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SIEMENS潯之漫智控技術(shù)（上海）有限公司

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采用這種方式的特點(diǎn)是：在線性結(jié)構(gòu)體系的程序可以處理PLC的高速輸入／輸出信號(hào)，以滿足的控制要求。當(dāng)然，根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)的需要，程序中也可以沒有高速掃描的程序段，但是，不可以將全部程序都作為高速程序。
3．分塊式結(jié)構(gòu)
分塊式結(jié)構(gòu)體系的PLC程序由多個(gè)程序塊組成，由統(tǒng)一的程序“組織塊"對(duì)各程序塊進(jìn)行組織與調(diào)度，“組織塊"根據(jù)規(guī)定的條件與順序依次調(diào)用各程序塊。
采用了分塊式結(jié)構(gòu)體系的PLC程序，在實(shí)際處理過程中可以根據(jù)不同的外部輸入條件與控制要求，每次循環(huán)掃描可以跳過某些程序塊，僅對(duì)需要處理的程序塊進(jìn)行掃描，從而加快PLC程序的執(zhí)行速度，縮短掃描時(shí)間。
根據(jù)PLC的不同，分塊式結(jié)構(gòu)體系的PLC程序可以采用主、子程序結(jié)構(gòu)、功能調(diào)用式結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)化編程等形式實(shí)現(xiàn)。
(1)主、子程序結(jié)構(gòu)
采用主、子程序結(jié)構(gòu)的PLC用戶程序，一般可以由主程序、子程序、中斷程序等不同的程序塊所組成，并且按照規(guī)定的順序排列（如在S7-200中，程序塊按照主程序、子程序、中斷程序的順序依次排列）。
在主、子程序結(jié)構(gòu)程序中，主程序?yàn)镻LC每次掃描都必須執(zhí)行的程序塊，必須予以編制；而子程序、中斷程序可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行編寫與調(diào)用。
主、子程序結(jié)構(gòu)的PLC程序與線性化結(jié)構(gòu)相類似，如果程序中沒有編制子程序、中斷程序，它便成了線性結(jié)構(gòu)的程序。
(2)功能調(diào)用式結(jié)構(gòu)
功能調(diào)用式結(jié)構(gòu)的PLC程序執(zhí)行過程與主、子程序結(jié)構(gòu)類似，但組成程序的各邏輯塊按照不同的功能進(jìn)行編排，無主、子之分。組成功能調(diào)用式結(jié)構(gòu)的每一程序塊都代表著控制對(duì)象的一組相對(duì)立動(dòng)作，邏輯塊由特定的“塊"進(jìn)行統(tǒng)一的管理與調(diào)用。
在S7-300/400系列PLC中，以上用于管理與調(diào)用的程序塊稱為組織塊(OBl)，其余邏輯塊分別稱程序塊(FC)、功能塊(FB)、數(shù)據(jù)塊(DB)等。
一般而言，功能調(diào)用式PLC程序在CPU的一個(gè)掃描周期內(nèi)，對(duì)同一程序塊的調(diào)用次數(shù)不會(huì)超過一次；當(dāng)超過一次時(shí)則稱為“結(jié)構(gòu)化編程"。
(3)結(jié)構(gòu)化編程
結(jié)構(gòu)化編程的程序結(jié)構(gòu)形式與調(diào)用式*相同，程序同樣由多個(gè)程序塊組成，并通過“組織塊"對(duì)其進(jìn)行組織與管理，但它采用了“參數(shù)化編程"的方法。
采用結(jié)構(gòu)化編程的程序，在同- PLC掃描周期內(nèi)可以多次重復(fù)調(diào)用程序中的同一程序塊，因此，對(duì)于動(dòng)作相同或相似的程序，可以通過在PLC程序中編寫一個(gè)“公用程序塊"，利用重復(fù)調(diào)用來實(shí)現(xiàn)。
為了保證“公用程序塊"能控制不同的對(duì)象，必須將組成程序的各種操作數(shù)進(jìn)行“參數(shù)化"，即：
①“公用程序塊"中的所有信號(hào)的地址必須是可以變化的，即“公用程序塊"中一般不能使用“地址"，而應(yīng)采用“程序變量"（形式參數(shù)）進(jìn)行編程。
②調(diào)用“公用程序塊"前，為了使得程序中的所有信號(hào)有明確的含義，必須對(duì)“程序變量"（形式參數(shù)）進(jìn)行賦值，即將“程序變量"定義成有明確含義的地址。因此，CPU必須劃分一個(gè)的存儲(chǔ)器區(qū)域用于存儲(chǔ)這些賦值參數(shù)。S7-300/400中的“局部變量堆棧L"與“即時(shí)數(shù)據(jù)塊DI"就是為了實(shí)現(xiàn)這一目的而設(shè)定的存儲(chǔ)區(qū)域
