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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)備上的自動系統(tǒng)的控制單元，適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測，監(jiān)測及控制。
   在這里，和大家一起來討論S7-200幾個使用方面的情況。
 1.步進，伺服脈沖定位控制。
  在設(shè)備的控制系統(tǒng)中，有關(guān)運動控制是很重要的，下面我們來看一看西門子S7-200系列PLC怎樣來實現(xiàn)這   個功能。
  首先，確定使用哪個端口來發(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，微妙級周期，發(fā)脈沖的周期（也就是頻率）與脈沖個數(shù)都要重新輸入。10000101轉(zhuǎn)化為  16進制 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，同時也知道步進電機的脈沖周期與沖個數(shù)的存放位置（對  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，步進電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動圈數(shù)就不一樣。
   還有一點需要說明得是：M0.0導(dǎo)通---PLC捕捉到上升沿發(fā)動脈沖輸出后，想停止的話，只須改變端口脈沖的 控制字，再啟動PLS即可，程序如下：

2.高速計數(shù)功能。
   西門子S7-200系列PLC具有高速計數(shù)的功能；舉一例子來談?wù)劯咚儆嫈?shù)的用途，我們采用普通電機來帶動絲桿轉(zhuǎn)動，我們想控制轉(zhuǎn)動距離，怎么來解決這個問題？那么我們可在電機另一頭與一編碼器聯(lián)接，電機轉(zhuǎn)一圈，編碼器也隨之轉(zhuǎn)一圈，同時根據(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數(shù)來取得這些脈沖，只能通過高速計數(shù)功能了。
   啟動高速計數(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  正交計數(shù)器速率選擇 0=4X計數(shù)率， 1=1X計數(shù)率 
 SM37.3  SM47.3  計數(shù)方向控制位 0=減計數(shù)， 1=正計數(shù) 
 SM37.4  SM47.4  向HSC中寫入計數(shù)方向 0=不更新， 1=更新計數(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高速計數(shù)器，控制字為SMB47，現(xiàn)在我們啟動高速計數(shù)器HSC1，選擇為增計數(shù)，更新計數(shù)方向，重新設(shè)置值，更新當(dāng)前值：這樣的話，HSC1的啟動控制高為：11111000轉(zhuǎn)化為16進制為 F8，將啟動計數(shù)器時當(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，如果計數(shù)器在工作狀態(tài)下想停止計數(shù)器，也必須改變它的控制字后，啟動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)暮唵危梢酝ㄟ^micro/win軟件的一個向?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這三個參數(shù)的具體意義：P為增益項，Ｐ越大，響應(yīng)起就快，在調(diào)節(jié)流量閥時：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，那么流量閥會馬上會關(guān)閉，而不會控制在某一區(qū)域。這就是增益項太大引起。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，是在控制器回路中控制對當(dāng)前值與設(shè)定值相等的偏差范圍。D為微分項，主要作用是避免給定值的微分作用而引起的跳變。
  在現(xiàn)場的PID參數(shù)的調(diào)整過程中，針對西門子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，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，采用P值較小的一套PID參數(shù)。

• 用于故障安全SIMATIC S7系統(tǒng)的數(shù)字量輸出
• 兩種型號(1 x 源/源輸出，1 x 源/漏輸出)
• 用于連接電磁閥、DC 接觸器和指示燈
• 具有安全集成功能，用于安全運行
• 用于故障安全模式
  • 集中式：帶 S7-31xF DP、S7-31xF PN/DP
  • ET200M 分布式：帶 SIMATIC IM 151-7 F-CPU、S7-31xF-2 DP、S7-41xF-2 及 S7-400F/FH

故障安全型數(shù)字量輸出模塊具有以下機械特性：

• 設(shè)計緊湊：
  • 每個輸出有兩個連接器，用于單通道或冗余執(zhí)行器控制
  • 綠色 LED，用于指示輸出的信號狀態(tài)
  • 一個綠色 LED 指示安全模式
  • 1個紅色組故障指示燈
  • 插入式設(shè)備，用于前連接器，通過前蓋保護
  • 前蓋上的標(biāo)簽區(qū)
• 安裝方便：
  安裝方法與ET 200M的其它 I/O 模塊相同
• 通過前連接器進行用戶友好接線

這些模塊以集中形式被用于 SIMATIC S7-31xF-2 DP，或與 SIMATIC IM151-7 F-CPU、S7-31xF-2 DP、S7-416F-2 和 S7-400F/FH 一起在 ET 200M 分布式 I/O 設(shè)備中使用。

