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。

MicroMaster430变频器

MicroMaster430变频器是全新一代标准变频器中的风机和泵类变转矩负载专家。功率范围7.5kW至250kW。它按照专用要求设计，并使用内部功能互联（BiCo）技术，具有高度可靠性和灵活性。控制软件可以实现专用功能：多泵切换、手动/自动切换、旁路功能、断带及缺水检测、节能运行方式等。 
西门子MicroMaster430变频器主要特征： 
380V-480V±10%，三相，交流，7.5kW-250kW； 
风机和泵类变转矩负载专用； 
牢固的EMC（电磁兼容性）设计； 
控制信号的快速响应；
控制功能： 
线性v/f控制，并带有增强电机动态响应和控制特性的磁通电流控制（FCC），多点 v/f控制； 
内置PID控制器； 
快速电流限制，防止运行中不应有的跳闸； 
数字量输入6个，模拟量输入2个，模拟量输出2个，继电器输出3个； 
具有15个固定频率，4个跳转频率，可编程； 
采用BiCo技术，实现I/O端口自由连接； 
集成RS485通讯接口，可选PROFIBUS-DP通讯模块； 
灵活的斜坡函数发生器，可选平滑功能； 
三组参数切换功能：电机数据切换，命令数据切换； 
风机和泵类专用功能： 
多泵切换 ；
旁路功能 ；
手动/自动切换； 
断带及缺水检测 ；
节能方式；
保护功能： 
过载能力为140％额定负载电流，持续时间3秒和110％额定负载电流，持续时间60秒; 
过电压、欠电压保护； 
变频器过温保护； 
接地故障保护，短路保护； 
I2t电动机过热保护； 
PTC Y电机保护。 
MM420变频器

S7 控制器中的控制器

控制器尤其适用于具有中等和较高复杂程度的应用。SIMATIC S7-1500 ActiveX Control 是 SIMATIC S7-300 和 SIMATIC 的长期后续产品

S7-400 控制器，未来工厂的标准控制器 – 的性能和创新的设计与操作方式产生令人信服的结果。具有模块化扩展能力的 SIMATIC S7 控制器具有长期兼容性，免维护且可以扩展，当然也能在 TIA 博途中进行组态。它们是任何自动化任务的理想解决方案。

• 模块化、可扩展通用系统，IP20 防护等级
• 适用于离散自动化领域中各种自动化应用的系统解决方案
• 具有极高性能和可用性
• 可专门通过 Totally Integrated Automation Portal 平台中的 STEP 7 Professional V12 及更高的型号进行组态

性能

• 提高性能
  • 高速指令执行:
  • 语言扩展
  • 新数据类型
  • 更快速的背板总线
  • 经过的代码生成
• 功能强大的通信：
  • PROFINET IO（2 端口交换机）标准接口；
    从 CPU 1515-2 PN 起，具有一个更多额外的集成 PROFINET 接口，例如，用于网络分离
  • 可针对总线系统和点到点连接，通过通信模块进行扩展

集成技术

• 无需附加模块就可集成运动控制功能：
  • 通过标准化的块 (PLCopen) 来连接模拟驱动器和 PROFIdrive 驱动器
  • 运动控制功能支持转速控制轴和定位轴以及外部编码器
  • 轴之间实现位置精确的齿轮传动
• 全面跟踪所有 CPU 标签，以进行实时诊断和间歇错误检测；
  拥有有效调试和快速驱动器和控制装置
• 广泛的控制功能：
  例如，可轻松组态的块可进行控制参数的自动以实现优控制质量
• 通过提供的工艺模块获得附加功能：
  例如，高速计数、位置检测或高达 1 MHz 信号的测量

安全集成

人身安全和机器安全 – 在集成式完整系统框架内

• 故障安全 SIMATIC S7-1500F 控制器可在同一控制器上处理标准程序和安全程序。
  在 TIA 博途中，使用相同的编辑器生成故障安全和标准用户程序；例如，这样就能向标准用户程序中的标准数据那样，故障安全数据。由于这种软件集成，故障安全应用也可利用 SIMATIC 的系统有点和全面功能。

集成安全功能

• 通过密码进行知识保护，防止未经授权读取和修改程序块
• 通过复制保护来提高保护程度，防止未经授权而复制程序块：
  通过复制保护，可将 SIMATIC 存储卡上的程序块与其序列号绑定，以便只有在将配置的存储卡插到 CPU 中时，该程序块才可运行。
• 具有四个不同授权级别的权限：
  可向各个用户组分配不同访问权限。通过新的保护级别 4，还可以限制与 HMI 设备之间的通信。
• 改进了操作保护：
  控制器将会检测到组态数据的更改或未授权传输。
• 用于以太网通信处理器 (CP 1543-1)：
  • 通过防火墙提供附加访问保护
  • 建立安全 VPN 连接（V12 SP1 或更高版本）

设计与操作

• CPU 带有用于显示普通文本信息的显示屏：
  • 可显示所有连接模块的订货号、固件版本和序列号信息
  • 直接在现场设置 CPU 的 IP 地址以及进行其它网络设置，无需使用编程设备
  • 直接以普通文本形式显示错误消息，可缩短停机时间
• 所有模块采用统一的前连接器，并具有用于灵活形成电压组的集成式电压桥接件，从而简化了库存，降低了接线成本
• S7-1500 安装导轨上集成有 DIN 导轨：
  快速、方便地安装小型断路器、继电器等附加组件
• 通过信号模块进行集中扩展：
  可根据任何应用的要求进行灵活调整
• 数字量信号模块的系统电缆连接：
  可快速、清晰地进行安排，以连接至现场的传感器和执行器并在控制柜中进行简便接线
• 电源：
  • 负载电源模块（电源模块）为模块提供 24 V 电源
  • 电源模块可通过背板总线向模块内部电路供电
• 分布式扩展：
  • 通过 PROFINET 接口模块 IM 155-5，可针对 ET 200MP I/O 系统使用多 30 个信号模块、通信模块和工艺模块
  • 在集中和分布式运行的操作和系统功能方面没有差别

