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S7-200系列PLC編程器的使用示例

Siemens編程器S7-200系列用在中小型設(shè)備上的自動(dòng)系統(tǒng)的控制單元，適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)，監(jiān)測(cè)及控制。
   在這里，和大家一起來(lái)討論S7-200幾個(gè)使用方面的情況。
 1.步進(jìn)，伺服脈沖定位控制。
  在設(shè)備的控制系統(tǒng)中，有關(guān)運(yùn)動(dòng)控制是很重要的，下面我們來(lái)看一看西門(mén)子S7-200系列PLC怎樣來(lái)實(shí)現(xiàn)這   個(gè)功能。
  首先，確定使用哪個(gè)端口來(lái)發(fā)脈沖，如采用Q0.0發(fā)脈沖，則它的控制字為SMB67，脈沖同期為SMW68，脈   沖個(gè)數(shù)存放在SMD72中，
  
  下面是控制字節(jié)的說(shuō)明： 
Q0.0 Q0.1 控制字節(jié)說(shuō)明 
 SM67.0  SM77.0  PTO/PWM更新周期值 0=不更新，1=更新周期值 
 SM67.1  SM77.1  PWM更新脈沖寬度值 0=不更新，1=脈沖寬度值 
 SM67.2  SM77.2  PTO更新脈沖數(shù) 0=不更新，1=更新脈沖數(shù) 
 SM67.3  SM77.3  PTO/PWM時(shí)間基準(zhǔn)選擇 0=1微秒值，1=1毫秒值 
 SM67.4  SM77.4  PWM更新方法 0=異步更新，1=同步更新 
 SM67.5  SM77.5  PTO操作 0=單段操作，1=多段操作 
 SM67.6  SM77.6  PTO/PWM模式選擇 0=選擇PTO，1=選擇PWM 
 SM67.7  SM77.7  PTO/PWM允許 0=禁止PTO/PWM，1=允許 
  這樣根據(jù)以上表格，我們得出Q0.0控制字：SMB67為：10000101
采用PTO輸出，微妙級(jí)周期，發(fā)脈沖的周期（也就是頻率）與脈沖個(gè)數(shù)都要重新輸入。10000101轉(zhuǎn)化為  16進(jìn)制 為85，有了控制字以后，我們來(lái)寫(xiě)這一段程序：

根據(jù)上面這段程序，我們知道了控制字的使用，同時(shí)也知道步進(jìn)電機(jī)的脈沖周期與沖個(gè)數(shù)的存放位置（對(duì)  Q0.0來(lái)說(shuō)是SMW68與SMD72）。當(dāng)然，VW100與VD102內(nèi)的數(shù)據(jù)不同的話(huà)，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)就不一樣。
   還有一點(diǎn)需要說(shuō)明得是：M0.0導(dǎo)通---PLC捕捉到上升沿發(fā)動(dòng)脈沖輸出后，想停止的話(huà)，只須改變端口脈沖的 控制字，再啟動(dòng)PLS即可，程序如下：

