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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，下面我們來看一看西門子S7-200系列PLC怎樣來實(shí)現(xiàn)這   個(gè)功能。
  首先，確定使用哪個(gè)端口來發(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)的說明： 
Q0.0 Q0.1 控制字節(jié)說明 
 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，我們來寫這一段程序：

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來說是SMW68與SMD72）。當(dāng)然，VW100與VD102內(nèi)的數(shù)據(jù)不同的話，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，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。
   西門子S7-200系列PLC具有高速計(jì)數(shù)的功能；舉一例子來談?wù)劯咚儆?jì)數(shù)的用途，我們采用普通電機(jī)來帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，我們想控制轉(zhuǎn)動(dòng)距離，怎么來解決這個(gè)問題？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)來取得這些脈沖，只能通過高速計(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中寫入預(yù)置值 0=不更新， 1=更新預(yù)置值 
 SM37.6  SM47.6  向HSC中寫入當(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，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。
  西門子S7-200系列PLC的PID控制相當(dāng)?shù)暮?jiǎn)單，可以通過micro/win軟件的一個(gè)向?qū)С绦颍凑仗崾?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，如果P值很大的話，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)整過程中，針對(duì)西門子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)。

IMATIC S7-4006ES7400-1JA11-0AA0

6SN1162-0BA02-0AA2風(fēng)扇模塊

S7-200 PLC高速計(jì)數(shù)器指令的使用簡(jiǎn)介

（1）每個(gè)高速計(jì)數(shù)器都有一個(gè)32位當(dāng)前值和一個(gè)32位預(yù)置值，當(dāng)前值和預(yù)設(shè)值均為帶符號(hào)的整數(shù)值。要設(shè)置高速計(jì)數(shù)器的新當(dāng)前值和新預(yù)置值，必須設(shè)置控制字節(jié)（表6-7），令其第五位和第六位為1，允許更新預(yù)置值和當(dāng)前值，新當(dāng)前值和新預(yù)置值寫入特殊內(nèi)部標(biāo)志位存儲(chǔ)區(qū)。然后執(zhí)行HSC指令，將新數(shù)值傳輸?shù)礁咚儆?jì)數(shù)器。當(dāng)前值和預(yù)置值占用的特殊內(nèi)部標(biāo)志位存儲(chǔ)區(qū)如表1所示。

表1  HSC0-HSC5當(dāng)前值和預(yù)置值占用的特殊內(nèi)部標(biāo)志位存儲(chǔ)區(qū)

除控制字節(jié)以及新預(yù)設(shè)值和當(dāng)前值保持字節(jié)外，還可以使用數(shù)據(jù)類型HC（高速計(jì)數(shù)器當(dāng)前值）加計(jì)數(shù)器號(hào)碼（0、1、2、3、4或5）讀取每臺(tái)高速計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值。因此，讀取操作可直接讀取當(dāng)前值，但只有用上述HSC指令才能執(zhí)行寫入操作。

（2）執(zhí)行HDEF指令之前，必須將高速計(jì)數(shù)器控制字節(jié)的位設(shè)置成需要的狀態(tài)，否則將采用默認(rèn)設(shè)置。默認(rèn)設(shè)置為：復(fù)位和起動(dòng)輸入高電平有效，正交計(jì)數(shù)速率選擇4×模式。執(zhí)行HDEF指令后，就不能再改變計(jì)數(shù)器的設(shè)置，除非CPU進(jìn)入停止模式。

