西門子PLC信號(hào)模塊代理商在停止/運(yùn)行操作模式下的數(shù)據(jù)保持功能有以下因素影響：是否配置有電池，RAM存儲(chǔ)卡和 閃存卡，在編程軟件的硬件組態(tài)中的參數(shù)設(shè)置，軟件程序中是否存在相關(guān)的程序塊和數(shù)據(jù)塊。

　　對于西門子PLC S7-400系列，如果主存儲(chǔ)器中的程序和數(shù)據(jù)塊沒有后備電池，則當(dāng)電源關(guān)閉再打開后 S7-400的CPU將被*復(fù)位。在此之后與運(yùn)行系統(tǒng)相關(guān)的數(shù)據(jù)塊和程序塊將會(huì)從閃存卡重新加載到主存儲(chǔ) 器；對于所有數(shù)據(jù)塊，當(dāng)前值從裝載存儲(chǔ)器被重新加載。

　　對于西門子PLC S7-400系列，如果用戶配置了后備電池，則程序和數(shù)據(jù)塊被保留在主存儲(chǔ)器中。電源 關(guān)閉后再打開時(shí)，它們可保留并執(zhí)行參數(shù)化的熱啟動(dòng)或者重啟動(dòng)，數(shù)據(jù)塊的內(nèi)容無變化電源再打開時(shí)執(zhí) 行參數(shù)化的冷啟動(dòng)，數(shù)據(jù)塊的當(dāng)前值從裝載存儲(chǔ)器重新加載。如果這些數(shù)據(jù)塊在裝載存儲(chǔ)器中沒有當(dāng)前值 ，則從裝載存儲(chǔ)器加載初始值。

　　西門子PLC具有數(shù)據(jù)保持功能，用戶根據(jù)實(shí)際需求來進(jìn)行配置，用戶可以選擇后備電池，存儲(chǔ)卡來更 好的保存數(shù)據(jù)。一般情況下，用戶通過合理的配置系統(tǒng)，就可以將數(shù)據(jù)完整的保存下來，便于分析系統(tǒng)的 運(yùn)行狀態(tài)和備份操作，并可以監(jiān)控設(shè)備的整體運(yùn)行過程。

西門子PLC的網(wǎng)絡(luò)是適合不同的控制需要制定的，也為各個(gè)網(wǎng)絡(luò)層次之間提供了互連模塊或裝置，利用它們可以設(shè)計(jì)出滿足各種應(yīng)用需求的控制管理網(wǎng)絡(luò)。西門子S7系列PLC網(wǎng)絡(luò)采用3級總線復(fù)合型結(jié)構(gòu)，底一級為遠(yuǎn)程I/O鏈路，負(fù)責(zé)與現(xiàn)場設(shè)備通信，在遠(yuǎn)程I/O鏈路中配置周期I/O通信機(jī)制。中間一級為Profibus現(xiàn)場總線或主從式多點(diǎn)鏈路。前者是一種新型現(xiàn)場總線，可承擔(dān)現(xiàn)場、控制、監(jiān)控三級的通信，采用令牌方式與主從輪詢相結(jié)合的存取控制方式；后者為一種主從式總線，采月主從輪詢式通信。一層為工業(yè)以太網(wǎng)，它負(fù)責(zé)傳送生產(chǎn)管理信息。在工業(yè)以太網(wǎng)通信協(xié)議的下層中配置以802.3為核心的以太網(wǎng)協(xié)議，在上層向用戶提供TF接口，實(shí)現(xiàn)AP協(xié)議與MMS協(xié)議。  

用戶通過IM153模塊，可以靈活配置控制系統(tǒng)，以便適合不同工藝的需求。在實(shí)際工程項(xiàng)目中，有時(shí)會(huì)遇到IM153模塊的操作系統(tǒng)需要更新的情況。本文下面就來對這種更新方法做一個(gè)介紹，供用戶在實(shí)際操作中進(jìn)行參考。

西門子PLC模塊IM153操作系統(tǒng)更新，說明其操作系統(tǒng)更新的方法：

1. 通過編程軟件STEP7的硬件組態(tài)來實(shí)現(xiàn)在線固件更新

(1)根據(jù)IM153-2控制系統(tǒng)的固件版本，下載所需的固件文件;

(2)將下載后的固件文件解壓縮;

(3)在硬件組態(tài)中選擇系統(tǒng)中應(yīng)用的分布式I/O從站;

