regler ganz einfach über die Registerkarte „Inbetriebnahme“ im Projektbaum abstimmen. Siehe Abbildung 13.

    Abbildung 13. Inbetriebnahme Ihres PID
    Auf der Inbetriebnahmeseite ist Ihr Bildschirm in drei Teile unterteilt. Auf der oberen Seite können Sie mit der Vorabstimmung und Feinabstimmung des PID beginnen.
    In der Mitte befindet sich ein Diagrammbereich, der Ihnen die Echtzeitreaktion Ihres Systems zeigt. Sie können die Reglerausgabe und den Prozesswert sehen. Und jedes Mal, wenn sich der Sollwert ändert, sehen Sie das Verhalten Ihres PID, um diesen neuen Sollwert zu erreichen. Selbst wenn sich der Sollwert nicht geändert hat, aber beispielsweise der Bedarf aus unserer Tankversorgung steigt, sehen Sie die PID-Reaktion, um diesen Bedarf zu decken und den Sollwert auf dem erforderlichen Wert zu halten.
    Im dritten Bereich sehen Sie den Online-Status Ihres Reglers und können auch den Betriebsmodus Ihres PID festlegen. Sehen Sie sich das folgende Simulationsvideo an, das den Autotuning-Vorgang des PID im TIA-Portal zeigt.
    Im Video können Sie sehen, dass unser PID nach der Vorabstimmung die P-, I- und D-Parameter gefunden hat, die am besten zu unserem System passen. Sie können sehen, dass der Regler sehr schnell reagiert, wenn sich der Sollwert oder der Abfluss ändert, um den Sollwert wieder auf die erforderlichen Werte zu bringen.
    Sie können Ihre Tuning-Parameter jetzt mit einem einfachen Klick direkt in Ihr Projekt hochladen, siehe Bild 14.

    Bild 14. Laden Sie Ihre Parameter hoch.
    Nachdem Sie Ihre Parameter hochgeladen haben, finden Sie sie auf der Registerkarte „PID-Parameter“ in der Konfigurationsansicht. Siehe Bild 15.

    Bild 15. PID-Parameter.
    Der nächste Schritt sollte darin bestehen, eine Feinabstimmung des PID aus derselben Inbetriebnahmeansicht heraus durchzuführen. Da wir jedoch kein reales System haben und nur das Verhalten des Tanks und der Pumpe mithilfe mathematischer Berechnungen simulieren, können wir die Feinabstimmung nicht durchführen.
    Wenn Sie ein reales System haben, können Sie die Feinabstimmung vornehmen, bei der Ihr PID versucht, die Parameter zu finden, die dem System eine bessere Reaktion verleihen und sogar das Überschwingen Ihres Prozesswerts verhindern und den Sollwert direkt erreichen.
    Wenn wir in Zukunft ein reales System haben, können wir zeigen, wie es aussieht.
    Welche verschiedenen Abstimmungsmethoden gibt es für PID-Regler?
    Sie müssen die Abstimmung Ihres PID nicht über das TIA Portal vornehmen. Es gibt viele verschiedene Methoden, mit denen versucht wird, die besten PID-Parameter für Ihr System zu finden. Meistens handelt es sich dabei um mathematische Methoden, die auf Versuch und Irrtum basieren. Ich würde empfehlen, die Auto-Tune-Funktion im TIA Portal zu verwenden.
    Aber hier sind einige der Methoden, die verwendet werden, um dieselben Parameter zu erreichen.
    Heuristische Abstimmung. Ziegler-Nichols-Abstimmungsmethode Cohen-Coon-Abstimmungsmethode Kappa-Tau-Abstimmungsmethode Lambda-Abstimmungsmethode Und einige andere. Fazit
    Verwenden Sie einen zyklischen Interrupt mit Ihren PIDs. Konfigurieren Sie Ihren PID so, dass er am besten zu Ihrem System passt. Die Auto-Tune-Funktion im TIA Portal ist sehr nützlich und effektiv.

    leigehong
    Im vorherigen Artikel haben wir darüber gesprochen, was ein UDT ist, wie man benutzerdefinierte Datentypen (UDT) erstellt und welche Vorteile die Verwendung von UDTs in Ihrem Projekt bietet. In diesem Artikel zeigen wir eine Möglichkeit, UDT in Ihrer SPS-Programmierung zu verwenden.
    Inhalt:
    Alter Tanksimulator-Funktionsblock. Neuer Tanksimulations-FB mit UDT. Aufrufen des neuen Tanksimulations-FB. Hinzufügen eines neuen Tags zum UDT. Schlussfolgerungen. UDT in der SPS-Programmierung
    In unseren letzten Artikeln haben wir dasselbe Tanksimulatorsystem verwendet, um viele Konzepte zu erklären, wie z. B. Regelung und PID-Regler. In diesem Artikel verwenden wir denselben Tanksimulator, um zu zeigen, wie wir das Konzept von UDTs in unserer Programmierung verwenden können.
    Alter Tanksimulator-Funktionsblock
    Im alten Tanksimulatorsystem haben wir einige interne Parameter definiert, um den Funktionsblock beliebig oft wiederverwenden zu können. Siehe Bild 1.

    Bild 1. Tanksimulator-FB.
    Wie Sie auf dem Bild sehen, haben wir in der Funktionsblockschnittstelle einige Eingänge und einige InOuts definiert. Diese Parameter sollten bereitgestellt werden, wenn der FB aufgerufen wird.
    Wenn wir beispielsweise den FB aufgerufen haben, um Tank 1 zu simulieren, und ihn erneut aufgerufen haben, um Tank 2 darzustellen, müssen wir dem zugehörigen aufgerufenen Funktionsblock die Parameter für jeden Tank bereitstellen. Siehe Bild 2.

    Bild 2. Simulation von Tank 1 und Tank 2.
    Sie können sehen, dass wir für jeden FB-Aufruf die zugehörigen Tags zuweisen müssen. Für die Simulation von Tank 1 sollten wir dem aufgerufenen FB Tags von Tank 1 zuweisen. Und dasselbe gilt für die Simulation von Tank 2.
    Neuer Tanksimulations-FB mit UDT:
    Jetzt möchten wir den UDT „Tank“, den wir im letzten Artikel definiert haben, verwenden, um unsere Tanks zu simulieren. Wir werden einen neuen Simulationsfunktionsblock erstellen. Siehe Abbildung 3.

    Abbildung 3. Neuen Tanksimulations-FB hinzufügen.
    Der neue Simulationsfunktionsblock hat dieselbe Logik wie der alte FB, aber in dieser Simulationsfunktion verwenden wir den definierten UDT „Tank“ als internen InOut-Tag, wie Sie auf der Abbildung sehen.
    Anstatt Ihre Funktionsblockparameter in den verschiedenen Bereichen der FB-Schnittstelle zu deklarieren, gibt es jetzt nur noch einen Tag, der alle erforderlichen Informationen zum Tank enthält.
    Aufrufen des neuen Tanksimulations-FB:
    Um die neue Simulationsfunktion aufzurufen, wählen wir, sie innerhalb eines zyklischen Interrupt-OB aufzurufen, um sicherzustellen, dass die Ausführung des Funktionsblocks nicht von der Zykluszeit des Hauptlogik-OB1 beeinflusst wird, wie wir es bei PIDs erklärt haben.
    Wir müssen also zuerst einen neuen zyklischen Interrupt-OB erstellen. Siehe Bild 4.

    Bild 4. Hinzufügen eines zyklischen Interrupts zum Aufrufen der Tanks 3 und 4.
    Sie können die zyklische Zeit nach Belieben wählen, in unserem Fall haben wir sie auf 3000 Mikrosekunden oder 3 Millisekunden eingestellt.
    Jetzt können Sie Ihren FB „Tank Simulator mit UDT“ per Drag & Drop in Ihren zyklischen Interrupt ziehen, um den FB aufzurufen. Ein Fenster mit Aufrufoptionen wird angezeigt, in dem Sie der FB-Dateninstanz einen beliebigen Namen geben können. Siehe Bild 5.

    Bild 5. Rufen Sie Ihren FB auf.
    Nach dem Aufruf des FB müssen Sie nun die Parameter für den Tank zuweisen, den Sie simulieren möchten. Siehe Bild 6.

    Bild 6. Weisen Sie dem FB-Aufruf Tankparameter zu.
    Beachten Sie, dass Sie für den Funktionsblock nur einen Parameter ausfüllen müssen. Und zwar das UDT-Tag, das Sie erstellt haben. Enthält bereits alle Tankparameter, die der Funktionsblock benötigt.
    Wir möchten Tank_03 simulieren, also weisen wir dem FB-Aufruf das Tag zu. Siehe Abbildung 7.

    Abbildung 7. Ziehen Sie Ihr Tag per Drag & Drop.
    Der Funktionsblockaufruf für Tank 3 sieht einfacher aus als der Aufruf von Tank 1 mit dem alten Simulator-FB ohne UDTs. Siehe Abbildung 8.

    Abbildung 8. Unterschiede beim Aufruf von Tank 1 und Tank 3.
    Erkennen Sie den Unterschied zwischen den beiden Tankaufrufen? Im Fall ohne UDTs müssen Sie alle Parameter des Funktionsblocks angeben. Stellen Sie sich vor, Sie müssen mit diesem Simulator 50 Tanks simulieren. Es wäre sehr langweilig und zeitaufwändig, all diese Parameter zuzuweisen, ganz zu schweigen davon, sie zuerst für jeden Tank zu deklarieren.
    Aber im Fall des Simulators mit UDTs können Sie so viele aufrufen, wie Sie möchten, und es wird nicht viel Zeit oder Mühe kosten. Siehe Bild 9.

    Bild 9. Aufrufen vieler anderer Tanks.
    Stellen Sie sich nun vor, Sie müssen Ihrer Simulation eine neue Variable hinzufügen. Sie möchten beispielsweise ein Ausflusswarnsignal hinzufügen. Mit dem alten Simulatorfunktionsblock ohne UDT bedeutet dies, dass Sie dieses neue Tag für jeden Tank deklarieren und es bei jedem Tankaufruf einzeln hinzufügen müssen.
    Aber mit UDTs müssen Sie nur das von Ihnen erstellte UDT aktualisieren und das gewünschte neue Tag hinzufügen. Siehe Bild 10.

    Bild 10. Hinzufügen eines neuen Tags zum UDT.
    Wenn Sie Änderungen am UDT vornehmen, müssen Sie nicht einmal den Funktionsaufruf aktualisieren. Da der Aufrufparameter derselbe ist, wurden die Änderungen innerhalb des Parameters selbst vorgenommen. Siehe Bild 11.

    Bild 11. Der FB muss nicht erneut aufgerufen werden.
    Sie müssen Ihr SPS-Projekt oder zumindest den Datenblock jedoch noch einmal neu kompilieren, damit die Änderungen am UDT aktualisiert werden können. Siehe Abbildung 12.

    Abbildung 12. Neu kompilieren, um die Änderungen am UDT zu aktualisieren.
    Nachdem Sie alle Änderungen am UDT kompiliert haben, werden alle deklarierten Tags dieses UDT automatisch aktualisiert. Siehe Abbildung 13.