0 - 20 mA 和 4 - 20 mA 電流變送器（也包括 HART）可作為編碼器連接。

• 故障安全型 CPU 具有大容量程序存儲器，可用于要求很高的應(yīng)用
• 用于構(gòu)建故障安全型自動化系統(tǒng)，提高工廠的安全性
• 安全等級可達 SIL 3 (IEC 61508) 和 PL e (ISO 13849.1)
• 可以通過集成的 PROFIBUS DP 接口 (PROFIsafe) 在分布式組態(tài)中連接故障安全型 I/O 模塊
• 也可以集中式連接 ET200M 故障安全型 I/O 模塊
• 在非安全型應(yīng)用中，可集中式或分布式使用標(biāo)準(zhǔn)模塊

CPU 運行需要 SIMATIC 微存儲卡(MMC)。

CPU 317F-2 DP 安裝有：

• 微處理器;
  每條二進制指令執(zhí)行時間約25ns，每條浮點數(shù)運行指令約160μs.CPU 317F-2 DP具有極高的字指令、雙字指令和32位定點數(shù)指令處理速度。
• 存儲器；
  1.5 MB 高速工作存儲器，用于與安全相關(guān)的程序段和標(biāo)準(zhǔn)程序段；對于與安全相關(guān)的程序段，則必須考慮增加存儲空間（5倍以上）。作為程序裝載存儲器的微型存儲卡（大為 8 MB）也允許將可以項目（包括符號和注釋）保存在 CPU 中。裝載存儲器還可用于數(shù)據(jù)歸檔和配方管理。
• 靈活擴展
  多達 32 個模塊，（４排結(jié)構(gòu)）
• MPI/DP 組合接口
  個 MPI/DP 集成接口多可以同時建立與 S7-300/400 或編程設(shè)備、PC、OP 的 32 條連接。在這些連接中，始終分別為 PG 和 OP 各保留一個連接。通過MPI接口和“全局數(shù)據(jù)通訊”可以對32個CPU進行簡單組網(wǎng)。
• 該接口可從MPI接口重新設(shè)置為DP接口。DP 接口可用作 DP 主站或 DP 從站運行。
• PROFIBUS DP 接口；
  CPU 317F-2 DP 的第二個集成接口是可以用作 DP 主站或 DP 從站的純 PROFIBUS DP 接口。可以組建一個高速的、易于處理的分布式自動化結(jié)構(gòu)。對用戶來說,分布式I/O單元可作為一個集中式單元來處理(相同的組態(tài)、編址和編程)。
  全面支持 PROFIBUS DP V1 標(biāo)準(zhǔn)。這將增加 DP V1 標(biāo)準(zhǔn)從站在診斷和參數(shù)賦值能力的范圍。
  限制：兩個接口不能同時作為從站來運行。

包括故障安全I/O模塊的分布式I/O站可以通過內(nèi)置的 PROFIBUS DP 接口連接。ET 200 M 故障安全型 I/O 模塊可以滿足安全相關(guān)的應(yīng)用。ET 200 M 故障安全型 I/O 模塊可集中實現(xiàn)。通過PROFIBUS DP，使用PROFIsafe實現(xiàn)安全相關(guān)的通訊。

CPU 319F-3 PN/DP是快速的S7-300 CPU,具有大容量程序存儲器. 它特別是用于具有擴展自動化任務(wù)以及具有嚴格的安全要求的工廠使用。

可在SIMATIC S7-300中用作一個PROFINET IO控制器和一個標(biāo)準(zhǔn)PROFIBUS DP主站。CPU 319F-3 PN/DP也可用作分布式智能從站(DP從站)。

帶故障安全I/O模塊的分布式I/O設(shè)備可以通過三個內(nèi)置的接口連接。 ET 200M故障安全型I/O模塊也可滿足安全相關(guān)的應(yīng)用。

無需其他組件，通過CPU的內(nèi)置通訊選件就可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動化解決方案(也可以使故障安全型解決方案)。

SB 1232 模擬量輸出信號板允許使用模擬量輸出。

這為用戶提供了下列優(yōu)勢：

• 佳適應(yīng)性：
  在空間有限的情況下，或只需要少數(shù)附加輸入/輸出的情況下，可以使用信號板。通過信號板可以對 S7-1200 CPU 進行模塊化擴展。這不會增加控制器所需的安裝空間。
• 傳感器和執(zhí)行器的直接連接
  高達 14 位的分辨率和不同的輸出范圍允許在沒有附加放大器的情況下連接執(zhí)行器。
• 靈活性：
  如果任務(wù)后續(xù)有所擴展，可以升級控制器。更新用戶程序非常簡單。