(4)在編程軟件STEP7的程序菜單中選擇“目標(biāo)系統(tǒng)->升級固件”來對固件進(jìn)行編程;

(5)在對話框中選定固件文件所在的目錄并進(jìn)行固件下載。

2. 使用編程軟件STEP7在線更新固件：

(1)根據(jù)IM153-2控制系統(tǒng)的固件版本，下載所需的固件文件;

(2)將下載后的固件文件進(jìn)行解壓縮;

(3)將包含有編程軟件的電腦連接到分布式I/O從站所在的線路中;

(4)在STEP7編程軟件中打開“訪問節(jié)點(diǎn)”視圖，然后選擇站地址;

(5)在編程軟件STEP7的程序菜單中選擇“目標(biāo)系統(tǒng)->PROFIBUS->升級固件”來編程固件。

西門子PLC系列在各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)中都有廣泛應(yīng)用，如果用戶需要使用分布式I/O來對系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展以實(shí)現(xiàn)更多功能時(shí)，遇到IM153模塊的操作系統(tǒng)升級的相關(guān)問題，可以參照本文提供的方法進(jìn)行操作。

　對于由伺服電機(jī)帶動(dòng)的旋轉(zhuǎn)物體進(jìn)行位置控制，通常采用套軸式的電磁旋轉(zhuǎn)變壓器加復(fù)雜的處理電路來實(shí)現(xiàn)角度的編碼，再由角度編碼進(jìn)行位置的閉環(huán)控制。上述的位置控制多用于測角精度要求高的場合中，設(shè)備構(gòu)成復(fù)雜、成本較高。在某些實(shí)際應(yīng)用中，需要進(jìn)行較為簡單的位置定位。比如在一個(gè)由伺服電機(jī)帶動(dòng)的機(jī)械機(jī)構(gòu)需要在360°的旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)進(jìn)行4個(gè)或多個(gè)檔位的定位，實(shí)際應(yīng)用中像建筑行業(yè)中控制閥門的大小來對給水量、水泥量、沙石量進(jìn)行控制或軍工工程控制，這樣的定位控制精度要求不高，采用上述的方法進(jìn)行位置控制顯然不夠經(jīng)濟(jì)，成本過高。

　　PLC(Programmable Logic Controller)在工業(yè)控制中應(yīng)用廣泛。其高可靠性、高穩(wěn)定性、友好的編程環(huán)境以及輔以觸摸式人機(jī)界面，使得各種工業(yè)控制更方便直觀、經(jīng)濟(jì)可靠。這里主要闡述了基于S7-200PLC實(shí)現(xiàn)位置控制方法。

　　1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　該系統(tǒng)是以PLC控制器為核心的位置控制系統(tǒng)，包含伺服電機(jī)、光電編碼器、操作及顯示屏、上位計(jì)算機(jī)、伺服電機(jī)控制電路和狀態(tài)返回電路。其硬件總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

　　圖1 系統(tǒng)硬件總體結(jié)構(gòu)框圖

　　1．1 S7-200 PLC

　　該系統(tǒng)設(shè)計(jì)核心部件采用西門子S7-200系列的PLC，該系列PLC功能豐富，具有多種功能模塊，可方便通過人機(jī)界面對設(shè)備進(jìn)行操作和監(jiān)視其狀態(tài)，高版本的PLC主機(jī)擁有2個(gè)通訊端口，在使用人機(jī)界面對設(shè)備進(jìn)行操作的同時(shí)還可通過RS-485接口和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算及狀態(tài)管理，對設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視。該系統(tǒng)使用S7-200 PLC的一個(gè)重要的功能：高速可逆計(jì)數(shù)。光電編碼器和伺服電機(jī)同軸連接，伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)光電編碼器產(chǎn)生連續(xù)的脈沖串，PLC通過輸入點(diǎn)讀取光電編碼器產(chǎn)生的脈沖，實(shí)現(xiàn)高速可逆計(jì)數(shù)。例如設(shè)置高、中、低3個(gè)給水量檔位并進(jìn)行控制。在調(diào)試階段應(yīng)動(dòng)伺服電機(jī)進(jìn)行3個(gè)給水量的位置標(biāo)定，也就是說，高、中、低3個(gè)檔位分別對應(yīng)的脈沖數(shù)。應(yīng)該注意的是，由于采用的是增量式光電編碼器，也就是說，當(dāng)編碼器掉電后并不能將當(dāng)前的脈沖數(shù)保存。所以在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上還要設(shè)置2個(gè)限位開關(guān)，一來保護(hù)機(jī)械結(jié)構(gòu)；二來把逆向的限位開關(guān)的位置定為零位，這樣相對于這個(gè)零位的高、中、低3個(gè)給水檔位從光電編碼器讀到的脈沖數(shù)即為這3個(gè)檔位的位置。這3個(gè)位置可通過PLC編程對其控制。圖2給出S7-200 PLC高速可逆計(jì)數(shù)器的時(shí)序圖。

