西門(mén)子將電氣化、自動(dòng)化、數(shù)字化的力量融入各行各業(yè)，以前所未見(jiàn)的高度、速度、精度和深度，讓關(guān)鍵所在，逐一實(shí)現(xiàn)。
德國(guó)制造: 現(xiàn)貨 聯(lián) 系 人： 黃勇《黃工》 24小時(shí)聯(lián)系手機(jī)： 13701633515
全新原裝: 參數(shù)
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一. 硬件連接：
將CP243i的兩端分別與S7-200的PPI口和以太網(wǎng)線連接（上圖使用的是交叉網(wǎng)線，如果中間加交換機(jī)就要用直連網(wǎng)線，注：我們平時(shí)用的都是直連型網(wǎng)線）
二. 監(jiān)控計(jì)算機(jī)的軟件設(shè)置：
a.OPC—西門(mén)子PC_Access的設(shè)置：
S7-200一般都是通過(guò)PC_Access（OPC server）軟件再與WinCC相連的。因此要首先
設(shè)置PC_Access， 但是在設(shè)置前一定要先運(yùn)行一次西門(mén)子的MicroWin ,在它的設(shè)置PG/PC接口中選擇 [ TCP/IP(Auto)à實(shí)際的網(wǎng)卡名 ]，目地是將PC_Access的驅(qū)動(dòng)選為T(mén)CP/IP, 之后打開(kāi)PC_Access,見(jiàn)下圖：
用鼠標(biāo)右健點(diǎn)擊 [ MicroWin(TCP/IP) ],然后用鼠標(biāo)左鍵選擇 [ 新PLC(N)… ]
只要填寫(xiě) [ IP地址：192 .168 .1 .10 ]（注：這是CP243i轉(zhuǎn)換器的IP地址）,然后直接點(diǎn)擊 [ 確認(rèn) ] ，進(jìn)入下圖：
用鼠標(biāo)點(diǎn)擊 [NewPLC]à新(N) à項(xiàng)目(I) ,如下圖所示:
新建項(xiàng)目的對(duì)話框：
下邊做4個(gè)例子：
（1）名稱：ITEM_VB10,地址：VB10,數(shù)據(jù)類型：BYTE
（2）名稱：ITEM_Q0_0,地址：Q0.0,數(shù)據(jù)類型：BOOL
（3）名稱：ITEM_I0_2,地址：Q0.2,數(shù)據(jù)類型：BOOL
（4）名稱：ITEM_MD20,地址：MD20,數(shù)據(jù)類型：REAL
添加完變量后，一定要存一下盤(pán)！至于文件名隨便寫(xiě)一個(gè)或用缺省的也可
建立4個(gè)ITEM后，用鼠標(biāo)安下圖次序（1）（2）（3）依次點(diǎn)擊，就進(jìn)入了測(cè)試狀態(tài)
如果通訊正常，質(zhì)量顯示為good 否則為bad
b. 西門(mén)子WinCC的設(shè)置：
打開(kāi)WinCC,新建一個(gè)項(xiàng)目[ test_s7_200]:
用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊 [變量管理] à 添加新的驅(qū)動(dòng)程序(N) à選擇 OPC.chn
用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊 [OPC Groups (OPCHN Unit #1) ] à選擇[ 系統(tǒng)參數(shù) ]
用鼠標(biāo)雙擊 [ \\<LOCAL> ] ,搜索本機(jī)OPC器：
選擇 [ S7200.OPCServer ],再選擇 [ 瀏覽器 ] ,
選擇 [ 下一步 ]
將Items欄中內(nèi)容全部選定，然后點(diǎn)擊 [添加條目]
選擇 [ 是 ]
選擇 [ 確定 ]
選擇 [ 完成 ]，之后PC_Access中的變量就來(lái)到WinCC中：
SIMATIC S7-400 信號(hào)模塊 信號(hào)模塊是控制器進(jìn)行過(guò)程操作的接口。許多不同的數(shù)字量和模擬量模塊根據(jù)每一項(xiàng)任務(wù)的要求，準(zhǔn)確提供輸入/輸出。數(shù)字量和模擬量模塊在通道數(shù)量、電壓和電流范圍、電絕緣、診斷和警報(bào)功能等方面都存在著差別。S7-400 信號(hào)模塊不僅是能夠在中央機(jī)架擴(kuò)展，而且可以通過(guò) PROFIBUS DP 連接到 S7-400 中央控制器。支持熱插拔，這使更換模塊變得極其簡(jiǎn)單。
