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S7-200 PLC高速計數(shù)器指令的使用簡介

（1）每個高速計數(shù)器都有一個32位當(dāng)前值和一個32位預(yù)置值，當(dāng)前值和預(yù)設(shè)值均為帶符號的整數(shù)值。要設(shè)置高速計數(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)志位存儲區(qū)。然后執(zhí)行HSC指令，將新數(shù)值傳輸?shù)礁咚儆嫈?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)志位存儲區(qū)

要裝入的數(shù)值	HSC0	HSC1	HSC2	HSC3	HSC4	HSC5
新的當(dāng)前值	SMD38	SMD48	SMD58	SMD138	SMD148	SMD158
新的預(yù)置值	SMD42	SMD52	SMD62	SMD142	SMD152	SMD162

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（高速計數(shù)器當(dāng)前值）加計數(shù)器號碼（0、1、2、3、4或5）讀取每臺高速計數(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)位和起動輸入高電平有效，正交計數(shù)速率選擇4×模式。執(zhí)行HDEF指令后，就不能再改變計數(shù)器的設(shè)置，除非CPU進(jìn)入停止模式。

（3）執(zhí)行HSC指令時，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S7-200網(wǎng)絡(luò)的通訊設(shè)置和元件選擇

S7-200的端口是不隔離的，如果想使網(wǎng)絡(luò)隔離，應(yīng)考慮使用RS-485中繼器或者EM277。

注意：

●具有不同電位的互聯(lián)設(shè)備有可能導(dǎo)致不希望的電流流過連接電纜。

●這種不希望的電流可能導(dǎo)致通訊失敗或者設(shè)備損壞。

●要確保用通訊電纜連接的所有設(shè)備有相同的參考電位，或者彼此隔離，來避免產(chǎn)生這種不希望的電流。

為網(wǎng)絡(luò)確定通訊距離、通訊速率和電纜類型

網(wǎng)段的最大長度取決于兩個因素：隔離（用RS-485中繼器）和波特率。但連接具有不同電位的設(shè)備是需要隔離。當(dāng)接地點之間的距離很遠(yuǎn)時，有可能具有不同的地電位。即使距離較近，大型機(jī)械的負(fù)載電流也能導(dǎo)致地電位的不同。

表1 網(wǎng)絡(luò)電纜的最大長度

 

波特率	非隔離CPU口1	有中繼器的CPU口或者EM277
9.6K到187.5K	50m	1000m
500k	不支持	400m
1M到1.5M	不支持	200m
3M到12M	不支持	100m

1 如果不是用隔離端和中繼器，允許的最大距離為50m。測量該距離時，從網(wǎng)段的第一個節(jié)點開始。到網(wǎng)段的最后一個節(jié)點。

在網(wǎng)絡(luò)中使用中繼器

RS-485中繼器為網(wǎng)段提供偏壓電阻和終端電阻。目的是為了：

●增加網(wǎng)絡(luò)的長度：在網(wǎng)絡(luò)中使用一個中繼器可以使網(wǎng)絡(luò)的通訊距離擴(kuò)展50m。如果使用兩個中繼器而且中間沒有其他節(jié)點，網(wǎng)絡(luò)的通訊距離按照所使用的波特率擴(kuò)展一個網(wǎng)段的長度。在一個串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，最多可以使用9個中繼器。但網(wǎng)絡(luò)的長度不能超過9600m.

●為網(wǎng)絡(luò)增加設(shè)備：在9600的波特率下。50米距離之內(nèi)，一個網(wǎng)段最多可以連接32個設(shè)備，使用一個中繼器允許在網(wǎng)絡(luò)上增加32個設(shè)備。

●在不同的網(wǎng)段之間電隔離：如果不同的網(wǎng)段具有不同的地電位，將他們隔離會提高網(wǎng)絡(luò)的通訊質(zhì)量。

一個中繼器在網(wǎng)絡(luò)中被算作網(wǎng)段的一個節(jié)點，但沒有被指定站地址。

選擇網(wǎng)絡(luò)電纜

S7-200 網(wǎng)絡(luò)使用RS-485標(biāo)準(zhǔn)，是用雙絞線電纜。在一個網(wǎng)段上可以連接32個設(shè)備。

表2 網(wǎng)絡(luò)電纜的通用指標(biāo)

