西门子PLCS7-200应用简介

西门子S7-200PLC应用简介(1)2008-04-061.1PLC的产生和定义*20世纪20年代以来，继电器控制曾一度占据工业控制领域的主导地位。*继电器控制系统的弱点：体积大、耗电多、可靠性差、寿命短、运行速度慢、适应性差，等。尤其是可靠性差、不具有通用性、灵活性。*1968年美国最大的汽车制造商通用汽车公司（GM），拟定了十项公开招标的技术要求*1969年美国数字设备公司（DEC）研制出世界上第一台可编程控制器（PDP-14型）继电器接触器PLC著名品牌德国西门子公司（Siemens）台湾台达（DELTA）美国A－B公司（Allen－Bradley）日本欧姆公司（OMRON）日本三菱电机株式会社（MITSUBISHI）西门子PLCS7-200小型整体式S7-300模块化小型S7-400模块化无风扇设计，功能强大S7-200PLC系统组成1系统基本构成2主机结构3扫描周期及工作方式4输入输出扩展5主机性能指标返回本章首页从CPU模块的功能来看，SIMATICS7-200系列小型可编程序控制器发展至今，大致经历了两代：第一代产品其CPU模块为CPU21X，主机都可进行扩展，它具有四种不同结构配置的CPU单元：CPU212，CPU214，CPU215和CPU216，对第一代PLC产品不再作具体介绍。第二代产品其CPU模块为CPU22X，是在21世纪初投放市场的，速度快，具有较强的通信能力。它具有四种不同结构配置的CPU单元：CPU221，CPU222，CPU224,CPU224XP和CPU226，除CPU221之外，其他都可加扩展模块。S7-200家族由五个不同的CPU型号组成。不同型号主要通过以下特性来区分。*集成的输入和输出点数量*程序和数据存储量*可扩展性S7-200家族5种CPUCPU224XP拥有附加的集成模拟输入/输出。此外CPU224XP以及CPU226还附带第二个通讯连接点。可扩展性唯一不可扩展模块可扩展2个模块可连接7个扩展模块CPU222最多可以连接两个模块CPU224、224XP和226可以连接七个模块。CPU221是不可扩展的。为了适应空间的要求，S7-200可以组装成两排EM221数字输入模块EM222数字量输出模块EM223数字输入输出模块模拟扩展模块5种通讯模块自学定位模块EM253EM253每秒可发出12至200000个脉冲。它可以支持直线加速和直线减速。模块还支持许多有用、必要的附加功能，如参照点运行的不同可能性。系统基本构成SIMATICS7-200系统由硬件和工业软件两大部分构成。EM1扩展模块EM2扩展模块EMn扩展模块TD200文本显示器TP系列触摸屏通信及网络设备计算机工业软件CPU主机其他设备系统基本构成1.硬件（1）基本单元（2）扩展单元（3）特殊功能模块（4）相关设备2.工业软件工业软件是为更好地管理和使用这些设备而开发的与之相配套的程序、文档及其规则的总和，它主要由标准工具、工程工具、运行软件和人机接口等几大类构成。2CPU主机结构S7-200主机外形状态显示通信口顶部端子盖电源及输出端子前盖方式开关、电位器、扩展I/O连接底部端子盖输入端子、传感器电源存储器卡CPU224xP简介PC/PPI通信电缆重要概念1.晶体管输出和继电器输出晶体管输出继电器输出直流输出，频率可高达100K,过电流能力小0.75A直流、交流输出，频率低，最大1K，过电流能力大2A2种供电电压S7-200家族5中CPU都有2中类型，即DC/DC/DC和AC/DC/Relay2种类型供电电压分别为直流20.4至28.8V和交流85至264V直流供电CPU集成数字量输出为晶体管类型交流供电CPU集成数字量输出为继电器输出集成数字量输入都为24V电压CPU224XP配置14数字量输入10数字量输出2个模拟量输入1个模拟量输出CPU224XPDC/DC/DC接线图Q0.3输出控制继电器按键输入I0.0S7-200地址分配数字量输入地址都是以8位为1组。