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CU310 PN

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)。

CPU 417-4 具有：

• 功能強(qiáng)大的處理器： 
  CPU 執(zhí)行每條二進(jìn)制指令時(shí)間僅為 0.018μs 。
• 30 MB RAM（其中程序和數(shù)據(jù)各使用 15 MB）；
  用于執(zhí)行用戶程序的快速 RAM。
• 靈活擴(kuò)展： 
  多達(dá) 262144 點(diǎn)數(shù)字量和 16384 點(diǎn)模擬量輸入/輸出。
• MPI 多點(diǎn)接口： 
  通過 MPI，可在高達(dá) 12 Mbit/s 的數(shù)據(jù)傳輸速率下，建立包含多 32 個(gè)站的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)。CPU 可與通信總線（C 總線）和 MPI 的站建立多 44 個(gè)連接。
  注意：
  如果同時(shí)使用 PROFIBUS DP 接口和 MPI 接口，則只能將以下總線連接器與 MPI 接口相連：
  
  • 帶插口： 6ES7 972-0BB42-0XA0
  • 不帶插口：6ES7 972-0BA42-0XA0
• 模式選擇開關(guān)： 
  撥動(dòng)開關(guān)設(shè)計(jì)。
• 診斷緩沖區(qū)： 
  后的 120 個(gè)故障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（可擴(kuò)展）。
• 實(shí)時(shí)時(shí)鐘： 
  在 CPU 的診斷消息后面附加日期和時(shí)間。
• 存儲(chǔ)卡： 
  用于對(duì)集成的裝載存儲(chǔ)器進(jìn)行擴(kuò)展。存儲(chǔ)在裝載存儲(chǔ)器中的信息包括 S7-400 參數(shù)數(shù)據(jù)以及程序，因此需要 2 倍的存儲(chǔ)空間。 其結(jié)果是：
  
  • 內(nèi)置的裝載存儲(chǔ)器不能滿足大程序量的要求，因此需要存儲(chǔ)卡。 
    可使用 RAM 和 FEPROM 卡（FEPROM 卡用于保持性存儲(chǔ)）。
• PROFIBUS DP 接口： 
  通過 PROFIBUS DP 主站接口，可以實(shí)現(xiàn)分布式自動(dòng)化組態(tài)，從而提高了速度，便于使用。對(duì)用戶來說,分布式 I/O 單元可作為一個(gè)集中式單元來處理（相同的組態(tài)、編址和編程）。 
  混合組態(tài)： SIMATIC S5 和 SIMATIC S7 作為符合 EN 50170 的 PROFIBUS 主站。
  注意：
  如果同時(shí)使用 PROFIBUS DP 和 MPI 接口，則只能將以下總線連接器連接至 MPI 接口：
  
  • 帶插口： 6ES7 972-0BB42-0XA0
  • 不帶插口：6ES7 972-0BA42-0XA0
• 兩個(gè)附加插槽： 
  可用 IF 964-DP 接口子模塊連接兩個(gè)附加的 PROFIBUS DP 主站系統(tǒng)。

• 3 個(gè)故障安全 CPU（CPU 414F-3 PN/DP、CPU 416F-2、CPU 416F-3 PN/DP）
• 具有不同性能等級(jí)，滿足不同的應(yīng)用要求。

• 用于將兩個(gè) CPU 41xH 安裝到 S7-400H 子單元中。
• 可直接插入到 CPU

同步模塊直接插入 CPU 41xH 的預(yù)留插槽中。每個(gè) CPU 需要兩個(gè)同步模塊。通過光纜連接子單元中的模塊。

• 同步模塊 6ES7960-1AA06-0XA0，用于長(zhǎng) 10m 的光纖電纜（轉(zhuǎn)接電纜）。
• 同步模塊 6ES7960-1AB06-0XA0，用于長(zhǎng) 10 km 的光纖電纜（轉(zhuǎn)接電纜或安裝電纜）。