    Abbildung 13. Alle Tags sind jetzt aktualisiert.
    Fazit
    Sie können die UDTs in Ihrem Projekt verwenden, um Ihre Programmierung schneller und einfacher nachvollziehbar zu machen. Die Verwendung von UDTs erleichtert auch das Vornehmen von Änderungen an Ihren Funktionen und Funktionsblöcken.

    leigehong
    Wenn Sie in einem SPS-System arbeiten, müssen Sie wissen, welche Fehler in den SPS-Modulen auftreten. Wenn ein SPS-Programmierer nicht weiß, welcher Fehler in der SPS auftritt und wie er ihn beheben kann, wird er sehr lange brauchen, um das System zu beheben.
    Jede SPS und ihre Module verfügen über LEDs zur visuellen Vereinfachung und Fehlerbehebung. Eine detaillierte Beschreibung finden Sie auch in den Benutzerhandbüchern. Daher ist es wichtig zu verstehen, wie diese LEDs funktionieren, denn wenn Sie sie erst einmal verstanden haben, wird die Fehlerdiagnose für SPS-Programmierer zu einer sehr einfachen Aufgabe.
    In diesem Beitrag lernen wir das Konzept der Fehlerdiagnose in SPS kennen.
    SPS-Fehlerdiagnose
    Sehen wir uns einige der häufigsten Fehlertypen an, die mit SPS-LEDs identifiziert werden können:
    Die Run-LED zeigt an, ob das Modul ordnungsgemäß funktioniert oder nicht. Wenn sie dauerhaft leuchtet, bedeutet dies, dass das Modul ordnungsgemäß funktioniert. Wenn diese LED aus ist, ist das Modul fehlerhaft oder ausgeschaltet.
    Die Err-LED zeigt an, ob das Modul einen Fehler aufweist oder nicht. Wenn sie dauerhaft leuchtet, handelt es sich um einen internen Modulfehler. Wenn sie blinkt, ist das Modul entweder nicht richtig konfiguriert oder es liegt ein Problem mit der angeschlossenen SPS-Hardware vor. Wenn sie aus ist, liegt kein Fehler im Modul vor.
    Die I/O-LED zeigt den genauen Status der mit dem Modul verbundenen SPS-IOs an. Wenn sie dauerhaft leuchtet, liegt ein Versorgungsspannungsfehler oder Kurzschluss vor. Wenn sie aus ist, liegt kein Fehler in den angeschlossenen IOs vor.
    Die Kanal-LED zeigt den Status einzelner Kanäle an. Wenn die LED dauerhaft leuchtet, funktioniert der Kanal ordnungsgemäß. Wenn sie blinkt, liegt ein Fehler vor (Kabelbruch oder Wert außerhalb des zulässigen Bereichs). Wenn sie aus ist, ist der Kanal überhaupt nicht konfiguriert.
    Einige Kommunikationsmodule wie Modbus RTU verfügen über eine Wahrheitstabelle der LEDs, die jeden Wert derselben anzeigt.
    LED-Anzeigen in der SPS
    Sie sind meist wie in der folgenden Tabelle:

    Hinweis: Die LED-Anzeigen können je nach SPS-Modell und Marke variieren. Die obige Tabelle ist ein Beispiel für eines der SPS-Modelle auf dem Markt.
    Einige Kommunikationsmodule wie Modbus TCP/IP haben etwas kompliziertere LED-Diagnosen. Es ist jedoch wichtig, sie für die Fehlerbehebung zu verstehen.
    Das Modul läuft, wenn die Run-LED leuchtet, und wird gestoppt, wenn die LED aus ist. Wenn die Err-LED blinkt, bedeutet dies, dass das Modul einen Fehler aufweist, und wenn sie blinkt, bedeutet dies, dass das Modul entweder nicht richtig konfiguriert ist oder ein Problem mit der Backplane vorliegt, wenn sie angeschlossen ist.
    Wenn die Netzwerkstatus-LED aus ist, bedeutet dies, dass das Modul mit keinem Gerät kommuniziert; wenn sie leuchtet, kommuniziert es mit mindestens einem Gerät; wenn sie blinkt, bedeutet dies, dass eine doppelte IP-Adresse erkannt wurde oder ein Timeout-Fehler aufgetreten ist.
    Auf diese Weise haben wir einige allgemeine Fehlerdiagnosen in der SPS gesehen.

    leigehong
    Bei speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) und verteilten Steuerungssystemen (DCS) ist die Auswahl zwischen festverdrahteten E/A und seriellen E/A aufgrund der Echtzeitnatur dieser Systeme und der damit verbundenen Komplexität industrieller Prozesse besonders kritisch.
    Im Folgenden erläutere ich die Eigenschaften der einzelnen Systeme in diesen spezifischen Systemen.
    Festverdrahtete E/A
    Die wichtigsten Punkte, die wir zu den festverdrahteten E/A besprechen müssen, sind unten aufgeführt.
    Direkte Verbindung Echtzeitreaktion Verdrahtungskomplexität Begrenzte Flexibilität Zuverlässigkeit Signalintegrität Eignung Sicherheitskritische Anwendungen 1. Direkte Verbindung
    Festverdrahtete E/A sind direkt mit der SPS oder dem DCS verbunden. Jedes Eingabe- oder Ausgabegerät verfügt über eine dedizierte Leitung, die zurück zum Controller führt.
    2. Echtzeitreaktion
    Diese E/A sind im Allgemeinen für Echtzeitsteuerungsaufgaben ausgelegt. Sie werden insbesondere in zeitkritischen Anwendungen wie Prozesssteuerung, Verriegelungen und Notabschaltungen verwendet, bei denen sofortiges Handeln erforderlich ist.
    3. Komplexität der Verdrahtung
    Bei großen Systemen mit zahlreichen E/A-Punkten können festverdrahtete Lösungen umständlich werden, da umfangreiche Verkabelung und größere Schaltschränke erforderlich sind.
    4. Eingeschränkte Flexibilität
    Das Ändern oder Erweitern eines festverdrahteten Systems kann aufgrund der erforderlichen physischen Neuverdrahtung arbeitsintensiv sein.
    5. Zuverlässigkeit
    Festverdrahtete E/As werden aufgrund ihrer unkomplizierten Punkt-zu-Punkt-Natur oft als zuverlässiger für kritische Aufgaben angesehen, wodurch das Risiko von Kommunikationsfehlern verringert wird.
    6. Signalintegrität
    Die Signalintegrität ist bei festverdrahteten Verbindungen im Vergleich zur seriellen Kommunikation normalerweise besser, insbesondere in Umgebungen mit vielen elektromagnetischen Störungen (EMI).
    7. Eignung
    Am besten geeignet für kleinere Systeme oder in Szenarien, in denen Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit von größter Bedeutung sind.
    8. Sicherheit
    Festverdrahtete I/Os werden meist in sicherheitskritischen Anwendungen wie industriellen Prozesssteuerungsanwendungen verwendet, bei denen die Regelkreise kritisch sind.

