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S7-200系列PLC編程器的使用示例

Siemens編程器S7-200系列用在中小型設備上的自動系統的控制單元，適用于各行各業，各種場合中的檢測，監測及控制。
   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，伺服脈沖定位控制。
  在設備的控制系統中，有關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怎樣來實現這   個功能。
  首先，確定使用哪個端口來發脈沖，如采用Q0.0發脈沖，則它的控制字為SMB67，脈沖同期為SMW68，脈   沖個數存放在SMD72中，
  
  下面是控制字節的說明： 
Q0.0 Q0.1 控制字節說明 
 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 0=不更新，1=更新脈沖數 
 SM67.3  SM77.3  PTO/PWM時間基準選擇 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，發脈沖的周期（也就是頻率）與脈沖個數都要重新輸入。10000101轉化為  16進制 為85，有了控制字以后，我們來寫這一段程序：

根據上面這段程序，我們知道了控制字的使用，同時也知道步進電機的脈沖周期與沖個數的存放位置（對  Q0.0來說是SMW68與SMD72）。當然，VW100與VD102內的數據不同的話，步進電機的轉速和轉動圈數就不一樣。
   還有一點需要說明得是：M0.0導通---PLC捕捉到上升沿發動脈沖輸出后，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.高速計數功能。
   西門子S7-200系列PLC具有高速計數的功能；舉一例子來談談高速計數的用途，我們采用普通電機來帶動絲桿轉動，我們想控制轉動距離，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接，電機轉一圈，編碼器也隨之轉一圈，同時根據規格發出不同的脈沖數。當然，這些脈沖數的頻率比較高，PLC不能用普通的上升沿計數來取得這些脈沖，只能通過高速計數功能了。
   啟動高速計數功能，也要具有控制字 
HSCO HSC1 描述 
 SM37.0  SM47.0  復位有效電平控制位 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  正交計數器速率選擇 0=4X計數率， 1=1X計數率 
 SM37.3  SM47.3  計數方向控制位 0=減計數， 1=正計數 
 SM37.4  SM47.4  向HSC中寫入計數方向 0=不更新， 1=更新計數方向 
 SM37.5  SM47.5  向HSC中寫入預置值 0=不更新， 1=更新預置值 
 SM37.6  SM47.6  向HSC中寫入當前值 0=不更新， 1=更新當前值 
 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高速計數器，控制字為SMB47，現在我們啟動高速計數器HSC1，選擇為增計數，更新計數方向，重新設置值，更新當前值：這樣的話，HSC1的啟動控制高為：11111000轉化為16進制為 F8，將啟動計數器時當前值存放在SMD48中，將預存置放在SMD52中，具體的程序 如下：

同樣的，如果計數器在工作狀態下想停止計數器，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控制相當的簡單，可以通過micro/win軟件的一個向導程序，按照提示,一步一步執行您所要求PID控制的屬性即可，在這里談一談PID這三個參數的具體意義：P為增益項，Ｐ越大，響應起就快，在調節流量閥時：設定流量為50%，當目前流量接近50%，剛超過，如果P值很大的話，那么流量閥會馬上會關閉，而不會控制在某一區域。這就是增益項太大引起。在調節的過程中應該先將P值調節比較適當了，再去調節I值，它為積分項，是在控制器回路中控制對當前值與設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。
  在現場的PID參數的調整過程中，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參數組，具體而言就是當目前距離設定值差距較大時，采用P值較大的一套PID參數，如果當前值快接近設定值范圍時，采用P值較小的一套PID參數。

• 結構緊湊、易于使用的低成本解決方案，用于滿足簡單控制任務
• 結構緊湊、易于操作，無需附件即可廣泛應用
• “一體式”產品，集成顯示屏和操作面板
• 僅需點擊按鈕或通過 PC 軟件即可連接 36 種不同的功能；使用次數多達 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和閉環控制任務。

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、柵欄、通風系統，等。）
• 控制柜制造。
• 機電設備（泵，小型壓機，壓縮機，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行處理

LOGO! 邏輯模塊可根據應用情況進行擴展。

船級社認證

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)：

• 標準型：
• 純型號，成本經過，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備中。無需其它工具。
• 通過集成式 EEPROM 備份切換程序和設定值（如定時器），以防電源故障。