（3）執(zhí)行HSC指令時(shí)，CPU檢查控制字節(jié)和有關(guān)的當(dāng)前值和預(yù)置值。

西門子PLC S7-300系列可編程控制器

S7-300 模塊化微型PLC 系統(tǒng)，滿足中、小規(guī)模的性能要求 
各種性能的模塊可以非常好地滿足和適應(yīng)自動(dòng)化控制任務(wù) 
簡(jiǎn)單實(shí)用的分布式結(jié)構(gòu)和多界面網(wǎng)絡(luò)能力，使得應(yīng)用十分靈活 
方便用戶和簡(jiǎn)易的無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì) 
當(dāng)控制任務(wù)增加時(shí)，可自由擴(kuò)展 
大量的集成功能使它功能非常強(qiáng)勁
S7-300 用于惡劣環(huán)境條件下的PLC 
擴(kuò)展溫度范圍從-25°C 到+70°C 
適用于特殊的環(huán)境( 污染空氣中使用) 
允許短時(shí)冷凝以及短時(shí)機(jī)械負(fù)載的增加 
S7-300 采用經(jīng)過認(rèn)證的PLC 技術(shù) 
易于操作、編程、維護(hù)和 
特別適用于汽車工業(yè)、環(huán)境技術(shù)、采礦、化工廠、生產(chǎn)技術(shù)以及食品加工等領(lǐng)域 
低成本的解決方案 

西門子PLC S7-200系列可編程控制器

S7-200系列PLC適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。S7-200系列的強(qiáng)大功能使其無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7-200系列具有極高的性能/價(jià)格比。
S7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 
* 極高的可靠性 
* 極豐富的指令集 
* 易于掌握 
* 便捷的操作 
* 豐富的內(nèi)置集成功能 
* 實(shí)時(shí)特性 
* 強(qiáng)勁的通訊能力 
* 豐富的擴(kuò)展模塊 
S7-200系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。如：沖壓機(jī)床，磨床，印刷機(jī)械，橡膠化工機(jī)械，中央空調(diào)，電梯控制，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。
S7-200系列PLC可提供4個(gè)不同的基本型號(hào)的8種CPU供您使用。

16通道數(shù)字模塊（2A模塊）的前連接器模塊多可同時(shí)連接2條連接電纜或者一條2 x 16針扁平圓形護(hù)套帶狀電纜，32通道數(shù)字模塊的前連接器模塊多可同時(shí)連接4條連接電纜或者兩條2 x 16針扁平圓形電纜。 連接模塊可通過連接電纜連接。

每個(gè)模擬模塊的前連接器模塊上多可以連接4根屏蔽連接電纜，

送入信號(hào)作用于連接模塊或前連接器模塊。

連接信號(hào)模塊時(shí)，使用前連接器模塊而不是SIMATIC S7-400前連接器與信號(hào)模塊連接。 它有2至4針連接器，可連接連接電纜，3個(gè)電源連接端子。 有幾種型號(hào)可供選擇，分別連接數(shù)字24 V/0.5 A I/O信號(hào)，數(shù)字24 V/2 A輸出模塊和模擬I/O模塊。

• SIMATIC S7-400組件的連接
  該前連接器模塊可替換標(biāo)準(zhǔn)SIMATIC連接器 
  6ES7 492-1AL00-0AA0
  6ES7 492-1BL00-0AA0
  6ES7 492-1CL00-0AA0
• 關(guān)于前連接器模塊的電路圖，請(qǐng)參考“電路圖”部分。

• SIMATIC S7-400 /S7-400H 的基本機(jī)械框架
• 用于安裝模塊、為模塊提供工作電壓并通過背板總線連接模塊
• 有若干型號(hào)，用于配置中央控制器的擴(kuò)展機(jī)架

CPU 1517-3 PN/DP 是具有極大容量程序及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的 CPU，適用于除集中式 I/O 外還包含分布式自動(dòng)化結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中要求十分苛刻的任務(wù)。

可被用作 PROFINET IO 控制器或分布智能系統(tǒng)（PROFINET 智能設(shè)備）。集成式 PROFINET IO IRT 接口設(shè)計(jì)為 2-端口交換機(jī)以便在系統(tǒng)中設(shè)立總線型拓?fù)洹?

