西門子6ES7390-1BC00-0AA0

 3．2 PC機控制程序
    a．通訊功能的實現
在Windows環境下，實現PC與單片機的通訊可利用Windows的通訊API函數或者利用VC＋＋（或其它語言）的標準通訊函數＿inp、＿outp來實現。但上述兩種方法比較繁瑣，而采用ActiveX控件MSComm32來實現則非常方便。該控件用事件的方式簡化了對串口操作的編程，并可設置串行通信的數據發送和接收，還可對串口狀態及串口通信的信息格式和協議進行設置。其初始化程序如下：一般情況下，PC要與多個單片機89C51系統進行主從式通訊，為了區分各單片機系統，可以使89C51采用串口工作方式3，即11位異步接收／發送方式，該方式的有效數據為9位，其中第9位為地址／數據信息的標志位，其作用是使從機據此判斷發送的數據是否為地址，從而實現多機操作。但現在由于采用的是MSCOMM控件來實現PC機和單片機之間的通訊，這是一種標準的10位串口通信方式，即8位標準數據位和該數據的起始位、停止位各1位。因此二者格式不相符，故很難利用上述方案。因此可考慮將單片機串口設為工作方式1，即改為10位異步接收／發送方式來解決，其通訊流程如下：
首先發通信開始標志，接著發送需要操作的單片機系統地址，然后發送顯示工作命令字，該命令包括2個字節，前一字節用于設定顯示方式和滾動方向，后一字節則用于設定顯示速度。再往下是傳送顯示內容的點陣數據，zui后對數據進行校驗。該通訊規約非常簡便，能夠較好的解決上述問題，從而實現PC機與多單片機之間的主從式通訊及對顯示的控制。
需要注意的是，當顯示內容需要改變時，為了避免在單片機串行中斷接收數據時，顯示屏出現亂碼，應使顯示屏暫不顯示（處于“黑屏”狀態），直到數據接收*，串行中斷處理結束時再顯示。
漢字字模的提取非常關鍵，本文的字模數據取自UCDOS下的字庫文件HZK16。關于這方面的介紹較多，文獻［2］給出了較為具體的在VC下提取漢字字模的方案，這里不再贅述。對于特殊字符或圖形點陣數據的提取，簡便的方法可以先做一個BMP文件，然后用一些取模軟件（如字模提取v2．1）來獲得。為了顯示方便，點陣數據的格式應為n×（16×8），不足要求的則應以0數據補充。 b．動態效果模擬顯示
為了方便調節LED的顯示效果，筆者在PC機的控制界面上設計了LED顯示屏的模擬顯示，它同實際的顯示效果*一樣。用戶可以設定顯示的模式，并調節顯示速度，然后在界面上對顯示效果進行預覽，同時還可以隨時修改和設定參數，因而十分方便簡捷。
為此，可先在界面上描繪出虛擬的LED顯示屏，由于實際的顯示屏為160×16點陣，故須在界面 上設定相同的區域。
實現動態顯示效果的方法和以上幾種基本類似，這里以滾動顯示為例作一說明。對于需要滾動的文字，可以將其設置為位圖格式，暫存于內存中，然后利用VC 提供的位圖拷貝函數BitBlt將位圖復制到顯示位置。對于特殊字符或圖形，則可以直接利用BitBlt函數調用到顯示位置。然后在類CLEDDlg的 OnTimer函數中調用該函數，以實現文字的滾動顯示。另外，也可以通過設定不同的響應時間間隔來改變文字的滾動速度。
 