LOGO! 節省空間：

• 例如：LOGO! 230RC：72 x 90 x 55 mm (W x H x D).
• 經調整后，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：

• 可擴展性：
  根據應用情況可連接擴展模塊。

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 網絡。
• 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 的運動控制系統

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

SIMOTION P320-4 是一種高性能、超緊湊和免維護型嵌入式工業 PC，已在惡劣運行條件下得到驗證。SIMOTION P320-4 既有 PLC 的堅固可靠性，又有 SIMOTION 的全面運動控制功能。

SIMOTION P320-4 包括兩個高性能型號：

• SIMOTION P320-4 E（嵌入式）
  處理器：Intel i3 處理器（第三代）
  存儲器：內部 CFast/外部可訪問 CFast 
  操作系統：Windows Embedded Standard 7
• SIMOTION P320-4 S（標準型）
  處理器：Intel i7 處理器
  存儲器：內置固態硬盤 (SSD)/外部可訪問 CFast
  操作系統：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的 SIMOTION 運行系統軟件。

• 內置大容量存儲器：Windows 操作系統和 SIMOTION 運行系統固件
• 外置可存取海量存儲器：SIMOTION 項目和用戶數據

Windows 操作系統具有的開放性

這種開放性是基于 PC 的解決方案的突出特點：

• 聯網靈活
• 數據存儲容量大
• 數據備份方案
• 集成通信

復雜的數據測定和顯像任務，甚至能通過 SIMOTION P，直接在 PC 上輕松執行工程技術操縱。如需要其它系統的 HMI 軟件，可使用標準化的 OPC 器接口。

通過集成的以太網接口，可以通過 SIMOTION IT 訪問集成 Web 器上的數據。通信回路采用標準 IT 協議，進行調試、診斷和維護。

也可以使用遠程維護、診斷和遠程等功能。
另外還提供了標準 PC 接口，用于連接以下部件：

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

SIMOTION 操作系統具有實時功能

完全獨立的 SIMOTION 操作系統與 SIMOTION P 上的 Windows 并行運行。通過這種實時擴展，可實現能夠滿足 SIMOTION P 平臺上的高性能要求的復雜運動控制應用。

功能強大的 PC 技術

• 系統采用新的 PC 處理器技術，可確保提供佳性能。
• 指令執行速度非常之快，為中高端性能范圍提供了新的應用機會。

• 開環控制、運動控制、技術、可視化和標準 Microsoft 應用程序均集成在同一平臺上，無需執行耗時的安裝即可直接使用
• 功能強大的新 PC 處理器架構帶來了性能的提升
• 基于 Windows 操作系統，因此對各種標準應用程序具有開放性
• 可基于工業以太網使用標準 PC 通信機制
• 簡易軟件升級
• 用戶友好型操作
• 通過現有通信接口實現靈活聯網該 SIMOTION P320-4 版本具有一個集成式 PROFINET 接口和工業以太網接口。對于也需要 PROFIBUS DP 連接的應用，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大
• 在同一程序中輕松對開環控制和運動控制應用進行工程配置

• 用于向 Ex 區輸出數字量信號
• 用于在防爆區域中連接本質安全數字量設備
• 4 DI NAMUR
• 4 通道模塊中的 4 點數字量輸入（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械觸點
• 診斷和診斷報警可編程

下列本安型設備可以連接到 EX 數字量輸入模板：

Ex 數字量輸入模塊具有以下機械特點：

• 設計緊湊;
  堅固的塑料機殼里包括：
  • 綠色 LED ，用于指示“1”信號 （觸點閉合或 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
  • 前蓋上的標簽區。
• 安裝方便：
  模塊安裝在 DIN 導軌上并通過總線連接器連接到相鄰模塊。
  沒有插槽規則；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裝置，用于保護模塊的 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。

