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 SIMADYN D 的典型应用

钢铁行业. 印刷行业. 起重工业. 金属制造业. 金属处理. 化纤行业. 玻璃工业. 电缆行业. 纺织工业. 锡箔工业.

 

复杂工艺控制 
   
1, 电气同步系统 
 2,定位控制  
 3,定尺剪和飞剪 
 4,复杂力矩控制
 5,液 压 驱 动 控 制 
 6,卷曲机 

SIMADYN D典型应用

胶卷生产线
在每个槽架有8 CPU 
 采样时间 <= 7 ms
 大约40 个力矩控制和10个速度控制

管式印刷机
 在每个槽架有1 CPU
 采样时间 <= 1 ms
 4 个位置控制
 轴向式集装箱起重机
在每个槽架有 4 CPU
采样时间 <= 1 m
 造纸：同步, 张力及位置控制                   
金属处理：位置，厚度和同步控制

 

造纸：同步, 张力及位置控制                  

 

金属处理：位置，厚度和同步控制

纺织工业：张力控制

驱 动

同 步 多 机 驱 动 可 用 于 纤 维 工 业 或 轧 钢 工 业

SIMADYN D 特别适用于

.
复杂的工艺控制功能：如卷曲机，多电机驱动， 同步以及定位控制等。
 数据的采集及处理
 高速通讯－ 现 场 总 线， 以 太 网
 快速, 高精度的运算－ 32/64 位 浮 点 数 运 算
 确保功能的冗余性和灵活性

SIMATIC ET 200S 故障安全型 CPU：

• SIMATIC IM 151-7 F-CPU
• SIMATIC IM 151-8 F PN/DP CPU
• SIPLUS 型号
  • 用于 SIMATIC ET 200S、带有集成故障安全 CPU 的接口模块
  • 带 DP/MPI 接口
  • 用于构建故障安全型自动化系统，提高工厂的安全性
  • 根据标准 IEC 61508、IEC 62061 的标定，高可符合 SIL 3 安全要求；根据标准 13849.1 的规定，可符合 PL e 的安全要求。
  • 故障安全 I/O 模块可通过 DP 主站模块 (PROFIsafe) 连接在分布式配置中
  • ET200S PROFIsafe 的安全保护 I/O 模块可以集中连接。
  • 支持没有安全保护功能的标准模块

IM 151-7 F-CPU接口模块包括:

• 微处理器; 每条二进制指令的处理时间为100 ns
• 128 KB RAM
• 可以进行高度的模块化扩展, 因而具有大的灵活性; 在必要的时候,多可以混合连接 63个 I/O 模块 (电源模块, 电子模块, 工艺模块和 电动机起动器模块)
• 组合的多点接口 PG, OP/DP, 通过 RS 485 (铜质的 9-针 sub-D 插座) 可配置为 DP 的从站或 MPI
• 为了保护应用程序不致被没有授权的人员访问,设有密码
• 诊断缓冲器,可以存储 100 个先前发生的故障和运行中断事件
• SIMATIC MMC
  • 没有电池, 无须进行数据备份的维护工作
  • 程序备份 (装载存储器)
  • 通过MMC可以进行微程序(软件)的刷新
  • MMC卡上装有外部装载存储器
• 通过MMC进行软件的刷新
• 设有硬件时钟; 可以提供CPU的诊断信息帧,并记录日期和时间
• 集成的通讯功能:
  • 编程器/OP 通讯
  • PROFIBUS DP 从站/MP
• 作为器的基本通讯功能 (利用 I-Put/I-Get, S7-CPUs 通过PROFIBUS总线从IM 151-7 F CPU接口模块访问数据 )
• TeleService(远程)

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S7-200PLC的数据区

（一）数字量输入和输出映象区

1．输入映象寄存器（数字量输入映象区）（I）

数字量输入映象区是S7-200CPU为输入端信号状态开辟的一个存储区。输入映像寄存器的标识符为I，在每个扫描周期的开始，CPU对输入点进行采样，并将采样值存于输入映像寄存器中。

