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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(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(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，同時也知道步進(jìn)電機(jī)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(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動圈數(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(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(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的啟動控制高為：11111000轉(zhuǎn)化為16進(jìn)制為 F8，將啟動計(jì)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(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?，可以通過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(xiàng)，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(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)。

• 結(jié)構(gòu)緊湊、易于使用的低成本解決方案，用于滿足簡單控制任務(wù)
• 結(jié)構(gòu)緊湊、易于操作，無需附件即可廣泛應(yīng)用
• “一體式”產(chǎn)品，集成顯示屏和操作面板
• 僅需點(diǎn)擊按鈕或通過 PC 軟件即可連接 36 種不同的功能；使用次數(shù)多達(dá) 130 多次
• LOGO! 8: 通過按鈕或使用 PC 軟件，可鏈接 38/43 個不同功能；多 200/400 次
• 通過按鍵可以方便地更改功能。重接線無需更多耗時

LOGO! 邏輯模塊提供方便的、用戶友好的解決方案，用于滿足簡單的開環(huán)和閉環(huán)控制任務(wù)。

LOGO! 具有廣泛的通用性，例如：

• 樓宇/電氣安裝（照明、百葉窗、遮篷、門、門禁系統(tǒng)、柵欄、通風(fēng)系統(tǒng)，等。）
• 控制柜制造。
• 機(jī)電設(shè)備（泵，小型壓機(jī)，壓縮機(jī)，傳送帶，升降臺等）
• 暖房，溫室的特殊控制
• 對其他控制器的信號進(jìn)行處理

LOGO! 邏輯模塊可根據(jù)應(yīng)用情況進(jìn)行擴(kuò)展。

船級社認(rèn)證

美國船級社, 法國船級社, 挪威船級社,德國勞氏船級社, 英國勞氏船級社，等

LOGO! Modular 可提供多種電壓類型(12VDC, 24VDC, 24VAC, 115/230VDC, 115/230VAC)：

• 標(biāo)準(zhǔn)型：
• 純型號，成本經(jīng)過，不帶按鍵控制面板和顯示屏。

LOGO! 具有以下特性：

• R：繼電器輸出
• C:時鐘/時間切換
• E：以太網(wǎng)接口
• o:無顯示屏

LOGO!使用非常簡單：

• 按鍵控制面板和顯示屏位于一個設(shè)備中。無需其它工具。
• 通過集成式 EEPROM 備份切換程序和設(shè)定值（如定時器），以防電源故障。

LOGO! 節(jié)省空間：

• 例如：LOGO! 230RC：72 x 90 x 55 mm (W x H x D).
• 經(jīng)調(diào)整后，可安裝在配電箱中（尺寸與接地故障斷路器相同）。

LOGO! 提供大的靈活性和通用性：

• 可擴(kuò)展性：
  根據(jù)應(yīng)用情況可連接擴(kuò)展模塊。

LOGO! 具有通信功能：

• 使用可選的通信模塊，可連接到 AS-Interface 和 KNX Konnex 網(wǎng)絡(luò)。
• LOGO!7 和 8 可與其它 LOGO! 單元通信，或與 SIMATIC 控制器或 SIMATIC 面板通信

SIMOTION P - 基于 PC 的運(yùn)動控制系統(tǒng)

豐富的運(yùn)動控制功能，集成在緊湊的嵌入式工業(yè) PC 中：SIMOTION P320-4

SIMOTION P320-4 是一種高性能、超緊湊和免維護(hù)型嵌入式工業(yè) PC，已在惡劣運(yùn)行條件下得到驗(yàn)證。SIMOTION P320-4 既有 PLC 的堅(jiān)固可靠性，又有 SIMOTION 的全面運(yùn)動控制功能。

SIMOTION P320-4 包括兩個高性能型號：

• SIMOTION P320-4 E（嵌入式）
  處理器：Inb i3 處理器（第三代）
  存儲器：內(nèi)部 CFast/外部可訪問 CFast 
  操作系統(tǒng)：Windows Embedded Standard 7
• SIMOTION P320-4 S（標(biāo)準(zhǔn)型）
  處理器：Inb i7 處理器
  存儲器：內(nèi)置固態(tài)硬盤 (SSD)/外部可訪問 CFast
  操作系統(tǒng)：Windows 7 Ultimate

SIMOTION P320-4 供貨范圍：

SIMOTION P320-4 隨附有大容量存儲器以及相關(guān)的 SIMOTION 運(yùn)行系統(tǒng)軟件。

• 內(nèi)置大容量存儲器：Windows 操作系統(tǒng)和 SIMOTION 運(yùn)行系統(tǒng)固件
• 外置可存取海量存儲器：SIMOTION 項(xiàng)目和用戶數(shù)據(jù)

