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西門子PLC模塊6ES7214-1HG40-0XB0

S7-200之間的數(shù)據(jù)交換，但是不是我們推薦的常用通信方式。因為使用Modbus通信和自由口通信時您需要編寫大量的程序，并無法很好的保證通信的準(zhǔn)確性和實時性，Modbus 通信和自由口通信是常用于S7-200CPU與第三方設(shè)備或儀表之間的數(shù)據(jù)交換方式。

1.1 網(wǎng)絡(luò)讀寫（PPI）通信

PPI 協(xié)議是S7-200的主從通信協(xié)議.利用此方式可以實現(xiàn)S7-200與S7-200間的數(shù)據(jù)交換。這種通信方式利用CPU集成通信口即可實現(xiàn)，配置簡單。通信中，主站設(shè)備將請求發(fā)送至從站設(shè)備，然后從站設(shè)備進行響應(yīng)

PLC具有穩(wěn)定可靠、價格便宜、功能齊全、應(yīng)用靈活方便、操作維護方便的優(yōu)點，這是它能持久的占有市場的根本原因。隨著工業(yè)自動化水平的不斷提升，PLC所占據(jù)的地位可以說功不可沒，雖然PLC是專為工業(yè)應(yīng)用而設(shè)計，硬件設(shè)計有極高的安全性和穩(wěn)定性，但是不乏一些自然原因和人為因素導(dǎo)致PLC損壞，不能正常使用。

  PLC的價格少則幾百，多則上萬，所以從節(jié)省開支方面講，PLC損壞后還是具有一定的維修價值。PLC的維修技術(shù)，不單是PLC硬件上的修復(fù)，還有PLC線路以及軟件的相互配合，再者，PLC不像單片機那樣，是單一的芯片，加上少量電路就能工作，修復(fù)相對簡單。

  控制回路有開環(huán)和閉環(huán)的區(qū)別。開環(huán)控制回路，指輸出是根據(jù)一個參考量而定，輸入和輸出量沒有直接的關(guān)系。而閉環(huán)回路則將控制回路的輸出再反饋回來作為回路的輸入，與該量的設(shè)定值或應(yīng)該的輸出值作比較。閉環(huán)回路控制又叫反饋控制，是控制系統(tǒng)中常見的控制方式。下面介紹幾種常規(guī)的反饋控制的模式。二位控制這是簡單的反饋控制，有時也叫開關(guān)控制。這種控制是當(dāng)被測量達到高值或低值的時候，就給出一個開關(guān)的信號。雖然被測量可能是模擬量，但控制輸出是開關(guān)的，所以叫兩位控制。

  PLC內(nèi)部集成了CPU，存儲器，I/O電路，通訊電路

SIWAREX集成化解決方案替代稱重變送器/儀表

EMC即電磁兼容性，描述了電氣設(shè)備在特定的電磁下，既不受到電磁的影響，也不會對周圍產(chǎn)生影響的能力。在安裝之前，一定要執(zhí)行EMC設(shè)計規(guī)范，分析各種可能存在的源。

電磁可以通過以下幾種到控制和稱重模塊的正常工作：
（1） 電磁場直接作用于控制；
（2） 通過現(xiàn)場總線引入，如PROFIBUS DP；
（3） 通過電纜引入；
（4） 通過電源或者保護地引入；

根據(jù)傳輸介質(zhì)（導(dǎo)電還是非導(dǎo)電）以及源與設(shè)備之間的距離，可以通過四種耦合到控制：
（1） 電導(dǎo)耦合
（2） 電容耦合
（3） 電感耦合
（4） 輻射耦合

安裝接線注意事項

原則1：接地面積要大
安裝自動化設(shè)備時，不可動的金屬部件要接地，接地面積要大，接地電阻要小，比如通過扁鋼、銅排、截面積比較大的電纜等。噴漆或者陽極化處理的金屬部件，通過螺絲接地時，需要通過專門的接地片或者去掉面的防腐層。因為鋁很容易氧化，不適宜作為接地材料。

圖2 接地銅排及電纜

原則2：電纜敷設(shè)要分類
在敷設(shè)電纜時，將其按照主電源線、電源線、線、現(xiàn)場總線等進行分類，電源線與線一定要走不同的穿線管或者走線槽，線盡可能貼著支撐梁、金屬導(dǎo)軌、機柜背板等走線。

原則3：等電勢體
創(chuàng)建等電勢體，并將內(nèi)的所有電氣設(shè)備都通過等電勢體連接到大地。對于防爆應(yīng)用，必須建立等電勢體。

原則4：電纜屏蔽層要連接
稱重模塊與傳感器之間推薦使用西門子提供的電纜，如圖3所示。
電纜型號：Li2Y 1 x 2 x 0.75 ST + 2 x (2 x 0.34 ST) – CY
訂貨號： 非防爆 7MH4702-8AG 防爆 7MH4702-8AF
注意：如果使用第三方電纜，請使用兩兩雙絞屏蔽，外面還要有一層總屏蔽的雙屏蔽電纜：