输入映像寄存器是PLC接收外部输入的开关量信号的窗口。

可以按位、字节、字、双字四种方式来存取。

（1）按“位”方式：从I0.0~I15.7，共有128点

（2）按“字节”方式：从IB0~IB15，共有16个字节

（3）按“字”方式：从IW0~IW14，共有8个字

（4）按“双字”方式：从ID0~ID12，共有4个双字

2．输出映像寄存器（Q）

数字量输出映象区是S7-200CPU为输出端信号状态开辟的一个存储区。输出映像寄存器的标识符为Q（从Q0.0~Q15.7，共有128点），在每个扫描周期的末尾，CPU将输出映像寄存器的数据传送给输出模块，再由后者驱动外部负载。

可以按位、字节、字、双字四种方式来存取。

（1）按“位”方式：从Q0.0~I15.7，共有128点

（2）按“字节”方式：从QB0~QB15，共有16个字节

（3）按“字”方式：从QW0~QW14，共有8个字

（4）按“双字”方式：从QD0~QD12，共有4个双字

说明：实际没有使用的输入端和输出端的映象区的存储单元可以作中间继电器用。

（二）模拟量输入映象区和输出映象区

1．模拟量输入映象区（AI区）

模拟量输入映象区是S7-200CPU为模拟量输入端信号开辟的一个存储区。S7-200将测得的模拟量（如温度、压力）转换成1个字长（2个字节）的数字量，模拟量输入映像寄存器用标识符（AI）、数据长度（W）及字节的起始地址表示。

从AIW0~AIW30，共有16个字，总共允许有16路模拟量输入。

说明：模拟量输入值为只读数据。

2．模拟量输出映象区（AQ区）

模拟量输出映象区是S7-200CPU为模拟量输出端信号开辟的一个存储区。S7-200将1个字长（2个字节，16位）的数字量按比例转换为电流或电压。模拟量输出映像寄存器用标识符（AQ）、数据长度（W）及字节的起始地址表示。

从AQW0~AQW30，共有16个字，总共允许有16路模拟量输出。

（三）变量存储器（V）（相当于内辅继电器）

PLC执行程序过程中，会存在一些控制过程的中间结果，这些中间数据也需要用存储器来保存。变量存储器就是根据这个实际的要求设计的。变量存储器是S7-200CPU为保存中间变量数据而建立的一个存储区，用V表示。

可以按位、字节、字、双字四种方式来存取。

（1）按“位”方式：从V0.0~I5119.7，共有40960点。CPU221、CPU222变量存储器只有2048个字节，其变量存储区只能到V2047.7位。

（2）按“字节”方式：从VB0~VB5119，共有5120个字节

（3）按“字”方式：从VW0~VW5118，共有2560个字

（4）按“双字”方式：从VD0~VD5116，共有1280个双字

（四）位存储器（M）区

PLC执行程序过程中，可能会用到一些标志位，这些标志位也需要用存储器来寄存。位存储器就是根据这个要求设计的。位存储器是S7-200CPU为保存标志位数据而建立的一个存储区，用M表示。该区虽然叫位存储器，但是其中的数据不仅可以是位、还可以是字节、字或双字。

（1）按“位”方式：从M0.0~M31.7，共有256点。

（2）按“字节”方式：从MB0~MB31，共有32个字节

（3）按“字”方式：从MW0~MW30，共有16个字

（4）按“双字”方式：从MD0~MD28，共有8个双字

（五）顺序控制继电器区（S）

PLC执行程序过程中，可能会用到顺序控制。顺序控制继电器就是根据顺序控制的特点和要求设计的。顺序控制继电器区是S7-200CPU为顺序控制继电器的数据而建立的一个存储区，用S表示。在顺序控制过程中，用于组织步进过程的控制。

可以按位、字节、字、双字四种方式来存取。

（1）按“位”方式：从S0.0~S31.7，共有256点。

（2）按“字节”方式：从SB0~SB31，共有32个字节

（3）按“字”方式：从SW0~SW30，共有16个字

（4）按“双字”方式：从SD0~SD28，共有8个双字

（六）局部存储器区（L）（相当于内辅继电器）

S7-200PLC有64个字节的局部存储器，其中60个可以用作暂时存储器或者给子程序传递参数。

局部存储器和变量存储器很相似，主要区别是变量存储器是全局有效的，而局部存储器是局部有效的。全局是指同一个存储器可以被任何程序存取（例如，主程序、子程序或中断程序）。局部是指导存储器区和特定的程序相关联。