集成系统诊断

• CPU 的集成系统诊断，默认情况下已激活：
  • 在显示屏上以及 TIA Portal、HMI 和 Web 器中以普通文本形式一致地显示系统诊断信息，甚至可显示变频器消息。即使 CPU 处于停止状态，也会更新消息。
  • 系统诊断功能集成在 CPU 固件中。无需由用户进行组态。组态发生改变时，会自动对诊断信息进行更新。

数据记录（归档）和配方

• SIMATIC 存储卡：
  • 插入式装载存储器
  • 可进行固件更新
  • STEP 7 项目（包括注释和符号）、附加文档或 csv 文件（用于配方和归档）的存储选项
  • 通过 SD 读卡器并使用 Office 工具，可方便地访问与设备相关的运行数据和组态数据（与控制器之间的双向数据交换）
• 集成 wed 器：
  - 通过 Web 浏览器，可方便地访问与设备相关的运行数据和组态数据

认证

SIMATIC S7-1500 符合以下和国际标准：

• cULus 认证
• cULus HazLoc 认证
• FM 认证
• ATEX 认证仅限于 24 V，不适用于 230 V
• CE
• C-TICK
• KCC
• IECEx（仅限 24 V；不适用于 230 V）
• EN 61000-6-4
• EN 60068-2-1/ -2/ -6/ -14/ -27/ -30/ -32
• EN 61131-2

西门子SIMATIC S7-200系列PLC的特点、产品类型及编程软件

S7-200系列PLC的特点：

是SIEMENS公司推出的一种小型PLC

（1）它结构紧凑

（2）扩展性良好

（3）指令功能强大

（4）价格低廉

成为当代各种小型控制工程的理想控制器。

2．S7-200PLC的产品：

（1）集成一定数字I/O点的CPU：CPU221、CPU 222、CPU 224、CPU 226、CPU 226XM

（2）扩展模块：主要有

数字量扩展模块：EM221、EM222、EM223

模拟量扩展模块：EM231、EM 232、EM 235

通讯模块：EM277、EM241等

其它模块：特殊功能模块

可以十分方便地组成不同规模的控制器。其控制规模可以从几点到几百点。S7-200PLC可以方便地组成PLC-PLC网络和微机-PLC网络，从而完成规模更大的工程。

3．S7-200的编程软件：STEP7-Micro/WIN32。该编程软件可以方便地在Windows环境下对PLC编程、调试、监控。使得PLC的编程更加方便、快捷。可以说，S7-200可以完美地满足各种小规模控制系统的要求。

SIMOTION 系统由三个部分组成：

• 工程组态系统
  通过工程组态系统，可在一个集成化的系统中来解决运动控制、逻辑和技术任务，它提供了用于编程和参数分配、测试和调试以及诊断所有必要工具。
• 运行版软件模块
  这些模块提供了各种运动控制功能和技术功能。通过选择适宜模块，可针对特定机器来定制系统功能。
• 硬件平台
  各种平台使 SIMOTION 运动控制系统成为一个完整系统。使用工程组态系统和相关运行版软件模块开发的应用程序可在不同硬件平台上使用，从而使您能够针对特定机器选择适宜的平台。

运动控制解决方案“西门子制造”

依托强大的创新能力、行业内的专有技术以及客户借助自动化解决方案获得的显著收益，西门子成为全球范围内的运动控制系统供应商之一。因此，我们能够提供不同领域的成功案例供您参考。

面向各个行业推出的创新型产品、系统、
解决方案和

Siemens 运动控制系统能够达到非常高的要求：所有产品通过使用新的技术，具有强大的功能和极高的质量。此外，各个系统和产品以佳方式相互搭配，因此始终可以轻松自如地组合到经济型机器解决方案中。

下文将以运动控制系统 SIMOTION 和驱动系统 SINAMICS 为例。这些产品构成了一个创新型系统平台，利用该平台，可对机器设备进行佳调整以满足特定要求。因此，对于各种不同的行业，例如包装、塑料和玻璃、木材和金属、纺织和印刷等，均可找到佳的可满足未来需要的经济型运动控制解决方案，这些解决方案可根据不断出现的新要求而轻松进行扩展，并且可以与我们的高性能伺服电机、直线电机、转矩电机和标准电机配合使用。

此外，在机器的整个生命周期内 Siemens 都为客户提供支持，例如在全球 130 个/地区的超过 295 个点提供售前和售后，或者针对运动控制解决方案提供诸如应用咨询和机电支持等专项。

应用支持：
通向解决方案的安全之路

设在中国、法国、德国、意大利、土耳其和美国的多个应用中心都提供现场专家和应用顾问，他们会为客户的项目提供全程指导，从规划到启动，从初的构想到机器真正运转。

应用咨询包括：

• 项目的规划和执行
• 通过测试配置和仿真进行技术验证
• 开发需求和功能规范
• 应用研讨会和客户特定的培训课程

双赢的合作伙伴关系

在此合作期间，Siemens 不但为客户提供支持，而且将其作为系统和组件开发过程中的技术合作伙伴，终获得实用的并能满足未来需要的自动化解决方案。

Siemens 通过这种方式帮助客户提高生产率，竞争力和长期盈利能力。