    Serielle I/Os
    Die wichtigsten Punkte, die wir über die seriellen I/Os diskutieren müssen, sind unten aufgeführt.
    Datenserialisierung Protokollbasierte Kommunikation Skalierbarkeit Netzwerkfähigkeit Datenverarbeitung Entfernung Schwachstelle Kosten Sicherheit 1. Datenserialisierung
    Serielle I/Os übertragen Daten jeweils ein Bit, normalerweise über eine einzige Datenleitung. Dies steht im Gegensatz zu parallelen Systemen, die mehrere Bits gleichzeitig senden. Wir haben einzelne Drähte für jedes Signal in festverdrahteten I/Os, aber die seriellen I/Os haben im Allgemeinen ein einziges Kabel zum Senden/Empfangen aller Daten.
    2. Protokollbasierte Kommunikation
    Sie verlassen sich normalerweise auf etablierte Industrieprotokolle wie Modbus, PROFIBUS oder Ethernet/IP für die Kommunikation, die den Datenaustausch zwischen Geräten standardisieren.
    3. Skalierbarkeit
    Serielle E/A-Systeme sind im Allgemeinen skalierbarer. Das Hinzufügen weiterer E/A-Punkte erfordert häufig nur die Konfiguration des vorhandenen Netzwerks, ohne dass zusätzliche Kabel zum Controller zurückverlegt werden müssen.
    4. Netzwerkfähigkeit
    Serielle E/A-Systeme können problemlos vernetzt werden und verfügen häufig über integrierte Diagnosefunktionen, was sie vielseitiger macht, aber auch komplexer macht.
    5. Datenverarbeitung
    Serielle E/A-Systeme sind vielseitiger, wenn es um die Datenverarbeitung geht. Sie können komplexere Datentypen, einschließlich reeller Zahlen und Zeichenfolgen, über das Netzwerk übertragen.
    6. Entfernung
    Sie eignen sich besser für Anwendungen, bei denen sich E/A-Punkte weit vom SPS- oder DCS-Controller entfernt befinden. In einigen Fällen benötigen wir möglicherweise spezielle Geräte wie Repeater, Gateways usw.
    7. Anfälligkeit
    Da sie protokollbasiert sind, können serielle E/A-Systeme anfälliger für Probleme wie Datenkollisionen, Latenz und andere netzwerkbezogene Probleme sein.
    8. Kosten
    Während die anfänglichen Einrichtungskosten aufgrund der Netzwerkhardware höher sein können, können die langfristigen Kosten niedriger sein, insbesondere bei Systemen, die häufige Änderungen oder Skalierungen erfordern.
    9. Sicherheit
    Serielle E/As werden nie in sicherheitskritischen Anwendungen verwendet, da eine Beschädigung des Hauptkabels zu einem vollständigen Datenausfall führen kann.
    Wahl zwischen festverdrahteten und seriellen E/As
    Die Wahl zwischen den beiden hängt oft von verschiedenen Faktoren ab, wie z. B. Systemgröße, erforderliche Betriebsgeschwindigkeit, Sicherheit, Datenkomplexität und Kostenüberlegungen. Ingenieure führen normalerweise eine detaillierte Analyse durch und verwenden manchmal sogar beide Typen in verschiedenen Abschnitten eines einzelnen SPS- oder DCS-Systems, um die Vorteile beider zu nutzen. Beispielsweise können festverdrahtete E/As für sicherheitskritische Anwendungen verwendet werden, während serielle E/As für Datenerfassungs- und Überwachungsaufgaben verwendet werden können.
    Vergleich zwischen festverdrahteten E/As und seriellen E/As
    Die folgende Tabelle zeigt die Unterschiede zwischen festverdrahteten E/As und seriellen E/As.
    Parameter Festverdrahtete E/As Serielle E/As Verbindungstyp Direkte Punkt-zu-Punkt-Verbindung Protokollbasiert, normalerweise vernetzt Datenübertragungsgeschwindigkeit Im Allgemeinen schnellere Echtzeitverarbeitung Kann aufgrund der Serialisierung langsamer sein (je nach Protokoll) Komplexität Kann aufgrund der Serialisierung langsamer sein (je nach Protokoll) Überschaubarere Komplexität Skalierbarkeit Schwierig und teuer zu skalieren Einfacher und weniger teuer zu skalieren Zuverlässigkeit Höher aufgrund weniger Fehlerpunkte Kann mehr Fehlerpunkte haben Verdrahtung Umfangreiche Verkabelung erforderlich Weniger Verkabelung, oft nur eine einzige Datenleitung Signalintegrität Besser in Umgebungen mit hoher elektromagnetischer Störung Kann anfällig für elektromagnetische Störungen sein Unterstützte Datentypen Im Allgemeinen 4-20 mA Analogsignale, 24 V DC für Digitalsignale. Dies kann aufgrund der Netzwerkhardware höher sein. Entfernung Geeignet für kürzere Entfernungen Kann längere Entfernungen bewältigen. Kosten (Anfangskosten) Niedriger für kleine Systeme und höher für größere Systeme Hoch (hängt vom Protokoll ab) Kosten (Wartung) Höher aufgrund der Komplexität der Fehlerbehebung Im Allgemeinen niedriger. Flexibilität Begrenzt; schwer zu ändern Sehr flexibel; leicht zu ändern. Redundanz Schwierig und teuer zu implementieren Einfacher und weniger kostspielig zu implementieren. Sicherheitsanwendungen Häufig für sicherheitskritische Aufgaben verwendet Weniger häufig für sicherheitskritische Aufgaben verwendet. Netzwerkdiagnose Begrenzt oder nicht vorhanden Häufig integriert. Wenn es um die Sicherheit in SPS- und DCS-Systemen geht, haben festverdrahtete E/A und serielle E/A unterschiedliche Eigenschaften, die die Sicherheit eines industriellen Prozesses entweder verbessern oder potenziell gefährden können.
    Nachfolgend finden Sie eine Vergleichstabelle, die sich ausschließlich auf den Sicherheitsaspekt dieser beiden Arten von E/A-Systemen konzentriert.
    Sicherheitsaspekt Festverdrahtete E/A Serielle E/A Zuverlässigkeit Generell höhere Zuverlässigkeit aufgrund direkter Verbindungen und weniger Fehlerquellen. Protokoll- und netzwerkbasiert, was zu mehr potenziellen Fehlerquellen führt. Reaktionsfähigkeit in Echtzeit Hervorragend für Echtzeitreaktionen geeignet, wird häufig bei Notabschaltungen und Sicherheitsverriegelungen verwendet. Kann aufgrund von Netzwerküberlastung oder Protokollbeschränkungen zu Latenzen führen, was sie für sofortige Maßnahmen weniger ideal macht. Systemkomplexität Eine geringere Komplexität erleichtert im Allgemeinen die Identifizierung und Behebung von Sicherheitsproblemen. Die Komplexität von Netzwerken und Protokollen kann es schwierig machen, die Grundursache von Sicherheitsbedenken zu identifizieren. Signalintegrität Weniger anfällig für elektromagnetische Störungen (EMI), wodurch Signalqualität und -zuverlässigkeit verbessert werden. Potenziell anfälliger für EMI und Signalverschlechterung, was die Sicherheit beeinträchtigen könnte. Datenintegrität Da es sich im Allgemeinen um Punkt-zu-Punkt-Verbindungen handelt, ist eine Datenbeschädigung weniger wahrscheinlich. Anfälliger für Datenintegritätsprobleme aufgrund von Netzwerken, wodurch das Risiko sicherheitsrelevanter Fehler steigt. Menschliches Versagen Aufgrund der Einfachheit weniger anfällig für Konfigurationsfehler, die die Sicherheit beeinträchtigen. Größere Wahrscheinlichkeit menschlicher Fehler während der Konfiguration oder Wartung, die die Systemsicherheit beeinträchtigen. Notsituationen Aufgrund der schnellen Reaktionszeit oft die bevorzugte Wahl für sicherheitskritische Systeme wie Notabschaltungen. Aufgrund möglicher Latenz und anderer netzwerkbezogener Probleme normalerweise nicht für Aufgaben mit sofortiger Wirkung verwendet. Sicherheit Geringere Anfälligkeit für Cyberangriffe, da sie im Allgemeinen nicht vernetzt sind. Aufgrund der Vernetzung anfälliger für Cyberbedrohungen, die die Sicherheit gefährden können. Eingebaute Sicherheitsfunktionen Sicherheitsfunktionen sind oft fest verdrahtet und unkompliziert, was sie robust macht. Verfügen möglicherweise über eingebaute Sicherheitsprotokolle, die jedoch durch Netzwerkprobleme beeinträchtigt werden können. Zertifizierungen Aufgrund der geringeren Komplexität und höheren Zuverlässigkeit einfacher für sicherheitskritische Anwendungen zu zertifizieren. Aufgrund der Netzwerk- und Protokollkomplexität sind möglicherweise umfangreichere Tests und Zertifizierungen erforderlich. Bei der Wahl zwischen festverdrahteten und seriellen E/A-Geräten aus Sicherheitsgründen fällt die Wahl bei kritischen Sicherheitsanwendungen häufig auf festverdrahtete E/A-Geräte, da diese über eine hohe Zuverlässigkeit und sofortige Reaktionsfähigkeit verfügen. Die Gesamtsicherheit eines Systems wird jedoch nicht nur durch die Art der verwendeten E/A-Geräte bestimmt, sondern auch durch Faktoren wie Design, Wartungspraktiken und die Kompetenz des Betriebspersonals.

    leigehong
    Wir alle wissen, wie wichtig SPSen im heutigen Automatisierungszeitalter sind. Es gibt so viele beliebte SPS-Marken, z. B. Siemens, Yokogawa, AB, ABB, GE usw. Auf diesen SPS-Steuerungen sind so viele LED-Anzeigen vorhanden, um die verschiedenen Zustände der Steuerung zu verstehen, aber um den Status zu kennen, müssen wir zuerst die Bedeutung dieser Anzeigen verstehen.
    LED-Anzeigen von SPSen von GE
    In diesem Artikel werden wir die LED-Anzeigen einer der GE-SPSen verstehen, insbesondere der CPL-Serie. Außerdem werden wir die Funktionsweise der verschiedenen auf der Steuerung verfügbaren Ports verstehen.
    In diesem Artikel werden wir die LED-Anzeigen des CPL-410-Modells der SPS von GE erklären.
    Über das Modell CPL 410
    Dieses PAC-System (Programmable Automation Controller) mit der Bezeichnung RX3iCPL410 verfügt über einen integrierten Linux-Server und unterstützt Programmiersprachen wie Kontaktplanlogik, strukturierten Text, Funktionsblockdiagramm und C.
    Enthält 64 MB konfigurierbaren Daten- und Programmspeicher, 32 KB für diskrete Ein- und Ausgänge und 32 KB für analoge Ein- und Ausgänge. Massenspeicher wird auch für den Datenaustausch unterstützt.
    Es unterstützt bis zu 768 Programmblöcke, wobei ein Block 128 KB groß ist. Außerdem werden 4 unabhängige Ethernet-LANs (10\100\1000) unterstützt.
    Bis zu 32 Modbus TCP IP-Clients sind zulässig, 48 SRTP (Service Request Transport Protocol) können gleichzeitig ausgeführt werden und 16 gleichzeitige Modbus TCP IP-Serververbindungen.
    Diese SPS kann Betriebstemperaturen von bis zu -40 bis 70 Grad C bewältigen, ist ein Gerät zur DIN-Schienenmontage, unterstützt eine 18-30 VDC-Versorgung und benötigt keine spezielle Stromversorgung.
    Sie ist mit fünf Ethernet-Ports an der Vorderseite und einem RJ45-Anschluss an der Unterseite ausgestattet. Ein OLED-Display ist verfügbar, um verschiedene Zustände der CPU zu navigieren und zu überwachen, außerdem sind viele Schalter mit LED-Anzeigen verfügbar, um den Status zu überwachen und die Einstellungen durchzugehen.
    Wir können die CPU mit der Proficy Machine Edition-Software programmieren und konfigurieren, dieses System kann problemlos ein redundantes System mit einer Umschaltzeit von 100 ms zur sekundären SPS erstellen.
    Okay, jetzt werden wir die LED-Anzeigen für dieses spezielle GE-SPS-Modell CPL-410 besprechen.
    Im folgenden Bild können wir viele Anzeigen und Kommunikationsanschlüsse sehen, in Abb. 1 ist die SPS ohne Verbindungen und in Abb. 2 mit laufenden Kommunikationskanälen.

