S7-200系列PLC编程器的使用示例

Siemens编程器S7-200系列用在中小型设备上的自动系统的控制单元，适用于各行各业，各种场合中的检测，监测及控制。
   在这里，和大家一起来讨论S7-200几个使用方面的情况。
 1.步进，伺服脉冲定位控制。
  在设备的控制系统中，有关运动控制是很重要的，下面我们来看一看西门子S7-200系列PLC怎样来实现这   个功能。
  首先，确定使用哪个端口来发脉冲，如采用Q0.0发脉冲，则它的控制字为SMB67，脉冲同期为SMW68，脉   冲个数存放在SMD72中，
  
  下面是控制字节的说明： 
Q0.0 Q0.1 控制字节说明 
 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更新脉冲宽度值 0=不更新，1=脉冲宽度值 
 SM67.2  SM77.2  PTO更新脉冲数 0=不更新，1=更新脉冲数 
 SM67.3  SM77.3  PTO/PWM时间基准选择 0=1微秒值，1=1毫秒值 
 SM67.4  SM77.4  PWM更新方法 0=异步更新，1=同步更新 
 SM67.5  SM77.5  PTO操作 0=单段操作，1=多段操作 
 SM67.6  SM77.6  PTO/PWM模式选择 0=选择PTO，1=选择PWM 
 SM67.7  SM77.7  PTO/PWM允许 0=禁止PTO/PWM，1=允许 
  这样根据以上表格，我们得出Q0.0控制字：SMB67为：10000101
采用PTO输出，微妙级周期，发脉冲的周期（也就是频率）与脉冲个数都要重新输入。10000101转化为  16进制 为85，有了控制字以后，我们来写这一段程序：

根据上面这段程序，我们知道了控制字的使用，同时也知道步进电机的脉冲周期与冲个数的存放位置（对  Q0.0来说是SMW68与SMD72）。当然，VW100与VD102内的数据不同的话，步进电机的转速和转动圈数就不一样。
   还有一点需要说明得是：M0.0导通---PLC捕捉到上升沿发动脉冲输出后，想停止的话，只须改变端口脉冲的 控制字，再启动PLS即可，程序如下：

2.高速计数功能。
   西门子S7-200系列PLC具有高速计数的功能；举一例子来谈谈高速计数的用途，我们采用普通电机来带动丝杆转动，我们想控制转动距离，怎么来解决这个问题？那么我们可在电机另一头与一编码器联接，电机转一圈，编码器也随之转一圈，同时根据规格发出不同的脉冲数。当然，这些脉冲数的频率比较高，PLC不能用普通的上升沿计数来取得这些脉冲，只能通过高速计数功能了。
   启动高速计数功能，也要具有控制字 
HSCO HSC1 描述 
 SM37.0  SM47.0  复位有效电平控制位 0=高电平有效， 1=低电平有效 
 SM37.1  SM47.1  启动有效电平控制位于 0=高电平有效， 1=低电平有效 
 SM37.2  SM47.2  正交计数器速率选择 0=4X计数率， 1=1X计数率 
 SM37.3  SM47.3  计数方向控制位 0=减计数， 1=正计数 
 SM37.4  SM47.4  向HSC中写入计数方向 0=不更新， 1=更新计数方向 
 SM37.5  SM47.5  向HSC中写入预置值 0=不更新， 1=更新预置值 
 SM37.6  SM47.6  向HSC中写入当前值 0=不更新， 1=更新当前值 
 SM37.7  SM47.7  HSC允许 0=禁止HSC， 1=允许HSC 

  参照上面的表格，我们选择HSC1高速计数器，控制字为SMB47，现在我们启动高速计数器HSC1，选择为增计数，更新计数方向，重新设置值，更新当前值：这样的话，HSC1的启动控制高为：11111000转化为16进制为 F8，将启动计数器时当前值存放在SMD48中，将预存置放在SMD52中，具体的程序 如下：

同样的，如果计数器在工作状态下想停止计数器，也必须改变它的控制字后，启动HSC具体程序 如下：

３． PID回路控制功能。
  西门子S7-200系列PLC的PID控制相当的简单，可以通过micro/win软件的一个向导程序，按照提示,一步一步执行您所要求PID控制的属性即可，在这里谈一谈PID这三个参数的具体意义：P为增益项，Ｐ越大，响应起就快，在调节流量阀时：设定流量为50%，当目前流量接近50%，刚超过，如果P值很大的话，那么流量阀会马上会关闭，而不会控制在某一区域。这就是增益项太大引起。在调节的过程中应该先将P值调节比较适当了，再去调节I值，它为积分项，是在控制器回路中控制对当前值与设定值相等的偏差范围。D为微分项，主要作用是避免给定值的微分作用而引起的跳变。
  在现场的PID参数的调整过程中，针对西门子S7-200型PLC我的建议是在不同的控制阶段，采用不同的PID参数组，具体而言就是当目前距离设定值差距较大时，采用P值较大的一套PID参数，如果当前值快接近设定值范围时，采用P值较小的一套PID参数。