圖3 稱重模塊與傳感器之間連接電纜

當(dāng)傳感器與稱重模塊之間距離很遠時，在有等電勢體的前提下，建議屏蔽層在接線盒和模塊處均大面積接地，如下圖所示：

在模塊側(cè)電纜的屏蔽層壓直接壓在屏蔽安裝單元上，如下圖所示：

圖4 電纜屏蔽層的連接

原則5 各種屏蔽連接單元的使用
在稱重模塊側(cè)，稱重傳感器電纜的屏蔽層通過各種屏蔽連接元件與安裝背板或者導(dǎo)軌進行大面積連接。
對于S7 200中使用的SIWAREX MS模塊其屏蔽連接端子如下圖所示，訂貨號：6ES5728-8MA11，每包10個。

圖5 SIWAREX MS屏蔽連接端子

對于SIWAREX U、SIWAREX FTC和SIWAREX FTA模塊，屏蔽連接元件和屏蔽連接端子需要配合使用，其中：
屏蔽連接單元，訂貨號：6ES7390-5AA00-0AA0，可供兩個SIWAREX U 使用，（對于SIWAREX FTC和SIWAREX FTA模塊一個連接單元只能連接一個模塊。）
屏蔽連接端子，訂貨號：6ES7390-5CA00-0AA0，每包兩個，適合線徑為4 到13mm 的傳感器電纜

CPU 支持以下類型的代碼塊，使用它們可以創(chuàng)建有效的用戶程序結(jié)構(gòu)：

• 組織塊 (OB) 定義程序的結(jié)構(gòu)。 有些 OB 具有預(yù)定義的行為和啟動事件，但用戶也可以創(chuàng)建具有自定義啟動事件的 OB。
• 功能 (FC) 和功能塊 (FB) 包含與特定任務(wù)或參數(shù)組合相對應(yīng)的程序代碼。 每個 FC 或 FB 都提供一組輸入和輸出參數(shù)，用于與調(diào)用塊共享數(shù)據(jù)。 FB 還使用相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)塊（稱為背景數(shù)據(jù)塊）來保存該 FB 調(diào)用實例的數(shù)據(jù)值。 可多次調(diào)用 FB，每次調(diào)用都采用唯一的背景數(shù)據(jù)塊。 調(diào)用帶有不同背景數(shù)據(jù)塊的同一 FB 不會對其它任何背景數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)值產(chǎn)生影響。
• 數(shù)據(jù)塊 (DB) 存儲程序塊可以使用的數(shù)據(jù)。

用戶程序的執(zhí)行順序是：從一個或多個在進入 RUN 模式時運行一次的可選啟動組織塊 (OB) 開始，然后執(zhí)行一個或多個循環(huán)執(zhí)行的程序循環(huán) OB。還可以將 OB 與中斷事件關(guān)聯(lián)，該事件可以是標(biāo)準(zhǔn)事件或錯誤事件。當(dāng)發(fā)生相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)或錯誤事件時，即會執(zhí)行這些 OB。

功能 (FC) 或功能塊 (FB) 是指可從 OB 或其它 FC/FB 調(diào)用的程序代碼塊，可下至以下嵌套深度：

• 16（從程序循環(huán) OB 或啟動 OB 開始）
• 6（從任意中斷事件 OB 開始）

FC 不與任何特定數(shù)據(jù)塊 (DB) 相關(guān)聯(lián)。FB 與 DB 直接相關(guān)并使用該 DB 傳遞參數(shù)及存儲中間值和結(jié)果。

用戶程序、數(shù)據(jù)及組態(tài)的大小受 CPU 中可用裝載存儲器和工作存儲器的限制。對各個 OB、FC、FB 和 DB 塊的數(shù)目沒有特殊限制。但是塊的總數(shù)限制在 1024 之內(nèi)。

每個周期都包括寫入輸出、讀取輸入、執(zhí)行用戶程序指令以及執(zhí)行后臺處理。該周期稱為掃描周期或掃描。

S7?1200 自動化解決方案可由配備 S7?1200 CPU 和附加模塊的中央機架組成。術(shù)語“中央機架”表示 CPU 和關(guān)聯(lián)模塊采用導(dǎo)軌或面板式安裝。只有在通電時才會對模塊（SM、SB、BB、CB、CM 或 CP）進行檢測和記錄。

• 不支持通電時在中央機架中插入或拔出模塊（熱插拔）。切勿在 CPU 通電時在中央機架中插入或拔出模塊。

  警告 插入或拔出模塊的安全要求 在 CPU 通電時在中央機架中插入或拔出模塊（SM、SB、BB、CD、CM 或 CP）可能導(dǎo)致不可預(yù)知的行為，從而導(dǎo)致設(shè)備受損和/或人員受傷。 在中央機架中插入或拔出模塊前，請務(wù)必切斷 CPU 和中央機架的電源并遵守相應(yīng)的措施。

