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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集成的數(shù)字量輸入/輸出點不能滿足需要而使用的擴展模塊。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)字量輸入擴展模塊

8DI，DC24V（直流輸入）

2．EM222數(shù)字量輸出擴展模塊

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展功能。S7-200的模擬量擴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本機集成了兩個通信口以外，其他均在其內(nèi)部集成了一個通信口，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AS-Ⅰ從站。

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

利用S7-200 PLC定時中斷功能編制一個程序

利用定時中斷功能編制一個程序，實現(xiàn)如下功能：當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制數(shù)相加，結(jié)果送到指定的目標元件中去。 ADD 加法指令的說明如圖 1 表示。

圖圖1 加法指令使用說明

當執(zhí)行條件 X0 由 OFF → ON 時， [D10]+[D12] → [D14] 。運算是代數(shù)運算，如 5+ （ -8 ） =-3 。

ADD 加法指令有 3 個常用標志。 M8020 為零標志， M8021 為借位標志， M8022 為進位標志。

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

在 32 為運算中，被指定的字元件是低 16 位元件，而下一個元件為高 16 位元件。

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

西門子PLC高速計數(shù)器的控制字和狀態(tài)字介紹

1. 控制字節(jié)

定義了計數(shù)器和工作模式之后，還要設(shè)置高速計數(shù)器的有關(guān)控制字節(jié)。每個高速計數(shù)器均有一個控制字節(jié)，它決定了計數(shù)器的計數(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嫈?shù)方向，裝入當前值和預(yù)置值?？刂谱止?jié)每個控制位的說明如表7所示。

2. 狀態(tài)字節(jié)

每個高速計數(shù)器都有一個狀態(tài)字節(jié)，狀態(tài)位表示當前計數(shù)方向以及當前值是否大于或等于預(yù)置值。每個高速計數(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)暮唵危梢酝ㄟ^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)。

• 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年進入中國，140余年來以創(chuàng)新的技術(shù)、卓越的解決方案和產(chǎn)品堅持不懈地對中國的發(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，確立了在中國市場的領(lǐng)先地位。2014年（2013年10月1日至2014年9月30日），西門子在中國的總營收達到64.4億歐元，擁有超過32000名員工。西門子已經(jīng)發(fā)展成為中國社會和經(jīng)濟不可分割的一部分，并竭誠與中國攜手合作，共同致力于實現(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達成協(xié)議：羅伯特·博世公司將收購西門子所持有的合資企業(yè)博世和西門子家用電器集團（簡稱博西家電）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包括的機型

S7系列PLC分為S7-200小型機、 S7-300中型機、S7-400大型機。S7-200系列PLC是西門子公司20世紀90年代推出的整體式小型機，其結(jié)構(gòu)緊湊、功能強，具有很高的性能價格比，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SI和復(fù)位信號R同時為1時，輸出OUT信號為1。

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