几种程序之间不能互访。

局部存储器区是S7-200CPU为局部变量数据建立的一个存储区，用L表示。该区域的数据可以用位、字节、字、双字四种方式来存取。

（1）按“位”方式：从L0.0~L63.7，共有512点。

（2）按“字节”方式：从LB0~LB63，共有64个字节

（3）按“字”方式：从LW0~LW62，共有32个字

（4）按“双字”方式：从LD0~LD60，共有16个双字

（七）定时器存储器区（T）

PLC在工作中少不了需要计时，定时器就是实现PLC具有计时功能的计时设备。定时器的编号：

T0、T1、……、T255

S7-200有256个定时器。

（八）计数器存储器区（C）

PLC在工作中有时不仅需要计时，还可能需要计数功能。计数器就是PLC具有计数功能的计数设备。

计数器的编号：

C0、C1、……、C255

（九）高速计数器区（HSC）

高速计数器用来累计比CPU扫描速率更快的事件。S7-200各个高速计数器不仅计数频率高达30kHz。

S7-200各个高速计数器有32位带符号整数计数器的当前值。若要存取高速计数器的值，则必须给出高速计数器的地址，即高速计数器的编号。

高速计数器的编号为：HSC0、HSC1、……、HSC5。

S7-200有6个高速计数器。其中CPU221和CPU222仅有4个高速计数器（HSC0、HSC3、HSC4、HSC5）

（十）累加器区（AC）

累加器是可以像存储器那样进行读/写的设备。例如，可以用累加器向子程序传递参数，或从子程序返回参数，以及用来存储计算的中间数据。

S7-200CPU提供了4个32位累加器（AC0、AC1、AC2、AC3）。

可以按字节、字或双字来存取累加器数据中的数据。但是，以字节形式读/写累加器中的数据时，只能读/写累加器32位数据中的低8位数据。如果是以字的形式读/写累加器中的数据，只能读/写累加器32位数据中的低16位数据。只有采取双字的形式读/写累加器中的数据时，才能一次读写全部32位数据。

因为PLC的运算功能是离不开累加器的。因此不有像占用其他存储器那样占用累加器。

（十一）特殊存储器区（SM）

特殊存储器是S7-200PLC为CPU和用户程序之间传递信息的媒介。它们可以反映CPU在运行中的各种状态信息，用户可以根据这些信息来判断机器工作状态，从而确定用户程序该做什么，不该做什么。这些特殊信息也需要用存储器来寄存。特殊存储器就是根据这个要求设计的。

1．特殊存储器区

它是S7-200PLC为保存自身工作状态数据而建立的一个存储区，用SM表示。特殊存储器区的数据有些是可读可写的，有一些是只读的。特殊存储器区的数据可以是位，也可是字节、字或双字。