漢字顯示屏廣泛應用與汽車報站器，廣告屏等。本文介紹一種實用的漢字顯示屏的制作，考慮到電路元件的易購性，沒有使用8*8的點陣發光管模塊，而是直接使用了256個高量度發光管，組成了16行16列的發光點陣。同時為了降低制作難度， 僅作了一個字的輪流顯示，實際使用時可根據這個原理自行擴充顯示的字數。
1漢字顯示的原理：
我們以UCDOS中文宋體字庫為例，每一個字由16行16列的點陣組成顯示。即國標漢字庫中的每一個字均由256點陣來表示。我們可以把每一個點理解為一個像素，而把每一個字的字形理解為一幅圖像。事實上這個漢字屏不僅可以顯示漢字，也可以顯示在256像素 范圍內的任何圖形。
用8位的AT89C51單片機控制， 由于單片機的總線為8位，一個字需要拆分為2個部分。
軟件打開后輸入漢字，點“檢取”，十六進制數據的漢字代碼即可自動生成，把我們所需要的豎排數據復制到我們的程序中即可。
   我們把行列總線接在單片機的i0口，然后把上面分析到的掃描代碼送入總線，就可以得到顯示的漢字了。 在這個例子里，由于一共用到16行，16列，如果將其全部接入89c51
單片機， 一共使用32條io口，這樣造成了io資源的耗盡，系統也再無擴充的余地。 實際應用中我們使用4-16線譯碼器74ls154來完成列方向的顯示。

  LED顯示屏是一種迅速發展起來的新型信息顯示媒體。隨著我國經濟的不斷發展,已被廣泛應用于車站、賓館、銀行、醫院等公共場合。顯示屏電源是其重要組成部分，主要用來給顯示屏發光二極管提供必要的工作電流，保證屏體正常顯示。為簡單起見，通常采用由一小功率電源帶3到4個顯示驅動板的供電方案。這樣,一個較大面積的顯示屏需要配接許多電源模塊，例如一個2m×1.5m的屏體，就需要提供24個5V/20A的模塊電源。該設計存在以下的缺點。
   1）接線復雜每一個電源均需單獨地配置交流輸入線、直流輸出線。
   2）電源冗余度差在大多數情況下，屏體顯示內容為文字、動畫、圖片，每個顯示驅動板消耗的電流不一樣，可能某些電源模塊過載，而另一些模塊空載。此外，若某一電源失效，會造成屏體的一部分黑屏。
   3）電源過載能力差，利用率低屏體在工作時消耗的電流隨畫面的內容、顏色、亮度而變化，大部分時間電流較小，而大面積高亮度的畫面雖消耗電流大，但持續時間短。考慮到LED是恒流驅動的，只要驅動板可正常工作，供電電壓可以降低一些。電源有下拖形狀的限流特性，而不是通常的較陡峭形狀的限流特性，以保證有較好的過載能力、較高的利用率。
   考慮到以上各點，提出新的供電方案如下：
   1）集中供電，采用n＋1冗余方案。
   2）電源模塊設計適當的輸出電流，模塊可均流。保證屏體裝配工藝易實現n＋1冗余。
   3）電源模塊有下拖形狀的限流特性以保證有較好的過載能力、較高的利用率。
   4）電源模塊有扁平的外形，自然散熱，易于在屏體上安裝，并利用屏體散熱。
   5）電源模塊帶APFC，減小對電網的干擾，適應電網的波動。
2電路設計
   采用集中供電方案可避免分散供電的缺點，但要求電源的可靠性更高，否則電源一旦失效會造成整屏的黑屏，而不是部分黑屏。提高電源可靠性的zui積極的辦法為提高變換效率，減少發熱量，同時選用可靠性高的線路與器件。
2．1AC/DC電路設計
   傳統的AC/DC全波整流電路采用的是整流＋電容濾波電路。這種電路是一種非線性器件和儲能元件的組合，輸入交流電壓的波形是正弦的，但輸入電流的波形發生了嚴重的畸變，呈脈沖狀。由此產生的諧波電流對電網有危害作用，使電源輸入功率因素下降。在本設計中整流電路部分采用有源功率因數校正電路(APFC),避免了上述缺點。其電路如圖1所示。