安裝簡(jiǎn)便
通過(guò)前連接器連接傳感器/執(zhí)行器。更換模塊后，只需將前連接器插入相同類型的新模塊中，并保留原來(lái)的布線。前連接器帶自動(dòng)編碼功能可避免發(fā)生錯(cuò)誤。S7-400 也可以檢測(cè)前連接器是否已插入。
快速連接
SIMATIC TOP 連接使連接變得更加簡(jiǎn)單、快速?？墒褂妙A(yù)先裝配的帶有單個(gè)電纜芯的前連接器，和帶有前連接器模塊、連接線纜和端子盒的完整插件模塊化系統(tǒng)。
高組裝密度
模塊中為數(shù)眾多的通道實(shí)現(xiàn)了節(jié)省空間的設(shè)計(jì)。例如，可使用帶有 16 至 32 個(gè)數(shù)字通道和 8 至 16 個(gè)模擬通道的模塊。
簡(jiǎn)單參數(shù)設(shè)置
使用 STEP 7 對(duì)這些模塊進(jìn)行組態(tài)和參數(shù)設(shè)置，并且不需要進(jìn)行不便的轉(zhuǎn)換設(shè)置。數(shù)據(jù)進(jìn)行集中存儲(chǔ)，如果更換了模塊，數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)傳輸?shù)饺履K，避免發(fā)生任何設(shè)置錯(cuò)誤。使用新模塊時(shí)，無(wú)需進(jìn)行軟件升級(jí)?？筛鶕?jù)需要復(fù)制組態(tài)信息，例如用于標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器。
診斷、中斷
許多模塊還會(huì)監(jiān)控信號(hào)采集（診斷）和從過(guò)程（過(guò)程中斷，例如邊沿檢測(cè)）中傳回的信號(hào)。這樣便可對(duì)過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤（例如斷線或短路）以及任何過(guò)程事件（例如數(shù)字量輸入時(shí)的上升沿或下降沿）立刻做出反應(yīng)。使用 STEP 7，即可輕松對(duì)控制器的響應(yīng)進(jìn)行編程。在數(shù)字量輸入模塊上，每個(gè)模塊可以觸發(fā)多次中斷。
| 6ES75184AP000AB0 | CPU 1518-4 PN/DP,3 MB 程序，10 MB 數(shù)據(jù), 集成3PN,1DP |
| 6ES75173AP000AB0 | CPU 1517-3 PN/DP, 2MB程序，集成 2PN 接口，1 以太網(wǎng)接口，1DP 接口 |
| 6ES75163AN000AB0 | CPU 1516-3 PN/DP：1 MB 程序，5 MB 數(shù)據(jù)；10 ns ；集成 2PN 接口，1 以太網(wǎng)接口，1DP 接口 |
| 6ES75152AM000AB0 | CPU 1515-2 PN ,500K程序,3M數(shù)據(jù)，集成 2PN接口 |
| 6ES75131AL000AB0 | CPU 1513-1 PN：300 KB 程序，1.5 MB 數(shù)據(jù)；40 ns；集成 2PN 接口， |
| 6ES75111AK000AB0 | CPU 1511-1 PN：150 KB 程序，1 MB 數(shù)據(jù)；60 ns；集成 2PN 接口， |
| 6ES75121DK000AB0 | CPU 1512SP-1 PN, 200KB 程序，1MB數(shù)據(jù) |
| 6ES75101DJ000AB0 | CPU 1510SP-1 PN, 100KB 程序，750KB數(shù)據(jù) |
| 6ES75070RA000AB0 | PS：60 W，額定輸入電壓 AC/DC 120/230 V |
| 6ES75050RA000AB0 | PS：60 W， 額定輸入電壓 DC 24/48/60 V |
| 6ES75050KA000AB0 | PS：25 W，額定輸入電壓 DC 24 V |