    Abb. 1 (links) und Abb. 2 (rechts)
    Beginnen wir also in der oberen rechten Ecke.
    µSD: In diesen Steckplatz wird eine Micro-SD-Karte eingesetzt. Die Micro-SD-Karte wird für externe Speicherung oder zum Laden von Programmen verwendet. Sie verfügt über eine Schutzabdeckung, um Schäden zu vermeiden.
    DISP: Sie können auf die Menünavigation des OLED-Displays zugreifen und je nach Bedarf Änderungen vornehmen. Mit dieser Schaltfläche können Sie auf LAN-Einstellungen, Steuerungsstatus, E/A-Status, Geräteinformationen, Linux-Betriebssystemeinstellungen, Redundanzinformationen und Redundanzbefehle zugreifen. Wir können die konfigurierte IP jeder LAN-Verbindung überprüfen.
    SEL: Mit dieser Anzeige- und Schaltfläche können Sie die Auswahl für jede Einstellungsänderung steuern und je nach Bedarf durch die Optionen navigieren.
    RUN: Wird verwendet, um Befehle an die SPS auszuführen. Es aktiviert das OLED-Menü, um den Modus „RUN aktiviert“ oder „RUN deaktiviert“ von der SPS auszuwählen. Im Run-Zustand leuchtet die grüne Anzeige direkt unter der Run-Schaltfläche.
    STOP: Wird verwendet, um einen Stoppbefehl an die SPS zu senden. Sie können mit dieser Schaltfläche für die SPS „Stop aktiviert“ oder „Stop deaktiviert“ auswählen.
    PHY PRES: TPM (Trusted Platform Module) Anzeige der physischen Anwesenheit mit Auswahl, dies lässt das grüne Licht bei einwandfreiem Zustand leuchten.
    SSD: Solid State Disk Activity, grüne Anzeige bei einwandfreiem Zustand. Dies dient zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit der Solid State Disk oder des Laufwerks, auf dem Daten gespeichert werden.
    TEMP: Dies zeigt an, dass der Controller eine Übertemperatur festgestellt hat. Es wird eine gelbe LED-Anzeige angezeigt, wenn die Temperatur den Grenzwert überschreitet.
    OK: Dieses Signal zeigt an, dass die CPU in Ordnung und in einwandfreiem Zustand ist.
    OE: Ausgang aktiviert, grüne Anzeige, wenn er in Ordnung ist.
    FRC: Wenn wir Kraft auf ein Modul oder Gerät anwenden, leuchtet eine gelbe Anzeige, die anzeigt, dass das Kraftsignal aktiviert ist.
    FLT: Diese Anzeige leuchtet rot, wenn ein Systemfehler vorliegt. Ein Systemfehler tritt bei einem Problem mit einem Modul auf.
    IO: Diese LED zeigt den Funktionstüchtigkeitsstatus des IO-Netzwerks an. Die grüne Anzeige leuchtet bei einwandfreiem Zustand.
    RACT: Ein redundantes System ist ein Muss, um Prozessausfälle bei Problemen mit dem primären Steuersystem zu vermeiden. Außerdem muss das redundante System genau überwacht werden, um die Verfügbarkeit jederzeit sicherzustellen. Die RACT-LED-Anzeige zeigt an, dass die Redundanz aktiv ist oder die redundante Einheit aktiv ist. Die Anzeige leuchtet grün, wenn redundante Geräte aktiv sind. Diese LED wird aktiviert, sobald der Hot Stand durch die redundante CPU bereit ist.
    RBOK: Dies zeigt an, dass die redundante Backup-Einheit in Ordnung ist. Die Anzeige leuchtet grün.
    GPOK: Nachdem Linux erfolgreich gebootet und die CPU neu gestartet wurde, blinkt diese LED-Anzeige grün und zeigt damit an, dass der allgemeine Zweck in Ordnung ist, d. h. ein Betriebssystem in einwandfreiem Zustand oder bereit für Benutzeranmeldungen, oder wir können sagen, dass Linux ausgeführt wird.
    PWR: Strom ist EIN, außerdem können wir den Controller mit dieser Taste zurücksetzen. Wir müssen die PWR-Taste gedrückt halten, um die SPS zurückzusetzen. In einwandfreiem Zustand leuchtet sie grün.
    Kommunikationsanschlüsse in der SPS
    Lassen Sie uns etwas über Kommunikationsanschlüsse erfahren:
    USB1: Dieser Anschluss ist Linux zugewiesen und kann verwendet werden, um auf Tastaturen, Memory Sticks, USB-Sticks und andere Speichergeräte mit ordnungsgemäß installierten Treibern zuzugreifen.
    USB2: Dieser Anschluss ist der Controller-Laufzeit PACS (Programmable Automation Controller) zugewiesen.
    LAN: LAN-Anschlüsse werden verwendet, um Anlagenkommunikationspakete und Hot-Standby-Redundanz zu konfigurieren, wobei zwei LAN3-Gruppenanschlüsse zu diesem Zweck verwendet werden. Sie bieten eine Hochgeschwindigkeits-Datensynchronisierungsverbindung zwischen den beiden CPUs. Verbinden Sie den oberen LAN3-Port der primären CPU mit dem oberen LAN3-Port der sekundären CPU und verbinden Sie den unteren LAN3-Port der primären CPU mit dem unteren LAN3-Port der sekundären CPU.
    LAN auf der Vorderseite:
    -LAN-1: Dieser Port ist nicht umschaltbar und wird mit dem obersten RJ45-Anschluss verbunden.
    -LAN-2: Wird mit den beiden mittleren RJ45-Anschlüssen verbunden und kann intern umgeschaltet werden.
    -LAN-3: Wird mit den beiden unteren RJ45-Anschlüssen verbunden. Diese Ports können auch intern umgeschaltet werden. Dieser Port wird verwendet, um dem System Hot-Standby-Redundanz bereitzustellen.
    LAN auf der Unterseite:
    -RJ45: Dieser Port unterstützt das Serial IO-Protokoll und ist auch dem Linux-System selbst zugewiesen.
    Die Geschwindigkeit und die Integrität der Verbindung des LAN-Ports sind für eine ordnungsgemäße Kommunikation von entscheidender Bedeutung. Sehen wir uns die oberen und unteren Anzeigen des LAN-Ports und die Bedeutung dieser Anzeigen an.
    LAN-Ports-Status (obere Anzeige): Grüne Anzeige: Die entsprechende Verbindung wurde hergestellt, Blinkendes Grün: Datenverkehr erkannt, Aus, Keine Verbindung.
    LAN-Ports-Geschwindigkeit (untere Anzeige): Grün Ein: Datengeschwindigkeit ist 1 Gbps oder 100 Mbps, Aus: Netzwerkdatengeschwindigkeit ist 10 Mbps
    Siehe die folgende Abbildung, um die Anzeigen für LAN-Ports zu verstehen.

    Abb. 3
    Weitere verfügbare Ports auf der Unterseite der SPS
    RJ45: Dies ist ein serieller COM-Port, an den wir einen Kommunikationskanal mit einem RJ45-Stecker anschließen können. Wir können diesen Port für eine direkte Ethernet-Verbindung verwenden oder wir können Modbus oder einen seriellen Kommunikationskanal mithilfe eines TCP-IP-Konverters (Seriell zu Ethernet) kommunizieren. Bitte beachten Sie, dass der RJ-Stecker mit 8 Pins ausgestattet ist und mit Drähten verbunden wird, die in einem Twisted Pair kombiniert sind. Dieses Twisted Pair trägt dazu bei, Übersprechen zu verringern und elektromagnetische Störungen zu beseitigen.
    Die folgenden Anschlüsse sind auf der Unterseite der SPS verfügbar (Abb. 4)

    Abb. 4
    Display-Anschluss: Dies ist ein Video-Display-Anschluss. Wir können diesen Anschluss verwenden, um Video und Audio gleichzeitig oder separat zu übertragen. DP kann Signale in einer Geschwindigkeit von 144 Hz bis 4k übertragen.
    EFA: Dies ist ein IICS-Cloud-Anschluss (Informatica Intelligent Cloud Services). Dies ist ein Cloud-basierter Dienst für Integration und Datenverwaltung. Mit dieser Plattform können Sie Verbindungen konfigurieren, Benutzer erstellen, Aktivitäten oder Aufgaben ausführen, planen und überwachen.
    EPCSS: Energy Pack Control & Status Signal, dies ist ein Klemmenblock mit 5 Verdrahtungsklemmen. Obwohl EPCSS optional ist, ermöglicht es dem SPS-Controller, seinen aktuellen Status bei Stromausfall zu speichern.
    24DC IN: Dreiadriger Klemmenblock für 24-V-Gleichstromversorgung der SPS.
    Schauen wir uns die Zusammenfassung aller LED-Anzeigen in Abb. 5 an.

    Abb. 5
    Das war also ein grundlegendes Verständnis der LED-Anzeigen und verschiedener Ports der SPS von GE.

    xiangjinjiao
    Die Drehzahlregelung des Induktionsmotors ist nur mit Frequenzumrichtern möglich. Grundsätzlich gibt es drei verschiedene Modi, mit denen wir die Drehzahl eines Induktionsmotors regeln können.
    Mithilfe eines digitalen Signals Mithilfe eines analogen Signals von 0 bis 10 V / 0 bis 5 V / 4 bis 20 mA / 0 bis 20 mA usw. Mithilfe der Modbus-Kommunikation, egal ob im RTU-Modus oder im TCP/IP-Modus Drehzahl des Induktionsmotors
    In diesem Beitrag verwenden wir ein analoges Eingangssignal mit einem Bereich von 0 bis 20 mA, um die Drehzahl des Motors zu regeln. Dieser Artikel zeigt, wie die Drehzahl des Motors mithilfe des analogen Ausgangs der SPS geregelt wird. Sehen Sie sich das folgende Schema an, um einen Überblick zu erhalten.

    Um die Drehzahl des Motors zu ändern, wird ein analoges Ausgangssignal von 0 bis 20 mA von der SPS an den analogen Eingangsanschluss des VFD gesendet. Die Geschwindigkeit variiert von 0 bis 50 Hz, während die Milliampere von 0 auf 20 steigen. In diesem Thema verwenden wir sechs einzigartige analoge Ausgangspunkte der intelligenten SPS S7 200, um die Geschwindigkeit von sechs Motoren zu steuern. (Jeder Motor hat einen individuellen VFD entsprechend der Motorleistung).
    Die hier verwendete SPS ist die Siemens CPU ST60 der S7 200 Smart-Serie mit zwei damit gekoppelten analogen Ausgangsmodulen EM AQ04, während das VFD-Modell die ATV310-Serie von Schneider Electric ist. Die Siemens-HMI kommuniziert mit der CPU ST60, um die Geschwindigkeit der Motoren über ihren Bildschirm zu variieren.
    Vor der SPS-Logik sehen Sie sich die Hardwarekonfiguration und die Verbindungsdetails unten an:

    Die oben genannten analogen Ausgangsmodule werden der CPU ST60 hinzugefügt. Jeder analoge Eingangspunkt der VFDs empfängt ein 0- bis 20-mA-Signal von verschiedenen analogen SPS-Ausgangspunkten.
    Sehen Sie sich nun die Parameterdetails des ATV310-VFD-Antriebs an.
    401: 01 (Referenzkanal 1) 204.0: 0A (AI1-Typ) 204.1: 4 mA (AI1-Stromskalierungsparameter von 0 %) 204.2: 20 mA (AI1-Stromskalierungsparameter von 100 %) Außerdem müssen die Motorparameter in Gruppe Nr. „300“ entsprechend der Motorleistung eingestellt werden.
    Das analoge Ausgangsmodul wird auch DA-Modul oder Digital-Analog-Modul genannt. Gemäß dieser Anweisung wird ein digitaler Wert gemäß der Konfigurationseinstellung in Milliampere oder Spannung umgewandelt.
    Verschiedene SPS haben verschiedene digitale Werte, die in ein analoges Spannungs- oder Milliamperesignal umgewandelt werden können. Die Siemens S7 200-Serie verwendet 0 für 0 Milliampere und 27648 für 20 Milliampere.
    Gemäß Parameternummer „204.1“ müssen wir den digitalen Wert bestimmen, bei dem der Ausgangspunkt etwa 4 mA ausgibt. Mithilfe der Hit-and-Miss-Methode haben wir den Wert als „5559“ ermittelt, bei dem wir ungefähr 4 Milliampere erhalten haben.
    Gemäß der obigen Diskussion würde die Frequenz irgendwo zwischen 0 und 50 Hz liegen, und die Milliampere in der SPS werden als digitale Werte dargestellt. Wenn eine bestimmte Frequenz von der HMI eingespeist wird, ist eine gewisse Skalierung erforderlich, um die tatsächliche Frequenz zu erhalten.
    Daher können wir diese digitalen Werte als „unskalierte“ Werte bezeichnen. Um diese unskalierten Werte nun in skalierte umzuwandeln, gibt es unten eine Formel:

    OSH = 27648,0 (Unskalierter digitaler Wert zur Ausgabe eines 20 mA Analogsignals)
    OSL = 5559,0 (Unskalierter digitaler Wert zur Ausgabe eines 4 mA Analogsignals)
    ISL = 0 (Untergrenze der Frequenzausgabe in Hz)
    ISH = 50 (Obergrenze der Frequenzausgabe in Hz)
    „Input“ ist die Variable zur Einstellung der Motordrehzahl über die HMI.
    „Ausgabe“ ist der skalierte digitale Wert
    Setzen Sie diese Werte nun in die Formel ein und werten Sie sie weiter aus:
    Ausgabe = [(27648,0 – 5559,0) *(Eingabe – 0)/ (50 – 0)] + 5559,0
    Ausgabe = [22089,0*Eingabe /50] + 5559,0
    Ausgabe = [441,78*Eingabe] + 5559,0
    Bevor Sie die Gleichung in der Leiterlogik auswerten, gehen Sie die Konfigurationseinstellungen für die analoge Ausgabe in der SPS-Software unten durch:
    Klicken Sie in Schritt 7 der MicroWin Smart-Software auf die hervorgehobene Option „Systemblockeinstellungen“, die in der Leiste „Projektbaum“ verfügbar ist.