步進(jìn)可調(diào)的穩(wěn)壓開關(guān)電源
{開關(guān)電源行業(yè)門戶網(wǎng)}：開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開關(guān)管開通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源。由于擁有較高的效率和較高的功率密度，開關(guān)電源在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中的使用越來越普及。開關(guān)電源高頻化、模塊化和智能化是其發(fā)展方向。其中，步進(jìn)可調(diào)、實(shí)時(shí)顯示是開關(guān)電源智能化研究方向之一?，F(xiàn)設(shè)計(jì)開關(guān)電源，技術(shù)指標(biāo)為：輸出電壓30V至36V可調(diào)，輸出電流2A，有過流保護(hù)功能，能對(duì)輸出電壓進(jìn)行鍵盤設(shè)定和步進(jìn)調(diào)整、步進(jìn)值1V，并能實(shí)時(shí)顯示輸出電壓和電流的開關(guān)穩(wěn)壓電源。
1 總體設(shè)計(jì)方案
采用AT89S52單片機(jī)為控制核心，對(duì)普通的開關(guān)電源控制部分進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并通過軟件編程實(shí)現(xiàn)了對(duì)開關(guān)電源的智能控制。設(shè)計(jì)中采用隔離變壓器將市電變壓后通過整流濾波送至DC-DC升壓變換器，經(jīng)過一系列的控制整合電路之后可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求。系統(tǒng)總體框圖如圖1．1所示。
1．1 DC-DC主回路拓?fù)?/span>
采用UC3842和MAX4080構(gòu)成DC-DC轉(zhuǎn)換電路。UC3842是一塊功能齊全、較為典型的單端電流型PWM控制集成電路，內(nèi)包含誤差放大器、電流檢測(cè)比較器、PWM鎖存器、振蕩器、內(nèi)部基準(zhǔn)電源和欠壓鎖定等單元。電流控制型升壓DC-DC轉(zhuǎn)換電路，外接元器件少、控制靈活、成本低，輸出功率容易做到100W以上。當(dāng)然，DC-DC轉(zhuǎn)換電路也可以采用成品模塊，若用PI公司生產(chǎn)的DPA-Switch設(shè)計(jì)開關(guān)電源具有集成度高、電路簡(jiǎn)單、發(fā)熱量少、性能指標(biāo)優(yōu)良。
由UC3842設(shè)計(jì)的DC-DC升壓電路直接用誤差信號(hào)控制電感峰值電流，間接地控制PWM脈沖寬度，達(dá)到控制輸出端電壓的目的。開關(guān)管以UC3842設(shè)定的頻率周期開閉，使電感L儲(chǔ)存能量并釋放能量。當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，電感充電，把能量?jī)?chǔ)存在L中。當(dāng)開關(guān)截止時(shí)，L產(chǎn)生反向感應(yīng)電壓，通過二管把儲(chǔ)存的電能釋放到輸出電容器中。輸出電壓由傳遞的能量多少來控制，而傳遞能量的多少由通過電感電流的峰值來控制
1．2 保護(hù)電路
在大電流的情況下容易損壞芯片，所以需要對(duì)大電流的情況給予電路保護(hù)。設(shè)計(jì)中采用單片機(jī)控制繼電器的通斷來控制電路中的電流，對(duì)輸出電路電流采樣，采樣值與額定值比較，反饋比較電路，當(dāng)電流大于2．時(shí)，則產(chǎn)生信號(hào)使單片機(jī)進(jìn)入中斷處理程序，使繼電器起動(dòng)，實(shí)現(xiàn)DC-DC電路的斷電，從而達(dá)到保護(hù)電路的作用。單片機(jī)控制電路。該方案中單片機(jī)控制繼電器的吸合時(shí)間短，而且易于實(shí)現(xiàn)
數(shù)字設(shè)定及顯示電路
采用AT89S52單片機(jī)和集成芯片CD4051實(shí)現(xiàn)程控和步進(jìn)，用單片機(jī)控制鍵盤實(shí)現(xiàn)輸出電壓的初始設(shè)定，可以實(shí)現(xiàn)電壓的步進(jìn)1V，步減1V。使用液晶顯示輸出電壓和電流，可撥動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)來選擇顯示電壓／電流模式。
1．4 程序設(shè)計(jì)
在設(shè)計(jì)好相關(guān)電路的基礎(chǔ)上，通過編程由單片機(jī)對(duì)開關(guān)電源進(jìn)行智能控制。系統(tǒng)由單片機(jī)AT89S52控制，電源系統(tǒng)具有"＋‰"和"－"步進(jìn)功能，步進(jìn)幅度為1V。同時(shí)AT89S52結(jié)合繼電器等電路實(shí)現(xiàn)了電路過流保護(hù)功能，并且能實(shí)時(shí)顯示開關(guān)電源的輸出電壓和電流