• 结构紧凑、易于使用的低成本解决方案，用于满足简单控制任务
• 结构紧凑、易于操作，无需附件即可广泛应用
• “一体式”产品，集成显示屏和操作面板
• 仅需点击按钮或通过 PC 软件即可连接 36 种不同的功能；使用次数多达 130 多次
• LOGO! 8: 通过按钮或使用 PC 软件，可链接 38/43 个不同功能；多 200/400 次
• 通过按键可以方便地更改功能。重接线无需更多耗时

LOGO! 逻辑模块提供方便的、用户友好的解决方案，用于满足简单的开环和闭环控制任务。

LOGO! 具有广泛的通用性，例如：

• 楼宇/电气安装（照明、百叶窗、遮篷、门、门禁系统、栅栏、通风系统，等。）
• 控制柜制造。
• 机电设备（泵，小型压机，压缩机，传送带，升降台等）
• 暖房，温室的特殊控制
• 对其他控制器的信号进行处理

LOGO! 逻辑模块可根据应用情况进行扩展。

船级社认证

美国船级社, 法国船级社, 挪威船级社,德国劳氏船级社, 英国劳氏船级社，等

LOGO! Modular 可提供多种电压类型(12VDC, 24VDC, 24VAC, 115/230VDC, 115/230VAC)：

• 标准型：
• 纯型号，成本经过，不带按键控制面板和显示屏。

LOGO! 具有以下特性：

• R：继电器输出
• C:时钟/时间切换
• E：以太网接口
• o:无显示屏

LOGO!使用非常简单：

• 按键控制面板和显示屏位于一个设备中。无需其它工具。
• 通过集成式 EEPROM 备份切换程序和设定值（如定时器），以防电源故障。

LOGO! 节省空间：

• 例如：LOGO! 230RC：72 x 90 x 55 mm (W x H x D).
• 经调整后，可安装在配电箱中（尺寸与接地故障断路器相同）。

LOGO! 提供大的灵活性和通用性：

• 可扩展性：
  根据应用情况可连接扩展模块。

LOGO! 具有通信功能：

• 使用可选的通信模块，可连接到 AS-Interface 和 KNX Konnex 网络。
• LOGO!7 和 8 可与其它 LOGO! 单元通信，或与 SIMATIC 控制器或 SIMATIC 面板通信

SIMOTION P - 基于 PC 的运动控制系统

丰富的运动控制功能，集成在紧凑的嵌入式工业 PC 中：SIMOTION P320-4

SIMOTION P320-4 是一种高性能、超紧凑和免维护型嵌入式工业 PC，已在恶劣运行条件下得到验证。SIMOTION P320-4 既有 PLC 的坚固可靠性，又有 SIMOTION 的全面运动控制功能。

SIMOTION P320-4 包括两个高性能型号：

• SIMOTION P320-4 E（嵌入式）
  处理器：Inb i3 处理器（第三代）
  存储器：内部 CFast/外部可访问 CFast 
  操作系统：Windows Embedded Standard 7
• SIMOTION P320-4 S（标准型）
  处理器：Inb i7 处理器
  存储器：内置固态硬盘 (SSD)/外部可访问 CFast
  操作系统：Windows 7 Ultimate

SIMOTION P320-4 供货范围：

SIMOTION P320-4 随附有大容量存储器以及相关的 SIMOTION 运行系统软件。

• 内置大容量存储器：Windows 操作系统和 SIMOTION 运行系统固件
• 外置可存取海量存储器：SIMOTION 项目和用户数据

Windows 操作系统具有的开放性

这种开放性是基于 PC 的解决方案的突出特点：

• 联网灵活
• 数据存储容量大
• 数据备份方案
• 集成通信

复杂的数据测定和显像任务，甚至能通过 SIMOTION P，直接在 PC 上轻松执行工程技术操纵。如需要其它系统的 HMI 软件，可使用标准化的 OPC 器接口。

