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西門子FM451定位功能模塊
西門子產品訂貨號：6ES7451-3AL00-0AE0

西門子產品價格：98  RMB

西門子產品凈重：0.370 Kg

西門子產品承諾：質保一年，原裝*

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概述

S7-400 是 SIMATIC 控制器家族功能zui為強大的 PLC。它可以成功實現全集成自動化 (TIA) 解決方案。S7-400 是一個用于制造業和過程工業系統解決方案的自動化平臺，其主要特點是具有模塊化的結構并擁有性能儲備。

S7-400

• 中端到性能范圍內功能強大的 PLC
• 可滿足要求極為苛刻的任務的解決方案
• 模塊和各種性能等級 CPU 可針對具體自動化任務進行調整
• 可實現分布式結構，適用十分靈活
• 連接方便
• *通信和聯網功能
• 操作方便，設計簡單，不含風扇
• 任務增加時可順利擴展
• 多重計算：
  多個 CPU 在一個 S7-400 *控制器中同時運行。
  多重計算功能可對 S7-400 的總體性能進行分配。例如，可將復雜的技術任務（如開環控制、計算或通信）進行拆分并分配給不同的 CPU。可以為每個 CPU 分配自己的 I/O。
• 模塊化：
  通過功能強大的 S7-400 背板總線和可直接連接到 CPU 的通信接口，可實現許多大量通信線路的高性能操作。例如，這樣可以擁有一條用于 HMI 和編程任務的通信線路、一條用于高性能等距運動控制組件的通信線路和一條“正常”I/O 現場總線。另外，還可以實現額外需要的與 MES/ERP 系統或 Internet 的連接。
• 工程組態和診斷：
  結合使用 SIMATIC 工程組態工具，可極為高效地對 S7-400 進行組態和編程，尤其對于采用高性能工程組件的廣泛自動化任務。為此，可以使用高級語言（如 SCL）以及用于順序控制、狀態圖和工藝圖的圖形化組態工具。

S7-400H

• 具有冗余設計的高可用性自動化系統。
• 用于具有很高故障安全要求的應用：
  重新啟動成本很高、停產代價高昂、幾乎不需要監視且維護選項較少的過程。
• 冗余設計的功能
• 提高 I/O 的可用性：切換式 I/O 配置
• 也可使用具有標準可用性的 I/O：單側配置
• 熱后備：發生故障時，自動切換到備用設備。
• 包含 2 個單獨機架或一個分隔式*機架的配置
• 通過冗余 PROFIBUS DP 或系統冗余 PROFINET I/O 來連接切換式 I/O。

S7-400F/FH

• 故障安全型自動化系統，適用于具有很高安全要求的工廠
• 符合相關標準的安全要求（IEC 61508 的 SIL 3、DIN V 19250 的 AK6 以及EN 954-1 的 Cat.4）
• 如果需要，也可通過冗余設計來實現容錯
• 不對安全相關 I/O 進行額外接線
• 通過采用 PROFIsafe 行規的 PROFIBUS DP 實現安全通信
• 基于帶有故障安全模塊的 S7-400H 和分布式 ET 200 I/O
• 適用于非安全相關應用的標準模塊也可以在自動化系統中使用
• 隔離模塊用于在一個 ET 200M 的安全模式下組合使用故障安全模塊和標準模塊。

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基于B/S結構的自動裝配實驗系統實時監控程序設計

　　1 引言

　　當前，隨著internet的不斷普及和深 入，大大促進了遠程教育和遠程醫療等技術的發展。其中，在遠程實驗方面國內外逐步興起并不斷完善。如新加坡國立大學可以實現遠程完成機器手自動控制實驗等實驗項目。在國內，哈工大已經實現可在課堂演示的網絡實驗室系統，老師可以在課堂上通過操縱實驗室的設備進行現場演示。基于傳統的客戶機/服務器模式，需 要在各個終端下載客戶端應用程序;而隨著internet瀏覽器的普及，基于瀏覽器/服務器模式的應用則可以大大克服上述缺點，而且可以方便移植到 pda、手機等移動終端上。

