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S7-200PLC中斷優(yōu)先級(jí)和排對(duì)等候
優(yōu)先級(jí)是指多個(gè)中斷事件同時(shí)發(fā)出中斷請(qǐng)求時(shí)，CPU對(duì)中斷事件響應(yīng)的優(yōu)先次序。S7-200規(guī)定的中斷優(yōu)先由高到低依次是：通信中斷、I/O中斷和定時(shí)中斷。每類中斷中不同的中斷事件又有不同的優(yōu)先權(quán)，如表2所示。 一個(gè)程序中總共可有128個(gè)中斷。S7-200在各自的優(yōu)先級(jí)組內(nèi)按照先來(lái)先的原則為中斷提供。在任何時(shí)刻，只能執(zhí)行一個(gè)中斷程序。一旦一個(gè)中斷程序開(kāi)始執(zhí)行，則一直執(zhí)行至完成。不能被另一個(gè)中斷程序打斷，即使是更高優(yōu)先級(jí)的中斷程序。中斷程序執(zhí)行中，新的中斷請(qǐng)求按優(yōu)先級(jí)排隊(duì)等候。中斷隊(duì)列能保存的中斷個(gè)數(shù)有限，若超出，則會(huì)產(chǎn)生溢出。中斷隊(duì)列的最多中斷個(gè)數(shù)和溢出標(biāo)志位如表3所示。 表2中斷事件及優(yōu)先級(jí) 優(yōu)先級(jí)分組 組內(nèi)優(yōu)先級(jí) 中斷事件號(hào) 中斷事件說(shuō)明 中斷事件類別 通信中斷 0 8 通信口0：接收字符 通信口0 0 9 通信口0：發(fā)送完成 0 23 通信口0：接收信息完成 1 24 通信口1：接收信息完成 通信口1 1 25 通信口1：接收字符 1 26 通信口1：發(fā)送完成 I/O中斷 0 19 PTO 0脈沖串輸出完成中斷 脈沖輸出 1 20 PTO 1脈沖串輸出完成中斷 2 0 I0.0上升沿中斷 外部輸入 3 2 I0.1上升沿中斷 4 4 I0.2上升沿中斷 5 6 I0.3上升沿中斷 6 1 10.0下降沿中斷 7 3 I0.1下降沿中斷 8 5 I0.2下降沿中斷 9 7 I0.3下降沿中斷 10 12 HSC0當(dāng)前值=預(yù)置值中斷 高速計(jì)數(shù)器 11 27 HSC0計(jì)數(shù)方向改變中斷 12 28 HSC0外部復(fù)位中斷 13 13 HSC1當(dāng)前值=預(yù)置值中斷 14 14 HSC1計(jì)數(shù)方向改變中斷 15 15 HSC1外部復(fù)位中斷 16 16 HSC2當(dāng)前值=預(yù)置值中斷 17 17 HSC2計(jì)數(shù)方向改變中斷 18 18 HSC2外部復(fù)位中斷 19 32 HSC3當(dāng)前值=預(yù)置值中斷 20 29 HSC4當(dāng)前值=預(yù)置值中斷 21 30 HSC4計(jì)數(shù)方向改變 22 31 HSC4外部復(fù)位 23 33 HSC5當(dāng)前值=預(yù)置值中斷 定時(shí)中斷 0 10 定時(shí)中斷0 定時(shí) 1 11 定時(shí)中斷1 2 21 定時(shí)器T32 CT=PT中斷 定時(shí)器 3 22 定時(shí)器T96 CT=PT中斷 表3 中斷隊(duì)列的最多中斷個(gè)數(shù)和溢出標(biāo)志位 隊(duì)列 CPU 221 CPU 222 CPU 224 CPU 226和CPU 226XM 溢出標(biāo)志位 通訊中斷隊(duì)列 4 4 4 8 SM4.0 I/O中斷隊(duì)列 16 16 16 16 SM4.1 定時(shí)中斷隊(duì)列 8 8 8 8 SM4.2
Sinamics S120 是西門子公司推出的全新的集V/F、矢量控制及伺服控制于一體的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，它不僅能控制普通的三相異步電動(dòng)機(jī)，還能控制同步電機(jī)、扭矩電機(jī)及直線電機(jī)。其強(qiáng)大的定位功能將實(shí)現(xiàn)進(jìn)給軸的絕對(duì)、相對(duì)定位。內(nèi)部集成的DCC(驅(qū)動(dòng)控制圖表)功能，用PLC 的CFC 編程語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)邏輯、運(yùn)算及簡(jiǎn)單的工藝等功能。
Sinamics S120 產(chǎn)品包括：用于共直流母線的DC/AC 逆變器和用于單軸的AC/AC 變頻器。
? 共直流母線的 DC/AC 逆變器通常又稱為Sinamics S120 多軸驅(qū)動(dòng)器，其結(jié)構(gòu)形式為電源模塊和電機(jī)模塊分開(kāi)，一個(gè)電源模塊將3 相交流電整流成540V 或600V 的直流電，將電機(jī)模塊(一個(gè)或多個(gè))都連接到該直流母線上，特別適用于多軸控制，尤其是造紙、包裝、紡織、印刷、鋼鐵等行業(yè)。優(yōu)點(diǎn)是各電機(jī)軸之間的能量共享，接線方便、簡(jiǎn)單。
? 單軸控制的 AC/AC 變頻器，通常又稱為Sinamics S120 單軸交流驅(qū)動(dòng)器，其結(jié)構(gòu)形式為電源模塊和電機(jī)模塊集在一起，特別適用于單軸的速度和定位控制。
