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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(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(jìn)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)。
通過 SIMATIC S7-1200 的故障安全模塊,可集成到整體自動化系統(tǒng)中以滿足安全方面的應(yīng)用要求。模塊中中集成有故障安全運行所需的安全功能。通過 PROFIsafe 機制與故障安全 SIMATIC S7 CPU 通信。
這些模塊只能在集中式系統(tǒng)中運行。
通過 SIMATIC S7-1200 的故障安全模塊,可集成到整體自動化系統(tǒng)中以滿足安全方面的應(yīng)用要求。模塊中中集成有故障安全運行所需的安全功能。通過 PROFIsafe 機制與故障安全 SIMATIC S7 CPU 通信。
這些模塊只能在集中式系統(tǒng)中運行。
西門子S7-200模塊6ES72881SR300AA0TB30 端子模板
通過 TB30 端子擴展板,可以向控制單元添加數(shù)字量輸入/數(shù)字量輸出以及模擬量輸入/模擬量輸出。
TB30 端子板上有以下接口:
信號電纜屏蔽的屏蔽接口位于控制器上。
TB30 端子板插在控制器的選件 CU320?2 插槽內(nèi)。
SENTRON3NE4120產(chǎn)品描述
SITOR FUSE-LINK 80A,AC 1000V (DIN 43620,SIZE 0)
SITOR FUSE-LINK 80 a,交流1000 v(DIN 43620,大小0)
產(chǎn)品品牌名稱 | SENTRON | |
電流 / 在AC時 / 測定值 | A | 80 |
熔斷片操作等級 | aR | |
熔斷器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸 / 根據(jù) DIN EN 60269-1 | NH0 | |
供電電壓 | ||
| V | 1,000 |
| V | 250 |
電流開斷能力 | ||
| kA | 100 |
熔斷片結(jié)構(gòu) | SITOR,結(jié)構(gòu)樣式 NH | |
標(biāo)識報警器結(jié)構(gòu) | 其他 | |
裝入位置 | 任意,最好垂直 | |
氣候級別 | -20 到 +50,相對濕度為 95% 時 | |
環(huán)境溫度 | °C | -20…+50 |
交變荷載系數(shù) (WL) | 0.9 | |
損耗有效功率 | W | 22 |
損耗的有效功率 / 電流測定值中 / AC 時 / 在熱運行狀態(tài)中 / 每個電極 | W | 22 |
電器設(shè)備標(biāo)示 / 按照DIN EN 61346-2的 | F | |
電器設(shè)備標(biāo)示 / 符合 DIN EN 81346-2 | F |
SIMATIC S7-200 6ES7214-1AD23-0XB0產(chǎn)品描述
SIMATIC S7-200,CPU 224,緊湊型單元,DC 電源,14 DI DC/10 DO DC,8/12 KB代碼/8 KB數(shù)據(jù),PROFIBUS DP,可擴展
電源電壓 | |
DC 24 V | 是 |
允許范圍,下限 (DC) | 20.4 V |
允許范圍,上限 (DC) | 28.8 V |
負(fù)載電壓 L+ | |
額定值 (DC) | 24 V |
允許范圍,下限 (DC) | 20.4 V |
允許范圍,上限 (DC) | 28.8 V |
輸入電流 | |
接通電流,最大值 | 12 A; 28.8 V 時 |
來自電源電壓 L+,最大值 | 700 mA; 110 至 700 mA,對于擴展組件輸出電流 (DC 5 V) 660 mA |
傳感器供電 | |
24 V 傳感器供電 | |
24 V | 是; 允許范圍:15.4 至 28.8 V |
短路保護 | 是; 電子的,在 280 mA 時 |
輸出電流,最大值 | 280 mA |
存儲器 | |
存儲器類型 | 其他 |
存儲器模塊數(shù)量(可選) | 1; 插拔式存儲器模塊,內(nèi)容與集成 EEPROM一致,另外還可以分類存放配方、數(shù)據(jù)記錄和其它文件。 |
數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器 | |
數(shù)據(jù)存儲器,最大值 | 8 kbyte |
程序存儲器,最大值 | 12 kbyte; 8 KB,在激活運行時間編輯時 |
緩沖 | |
存在 | 是; 程序:整個程序位于集成 EEPROM 中,免維護,可通過 CPU 編程;數(shù)據(jù):整個從PG/PC 下載的 DB 1 位于集成 EEPROM 中,免維護,DB 1 的即時數(shù)值位于 RAM 中,剩余標(biāo)記、計時器、計數(shù)器等通過高效電容器免維護;可選擇用于長時間緩沖的電池 |
蓄電池 | |
緩沖器電池 | |
電池操作 | |