（1）按“位”方式：从SM0.0~SM179.7，共有1440点。

（2）按“字节”方式：从SM0~SM179，共有180个字节

（3）按“字”方式：从SMW0~SMW178，共有90个字

（4）按“双字”方式：从SMD0~SMD176，共有45个双字

说明：特殊存储器区的头30个字节为只读区。

2．常用的特殊继电器及其功能

特殊存储器用于CPU与用户之间交换信息，例如SM0.0一直为“1”状态，SM0.1仅在执行用户程序的第一个扫描周期为“1”状态。SM0.4和SM0.5分别提供

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西门子S7系统PLC的符号编程基础介绍

一、系统存储区

S7的系统存储区集成在CPU中，不能被扩展。系统存储区根据功能分为不同的区域供用户使用。在用户程序中使用相应的指令可以在相应的地址区内直接对数据进行寻址。

1．输入过程暂存区（I）

2．输出过程暂存区（Q）

3．位存储区（M）

4．外部输入输出（PI/PQ）

5．计时器（T）

6．计数器（C）

7．数据块（DB）

8．局部数据（L）

二、地址寻址

什么是地址寻址？

1.位寻址

2.字节寻址

3.字寻址

4.双字寻址

三、符号地址寻址

1.       全局符号

在符号编辑器中定义的符号。

2.       局部符号

局部符号是在程序块中变量申明区中定义，定义的对象也只限于本块的块参数、静态数据和临时数据等，且所定义的符号只在本程序块中有效。

全模块化连接模块是 SIMATIC S7-300/400 的标准连接模块，其作用在于外围设备方便、快捷、准确地连接到 SIMATIC S7-300/400 上。

• 前连接器模块、连接电缆和连接模块插入方便。
• 快速和低成本布线
• 前连接器模块或数字和模拟信号连接模块可连接电源电压。
• 减少了配线错误，增强了机柜布线的条理性
• 数字信号通过单字节或双字节分配。
• 可以单独更换每个部件。
• 每条电缆的长度可进行配置，不必截断，或者直接使用预装电缆。

经调整后的前连接器被称为前连接器模块，可与该模块连接， 将其插入该模块而不是前连接器进行连接。 前连接器模块有各种型号可供选择。 SIMATIC S7-300和SIMATIC S7-400分别有数字式和模拟式两种型号。 连接电缆插入前连接器模块。

连接前连接器模块时，请注意以下事项：

每字节的综合电流小于4 A，

外部电源电压的正极与该连接模块连接， 使电源电压通过连接电缆传送。 考虑到连接电缆的载流能力，综合电流不得超过4 A/byte。

当每字节的综合电流大于4 A时

需单独增加电缆传送高于4 A的综合电流， 该增加电缆连接于前连接器的特殊连接插座上。

6FX2007-1AE14电缆

• 通过点对点连接(高信息率)进行高性能的信息传输
• 物理接口：RS 422/RS 485 (X.27)
• 多 32 节点
• 执行的协议：ASCII, 3964 (R)
• 利用集成在 STEP7 中的参数设置工具可以方便地进行参数设置

CP 440 通讯模块通过 RS 422/RS 485（X27）进行高性能的短消息帧传送。该特点可促使实现上述所有点对点连接。

例如，点对点连接可用于：

• SIMATIC S7、SIMATIC S5 可编程逻辑控制器和非西门子控制器
• 编程器和PC机
• 机器人控制
• 扫描器，条码阅读器
• 测量系统
• 秤

RS 485 接口允许多连接 32 个通讯连接。

通讯处理器有以下机械特性：

• 坚固的塑料外壳
• LED指示灯:
  用于指示 "发送", "接收" 或 "故障"

CP 440 也可在扩展机架中使用。但是，必须C总线信号的传输。在“技术规范”中列出了使用范围。

采用了多种标准协议，因此可与广泛的节点进行数据交换：

• ASCII: 
  用于通过简单通讯协议连接到第三方系统，如带有开始和结束字符的协议或带有块检查字符的协议。 接口的握手信号可被扫描，并由用户程序来控制。
• 3964（R）： 
  用于通过已标准化和公布的西门子 3964 (R) 协议连接到西门子设备或第三方设备。 另外还采用了一个带有默认值的 3964(R) 驱动程序和一个可编程 3964(R) 驱动程序。

参数化

CP 440 通讯处理器的参数化极为简单而方便：

• 用户可通过集成在 STEP 7 中的一个参数分配工具来指定模块特性，例如：
  • 要使用哪个已实施协的议驱动程序，或
  • 要使用哪些驱动程序相关功能
• 通过 CPU 进行参数化： 
  只需将编程设备与 CPU 相连。 组态数据归档在一个系统数据块中，而数据块存储在 CPU 中。 在更换一个模块时，新的模块可立即投入使用。
• 组态软件包（光盘）： 
  含电子手册以及用于与 CP 通讯的参数化屏幕和标准功能块

• 故障安全型 CPU 具有大容量程序存储器，可用于要求很高的应用
• 用于构建故障安全型自动化系统，提高工厂的安全性
• 安全等级可达 SIL 3 (IEC 61508) 和 PL e (ISO 13849.1)
• 可以通过集成的 PROFIBUS DP 接口 (PROFIsafe) 在分布式组态中连接故障安全型 I/O 模块
• 也可以集中式连接 ET200M 故障安全型 I/O 模块
• 在非安全型应用中，可集中式或分布式使用标准模块