主要介紹Sinamics S120 DC/AC 多軸交流驅(qū)動(dòng)器、Sinamics S120 AC/AC 單軸交流驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)電纜和信號(hào)電纜、同步和異步伺服電機(jī)的訂貨數(shù)據(jù)、Simotion 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的相關(guān)訂貨數(shù)據(jù)。
可編程控制器梯形圖設(shè)計(jì)規(guī)則
1．觸點(diǎn)的安排
梯形圖的觸點(diǎn)應(yīng)畫在水平線上，不能畫在垂直分支上。
2．串、并聯(lián)的處理
在有幾個(gè)串聯(lián)回路相并聯(lián)時(shí)，應(yīng)將觸點(diǎn)最多的那個(gè)串聯(lián)回路放在梯形圖最上面。在有幾個(gè)并聯(lián)回路相串聯(lián)時(shí)，應(yīng)將觸點(diǎn)最多的并聯(lián)回路放在梯形圖的最左面。
3．線圈的安排
不能將觸點(diǎn)畫在線圈右邊，只能在觸點(diǎn)的右邊接線圈。
4．不準(zhǔn)雙線圈輸出
如果在同一程序中同一元件的線圈使用兩次或多次，則稱為雙線圈輸出。這時(shí)前面的輸出無(wú)效，只有最后一次才有效，所以不應(yīng)出現(xiàn)雙線圈輸出。
5．重新編排電路
如果電路結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，可重復(fù)使用一些觸點(diǎn)畫出它的等效電路，然后再進(jìn)行編程就比較容易。
6．編程順序
對(duì)復(fù)雜的程序可先將程序分成幾個(gè)簡(jiǎn)單的程序段，每一段從最左邊觸點(diǎn)開(kāi)始，由上之下向右進(jìn)行編程，再把程序逐段連接起來(lái)。
工業(yè)軟件平臺(tái)上編程和運(yùn)行的S7 200系列PLC系統(tǒng)基本構(gòu)成
SIMATIC S7—200硬件系統(tǒng)的配置方式采用整體式加積木式，即主機(jī)中包含一定數(shù)量的本機(jī)I／O，同時(shí)還可以擴(kuò)展各種功能模塊。一個(gè)完整的PLC系統(tǒng)如圖1所示。
圖1 S7—200硬件系統(tǒng)組成
CPU模塊又稱為主機(jī)是系統(tǒng)的核心，它包括CPU、存儲(chǔ)器、基本輸入輸出點(diǎn)和電源等。它實(shí)際就是一個(gè)完整的控制系統(tǒng)，可以單獨(dú)完成一定的控制任務(wù)。主機(jī)I/O數(shù)量不能滿足控制系統(tǒng)的要求時(shí)，用戶可以根據(jù)需要擴(kuò)展各種I/O模塊，所能連接的擴(kuò)展單元的數(shù)量和實(shí)際所能使用的I／O點(diǎn)數(shù)是由多種因素共同決定的。當(dāng)需要完成某些特殊功能的控制任務(wù)時(shí)，可擴(kuò)展特殊功能模塊，以完成某種特殊的控制任務(wù)。利用網(wǎng)絡(luò)接口，可以充分和方便地利用為SIMATICS7—200系統(tǒng)的硬件和軟件資源而開(kāi)發(fā)和使用的一些設(shè)備，主要有編程設(shè)備、人機(jī)操作界面和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。
所有以上這些硬件設(shè)備，都在一個(gè)統(tǒng)一的工業(yè)軟件平臺(tái)上編程和運(yùn)行，為了更好地管理和使用這些設(shè)備，S7—200PLC配備了許多功能強(qiáng)大的專用功能指令，方便地實(shí)現(xiàn)各種控制目的。
西門子S7系列PLC的主要種類及應(yīng)用軟件
德國(guó)西門子（SIEMENS）公司生產(chǎn)的可編程序控制器在我國(guó)的應(yīng)用也相當(dāng)廣泛，在冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領(lǐng)域都有應(yīng)用。西門子（SIEMENS）公司的PLC產(chǎn)品包括LOGO，S7-200，S7-300，S7-400，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，HMI人機(jī)界面，工業(yè)軟件等。
西門子S7系列PLC體積小、速度快、標(biāo)準(zhǔn)化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能更強(qiáng)，可靠性更高。S7系列PLC產(chǎn)品可分為微型PLC（如S7-200），小規(guī)模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。
1．SIMATIC S7-200 PLC