   與典型PFC主電路不同的是此電路選用了無損吸收緩沖網絡。該網絡降低了開關管的開關損耗,提高了其穩定性,增強了其使用壽命。它利用一組無源元件,使開關管實現了零電流開通和零電壓關斷，提高了電源的工作效率,且相對于其它諧振軟開關電路，降低了生產成本。
   下面通過分析PFC主開關Q的工作過程來說明此無損吸收緩沖網絡的工作原理。
   1）Q導通時，因為電感 L2中電流不能突變，且C2、C1電壓不能突變，Q中的的電流從零開始增加,緩慢上升。通過 D4的電流iD4漸減。Q實現零電流開通，導通的損耗較小。
   2）當電流iD4減少為零時，D4進入反向恢復狀態，通過電感 L2的電流iL2=iL1＋irD4。D4反向電流irD4的變化率受到電感 L2的控制，反向恢復損耗降低。
   3）主電感L2中電流緩慢增加，Q上的電壓 uQ下降。電容C2通過D2、C1、L2、Q放電 ,C2上的電壓uC2下降。
   4）當uC2下降為零時,C2中的能量*轉向 C1、L2。L2中的電流飽和不變，uQ下降變為零，Q完成零電流開通過程。
   5）Q保持開通狀態,與普通PFC電路的開關管狀態相同。
   6）Q關斷時，L2中的電流 iL2通過D1流向C2，C2從零開始充電，Q實現零電壓關斷，關斷損耗較小。二極管 D2、D3使uC2zui終鉗位在輸出電壓VL。
   7）L2在導通時存儲的能量通過 D1、D2流向C1，L2逐漸復位。當 L2復位后，C1中的能量通過D3輸出。
   8）當C1兩端電壓變為零時， D4正向導通。Q完成零電壓關斷過程。
   9）Q保持關斷狀態直到開始進入新的開關循環過程。
   Q的開關波形如圖2所示;Q的實測導通時間和關斷時間如圖3所示。（電源負載22A）
   從以上分析可知此無損吸收網絡具有以下幾個特點。
   1）Q的zui大工作電壓等于輸出電壓 VL。
   2）PFC電路的輸出二極管D4的耐壓是 VL與電感L2的反向電壓之和。
   3）Q中的電流上升率，即Q的開通損耗決定于電感 L2兩端電壓和L2的電感量。
   4）Q兩端的電壓上升率，即Q的關斷損耗決定于流過電容 C2的電流和C2的容量。
   5）由于開關動作引起的存儲在 L2和C2中的能量zui終都輸出給了負載，保證了轉換器的工作效率。
2．2DC/DC主電路設計
   DC/DC主電路采用單端雙正激電路。單端雙正激電路相對于其它拓撲電路結構，開關管承受電壓低，在控制電路設計中不必擔心共態導通問題，也不會因電路不對稱發生高頻變壓器單向偏磁，即不存在變壓器飽和問題，是一種可靠性較高的電路。考慮到整機的高度不超過60mm，以及變壓器工藝、安裝、散熱的要求，DC/DC變換采用雙變壓器、雙輸出電感結構。變壓器原邊并聯，副邊各自用一個輸出電感，如圖4所示。
   該電路的無損吸收網絡不同于AC/DC部分電路所采用的無損吸收網絡。它僅使開關管完成了零電壓關斷過程。以下以開關 Q2為例（Q1與Q2變化狀態相同），簡述該網絡的工作原理。

 西門子6ES7390-1BC00-0AA0

• 　S7-300 以太網模塊在 Profinet 網絡中既可以作為控制器也可以作為設備，當 Profinet 連接中斷時，可以使用下面的方法來判斷。本文以 CP343-1 作為控制器為例，如圖1，兩個設備分別為ET200SP和ET200M。

  　　( 37 KB )

  