技術(shù)指標(biāo)	描述
電纜類型	屏蔽雙絞線
回路阻抗	≤115Ω/Km
有效電容	30pF/m
標(biāo)稱阻抗	大約135Ω-160Ω（頻率=3MHz-20MHz）
衰減	0.9Db/100m(頻率=200KHz)
導(dǎo)線截面積	0.3mm2-0.5mm2
電纜直徑	8mm±0.5mm

1847年10月1日，維爾納·馮·西門子（Werner von Siemens）在其發(fā)明的使用指針是來指出字母順序而不是摩爾斯電碼的電報技術(shù)基礎(chǔ)上建立了公司。公司隨后被稱為Telegraphen-Bauanstalt von Siemens & Halske。
西門子
西門子
1848年，公司建造了歐洲第一條遠(yuǎn)距離電報線，從柏林到法蘭克?？缍葹?00公里。
1850年，創(chuàng)始人的弟弟，卡爾·威廉·西門子（Carl Wilhelm Siemens）在倫敦設(shè)立代表處。
十九世紀(jì)五十年代，公司參與了俄羅斯遠(yuǎn)距離電報網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)工作。
1855年，創(chuàng)始人的另一個弟弟卡爾·海因里?！ゑT·西門子（Carl Heinrich von Siemens）在圣彼得堡建立了一個新的分支機(jī)構(gòu)。
公司不斷地成長并開始涉足電氣列車和燈泡。1890年，創(chuàng)始人退休，把公司留給了他的弟弟卡爾·海因里希和兩個兒子阿諾德·西門子（Arnold von Siemens）以及喬治·威廉·西門子（Georg Wilhelm von Siemens）。

1897年，西門子和哈爾斯克（Halske）聯(lián)合成立了公司S&H。
1919年，S&H和其它兩家公司共同成立了歐司朗燈泡公司（Osram Lightbulb Company）。
1923年，成立了日本分公司。
二戰(zhàn)期間

在二十世紀(jì)二十年代至三十年代之間，S&H開始生產(chǎn)收音機(jī)、電視機(jī)和電子顯微鏡。在第二次世界大戰(zhàn)之前，S&H被卷入了德國的秘密戰(zhàn)備。
在1937年至1938年間（日軍對南京城進(jìn)行南京大屠殺），德國西門子公司駐南京辦事處經(jīng)理拉貝以自己時任德國國家社會主義工人黨（納粹黨）南京分部副部長的特殊身份，在中國南京建立南京戰(zhàn)時安全區(qū)，并出任安全區(qū)委員會主席，保護(hù)了約25萬中國平民，被稱為“活菩薩”、“中國的辛德勒”。
戰(zhàn)后發(fā)展

在二十世紀(jì)五十年代，S&H開始生產(chǎn)計算機(jī)、半導(dǎo)體設(shè)備、洗衣機(jī)和心臟起搏器。
1966年，西門子股份公司（Siemens AG）成立。
1967年，西門子股份公司和羅伯特·博世有限公司成立主要生產(chǎn)白色家電的合資企業(yè)博西家用電器公司（BSH），后成為德國和西歐家電市場的領(lǐng)導(dǎo)者。
1980年，公司的第一臺數(shù)字電話交換機(jī)下線。
1988年，西門子和通用電氣收購英國防務(wù)和技術(shù)公司Plessey。因為Plessey公司的持有人分裂，因此西門子接收了其航空電子、雷達(dá)和交通控制部分，并更名為Siemens Plessey。

西門子S7-200 CPU的類型

  從CPU模塊的功能來看，SIMATIC S7-200系列小型PLC發(fā)展至今，大致經(jīng)歷了兩代：

     第一代產(chǎn)品，其CPU模塊為CPU 21X，主機(jī)都可進(jìn)行擴(kuò)展，它具有四種不同配置的CPU單元：CPU 212，CPU 214，CPU 215和CPU 216，本書不介紹該產(chǎn)品。

     第二代產(chǎn)品，其CPU模塊為CPU 22X，主機(jī)都可進(jìn)行擴(kuò)展，它具有五種不同配置的CPU單元：CPU 221，CPU 222，CPU 224和CPU 226和CPU226XM，除CPU 221之外，其它都可加擴(kuò)展模塊，是目前小型PLC的主流產(chǎn)品。本書將介紹CPU22X系列產(chǎn)品。