S7-200 PLC是超小型化的PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的自動(dòng)檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制等。S7-200 PLC的強(qiáng)大功能使其無(wú)論單機(jī)運(yùn)行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。
S7-200PLC可提供4個(gè)不同的基本型號(hào)與8種CPU可供選擇使用。
2．SIMATIC S7-300 PLC
S7-300是模塊化小型PLC系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應(yīng)用。各種單獨(dú)的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合構(gòu)成不同要求的系統(tǒng)。與S7-200 PLC比較，S7-300 PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)，具備高速（0.6~0.1μs）的指令運(yùn)算速度；用浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算比較有效地實(shí)現(xiàn)了更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算；一個(gè)帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值；方便的人機(jī)界面已經(jīng)集成在S7-300操作系統(tǒng)內(nèi)，人機(jī)對(duì)話的編程要求大大減少。SIMATIC人機(jī)界面（HMI）從S7-300中取得數(shù)據(jù)，S7-300按用戶指定的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。S7-300操作系統(tǒng)自動(dòng)地處理數(shù)據(jù)的傳送；CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯(cuò)誤和特殊系統(tǒng)事件（例如：超時(shí)，模塊更換，等等）；多級(jí)口令保護(hù)可以使用戶高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改；S7-300 PLC設(shè)有操作方式選擇開(kāi)關(guān)，操作方式選擇開(kāi)關(guān)像鑰匙一樣可以拔出，當(dāng)鑰匙拔出時(shí)，就不能改變操作方式，這樣就可防止非法刪除或改寫用戶程序。具備強(qiáng)大的通信功能，S7-300 PLC可通過(guò)編程軟件Step 7的用戶界面提供通信組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常容易、簡(jiǎn)單。S7-300 PLC具有多種不同的通信接口，并通過(guò)多種通信處理器來(lái)連接AS-I總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)；串行通信處理器用來(lái)連接點(diǎn)到點(diǎn)的通信系統(tǒng)；多點(diǎn)接口（MPI）集成在CPU中，用于同時(shí)連接編程器、PC機(jī)、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動(dòng)化控制系統(tǒng)。
3． SIMATIC S7-400 PLC
S7-400 PLC是用于中、高檔性能范圍的可編程序控制器。
S7-400 PLC采用模塊化無(wú)風(fēng)扇的設(shè)計(jì)，可靠耐用，同時(shí)可以選用多種級(jí)別（功能逐步升級(jí)）的CPU，并配有多種通用功能的模板，這使用戶能根據(jù)需要組合成不同的專用系統(tǒng)。當(dāng)控制系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大或升級(jí)時(shí)，只要適當(dāng)?shù)卦黾右恍┠０澹隳苁瓜到y(tǒng)升級(jí)和充分滿足需要。
4． 工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)
通訊網(wǎng)絡(luò)是自動(dòng)化系統(tǒng)的支柱，西門子的全集成自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)提供了從控制級(jí)一直到現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的一致性通訊，“SIMATIC NET”是全部網(wǎng)絡(luò)系列產(chǎn)品的總稱，他們能在工廠的不同部門，在不同的自動(dòng)化站以及通過(guò)不同的級(jí)交換數(shù)據(jù)，有標(biāo)準(zhǔn)的接口并且相互之間完全兼容。
5． 人機(jī)界面（HMI）硬件