  　　圖01

  　　Profinet 通訊中現場設備作為數據的提供者，會向控制器發送數據到 I 區。在發送的 PN 的報文中，按照槽位的順序添加內容，輸入模塊槽位：輸入數據+IOPS；輸出模塊槽位：IOCS。IOPS 表示 IO 數據的提供狀態（數據是好的還是壞的）；IOCS表示IO 數據的消費狀態（Q 數據使用狀況）。如圖2，CP 的PN 通訊程序塊 FC11 "PNIO_SEND"和 FC12 "PNIO_RCIV" 提供了IOCS/IOPS 的輸出管腳，可以用于通訊狀態的評估。

  

  　　圖02

  　　IOCS/IOPS 的有效長度和通訊的數據長度有關，每個字節的輸入/輸出，對應一位IOCS/IOPS 輸出。如圖3，ET200SP 站點，輸入地址0-7 8個字節，對應 IOPS 8位，即MB202；輸出地址0，一個字節，對應IOCS 一位，即M200.0。

  

  　　圖03

  　　如圖4，ET200M 站點，輸入地址8 ，1個字節，對應 IOPS 1位，順序后延即M203.0；輸出地址1，一個字節，對應IOCS 一位，順序后延即M200.1。

  

  　　圖04

  　　如圖5-6，如果現場設備只是發生故障，通訊沒有中斷，例如 ET200SP AI模塊被拔出，只有相應的 IOPS 位置位，即MB202。

  

  　　圖05

  

  　　圖06

  　　如果此時現場設備和控制器的連接中斷，則現場設備相應的所有 IOPS/IOCS 都會置位，如圖7。此時，ET200M IOPS/IOCS 位全部置位，ET200M 此時可能掉站。

  

  　　圖07

  　　注意！某些情況，例如 ET200SP 所有的IO 模塊都被拔出，IOPS/IOCS 也會全部置位，但是此時通訊連接并沒有中斷。因此要根據現場實際情況來判斷。

• 隨著自動化工程組態層級結構的不斷發展，與信息技術的結合越來越緊密，過程控制也變得日趨復雜。因此，對于***工作、***化減少停機時間和維修需求等目標，直觀、*運行比以往任何時候都更重要。利用***的***過程控制（APC）功能和***的操作系統，SIMATIC PCS 7系統可提供***的、便于使用的、安全的過程控制功能。附加的產品質量和性能指標監測功能可更加經濟***地對操作過程進行控制。同時，SIMATIC PCS 7系統以其較高的應用靈活性、設備利用率和和***安全性在市場建立了良好的口碑。

  

  西門子6ES7368-3CB01-0AA0/新聞過程控制和維護

   

  SIMATIC PCS 7 的操作員系統可用于通過多種視圖對過程操作進行監視，并根據需要進行干預。系統架構靈活可擴展：從單用戶系統到采用冗余的客戶端/服務器架構的多用戶系統。操作員界面采用***的 NAMUR 規范（過程工業中的自動化技術用戶協會）和 PI 規范 (Profibus International) ，與工廠的交互操作更為便捷、直觀和易于操作。符合***工程學的設計符號、以任務為導向的面板、統一的狀態信息表示以及優化的報警功能，都便于進行安全過程控制。

   

  SIMATIC PCS 7系統集成的報警管理功能可集中處理重要的報警信息并具體指導操作人員處理異常情況。通過這種方式，系統化地減少了操作人員的工作量。

  

  通過預防性和預測性維護策略，可以降低總擁有成本。通過 SIMATIC PCS 7 維護站，可以持續監視重要生產設備（如泵、閥、蒸餾塔或電機）的運行，并在需要維護之前適時采取相應維護措施，而無需制定的維護計劃，也不會有工廠意外***的風險。

  過程優化

  SIMATIC PCS 7 系統可通過各種不同的方式支持過程優化，包括：

   

