西门子SMART处理器CPU ST20通用机械工程详细介绍

西门子SMART处理器CPU ST20通用机械工程

参数：S7-200SMART，CPU ST20，标准型CPU模块，晶体管输出，24VDC供电，12输入/8输C

西门子顺应市场需求推出的 SIMATIC S7-200 SMART Compact CPU 经济实用，具备高性价比。配合 SMART LINE 人机界面和SINAMIC V20 变频器，可为您的小型自动化控制系统提供理想的解决方案。

1.经济型 CPU 模块具有 20 I/O,30 I/O,40 I/O,60 I/O 四种配置

2.高速处理器芯片，位指令执行时间可达 0.15μs

3.支持高速计数功能，可实现单相 4 路100 KHz 或 2 路 A/B相 50 KHz 输入

4.集成断电数据保持功能，无需专用电池，只需简单设置，轻松实现断电数据***保持

5.本体集成一个 RS485 通信接口，可连接触摸屏或变频器

6 .串口隔离，支持 Modbus-RTU、USS、自由口通信

7.CPU 模块的输入输出端子可拆卸，CPU 可导轨或螺钉安装

8.220V AC 供电，继电器输出，支持 24V 源型或漏型输入

西门子SMART处理器CPU ST20通用机械工程

西门子SMART处理器CPU ST20通用机械工程

SMART LINE V3在热能回收系统上面的应用

SMART LINE V3在空压机热能回收系统上的应用，在本次对产品的升级改造中，使用了smart line v3代替原来的smart line 700ie, SMART系列PLC的SR60型号CPU作为控制器，通过对现场设备的IO控制以及MODBUS协议跟变频器通信控制，实现了整套系统监控的功能，实现了对温度，压力、流量及第三方变频器工作状态的监控显示，以及必要的修改操作。本次改造，充分发挥了SR60型号CPU的系统功能，来实现对设备的控制和监控，也使我对小型机smart 系列产品的功能有了新的认识。

项目名称：伯恩空压机余热回收节能方案

一、项目介绍

业主原来采用某国产PLC和昆仑通态屏控制，串口通讯现场仪表不能很好的结合显示控制起来，整套系统改成Smart 系列的控制，整套产品的安装布置显得更加紧凑合理，尤其是上下位的以太网通讯简易稳定快速，smart 200 plc 485口直接跟变频器通讯（采用modbus rtu 协议通讯），配置***。

二、工艺原理

1.空气压缩机压缩热的组成；空气压缩机轴功率*** ?- 辐射损失2%-压缩空气中的热量4%=可收回热量94%结论；空压机=电锅炉

2.现场配加空气能热水系统，在车间压缩机系统停机状态下为***供热的持续性所采用的供热设备：

3、控制系统，因为原有的空压机系统都具有完善的控制系统，负载维护系统的正常高效运行，热回收系统是冗余系统，所以原有的空压机组无需做任何控制方面的改变。热回收本身的控制系统可以采用温度控制，通过监控热水箱温度来控制加热循环水泵运行，水泵运行时，即为热回收系统启动状态，当需要热水温度较高时，可以设定水温，增加循环次数。为了节能，防止压缩机未启动而水泵启动造成电力的浪费，可以通过测量排气温度的方法来作为确定循环水泵是否需要工作。

三、设备图

四、工艺设计及电控触摸屏和PLC控制思路：

1、在本次在离心机热能回收系统的升级改造中，使用了SMART系列PLC的SR60型号CPU作为控制器，通过对现场设备的IO控制以及MODBUS协议通信控制，实现了热回收系统的自动控制功能，并通过以太网通信实现了与中控室上位机的连接，实现了对温度，压力，流量的监控显示，以及必要的修改操作。本次改造，充分发挥了SR60型号CPU的系统功能，来实现对设备的控制和监控，也使我对小型机的功能有了新的认识。

2、IO表设计及PLC选型

根据现场设备，汇总需要输入点13个，输出点12个，其中两个输出点为220V交流输出驱动接触器动作，所以选择继电器输出型的PLC，根据IO点数要求，我们选择了S7-200 SMART系列的SR40型号CPU（实际采用SR60），并根据需求设计了IO表。