  
  
• 可在 CPU 通電時插入或拔出 SIMATIC 存儲卡。但在 CPU 處于 RUN 模式時插入或拔出存儲卡會使 CPU 進入 STOP 模式。

  注意 CPU 處于 RUN 模式時拔出存儲卡的風(fēng)險 在 CPU 處于 RUN 模式時插入或拔出存儲卡會使 CPU 進入 STOP 模式，這可能導(dǎo)致受控的設(shè)備或過程受損。 只要插入或拔出存儲卡，CPU 就立即進入 STOP 模式。在插入或拔出存儲卡前，務(wù)必確保 CPU 當(dāng)前未控制任何機器或過程。因此務(wù)必要為您的應(yīng)用或過程安裝急停電路。

  
  
• 如果在 CPU 處于 RUN 模式時在分布式 I/O 機架（AS?i、PROFINET 或 PROFIBUS）中插入或拔出模塊，CPU 將在診斷緩沖區(qū)中生成一個條目，若存在拔出或插入模塊 OB 則執(zhí)行該 OB，并且默認(rèn)保持在 RUN 模式。

過程映像更新與過程映像分區(qū)

CPU 伴隨掃描周期使用內(nèi)部存儲區(qū)（即過程映像）對本地數(shù)字量和模擬量 I/O 點進行同步更新。過程映像包含物理輸入和輸出（CPU、信號板和信號模塊上的物理 I/O 點）的快照。

可組態(tài)在每個掃描周期或發(fā)生特定事件中斷時在過程映像中對 I/O 點進行更新。也可對 I/O 點進行組態(tài)使其排除在過程映像的更新之外。例如，當(dāng)發(fā)生如硬件中斷這類事件時，過程可能只需要特定的數(shù)據(jù)值。通過為這些 I/O 點組態(tài)映像過程更新，使其與分配給硬件中斷 OB 的分區(qū)相關(guān)聯(lián)，就可避免在過程不需要持續(xù)更新時，CPU 于每個掃描周期中執(zhí)行不必要的數(shù)據(jù)值更新。

對于需要在每個掃描周期進行更新的 I/O，CPU 將在每個掃描周期期間執(zhí)行以下任務(wù)：

• CPU 將過程映像輸出區(qū)中的輸出值寫入到物理輸出。
• CPU 僅在用戶程序執(zhí)行前讀取物理輸入，并將輸入值存儲在過程映像輸入?yún)^(qū)。這樣一來，這些值便將在整個用戶指令執(zhí)行過程中保持一致。
• CPU 執(zhí)行用戶指令邏輯，并更新過程映像輸出區(qū)中的輸出值，而不是寫入實際的物理輸出。

  這一過程通過在給定周期內(nèi)執(zhí)行用戶指令而提供一致的邏輯，并防止物理輸出點可能在過程映像輸出區(qū)中多次改變狀態(tài)而出現(xiàn)抖動。

為控制在每個掃描周期或在事件觸發(fā)時是否自動更新 I/O 點，S7-1200 提供了五個過程映像分區(qū)。第一個過程映像分區(qū) PIP0 用于每個掃描周期都自動更新的 I/O，此為默認(rèn)分配。其余四個分區(qū) PIP1、PIP2、PIP3 和 PIP4 可用于將 I/O 過程映像更新分配給不同的中斷事件。在設(shè)備組態(tài)中將 I/O 分配給過程映像分區(qū)，并在創(chuàng)建中斷 OB 或編輯 OB 屬性時將過程映像分區(qū)分配給中斷事件。

默認(rèn)情況下，在設(shè)備視圖中插入模塊時，STEP 7 會將其 I/O 過程映像更新為“自動更新”(Automatic update)。對于組態(tài)為“自動更新”(Automatic update) 的 I/O，CPU 將在每個掃描周期自動處理模塊和過程映像之間的數(shù)據(jù)交換。

要將數(shù)字量或模擬量點分配給過程映像分區(qū)，或?qū)?I/O 點排除在過程映像更新之外，請按照以下步驟操作：

1. 在設(shè)備組態(tài)中查看相應(yīng)設(shè)備的“屬性”(Properties) 選項卡。
2. 根據(jù)需要在“常規(guī) (General)”下展開選項，找出所需的 I/O 點。
3. 選擇“I/O 地址”(I/O addresses)。
4. 也可以從“組織塊”(Organization block) 下拉列表中選擇一個特定的 OB。
5. 在“過程映像”(Process image) 下拉列表中將“自動更新”(Automatic update) 更改為“PIP1”、“PIP2”、“PIP3”、“PIP4”或“無”(None)。選擇“無”(None) 表示只能通過立即指令對此 I/O 進行讀寫。要將這些點重新添加到過程映像自動更新中，請將該選項再次更改為“自動更新”(Automatic update)。

   

可以在指令執(zhí)行時立即讀取物理輸入值和立即寫入物理輸出值