2.高速計(jì)數(shù)功能。
   西門(mén)子S7-200系列PLC具有高速計(jì)數(shù)的功能；舉一例子來(lái)談?wù)劯咚儆?jì)數(shù)的用途，我們采用普通電機(jī)來(lái)帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，我們想控制轉(zhuǎn)動(dòng)距離，怎么來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題？那么我們可在電機(jī)另一頭與一編碼器聯(lián)接，電機(jī)轉(zhuǎn)一圈，編碼器也隨之轉(zhuǎn)一圈，同時(shí)根據(jù)規(guī)格發(fā)出不同的脈沖數(shù)。當(dāng)然，這些脈沖數(shù)的頻率比較高，PLC不能用普通的上升沿計(jì)數(shù)來(lái)取得這些脈沖，只能通過(guò)高速計(jì)數(shù)功能了。
   啟動(dòng)高速計(jì)數(shù)功能，也要具有控制字 
HSCO HSC1 描述 
 SM37.0  SM47.0  復(fù)位有效電平控制位 0=高電平有效， 1=低電平有效 
 SM37.1  SM47.1  啟動(dòng)有效電平控制位于 0=高電平有效， 1=低電平有效 
 SM37.2  SM47.2  正交計(jì)數(shù)器速率選擇 0=4X計(jì)數(shù)率， 1=1X計(jì)數(shù)率 
 SM37.3  SM47.3  計(jì)數(shù)方向控制位 0=減計(jì)數(shù)， 1=正計(jì)數(shù) 
 SM37.4  SM47.4  向HSC中寫(xiě)入計(jì)數(shù)方向 0=不更新， 1=更新計(jì)數(shù)方向 
 SM37.5  SM47.5  向HSC中寫(xiě)入預(yù)置值 0=不更新， 1=更新預(yù)置值 
 SM37.6  SM47.6  向HSC中寫(xiě)入當(dāng)前值 0=不更新， 1=更新當(dāng)前值 
 SM37.7  SM47.7  HSC允許 0=禁止HSC， 1=允許HSC 

  參照上面的表格，我們選擇HSC1高速計(jì)數(shù)器，控制字為SMB47，現(xiàn)在我們啟動(dòng)高速計(jì)數(shù)器HSC1，選擇為增計(jì)數(shù)，更新計(jì)數(shù)方向，重新設(shè)置值，更新當(dāng)前值：這樣的話(huà)，HSC1的啟動(dòng)控制高為：11111000轉(zhuǎn)化為16進(jìn)制為 F8，將啟動(dòng)計(jì)數(shù)器時(shí)當(dāng)前值存放在SMD48中，將預(yù)存置放在SMD52中，具體的程序 如下：

同樣的，如果計(jì)數(shù)器在工作狀態(tài)下想停止計(jì)數(shù)器，也必須改變它的控制字后，啟動(dòng)HSC具體程序 如下：

３． PID回路控制功能。
  西門(mén)子S7-200系列PLC的PID控制相當(dāng)?shù)暮?jiǎn)單，可以通過(guò)micro/win軟件的一個(gè)向?qū)С绦?，按照提?span>,一步一步執(zhí)行您所要求PID控制的屬性即可，在這里談一談PID這三個(gè)參數(shù)的具體意義：P為增益項(xiàng)，Ｐ越大，響應(yīng)起就快，在調(diào)節(jié)流量閥時(shí)：設(shè)定流量為50%，當(dāng)目前流量接近50%，剛超過(guò)，如果P值很大的話(huà)，那么流量閥會(huì)馬上會(huì)關(guān)閉，而不會(huì)控制在某一區(qū)域。這就是增益項(xiàng)太大引起。在調(diào)節(jié)的過(guò)程中應(yīng)該先將P值調(diào)節(jié)比較適當(dāng)了，再去調(diào)節(jié)I值，它為積分項(xiàng)，是在控制器回路中控制對(duì)當(dāng)前值與設(shè)定值相等的偏差范圍。D為微分項(xiàng)，主要作用是避免給定值的微分作用而引起的跳變。
  在現(xiàn)場(chǎng)的PID參數(shù)的調(diào)整過(guò)程中，針對(duì)西門(mén)子S7-200型PLC我的建議是在不同的控制階段，采用不同的PID參數(shù)組，具體而言就是當(dāng)目前距離設(shè)定值差距較大時(shí)，采用P值較大的一套PID參數(shù)，如果當(dāng)前值快接近設(shè)定值范圍時(shí)，采用P值較小的一套PID參數(shù)。

SIMODRIVE POSMO-西門(mén)子伺服驅(qū)動(dòng)器

SIMATIC S7-300 的 I/O 模塊：

• 數(shù)字量模塊
• 模擬量模塊
• F 數(shù)字量/模擬量模塊
• 防爆型數(shù)字量模塊
• 防爆型模擬量模塊
• 功能模塊
• 通信處理器
• 專(zhuān)用模塊
• 連接