若一个模块i/o不是8的整数，余下的不会分配给下一模块。I0.0，I0.1，……I1.0，……模拟量以16位存储，所以要从偶数号字节开始。如AIW0，AIW2，AIW4……AQW0，AQW2，AQW4，……4.I/O点数扩展和编址例如，某一控制系统选用CPU224，系统所需的输入输出点数各为：数字量输入24点、数字量输出20点、模拟量输入6点和模拟量输出2点。本系统可有多种不同模块的选取组合，并且各模块在I/O链中的位置排列方式也可能有多种，图2-2所示为其中的一种模块连接形式。表所列为其对应的各模块的编址情况。主机CPU224模块1EM221DI8DC24V模块2EM222DO8DC24V模块3EM235AI4/AO112位模块4EM223DI4/DO4DC24V模块5EM235AI4/DO112位图2-2模块连接方式主机I/O模块1I/O模块2I/O模块3I/O模块4I/O模块5I/OI0.0Q0.0I0.1Q0.1I0.2Q0.2I0.3Q0.3I0.4Q0.4I0.5Q0.5I0.6Q0.6I0.7Q0.7I1.0Q1.0I1.1Q1.1I1.2I1.3I1.4I1.5I2.0I2.1I2.2I2.3I2.4I2.5I2.6I2.7Q2.0Q2.1Q2.2Q2.3Q2.4Q2.5Q2.6Q2.7AIW0AQW0AIW2AIW4AIW6I3.0Q3.0I3.1Q3.1I3.2Q3.2I3.3Q3.3AIW8AQW2AIW10AIW12AIW14PLC程序实例定时器T33，计数10s后使常开触点T33闭合定时器T34，计数10s后使常闭触点T34断开SM0.4和SM0.5的使用利用SM0.4输出周期为1分钟，占空比为50%的方波SMB28和SMB29的应用SMB28SMB29利用SMB控制Q0.3输出梯形图程序利用SMB控制Q0.3输出梯形图程序运行效果S7-200仿真软件介绍西门子S7-200PLC应用简介(2)2008-04-191.S7－200PLC操作数基本概念S7-200CPU将信息存储在不同的存储单元，每个单元都有惟一的地址。S7-200CPU使用数据地址访问所有的数据，称为寻址。1.数据类型及范围2.常数在编程中经常会使用常数。常数数据长度可为字节、字和双字，在机器内部的数据都以二进制存储，但常数的书写可以用二进制、十进制、十六进制、ASCII码或浮点数（实数）等多种形式。几种常数形式分别如表所示。S7-200将编程元件统一归为存储器单元，存储单元按字节进行编址，无论所寻址的是何种数据类型，通常应指出它在所在存储区域和在区域内的字节地址。每个单元都有惟一的地址，地址用名称和编号两部分组成，元件名称（区域地址符号）如表所示。3.数据存储器类型输入/输出映象寄存器（I/Q）变量存储器（V）内部标志位存储器（M）局部存储器（L）特殊标志位存储器（SM）累加器（AC）高速计数器（HC）模拟量输入映象寄存器（AI）模拟量输出映象寄存器（AQ）定时器存储器（T）计数器存储器（C）各数据存储区寻址1．输入过程映像寄存器：I位地址I[字节地址].[位地址]例I0.1字节、字、双字地址I[长度][起始字节地址]例IB4071503171507IB4IW4ID42．输出过程映像寄存器：Q位地址Q[字节地址].[位地址]例Q1.1字节、字、双字地址Q[长度][起始字节地址]例QB5QB5071503171507QW5QD53．变量存储区：V存放程序执行过程中的中间结果存放其他相关的数据全局有效全局是指同一个存储器可以被任何程序存取（主程序、子程序或中断程序）位地址V[字节地址].[位地址]例V10.2字节、字、双字地址V[长度][起始字节地址]例VW100071503171507VW100VB100VD1004．内部标志位存储区：M内部标志位存储器（M）也称内部线圈存放中间操作状态位地址M[字节地址].