     對于每個型號，西門子廠家都提供有產(chǎn)品貨號，根據(jù)產(chǎn)品貨號可以購買到指定類型的PLC。

邏輯設(shè)計法實現(xiàn)基于PLC的交通燈控制系統(tǒng)舉例

 邏輯設(shè)計法是以布爾代數(shù)為理論基礎(chǔ)，根據(jù)生產(chǎn)過程中各工步之間的各個檢測元件（如行程開關(guān)、傳感器等）狀態(tài)的變化，列出檢測元件的狀態(tài)表，確定所需的中間記憶元件，再列出各執(zhí)行元件的工序表，然后寫出檢測元件、中間記憶元件和執(zhí)行元件的邏輯表達(dá)式，再轉(zhuǎn)換成梯形圖。該方法在單一的條件控制系統(tǒng)中，非常好用，相當(dāng)于組合邏輯電路，但和時間有關(guān)的控制系統(tǒng)中，就很復(fù)雜。

下面將介紹一個交通信號燈的控制電路。

【例】用PLC構(gòu)成交通燈控制系統(tǒng)。

（1）控制要求：如圖1所示，起動后，南北紅燈亮并維持25s。在南北紅燈亮的同時，東西綠燈也亮，1s后，東西車燈即甲亮。到20s時，東西綠燈閃亮，3s后熄滅，在東西綠燈熄滅后東西黃燈亮，同時甲滅。黃燈亮2s后滅東西紅燈亮。與此同時，南北紅燈滅，南北綠燈亮。1s后，南北車燈即乙亮。南北綠燈亮了25s后閃亮，3s后熄滅，同時乙滅，黃燈亮2s后熄滅，南北紅燈亮，東西綠燈亮，循環(huán)。

圖1  交通燈控制示意圖

 

（2）I/O分配

 

輸入                        輸出

起動按鈕：I0.0            南北紅燈：Q0.0     東西紅燈：Q0.3

      南北黃燈：Q0.1     東西黃燈：Q0.4

      南北綠燈：Q0.2     東西綠燈：Q0.5

                南北車燈：Q0.6     東西車燈：Q0.7

（3）程序設(shè)計

   根據(jù)控制要求首先畫出十字路口交通信號燈的時序圖，如圖2所示。       

圖2   十字路口交通信號燈的時序圖

   根據(jù)十字路口交通信號燈的時序圖，用基本邏輯指令設(shè)計的信號燈控制的梯形圖如圖3所示。分析如下：

   首先，找出南北方向和東西方向燈的關(guān)系：南北紅燈亮（滅）的時間=東西紅燈滅（亮）的時間，南北紅燈亮25S（T37計時）后，東西紅燈亮30S（T41計時）后。

   其次，找出東西方向的燈的關(guān)系：東西紅燈亮30S后滅（T41復(fù)位）→東西綠燈平光亮20S（T43計時）后→東西綠燈閃光3S（T44計時）后，綠燈滅→東西黃燈亮2S（T42計時）。

   再其次，找出南北向燈的關(guān)系：南北紅燈亮25S（T37計時）后滅→南北綠燈平光25S（T38計時）后→南北綠燈閃光3S（T39計時）后，綠燈滅→南北黃燈亮2S（T40計時）。

   最后找出車燈的時序關(guān)系：東西車燈是在南北紅燈亮后開始延時（T49計時）1S后，東西車燈亮，直至東西綠燈閃光滅（T44延時到）；南北車燈是在東西紅燈亮后開始延時（T50計時）1S后，南北車燈亮，直至南北綠燈閃光滅（T39延時到）。

  根據(jù)上述分析列出各燈的輸出控制表達(dá)式：

東西紅燈：Q0.3=T37                     南北紅燈Q0.0=M0.0·T3

東西綠燈：Q0.5=Q0.0·T43+T43·T44·T59     南北綠燈Q0.2=Q0.3·T38+T38·T39·T59

東西黃燈：Q0.4=T44·T42                  南北黃燈Q0.1=T39·T40

    東西車燈：Q0.7=T49·T44                  南北車燈Q0.6=T50·T39

                                           

                                                

                           

                                  

                       

        

冶金技術(shù)部是冶金行業(yè)領(lǐng)先的全周期合作伙伴。該業(yè)務(wù)部提供全面的技術(shù)、現(xiàn)代化更新改造、產(chǎn)品及服務(wù)業(yè)務(wù)，同時，還提供涵蓋工廠全周期的集成自動化和環(huán)保解決方案。憑借著領(lǐng)先技術(shù)和創(chuàng)新的解決方案，冶金技術(shù)部為包括寶鋼和馬鋼在內(nèi)的多家中國領(lǐng)先的鋼鐵制造商提供環(huán)保解決方案，幫助企業(yè)滿足嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