• 數(shù)字量輸入/輸出
• 靈活地適應(yīng)控制器，以滿(mǎn)足各自任務(wù)需要
• 用于連接數(shù)字傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)

數(shù)字量輸入/輸出模塊用于處理自動(dòng)化系統(tǒng)中的數(shù)字量輸入/輸出任務(wù)。 可通過(guò)這些模塊連接數(shù)字量傳感器和執(zhí)行器。

使用數(shù)字量輸入/輸出模塊給用戶(hù)提供以下優(yōu)點(diǎn)：

• 佳適應(yīng)性;
  采用佳的模塊組合方式，可以匹配控制任務(wù)所需的輸入/輸出的點(diǎn)數(shù)。 不需要過(guò)多的
• 靈活的過(guò)程信號(hào)連接;
  可使用各種不同的數(shù)字量執(zhí)行器和傳感器，將自動(dòng)化系統(tǒng)連接到過(guò)程控制中。

數(shù)字量輸入/輸出模塊具有下列機(jī)械特性：

緊湊型設(shè)計(jì)

堅(jiān)固的塑料機(jī)殼里包括：

• 綠色 LED，用于指示輸入/輸出的信號(hào)狀態(tài)
• 前連接器插座，通過(guò)前門(mén)保護(hù)
• 前門(mén)上的標(biāo)簽區(qū)。
• 連接器針腳分配，用于在前門(mén)內(nèi)部進(jìn)行配線。

安裝方便

模塊安裝在 DIN 導(dǎo)軌上并通過(guò)總線連接器連接到相鄰模塊。沒(méi)有插槽規(guī)則；輸入地址由插槽決定。

當(dāng)在 ET 200M 分布式 I/O 系統(tǒng)中與有源總線模塊一起使用時(shí)，可以對(duì)數(shù)字量輸入/輸出模塊進(jìn)行熱插拔，而不會(huì)有任何反應(yīng)。其它模塊繼續(xù)工作。

方便用戶(hù)接線

裝置單元通過(guò)連接器連接。當(dāng)連接模塊時(shí)，編碼設(shè)備鎖定在連接器中，這樣該連接器只能適合于同樣類(lèi)型的模塊。更換模塊時(shí)，對(duì)于新的同類(lèi)型模塊，可原封不動(dòng)

• 用于 S7-400H 和 S7-400F/FH 的 CPU
• 可在 S7-400H 容錯(cuò)自動(dòng)化系統(tǒng)中使用
• 可通過(guò) F 運(yùn)行版授權(quán)作為具有 F 功能的 CPU 在 S7-400F/FH 安全相關(guān)系統(tǒng)中使用
• 組合了 MPI/PROFIBUS DP-主接口，
• 帶有 2 個(gè)用于同步模塊的連接插槽