    Konfigurieren Sie in den Systemblockeinstellungen alle Kanäle der ersten AQ04-Karte und den 3. und 4. Kanal der zweiten AQ04-Karte mit dem aktuellen Typ, wie hervorgehoben.

    SPS-Programmierung zur Drehzahlregelung von Induktionsmotoren mit analogem Ausgang
    Netzwerk 1:
    VD200 speichert den Eingangswert oder den Variablenwert, der von der HMI in Form von Frequenz oder Hz eingestellt wird. Er wird dann mit 441,78 multipliziert und in VD204 gespeichert.
    Der Wert in VD204 wird dann mit 5559 addiert und in VD208 gespeichert.

    Der Wert in VD208 ist ein ausgewerteter skalierter Ausgangswert im Realformat. Der Bruchteil des Wertes in VD208 wird verworfen und der ganzzahlige Teil wird mit der Anweisung „TRUNC“ im Double-Integer-Format in VD276 gespeichert.
    Danach speichert MW4 diesen Double-Integer-Wert im Integer-Format. Dieser Wert wird nun an die Adresse des ersten Kanals des AQ04-Moduls, AQW16, übertragen.

    Beispiel: Wenn VD200 = 41,5 Hz von HMI eingespeist wird, dann ist VD208 = [441,78*41,5] + 5559,0 = 23892,87.
    Um 41,5 Hz zu erreichen, müssen also 23892 in Form einer Ganzzahl in MW4 gespeichert werden.
    Gemäß dem Netzwerkkommentar wird der erste Kanal verwendet, um die Geschwindigkeit des Motors (Loader) in einer der Anwendungen zu variieren.
    In ähnlicher Weise werden die Netzwerke 2 bis 6 aufgebaut, um die Geschwindigkeit anderer Motoren und Lüfter von ihren jeweiligen Kanälen der EQ04-Module aus zu variieren, wobei VD212, VD224, VD236, VD248 und VD260 als Sollwerte für die variable Geschwindigkeit verwendet werden.

    Gemäß den Verdrahtungsverbindungen verwendet das zweite EQ04-Modul den dritten und vierten Kanal; daher lauten die verwendeten Adressen AQW36 und AQW38. Weitere Informationen finden Sie unter Systemblockkonfiguration.

    leigehong
    Bei der SPS-Programmierung gibt es fünf Arten von Sprachen: Kontaktplanlogik, Anweisungsliste, strukturierter Text, Funktionsblockdiagramm und sequentielles Flussdiagramm. Jede Art von SPS-Sprache hat ihre eigenen Vor- und Nachteile. Während einige Sprachen optisch gut aussehen und sich leicht Fehler beheben lassen, verbrauchen andere Sprachen weniger Speicher und haben eine höhere Verarbeitungsgeschwindigkeit.
    Eine der am häufigsten verwendeten SPS-Sprachen ist die Anweisungsliste. Sie ist nicht so bekannt wie andere Sprachen und wird aufgrund veralteter Technologie nur von wenigen SPS-Programmierern verwendet, ist aber dennoch in fast allen Softwareprogrammen von SPS-Herstellern verfügbar. In diesem Beitrag werden wir uns das Konzept der Anweisungslistensprache in der SPS ansehen.
    Was ist eine Anweisungsliste?
    Ein in der Anweisungslistensprache geschriebenes SPS-Programm besteht aus einer Reihe von Anweisungen, die vom Logikcontroller nacheinander ausgeführt werden. Jeder Befehl wird durch eine einzelne Programmzeile dargestellt und besteht aus den folgenden Komponenten:
    Zeilennummer Aktueller Wert (nur im Onlinemodus) Befehlsoperator Operand(en) Optionaler Kommentar Wenn Sie schon einmal die traditionelle Assemblersprache in Mikroprozessoren gesehen haben, können Sie sich mit dieser Sprache leicht identifizieren. Sie kann auch als eine Mischung aus Kontaktplanlogik und strukturiertem Text bezeichnet werden. Kontaktplanlogik in dem Sinne, dass Befehle linear geschrieben werden müssen, und strukturierter Text in dem Sinne, dass Mnemonik in Worten verwendet wird.
    Weitere Informationen finden Sie im folgenden Bild. Das erste Bild zeigt eine in Kontaktplansprache geschriebene SPS-Logik. Die Logik lautet: %M3 wird eingeschaltet, wenn %M0 eingeschaltet ist und %M1 eingeschaltet ist oder %M2 eingeschaltet ist.

    Sehen Sie sich nun die folgende Logik für die Befehlsliste an. Sie können sehen, dass jede Zeile nur eine Komponente hat – die erste Zeile hat %M0 und die zweite Zeile hat %M1, das eine UND-Logik mit der nächsten Zeile ausführt.
    In der dritten Zeile führt %M2 eine ODER-Logik mit der vorherigen Zeile aus, die vierte Zeile schließt die Befehle und die fünfte Zeile schaltet den Ausgang %M3 ein. Es handelt sich also um eine Darstellung sowohl der Kontaktplanlogik als auch des strukturierten Textes.

    Komponenten der Anweisungsliste
    Die Hauptkomponenten einer SPS-Anweisungsliste sind unten aufgeführt.
    Zeilennummer – Vierstellige Zeilennummern werden generiert, wenn Sie eine neue Programmzeile erstellen, und werden automatisch von der Software verwaltet. Sie sind in der obigen Abbildung als 0000 bis 0004 zu sehen. Aktuelle Werte – Im Onlinemodus können Sie die aktuellen Werte jedes Elements sehen, wie in der folgenden Abbildung gezeigt. Während der Online-Animation wird dies im folgenden Bild als wahr oder falsch angezeigt. Anweisungsoperatoren – Dieser Operator ist eine Art Befehl zum Ausführen einer Anweisung. Er kann auch als Eingabe- und Ausgabeseite der geschriebenen Logik bezeichnet werden. Es handelt sich um ein mnemonisches Symbol, das verwendet wird, um die Art des Befehls zu bezeichnen, der auf der Ausgabeseite ausgeführt werden soll, und auch, wie die Ausgabeseite ihn ausführen wird. Im obigen Bild beispielsweise steht LD für „Load“, wodurch die Ausführung durch Laden des Werts des ersten Bits gestartet wird, AND/OR bezeichnet logische Anweisungen und ST bezeichnet das Speichern von Ergebniswerten im Zielbit. Kommentar – Dies ist optional. Der Programmierer kann damit Kommentare schreiben, die ihm bei der einfachen Fehlerbehebung der Logik helfen.
    Anweisungsliste bei der SPS-Programmierung
    Einige der Anweisungslisten der SPS sind unten aufgeführt.
    LD – Lädt den Booleschen Wert des Operanden in den Akkumulator. LDN – Lädt den negierten Booleschen Wert des Operanden in den Akkumulator. LDR – Lädt den Booleschen Wert des Operanden in den Akkumulator, wenn sich der Wert von 0 auf 1 ändert (steigende Flanke). LDF – Lädt den Booleschen Wert des Operanden in den Akkumulator, wenn sich der Wert von 1 auf 0 ändert (fallende Flanke). AND – Führt eine UND-Operation zwischen dem vorherigen Ergebnis und dem aktuellen Operanden aus. ANDN – Führt eine UND-Operation zwischen dem vorherigen Ergebnis und der Inversen des aktuellen Operanden aus. ANDR – Führt eine UND-Operation zwischen dem vorherigen Ergebnis und der steigenden Flanke des aktuellen Operanden aus. ANDF – Führt eine UND-Operation zwischen dem vorherigen Ergebnis und der fallenden Flanke des aktuellen Operanden aus. OR – Führt eine ODER-Operation zwischen dem vorherigen Ergebnis und dem aktuellen Operanden aus. NOT – Führt die Inversoperation des Operanden aus. ST – Nimmt den Wert des generierten Ergebnisses. STN – Nimmt den Inversen des generierten Ergebnisses. S – Führt die Setzoperation des Operanden aus. R – Führt die Rücksetzoperation des Operanden aus. Abgesehen davon gibt es auch andere Anweisungen wie Sprung, Unterprogramm, Ende, UND mit, ODER mit usw., je nach SPS-Hersteller.
    Auf diese Weise haben wir das Konzept der Anweisungsliste in der SPS-Programmierung kennengelernt.

    leikang
    In der industriellen Automatisierung gibt es Situationen, in denen IO-Instrumente sehr weit vom Panel entfernt sind und aufgrund der Entfernung nicht mit der lokalen SPS verbunden werden können.
    Aus diesem Grund sind Remote-IO-Module verfügbar, die nur die Daten dieser IOs mit der Haupt-SPS kommunizieren. Dies erleichtert die Kommunikation und bietet Instrumenteningenieuren die Flexibilität, das Instrument an jedem gewünschten Ort zu platzieren.
    Remote-IO-Adaptermodul
    Die Kommunikation zwischen dem Remote-Adapter und der Haupt-SPS erfolgt meist über Ethernet, was die schnellste und effizienteste Kommunikationsmethode ist.
    Solche Remote-IO-Module sind in vielen SPS-Marken verfügbar. Schneider Electric ist eine solche Marke und für diese ist ein BMXCRA- oder BMECRA-Modul verfügbar. In diesem Beitrag werden wir uns das Konzept der CRA-Module in Schneider SPS ansehen.
    CRA-Modul in Schneider SPS