SM 1234 模擬量輸入/輸出允許使用模擬量輸入/輸出。

這為用戶提供了下列優(yōu)勢：

• 佳適應(yīng)性：
  使用模擬和數(shù)字擴展模塊，用戶可以使其控制器佳地滿足更加復(fù)雜的任務(wù)要求
• 傳感器和執(zhí)行器的直接連接
  高達 14 位的分辨率加符號位和不同的輸入/輸出范圍允許在沒有附加放大器的情況下連接傳感器和執(zhí)行器
• 靈活性：
  如果任務(wù)后續(xù)有所擴展，可以升級控制器。更新用戶程序非常簡單。

熱電偶模塊 SM 1231 的結(jié)構(gòu)特點和其他 S7-1200 系列模塊的相同：

• 安裝在 DIN 導(dǎo)軌上：
  將模塊卡裝到 CPU 右側(cè)的導(dǎo)軌上，互相連接以后再通過集成背板總線連接到 CPU 12xx。
• 直接安裝：
  通過鉆孔，可將模塊直接螺栓安裝到墻壁上。在易受劇烈振動的場合建議采用這種安裝方式。
• 熱電偶：
  可以使用 4 種類型的 J、K、T、E、R、S 和 N 型熱電偶。無需放大器即可直接連接到模塊上。
• 安裝位置：
  為了實現(xiàn)大的測量和重復(fù)精度，應(yīng)將熱電偶模塊安裝在溫度變化較小的位置。

SINAMICS S120 驅(qū)動系統(tǒng)使用說明書（一）

S120 V/f控制模式介紹

Overview

左：與安裝板相連的 SIMOTION D410-2 控制單元

右：卡裝到電源模塊上的 SIMOTION D410-2 控制單元

SIMOTION D410-2 為 SIMOTION D 的變形，適用于模塊型多軸方案的單軸應(yīng)用。此類控制單元屬于 SIMOTION D4x5-2 控制器系列的一部分，是書本型多軸應(yīng)用的。SIMOTION D410-2 控制單元分為 PROFIBUS 型 (D410-2 DP) 和 PROFIBUS/PROFINET 型 (D410-2 DP/PN)。

SIMOTION D410-2 控制單元專用于模塊型 SINAMICS S120 PM240-2 和 SINAMICS S120 PM340 電源模塊，可直接連接到該系列的電源模塊。如果需要，也可以將 SIMOTION D410-2 安裝在安裝板上（安裝板需單獨訂購）。

SIMOTION D410-2 控制單元和安裝板

SIMOTION D410-2 可以執(zhí)行與單軸相關(guān)的運動控制功能、工藝功能和 PLC 功能，同時也負責(zé)執(zhí)行該軸的驅(qū)動控制。集成的輸入/輸出支持多 8 個高速凸輪輸出或 8 個測量輸入。

驅(qū)動控制支持伺服控制（實現(xiàn)高動態(tài)響應(yīng)）、矢量控制（實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩精度）以及 V/f 控制。

SIMOTION D410-2 可在同步組中使用：

• 對于 PROFINET：具有“控制器 - 控制器”或“控制器 - 設(shè)備”關(guān)系
• 對于 PROFIBUS：具有“主站 - 從站”關(guān)系

數(shù)字量輸入模塊具有下列機械特性：

• 緊湊型設(shè)計：
  堅固的塑料機殼里包括：
  • 綠色 LED，用于指示輸入的信號狀態(tài)。
  • 前連接器插座，通過前門保護。
  • 前門上的標(biāo)簽區(qū)。
  • 連接器針腳分配，用于在前門內(nèi)部進行配線。
• 安裝方便：
  沒有插槽規(guī)則；輸入地址由插槽決定。
  當(dāng)在 ET 200M 中與有源總線模塊一起使用時，可以進行熱插拔，而不會有任何反應(yīng)。
• 方便用戶接線。