CPU 运行需要 SIMATIC 微存储卡(MMC)。

CPU 317F-2 DP 安装有：

• 微处理器;
  每条二进制指令执行时间约25ns，每条浮点数运行指令约160μs.CPU 317F-2 DP具有极高的字指令、双字指令和32位定点数指令处理速度。
• 存储器；
  1.5 MB 高速工作存储器，用于与安全相关的程序段和标准程序段；对于与安全相关的程序段，则必须考虑增加存储空间（5倍以上）。作为程序装载存储器的微型存储卡（大为 8 MB）也允许将可以项目（包括符号和注释）保存在 CPU 中。装载存储器还可用于数据归档和配方管理。
• 灵活扩展
  多达 32 个模块，（４排结构）
• MPI/DP 组合接口
  个 MPI/DP 集成接口多可以同时建立与 S7-300/400 或编程设备、PC、OP 的 32 条连接。在这些连接中，始终分别为 PG 和 OP 各保留一个连接。通过MPI接口和“全局数据通讯”可以对32个CPU进行简单组网。
• 该接口可从MPI接口重新设置为DP接口。DP 接口可用作 DP 主站或 DP 从站运行。
• PROFIBUS DP 接口；
  CPU 317F-2 DP 的第二个集成接口是可以用作 DP 主站或 DP 从站的纯 PROFIBUS DP 接口。可以组建一个高速的、易于处理的分布式自动化结构。对用户来说,分布式I/O单元可作为一个集中式单元来处理(相同的组态、编址和编程)。
  全面支持 PROFIBUS DP V1 标准。这将增加 DP V1 标准从站在诊断和参数赋值能力的范围。
  限制：两个接口不能同时作为从站来运行。

包括故障安全I/O模块的分布式I/O站可以通过内置的 PROFIBUS DP 接口连接。ET 200 M 故障安全型 I/O 模块可以满足安全相关的应用。ET 200 M 故障安全型 I/O 模块可集中实现。通过PROFIBUS DP，使用PROFIsafe实现安全相关的通讯。

CPU 319F-3 PN/DP是快速的S7-300 CPU,具有大容量程序存储器. 它特别是用于具有扩展自动化任务以及具有严格的安全要求的工厂使用。

可在SIMATIC S7-300中用作一个PROFINET IO控制器和一个标准PROFIBUS DP主站。CPU 319F-3 PN/DP也可用作分布式智能从站(DP从站)。

带故障安全I/O模块的分布式I/O设备可以通过三个内置的接口连接。 ET 200M故障安全型I/O模块也可满足安全相关的应用。

无需其他组件，通过CPU的内置通讯选件就可以实现网络自动化解决方案(也可以使故障安全型解决方案)。

什么是编址 S7-200的编址方法

该指令的助记符、指令代码、操作数、程序步如表 1 所示。

表 1 乘法指令的要素

MUL 乘法指令是将指定的源元件中的二进制数相乘，结果送到指定的目标元件中去。 MUL 乘法指令使用说明如图1 所示。它分 16 位和 32 位两种情况。

图 1 乘法指令使用说明

当为 16 位运算，执行条件 X0 由 OFF → ON 时， [D0]x[D2] → [D5 ， D4] 。源操作数是 16 位，目标操作数是 32 位。当 [D0]=8 ， [D2]=9 时， [D5 ， D4]=72 。高位为符号位， 0 为正， 1 为负。

当为 32 位运算，执行条件 X0 由 OFF → ON 时， [D1 、 D0]x[D3 、 D2] → [D7 、 D6 、 D5 、D4] 。源操作数是 32 位，目标操作数是 64 位。当 [D1 、 D0]=238 ， [D3 、 D2]=189 时， [D7 、 D6 、 D5 、D4]=44982 ，高位为符号位， 0 为正， 1 为负。

如将位组合元件用于目标操作数时，限于 K 的取值，只能得到低位 32 位的结果，不能得到高位 32 位的结果。这时，应将数据移入字元件再进行计算。

用字元件时，也不可能监视 64 位数据，只能通过监视高位 32 位和低 32 位。 V 、 Z 不能用于 [D] 目标元件。