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西門子PLC S7-400系列可編程控制器

6FX2007-1AE14電纜

• 通過點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接(高信息率)進(jìn)行高性能的信息傳輸
• 物理接口：RS 422/RS 485 (X.27)
• 多 32 節(jié)點(diǎn)
• 執(zhí)行的協(xié)議：ASCII, 3964 (R)
• 利用集成在 STEP7 中的參數(shù)設(shè)置工具可以方便地進(jìn)行參數(shù)設(shè)置

CP 440 通訊模塊通過 RS 422/RS 485（X27）進(jìn)行高性能的短消息幀傳送。該特點(diǎn)可促使實(shí)現(xiàn)上述所有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。

例如，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接可用于：

• SIMATIC S7、SIMATIC S5 可編程邏輯控制器和非西門子控制器
• 編程器和PC機(jī)
• 機(jī)器人控制
• 掃描器，條碼閱讀器
• 測(cè)量系統(tǒng)
• 秤

RS 485 接口允許多連接 32 個(gè)通訊連接。

通訊處理器有以下機(jī)械特性：

• 堅(jiān)固的塑料外殼
• LED指示燈:
  用于指示 "發(fā)送", "接收" 或 "故障"

CP 440 也可在擴(kuò)展機(jī)架中使用。但是，必須C總線信號(hào)的傳輸。在“技術(shù)規(guī)范”中列出了使用范圍。

采用了多種標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，因此可與廣泛的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換：

• ASCII: 
  用于通過簡單通訊協(xié)議連接到第三方系統(tǒng)，如帶有開始和結(jié)束字符的協(xié)議或帶有塊檢查字符的協(xié)議。 接口的握手信號(hào)可被掃描，并由用戶程序來控制。
• 3964（R）： 
  用于通過已標(biāo)準(zhǔn)化和公布的西門子 3964 (R) 協(xié)議連接到西門子設(shè)備或第三方設(shè)備。 另外還采用了一個(gè)帶有默認(rèn)值的 3964(R) 驅(qū)動(dòng)程序和一個(gè)可編程 3964(R) 驅(qū)動(dòng)程序。

參數(shù)化

CP 440 通訊處理器的參數(shù)化極為簡單而方便：

• 用戶可通過集成在 STEP 7 中的一個(gè)參數(shù)分配工具來指定模塊特性，例如：
  • 要使用哪個(gè)已實(shí)施協(xié)的議驅(qū)動(dòng)程序，或
  • 要使用哪些驅(qū)動(dòng)程序相關(guān)功能
• 通過 CPU 進(jìn)行參數(shù)化： 
  只需將編程設(shè)備與 CPU 相連。 組態(tài)數(shù)據(jù)歸檔在一個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊中，而數(shù)據(jù)塊存儲(chǔ)在 CPU 中。 在更換一個(gè)模塊時(shí)，新的模塊可立即投入使用。
• 組態(tài)軟件包（光盤）： 
  含電子手冊(cè)以及用于與 CP 通訊的參數(shù)化屏幕和標(biāo)準(zhǔn)功能塊

• 故障安全型 CPU 具有大容量程序存儲(chǔ)器，可用于要求很高的應(yīng)用
• 用于構(gòu)建故障安全型自動(dòng)化系統(tǒng)，提高工廠的安全性
• 安全等級(jí)可達(dá) 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(yùn)行需要 SIMATIC 微存儲(chǔ)卡(MMC)。

CPU 317F-2 DP 安裝有：

• 微處理器;
  每條二進(jìn)制指令執(zhí)行時(shí)間約25ns，每條浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)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(diǎn)數(shù)指令處理速度。
• 存儲(chǔ)器；
  1.5 MB 高速工作存儲(chǔ)器，用于與安全相關(guān)的程序段和標(biāo)準(zhǔn)程序段；對(duì)于與安全相關(guān)的程序段，則必須考慮增加存儲(chǔ)空間（5倍以上）。作為程序裝載存儲(chǔ)器的微型存儲(chǔ)卡（大為 8 MB）也允許將可以項(xiàng)目（包括符號(hào)和注釋）保存在 CPU 中。裝載存儲(chǔ)器還可用于數(shù)據(jù)歸檔和配方管理。
• 靈活擴(kuò)展
  多達(dá) 32 個(gè)模塊，（４排結(jié)構(gòu)）
• MPI/DP 組合接口
  個(gè) MPI/DP 集成接口多可以同時(shí)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(gè)連接。通過MPI接口和“全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊”可以對(duì)32個(gè)CPU進(jìn)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(yùn)行。
• PROFIBUS DP 接口；
  CPU 317F-2 DP 的第二個(gè)集成接口是可以用作 DP 主站或 DP 從站的純 PROFIBUS DP 接口�？梢越M建一個(gè)高速的、易于處理的分布式自動(dòng)化結(jié)構(gòu)。對(duì)用戶來說,分布式I/O單元可作為一個(gè)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(gè)接口不能同時(shí)作為從站來運(yùn)行。