3、其它主要电气设备选型4、确定通讯方案

1）、MODBUS通讯方案

①英威腾CH100A变频器提供modbus 协议地址表，能够方便地接入系统。

②英威腾CH100A变频器参数设置

通信种类：2：MODBUS RTU形式

机器地址：1

传送速度：1：9600bps

数据长度：1：8位

校验形式：0：无校验

五、编程与调试

1、IO控制程序编程与调试

热水回收系统工艺流程比较简单，采用过程和分时段送水控制，这里采用了时序控制。

利用hmi 读取和设定PLC时钟在面板显示，以达到时钟一致不变。设定不同时段的送水激活指令以达到自动满足条件送水的目的。

2、MODBUS通信程序编程与调试：

samrt 200 plc自带modbus 库指令，组态应用变得简

3、上位机组态

上位机首先与PLC通过网线连接，然后在软件中添加新设备。然后建立相关的变量连接：

六、结束语

SAMRT LINE V3的特点外观时尚新颖、通讯主流飞快，相比之前下载速度不是一个级别的！软件更新简洁优化很大，搭配  S7-200 SMART PLC不愧为小系统性价比***，通讯主流灵活快捷、本次使用的SR60型号CPU的PLC进行系统设计和编程，整体感觉使用性能良好，很适合在系统点数要求不高的场合使用。一串一网的两通讯口连接具备主流通讯功能，SMART灵活多变的扩展功能无论同变频器、仪表、网关连接都轻松自如。在工厂小范围的现场总线主从控制也是不成问题，smart系列的hmi和plc无缝***通讯对接变得组态是如此简易方便！

西门子SMART处理器CPU ST20通用机械工程

参数：西门子S7-200SMART，CPU SR20，标准型CPU模块，继电器输出，220VAC供电，12输入/8 输出

精湛裁切 高端品质

为了满足如今日益增长数字化的生产需求，确保差异化的竞争优势，青岛佳友亟需一个同样具备技术创新和高品质产品的自动化合作伙伴，而西门子凭借的自动化和数字化解决方案以及同样***的服务，当之无愧地成为了青岛佳友的。基于西门子全集成自动化TIA的SINAMICS V90PN 伺服系统解决方案，青岛佳友的瓦楞纸纵切机发生了革命性的改善。

提到瓦楞纸包装箱，相信每个人都不会陌生，无论是体积较大的办公用品、家电设备，还是轻巧便携的日化用品、食品饮料，都少不了依靠瓦楞纸箱进行包装。而这大小不一的瓦楞纸箱，离不开***的瓦楞纸箱包装设备对瓦楞原纸进行裁切制糊。

自100多年前世界***个瓦楞纸衬诞生伊始，瓦楞纸箱生产经历了由简单到现代、由低速到高速、由机械化到驱控一体化的百年发展历程。在中国，瓦楞纸箱包装生产起步较晚，但不乏一批***的国内设备供应商后来居上，研发和制造出了高效的瓦楞纸箱生产设备，青岛佳友包装机械有限公司正是这样一家企业，其生产的瓦楞纸纵切机***中外，通过了国家高科技技术产品鉴定，被确定为行业标准。

为了满足如今日益增长数字化的生产需求，确保差异化的竞争优势，青岛佳友亟需一个同样具备技术创新和高品质产品的自动化合作伙伴，而西门子凭借的自动化和数字化解决方案以及同样***的服务，当之无愧地成为了青岛佳友的。基于西门子全集成自动化TIA的SINAMICS V90PN 伺服系统解决方案，青岛佳友的瓦楞纸纵切机发生了革命性的改善。

数字化提升裁切效率

作为瓦楞纸纸箱生产中的关键设备，纵切机要在瓦楞纸板经过时切刀剪切，确保纸箱宽度符合用户的要求。在实际生产中，往往需要根据客户所需的纸张宽度，调整纵切机上切刀的位置，实现精准的换刀排刀。这便对数据传输的实时性提出了很高的要求。