| 6ES75325HF000AB0 | AQ 8：模擬輸出模塊，8AQ，U/I ，高速 |
| 6ES7532-5NB00-0AB0 | AQ 2: 模擬輸出模塊,2 AQXU/I ,標(biāo)準(zhǔn)型，25mm,包含前連接器 |
| 6ES75325HD000AB0 | AQ 4：模擬輸出模塊，4AQ，U/I |
| 6ES75317NF100AB0 | AI 8：模擬輸入模塊，8AI，U/I，高速 |
| 6ES7531-7QD00-0AB0 | AI 4: 模擬輸出模塊: XU/I/RTD/TC ST, 25mm,包含前連接器 |
| 6ES75317KF000AB0 | AI 8：模擬輸入模塊，8AI，U/I/RTD/TC |
| 6ES7534-7QE00-0AB0 | AI4/AQ2：模擬量輸入/輸出模塊4AI,2AO,標(biāo)準(zhǔn)型,25mm,包含前連接器 |
| 6ES75231BL000AA0 | DI/DQ 16X24CDV/16X24VDC/0.5A BA,包含前連接器. |
| 6ES75225HF000AB0 | DQ 8：數(shù)字輸出模塊，8DQ，繼電器，230 V AC/ 5A |
| 6ES75225FF000AB0 | DQ 8：數(shù)字輸出模塊，8DQ，可控硅，230V AC/ 2A |
| 6ES75221BL000AB0 | DQ 32：數(shù)字輸出模塊，32DQ，晶體管，24 V DC/ 0.5A |
| 6ES75221BH000AB0 | DQ 16：數(shù)字輸出模塊，16DQ，晶體管，24 V DC/ 0.5A |
| 6ES75221BF000AB0 | DQ 8：數(shù)字輸出模塊，高性能 8DQ，晶體管，24V DC/2A |
| 6ES75221BL100AA0 | DQ 32x24VDC/0.5A BA ，包含前連接器 |
| 6ES75221BH100AA0 | DQ 16x24VDC/0.5A BA ，包含前連接器 |
| 6ES75211FH000AA0 | DI 16：數(shù)字輸入模塊，16DI，230V AC BA |
| 6ES75211BL000AB0 | DI 32：數(shù)字輸入模塊，高性能 32DI，24V DC |
| 6ES75211BH500AA0 | DI 16：數(shù)字輸入模塊，源型，16DI， 24V DC BA |
| 6ES75211BH000AB0 | 數(shù)字輸入模塊，高性能 16DI，24V DC |
| 6ES75211BL100AA0 | DI 32X24VDC BA，包含前連接器 |
| 6ES75211BH100AA0 | DI 16X24VDC BA，包含前連接器 |
| 6ES75511AB000AB0 | 計(jì)數(shù)與位置采集模塊 TM PosInput 2 |
| 6ES75501AA000AB0 | TM Count 2 x 24 V：高速計(jì)數(shù)器，800kHz |
| 6ES75401AB000AA0 | PtP RS422/485 通訊模塊 |
| 6ES75411AD000AB0 | PtP RS232 ，高性能通訊模塊 |
| 6ES75411AB000AB0 | PtP RS422/485 ，高性能通訊模塊 |
| 6ES75401AD000AA0 | PtP RS232通訊模塊 |
| 6ES71555BA000AB0 | ET 200MP Profibus接口模塊 |
| 6ES71555AA000AC0 | IM 155-5 2PN 接口，Pro?net 接口模塊 HF |
| 6ES71555AA000AB0 | IM 155-5 2PN 接口，Pro?net 接口模塊 |
| 6ES75455DA000AB0 | RS-485 PROFIBUS-DP接口模塊 |