具有8、16、32或64通道的模塊。

數(shù)字量輸入模塊將來自過程的外部數(shù)字信號電平轉(zhuǎn)換成控制器的內(nèi)部信號電平（邏輯“0”或“1”）。

多種輸入電壓，可支持連接不同的控制信號：

• 24 V DC
• 48 - 125 V DC
• 120/230 V AC

除了經(jīng)濟性以及易于處理的特點外，該模塊還具有其他特殊功能：

• 可在等時模式下使用
• 過程和診斷報警
• 使用源電流或漏電流

特殊模塊還可處理過程工程，例如支持 NAMUR 標(biāo)準(zhǔn)。

數(shù)字量輸出模塊具有下列機械特性：

• 緊湊型設(shè)計：
  • 綠色 LED，用于指示輸出的信號狀態(tài)。
  • 前連接器插座，通過前門保護。
  • 前門上的標(biāo)簽區(qū)。
  • 連接器針腳分配，用于在前門內(nèi)部進行配線。
• 安裝方便：
  沒有插槽規(guī)則；輸出地址由插槽決定。
  當(dāng)在 ET 200M 中與有源總線模塊一起使用時，可以進行熱插拔，而不會有任何反應(yīng)。
• 方便用戶接線。
• RC 濾波器 （用于繼電器模塊 6ES7 322-1HF20）：
  繼電器模塊 6ES7 322-1HF20-0AA0 有一個可連接的 RC 網(wǎng)絡(luò)(300Ω/0.1μF) ，用于大電感負載開關(guān)時滅弧(功率因數(shù) = 0.4)。例如，這樣可以：
  • 對于框架規(guī)格 5 的 NEMA 電機的起動器，觸點壽命從 100,000 增加到 200,000 次切換操作。

具有8、16、32或64通道的模塊。

數(shù)字量輸出模塊將控制器的內(nèi)部信號電平（邏輯“0”或“1”）轉(zhuǎn)換成過程所需的外部信號電平。

多種輸出電壓，可支持輸出不同的過程信號：

• 24 VDC,額定電流 0.5 A/通道
• 24 VDC,額定電流 2 A/通道
• 48 - 125 V DC
• 120/230 V AC

除了經(jīng)濟性以及易于處理的特點外，該模塊還具有其他特殊功能：

SIMATIC S7 PLC處理輸入/輸出中斷的使用方法介紹

概述

本程序適用于SIMATIC S7-212和S7-214的計數(shù)器，可以從0計到255，這要取決于輸入10.0的狀態(tài)。如果將輸入10.0置為1，則程序減計數(shù);如果將輸入10.0置為0，則程序加計數(shù)。

如果輸入10.0的狀態(tài)改變，則將立即激活輸入/輸出中斷程序，中斷程序0或1分別將有儲器位M0.0置成1或0。

例圖

程序框圖

程序和注解

本程序是一個輸入/輸出中斷程序的范例，計數(shù)器從0計到255。如果輸入10.0為0，則程序加計數(shù);如果輸入10.0為1，則程序減計數(shù)。

本程序包括以下三個程序:

Main     (主程序)       初始化和計數(shù)

INT0   (中斷程序0)   輸入10.0為1時，減計數(shù)。

INT1   (中斷程序1)   輸入10.0為0時，加計數(shù)。

本程序長度為32個字

//標(biāo)題:事件中斷

//********主程序*********

//主程序包括初始化程序和計數(shù)程序。

//計數(shù)器的存儲器標(biāo)志位M0.0的0或1狀態(tài)，決定計數(shù)方向為加或減計數(shù)。

//當(dāng)輸入10.0山0變?yōu)?/span>1時，產(chǎn)生中斷事件0，激活中斷程序0 (INT0)。

//中斷程序0將存儲器位M0.0置成1，導(dǎo)致主程序減計數(shù)。

//當(dāng)輸入10.0山1變?yōu)?/span>0時，產(chǎn)生中斷事件1，激活中斷程序1  (INT1)。

//中斷程序1將存儲器位M0.0置成0，導(dǎo)致主程序加計數(shù)。

//主程序

//******中斷程序0******

//事件中斷程序0將存儲器的標(biāo)志位M0.0置成

//此情況下程序減計數(shù)。

//

INT    0         //中斷事件0減計數(shù)。

S      M0.0,1     //將存儲器的標(biāo)志位M0.0置成

RETI              //中斷程序0結(jié)束。

//******中斷程序1******

//事件中斷程序1將存儲器的標(biāo)志位M 0.0置成Oa

//此情況下程序增計數(shù)。

INT      1

R         M0.0,1

RETI

//中斷事件1加計數(shù)。

//將存儲器的標(biāo)志位M0.0置成O。

//中斷程序1結(jié)束。

請參考SIMATIC S丁EP 7編程參考手冊的6.2節(jié)“中斷指令”，為您提供了更多的有關(guān)輸入輸出中斷的信息。