  以下 SIPLUS S7-300 防爆數字量模塊可在惡劣環境條件下使用：

  • SIPLUS S7-300 SM321 4DI NAMUR；
    數字量輸入

  SIPLUS S7-300 防爆數字量模塊可在以下惡劣環境條件下使用：

  • 環境溫度范圍寬：0 °C 到 +60 °C
  • 在需要較高抗化學腐蝕性以及需能夠承受較高機械和生物負荷和鹽霧的場合
  • 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。操作碼是指出這條指令的功能是什么，操作數則指明了操作碼所需要的數據所在。所謂尋址，就是尋找操作數的過程。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就是操作碼所需要的具體數據，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中的數據傳送到OUT中，其中IN——源操作數，OUT——目標操作數。

若該指令為：MOVD 2505 VD500

功能：將十進制數2505傳送到VD500中，這里2505就是源操作數。因這個操作數的數值已經在指令中了，不用再去尋找，這個操作數即立即數。這個尋址方式就是立即尋址方式。而目標操作數的數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是以操作數所在地址的形式出現的，這種指令的尋址方式就叫直接尋址。

如：MOVD VD400 VD500

功能：將VD400中的雙字數據傳給VD500

3．間接尋址

在一條指令中，如果操作碼后面的操作數是以操作數所在地址的地址形式出現的，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：將十進制數2505傳送給VD0地址中。

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

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

SIMADYN D典型應用

膠卷生產線
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
 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
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：張力控制

16通道數字模塊（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針扁平圓形護套帶狀電纜，32通道數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，分別連接數字24 V/0.5 A I/O信號，數字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準SIMATIC連接器 
  6ES7 492-1AL00-0AA0
  6ES7 492-1BL00-0AA0
  6ES7 492-1CL00-0AA0
• 關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展機架

CPU 1517-3 PN/DP 是具有極大容量程序及數據存儲器的 CPU，適用于除集中式 I/O 外還包含分布式自動化結構的應用中要求十分苛刻的任務。

可被用作 PROFINET IO 控制器或分布智能系統（PROFINET 智能設備）。集成式 PROFINET IO IRT 接口設計為 2-端口交換機以便在系統中設立總線型拓撲。

附加的集成 PROFINET 接口，具有單獨的 IP 地址，可用于網絡分離等。

分布式 I/O 可通過 PROFIBUS 以及集成 PROFIBUS 接口進行連接。

另外，CPU 還提供全面的控制功能，并能夠通過標準化的 PLC-open 塊連接變頻器。

• S7-1500 控制器產品系列中具有較大容量程序及數據存儲器的 CPU，適用于具有較高程序范圍和聯網要求的應用。
• 具有較高處理速度，適用于二進制和浮點運算
• 用于系列機器、專用機器以及工廠中的跨領域自動化任務
• 在具有集中式和分布式 I/O 的生產線上作為集中式控制器使用
• PROFINET IO IRT 接口，帶 2 端口交換機
• 帶獨立 IP 地址的附加 PROFINET 接口
• PROFINET I/O 控制器，用于在 PROFINET 上運行分布式 I/O
• 用于連接 CPU 作為 SIMATIC 或非西門子 PROFINET IO 控制器下的 PROFINET 設備的 PRIFINET I-Device
• PROFIBUS DP 主站接口
• 在 PROFIBUS 和 PROFINET 上實現等時同步模式
• 集成運動控制功能，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，帶有創建用戶定義的 Web 站點的選項

注：

運行 CPU 所需的 SIMATIC 存儲卡

CPU 1517-3 PN/DP 的配置如下：

• 功能強大的處理器：
  該 CPU 的單條二進制命令的命令執行時間可低至 2 ns。
• 大容量工作存儲器：
  2 MB，用于程序；8 MB，用于數據
• 采用 SIMATIC 存儲卡作為加裝存儲器；
  允許實現例如數據日志和歸檔等其它功能
• 靈活的擴展功能：
  單層組態多可支持 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、設備名稱、位置標識符等。
  • 顯示診斷信息
  • 顯示模塊信息
  • 顯示顯示屏設置
  • 顯示可由用戶定義的徽標
  • 設置 IP 地址
  • 設置日期和時間
  • 選擇運行模式
  • 將 CPU 復位為出廠設置
  • 禁用/啟用顯示
  • 啟用保護等級。
• PROFINET IO IRT 接口用于通過 PROFINET 進行分布式 I/O 連接
• PROFINET 接口用于網絡分離
• PROFIBUS DP 接口用于通過 PROFIBUS 進行分布式 I/O 連接