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西門(mén)子PLC S7-1200系列可編程控制器

西門(mén)子PLC 6ES7332-5HB01-0AB0

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(lái)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(lái)看一看西門(mén)子S7-200系列PLC怎樣來(lái)實(shí)現(xiàn)這   個(gè)功能。
  首先，確定使用哪個(gè)端口來(lái)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(shuō)明： 
Q0.0 Q0.1 控制字節(jié)說(shuō)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(lái)寫(xiě)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(lái)說(shuō)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(shuō)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(mén)子S7-200系列PLC具有高速計(jì)數(shù)的功能；舉一例子來(lái)談?wù)劯咚儆?jì)數(shù)的用途，我們采用普通電機(jī)來(lái)帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，我們想控制轉(zhuǎn)動(dòng)距離，怎么來(lái)解決這個(gè)問(wèn)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(lái)取得這些脈沖，只能通過(guò)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(xiě)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(xiě)入預(yù)置值 0=不更新， 1=更新預(yù)置值 
 SM37.6  SM47.6  向HSC中寫(xiě)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(mén)子S7-200系列PLC的PID控制相當(dāng)?shù)暮?jiǎn)單，可以通過(guò)micro/win軟件的一個(gè)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(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(guò)，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(guò)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(guò)程中，針對(duì)西門(mén)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)。

需要以緊湊室外結(jié)構(gòu)提供單軸運(yùn)動(dòng)控制和 PLC 功能時(shí)，SIMOTION D410-2 是理想解決方案。不過(guò)，該解決方案也可用于塊型小型多軸組（通常為 2 到 3 軸，大 8 軸）。實(shí)現(xiàn)這些應(yīng)用時(shí)，SINAMICS 控制單元通過(guò) PROFIBUS 或 PROFINET 與 SIMOTION D410-2 連接。

SIMOTION D410-2 應(yīng)用示例包括：

• 自主控制單軸
• 橫向切斷機(jī)
• 纏繞機(jī)應(yīng)用
• 送料裝置/滾柱進(jìn)給/印刷機(jī)送料機(jī)
• 同步加工設(shè)備
• 緊湊型機(jī)器模塊，例如
  • 印后應(yīng)用中的送料機(jī)
  • 收縮包裝機(jī)。
• 模塊型小型多軸組（通常為 2 至 3 軸）

含 3 個(gè)軸（1 × D410-2 DP/PN，2 × CU310-2 PN）的 SIMOTION D410-2 軸組

SIMOTION D410-2 支持“定位”(POS)、“同步運(yùn)行/電子齒輪”(GEAR) 和“凸輪”(CAM) 這些工藝功能在內(nèi)的運(yùn)動(dòng)控制。但 V4.4 不支持“軌跡插補(bǔ)”(PATH)。

接口

顯示和診斷

• 使用 LED 指示燈來(lái)顯示運(yùn)行狀態(tài)和錯(cuò)誤
• 3 個(gè)測(cè)量插座
• 維修開(kāi)關(guān)和模式選擇開(kāi)關(guān)
• 診斷按鈕

內(nèi)置 I/O

• 5 點(diǎn)數(shù)字量輸入
• 8 點(diǎn)數(shù)字量輸入/輸出（多 8 點(diǎn)用作凸輪輸出或者多 8 點(diǎn)用作測(cè)量輸入）
• 3 點(diǎn)故障安全雙通道輸入 (F-DI)；也可用作 6 DI
• 1 點(diǎn)故障安全輸出 (F-DO)；也可用作 1 DO
• 1 點(diǎn)模擬量輸入（可以是 ± 10 V 或 ± 20 mA）

通信

• 1 x DRIVE-CLiQ
• 1 x PROFINET IO（1 個(gè)接口帶兩個(gè) 端口，僅限 D410-2 DP/PN）
• 1 x PROFIBUS DP（(D410-2 DP：2 × PROFIBUS DP）

數(shù)據(jù)備份

• 1 個(gè) SIMOTION CF 卡插槽

其它接口

• 24 V 電路電源端子
• 1 點(diǎn)編碼器輸入，用于
  • HTL/TTL 增量編碼器
  • SSI 值編碼器（不帶增量信號(hào)）
• 1 點(diǎn)溫度傳感器輸入（KTY84-130 或 PTC）
• 背面的 PM IF 接口（功率模塊接口），用于直接連接模塊型 SINAMICS S120 PM240-2 或 PM340 功率模塊

組裝/安裝

SIMOTION D410-2 可直接插到模塊型 SINAMICS S120 功率模塊中。

或者，可以將 SIMOTION D410-2 安裝在安裝板（需單獨(dú)訂購(gòu)）上，然后通過(guò) DRIVE-CLiQ 連接到電源模塊。這種情況下，必須將 CUA31/CUA32 控制單元適配器連接到電源模塊。SIMOTION D410-2 只能連接一個(gè)控制單元適配器。