Y-型鏈接

• 包括：

 - 2 IM 157 接口模塊

 - 1 個(gè) Y-型聯(lián)結(jié)器

 - 1 個(gè) RS 485 轉(zhuǎn)發(fā)器 

• ET 200M 總線模塊上的模塊化配置

Y-型聯(lián)結(jié)器

• G從屬 DP 主站與電源之間通過 RS 485 轉(zhuǎn)發(fā)器實(shí)現(xiàn)電隔離
• 防護(hù)等級(jí)：IP 20

配置選項(xiàng)與約束

冗余 PROFIBUS-DP 主站可通過下述方式由 Y-型鏈接進(jìn)行擴(kuò)展：

• 冗余 DP 主站上的 Y-型鏈接數(shù)僅受限于大節(jié)點(diǎn)數(shù)
• 從屬 DP 主站的節(jié)點(diǎn)不超過 31 個(gè)
• 從屬 DP 主站的插槽不超過 223 個(gè)
• 配置信息與 Y-型鏈接的實(shí)用數(shù)據(jù)信息幀包括從屬從站的信息幀內(nèi)容。因此，每一種情況下的大信息幀長(zhǎng)度為 244 字節(jié)
• 不通過 Y-型鏈接但通過 IM 153 將 ET 200M 連接到冗余 PROFIBUS-DP 上
• 不允許 Y-型鏈接級(jí)聯(lián)
• 在從屬主站中不可能實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間通信與等距離

• 具有不同的性能等級(jí)，滿足不同的應(yīng)用領(lǐng)域。
• 5種故障安全型CPU (CPU 315F-2 DP, CPU 315F-2 PN/DP, CPU 317F-2 DP, CPU 317F-2 PN/DP, CPU 319F-3 PN/DP)
• 4 個(gè) CPU，也適用于 -25 °C 至 +60 °C 的寬環(huán)境溫度范圍 (SIPLUS)

可用于 S7-300 的其他故障安全 CPU：

• 分布式故障安全 CPU ET 200S（IM151-7F、IM151-8F）
• 故障安全軟控制器 WinAC RTX F

提供有以下故障安全型 CPU：

PROFIBUS DP

• CPU 315F-2 DP，用于采用 PROFIBUS DP 進(jìn)行分布式組態(tài)、對(duì)程序量有中/高要求的故障安全型工廠
• CPU 317F-2 DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP進(jìn)行分布式組態(tài)的故障安全工廠

PROFIBUS DP 和 PROFINET IO

• CPU 315F-2 PN/DP，用于具有中/大規(guī)模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進(jìn)行分布式組態(tài)的工廠，在PROFInet上實(shí)現(xiàn)基于組件的自動(dòng)化中實(shí)現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)
• CPU 317F-2 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進(jìn)行分布式組態(tài)的工廠，在PROFInet上實(shí)現(xiàn)基于組件的自動(dòng)化中實(shí)現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)
• CPU 319F-3 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進(jìn)行分布式組態(tài)的故障安全型工廠，在PROFInet上實(shí)現(xiàn)基于組件的自動(dòng)化中實(shí)現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)

PLC減法指令要素——助記符、指令代碼、操作數(shù)、程序步

減法指令的助記符、指令代碼、操作數(shù)、程序步如表 2 所示。

表 2 減法指令的要素

SUB 減法指令是將指定的源元件中的二進(jìn)制數(shù)相減，結(jié)果送到指定的目標(biāo)元件中去。 SUB 減法指令的說明如圖 2 表示。

圖 2 減法指令使用說明

當(dāng)執(zhí)行條件 X0 由 OFF → ON 時(shí)， [D10]-[D12] → [D14] 。運(yùn)算是代數(shù)運(yùn)算，如 5- （ -8 ）=13 。

各種標(biāo)志的動(dòng)作、 32 位運(yùn)算中軟元件的指定方法、連續(xù)執(zhí)行型和脈沖執(zhí)行型的差異均與上述加法指令相同。