通过集成的以太网接口，可以通过 SIMOTION IT 访问集成 Web 器上的数据。通信回路采用标准 IT 协议，进行调试、诊断和维护。

也可以使用远程维护、诊断和远程等功能。
另外还提供了标准 PC 接口，用于连接以下部件：

• 打印机、键盘和鼠标等硬件
• 可视化软件或 Microsoft Office 程序等软件。

SIMOTION 操作系统具有实时功能

完全独立的 SIMOTION 操作系统与 SIMOTION P 上的 Windows 并行运行。通过这种实时扩展，可实现能够满足 SIMOTION P 平台上的高性能要求的复杂运动控制应用。

功能强大的 PC 技术

• 系统采用新的 PC 处理器技术，可确保提供佳性能。
• 指令执行速度非常之快，为中高端性能范围提供了新的应用机会。

• 开环控制、运动控制、技术、可视化和标准 Microsoft 应用程序均集成在同一平台上，无需执行耗时的安装即可直接使用
• 功能强大的新 PC 处理器架构带来了性能的提升
• 基于 Windows 操作系统，因此对各种标准应用程序具有开放性
• 可基于工业以太网使用标准 PC 通信机制
• 简易软件升级
• 用户友好型操作
• 通过现有通信接口实现灵活联网该 SIMOTION P320-4 版本具有一个集成式 PROFINET 接口和工业以太网接口。对于也需要 PROFIBUS DP 连接的应用，可使用带有两个 PROFIBUS 接口的可选模块 IsoPROFIBUS 板。
• 集成众多功能因而功能强大
• 在同一程序中轻松对开环控制和运动控制应用进行工程配置

• 用于向 Ex 区输出数字量信号
• 用于在防爆区域中连接本质安全数字量设备
• 4 DI NAMUR
• 4 通道模块中的 4 点数字量输入（单通道隔离）
• 符合 DIN EN 60947-5-6 和 NAMUR 的可连接编码器，可带有已接线或未接线机械触点
• 诊断和诊断报警可编程

下列本安型设备可以连接到 EX 数字量输入模板：

Ex 数字量输入模块具有以下机械特点：

• 设计紧凑;
  坚固的塑料机壳里包括：
  • 绿色 LED ，用于指示“1”信号 （触点闭合或 I>2,1mA 带符合DIN 19234 的NAMUR 编码器）
  • 红色 LED 用于指示断线或短路
  • 前连接器插槽和电缆槽，通过前盖板保护
  • 前盖上的标签区。
• 安装方便：
  模块安装在 DIN 导轨上并通过总线连接器连接到相邻模块。
  没有插槽规则；输入地址由插槽决定。
• 用户友好的接线：
  通过插入式前连接器来对模块接线。 第一次插入时，有一个编码元件与之啮合，这样，该连接器只能插入同类型的模块。 前连接器里有专门的保护装置，用于保护模块的 24V 电源。 更换模块时，对于新的同类型模块，可原封不动保持前连接器的接线状态。

  以下 SIPLUS S7-300 防爆数字量模块可在恶劣环境条件下使用：

  • SIPLUS S7-300 SM321 4DI NAMUR；
    数字量输入

  SIPLUS S7-300 防爆数字量模块可在以下恶劣环境条件下使用：

  • 环境温度范围宽：0 °C 到 +60 °C
  • 在需要较高抗化学腐蚀性以及需能够承受较高机械和生物负荷和盐雾的场合
  • 相对湿度

西门子PLC S7-200的寻址方式

S7-200编程语言的基本单位是语句，而语句的构成是指令，每条指令有两部分：一部分是操作码，另一部分是操作数。操作码是指出这条指令的功能是什么，操作数则指明了操作码所需要的数据所在。所谓寻址，就是寻找操作数的过程。S7-200 CPU的寻址分三种：立即寻址、直接寻址、间接寻址。

1．立即寻址

在一条指令中，如果操作码后面的操作数就是操作码所需要的具体数据，这种指令的寻址方式就叫立即寻址。

如：在传送指令中：MOV IN OUT——操作码“MOV”指出该指令的功能把IN中的数据传送到OUT中，其中IN——源操作数，OUT——目标操作数。

若该指令为：MOVD 2505 VD500

功能：将十进制数2505传送到VD500中，这里2505就是源操作数。因这个操作数的数值已经在指令中了，不用再去寻找，这个操作数即立即数。这个寻址方式就是立即寻址方式。而目标操作数的数值在指令中并未给出，只给出了要传送到的地址VD500，这个操作数的寻址方式就是直接寻址。