[位地址]例M20.7字节、字、双字地址M[长度][起始字节地址]例MD20作暂时存储器存放局部变量为子程序传递参数作为间接寻址的指针不能作为间接寻址的存储器区局部存储器是局部有效5．局部变量存储区：L局部有效是指某一局部存储器和特定的程序相关联位地址L[字节地址].[位地址]例L33.0字节、字、双字L[长度][起始字节地址]例LB336．特殊存储器：SM特殊内部线圈用户程序与系统程序之间的界面提供特殊的控制功能及系统信息用户通知系统特殊要求只读区只能用其触点*SM0.0PLC在RUN状态时，SM0.0总为1*SM0.1初始脉冲，PLC由STOP→RUN时*┇SM0.1ON一个扫描周期可读写区用于特殊控制功能*SMB30用于自由通信口设置*SMB34/SMB35用于定时中断间隔时间设置的*┇位地SM[字节地址].[位地址]例SM86.7字节、字、双字地址SM[长度][起始字节地址]例SMB86常用的特殊继电器的功能参见附录表。更多的SM的使用参见后续章节。7．累加器：AC用来存储计算的中间值也可用来向子程序传递参数或从子程序返回参数地址格式：AC[累加器号]例：AC0MOVBAC1,VB200//(VB200)=78(字节传送）MOVWAC1,VW200//(VB200)=56(字传送）//(VB201)=78MOVDAC1,VD200//(VB200)=12(双字传送）//(VB201)=34//(VB202)=56//(VB203)=78图2-6累加器的使用举例用来累计比CPU扫描速率更快的脉冲信号。高速计数器地址格式：HC[高速计数器号]例：HC18．高速计数器：HC9.定时器存储区：T10.计数器存储区：C具体使用参照第三章11．模拟量输入：AI模拟量输入模块将外界输入的模拟量信号的模拟值转换成1个字长16（bit）的数字量，转换后存放在模拟量输入存储器（AI）中，供CPU运算处理。AQW[起始字节地址]例：AQW1012．模拟量输出：AQ存放CPU运算的相关结果，供D/A转换器将1个字长的数字值转换为模拟量。以驱动外部模拟量控制的设备。AIW[起始字节地址]例：AIW8注意：AI/AQ的地址必须用偶数字节地址表示2.基本指令1.装载/非装载操作数：I,Q,M,SM,T,C,V,S,L,使能位说明：装载是当bit=1是通过非装载是将bit取反2.线圈驱动置位输出立即输出执行立即输出指令时，实际输出点（位）被立即设为等于使能位。I表示立即参考；执行指令时，新值被写入实际输出和对应的过程映像寄存器位置。这与非立即参考不同，非立即参考仅将新值写入过程映像寄存器。例1运行状况I0.0接通I0.0接通I0.1接通3.置位、复位复位置位置位后输出保持，而不管输入为何种状态设置（S）和复原（R）指令设置（打开）或复原指定的点数（N），从指定的地址（位）开始。您可以设置和复原1至255个点。4.接通延时和断开延时定时器运行结果接通延时断开延时定时器特性列表TON、TOF1msT32,T9610msT33-T36,T97-T100100msT37-T63,T101-T255子程序编写1.CPU221、CPU222、CPU224：0至63CPU224XP、CPU226：0至1272.子程序有带参数的和不带参数两类例，利用SMB28作为输入当smb28*10+50200时报警主程序SBR_0子程序示例中断1.34个中断源分为通信中断、I/O中断，时基中断3类2.不同CPU中断数目不同3.与中断有关的指令中断连接中断分离中断允许/禁止中断连接（ATCH）指令将中断事件（EVNT）与中断例行程序号码（INT）相联系，并启用中断事件。中断分离（DTCH）指令取消中断事件（EVNT）与所有中断例行程序之间的关联，并禁用中断事件。中断允许（ENI）指令全局性启用所有附加中断事件进程。中断禁止（DISI）指令全局性禁