包括故障安全I(xiàn)/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(shí)現(xiàn)。通過PROFIBUS DP，使用PROFIsafe實(shí)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(chǔ)器. 它特別是用于具有擴(kuò)展自動(dòng)化任務(wù)以及具有嚴(yán)格的安全要求的工廠使用。

可在SIMATIC S7-300中用作一個(gè)PROFINET IO控制器和一個(gè)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(xiàn)/O模塊的分布式I/O設(shè)備可以通過三個(gè)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(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化解決方案(也可以使故障安全型解決方案)。

什么是編址 S7-200的編址方法

該指令的助記符、指令代碼、操作數(shù)、程序步如表 1 所示。

表 1 乘法指令的要素

MUL 乘法指令是將指定的源元件中的二進(jìn)制數(shù)相乘，結(jié)果送到指定的目標(biāo)元件中去。 MUL 乘法指令使用說明如圖1 所示。它分 16 位和 32 位兩種情況。

圖 1 乘法指令使用說明

當(dāng)為 16 位運(yùn)算，執(zhí)行條件 X0 由 OFF → ON 時(shí)， [D0]x[D2] → [D5 ， D4] 。源操作數(shù)是 16 位，目標(biāo)操作數(shù)是 32 位。當(dāng) [D0]=8 ， [D2]=9 時(shí)， [D5 ， D4]=72 。高位為符號(hào)位， 0 為正， 1 為負(fù)。

當(dāng)為 32 位運(yùn)算，執(zhí)行條件 X0 由 OFF → ON 時(shí)， [D1 、 D0]x[D3 、 D2] → [D7 、 D6 、 D5 、D4] 。源操作數(shù)是 32 位，目標(biāo)操作數(shù)是 64 位。當(dāng) [D1 、 D0]=238 ， [D3 、 D2]=189 時(shí)， [D7 、 D6 、 D5 、D4]=44982 ，高位為符號(hào)位， 0 為正， 1 為負(fù)。

如將位組合元件用于目標(biāo)操作數(shù)時(shí)，限于 K 的取值，只能得到低位 32 位的結(jié)果，不能得到高位 32 位的結(jié)果。這時(shí)，應(yīng)將數(shù)據(jù)移入字元件再進(jìn)行計(jì)算。

用字元件時(shí)，也不可能監(jiān)視 64 位數(shù)據(jù)，只能通過監(jiān)視高位 32 位和低 32 位。 V 、 Z 不能用于 [D] 目標(biāo)元件。

西門子PLC的發(fā)展史 

SIMATIC商標(biāo)S7-200是西德西門子公司的產(chǎn)品之一，其注冊(cè)商標(biāo)為SIMATIC。1．西門子公司的產(chǎn)品早是1975年投放市場(chǎng)的SIMATIC S3，它實(shí)際上是帶有簡單操作接口的二進(jìn)制控制器；2．1979年，S3系統(tǒng)被SIMATIC S5所取代，該系統(tǒng)廣泛地使用了微處理器；3．20世紀(jì)80年代初，S5系統(tǒng)進(jìn)一步升級(jí)——U系列PLC，較常用機(jī)型：S5-90U、95U、100U、115U、135U、155U4．1994年4月，S7系列誕生，它具有更國際化、更高性能等級(jí)、安裝空間更小、更良好的WINDOWS用戶界面等優(yōu)勢(shì)，其機(jī)型為：S7-200、300、4005．1996年，在過程控制領(lǐng)域，西門子公司又提出PCS7（過程控制系統(tǒng)7）的概念，將其優(yōu)勢(shì)的WINCC（與WINDOWS兼容的操作界面）、PROFIBUS（工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線）、COROS（監(jiān)控系統(tǒng)）、SINEC（西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)）及控調(diào)技術(shù)溶為一體6．現(xiàn)在，西門子公司又提出TIA（Totally Integrated Automation）概念，即全集成自動(dòng)化系統(tǒng)，將PLC技術(shù)溶于全部自動(dòng)化領(lǐng)域。

