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西門子S7-200系列PLC數(shù)字量I/O擴(kuò)展模塊

常用的數(shù)字量輸入／輸出擴(kuò)展模塊有三類，即輸入擴(kuò)展模塊、輸出擴(kuò)展模塊、輸入/輸出擴(kuò)展模塊。S7-200系列PLC數(shù)字量I/O擴(kuò)展模塊如表1所列。

      表1 S7-200系列PLC數(shù)字量I/O擴(kuò)展模塊

多層軟件結(jié)構(gòu)

通過 SIMOTION，帶有眾多不同機(jī)器的運(yùn)動(dòng)任務(wù)可輕松、統(tǒng)一地執(zhí)行。

為了方便任務(wù)的執(zhí)行，一個(gè)非常特別的多層軟件結(jié)構(gòu)被選擇作為運(yùn)行系統(tǒng)。所有 SIMOTION 設(shè)備都提供了 PLC 功能等基本功能，帶有符合標(biāo)準(zhǔn) IEC 61131-3 的一個(gè)指令集。用戶可使用隨附的工藝包和函數(shù)庫來擴(kuò)展基本功能。

可擴(kuò)展的功能

工藝包、函數(shù)庫和運(yùn)行系統(tǒng)的多層結(jié)構(gòu)相結(jié)合，可將 SIMOTION 的功能加以擴(kuò)展。

可伸縮

• 具有功能級別
• 具有廣泛功能的軟件模塊和技術(shù)功能包

使用靈活

• 由于使用集成、可自由編程的 PLC，因此符合 IEC 61131-3 標(biāo)準(zhǔn)
• 可無限使用的技術(shù)功能包
• 通過一個(gè)綜合指令集和符合 PLCopen 標(biāo)準(zhǔn)的功能塊而具有廣泛功能
• 可運(yùn)轉(zhuǎn)伺服、矢量、步進(jìn)和液壓驅(qū)動(dòng)器
• 能夠?qū)⒏鞣N技術(shù)功能包和功能庫組合在一起

可擴(kuò)展

• 由于功能庫中的標(biāo)準(zhǔn)功能

技術(shù)功能包

每個(gè)技術(shù)功能包都為相關(guān)技術(shù)提供了完整功能。例如，運(yùn)動(dòng)控制功能包提供了用于精確定位運(yùn)動(dòng)的所有功能（包括凸輪系統(tǒng)）。

它還負(fù)責(zé)處理與驅(qū)動(dòng)器之間進(jìn)行的設(shè)定點(diǎn)和實(shí)際值循環(huán)交換，包括位置控制、運(yùn)動(dòng)曲線的計(jì)算、運(yùn)動(dòng)的刪除和超控、歸位功能、編碼器切換、軸的釋放、狀態(tài)信息，等等。

除運(yùn)動(dòng)控制工藝包（包括定位、同步操作、輸出凸輪和路徑插補(bǔ)）之外，還提供了用于其他技術(shù)的功能包，如溫度控制。

功能庫

功能庫提供了標(biāo)準(zhǔn)功能

• 用于集成專用 I/O 模塊（如計(jì)數(shù)器模塊、通信模塊、AS-Interface）
• 用于擴(kuò)展系統(tǒng)功能（如閉環(huán)控制器）

模塊化用戶功能也可存儲(chǔ)為庫，以便在項(xiàng)目中以標(biāo)準(zhǔn)形式執(zhí)行。

• 用于開發(fā) S7-1500 軟件控制器的可動(dòng)態(tài)加載的函數(shù)庫：
  • 借助于 C/C++ 高級編程語言實(shí)現(xiàn)函數(shù)庫。
  • 在 Windows 中或在軟件控制器的實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)境中執(zhí)行庫函數(shù)。
  • 從 PLC 程序直接調(diào)用函數(shù)。
• 供貨范圍內(nèi)包括實(shí)時(shí)庫函數(shù)的開發(fā)環(huán)境：
• 使用 MS Visual Studio 開發(fā) Windows 庫函數(shù)。
• 自動(dòng)創(chuàng)建用于調(diào)用庫函數(shù)的函數(shù)塊。
• 通過導(dǎo)入將函數(shù)塊簡便集成在 STEP 7 中。
• 無需專門的高級語言知識(shí)，即可在控制器中方便地使用庫函數(shù)。

SIMATIC ODK 1500S 可為開發(fā) Windows 以及 S7-1500 軟件控制器的實(shí)時(shí)庫函數(shù)提供支持。典型應(yīng)用包括：

• Windows 庫應(yīng)用程序
  • 與數(shù)據(jù)庫接口
  • 與 Office 應(yīng)用程序等 Windows 程序通信
  • 連接到與應(yīng)用相關(guān)的可視化軟件
  • 實(shí)現(xiàn)特定領(lǐng)域的協(xié)議轉(zhuǎn)換器，如 PV02、IEC 61850 等
  • 訪問 Windows 文件系統(tǒng)，例如，用特定文件格式進(jìn)行訪問
• 實(shí)時(shí)庫應(yīng)用程序
  • 將現(xiàn)有 C/C++ 算法集成到控制任務(wù)中。
  • 實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制器或算法