以前，瓦楞纸箱设备生产商往往采用传统的脉冲控制方式，不仅设备接线复杂，容易出错，且整体成本高。如果采用不是基于以太网传输的现场总线技术，PLC控制器在和上位机的对接需要进行不同总线形式之间的转化，无法做到数据畅通无阻的传输，大大影响数据传输的实时性，设备换刀排刀的节奏、效率也会因此而大***扣。对青岛佳友这种对瓦楞纸裁切精度和效率有着极高要求的高端瓦楞纸箱生产设备商而言，这显然是难以满足要求的。

采用西门子SINAMICS V90PN 伺服系统解决方案，让青岛佳友有了差异化竞争的“利器”——ROFINET这一***的现场总线架构，基于实时以太网总线的同步通讯能力，从根本上将设备运行效率提升到一个新的台阶，并在后续的故障诊断和设备运维方面大大简化了工作量。

西门子运动控制部业务拓展经理杨康表示，V90PN 的PROFINET工业以太网接口与标准以太网接口一致，可以轻松实现伺服与伺服，伺服与PLC之间的数据传输，一网到底，大大提升了青岛佳友纵切机换刀排刀的节奏，减少了废板，提高了裁切效率。

相较于传统的伺服接线和编程方式，V90PN的接线方式更加简单便捷，在统一的TIA Portal平台下组态调试，可以大量节省调试时间，设备的安装和调试效率也因此得到了大幅提升。

由于用户对纸板宽度和制成纸箱幅度的要求不同，同一个纵切机设备大小不同，安装刀数不同，一次制成的成品数量也不尽相同。青岛佳友开发的瓦楞纸纵切压线机设备包括7刀12线、6刀10线、5刀8线等多个机型。这些都是行业中的定型产品，西门子PLC1200+V90PN的解决方案以***的扩展性为青岛佳友带来了差异化的新体验。

“瓦楞纸纵切机一般为多轴控制，刀数不同，用到伺服数量不同，如5刀8线需要21 台伺服电机。”杨康解释说，西门子单台PLC可带V90的轴数从几十根到上百根不等，一旦客户需要调整机型，就硬件而言，只要通过增加和减少伺服的数量就可以实现，而不需要额外增加硬件设备。

与此同时，软件的更改也非常容易实现。西门子V90伺服可以通过TIA博途软件进行调试，通常是一个伺服对应一个功能块，即可满足对一个伺服的所有调试。一旦伺服数量发生变化，可以通过矫正伺服编程来调整功能块，具体的做法也非常简单，只要在程序中填写相应的数值就能够实现。

对于竞争愈加激烈的传统瓦楞纸箱包装机械生产商来说，这无疑可以帮助他们实现“一机多用”。这种标准化的程序，可以让用户根据不同需求进行扩展及调试，不仅节省了成本，而且提高了设备利用率。

精准定位助力故障诊断

实际上，瓦楞纸纵切机知识瓦楞纸箱生产线中的一个设备，随着自动化水平的不断提高，无人化的瓦楞纸箱生产已经大量存在，所有的生产管理只要在中控室进行操作就可以完成。如此一来，要确保产线的稳定运行，对故障信息的预诊断就显得尤为重要。

西门子PLC1200+V90PN全系统采用Profinet总线，可以将PLC与伺服的故障信息实时传到HMI中，诊断信息非常丰富。杨康举例说，由于瓦楞纸箱生产设备的伺服用量很大，对每个伺服进行编号，如果其中某台伺服故障，故障信息和故障代码，都可以通过profinet总线实时传输到显示屏上。不仅仅是针对纵切机，对于整条产线，维护人员也很容易确认故障点，快速精准锁定故障源。如果确定是伺服故障，需要更换，V90即插即用的特点也为故障排除提供了***的便利。

正是凭借西门子全集成的自动化解决方案，青岛佳友的瓦楞纸纵切机的综合性能较同类产品更胜一筹。对此，青岛佳友的项目负责人谈到：“与西门子的合作，使我们的产品开发更加简单，设备效率得到了改善，整体上提升了佳友的产品档次，对青岛佳友在***占据***有着重要的意义。”