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S7-200的接口模塊

S7-200的接口模塊主要有數(shù)字量I/O模塊、模擬量I/O模塊和通信模塊。下面分別介紹這些模塊。

（一）數(shù)字量I/O模塊

數(shù)字量I/O模塊是為了解決本機(jī)集成的數(shù)字量輸入/輸出點(diǎn)不能滿足需要而使用的擴(kuò)展模塊。S7-200PLC目前總共可以提供3大類，共9種數(shù)字量I/O模塊。

1．EM221數(shù)字量輸入擴(kuò)展模塊

8DI，DC24V（直流輸入）

2．EM222數(shù)字量輸出擴(kuò)展模塊

8DO，DC24V（直流輸出）

8DO，Relay（DC24V/ AC24~230V）（繼電器輸出）

3．EM223數(shù)字量混合模塊

4DI（DC24V），4DO（DC24V/2A）

4DI（DC24V），4DO（Relay 2A）

8DI（DC24V），8DO（DC24V/2A）

8DI（DC24V），8DO（Relay 2A）

16DI（DC24V），16DO（Relay 2A）

16DI（DC24V），16DO（DC24V/2A）

（二）模擬量I/O模塊

模擬量I/O模塊提供了模擬量輸入和模擬量輸出的擴(kuò)展功能。S7-200的模擬量擴(kuò)展模塊具有較大的適應(yīng)性、可以直接與傳感器相連，并有很大的靈活性，且安裝方便。

1．EM231模擬量輸入模塊

4AI（電壓或電流）輸入信號(hào)的范圍由SW1、SW2和SW3設(shè)定。

2．EM232模擬量輸出模塊

2AO（電壓或電流）

3．EM235模擬量混合模塊

4AI（電壓或電流），量程由SW1~SW6設(shè)定

1AO（電壓或電流）

（三）通信模塊

S7-200系列PLC除了CPU226本機(jī)集成了兩個(gè)通信口以外，其他均在其內(nèi)部集成了一個(gè)通信口，通信口采用了RS-485總線。此外，各PLC還可以接入通信模塊，以擴(kuò)大其接口的數(shù)量和聯(lián)網(wǎng)能力。

1．EM277模塊

EM277模塊是PROFIBUS-DP從站模塊，同時(shí)也支持MPI從站通訊；

2．EM241：調(diào)制解調(diào)器（Modem）通訊模塊

3．CP243-1：工業(yè)以太網(wǎng)通訊模塊；

4．CP243-1 IT：工業(yè)以太網(wǎng)通訊模塊，同時(shí)提供Web/E-mail等IT應(yīng)用；

5．CP243-2：AS-Ⅰ主站模塊，可連接最多62個(gè)AS-Ⅰ從站。

S7-200PLC的配置就是由S7-200CPU和這些擴(kuò)展模塊構(gòu)成的。

利用S7-200 PLC定時(shí)中斷功能編制一個(gè)程序

利用定時(shí)中斷功能編制一個(gè)程序，實(shí)現(xiàn)如下功能：當(dāng)I0.0由OFF→ON，Q0.0亮1s，滅1s，如此循環(huán)反復(fù)直至I0.0由ON→OFF，Q0.0變?yōu)?/span>OFF。

程序如圖1所示。

主程序

LD     I0.0

EU

ATCH   INT_0, 21

ENI

LDN    M0.0

A      I0.0

TON    T32, +1000

LD     T32

=      M0.0

LD     I0.0

ED

DTCH   21

DISI

INT0

LDN    Q0.0

=       Q0.0

PLC加法指令使用說(shuō)明及指令要素

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 加法指令的要素

ADD 加法指令是將指定的源元件中的二進(jìn)制數(shù)相加，結(jié)果送到指定的目標(biāo)元件中去。 ADD 加法指令的說(shuō)明如圖 1 表示。

圖圖1 加法指令使用說(shuō)明

當(dāng)執(zhí)行條件 X0 由 OFF → ON 時(shí)， [D10]+[D12] → [D14] 。運(yùn)算是代數(shù)運(yùn)算，如 5+ （ -8 ） =-3 。

ADD 加法指令有 3 個(gè)常用標(biāo)志。 M8020 為零標(biāo)志， M8021 為借位標(biāo)志， M8022 為進(jìn)位標(biāo)志。

如果運(yùn)算結(jié)果為 0 ，則零標(biāo)志 M8020 置 1 ；如果運(yùn)算結(jié)果超過(guò) 32767 （ 16 位）或 2147483647 （ 32 位），則進(jìn)位標(biāo)志 M8022 置 1 ；如果運(yùn)算結(jié)果小于 -32767 （ 16 位）或 -2147483647 （ 32 位），則借位標(biāo)志 M8021 置 1 。