緩沖器時間,最大值 | 100 h; (40 °C 下至少 70 小時);200 天(典型值)附帶可選擇的電池模塊 |
CPU-處理時間 | |
對于位運算,最大值 | 0.22 μs |
計數(shù)器、定時器及其剩磁 | |
S7 計數(shù)器 | |
數(shù)量 | 256 |
在帶電池的情況下保留 | |
可調(diào)整 | 是; 關(guān)于高效電容器或電池 |
下限 | 1 |
上限 | 256 |
計數(shù)范圍 | |
下限 | 0 |
上限 | 32767 |
S7 時間 | |
數(shù)量 | 256 |
在帶電池的情況下保留 | |
可調(diào)整 | 是; 關(guān)于高效電容器或電池 |
上限 | 64 |
時間范圍 | |
下限 | 1 ms |
上限 | 54 min; 4 個計時器:1 ms 至 30 s;16 個計時器:10 ms 至 5 min;236 個計時器:100ms 至 54 min |
數(shù)據(jù)范圍及其剩磁 | |
標(biāo)記 | |
數(shù)量,最大值 | 32 byte |
存在剩磁 | 是; M 0.0 至 M 31.7 |
在帶電池的情況下保留 | 0 至 255,關(guān)于高效電容器或電池,可調(diào)整 |
在不帶電池的情況下保留 | 0 至 112 在 EEPROM 中,可調(diào)整 |
硬件擴展 | |
擴展設(shè)備,最大值 | 7; 只能使用 S7-22x系列的擴展模塊。由于輸出電流受限,擴展模塊的使用可能受到限制。 |
可連接的編程設(shè)備/PC | SIMATIC PG/PC,標(biāo)準(zhǔn) PC |
擴展模塊 | |
模擬輸入端/輸出端,最大值 | 35; 最大 28 個輸入和 7 個輸出(EM)或最大 0 個輸入和 14 個輸出(EM) |
數(shù)字輸入端/輸出端,最大值 | 168; 最多 94 個輸入和 74 個輸出(CPU + EM) |
AS 接口輸入端/輸出端,最大值 | 62; AS 接口 A/B 從站 (CP 243-2) |
數(shù)字輸入 | |
數(shù)字輸入端數(shù)量 | 14 |
m/p 讀取 | 是; 可選擇,每組 |
輸入電壓 | |
額定值,DC | 24 V |
對于信號“0” | 0 至 5 V |
對于信號“1” | 最小值 15 V |
輸入電流 | |
對于信號“1”,典型值 | 2.5 mA |
輸入延遲(輸入電壓為額定值時) | |
對于標(biāo)準(zhǔn)輸入端 | |
可參數(shù)化 | 是; 全部 |
從“0”到“1”時,最小值 | 0.2 ms |
從“0”到“1”時,最大值 | 12.8 ms |
對于報警輸入端 | |
可參數(shù)化 | 是; E 0.0 至 E 0.3 |
對于計數(shù)器/技術(shù)功能 | |
可參數(shù)化 | 是; (E0.0 至 E1.5)30 kHz |
導(dǎo)線長度 | |
屏蔽導(dǎo)線長度,最大值 | 500 m; 標(biāo)準(zhǔn)入口: 500 m,快速計數(shù)器: 50 m |
未屏蔽導(dǎo)線長度,最大值 | 300 m; 不用于高速信號 |
數(shù)字輸出 | |
數(shù)字輸出端數(shù)量 | 10; 晶體管 |
短路保護 | 否; 外部預(yù)設(shè) |
感應(yīng)式關(guān)閉電壓的限制 | 1 W |
輸出端的通斷能力 | |
電阻負(fù)載時的最大值 | 0.75 A |
照明負(fù)載時的最大值 | 5 W |
輸出電壓 | |
對于信號 “1”,最小值 | DC 20 V |
輸出電流 | |
對于信號“1”的額定值 | 750 mA |
針對信號“0”的剩余電流,最大值 | 10 μA |
電阻負(fù)載時的輸出延遲 | |
從 “0” 到“1”,最大值 | 15 μs; 標(biāo)準(zhǔn)輸出,最大值(A 0.2 至 A 1.1)2 μs;脈沖輸出,最大值(A 0.0 至 A0.1)2 μs |
從 ”1” 到“0”,最大值 | 130 μs; 標(biāo)準(zhǔn)輸出,最大值(A 0.2 至 A 1.1)10 μs;脈沖輸出,最大值(A 0.0 至 A0.1)10 μs |
2 個輸出端的并聯(lián)開關(guān) | |
用于增加功率 | 是 |
開關(guān)頻率 | |
電阻負(fù)載的脈沖輸出端,最大值 | 20 kHz; A 0.0 至 A 0.1 |
輸出端的總電流(每組) | |
所有安裝位置 | |
最高可達(dá) 40 ℃,最大值 | 6 A |
水平安裝位置 | |
最高可達(dá) 55 ℃,最大值 | 6 A |
繼電器輸出端 | |
繼電器輸出端最大數(shù)量,集成 | 0 |
導(dǎo)線長度 | |
屏蔽導(dǎo)線長度,最大值 | 500 m |
未屏蔽導(dǎo)線長度,最大值 | 150 m |
模擬輸入 | |
模擬電位計數(shù)量 | 2; 模擬電位計;分辨率 8 位 |
傳感器 | |
可連接傳感器 | |
雙線傳感器 | 是 |
允許的閉路電流(雙線傳感器) 最大值 | 1 mA |
1. 接口 | |
接口類型 | 集成 RS 485 接口 |
物理組成 | RS 485 |
功能性 | |