PID控制的難點(diǎn)在于整定控制器的參數(shù)。為了學(xué)習(xí)整定PID控制器參數(shù)的方法，必須做閉環(huán)實(shí)驗(yàn)，開(kāi)環(huán)運(yùn)行PID程序沒(méi)有任何意義。用硬件組成一個(gè)閉環(huán)需要PLC的CPU模塊、模擬量輸入模塊和模擬量輸出模塊，此外還需要被控對(duì)象、檢測(cè)元件、變送器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。例如可以用電熱水壺作為被控對(duì)象，用熱電阻檢測(cè)溫度，用溫度變送器將溫度轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電壓，用移相控制的交流固態(tài)調(diào)壓器作執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
有沒(méi)有比較簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)PID閉環(huán)控制的方法呢？
在控制理論中，用傳遞函數(shù)來(lái)描述被控對(duì)象、檢測(cè)元件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和PID控制器。
被控對(duì)象一般是串聯(lián)的慣性環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)的組合。在實(shí)驗(yàn)室可以用以運(yùn)算放大器為核心的模擬電路來(lái)模擬廣義的被控對(duì)象（包括檢測(cè)元件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)）的傳遞函數(shù)。我曾將這種運(yùn)放電路用于S7-200和S7-1200的PID參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)。
用運(yùn)算放大器模擬被控對(duì)象一般需要做印刷電路板，還是比較麻煩。有沒(méi)有更簡(jiǎn)單的方法呢？
除了用運(yùn)算放大器來(lái)模擬被控對(duì)象的傳遞函數(shù)，也可以用PLC的程序來(lái)模擬。為此我編寫(xiě)了用來(lái)模擬被控對(duì)象的S7-200的子程序，它也可以用于S7-200 SMART。使用模擬的被控對(duì)象的PID閉環(huán)示意圖如下圖所示，虛線右邊是被控對(duì)象，DISV是系統(tǒng)的擾動(dòng)輸入值。虛線左邊是PLC的PID控制程序。
被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型為3個(gè)串聯(lián)的慣性環(huán)節(jié)，其增益為GAIN，3個(gè)慣性環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)分別為T(mén)IM1～TIM3。其傳遞函數(shù)為
分母中的“s”為自動(dòng)控制理論中拉普拉斯變換的拉普拉斯算子。將某一時(shí)間常數(shù)設(shè)為0，可以減少慣性環(huán)節(jié)的個(gè)數(shù)。圖中被控對(duì)象的輸入值INV是PID控制器的輸出值。被控對(duì)象的輸出值OUTV作為PID控制器的過(guò)程變量（反饋值）PV。
下圖是模擬被控對(duì)象的子程序，實(shí)際上只用了兩個(gè)慣性環(huán)節(jié)，其時(shí)間常數(shù)分別為5000ms和2000ms。用與PID的采樣周期相同的定時(shí)中斷時(shí)間間隔來(lái)調(diào)用這個(gè)子程序。
下圖是用來(lái)監(jiān)視PID回路運(yùn)行情況的STEP 7-Micro/WIN的PID調(diào)節(jié)控制面板，可以用它進(jìn)行PID參數(shù)自整定或手動(dòng)調(diào)節(jié)PID參數(shù)的實(shí)驗(yàn)。標(biāo)有PV（即被控量）的是過(guò)程變量的階躍響應(yīng)曲線。
將上圖中的積分時(shí)間由0.03min（分鐘）增大到0.12min，下圖的超調(diào)量有明顯的減小。通過(guò)修改PID的參數(shù)，觀察被控量階躍響應(yīng)曲線給出的超調(diào)量和調(diào)節(jié)時(shí)間等特征量的變化情況，可以形象直觀、快速地學(xué)習(xí)和掌握PID參數(shù)的整定方法。