西門子已經(jīng)為基于 PC 的自動(dòng)化開發(fā)了豐富的相關(guān)硬件和軟件組件。

重點(diǎn)：可通過 SIMATIC WinAC 實(shí)現(xiàn)基于 SIMATIC PC 的控制，而 SIMATIC WinAC 是一種開放、靈活和可靠的控制器，可用于實(shí)現(xiàn)基于 PC 的自動(dòng)化解決方案。

在 PC 上的單一平臺(tái)上，可以執(zhí)行所有自動(dòng)化任務(wù)，如開環(huán)/閉環(huán)控制、HMI 和運(yùn)動(dòng)控制。除了典型的 PLC 任務(wù)之外，無論在哪必須處理 PC 應(yīng)用程序，基于 PC 的自動(dòng)化都是您的首選。

SIMATIC 基于 PC 的控制

• 擴(kuò)展了基于 PC 控制器的 SIMATIC S7 控制器家族
• 當(dāng)數(shù)據(jù)處理，通訊，可視化，工藝和控制必須在單個(gè) PC 上實(shí)現(xiàn)以節(jié)省空間和提高性能時(shí)

型號

• SIMATIC WinAC 軟件 PLC 
  用于需要高靈活性和集成能力的任務(wù)
• SIMATIC WinAC ODK 
  可實(shí)現(xiàn)工藝任務(wù) PC 解決方案與 PLC 靈活高性能地結(jié)合。

特性：

• 在安裝有 Windows XP Professional SP2 的標(biāo)準(zhǔn) PC 上運(yùn)行。
• 編碼和 SIMATIC S7 兼容
  使用 SIMATIC 工業(yè)軟件編程，創(chuàng)建的程序還可用于 SIMATIC S7。
• 使用與辦公應(yīng)用集成的標(biāo)準(zhǔn)接口
• 用于解決方案指定的工藝硬件和軟件集成的開放式接口

S7-200的工作過程和CPU的工作模式

1) S7-200在掃描循環(huán)中完成一系列任務(wù)。任務(wù)循環(huán)執(zhí)行一次稱為一個(gè)掃描周期。S7-200的工作過程如圖4所示。在一個(gè)掃描周期中，S7-200主要執(zhí)行下列五個(gè)部分的操作：

（Ⅰ）讀輸入：S7-200從輸入單元讀取輸入狀態(tài)，并存入輸入映像寄存器中。

（Ⅱ）執(zhí)行程序：CPU根據(jù)這些輸入信號控制相應(yīng)邏輯，當(dāng)程序執(zhí)行時(shí)刷新相關(guān)數(shù)據(jù)。程序執(zhí)行后，S7-200將程序邏輯結(jié)果寫到輸出映像寄存器中。

（Ⅲ）處理通訊請求：S7-200執(zhí)行通訊處理。

（Ⅳ）執(zhí)行CPU自診斷：S7-200檢查固件、程序存儲(chǔ)

器和擴(kuò)展模塊是否工作正常

（Ⅴ）寫輸出：在程序結(jié)束時(shí)，S7-200將數(shù)據(jù)從輸出映像寄存器中寫入把輸出鎖存器，最后復(fù)制到物理輸出點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。

（2）、S7-200 CPU的工作模式

   S7-200有兩種操作模式：停止模式和運(yùn)行模式。CPU面板上的LED狀態(tài)燈可以顯示當(dāng)前的操作模式。

   在停止模式下，S7--200不執(zhí)行程序，您可以下載程序和CPU組態(tài)。在運(yùn)行模式下，S7-200將運(yùn)行程序。

   S7-200提供一個(gè)方式開關(guān)來改變操作模式。您可以用方式開關(guān)（位于S7-200前蓋下面）手動(dòng)選擇操作模式：當(dāng)方式開關(guān)撥在停止模式，停止程序執(zhí)行；當(dāng)方式開關(guān)撥在運(yùn)行模式，啟動(dòng)程序的執(zhí)行；也可以將方式開關(guān)撥在TERM（終端）（暫態(tài)）模式，允許通過編程軟件來切換CPU的工作模式，即停止模式或運(yùn)行模式。

    如果方式開關(guān)打在STOP或者TERM模式，且電源狀態(tài)發(fā)生變化，則當(dāng)電源恢復(fù)時(shí)，CPU會(huì)自動(dòng)進(jìn)入STOP模式。如果方式開關(guān)打在RUN模式，且電源狀態(tài)發(fā)生變化，則當(dāng)電源恢復(fù)時(shí)，CPU會(huì)進(jìn)入RUN模式。