2．直接寻址

在一条指令中，如果操作码后面的操作数是以操作数所在地址的形式出现的，这种指令的寻址方式就叫直接寻址。

如：MOVD VD400 VD500

功能：将VD400中的双字数据传给VD500

3．间接寻址

在一条指令中，如果操作码后面的操作数是以操作数所在地址的地址形式出现的，这种指令的寻址方式就叫间接寻址。

如：MOVD 2505 *VD500

*VD500是指存放2505的地址的地址。

如VD500中存放的是VB0，则VD0则是存放2505的地址。

该指令的功能：将十进制数2505传送给VD0地址中。

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

16通道数字模块（2A模块）的前连接器模块多可同时连接2条连接电缆或者一条2 x 16针扁平圆形护套带状电缆，32通道数字模块的前连接器模块多可同时连接4条连接电缆或者两条2 x 16针扁平圆形电缆。 连接模块可通过连接电缆连接。

每个模拟模块的前连接器模块上多可以连接4根屏蔽连接电缆，

送入信号作用于连接模块或前连接器模块。

连接信号模块时，使用前连接器模块而不是SIMATIC S7-400前连接器与信号模块连接。 它有2至4针连接器，可连接连接电缆，3个电源连接端子。 有几种型号可供选择，分别连接数字24 V/0.5 A I/O信号，数字24 V/2 A输出模块和模拟I/O模块。

• SIMATIC S7-400组件的连接
  该前连接器模块可替换标准SIMATIC连接器 
  6ES7 492-1AL00-0AA0
  6ES7 492-1BL00-0AA0
  6ES7 492-1CL00-0AA0
• 关于前连接器模块的电路图，请参考“电路图”部分。

• SIMATIC S7-400 /S7-400H 的基本机械框架
• 用于安装模块、为模块提供工作电压并通过背板总线连接模块
• 有若干型号，用于配置中央控制器的扩展机架

CPU 1517-3 PN/DP 是具有极大容量程序及数据存储器的 CPU，适用于除集中式 I/O 外还包含分布式自动化结构的应用中要求十分苛刻的任务。

可被用作 PROFINET IO 控制器或分布智能系统（PROFINET 智能设备）。集成式 PROFINET IO IRT 接口设计为 2-端口交换机以便在系统中设立总线型拓扑。

附加的集成 PROFINET 接口，具有单独的 IP 地址，可用于网络分离等。

分布式 I/O 可通过 PROFIBUS 以及集成 PROFIBUS 接口进行连接。

另外，CPU 还提供全面的控制功能，并能够通过标准化的 PLC-open 块连接变频器。

• S7-1500 控制器产品系列中具有较大容量程序及数据存储器的 CPU，适用于具有较高程序范围和联网要求的应用。
• 具有较高处理速度，适用于二进制和浮点运算
• 用于系列机器、专用机器以及工厂中的跨领域自动化任务
• 在具有集中式和分布式 I/O 的生产线上作为集中式控制器使用
• PROFINET IO IRT 接口，带 2 端口交换机
• 带独立 IP 地址的附加 PROFINET 接口
• PROFINET I/O 控制器，用于在 PROFINET 上运行分布式 I/O
• 用于连接 CPU 作为 SIMATIC 或非西门子 PROFINET IO 控制器下的 PROFINET 设备的 PRIFINET I-Device
• PROFIBUS DP 主站接口
• 在 PROFIBUS 和 PROFINET 上实现等时同步模式
• 集成运动控制功能，可以控制速度控制轴和定位轴，支持外部编码器，轴间精密传动
• 集成 Web 器，带有创建用户定义的 Web 站点的选项

注：

运行 CPU 所需的 SIMATIC 存储卡

CPU 1517-3 PN/DP 的配置如下：

• 功能强大的处理器：
  该 CPU 的单条二进制命令的命令执行时间可低至 2 ns。
• 大容量工作存储器：
  2 MB，用于程序；8 MB，用于数据
• 采用 SIMATIC 存储卡作为加装存储器；
  允许实现例如数据日志和归档等其它功能
• 灵活的扩展功能：
  单层组态多可支持 32 个模块（CPU + 31 个模块）
• 具有以下功能的屏幕画面：
  • 显示概览信息，如集成接口的 IP 地址、站名称、设备名称、位置标识符等。
  • 显示诊断信息
  • 显示模块信息
  • 显示显示屏设置
  • 显示可由用户定义的徽标
  • 设置 IP 地址
  • 设置日期和时间
  • 选择运行模式
  • 将 CPU 复位为出厂设置
  • 禁用/启用显示
  • 启用保护等级。
• PROFINET IO IRT 接口用于通过 PROFINET 进行分布式 I/O 连接
• PROFINET 接口用于网络分离
• PROFIBUS DP 接口用于通过 PROFIBUS 进行分布式 I/O 连接