注：

通過(guò) CUA31/CUA32 連接電源模塊時(shí)，不能通過(guò)內(nèi)置端子（F-DI、F-DO）使用安全集成擴(kuò)展功能。

AC/AC 裝置型功率模塊通過(guò) DRIVE-CLiQ 接口連接到 SIMOTION D410-2。書(shū)本型逆變單元無(wú)法連接 SIMOTION D410-2。

安裝在安裝板上的 SIMOTION D410-2 也可在不使用功率模塊的情況下運(yùn)行，例如

• 在液壓應(yīng)用中，將 TM31 用于模擬量輸入和模擬量輸出
• 用于連接帶模擬 ± 10 V 設(shè)定值接口 (IM 174/ADI 4) 的驅(qū)動(dòng)器

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/數(shù)據(jù)備份

SIMOTION D410-2 控制單元將以免維護(hù)的方式存儲(chǔ)保持性過(guò)程數(shù)據(jù)（有關(guān)所需的存儲(chǔ)器大小，請(qǐng)參見(jiàn)技術(shù)數(shù)據(jù)）。將通過(guò) SuperCap 備份實(shí)時(shí)時(shí)鐘數(shù)天時(shí)間。

運(yùn)行系統(tǒng)軟件、用戶數(shù)據(jù)和用戶程序均在 SIMOTION CF 卡上備份�？刂茊卧�的保持性過(guò)程數(shù)據(jù)也可以通過(guò)系統(tǒng)命令存儲(chǔ)在此 CF 卡上，例如在需要備件時(shí)。

可連接的 I/O

PROFINET IO：（僅限 D410-2 DP/PN）

• 通過(guò)認(rèn)證的 PROFINET 設(shè)備
• 分布式 SIMATIC ET 200S/SP/M/MP/eco PN/pro
• SIMATIC HMI

PROFIBUS DP：

• 通過(guò)認(rèn)證的 PROFIBUS 標(biāo)準(zhǔn)從站（DP-V0、DP-V1 和 DP-V2）
• SIMATIC ET 200S/SP/M/MP/eco/pro 分布式 I/O 系統(tǒng)
• SIMATIC HMI

DRIVE-CLiQ：

SINAMICS 系列中的模塊：

• 終端模塊（多 8 個(gè)），其中
  • 多 3 個(gè)為 TM15、TM17 高性能型或 TM41
  • 多 8 個(gè)為 TM15 DI/DO 或 TM31
  • 多 1 個(gè)為 TM54F
  • SMC/SME 編碼器單元（通過(guò) DRIVE-CLiQ 多連接 5 個(gè)編碼器系統(tǒng)）
  • DMC20/DME20 DRIVE?CLiQ 集線器模塊（多 1 個(gè)）
  • 帶 DRIVE-CLiQ 接口的電機(jī)

數(shù)字量輸入/輸出模塊具有下列機(jī)械特性：

• 緊湊型設(shè)計(jì)：
  • 綠色 LED，用于指示輸入/輸出的信號(hào)狀態(tài)，
  • 插入前連接器
  • 前門(mén)上的標(biāo)簽區(qū)
  • 連接器針腳分配，用于在前門(mén)內(nèi)部進(jìn)行配線。
• 安裝簡(jiǎn)單：
  沒(méi)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(shí)，可以進(jìn)行熱插拔，而不會(huì)有任何反應(yīng)。
• 方便用戶接線

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

• SIPLUS S7-300 SM 321；
  數(shù)字量輸入
• SIPLUS S7-300 SM 322；
  數(shù)字量輸出
• SIPLUS S7-300 SM 323；
  數(shù)字量輸入和數(shù)字量輸出

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

• 溫度范圍寬：-25°C 至 +60/+70 °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(chǎng)合
• 相對(duì)濕度
• 符合標(biāo)準(zhǔn) EN 50155

數(shù)字量輸入模塊具有下列機(jī)械特性：

• 緊湊型設(shè)計(jì)：
  堅(jiān)固的塑料機(jī)殼里包括：
  • 綠色 LED，用于指示輸入的信號(hào)狀態(tài)。
  • 前連接器插座，通過(guò)前門(mén)保護(hù)。
  • 前門(mén)上的標(biāo)簽區(qū)。
  • 連接器針腳分配，用于在前門(mén)內(nèi)部進(jìn)行配線。
• 安裝方便：
  沒(méi)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(shí)，可以進(jìn)行熱插拔，而不會(huì)有任何反應(yīng)。
• 方便用戶接線。