CPU 412-5H 擁有：

• 功能強(qiáng)大的處理器：
  CPU 處理每條二進(jìn)制指令的時(shí)間小于 31.25 ns。
• 1 MB RAM（512 KB 用于程序，512 KB 用于數(shù)據(jù)）；
  裝載存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ) S7-400H F/FH 自動(dòng)化系統(tǒng)的用戶(hù)程序和參數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù)；高速 RAM 用于用戶(hù)程序的順控相關(guān)部分
• 存儲(chǔ)卡：
  用于擴(kuò)展內(nèi)置裝載存儲(chǔ)器。除程序本身之外，裝載存儲(chǔ)器中所含的信息還包括 S7-400H F/FH 的組態(tài)數(shù)據(jù)，這就是要在存儲(chǔ)器中占據(jù)雙倍空間的原因。其結(jié)果是：
  • 內(nèi)置的裝載存儲(chǔ)器不能滿(mǎn)足大程序量的要求，因此需要存儲(chǔ)卡。
    提供有 RAM 和 FEPROM 卡（FEPROM 用于在斷開(kāi)電源時(shí)保存數(shù)據(jù)）。
• 靈活的擴(kuò)展選件：
  多達(dá) 131,072 點(diǎn)數(shù)字量和 81,932 點(diǎn)模擬量輸入/輸出。
• 組合 MPI/PROFIBUS DP 接口：
  MPI 可用來(lái)建立一個(gè) 32 個(gè)節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)傳輸速率 187.5 Kbit/s。CPU 可以與通信總線（C 總線）上的節(jié)點(diǎn)和 MPI 上的節(jié)點(diǎn)建立多 64 個(gè)連接。 
  PROFIBUS-DP主站接口能夠被用來(lái)建立一個(gè)高速的分布式自動(dòng)化系統(tǒng)，并且使得操作大大簡(jiǎn)化。對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，分布式 I/O 作為集中式 I/O 來(lái)處理（相同的組態(tài)、編址和編程）。
• PROFIBUS DP 接口：
  通過(guò) PROFIBUS DP 接口，可以實(shí)現(xiàn)冗余、分布式自動(dòng)化組態(tài)，從而提高了速度，便于使用。對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，分布式 I/O 作為集中式 I/O 來(lái)處理（相同的組態(tài)、編址和編程）。
• PROFINET 接口，帶 2 個(gè)端口（交換機(jī)）：
  支持系統(tǒng)冗余和 MRP（介質(zhì)冗余協(xié)議）
• 模式選擇開(kāi)關(guān)：
  撥動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)。
• 診斷緩沖區(qū)：
  后的 120 個(gè)報(bào)警和中斷事件保存在一個(gè)環(huán)形緩沖區(qū)中，用于進(jìn)行診斷。
• 實(shí)時(shí)時(shí)鐘：
  CPU 提供帶日期和時(shí)間的診斷報(bào)告。

CP 443-1 Advanced 是用于連接 SIMATIC S7-400 到工業(yè)以太網(wǎng)的通訊處理器。

由于其自身備有處理器，從而解除了 CPU 的通訊任務(wù)并有助于另加連接。

通過(guò) CP 443-1 Advanced，SIMATIC S7-400 可與以下設(shè)備進(jìn)行通訊：

• 編程器/PC
• 主機(jī) PC
• HMI 設(shè)備
• SIMATIC S5/S7/C7 系統(tǒng)
• PROFINET CBA 部件
• PROFINET IO 設(shè)備

PROFINET CBA 用于創(chuàng)建可反復(fù)使用的技術(shù)功能模板。

注：
提供有經(jīng)過(guò)升級(jí)的CP 443-1 Advanced（6GK7 443-1EX41-0XE0）。

并支持新型 SIMATIC S7 400 CPU 的增強(qiáng)型 PROFINET IO 接口。 已對(duì)此接口進(jìn)行調(diào)整，以滿(mǎn)足當(dāng)前及將來(lái)對(duì) PROFINET I/O 控制器的各種要求。

CP 443-1 Advanced訂貨號(hào)：6GK7443-1EX41-0XE0，其所有功能均可與固件版本 V5.0 內(nèi)的 SIMATIC S7-400 CPU 結(jié)合使用。

為了充分利用標(biāo)準(zhǔn)、CBA 和 IT 功能，此 CP 可以用在固件版本 V4.x 以?xún)?nèi)的 SIMATIC S7-400 CPU 上，在此情況下，不能將其用作 PN IO 控制器。

詳細(xì)信息可瀏覽網(wǎng)址：

CP 443-1 Advanced 提供了 SIMATIC S7-400 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全部?jī)?yōu)點(diǎn)：