　　圖2 S7 -200 PLC告訴計(jì)數(shù)器時(shí)序圖

　　1．2 光電編碼器

　　光電編碼器，是一種通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。這是目前應(yīng)用多的傳感器，光電編碼器是由光柵盤和光電檢測裝置組成。光柵盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個(gè)長方形孔。由于光電碼盤與電動(dòng)機(jī)同軸，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，光柵盤與電動(dòng)機(jī)同速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號(hào)，此外，為判斷旋轉(zhuǎn)方向，碼盤還可提供相位相差90°的兩路脈沖信號(hào)。圖3為在實(shí)際項(xiàng)目中采用光電編碼器的時(shí)序圖，從圖中可以看出此光電編碼器的相位判斷角度為90°±45°；另外圖中標(biāo)識(shí)的CW(順時(shí)針)和CCW(逆時(shí)針)可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用在PLC程序中自行定義。圖4為在實(shí)際項(xiàng)目中采用光電編碼器的內(nèi)部電路和外部引線圖。

　　2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　2．1 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

　　該系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的重點(diǎn)為：1)準(zhǔn)確配置高速計(jì)數(shù)器；2)位置控制器的允差設(shè)計(jì)，允差的選擇應(yīng)盡量小以提高伺服系統(tǒng)的控制精度，在滿足系統(tǒng)定位精度的前提下，允差的設(shè)計(jì)上還需要考慮于機(jī)械結(jié)構(gòu)定位的分辨率，以免設(shè)置值過小機(jī)械結(jié)構(gòu)控制不到位而引起驅(qū)動(dòng)電機(jī)反復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)，往往需要現(xiàn)場標(biāo)定；3)初始位置的精確標(biāo)定，需要注意的是初次標(biāo)定各檔位位置時(shí)應(yīng)使用手動(dòng)控制方式，并且要將機(jī)械限位開關(guān)狀態(tài)接入PLC。由于采用增量式光電編碼器，計(jì)數(shù)器當(dāng)前值要存在PLC的掉電可保存寄存器MDl4中。

　　2．2 程序設(shè)計(jì)

　　在程序中首先需要將高速計(jì)數(shù)器配置為A／B相正交輸入，4倍計(jì)數(shù)速率，增計(jì)數(shù)，并使能高速計(jì)數(shù)器，的地址中，并且設(shè)置允差為兩個(gè)脈沖，也就是說各檔位的脈沖數(shù)加減2即為相應(yīng)的到位。伺服系統(tǒng)傳動(dòng)裝置的間隙是多樣性的，并且對伺服控制的性能有影響，設(shè)置允差的目的是為了消除由于伺服傳動(dòng)間隙引起的系統(tǒng)不穩(wěn)定，從而準(zhǔn)確定位。位置定位程序的流程如圖5所示。   在程序設(shè)計(jì)時(shí)除順、逆限位和順轉(zhuǎn)、逆轉(zhuǎn)的互鎖程序外，重點(diǎn)在于如何用PLC實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)重復(fù)定位。主要設(shè)計(jì)程序如下：

　　圖3 光電編碼時(shí)序圖

　　圖4 光電碼盤的內(nèi)部電路和外部引線

　　西門子PLC信號(hào)模塊代理商工程應(yīng)用情況簡介

　　這種設(shè)計(jì)方法被利用在某軍用雷達(dá)工程的衰減器控制的4位置定位系統(tǒng)中，系統(tǒng)要求驅(qū)動(dòng)機(jī)械部件在0°～360°內(nèi)的4個(gè)位置往返定位，定位精度要求O．1°。在具體的設(shè)計(jì)中驅(qū)動(dòng)電機(jī)選用型號(hào)為55TYD02的交流電機(jī)，編碼機(jī)構(gòu)選用型號(hào)為