200PLC能在零下20度工作嗎？S7-200的工作環(huán)境要求為：0°C－55°C，水平安裝0°C－45°C，垂直安裝相對(duì)濕度95%，不結(jié)露西門子還提供S7-200的寬溫度范圍產(chǎn)品（SIPLUS S7-200）：工作溫度范圍：-25°C－+70°C相對(duì)濕度：55°C時(shí)98%，70°C時(shí)45%其他參數(shù)與普通S7-200產(chǎn)品相同S7-200的寬溫型產(chǎn)品，每種都有其單獨(dú)的訂貨號(hào)，可以到SIPLUS產(chǎn)品主頁查詢。如果沒有找到，則說明目前沒有對(duì)應(yīng)的SIPLUS產(chǎn)品。 文本和圖形顯示面板沒有寬溫型產(chǎn)品。 還要注意國內(nèi)沒有現(xiàn)貨，如需要請(qǐng)和當(dāng)?shù)匚鏖T子辦事處或經(jīng)銷商聯(lián)系。

• 通過點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接(高信息率)進(jìn)行高性能的信息傳輸
• 物理接口：RS 422/RS 485 (X.27)
• 多 32 節(jié)點(diǎn)
• 執(zhí)行的協(xié)議：ASCII, 3964 (R)
• 利用集成在 STEP7 中的參數(shù)設(shè)置工具可以方便地進(jìn)行參數(shù)設(shè)置

CP 440 通訊模塊通過 RS 422/RS 485（X27）進(jìn)行高性能的短消息幀傳送。該特點(diǎn)可促使實(shí)現(xiàn)上述所有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。

例如，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接可用于：

• SIMATIC S7、SIMATIC S5 可編程邏輯控制器和非西門子控制器
• 編程器和PC機(jī)
• 機(jī)器人控制
• 掃描器，條碼閱讀器
• 測(cè)量系統(tǒng)
• 秤

RS 485 接口允許多連接 32 個(gè)通訊連接。

通訊處理器有以下機(jī)械特性：

• 堅(jiān)固的塑料外殼
• LED指示燈:
  用于指示 "發(fā)送", "接收" 或 "故障"

CP 440 也可在擴(kuò)展機(jī)架中使用。但是，必須C總線信號(hào)的傳輸。在“技術(shù)規(guī)范”中列出了使用范圍。

采用了多種標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，因此可與廣泛的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換：

• ASCII: 
  用于通過簡(jiǎn)單通訊協(xié)議連接到第三方系統(tǒng)，如帶有開始和結(jié)束字符的協(xié)議或帶有塊檢查字符的協(xié)議。 接口的握手信號(hào)可被掃描，并由用戶程序來控制。
• 3964（R）： 
  用于通過已標(biāo)準(zhǔn)化和公布的西門子 3964 (R) 協(xié)議連接到西門子設(shè)備或第三方設(shè)備。 另外還采用了一個(gè)帶有默認(rèn)值的 3964(R) 驅(qū)動(dòng)程序和一個(gè)可編程 3964(R) 驅(qū)動(dòng)程序。

參數(shù)化

CP 440 通訊處理器的參數(shù)化極為簡(jiǎn)單而方便：

• 用戶可通過集成在 STEP 7 中的一個(gè)參數(shù)分配工具來指定模塊特性，例如：
  • 要使用哪個(gè)已實(shí)施協(xié)的議驅(qū)動(dòng)程序，或
  • 要使用哪些驅(qū)動(dòng)程序相關(guān)功能
• 通過 CPU 進(jìn)行參數(shù)化： 
  只需將編程設(shè)備與 CPU 相連。 組態(tài)數(shù)據(jù)歸檔在一個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊中，而數(shù)據(jù)塊存儲(chǔ)在 CPU 中。 在更換一個(gè)模塊時(shí)，新的模塊可立即投入使用。
• 組態(tài)軟件包（光盤）： 
  含電子手冊(cè)以及用于與 CP 通訊的參數(shù)化屏幕和標(biāo)準(zhǔn)功能塊