• 堅(jiān)固的塑料外殼前面板，包括：
  • 4 個(gè) RJ45 接口，用于連接到工業(yè)以太網(wǎng)
  • 用于每個(gè)交換機(jī)端口的診斷 LED
• 通過(guò) IE FC RJ45 插頭 180°（帶 180°電纜引出線）或通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)插線電纜連接
• 安裝簡(jiǎn)單；
  CP 443-1 Advanced 安裝在 S7-400 子機(jī)架上，并經(jīng)過(guò)背板總線連接到其它模板。
• CP 443-1 Advanced 可以不用風(fēng)扇運(yùn)行。
• 與 IM 460/461 一起，CP 443-1 Advanced 也可用于擴(kuò)展機(jī)架（ER）內(nèi)。
• 不需編程器即可更換模板。
• C-PLUG（組態(tài)插頭）作為交換介質(zhì)包含在供貨范圍內(nèi)（不能無(wú) C-PLUG 運(yùn)行）。

• 兩個(gè)獨(dú)立的接口（集成的網(wǎng)絡(luò)分離）：
  • 千兆以太網(wǎng)接口，帶有一個(gè) RJ45 端口，10/100/1000 Mbps 全雙工/半雙工，具有自動(dòng)檢測(cè)功能
  • PROFINET 接口，帶有 4 個(gè) 10/100 Mbps 全雙工/半雙工 RJ45 端口，帶自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)交叉功能（通過(guò)集成式 4 端口交換機(jī)）
• 通過(guò)兩個(gè)接口提供通信：
  • 開(kāi)放式通信（TCP/IP 和 UDP）：
    使用 UDP 實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)傳送，包括兩個(gè)接口之間的路由
  • 編程器/OP 通信：通過(guò) S7 路由實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間通信
  • S7 通訊（客戶(hù)端、器、多路復(fù)用），包括兩個(gè)接口之間的路由
  • S7-400 H 系統(tǒng)的 S7 H 通信，現(xiàn)在還可以跨越網(wǎng)絡(luò)邊界 (ISO-on-TCP)
  • IT 通信：
    HTTP 通訊允許通過(guò)用戶(hù)自己的 web 頁(yè)面訪問(wèn)過(guò)程數(shù)據(jù)；采用 CP 443-1 Advanced 也可以進(jìn)行 HTTPS 通信¹⁾。
    采用電子郵件客戶(hù)端功能，可以直接從用戶(hù)程序發(fā)送電子郵件。
    FTP 通訊支持程序控制的 FTP 客戶(hù)端通信。
    通過(guò) FTP 器訪問(wèn)數(shù)據(jù)塊。
• 通過(guò) PROFINET 接口進(jìn)行通訊：
  • 經(jīng)的 PROFINET IO 控制器，具有實(shí)時(shí)性能（RT 和 IRT）
  • PROFINET CBA
  • 通過(guò) DHCP、簡(jiǎn)單 PC 工具或通過(guò)用戶(hù)程序（如用于 HMI）進(jìn)行 IP 地址分配
• 介質(zhì)冗余 (MRP)：
  • 在采用環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的以太網(wǎng)網(wǎng)內(nèi)，CP 支持 MRP 介質(zhì)冗余程序。它用作 MRP 管理器和 MRP 客戶(hù)端。
• 診斷和網(wǎng)絡(luò)管理：
  • 豐富的診斷功能，可用于機(jī)架中的所有模板（包括圖形診斷，例如，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)）
  • 支持 SNMP V1/V3，可集成到網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)中
• 安全機(jī)制：
  • 通過(guò)可組態(tài)的 IP 訪問(wèn)列表進(jìn)行訪問(wèn)保護(hù)
  • 防火墻用于基于其 IP/端口地址來(lái)過(guò)濾連接
  • 通過(guò)限制帶寬，可避免通信過(guò)載
  • VPN 器和 VPN 客戶(hù)端，用于以防的方式訪問(wèn)控制器
  • 通過(guò) SSL (HTTPS) 加密 HTML 頁(yè)
  • 安全文件傳輸（FTPs）
  • 可以防的方式將網(wǎng)絡(luò)分析信息傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng) (SNMP)
  • 專(zhuān)用和公共 IP 地址間的轉(zhuǎn)換 (NAT/NAPT)
  • 時(shí)間的安全傳輸 (NTP V3)
  • 安全固件更新
  • 剽竊檢測(cè)