在 32 為運(yùn)算中，被指定的字元件是低 16 位元件，而下一個(gè)元件為高 16 位元件。

源和目標(biāo)可以用相同的元件號(hào)。若源和目標(biāo)元件號(hào)相同而采用連續(xù)執(zhí)行的 ADD 、（ D ） ADD 指令時(shí)，加法的結(jié)果在每個(gè)掃描周期都會(huì)改變。

西門子PLC高速計(jì)數(shù)器的控制字和狀態(tài)字介紹

1. 控制字節(jié)

定義了計(jì)數(shù)器和工作模式之后，還要設(shè)置高速計(jì)數(shù)器的有關(guān)控制字節(jié)。每個(gè)高速計(jì)數(shù)器均有一個(gè)控制字節(jié)，它決定了計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)允許或禁用，方向控制（僅限模式0、1和2）或?qū)λ衅渌Ｊ降某跏蓟?jì)數(shù)方向，裝入當(dāng)前值和預(yù)置值?？刂谱止?jié)每個(gè)控制位的說(shuō)明如表7所示。

2. 狀態(tài)字節(jié)

每個(gè)高速計(jì)數(shù)器都有一個(gè)狀態(tài)字節(jié)，狀態(tài)位表示當(dāng)前計(jì)數(shù)方向以及當(dāng)前值是否大于或等于預(yù)置值。每個(gè)高速計(jì)數(shù)器狀態(tài)字節(jié)的狀態(tài)位如表8所示。狀態(tài)字節(jié)的0-4位不用。監(jiān)控高速計(jì)數(shù)器狀態(tài)的目的是使外部事件產(chǎn)生中斷，以完成重要的操作。

表7   HSC的控制字節(jié)

表8  高速計(jì)數(shù)器狀態(tài)字節(jié)的狀態(tài)位

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(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)。

• 西門子股份公司創(chuàng)立于1847年，是全球電子電氣工程領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)。西門子自1872年進(jìn)入中國(guó)，140余年來(lái)以創(chuàng)新的技術(shù)、卓越的解決方案和產(chǎn)品堅(jiān)持不懈地對(duì)中國(guó)的發(fā)展提供全面支持，并以出眾的品質(zhì)和令人信賴的可靠性、領(lǐng)先的技術(shù)成就、不懈的創(chuàng)新追求，確立了在中國(guó)市場(chǎng)的領(lǐng)先地位。2014年（2013年10月1日至2014年9月30日），西門子在中國(guó)的總營(yíng)收達(dá)到64.4億歐元，擁有超過(guò)32000名員工。西門子已經(jīng)發(fā)展成為中國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)不可分割的一部分，并竭誠(chéng)與中國(guó)攜手合作，共同致力于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。[1] 
  2014年9月，西門子股份公司和博世集團(tuán)達(dá)成協(xié)議：羅伯特·博世公司將收購(gòu)西門子所持有的合資企業(yè)博世和西門子家用電器集團(tuán)（簡(jiǎn)稱博西家電）50%的股份，交易完成后博西家電將成為博世集團(tuán)的全資子公司，西門子徹底退出家電領(lǐng)域。出售家電業(yè)務(wù)正是西門子專注于電氣化、自動(dòng)化和數(shù)字化戰(zhàn)略的體現(xiàn)之一
  

西門子S7系列PLC包括的機(jī)型

S7系列PLC分為S7-200小型機(jī)、 S7-300中型機(jī)、S7-400大型機(jī)。S7-200系列PLC是西門子公司20世紀(jì)90年代推出的整體式小型機(jī)，其結(jié)構(gòu)緊湊、功能強(qiáng)，具有很高的性能價(jià)格比，在中小規(guī)?？刂葡到y(tǒng)中應(yīng)用廣泛。

S7-200系列PLC的外形圖

S7-200 PLC的置位優(yōu)先SR觸發(fā)器與復(fù)位優(yōu)先RS觸發(fā)器簡(jiǎn)介

  RS觸發(fā)器指令  RS觸發(fā)器指令的基本功能與置位指令S和復(fù)位指令R的功能相同。

   置位優(yōu)先（SR）觸發(fā)器的置位信號(hào)SI和復(fù)位信號(hào)R同時(shí)為1時(shí)，輸出OUT信號(hào)為1。

    復(fù)位優(yōu)先（RS）觸發(fā)器的置位信號(hào)S和復(fù)位信號(hào)RI同時(shí)為1時(shí)，輸出OUT信號(hào)為0。