　　2 自動裝配實驗系統簡介

　　自動裝配實驗系統是模擬工廠 車間里的零件上線、分類、裝配和下線的過程。其執行元件有氣缸和電磁鐵等。該實驗系統模擬的流程是:已經加工好的軸零件和孔零件分別送入工業傳送帶上;經 過傳感器的檢測判別后，由分類頂出氣缸動作來決定其不同的輸送路徑;軸零件和孔零件均到達裝配點后，由龍門式機械手動作，完成二者的裝配過程;零件裝配完成后下線，而且整個裝配過程中可以*自動運行，直至所有的零件裝配完畢。

　　3 自動裝配實驗系統硬件構成

　　自動裝配實驗系統硬件上 主要有以下幾部分構成:機械部分、驅動部分、傳感器和s7-200控制器。

　　其中機械部分用工業用鋁型材快速構建，兩條傳送帶負責輸送零件。驅動部 分由氣缸、步進電機等組成。傳感器選用了光電開關、接近傳感器等。

　　整個運行過程控制選用了西門子公司的s7-200系列的plc，其cpu- 226類型的帶有兩個高速脈沖輸出口，方便對兩個步進電機進行控制。

　　4 上位機監控方法

　　西門子s7-200系列的plc要實現與上位機的通訊，可以有很多種方式。如利用西門子公司自帶ppi、mpi協議的軟件等，但由于其協議未公開，如果要自主開發，難度很大;抑或是利 用西門子plc上預留的自由通訊口，其協議可以用戶*自定義，保密和安全性好，但開發起來比較耗時，而且對編程者要求較高。

　　因此我們考慮采用 opc技術，它一方面屏蔽了與底層plc的通信驅動細節，一方面提供了標準的客戶端訪問接口，可以方便的完成對底層數據的采集，而且通過修改plc程序， 可以方便地完成對底層設備的實時控制。

　　在本監控系統中，采用了mos公司的simatic mpi 的opc服務器，它于西門子公司所有支持mpi協議的plc。根據標準的自動化接口，其客戶端的編寫方便可行。其連接步驟大致如下:

　　(1) 創建一個本地或局域網內的opc server連接;

　　(2) 定義itemid和clienthandle;

　　(3) 對opc server添加group和item;

　　(4) 對opc server中item數值讀取和寫入，已完成對設備的操作。

　　在opc數據讀 寫中有同步和異步兩種模式，二者的區別在于，在調用同步數據訪問方法時，opc程序必須等待opc服務器的動作完成。在上述裝配實驗系統中, 采用了訂閱方式的數據采集, 使得一旦底層數據變化，上位機即可馬上更新，而且將更新的數據寫入裝配的數據庫中去。

　　5 監控軟件結構

　　為了方便教師上課現場演示，使教師在 上課時能對實驗設備進行實時的操作和控制，從而提高學生感性認識和興趣的目的，對該實驗系統采用了基于瀏覽器/服務器模式的分布式監視和控制方法。同時加 上網絡攝像頭的實時反饋，使得學生有明確和清晰的認識。

　　采用的軟件結構如圖1所示。

　　圖1 監控軟件結構框圖

　　圖1所示的opc服務器端、opc客戶端同在局域網內，或是同一主機上。而安裝webserver程序的主機選在與上述同一局域網內的另一主機上, 則是出于網絡安全考慮。
　　5.1 通信方式執行步驟

　　基于winsock控 件的通信靈活方便，對編程者要求不高。通信方式一般采用主動請求方式，服務器程序啟動后，一般按如下步驟執行:

　　(1) 一個于偵聽的winsock控件，其端口不斷監聽是否有客戶端請求;

　　(2) 一旦有客戶請求到達，處理該請求并做出應答。如果有并發請求到達, 則激活一個新進程來處理該客戶請求;

　　(3) 服務完成后，關閉該服務通信信道，返回到偵聽狀態;

　　(4) 關閉服務器。

　　5.2 客戶端的執行步驟

　　而在winsock客戶端，一般執行如下的步驟:

　　(1) 確定服務器端的地址，并連接到其特定的端口;

　　(2) 向服務器提出請求，等待并接受應答數據;

　　(3) 請求結束后，斷開連接。

　　在上述系統中，winsock服務器端在opc的客戶端應用程序中，把opc server采集的數據通過winsock傳輸到web服務器程序中。

　　自定義的winsock服務器端和客戶端讀寫數據的格式如下。

　　客戶端讀plc的某一位:

　　服務器端返回的某位數據:

　　客戶端寫plc的某一位:

　　服務器段寫完后，返回該位數據:

　　對其中客戶端 讀取plc的某一位做詳細說明如下，字符“*”表示幀的開始，而字符“@”表示一幀的結束，“rd”表示讀取命令，“i0001”表示plc輸入位i0.1的位。這里為了方便，直接把opc中項的取名和輸入輸出一一對應。
　　6 用visual basic開發示例

　　這里介紹在 opc客戶端程序中，winsock服務器端應用示例部分。下列部分為winsock服務器端如何處理客戶端請求。

　　private sub

　　wsklisten_connectionrequest(byval requestid as long)

　　’客戶端有連接請求時觸發

　　dim i as integer

　　'決定由哪一個winsock 對象接受請求

　　for i = 1 to maxchan - 1

　　if wskserver(i).state = 0 then

　　exit for

　　end if

　　next i

　　’如果該對象可用，則接收請求

　　if wskserver(i).state = 0 then

　　wskserver(i).accept requestid

　　textdata = "收到一個連接請求!"

　　listinfo.clear

　　listinfo.additem textdata

　　exit sub

　　end if

　　’關掉“判斷忙”的winsock對象

　　wskbusy.close

　　wskbusy.accept requested

　　下面介紹winsock服務器端如何讀取和處理數據。

　　' 讀取數據

　　wskserver(index).getdata s

　　s = trim(s)

　　get1 = mid$(s, 1, 1)

　　get5 = mid$(s, 5, 1)

　　'判斷 頭和尾對否

　　if not (get1 = "*" and get5 = "@") then

　　goto wskdataerror

　　end if

　　getcmd = mid$(s, 2, 2)

　　'判斷是何種命令狀態

　　if getcmd = "rd" then

　　listinfo.additem ("讀取運行狀態!")

　　'橫向氣缸鈕

　　elseif getcmd = "i2000" then

　　'轉向出錯處理

　　on error goto opcwerror1

　　listinfo.additem("命令:" + getcmd + "橫向氣缸")

　　'得到opc服務器返回的句柄，它由添加項的操作返回

　　mysyncitemserverhandles(1) = itemserverhandles(5)

　　' 載入要寫的值1

　　mysyncitemvalues(1) = cbool(1)

　　' 調用同步寫的操作

　　frmoption.connectedgroup.syncwrite myitemcount, mysyncitemserverhandles, mysyncitemvalues, mysyncitemservererrors

　　'延時 0.1s

　　pausetime = 0.1 '延時0.1s

　　start = timer

　　do while timer < start + pausetime

　　doevents '將控制權轉給其它程序

　　loop

　　' 載入要寫的值0

　　mysyncitemvalues(1) = cbool(0)

　　' 調用同步寫的操作

　　frmoption.connectedgroup.syncwrite myitemcount, mysyncitemserverhandles, mysyncitemvalues, mysyncitemservererrors

　　goto skipopcsyncwriteerror1

　　opcwerror1:

　　call displayopc_errorvalue("寫橫向氣缸項值", err.number)

　　在web服務器端程序中，使用winsock客戶 端對象，把用戶瀏覽ie頁面的請求轉發到winsock服務器端，從而通過opc客戶端監控底層設備。這里對詳細的程序不在詳細介紹。

　　用戶通過 ie瀏覽器訪問，可以實時看到該系統運行的狀態，而且具有控制權限的用戶還可以實時控制。如下圖2所示。

　　同時，用戶可以通過網絡攝像頭實時反饋現 場的畫面。如圖3所示。

　　圖2 用戶ie瀏覽界面