西門(mén)子STEP 7中的塊編程的重要知識(shí)點(diǎn)

一、塊的作用和分類

二、組織塊

l  啟動(dòng)組織塊

l  循環(huán)的程序執(zhí)行組織塊

l  定期的程序執(zhí)行組織塊

l  事件驅(qū)動(dòng)的程序執(zhí)行組織塊

各種組織塊的作用、功能。

三、功能FC和功能塊FB

二者的功能、使用上的區(qū)別。

四、系統(tǒng)功能SFC和系統(tǒng)功能塊SFB

二者的功能、使用上的區(qū)別。

五、背景數(shù)據(jù)塊和共享數(shù)據(jù)塊

二者的功能、使用上的區(qū)別。

六、STEP7的程序結(jié)構(gòu)

l  線性程序結(jié)構(gòu)

l  分塊程序結(jié)構(gòu)

l  結(jié)構(gòu)化程序結(jié)構(gòu)

七、三種編程語(yǔ)言

l  梯形圖LAD（Ladder Logic Programming Language）

l  語(yǔ)句表STL（Statement List Programming Language）

l  功能圖FBD（Function Block Diagram Programming Language）

Overview

• 將 SIMATIC S7-400 連接到工業(yè)以太網(wǎng)
  • 多協(xié)議運(yùn)行，用于 ISO、TCP/IP、UDP 與 PROFINET IO 協(xié)議
  • 可調(diào)節(jié)的 Keep Alive 功能
• 兩個(gè)獨(dú)立的接口（集成的網(wǎng)絡(luò)分離）：
  • 千兆以太網(wǎng)接口，帶有 RJ45 端口，10/100/1000 Mbit/s 全雙工/半雙工，具有自動(dòng)偵測(cè)功能
  • PROFINET 接口，帶有四個(gè) RJ45 端口，10/100 Mbit/s 全雙工/半雙工，通過(guò) 4 端口交換機(jī)執(zhí)行自動(dòng)感測(cè)和自動(dòng)交叉功能
• 通過(guò)兩個(gè)接口進(jìn)行通訊
  • 開(kāi)放式通訊（ISO、TCP/IP 和 UDP），使用 UDP 多點(diǎn)傳送，包括兩個(gè)接口之間的路由
  • 編程器/OP通訊：
    通過(guò) S7 路由的交叉網(wǎng)絡(luò)
  • S7 通訊（客戶端、器、多路復(fù)用），包括兩個(gè)接口之間的路由
  • IT 通訊：
    HTTP 通訊支持通過(guò)自己的 web 頁(yè)訪問(wèn)過(guò)程數(shù)據(jù)；
    電子郵件客戶端功能，直接從用戶程序發(fā)送包含身份驗(yàn)證信息的電子郵件；
    FTP 通訊支持程序控制的 FTP 客戶端通訊；
    通過(guò) FTP 器訪問(wèn)數(shù)據(jù)塊
• 通過(guò) PROFINET 接口進(jìn)行通訊
  • PROFINET IO 控制器，具有實(shí)時(shí)屬性（RT 和 IRT）
  • PROFINET CBA
  • 通過(guò) DHCP、簡(jiǎn)單的 PC 工具或通過(guò)用戶程序（例如 HMI）進(jìn)行 IP 地址分配
  • 支持 PROFINET IO 設(shè)備的優(yōu)先啟動(dòng)
  • 使用 STEP 7 組態(tài)
• 介質(zhì)冗余 (MRP)；
  在采用環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，CP 支持介質(zhì)冗余程序 MRP。
• 通過(guò)可組態(tài)的 IP 訪問(wèn)列表進(jìn)行訪問(wèn)保護(hù)
• 無(wú)需編程器即可進(jìn)行模板更換；
  所有信息都保存在 C-PLUG 中（即使是用于 IT 功能的文件系統(tǒng)）。
• 豐富的診斷功能，可用于機(jī)架中的所有模板
• 通過(guò) SNMP V1 MIB-II，集成在網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)中
• 運(yùn)行于冗余 S7 通訊或 DP 主站通訊的 SIMATIC H 系統(tǒng)。
• 在與 SIMATIC S7-400 CPU 416F 一起使用的故障安全型應(yīng)用程序 (PROFIsafe) 中操作

• 用于簡(jiǎn)便、快捷地對(duì)S7-400模板進(jìn)行接線

可提供下列內(nèi)容：

• 前連接器： 
  更換模板時(shí)無(wú)需重新接線
• TOP 連接： 
  用于快速、無(wú)故障地連接傳感器和執(zhí)行器，連接距離可達(dá)30m
• Flexible(柔性)連接： 
  可以快速、直接地將SIMATIC S7-400連接到控制柜中的每個(gè)控制單元上