  西門子6ES7368-3CB01-0AA0/新聞控制性能監視

  SITOP 還可以***地支持客戶的整個過程鏈。 例如，采用 STTOP 選擇工具和豐富的附加信息（如 3D 數據、電路圖宏、證書和可個性化配置的產品文檔等）可以方便地完成產品選型。 因此，可以非常***地計劃、訂購、設計、配置和運行每個 SITOP 解決方案。

  西門子6ES7368-3CB01-0AA0/新聞***過程控制

   

  工業總線系統SIMATIC NET 培養集成完整解決方案所需的所有部件，并支持下列總線系統：工業以太網（IEEE 802.3 和 802.11 WLAN）– 區域網絡連接的標準是占有 90% 以上*的局域網環境中的首要網絡標準。通過工業以太網，可在分布很廣的區域內構建功能強大的通訊網絡。

   

  西門子6ES7368-3CB01-0AA0/新聞Process Historian

  控制特性監測功能可監測閉合回路的控制塊的控制質量并發送相關信號。果控制性能下降，則可對控制器適時進行優化或實施特定的維護措施。

  SIMATIC PCS 7系統集成的I&C 庫也具有較高質量的回路控制功能，憑借該功能，則可執行成本效益高的***過程控制（Advanced Process Control ）應用程序。多變量控制、預測控制或超馳控制因此，可有效提高小型和中型設備的收益、產品質量、安全和環境保護特性。

  當前數據和歷史數據是所有優化操作的基礎。通過 Process Historian，可以安全直觀地對數據進行實時存儲和分析。可極其快速地調用Process Historian 數據庫中管理的過程值、消息和批量數據。通過信息服務器，可支持此類歷史數據的滿足用戶需求的處理和可視化過程，信息服務器是一個基于Microsoft Reporting Services的報告系統。

  

  西門子6ES72231PL320XB0/行業新聞SIMATIC PCS 7 系統與工藝組件

  采用產品目錄 ST PCS 7 中各種堅固耐用且功能強大的 SIMATIC PCS 7 系統組件，您可組建一個性能***的過程控制系統，不僅可以大幅提高實施效率與操作品質，同時還可顯著降低實施成本。所有組件之間的***交互，不僅確保高品質生產的持續穩定，而且還可*縮短新產品的面市時間。

  產品目錄 ST PCS 7 中的 SIMATIC PCS 7 工藝組件，可無縫集成到過程控制系統中。因而可根據特定的自動化任務，量身定制系統組件的功能擴展范圍。

  所包括的產品系列有：

   

  通過遠程控制功能來監視與控制遠程工廠設備

  

  自動化技術，適用于中低壓開關設備

  SIMATIC PCS 7 系統和工藝組件獲益于***的產業服務以及***計劃，例如，在整個生命周期內提供的 SIMATIC PCS 7 生命周期服務。本產品目錄的附錄提供了有關所提供的***服務的概覽以及相應信息。

  將面向特定領域的自動化系統應用于水泥和***業以及實驗室和培訓設施

   

  圖形化對象，用于在特定任務中對過程可視化進行優化的

   

  在“Configuration”界面中設置通信接口區及開始地址，如圖3所示：圖3：SIMOTION作為從站的通信接口設置界面設置通信接口分別為16個字節輸入和16個字節輸出

   

  提供了用于工藝功能、成套設備和柜體集成、監控和分析機械資產以及構建自動化系統的塊庫（供暖、通風、空調 – FMCS/HVAC）

   

  通過編輯器和函數塊來***組態小型或中型自動化系統，具有簡易參數控制和材料管理功能

   

  TOP 效率能量成本越來越大地決定著生產成本。 該方面的節省會形成寶貴的競爭優勢。 關于這一點，SITOP 電源可以作出重大的貢獻。 由于效率很高，這種初級開關模式電源擁有*的工作效率。 整個性能范圍內的功耗很低（即使在空載運行期間）。 由于電源很少滿負荷運行，因此，電源擁有*的節能潛力。