如何提高開關(guān)電源的效率顯得尤為重要。在提高開關(guān)電源的效率上采取了如下措施。
2．1 DC-DC轉(zhuǎn)換電路中電感在很大程度上影響系統(tǒng)的效率。市場(chǎng)上很難買到符合要求的電感，在繞制時(shí)對(duì)電感磁芯和漆包線的要求非常高，應(yīng)將輸出電壓紋波降到小。
2．2 DC-DC轉(zhuǎn)換電路中開關(guān)管采用MOS管取代雙性晶體管，串聯(lián)柵電阻將衰減由MOS輸入電容、柵一源電路引線電感所產(chǎn)生的高頻寄生振蕩。可有效提高轉(zhuǎn)換效率，若選用幾個(gè)MOS管IRF530并聯(lián)，可進(jìn)一步提率。
2．3續(xù)流二管選擇肖特基二管，其開啟時(shí)間短、管壓降小，可使電感存儲(chǔ)能量大，有利于提高電源轉(zhuǎn)換效率。
2．4二管、電感和MOS管的柵盡可能地靠近焊接，這樣可以減少損耗，有利于提高系統(tǒng)的效率。
3 測(cè)試數(shù)據(jù)和分析
3．1 電壓調(diào)整率SU
電壓調(diào)整率SU指U2在范圍內(nèi)變化時(shí)，輸出電壓U0的變化率。用自耦調(diào)壓器調(diào)節(jié)U2從15V到21V之間變化，在輸出電流為2A時(shí)候，測(cè)量出輸出電壓，從而得到電壓調(diào)整率SU。
3．2 負(fù)載調(diào)整率SI
負(fù)載調(diào)整率SI指I0在范圍內(nèi)變化時(shí)，輸出電壓U0的變化率。改變負(fù)載電阻，使輸出電流在0～2A以內(nèi)變化時(shí)，得到負(fù)載調(diào)整率數(shù)據(jù)如下。
3．3 DC-DC變換器效率
效率η=P0／PIN，其中P0=U0I0，PIN=UINIIN。用毫伏表在DC-DC模塊端口直接讀出輸入和輸出電壓電流各值，可得變換器效率。
3．4 紋波電流
在開關(guān)電源設(shè)計(jì)中，MOS管源接上1kΩ的電阻，電源濾波處加無性電容，濾除高頻紋波。電流紋波實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)如下
基于AT89S52的開關(guān)穩(wěn)壓電源具有良好智能控制和步進(jìn)功能，測(cè)試數(shù)據(jù)表明電源系統(tǒng)具有較高的電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率，并具有很高的效率，電源在輸出功率下能連續(xù)安全工作足夠長(zhǎng)的時(shí)間。當(dāng)然可通過對(duì)MOS管及相關(guān)元器件選擇、電路優(yōu)化設(shè)計(jì)，或選擇DC-DC成品模塊可進(jìn)一步提高電源性能
多面板模塊系列 S7-300 可以進(jìn)行模塊定制來滿足多變的任務(wù)。
功能模塊是智能性的，可以立執(zhí)行技術(shù)任務(wù)，如計(jì)數(shù)、測(cè)量、凸輪控制、PID 控制和傳動(dòng)控制。 因此它們可以減輕 CPU 的負(fù)荷。
它們可以使用在需要高等級(jí)的精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)的應(yīng)用中。
.通訊模塊說明
通訊處理器用于把 S7-300 連接到不同的總線系統(tǒng)/通訊網(wǎng)絡(luò)上，以及進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)連接。根據(jù)應(yīng)用情況和模塊的不同協(xié)議，可以提供不同的總線系統(tǒng)，如 PROFIBUS DP 或工業(yè)以太網(wǎng)
點(diǎn)到點(diǎn)連接
通過處理器（CP）進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)連接是一種強(qiáng)大而低成本的中線系統(tǒng)替代方案。相對(duì)于總線系統(tǒng)，點(diǎn)到點(diǎn)鏈接的優(yōu)點(diǎn)在只有較少 (RS485) 設(shè)備需要連接到 SIMATIC S7 上時(shí)非常明顯。
CP 可以方便的把第三方系統(tǒng)連接到 SIMATIC S7 上。由于 CP 具有高的靈活性，可以實(shí)現(xiàn)多種不同的物理傳輸介質(zhì)、傳輸速率，甚至可以自定義傳輸協(xié)議
對(duì)于每個(gè) CP，我們用 CD 光盤提供了組態(tài)軟件包和電子手冊(cè)，以及用于實(shí)現(xiàn) CPU 和 CP 之間通訊的參數(shù)化屏幕形式和標(biāo)準(zhǔn)的功能塊