    Bild: BMXCRA31210, Modicon X80 RIO-Modul
    CRA ist ein Remote-IO-Adaptermodul im Schneider SPS-Automatisierungsbereich. Es hat keine CPU zum Schreiben von Logik; es ist nur ein Datenkommunikator. Es nimmt IO-Werte entgegen und aktualisiert sie kontinuierlich an die Haupt-CPU. Das Modul arbeitet mit dem Ethernet-IP-Protokoll. Es hat drei LAN-Ports zum Arbeiten.
    Neben Standard-IO-Werten bietet das Modul auch verschiedene Arten von Diagnosen zur Fehlerbehebung. Dies hilft den Programmierern beim flexibleren Schreiben der Logik. Sie haben beispielsweise drei IO-Module in sehr großer Entfernung von der CPU. Dann konfigurieren Sie einfach diese drei Module im CRA-Modul in der Software; und das CRA verwendet sie dann für die Datenkommunikation mit der CPU.
    Modulkonfiguration
    Das Modul hat zwei Drehschalter. Sie definieren die ID des Moduls. Beispielsweise werden im System 4 CRA-Module verwendet. Alle vier sind weit voneinander entfernt. Dann muss jedem Modul eine separate Identität zugewiesen werden, damit es von der CPU-Logik leicht unterschieden werden kann.
    Außerdem wird die Modul-IP im CPU-Programm eingestellt. Es gibt keine Konfiguration im CRA-Modul. Konfigurieren Sie einfach die IP-Adressen in der SPS-Logik für die CRA-Module richtig, stellen Sie die ID mit Drehschaltern ein und Ihre CRA-Module werden entsprechend funktionieren.
    Das Modul verfügt über vier LEDs zur Fehlerbehebung – Run, IO, Modulstatus und Netzwerkstatus. Lesen Sie den Katalog des Moduls im Detail für eine genaue Beschreibung.
    Schneider SPS-Kommunikationsmodul
    Das Modul wird nur in der M580- und Quantum-Reihe von Schneider PLCs unterstützt. Eine interessante Sache an diesem Modul ist, dass es eine große Anzahl von Kommunikationsdiensten wie SNMP-Agent, SNTP-Client, FDR-Client, FTP-Client, TFTP-Client, DHCP-Client, CIP-Explizite-Nachrichten und Quality of Service hat. All dies ist Teil der Cybersicherheitsfunktionen und hilft, das Modul vor Cyberangriffen zu schützen.
    Die CRA-Module sind vollständig redundant. Es hängt davon ab, wie Sie das System vernetzen. Der Grad der Redundanz hängt davon ab, wie Sie die Kabel verkabeln und wie Sie die Topologie festlegen. Auf dieser Grundlage können Sie die Logik sicher betreiben, ohne einen Verlust von IO-Daten befürchten zu müssen.
    Sie haben beispielsweise zwei CRA-Module und möchten IO-Redundanz. Basierend auf der unterstützten Topologie können Sie das Netzwerk so gestalten, dass Sie bei einem Ausfall eines LAN-Ports des ersten CRA-Moduls Daten über den zweiten LAN-Port zum zweiten CRA-Modul und dann zur Haupt-SPS leiten können. Es stehen verschiedene Routing-Optionen zur Verfügung.
    Auf diese Weise haben wir das Konzept des CRA-Moduls in der Schneider-SPS gesehen.

    leizuofa
    In der industriellen Automatisierung gibt es drei Arten von IOs – lokal, remote und verteilt. Dies definiert, ob sich die IOs in einem lokalen Schaltschrank oder einem Remote-Netzwerk-Panel befinden. Dies wird anhand der Position der Feldinstrumente vom Panel aus entschieden. Verschiedene Arten von Automatisierungsherstellern haben entsprechende Module in ihren Produkten, um mit Remote-IOs zu arbeiten.
    Eine dieser berühmten Marken ist Rockwell. In Rockwell SPS ist das AENT-Modul der am häufigsten verwendete Netzwerkadapter für die IO-Kommunikation. Dieses Modul kann an einem anderen Ort als der lokalen SPS angeschlossen werden und ist über Ethernet-Kommunikation mit dieser verbunden. Die entsprechenden IOs sind mit dem AENT-Modul verbunden.
    In diesem Beitrag werden wir uns das Konzept des AENT-Moduls in Rockwell SPS ansehen.
    AENT-Modul in Rockwell SPS

    Wie bereits erwähnt, ist ein AENT-Modul eine Art Remote-IO-Adapter. Das Modul enthält keine CPU; es handelt sich lediglich um eine Netzwerkschnittstelle, die zur Kommunikation von Feld-IOs mit der Haupt-SPS über das Ethernet-IP-Protokoll verwendet wird. Das bedeutet, dass keine Logik in das Modul geschrieben werden kann, da es nur Daten von damit konfigurierten IO-Modulen liest und an die Haupt-SPS-CPU schreibt.
    Sie können maximal 64 IO-Module mit einem AENT-Modul verbinden, um eine Schnittstelle herzustellen. Es wird im Allgemeinen durch die Serie 1734-AENT identifiziert. Über dieses Modul erhalten Sie nicht nur IO-Daten, sondern auch jede einzelne Diagnose der IOs. Dies erleichtert die Fehlerbehebung erheblich.
    Die Modulkommunikation erfolgt über das Ethernet-IP-Protokoll und verfügt hierfür über RJ45-Anschlüsse. Es kann entweder im Halbduplex- oder im Vollduplex-Modus kommunizieren. Die Standardstromversorgung für dieses Modul beträgt 24 V DC.
    IP-Adresskonfiguration
    Es gibt drei allgemeine Methoden, mit denen die IP-Adresse im Modul eingestellt wird –
    Durch Einstellen der Schalter darauf (es hat drei Zahlen, die die letzten drei Ziffern der IP-Adresse bezeichnen) Mithilfe der von Rockwell erhältlichen BootP/DHCP-Software Mithilfe der von Rockwell erhältlichen IP-Konfigurationssoftware. Sobald Sie die IP-Adresse eingestellt haben, können Sie das Modul für Ihre Kommunikation mit der Haupt-SPS verwenden.
    In der SPS-Software (Studio 5000) müssen die IO-Module in diesem AENT-Modul konfiguriert werden. Diese Module kommunizieren dann ihren IO-Status über das AENT-Modul an die Haupt-CPU. Dieses Modul kann in Sterntopologie oder Baumtopologie verwendet werden.
    LED-Diagnose
    Das Modul verfügt über die folgenden LEDs zur Diagnose – Modulstatus, Netzwerkstatus, Netzwerkaktivität, POINT-Bus-Status, Systemstrom und Feldstrom. Sie können eine detaillierte Beschreibung der einzelnen LEDs erhalten, indem Sie den Katalog lesen. Dies hilft bei der detaillierten Fehlerbehebung des Moduls.
    Zu beachten ist, dass das an das Modul angeschlossene Netzteil maximal 10 IO-Module ansteuern kann. Daher ist nach jeweils 10 an das AENT angeschlossenen Modulen ein Netzteilmodul erforderlich.
    Gehäusegröße
    Einer der wichtigsten Begriffe im Zusammenhang mit diesem Modul ist die Gehäusegröße. Gehäusegröße bezeichnet die Anzahl der mit AENT verbundenen Module. Wenn beispielsweise 19 IO-Module verwendet werden, müssen Sie die Gehäusegröße in der AENT-Konfiguration auf 20 einstellen.
    Der Adapter speichert diese Gehäusegrößeneinstellung im nichtflüchtigen Speicher. Wenn die nichtflüchtige Gehäusegröße des Adapters nicht mit der tatsächlichen Anzahl der auf seiner Rückwand vorhandenen Module übereinstimmt, stellt der Adapter keine I/O-Verbindungen her. Sobald Sie online sind, müssen Sie diese Größe außerdem online und nicht offline einstellen. Erst nach diesem Schritt können Sie das Modul zur Kommunikation von IO-Werten mit der Haupt-CPU verwenden.
    Das AENT-Modul ist ein Adapter höherer Reichweite und wird daher nur mit drei SPS-Typen verwendet – Control Logix, Compact Logix und Flex Logix. Auf diese Weise haben wir das Konzept des in Rockwell PLC verwendeten AENT-Moduls gesehen.

    leigehong
    In diesem Artikel sprechen wir über dezentrale Peripheriegeräte oder verteilte IOs. Wir werden uns nicht mit dem TIA-Portal befassen, sondern nur diskutieren, was verteilte IOs sind und warum wir sie brauchen.
    Inhalt:
    Was sind externe Peripheriegeräte oder verteilte IOs? Ein einfaches Beispiel, um die Notwendigkeit verteilter IOs zu erklären. o 1 Maschine mit einer SPS auf der Maschine.
    o 1 Maschine mit der SPS ist weit weg an einem sicheren Ort.
    o 2 oder mehr Maschinen mit derselben SPS
    o eine bereits installierte Maschine mit unterschiedlichen IO-Modulen (GSD-Dateien)
    Fazit Externe Peripheriegeräte
    Verteilte IO-Geräte sind Geräte, die in Automatisierungs- und Steuerungssystemen verwendet werden. Sie fungieren als Vermittler zwischen der zentralen Steuerung (SPS) und verschiedenen Sensoren und Aktoren, die in Ihrem Automatisierungsprozess installiert sind. Stellen Sie sie sich als Boten vor, die Informationen von Sensoren sammeln und Befehle an Aktoren übermitteln.
    Verteilte IO
    Dieser verteilte Ansatz vereinfacht die Verkabelung. Anstatt alle Kabel direkt zur SPS zu führen, installieren Sie diese verteilten IO-Geräte auf der Maschinenseite. Sie sammeln Informationen von Sensoren (wie Temperatur oder Bewegung) und senden Befehle an Aktuatoren (wie Motoren oder Ventile). Dadurch funktioniert das gesamte System reibungslos, mit weniger Verkabelung, und es ist auch einfacher zu verwalten und zu erweitern, was zu einer verbesserten Systemflexibilität führt.
    Im nächsten Abschnitt werden wir anhand einiger Beispiele die Idee und die Notwendigkeit der verteilten IO auf einfachere Weise erklären.
    Einfaches Beispiel zur Erklärung der Notwendigkeit der verteilten IO
    Nehmen wir an, wir haben eine Produktionsmaschine, die über eine SPS gesteuert wird, egal welchen Typs, siehe Bild 1.

    Bild 1. Produktionsmaschine, die über eine SPS gesteuert wird.
    Wie Sie sehen, ist die SPS, die die Maschine steuert, vor Ort auf der Maschinenseite installiert. Wie wir wissen, sind SPS für den Betrieb in rauen Umgebungen ausgelegt. Daher ist es keine schlechte Idee, die SPS auf der Maschinenseite zu installieren, da sie den unterschiedlichen Betriebsbedingungen der Maschine standhalten kann, sei es hohe Umgebungstemperatur, Feuchtigkeit, Vibration usw.
    Was ist nun, wenn wir unseren Prozess ändern und die Kontrolle über die Maschine erhöhen müssen, d. h. wir müssen die Anzahl der Ein- und Ausgänge der Maschine erhöhen? Dies bedeutet, dass wir eine größere SPS mit einer höheren Anzahl von IOs benötigen oder zumindest IO-Module zur aktuellen SPS hinzufügen müssen.
    Sie sollten wissen, dass das Hinzufügen zusätzlicher IO-Module zur aktuellen SPS von der SPS abhängt, die Sie für Ihr Projekt ausgewählt haben, da jede SPS eine maximale Anzahl von IOs hat, die Sie der SPS hinzufügen können.
    Wenn also die zusätzliche Anzahl von IOs, die wir benötigen, die maximale Anzahl von IOs übersteigt, die ich der SPS hinzufügen kann, muss ich eine größere SPS besorgen, und das bedeutet, dass ich Ihre Software für die neue SPS neu schreiben oder zumindest Ihr Projekt migrieren muss. Siehe Bild 2.