附加的集成 PROFINET 接口，具有單獨(dú)的 IP 地址，可用于網(wǎng)絡(luò)分離等。

分布式 I/O 可通過 PROFIBUS 以及集成 PROFIBUS 接口進(jìn)行連接。

另外，CPU 還提供全面的控制功能，并能夠通過標(biāo)準(zhǔn)化的 PLC-open 塊連接變頻器。

• S7-1500 控制器產(chǎn)品系列中具有較大容量程序及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的 CPU，適用于具有較高程序范圍和聯(lián)網(wǎng)要求的應(yīng)用。
• 具有較高處理速度，適用于二進(jìn)制和浮點(diǎn)運(yùn)算
• 用于系列機(jī)器、專用機(jī)器以及工廠中的跨領(lǐng)域自動(dòng)化任務(wù)
• 在具有集中式和分布式 I/O 的生產(chǎn)線上作為集中式控制器使用
• PROFINET IO IRT 接口，帶 2 端口交換機(jī)
• 帶獨(dú)立 IP 地址的附加 PROFINET 接口
• PROFINET I/O 控制器，用于在 PROFINET 上運(yùn)行分布式 I/O
• 用于連接 CPU 作為 SIMATIC 或非西門子 PROFINET IO 控制器下的 PROFINET 設(shè)備的 PRIFINET I-Device
• PROFIBUS DP 主站接口
• 在 PROFIBUS 和 PROFINET 上實(shí)現(xiàn)等時(shí)同步模式
• 集成運(yùn)動(dòng)控制功能，可以控制速度控制軸和定位軸，支持外部編碼器，軸間精密傳動(dòng)
• 集成 Web 器，帶有創(chuàng)建用戶定義的 Web 站點(diǎn)的選項(xiàng)

注：

運(yùn)行 CPU 所需的 SIMATIC 存儲(chǔ)卡

CPU 1517-3 PN/DP 的配置如下：

• 功能強(qiáng)大的處理器：
  該 CPU 的單條二進(jìn)制命令的命令執(zhí)行時(shí)間可低至 2 ns。
• 大容量工作存儲(chǔ)器：
  2 MB，用于程序；8 MB，用于數(shù)據(jù)
• 采用 SIMATIC 存儲(chǔ)卡作為加裝存儲(chǔ)器；
  允許實(shí)現(xiàn)例如數(shù)據(jù)日志和歸檔等其它功能
• 靈活的擴(kuò)展功能：
  單層組態(tài)多可支持 32 個(gè)模塊（CPU + 31 個(gè)模塊）
• 具有以下功能的屏幕畫面：
  • 顯示概覽信息，如集成接口的 IP 地址、站名稱、設(shè)備名稱、位置標(biāo)識(shí)符等。
  • 顯示診斷信息
  • 顯示模塊信息
  • 顯示顯示屏設(shè)置
  • 顯示可由用戶定義的徽標(biāo)
  • 設(shè)置 IP 地址
  • 設(shè)置日期和時(shí)間
  • 選擇運(yùn)行模式
  • 將 CPU 復(fù)位為出廠設(shè)置
  • 禁用/啟用顯示
  • 啟用保護(hù)等級(jí)。
• PROFINET IO IRT 接口用于通過 PROFINET 進(jìn)行分布式 I/O 連接
• PROFINET 接口用于網(wǎng)絡(luò)分離
• PROFIBUS DP 接口用于通過 PROFIBUS 進(jìn)行分布式 I/O 連接

MicroMaster440變頻器

MicroMaster440變頻器是全新一代可以廣泛應(yīng)用的多功能西門子標(biāo)準(zhǔn)變頻器。它采用高性能的矢量控制技術(shù)，提供低速高轉(zhuǎn)矩輸出和良好的動(dòng)態(tài)特性，同時(shí)具備超強(qiáng)的過載能力，以滿足廣泛的應(yīng)用場(chǎng)合。創(chuàng)新的BiCo（內(nèi)部功能互聯(lián)）功能有無(wú)可比擬的靈活性。 
主要特征： 
200V-240V ±10%，單相/三相，交流，0.12kW-45kW； 
380V-480V±10%，三相，交流，0.37kW-250kW； 
矢量控制方式，可構(gòu)成閉環(huán)矢量控制，閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制； 
高過載能力，內(nèi)置制動(dòng)單元； 
三組參數(shù)切換功能。
控制功能： 
線性v/f控制，平方v/f控制，可編程多點(diǎn)設(shè)定v/f控制，磁通電流控制免測(cè)速矢量控制，閉環(huán)矢量控制，閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制，節(jié)能控制模式； 
標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)調(diào)試軟件； 
數(shù)字量輸入6個(gè)，模擬量輸入2個(gè)，模擬量輸出2個(gè)，繼電器輸出3個(gè)； 
獨(dú)立I/O端子板，方便維護(hù)； 
采用BiCo技術(shù)，實(shí)現(xiàn)I/O端口自由連接； 
內(nèi)置PID控制器，參數(shù)自整定； 
集成RS485通訊接口，可選PROFIBUS-DP/Device-Net通訊模塊； 
具有15個(gè)固定頻率，4個(gè)跳轉(zhuǎn)頻率，可編程； 
可實(shí)現(xiàn)主/從控制及力矩控制方式； 
在電源消失或故障時(shí)具有"自動(dòng)再起動(dòng)"功能； 
靈活的斜坡函數(shù)發(fā)生器，帶有起始段和結(jié)束段的平滑特性； 
快速電流限制（FCL），防止運(yùn)行中不應(yīng)有的跳閘； 
有直流制動(dòng)和復(fù)合制動(dòng)方式提高制動(dòng)性能。
保護(hù)功能： 
過載能力為200％額定負(fù)載電流，持續(xù)時(shí)間3秒和150％額定負(fù)載電流，持續(xù)時(shí)間60秒； 
過電壓、欠電壓保護(hù)； 
變頻器、電機(jī)過熱保護(hù)； 
接地故障保護(hù)，短路保護(hù)； 
閉鎖電機(jī)保護(hù)，防止失速保護(hù)； 
采用PIN編號(hào)實(shí)現(xiàn)參數(shù)連鎖。 