2012 年，西門子冶金技術(shù)部進(jìn)一步穩(wěn)固了其在中國冶金市場占有率排名第一的地位。西門子冶金技術(shù)部獲得了來自高級不銹鋼生產(chǎn)商廣漢天成不銹鋼制品有限公司的一份不銹鋼冷帶退火酸洗線訂單。西門子向其位于四川省廣漢市的工廠提供一條冷帶退火酸洗生產(chǎn)線。2012 年，西門子為擴(kuò)大其鋼鐵加工整體產(chǎn)業(yè)鏈的本地制造和研發(fā)能力，投資 8000 萬美元在上海建立了冶金設(shè)備研發(fā)中心。該中心使西門子更好地為中國鋼鐵產(chǎn)業(yè)提供全周期更新改造服務(wù)。

西門子基礎(chǔ)設(shè)施與城市業(yè)務(wù)領(lǐng)域利用其全球?qū)I(yè)經(jīng)驗，為中國城市及其基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供可持續(xù)發(fā)展的領(lǐng)先技術(shù)。其產(chǎn)品、系統(tǒng)和解決方案涵蓋了智能交通管理、軌道交通、智能電網(wǎng)、配電、樓宇節(jié)能和安全等多個方面。該領(lǐng)域在中國的業(yè)務(wù)集團(tuán)包括軌道交通、交通與物流、中低壓、智能電網(wǎng)和樓宇科技。

SINAMICSG130 變頻器是一種變頻裝置，可以非常靈活地與相關(guān)選件組合，集成到客戶機(jī)柜中或直接集成到機(jī)器設(shè)備內(nèi)。通過豐富的電氣選件實現(xiàn)傳動系統(tǒng)的優(yōu)化，從而滿足客戶的特定要求。配置和調(diào)試工作也因預(yù)定義的接口和參數(shù)而被大大簡化。 特點： ? 采用了最新半導(dǎo)體技術(shù)的 IGBT 和革新的冷卻方式，因而結(jié)構(gòu)非常緊湊，運行異常安靜。 ? 因所有可更換部件的設(shè)計均基于方便接近、快速更換的原則，模塊和功率器件可實現(xiàn)快速輕松地更換，從而提高了裝置的使用效率。另外，通過“SparesOnWeb”工具，可方便地查看所訂購傳動的可用備件。 ? 一個標(biāo)準(zhǔn)的 PROFIBUS 通訊接口以及各種模擬量和數(shù)字量接口，可方便地集成到自動化系統(tǒng)中。 ? 圖形化 LCD 的 AOP30 高級操作面板或裝有 STARTER 調(diào)試工具的 PC 可以輕松地進(jìn)行調(diào)試和參數(shù)設(shè)定。 ? 豐富的軟件功能使之能勝任客戶的各種要求。 ? 所有部件，從單獨的零件到完整的變頻裝置，整個生產(chǎn)過程中均經(jīng)嚴(yán)格的測試。這就保證了它們在安裝、調(diào)試和運行過程中具有極高的可靠性。
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S7-200PLC的外形結(jié)構(gòu)

．狀態(tài)指示燈（LED）顯示CPU所處的工作狀態(tài)。

SF——System Fault（系統(tǒng)錯誤）

RUN——運行

STOP——停止

2．存儲卡接口可以插入存儲卡

3．通信接口可以連接RS-485總線的通信電纜

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4．頂部端子蓋下邊為輸出端子和PLC供電電源端子。輸出端子的運行狀態(tài)可以由頂部端子蓋下方一排指示燈顯示，ON狀態(tài)對應(yīng)指示燈亮。

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5．底部端子蓋下邊為輸入端子和傳感器電源端子。輸入端子的運行狀態(tài)可以由底部端子蓋上方一排指示燈顯示，ON狀態(tài)對應(yīng)指示燈亮。

6．前蓋下面有運行、停止開關(guān)和接口模塊插座。將開關(guān)撥向停止位置時，PLC處于停止?fàn)顟B(tài)，此時可以對其編寫程序。將開關(guān)撥向運行位置時，PLC處于運行狀態(tài)，此時不能對其編寫程序。將開關(guān)撥向監(jiān)控（Term）狀態(tài)，可以運行程序，同時還可以監(jiān)視程序運行的狀態(tài)。接口插座用于連接擴(kuò)展模塊，實現(xiàn)I/O擴(kuò)展。