    Bild 2. Größere SPS für neue Maschinenerweiterung.
    Also mussten wir mit der neuen Erweiterung eine größere SPS besorgen.
    JETZT haben wir gesagt, dass die SPS vor Ort installiert werden kann und für raue Umgebungen ausgelegt ist, aber normalerweise wird das nicht gemacht, und normalerweise wird die SPS weit weg an einem gut klimatisierten und geschützten Ort wie einem MCC-Raum installiert.
    Das bedeutet, dass jedes Eingangs- oder Ausgangssignal unseres Prozesses von der Maschinenseite mit der SPS im MCC-Raum verbunden werden muss, also wenn ich 100 IO-Signale habe, muss ich 100 Signalkabel zwischen der Maschine und der SPS ziehen. Und wenn ich in Zukunft eine Erweiterung vornehmen muss, muss ich die zusätzlichen neuen Kabel verlegen. Siehe Bild 3.

    Bild 3. Installation der SPS im MCC-Raum.
    Wie Sie sehen, müssen wir jetzt für jedes IO-Signal, das wir in unserem Prozess haben, ein Kabel zwischen der SPS und der Maschine verlegen. Dies kann bei einer kleinen Maschine mit einer geringen Anzahl von IOs akzeptabel sein, aber nicht so sehr bei einem großen Prozess mit vielen IOs.
    Da dies das Verlegen einer großen Anzahl von Kabeln beinhaltet, erhöht dies die Kosten dieses Prozesses und führt auch zu neuen Problemen, die berücksichtigt werden müssen, wie Kabelkanäle, EMV-Kompatibilität, Kabelkanäle und weitere zusätzliche Überlegungen.
    Und hier werden die externen Peripheriegeräte oder verteilten IO-Module sehr nützlich. Siehe Bild 4.

    Bild 4. Verwenden eines verteilten IO-Geräts
    Ein verteiltes IO-Modul ist einfach ein IO-Modul, das auf der Maschinenseite installiert werden kann, um alle Eingaben des Prozesses zu sammeln und an die SPS zu senden. Außerdem erhält es das Ausgabesignal von der SPS und sendet es an zugehörige Betätigungsgeräte.
    Wie Sie auf dem Bild sehen können, wird die Verbindung zwischen der SPS und der Maschine jetzt hergestellt, indem ein Kommunikationskabel zwischen dem verteilten IO-Gerät und der SPS gezogen wird. Verteilte IO-Geräte verfügen über viele Kommunikationsmöglichkeiten. In unserem Beispiel haben wir eine Profinet-Kommunikation angenommen, daher die grüne Farbe.
    Die Verwendung eines Distributed-IO-Geräts bietet Ihnen den Vorteil, dass Sie Ihre Prozess-IOs erweitern können, ohne eine größere SPS installieren zu müssen. Sie fügen einfach die neuen IOs zu Ihrem Gerät hinzu und die Kommunikation zwischen der SPS bleibt über Profinet oder eine andere Kommunikationsmethode dieselbe.
    Sie können sogar eine komplett neue Maschine mit derselben SPS steuern, Sie müssen nur ein neues Kommunikationskabel von der SPS zur neuen Maschine ziehen. Siehe Bild 5.

    Bild 5. Steuerung von 2 Maschinen mit derselben SPS.
    Wie Sie sehen, würde ich zur Steuerung einer komplett neuen Maschine mit meiner SPS nur ein zusätzliches Kommunikationskabel von der SPS und der Maschine benötigen. Natürlich müssen Sie sicherstellen, dass Ihre SPS-Funktionen die Verarbeitung und Steuerung der beiden Maschinen bewältigen können.
    Und noch etwas: Distributed-IOs können mit verschiedenen SPS-Marken verwendet werden, d. h. ich kann verschiedene Marken von Distributed-IOs mit einer Siemens-SPS verwenden. Siehe Bild 6.

    Bild 6. Verwendung von Distributed IOs verschiedener Marken.
    Wie Sie im Bild sehen können, verwendet eine Maschine ein Distributed IO-Gerät von SIEMENS und die andere Maschine ein Distributed IO-Gerät von Schneider und beide werden über dieselbe SPS gesteuert.
    Fazit
    Distributed IO-Geräte werden verwendet, um die Reichweite eines Steuerungssystems zu erweitern und den Anschluss einer großen Anzahl von Sensoren und Aktoren über große Entfernungen zu ermöglichen. Distributed IOs reduzieren den Verkabelungsaufwand im Vergleich zu einer herkömmlichen Signalverbindung zwischen Maschine und SPS. In einem Distributed IO-System können problemlos Geräte hinzugefügt oder entfernt werden, was es hochgradig skalierbar und zuverlässig macht.

    caixiaofeng
    In früheren Artikeln haben wir das Konzept verteilter IO-Module vorgestellt und wie man ein IO-Modul mit einer SPS konfiguriert. In diesem Artikel zeigen wir, wie man verteilte IO-Freigabe zwischen SPS-Systemen durchführt.
    Inhalt:
    Problembeschreibung. Freigabe des IO-Geräts durch zwei SPS. Zuweisung unterschiedlicher interner Module zu SPS. Problembeschreibung
    Im vorherigen Artikel haben wir gezeigt, wie wir ein verteiltes IO-Modul mit einer SPS verbinden und konfigurieren und die IO-Punkte des verteilten Moduls über diese SPS steuern können. In diesem Artikel besprechen wir den Fall, wenn wir dasselbe verteilte IO-Modul mit zwei verschiedenen SPS verwenden müssen. Siehe Bild 1.

    Bild 1. Zwei verschiedene SPS-Projekte.
    Verteilte IO-Freigabe zwischen SPS-Systemen
    Stellen Sie sich vor, wir müssen die Ein- und Ausgabepunkte des verteilten Moduls zwischen den beiden SPSen teilen. Die gemeinsame Nutzung eines verteilten IO-Moduls durch zwei SPS ist möglich, aber nicht alle Module können das, die meisten modernen jedoch schon.
    Eine andere Möglichkeit, die Informationen gemeinsam zu nutzen, wäre, alle Informationen vom verteilten IO zu einer SPS zu bringen, eine Kommunikation zwischen den beiden SPS herzustellen und dann die benötigten Daten auszutauschen. Dies wird in einem anderen Artikel gezeigt.
    Im verteilten IO-Gerät (IO-Gerät_1) haben wir viele IO-Module konfiguriert, wie z. B. 4DIx24VDC-Modul, 8DOx24VDC-Modul, 2DIx24VDC-Modul und einige weitere Module. Siehe Bild 2.

    Bild 2. Verschiedene IO-Module in unserem IO-Gerät.
    Gemeinsame Nutzung des IO-Geräts durch zwei SPSen
    In diesem Artikel gehen wir davon aus, wie Sie auf dem Bild sehen, dass wir das 4DIx24VDC-Modul und das 8DOx24VDC-Modul über SPS_1 steuern möchten und ich das 2DIx24VDC-Modul und das 2DOx24VDC-Modul von SPS_2 aus steuern möchte.
    Ich möchte also die verschiedenen Module zwischen den beiden SPSen teilen, daher die Namensfreigabegeräte.
    Wie Sie in Bild 1 sehen können, ist das verteilte IO-Gerät (IO-Gerät_1) bereits eine Erweiterung von PLC_1, da wir das im vorherigen Artikel eingerichtet haben, aber wir müssen es auch zu einer Erweiterung von PLC_2 machen, damit es zwischen den beiden SPSen geteilt werden kann. Siehe Bild 3.

    Bild 3. IO-Gerät ist eine Erweiterung von PLC_1
    Normalerweise hätten wir dabei jede SPS in einem anderen TIA Portal-Projekt, aber da wir keine echten Hardwaregeräte haben, verwenden wir nur ein TIA Portal-Softwareprojekt, um zu zeigen, wie das verteilte IO-Modul zwischen den beiden SPSen geteilt wird.
    Wir haben ein Projekt mit zwei SPSen. Und wir müssen das IO-Gerät_1 der SPS_1 und der SPS_2 zuweisen.
    Kopieren Sie dazu das Modul in der Netzwerkansicht und fügen Sie es ein, um zwei Module in Ihrem Projekt zu haben. Siehe Bild 4.

    Bild 4. Kopieren und Einfügen des IO-Geräts.
    Jetzt müssen wir dieses IO-Gerät der PLC_2 zuweisen, wie wir es im letzten Artikel mit PLC_1 getan haben. Siehe Bild 5.

    Bild 5. Weisen Sie das Modul der PLC_2 zu
    Wenn Sie JETZT versuchen, Ihr Projekt auf beide PLCs herunterzuladen, kann die PLC_1 das IO-Modul finden. Die PLC_2 kann das IO-Modul jedoch nicht finden, da es kein tatsächliches Hardwaremodul mit dem Namen IO-Gerät_2 gibt. Wir haben nur ein Hardware-IO-Gerät und im letzten Artikel wurde es mit dem Namen IO-Gerät_1 konfiguriert, weshalb die PLC_2 das IO-Gerät nicht finden kann. Siehe Bild 6.

    Bild 6. Die Verbindung wird über den Gerätenetzwerknamen hergestellt.
    Wir müssen also beiden IO-Modulen den gleichen Gerätenetzwerknamen geben, siehe Bild 7.

    Bild 7. Netzwerkgerätename
    Wie Sie sehen, ist der Netzwerkgerätename für das IO-Modul IO device_1, siehe Bild 8 für das andere IO-Modul.

    Bild 8. Netzwerkgerätename für das 2. IO-Modul.
    Hier ist der Netzwerkname IO device_2. Wir müssen beiden IO-Modulen den gleichen Namen geben, damit beide SPS es finden und sich damit verbinden können.
    Deaktivieren Sie die Option zur automatischen Namensgenerierung, damit wir den Namen ändern und beide zu IO device_1 machen können. Stellen Sie außerdem sicher, dass alle Informationen im roten Bereich in beiden Modulen gleich sind. Siehe Bild 9.

    Bild 9. Deaktivieren Sie die Option zur automatischen Generierung.
    Überprüfen Sie die Bilder 10a und 10b, nachdem wir die Informationen so geändert haben, dass sie für beide Module gleich sind.

    Bild 10a. 2. IO-Modul.

    Bild 10b. 1. IO-Modul
    Da die beiden IO-Module nun identisch sind, können beide SPS das IO-Modul finden und mit ihm kommunizieren. Siehe Bild 11.

    Bild 11. Beide SPS können das IO-Modul finden.
    Bis zu diesem Punkt gingen wir davon aus, dass sich beide SPS im selben TIA Portal-Projekt befinden.
    Falls wir das IO-Modul jedoch mit einem Controller in einem anderen TIA Portal-Projekt teilen, machen wir dasselbe wie zuvor, fügen jedoch einen zusätzlichen Schritt hinzu.
    In diesem Schritt gehen wir zu den Eigenschaften des IO-Moduls und ändern die Option für den gemeinsamen IO-Zyklus des Geräts, wie Sie in Bild 12 sehen.