模塊化設(shè)計(jì)，可靈活擴(kuò)展 
面向未來的驅(qū)動(dòng)理念，用戶可以在同一變頻器系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)不斷的創(chuàng)新。出眾的維護(hù)和維修友好性。 應(yīng)用：靈活驅(qū)動(dòng)，適用于各種應(yīng)用完全集成的安全保護(hù)功能，全球具有SS1和SLS功能的產(chǎn)品。 
基于集成化的安全保護(hù)技術(shù)，設(shè)備運(yùn)行更安全，操作更簡(jiǎn)便。
由于集成了安全保護(hù)功能，使具有安全保護(hù)的自動(dòng)化和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的購(gòu)建費(fèi)用大大降低。也有效的了人機(jī)安全。應(yīng)用：生產(chǎn)機(jī)械（包裝機(jī)、紡織機(jī)），材料運(yùn)輸機(jī)械等。
PROFIBUS和PROFINET總線標(biāo)準(zhǔn)——全球?qū)⑦@兩種總線通訊直接集成在變頻器中。 
更多節(jié)點(diǎn)，多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，具有更高的性能PROFIBUS和PROFINET的優(yōu)點(diǎn)不見在于它是被眾多用戶廣泛使用的總線，而且表現(xiàn)在其的工程和組態(tài)結(jié)構(gòu)。它們使成熟的IT技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，并使辦公工具應(yīng)用在工業(yè)控制中。 
應(yīng)用：遠(yuǎn)程控制生產(chǎn)機(jī)線和傳動(dòng)設(shè)備（例如汽車工業(yè)）。 
再生能量回饋能力：該輸出功率范圍內(nèi)全球。 
節(jié)能，節(jié)省空間，無(wú)需制動(dòng)電阻。采用創(chuàng)新的功率模塊，可實(shí)現(xiàn)的能量回饋。全功率段都能實(shí)現(xiàn)換相整流，不產(chǎn)生任何系統(tǒng)干擾。而且所需線電流小，與常規(guī)變頻器相比，降低到80%。 
應(yīng)用：適用于車輛運(yùn)輸、離心機(jī)以及其它具有高慣性矩的生產(chǎn)機(jī)器的驅(qū)動(dòng)。
采用全新冷卻概念，魯棒性大大增強(qiáng)。 
通過外部散熱片冷卻功率模塊，散熱效率高。 
功率部分的散熱全部由外部散熱片來完成，電子部分的冷卻則通過系統(tǒng)對(duì)流，這使其可用于更加苛刻的氣候環(huán)境。電子部分增加了牢固的涂層。 
應(yīng)用：可用于氣候條件苛刻、具有空氣污染的應(yīng)用場(chǎng)合（例如紡織工業(yè)）
提供690V可選型 
應(yīng)用：標(biāo)準(zhǔn)的輸入電壓適合基本工業(yè)和過程工業(yè)的應(yīng)用
下篇推薦：MM430變頻器