HMI硬件配合PLC使用，為用戶提供數(shù)據(jù)、圖形和事件顯示，主要有文本操作面板TD200（可顯示中文），OP3，OP7，OP17等；圖形/文本操作面板OP27，OP37等，觸摸屏操作面板TP7，TP27/37，TP170A/B等；SIMATIC面板型PC670等。個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）也可以作為HMI硬件使用。HMI硬件需要經(jīng)過(guò)軟件（如ProTool）組態(tài)才能配合PLC使用。
6． SIMATIC S7工業(yè)軟件
西門子的工業(yè)軟件分為三個(gè)不同的種類：
（1）編程和工程工具 編程和工程工具包括所有基于PLC或PC用于編程、組態(tài)、模擬和維護(hù)等控制所需的工具。STEP 7標(biāo)準(zhǔn)軟件包SIMATIC S7是用于S7-300/400，C7 PLC和SIMATIC WinAC基于PC控制產(chǎn)品的組態(tài)編程和維護(hù)的項(xiàng)目管理工具，STEP 7-Micro/WIN是在Windows平臺(tái)上運(yùn)行的S7-200系列PLC的編程、在線仿真軟件。
（2）基于PC的控制軟件 基于PC的控制系統(tǒng)WinAC允許使用個(gè)人計(jì)算機(jī)作為可編程序控制器（PLC）運(yùn)行用戶的程序，運(yùn)行在安裝了Windows NT4.0操作系統(tǒng)的SIMATIC工控機(jī)或其它任何商用機(jī)。WinAC提供兩種PLC，一種是軟件PLC，在用戶計(jì)算機(jī)上作為視窗任務(wù)運(yùn)行。另一種是插槽PLC（在用戶計(jì)算機(jī)上安裝一個(gè)PC卡），它具有硬件PLC的全部功能。WinAC與SIMATIC S7系列處理器完全兼容，其編程采用統(tǒng)一的SIMATIC編程工具（如STEP 7），編制的程序既可運(yùn)行在WinAC上，也可運(yùn)行在S7系列處理器上。
（3）人機(jī)界面軟件 人機(jī)界面軟件為用戶自動(dòng)化項(xiàng)目提供人機(jī)界面（HMI）或SCADA系統(tǒng)，支持大范圍的平臺(tái)。人機(jī)界面軟件有兩種，一種是應(yīng)用于機(jī)器級(jí)的ProTool，另一種是應(yīng)用于監(jiān)控級(jí)的WinCC。
ProTool適用于大部分HMI硬件的組態(tài)，從操作員面板到標(biāo)準(zhǔn)PC都可以用集成在STEP 7中的ProTool有效地完成組態(tài)。ProTool/lite用于文本顯示的組態(tài)，如：OP3，OP7，OP17，TD17等。ProTool/Pro用于組態(tài)標(biāo)準(zhǔn)PC和所有西門子HMI產(chǎn)品，ProTool/Pro不只是組態(tài)軟件，其運(yùn)行版也用于Windows平臺(tái)的監(jiān)控系統(tǒng)。
WinCC是一個(gè)真正開(kāi)放的，面向監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集的SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）軟件，可在任何標(biāo)準(zhǔn)PC上運(yùn)行。WinCC操作簡(jiǎn)單，系統(tǒng)可靠性高，與STEP 7功能集成，可直接進(jìn)入PLC的硬件故障系統(tǒng)，節(jié)省項(xiàng)目開(kāi)發(fā)時(shí)間。它的設(shè)計(jì)適合于廣泛的應(yīng)用，可以連接到已存在的自動(dòng)化環(huán)境中，有大量的通信接口和全面的過(guò)程信息和數(shù)據(jù)處理能力，其最新的WinCC5.0支持在辦公室通過(guò)IE瀏覽器動(dòng)態(tài)監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程。
西門子SIMATIC S7-200系列PLC的特點(diǎn)、產(chǎn)品類型及編程軟件
S7-200系列PLC的特點(diǎn)：
是SIEMENS公司推出的一種小型PLC
（1）它結(jié)構(gòu)緊湊
（2）擴(kuò)展性良好
（3）指令功能強(qiáng)大
（4）價(jià)格低廉
成為當(dāng)代各種小型控制工程的理想控制器。
2．S7-200PLC的產(chǎn)品：
（1）集成一定數(shù)字I/O點(diǎn)的CPU：CPU221、CPU 222、CPU 224、CPU 226、CPU 226XM
（2）擴(kuò)展模塊：主要有
數(shù)字量擴(kuò)展模塊：EM221、EM222、EM223
模擬量擴(kuò)展模塊：EM231、EM 232、EM 235
通訊模塊：EM277、EM241等
其它模塊：特殊功能模塊
可以十分方便地組成不同規(guī)模的控制器。其控制規(guī)?？梢詮膸c(diǎn)到幾百點(diǎn)。S7-200PLC可以方便地組成PLC-PLC網(wǎng)絡(luò)和微機(jī)-PLC網(wǎng)絡(luò)，從而完成規(guī)模更大的工程。
3．S7-200的編程軟件：STEP7-Micro/WIN32。該編程軟件可以方便地在Windows環(huán)境下對(duì)PLC編程、調(diào)試、監(jiān)控。使得PLC的編程更加方便、快捷?？梢哉f(shuō)，S7-200可以完美地滿足各種小規(guī)?？刂葡到y(tǒng)的要求。