    Bild 12. IO-Controller außerhalb des Projekts
    Wie Sie auf dem Bild sehen können, ändern wir den Wert im roten Feld auf 1, wenn die beiden SPSen zu unterschiedlichen TIA Portal-Projekten gehören.
    Da wir beide SPSen im selben Projekt haben, lassen wir den Wert auf Null.
    Da nun beide SPSen das IO-Gerät sehen und mit ihm kommunizieren können, müssen wir dem IO-Modul mitteilen, welche internen Module mit welcher SPS kommunizieren sollen.
    Wie in Bild 2 erwähnt, benötigen wir ein 4DIx24VDC-Modul und ein 8DOx24VDC-Modul zur Kommunikation mit SPS_1, und ich möchte das 2DIx24VDC-Modul und das 2DOx24VDC-Modul von SPS_2 aus steuern.
    Wir können das tun, indem wir die folgenden Schritte ausführen.
    Zuweisen unterschiedlicher interner Module zu SPSen
    Gehen Sie zunächst zu den Eigenschaften des IO-Geräts_1. Sie werden feststellen, dass alle internen Module des IO-Geräts zu SPS_1 gehören. Siehe Bild 13.

    Bild 13. Gemeinsam genutztes Gerät des IO-Moduls
    Wie Sie auf dem Bild sehen können, ist der Zugriff auf alle internen Module des IO-Geräts PLC_1 zugewiesen, aber wie bereits erwähnt, müssen die letzten beiden internen Module, das 2DIx24VDC-Modul und das 2DOx24VDC-Modul, von PLC_2 aus aufgerufen werden.
    Klicken Sie dazu einfach mit der rechten Maustaste auf das gewünschte Modul, deaktivieren Sie die Option PLC_1 und lassen Sie sie leer, um anzugeben, dass dieses Modul über einen anderen Controller gesteuert wird. Siehe Bild 14.

    Bild 14. Deaktivieren Sie interne Module.
    Wenn Sie die Geräteübersicht des IO-Geräts_1 überprüfen, nachdem Sie die Option PLC_1 deaktiviert haben, werden Sie sehen, dass diesen internen Modulen keine Adressierung mit PLC_1 zugewiesen ist, was darauf hinweist, dass sie woanders hingehören. Siehe Bild 15.

    Bild 15. Keine Adressierung für Module, die nicht PLC_1 zugewiesen sind
    JETZT muss ich diese beiden Module dem IO-Gerät_2 für PLC_2 zuweisen.
    Gehen Sie mit denselben Schritten wie zuvor zu den gemeinsam genutzten Geräteeigenschaften des IO-Geräts_2 und weisen Sie nur die beiden benötigten Module PLC_2 zu. Siehe Abbildung 16.

    Abbildung 16. Benötigte Module PLC_2 zuweisen
    Nachdem das 2DIx24VDC-Modul und das 2DOx24VDC-Modul PLC_2 zugewiesen sind, finden Sie in der Geräteübersicht ihre Adressierung mit PLC_2, wie wir es möchten. Siehe Abbildung 17.

    Abbildung 17. Adressierung gehört zu PLC_2
    So können wir ein IO-Modul zwischen zwei PLCs gemeinsam nutzen, unabhängig davon, ob sie sich im selben TIA Portal-Projekt oder in zwei verschiedenen Projekten befinden.

    leikang
    Bei einem SPS-Nachrüstprojekt wird das alte SPS-System (speicherprogrammierbare Steuerung) durch eine neuere und fortschrittlichere Version aktualisiert oder ersetzt. Dies geschieht, um die Leistung zu verbessern, neue Funktionen hinzuzufügen oder die Kompatibilität mit modernen Technologien aufrechtzuerhalten und gleichzeitig die Notwendigkeit zu minimieren, vorhandene Geräte vollständig zu ersetzen.
    SPS-Nachrüstprojekt
    Wenn Sie in einem System arbeiten, sei es in der industriellen Automatisierung oder in einem anderen, ist es nicht immer notwendig, eine komplett neue Anlage in Betrieb zu nehmen.
    Es gibt Zeiten, in denen eine alte Anlage nicht richtig und entsprechend den gewünschten Ergebnissen läuft. Dies betrifft nicht das gesamte System, sondern nur einige Teile. Es kann sich um ein SPS-System, ein elektrisches System oder ein mechanisches System handeln.
    Anstatt das gesamte System zu ändern, ist es besser, nur diesen Teil durch ein neues zu ersetzen. Die verbleibenden Systeme werden so beibehalten, wie sie sind. Dies wird als Nachrüstung bezeichnet. Dies ist ein sehr wichtiger Aspekt, den Ingenieure lernen müssen.
    In diesem Beitrag werden wir die Schritte im Zusammenhang mit der Nachrüstung eines SPS-Systems sehen.
    Warum ist eine SPS-Nachrüstung erforderlich?

    Wenn Sie ein SPS-System haben, werden Sie zwangsläufig in eine Situation geraten, in der es manchmal ausfällt. Das ist eine natürliche Überlegung für jedes System (nicht nur für SPS) und es bedeutet nicht, dass das SPS-System jedes Mal ausfällt. Es ist ein Worst-Case-Szenario.
    Abgesehen von der SPS funktionieren die übrigen elektrischen und mechanischen Systeme einwandfrei. Die häufigsten Gründe für den Austausch eines SPS-Systems sind: wiederholte Fehler in der Logik, veraltete SPS, die ausgefallen ist und nicht mehr auf dem Markt erhältlich ist, wiederholte Firmware- oder Hardwarefehler in der SPS und kein verfügbarer Service.
    In diesen Fällen ist es die beste Option, statt des gesamten Systems nur das SPS-System auszutauschen. Dies wird als SPS-Nachrüstung bezeichnet. Im Grunde rüsten Sie die SPS entweder auf eine neue auf oder ersetzen sie vollständig durch eine neue Marke.
    Dies reduziert die Kosten, beeinträchtigt die ursprüngliche Betriebsanlage nicht, spart Zeit und erhöht die Zuverlässigkeit. Im Grunde bleibt die Betriebslogik der Anlage gleich; Sie ersetzen sie einfach durch eine neue Hardware und betreiben die Anlage.
    Vorgehensweise für das SPS-Nachrüstprojekt
    Der allererste Schritt besteht darin, die Schalttafelzeichnung der SPS zu studieren. Jede SPS hat ihre eigene Verdrahtungsversion und auch ein Senken-Quelle-Konzept. Daher ist es notwendig, dass Sie zunächst die ursprüngliche Verdrahtung verstehen. Dies wird Ihnen helfen, eine neue IO-Liste entsprechend Ihrer aktuellen SPS vorzubereiten. Denn wenn Sie blind mit derselben IP-Liste arbeiten, werden Sie vor Ort vor allem auf Verdrahtungsprobleme stoßen, wenn Sie die neue SPS installieren.
    Besorgen Sie sich, wenn möglich, das alte Programm. Wenn dies nicht möglich ist, entwickeln Sie im Büro eine neue, frische Logik, bevor Sie vor Ort gehen. Testen Sie die Logik auch mit dem Kunden oder im besten Fall mit dem Endkunden. Der Endkunde wird am meisten helfen, da er das alte SPS-System bedient hat und bei der schnellen Lösung von Fragen helfen kann. Der Kunde kann bei der gründlichen Überprüfung des Prozesses helfen. Wenn das Programm getestet wird, bevor Sie vor Ort gehen, wird dies Ihre Zeit vor Ort drastisch reduzieren.
    Versuchen Sie, die Bildschirme anzupassen und die Grafiken so zu entwickeln, wie sie sind, wie sie mit den alten laufenden Bildschirmen sind. Dies wird den Bedienern helfen, die Anlage einfacher zu bedienen, als sie es gewohnt sind.
    Sobald Ihre Logik und Grafiken fertig sind, planen Sie mit dem Elektriker den Einsatz vor Ort. Der Elektriker wird zuerst die neue SPS anstelle der alten einsetzen und dann alle Punkte mit einem Multimeter gegenprüfen. So wird sichergestellt, dass alle Punkte gemäß der neuen Verkabelung angeschlossen wurden oder nicht. Wichtig zu beachten ist, dass für die Nachrüstung eine ordnungsgemäße Abschaltung erforderlich ist. Stellen Sie dies also sicher, bevor Sie einen Einsatz vor Ort planen.
    Sobald die Verkabelung ohne Strom geprüft wurde, schalten Sie das System ein und laden Sie Ihre neuesten Programme in SPS und Grafiken herunter. Jetzt müssen Sie zuerst die IOs prüfen. Dies ist ein sehr wichtiger Schritt, da Sie die alte Verkabelung durch eine neue ersetzen. Alle IOs im Feld müssen genauso reagieren wie zuvor. Ohne diese Funktion können Sie die Anlage nicht im automatischen oder manuellen Modus betreiben.
    Überprüfen Sie nun die geschriebene Logik und prüfen Sie, ob sie wie im vorherigen System ausgeführt wird oder nicht. Alle Sicherheitsverriegelungen, zulässigen Bedingungen, Sequenzen und andere Logik müssen genauso funktionieren wie im alten System. Dies muss sowohl vom Kunden als auch vom Endkunden zur Überprüfung genehmigt werden und im Bericht erwähnt werden, wenn es ordnungsgemäß funktioniert.
    Erstellen Sie alle Abschlussberichte, speichern Sie die endgültige Sicherung und machen Sie Fotos und Videos des laufenden Systems. Dadurch wird sichergestellt, dass Sie einen Abschlussbericht für das von Ihnen durchgeführte SPS-Nachrüstprojekt erhalten.
    SPS-Projektzusammenfassung
    Bewerten Sie das vorhandene SPS-System, ermitteln Sie den Nachrüstbedarf und bestimmen Sie Projektziele, Umfang und Einschränkungen. Entwerfen Sie einen detaillierten Plan für das neue System, stellen Sie die Integration mit vorhandenen Maschinen und Netzwerken sicher und entwickeln Sie eine Migrationsstrategie. Erstellen Sie eine Sicherungskopie aller Programme, Daten und Dokumentationen des aktuellen Systems und erstellen Sie einen Wiederherstellungsplan. Beschaffen Sie die neue SPS und jegliche zusätzliche Hardware und stellen Sie Kompatibilität und Verfügbarkeit sicher. Bereitstellen Sie den Installationsort mit den erforderlichen Sicherheitsmaßnahmen vor und planen Sie bei Bedarf Ausfallzeiten ein. Nehmen Sie das alte SPS-System außer Betrieb und installieren Sie die neue SPS und die zugehörige Hardware. Übertragen oder schreiben Sie die Programmlogik auf die neue SPS um und testen Sie alle Funktionen und die Kommunikation. Führen Sie umfassende Tests des neuen Systems durch, validieren Sie die Leistung und nehmen Sie die erforderlichen Anpassungen vor. Schulen Sie das Personal im Betrieb und in der Wartung des neuen Systems und aktualisieren oder erstellen Sie die Systemdokumentation. Stellen Sie offiziell auf das neue SPS-System um, überwachen Sie es genau auf Probleme und bieten Sie die erforderliche Unterstützung. Führen Sie eine Überprüfung nach der Implementierung durch, um den Erfolg zu bewerten, gewonnene Erkenntnisse zu dokumentieren und zukünftige Wartungen oder Upgrades zu planen.

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