Windows 操作系統(tǒng)具有的開放性

這種開放性是基于 PC 的解決方案的突出特點(diǎn)：

• 聯(lián)網(wǎng)靈活
• 數(shù)據(jù)存儲容量大
• 數(shù)據(jù)備份方案
• 集成通信

復(fù)雜的數(shù)據(jù)測定和顯像任務(wù)，甚至能通過 SIMOTION P，直接在 PC 上輕松執(zhí)行工程技術(shù)操縱。如需要其它系統(tǒng)的 HMI 軟件，可使用標(biāo)準(zhǔn)化的 OPC 器接口。

通過集成的以太網(wǎng)接口，可以通過 SIMOTION IT 訪問集成 Web 器上的數(shù)據(jù)。通信回路采用標(biāo)準(zhǔn) IT 協(xié)議，進(jìn)行調(diào)試、診斷和維護(hù)。

也可以使用遠(yuǎn)程維護(hù)、診斷和遠(yuǎn)程等功能。
另外還提供了標(biāo)準(zhǔn) PC 接口，用于連接以下部件：

• 打印機(jī)、鍵盤和鼠標(biāo)等硬件
• 可視化軟件或 Microsoft Office 程序等軟件。

SIMOTION 操作系統(tǒng)具有實(shí)時功能

完全獨(dú)立的 SIMOTION 操作系統(tǒng)與 SIMOTION P 上的 Windows 并行運(yùn)行。通過這種實(shí)時擴(kuò)展，可實(shí)現(xiàn)能夠滿足 SIMOTION P 平臺上的高性能要求的復(fù)雜運(yùn)動控制應(yīng)用。

功能強(qiáng)大的 PC 技術(shù)

• 系統(tǒng)采用新的 PC 處理器技術(shù)，可確保提供佳性能。
• 指令執(zhí)行速度非常之快，為中高端性能范圍提供了新的應(yīng)用機(jī)會。

• 開環(huán)控制、運(yùn)動控制、技術(shù)、可視化和標(biāo)準(zhǔn) Microsoft 應(yīng)用程序均集成在同一平臺上，無需執(zhí)行耗時的安裝即可直接使用
• 功能強(qiáng)大的新 PC 處理器架構(gòu)帶來了性能的提升
• 基于 Windows 操作系統(tǒng)，因此對各種標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序具有開放性
• 可基于工業(yè)以太網(wǎng)使用標(biāo)準(zhǔn) PC 通信機(jī)制
• 簡易軟件升級
• 用戶友好型操作
• 通過現(xiàn)有通信接口實(shí)現(xiàn)靈活聯(lián)網(wǎng)該 SIMOTION P320-4 版本具有一個集成式 PROFINET 接口和工業(yè)以太網(wǎng)接口。對于也需要 PROFIBUS DP 連接的應(yīng)用，可使用帶有兩個 PROFIBUS 接口的可選模塊 IsoPROFIBUS 板。
• 集成眾多功能因而功能強(qiáng)大
• 在同一程序中輕松對開環(huán)控制和運(yùn)動控制應(yīng)用進(jìn)行工程配置

• 用于向 Ex 區(qū)輸出數(shù)字量信號
• 用于在防爆區(qū)域中連接本質(zhì)安全數(shù)字量設(shè)備
• 4 DI NAMUR
• 4 通道模塊中的 4 點(diǎn)數(shù)字量輸入（單通道隔離）
• 符合 DIN EN 60947-5-6 和 NAMUR 的可連接編碼器，可帶有已接線或未接線機(jī)械觸點(diǎn)
• 診斷和診斷報(bào)警可編程

下列本安型設(shè)備可以連接到 EX 數(shù)字量輸入模板：

Ex 數(shù)字量輸入模塊具有以下機(jī)械特點(diǎn)：

• 設(shè)計(jì)緊湊;
  堅(jiān)固的塑料機(jī)殼里包括：
  • 綠色 LED ，用于指示“1”信號 （觸點(diǎn)閉合或 I>2,1mA 帶符合DIN 19234 的NAMUR 編碼器）
  • 紅色 LED 用于指示斷線或短路
  • 前連接器插槽和電纜槽，通過前蓋板保護(hù)
  • 前蓋上的標(biāo)簽區(qū)。
• 安裝方便：
  模塊安裝在 DIN 導(dǎo)軌上并通過總線連接器連接到相鄰模塊。
  沒有插槽規(guī)則；輸入地址由插槽決定。
• 用戶友好的接線：
  通過插入式前連接器來對模塊接線。 第一次插入時，有一個編碼元件與之嚙合，這樣，該連接器只能插入同類型的模塊。 前連接器里有專門的保護(hù)裝置，用于保護(hù)模塊的 24V 電源。 更換模塊時，對于新的同類型模塊，可原封不動保持前連接器的接線狀態(tài)。