MPI | 是; 作為 MPI 從站,用于和 MPI主站的數(shù)據(jù)交換(S7-300/S7-400-CPU、OP、TD、按鈕式面板);S7-200 內(nèi)部CPU/CPU 通訊在 MPI 網(wǎng)絡(luò)中可能受限;傳輸速率 19.2/187.5 kbit/s |
PPI | 是; 附帶 PPI 協(xié)議,用于編程功能、HMI 功能 (TD 200,OP),S7200內(nèi)部CPU/CPU通訊;傳輸速率 9.6/19.2/187.5 kbit/s |
串行數(shù)據(jù)交換 | 是; 作為可自由編程的接口,使用附帶 ASCII協(xié)議波特率的外部設(shè)備用于串聯(lián)數(shù)據(jù)交換:1.2/2.4/4.8/9.6/19.2/38.4/57.6/115.2 Kbit/s;PC/PPI 電纜也可用作RS232/RS485 變換器 |
MPI | |
傳輸速率,最小值 | 19.2 kbit/s |
傳輸速率,最大值 | 187.5 kbit/s |
集成功能 | |
計數(shù)器數(shù)量 | 6; 快速計數(shù)器(每 30 kHz),32位(包括符號),可用作正向或反向計數(shù)器或用于連接 2 個附帶 2 個旋轉(zhuǎn) 90°的脈沖序列的增量編碼器(最大 20 kHz(A/B)計數(shù)器);釋放和復(fù)位輸入可參數(shù)化;當(dāng)達(dá)到額定值時有中斷可能(包括任意內(nèi)容的子程序的調(diào)用);轉(zhuǎn)換計數(shù)方向等 |
計數(shù)頻率(計數(shù)器),最大值 | 30 kHz |
報警輸入端的數(shù)量 | 4; 4 個上升脈沖和/或 4 個下降脈沖 |
脈沖輸出端的數(shù)量 | 2; 快速輸出端,20 kHz,有中斷可能;脈沖波長和頻率可調(diào)制 |
極限頻率(脈沖) | 20 kHz |
電位隔離 | |
數(shù)字輸入電位隔離 | |
在通道之間 | 是 |
在通道之間,分組點數(shù) | 6 和 8 |
數(shù)字輸出電位隔離 | |
在通道之間 | 是; 光電耦合器 |
在通道之間,分組點數(shù) | 5 |
允許的電位差 | |
在不同電路之間 | DC 500 V 在 DC 24 V 和 DC 5 V 之間 |
防護等級和防護類別 | |
IP 20 | 是 |
環(huán)境要求 | |
環(huán)境條件 | 其他環(huán)境條件:參見“自動化系統(tǒng) S7-200,系統(tǒng)手冊” |
運行溫度 | |
水平安裝,最小值 | 0 °C |
水平安裝,最大值 | 55 °C |
垂直安裝,最小值 | 0 °C |
垂直安裝,最大值 | 45 °C |
氣壓 | |
允許范圍,最小值 | 860 hPa |
允許范圍,最大值 | 1080 hPa |
相對濕度 | |
操作,最小值 | 5 % |
操作,最大值 | 95 %; RH 應(yīng)力強度 2 符合 IEC 1131-2 |
組態(tài) | |
編程 | |
操作備用裝置 | 二進(jìn)制運算、比較運算、時間運算、計數(shù)運算、時鐘運算、傳輸運算、表格運算、邏輯運算、移動和旋轉(zhuǎn)運算、轉(zhuǎn)換運算、程序控制運算、中斷和通訊運算、堆疊運算、固定點運算、浮點運算、數(shù)字功能 |
程序編輯 | 自由循環(huán) (OB 1),報警控制,時間控制(1 至 255 ms) |
程序組織 | 1 OB,1 DB,1 SDB 子程序有/無參數(shù)傳輸 |
子程序數(shù)量,最大值 | 64 |
編程語言 | |
KOP | 是 |
FUP | 是 |
AWL | 是 |
技術(shù)保護 | |
用戶程序保護/密碼保護 | 是; 3 級密碼保護 |
連接技術(shù) | |
插拔式 I/O 端子 | 是 |
尺寸 | |
寬度 | 120.5 mm |
高度 | 80 mm |
深度 | 62 mm |
重量 | |
重量,約 | 360 g |
可在 CP 341 和 CP 441-2 上加載的驅(qū)動程序:
CP 441-2 的兩個串口可以分別使用不同的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議或可下載用于 V.24/TTY/X.27 接口模塊的驅(qū)動程序。
驅(qū)動程序的加載與組態(tài)需要用于 CP 441-2 和 CP 341 (V4.0 或更高版本)和 STEP 7 V4.0。驅(qū)動程序通過軟件狗進(jìn)行版權(quán)保護。
數(shù)字量輸入模塊具有下列機械特性:
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:
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:
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:
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:
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: