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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，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）。當然，VW100與VD102內(nèi)的數(shù)據(jù)不同的話，步進電機的轉(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(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，更新當前值：這樣的話，HSC1的啟動控制高為：11111000轉(zhuǎn)化為16進制為 F8，將啟動計數(shù)器時當前值存放在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?shù)暮唵?，可以通過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)。

MicroMaster430變頻器

MicroMaster430變頻器是全新一代標準變頻器中的風(fēng)機和泵類變轉(zhuǎn)矩負載專家。功率范圍7.5kW至250kW。它按照專用要求設(shè)計，并使用內(nèi)部功能互聯(lián)（BiCo）技術(shù)，具有高度可靠性和靈活性。控制軟件可以實現(xiàn)專用功能：多泵切換、手動/自動切換、旁路功能、斷帶及缺水檢測、節(jié)能運行方式等。 
西門子MicroMaster430變頻器主要特征： 
380V-480V±10%，三相，交流，7.5kW-250kW； 
風(fēng)機和泵類變轉(zhuǎn)矩負載專用； 
牢固的EMC（電磁兼容性）設(shè)計； 
控制信號的快速響應(yīng)；
控制功能： 
線性v/f控制，并帶有增強電機動態(tài)響應(yīng)和控制特性的磁通電流控制（FCC），多點 v/f控制； 
內(nèi)置PID控制器； 
快速電流限制，防止運行中不應(yīng)有的跳閘； 
數(shù)字量輸入6個，模擬量輸入2個，模擬量輸出2個，繼電器輸出3個； 
具有15個固定頻率，4個跳轉(zhuǎn)頻率，可編程； 
采用BiCo技術(shù)，實現(xiàn)I/O端口自由連接； 
集成RS485通訊接口，可選PROFIBUS-DP通訊模塊； 
靈活的斜坡函數(shù)發(fā)生器，可選平滑功能； 
三組參數(shù)切換功能：電機數(shù)據(jù)切換，命令數(shù)據(jù)切換； 
風(fēng)機和泵類專用功能： 
多泵切換 ；
旁路功能 ；
手動/自動切換； 
斷帶及缺水檢測 ；
節(jié)能方式；
保護功能： 
過載能力為140％額定負載電流，持續(xù)時間3秒和110％額定負載電流，持續(xù)時間60秒; 
過電壓、欠電壓保護； 
變頻器過溫保護； 
接地故障保護，短路保護； 
I2t電動機過熱保護； 
PTC Y電機保護。 
MM420變頻器

S7 控制器中的控制器

控制器尤其適用于具有中等和較高復(fù)雜程度的應(yīng)用。SIMATIC S7-1500 ActiveX Control 是 SIMATIC S7-300 和 SIMATIC 的長期后續(xù)產(chǎn)品

S7-400 控制器，未來工廠的標準控制器 – 的性能和創(chuàng)新的設(shè)計與操作方式產(chǎn)生令人信服的結(jié)果。具有模塊化擴展能力的 SIMATIC S7 控制器具有長期兼容性，免維護且可以擴展，當然也能在 TIA 博途中進行組態(tài)。它們是任何自動化任務(wù)的理想解決方案。

• 模塊化、可擴展通用系統(tǒng)，IP20 防護等級
• 適用于離散自動化領(lǐng)域中各種自動化應(yīng)用的系統(tǒng)解決方案
• 具有極高性能和可用性
• 可專門通過 Totally Integrated Automation Portal 平臺中的 STEP 7 Professional V12 及更高的型號進行組態(tài)

性能

• 提高性能
  • 高速指令執(zhí)行:
  • 語言擴展
  • 新數(shù)據(jù)類型
  • 更快速的背板總線
  • 經(jīng)過的代碼生成
• 功能強大的通信：
  • PROFINET IO（2 端口交換機）標準接口；
    從 CPU 1515-2 PN 起，具有一個更多額外的集成 PROFINET 接口，例如，用于網(wǎng)絡(luò)分離
  • 可針對總線系統(tǒng)和點到點連接，通過通信模塊進行擴展

集成技術(shù)

• 無需附加模塊就可集成運動控制功能：
  • 通過標準化的塊 (PLCopen) 來連接模擬驅(qū)動器和 PROFIdrive 驅(qū)動器
  • 運動控制功能支持轉(zhuǎn)速控制軸和定位軸以及外部編碼器
  • 軸之間實現(xiàn)位置精確的齒輪傳動
• 全面跟蹤所有 CPU 標簽，以進行實時診斷和間歇錯誤檢測；
  擁有有效調(diào)試和快速驅(qū)動器和控制裝置
• 廣泛的控制功能：
  例如，可輕松組態(tài)的塊可進行控制參數(shù)的自動以實現(xiàn)優(yōu)控制質(zhì)量
• 通過提供的工藝模塊獲得附加功能：
  例如，高速計數(shù)、位置檢測或高達 1 MHz 信號的測量

安全集成

人身安全和機器安全 – 在集成式完整系統(tǒng)框架內(nèi)

• 故障安全 SIMATIC S7-1500F 控制器可在同一控制器上處理標準程序和安全程序。
  在 TIA 博途中，使用相同的編輯器生成故障安全和標準用戶程序；例如，這樣就能向標準用戶程序中的標準數(shù)據(jù)那樣，故障安全數(shù)據(jù)。由于這種軟件集成，故障安全應(yīng)用也可利用 SIMATIC 的系統(tǒng)有點和全面功能。

集成安全功能

• 通過密碼進行知識保護，防止未經(jīng)授權(quán)讀取和修改程序塊
• 通過復(fù)制保護來提高保護程度，防止未經(jīng)授權(quán)而復(fù)制程序塊：
  通過復(fù)制保護，可將 SIMATIC 存儲卡上的程序塊與其序列號綁定，以便只有在將配置的存儲卡插到 CPU 中時，該程序塊才可運行。
• 具有四個不同授權(quán)級別的權(quán)限：
  可向各個用戶組分配不同訪問權(quán)限。通過新的保護級別 4，還可以限制與 HMI 設(shè)備之間的通信。
• 改進了操作保護：
  控制器將會檢測到組態(tài)數(shù)據(jù)的更改或未授權(quán)傳輸。
• 用于以太網(wǎng)通信處理器 (CP 1543-1)：
  • 通過防火墻提供附加訪問保護
  • 建立安全 VPN 連接（V12 SP1 或更高版本）

設(shè)計與操作

• CPU 帶有用于顯示普通文本信息的顯示屏：
  • 可顯示所有連接模塊的訂貨號、固件版本和序列號信息
  • 直接在現(xiàn)場設(shè)置 CPU 的 IP 地址以及進行其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，無需使用編程設(shè)備
  • 直接以普通文本形式顯示錯誤消息，可縮短停機時間
• 所有模塊采用統(tǒng)一的前連接器，并具有用于靈活形成電壓組的集成式電壓橋接件，從而簡化了庫存，降低了接線成本
• S7-1500 安裝導(dǎo)軌上集成有 DIN 導(dǎo)軌：
  快速、方便地安裝小型斷路器、繼電器等附加組件
• 通過信號模塊進行集中擴展：
  可根據(jù)任何應(yīng)用的要求進行靈活調(diào)整
• 數(shù)字量信號模塊的系統(tǒng)電纜連接：
  可快速、清晰地進行安排，以連接至現(xiàn)場的傳感器和執(zhí)行器并在控制柜中進行簡便接線
• 電源：
  • 負載電源模塊（電源模塊）為模塊提供 24 V 電源
  • 電源模塊可通過背板總線向模塊內(nèi)部電路供電
• 分布式擴展：
  • 通過 PROFINET 接口模塊 IM 155-5，可針對 ET 200MP I/O 系統(tǒng)使用多 30 個信號模塊、通信模塊和工藝模塊
  • 在集中和分布式運行的操作和系統(tǒng)功能方面沒有差別

集成系統(tǒng)診斷

• CPU 的集成系統(tǒng)診斷，默認情況下已激活：
  • 在顯示屏上以及 TIA Portal、HMI 和 Web 器中以普通文本形式一致地顯示系統(tǒng)診斷信息，甚至可顯示變頻器消息。即使 CPU 處于停止狀態(tài)，也會更新消息。
  • 系統(tǒng)診斷功能集成在 CPU 固件中。無需由用戶進行組態(tài)。組態(tài)發(fā)生改變時，會自動對診斷信息進行更新。

數(shù)據(jù)記錄（歸檔）和配方

• SIMATIC 存儲卡：
  • 插入式裝載存儲器
  • 可進行固件更新
  • STEP 7 項目（包括注釋和符號）、附加文檔或 csv 文件（用于配方和歸檔）的存儲選項
  • 通過 SD 讀卡器并使用 Office 工具，可方便地訪問與設(shè)備相關(guān)的運行數(shù)據(jù)和組態(tài)數(shù)據(jù)（與控制器之間的雙向數(shù)據(jù)交換）
• 集成 wed 器：
  - 通過 Web 瀏覽器，可方便地訪問與設(shè)備相關(guān)的運行數(shù)據(jù)和組態(tài)數(shù)據(jù)

認證

SIMATIC S7-1500 符合以下和國際標準：

• cULus 認證
• cULus HazLoc 認證
• FM 認證
• ATEX 認證僅限于 24 V，不適用于 230 V
• CE
• C-TICK
• KCC
• IECEx（僅限 24 V；不適用于 230 V）
• EN 61000-6-4
• EN 60068-2-1/ -2/ -6/ -14/ -27/ -30/ -32
• EN 61131-2

西門子SIMATIC S7-200系列PLC的特點、產(chǎn)品類型及編程軟件

S7-200系列PLC的特點：

是SIEMENS公司推出的一種小型PLC

（1）它結(jié)構(gòu)緊湊

（2）擴展性良好

（3）指令功能強大

（4）價格低廉

成為當代各種小型控制工程的理想控制器。

2．S7-200PLC的產(chǎn)品：

（1）集成一定數(shù)字I/O點的CPU：CPU221、CPU 222、CPU 224、CPU 226、CPU 226XM

（2）擴展模塊：主要有

數(shù)字量擴展模塊：EM221、EM222、EM223

模擬量擴展模塊：EM231、EM 232、EM 235

通訊模塊：EM277、EM241等

其它模塊：特殊功能模塊

可以十分方便地組成不同規(guī)模的控制器。其控制規(guī)?？梢詮膸c到幾百點。S7-200PLC可以方便地組成PLC-PLC網(wǎng)絡(luò)和微機-PLC網(wǎng)絡(luò)，從而完成規(guī)模更大的工程。

3．S7-200的編程軟件：STEP7-Micro/WIN32。該編程軟件可以方便地在Windows環(huán)境下對PLC編程、調(diào)試、監(jiān)控。使得PLC的編程更加方便、快捷?？梢哉f，S7-200可以完美地滿足各種小規(guī)?？刂葡到y(tǒng)的要求。

SIMOTION 系統(tǒng)由三個部分組成：

• 工程組態(tài)系統(tǒng)
  通過工程組態(tài)系統(tǒng)，可在一個集成化的系統(tǒng)中來解決運動控制、邏輯和技術(shù)任務(wù)，它提供了用于編程和參數(shù)分配、測試和調(diào)試以及診斷所有必要工具。
• 運行版軟件模塊
  這些模塊提供了各種運動控制功能和技術(shù)功能。通過選擇適宜模塊，可針對特定機器來定制系統(tǒng)功能。
• 硬件平臺
  各種平臺使 SIMOTION 運動控制系統(tǒng)成為一個完整系統(tǒng)。使用工程組態(tài)系統(tǒng)和相關(guān)運行版軟件模塊開發(fā)的應(yīng)用程序可在不同硬件平臺上使用，從而使您能夠針對特定機器選擇適宜的平臺。

運動控制解決方案“西門子制造”

依托強大的創(chuàng)新能力、行業(yè)內(nèi)的專有技術(shù)以及客戶借助自動化解決方案獲得的顯著收益，西門子成為全球范圍內(nèi)的運動控制系統(tǒng)供應(yīng)商之一。因此，我們能夠提供不同領(lǐng)域的成功案例供您參考。

面向各個行業(yè)推出的創(chuàng)新型產(chǎn)品、系統(tǒng)、
解決方案和

Siemens 運動控制系統(tǒng)能夠達到非常高的要求：所有產(chǎn)品通過使用新的技術(shù)，具有強大的功能和極高的質(zhì)量。此外，各個系統(tǒng)和產(chǎn)品以佳方式相互搭配，因此始終可以輕松自如地組合到經(jīng)濟型機器解決方案中。

下文將以運動控制系統(tǒng) SIMOTION 和驅(qū)動系統(tǒng) SINAMICS 為例。這些產(chǎn)品構(gòu)成了一個創(chuàng)新型系統(tǒng)平臺，利用該平臺，可對機器設(shè)備進行佳調(diào)整以滿足特定要求。因此，對于各種不同的行業(yè)，例如包裝、塑料和玻璃、木材和金屬、紡織和印刷等，均可找到佳的可滿足未來需要的經(jīng)濟型運動控制解決方案，這些解決方案可根據(jù)不斷出現(xiàn)的新要求而輕松進行擴展，并且可以與我們的高性能伺服電機、直線電機、轉(zhuǎn)矩電機和標準電機配合使用。

此外，在機器的整個生命周期內(nèi) Siemens 都為客戶提供支持，例如在全球 130 個/地區(qū)的超過 295 個點提供售前和售后，或者針對運動控制解決方案提供諸如應(yīng)用咨詢和機電支持等專項。

應(yīng)用支持：
通向解決方案的安全之路

設(shè)在中國、法國、德國、意大利、土耳其和美國的多個應(yīng)用中心都提供現(xiàn)場專家和應(yīng)用顧問，他們會為客戶的項目提供全程指導(dǎo)，從規(guī)劃到啟動，從初的構(gòu)想到機器真正運轉(zhuǎn)。

應(yīng)用咨詢包括：

• 項目的規(guī)劃和執(zhí)行
• 通過測試配置和仿真進行技術(shù)驗證
• 開發(fā)需求和功能規(guī)范
• 應(yīng)用研討會和客戶特定的培訓(xùn)課程

雙贏的合作伙伴關(guān)系

在此合作期間，Siemens 不但為客戶提供支持，而且將其作為系統(tǒng)和組件開發(fā)過程中的技術(shù)合作伙伴，終獲得實用的并能滿足未來需要的自動化解決方案。

Siemens 通過這種方式幫助客戶提高生產(chǎn)率，競爭力和長期盈利能力。