  以下 SIPLUS S7-300 防爆數(shù)字量模塊可在惡劣環(huán)境條件下使用：

  • SIPLUS S7-300 SM321 4DI NAMUR；
    數(shù)字量輸入

  SIPLUS S7-300 防爆數(shù)字量模塊可在以下惡劣環(huán)境條件下使用：

  • 環(huán)境溫度范圍寬：0 °C 到 +60 °C
  • 在需要較高抗化學(xué)腐蝕性以及需能夠承受較高機(jī)械和生物負(fù)荷和鹽霧的場合
  • 相對濕度

西門子PLC S7-200的尋址方式

S7-200編程語言的基本單位是語句，而語句的構(gòu)成是指令，每條指令有兩部分：一部分是操作碼，另一部分是操作數(shù)。操作碼是指出這條指令的功能是什么，操作數(shù)則指明了操作碼所需要的數(shù)據(jù)所在。所謂尋址，就是尋找操作數(shù)的過程。S7-200 CPU的尋址分三種：立即尋址、直接尋址、間接尋址。

1．立即尋址

在一條指令中，如果操作碼后面的操作數(shù)就是操作碼所需要的具體數(shù)據(jù)，這種指令的尋址方式就叫立即尋址。

如：在傳送指令中：MOV IN OUT——操作碼“MOV”指出該指令的功能把IN中的數(shù)據(jù)傳送到OUT中，其中IN——源操作數(shù)，OUT——目標(biāo)操作數(shù)。

若該指令為：MOVD 2505 VD500

功能：將十進(jìn)制數(shù)2505傳送到VD500中，這里2505就是源操作數(shù)。因這個操作數(shù)的數(shù)值已經(jīng)在指令中了，不用再去尋找，這個操作數(shù)即立即數(shù)。這個尋址方式就是立即尋址方式。而目標(biāo)操作數(shù)的數(shù)值在指令中并未給出，只給出了要傳送到的地址VD500，這個操作數(shù)的尋址方式就是直接尋址。

2．直接尋址

在一條指令中，如果操作碼后面的操作數(shù)是以操作數(shù)所在地址的形式出現(xiàn)的，這種指令的尋址方式就叫直接尋址。

如：MOVD VD400 VD500

功能：將VD400中的雙字?jǐn)?shù)據(jù)傳給VD500

3．間接尋址

在一條指令中，如果操作碼后面的操作數(shù)是以操作數(shù)所在地址的地址形式出現(xiàn)的，這種指令的尋址方式就叫間接尋址。

如：MOVD 2505 *VD500

*VD500是指存放2505的地址的地址。

如VD500中存放的是VB0，則VD0則是存放2505的地址。

該指令的功能：將十進(jìn)制數(shù)2505傳送給VD0地址中。

鋼鐵行業(yè). 印刷行業(yè). 起重工業(yè). 金屬制造業(yè). 金屬處理. 化纖行業(yè). 玻璃工業(yè). 電纜行業(yè). 紡織工業(yè). 錫箔工業(yè).

復(fù)雜工藝控制 
   
1, 電氣同步系統(tǒng) 
 2,定位控制  
 3,定尺剪和飛剪 
 4,復(fù)雜力矩控制
 5,液 壓 驅(qū) 動 控 制 
 6,卷曲機(jī) 

SIMADYN D典型應(yīng)用

膠卷生產(chǎn)線
在每個槽架有8 CPU 
 采樣時間 <= 7 ms
 大約40 個力矩控制和10個速度控制

管式印刷機(jī)
 在每個槽架有1 CPU
 采樣時間 <= 1 ms
 4 個位置控制
 軸向式集裝箱起重機(jī)
在每個槽架有 4 CPU
采樣時間 <= 1 m
 造紙：同步, 張力及位置控制                   
金屬處理：位置，厚度和同步控制

造紙：同步, 張力及位置控制                  

金屬處理：位置，厚度和同步控制

紡織工業(yè)：張力控制

16通道數(shù)字模塊（2A模塊）的前連接器模塊多可同時連接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，

送入信號作用于連接模塊或前連接器模塊。

連接信號模塊時，使用前連接器模塊而不是SIMATIC S7-400前連接器與信號模塊連接。 它有2至4針連接器，可連接連接電纜，3個電源連接端子。 有幾種型號可供選擇，分別連接數(shù)字24 V/0.5 A I/O信號，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，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)存儲器的 CPU，適用于除集中式 I/O 外還包含分布式自動化結(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)等時同步模式
• 集成運(yùn)動控制功能，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
• 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)行時間可低至 2 ns。
• 大容量工作存儲器：
  2 MB，用于程序；8 MB，用于數(shù)據(jù)
• 采用 SIMATIC 存儲卡作為加裝存儲器；
  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 個模塊（CPU + 31 個模塊）
• 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。
• 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