S7-200系列PLC其它常用指令

1.脈沖產(chǎn)生指令EU/ED的應(yīng)用

EU指令在EU指令前的邏輯運(yùn)算結(jié)果由OFF到ON時(shí)就產(chǎn)生一個(gè)寬度為一個(gè)掃描周期的脈沖，驅(qū)動(dòng)其后面的輸出線圈。

2．邏輯堆棧的操作

LPS為進(jìn)棧操作，LRD為讀棧操作，LPP為出棧操作。

   S7-200系列PLC中有一個(gè)9層堆棧，用于處理邏輯運(yùn)算結(jié)果，稱為邏輯堆棧。

3．NOT、NOP和MEND指令

NOT、NOP及MEND指令的形式及功能如表4-19所示。

表4-19  NOT、NOP及MEND指令的形式及功能

NOT為邏輯結(jié)果取反指令，在復(fù)雜邏輯結(jié)果取反時(shí)為用戶提供方便。NOP為空操作，對(duì)程序沒有實(shí)質(zhì)影響。MEND為無條件結(jié)束指令，在編程結(jié)束時(shí)一定要寫上該指令，否則會(huì)出現(xiàn)編譯錯(cuò)誤。調(diào)試程序時(shí)，在程序的適當(dāng)位置插入MEND指令可以實(shí)現(xiàn)程序的分段調(diào)試。

4．比較指令

比較指令是將兩個(gè)操作數(shù)按規(guī)定的條件作比較，條件成立時(shí)，觸點(diǎn)就閉合。比較運(yùn)算符有：=、>=、<=、>、<和<>。

（1）字節(jié)比較  字節(jié)比較用于比較兩個(gè)字節(jié)型整數(shù)值INl和IN2的大小，字節(jié)比較是無符號(hào)的。比較式可以是LDB、AB或OB后直接加比較運(yùn)算符構(gòu)成。如：LDB=、AB<>、OB>=等。

整數(shù)INl和IN2的尋址范圍：VB、IB、QB、MB、SB、SMB、LB、*VD、*AC、*LD和常數(shù)。

指令格式例如： LDB=  VBl0，VBl2

（2）整數(shù)比較  整數(shù)比較用于比較兩個(gè)一字長整數(shù)值INl和IN2的大小，整數(shù)比較是有符號(hào)的（整數(shù)范圍為16#8000和16#7FFF之間）。比較式可以是LDW、AW或OW后直接加比較運(yùn)算符構(gòu)成。如：LDW=、AW<>。OW>=等。

整數(shù)INl和IN2的尋址范圍：VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、AIW、T、C、AC、*VD、*AC、*LD和常數(shù)。

指令格式例如： LDW=  VWl0，VWl2

（3）雙字整數(shù)比較  雙字整數(shù)比較用于比較兩個(gè)雙字長整數(shù)值INl和IN2的大小，雙字整數(shù)比較是有符號(hào)的(雙字整數(shù)范圍為16#80000000和16#7FFFFFFF之間)。比較式可以是LDD、AD或OD后直接加比較運(yùn)算符構(gòu)成。如：LDD=、AD<>、OD>=等。

雙字整數(shù)INl和IN2的尋址范圍：VD、ID、QD、MD、SD、SMD、LD、HC、AC、*VD、*AC、*LD和常數(shù)。

指令格式例如： LDD=  VDl0，VDl2

（4）實(shí)數(shù)比較  實(shí)數(shù)比較用于比較兩個(gè)雙字長實(shí)數(shù)值INl和IN2的大小，實(shí)數(shù)比較是有符號(hào)的（負(fù)實(shí)數(shù)范圍為-1.175495E-38和-3.402823E+38，正實(shí)數(shù)范圍為+1.175495E-38和+3.402823E+38）。比較式可以是LDR、AR或OR后直接加比較運(yùn)算符構(gòu)成。如：LDR=、AR<>、OR>=等。

實(shí)數(shù)INl和IN2的尋址范圍：VD、ID、QD、MD、SD、SMD、LD、AC、*VD、*AC、*LD和常數(shù)。

指令格式例如： LDR=  VDl0，VDl2