西門子模塊6ES7231-7PD22-0XA8

新的 SIMATIC 自動(dòng)化平臺(tái)涉及今天實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化所需的一切：各種性能的可編程邏輯控制器、包括操作員面板在內(nèi)的完整單元、基于 PC 的控制、外部控制和監(jiān)視解決方案以及通信網(wǎng)絡(luò)。

作為一個(gè)全面集成的完整解決方案，所有這些功能均可通過(guò)單一的用戶界面來(lái)實(shí)現(xiàn)。

這樣便消除了到現(xiàn)在為止使公司付出大量的障礙：PLC 與 PC 環(huán)境之間的障礙，過(guò)程與生產(chǎn)技術(shù)之間的障礙，甚至于標(biāo)準(zhǔn)軟件與自動(dòng)化軟件之間的障礙。

這樣便使我們直奔主題。因?yàn)樗羞@些優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)就是軟件。該軟件系統(tǒng)基于 STEP 7，分為兩個(gè)類型：用于僅將 SIMATIC 自動(dòng)化平臺(tái)的一部分作為硬件使用（因而無(wú)需完整性能范圍）的用戶，以及用于需要使用完整性能范圍的用戶。

SIMATIC 編程器:
結(jié)合了用于 SIMATIC 控制器的軟件和工具。

• 針對(duì) SIMATIC 裝置的調(diào)試、檢修和維護(hù)專門
  進(jìn)行了。
• 具有集成接口，可以與 SIMATIC 控制器進(jìn)行外美匹配。
• 具有熟悉的 SIMATIC 品質(zhì)，適合在工業(yè)環(huán)境中長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
  與其它硬件設(shè)備一樣，編程設(shè)備在 SIMATIC 環(huán)境經(jīng)歷了一系列測(cè)試：
  • CPU、存儲(chǔ)器以及圖形卡的工作強(qiáng)度測(cè)試
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  • (一)PLC的類型
    
    PLC按構(gòu)造分爲(wèi)全體型和模塊型兩類，按使用環(huán)境分爲(wèi)現(xiàn)場(chǎng)裝置和控制室裝置兩類；按CPU字長(zhǎng)分爲(wèi)1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從使用角度動(dòng)身，通?？砂纯刂乒τ没蜉敵鲚斎朦c(diǎn)數(shù)選型。
    
    全體型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)固定，因而用戶選擇的余地較小，用于小型控制零碎；模塊型PLC提供多種I/O卡件或插卡，因而用戶可較合理地選擇和配置控制零碎的I/O點(diǎn)數(shù)，功用擴(kuò)展方便靈敏，普通用于大中型控制零碎。

     

    (二)輸出輸入模塊的選擇
    
    輸出輸入模塊的選擇應(yīng)思索與使用要求的*。例如對(duì)輸出模塊，應(yīng)思索信號(hào)電平、信號(hào)傳輸間隔、信號(hào)隔離、信號(hào)供電方式等使用要求。對(duì)輸入模塊，應(yīng)思索選用的輸入模塊類型，通常繼電器輸入模塊具有價(jià)錢低、運(yùn)用電壓范圍廣、壽命短、呼應(yīng)工夫較長(zhǎng)等特點(diǎn)；可控硅輸入模塊適用于開關(guān)頻繁，電理性低功率因數(shù)負(fù)荷場(chǎng)所，但價(jià)錢較貴，過(guò)載才能較差。輸入模塊還有直流輸入、交流輸入和模仿量輸入等，與使用要求應(yīng)分歧。
    
    可依據(jù)使用要求，合理選用智能型輸出輸入模塊，以便進(jìn)步控制程度和降低使用本錢。
    
    思索能否需求擴(kuò)展機(jī)架或近程I/O機(jī)架等。
    
    (三)電源的選擇
    
    PLC的供電電源，除了引進(jìn)設(shè)備時(shí)同時(shí)引進(jìn)PLC應(yīng)依據(jù)商品闡明書要求設(shè)計(jì)和選用外，普通PLC的供電電源應(yīng)設(shè)計(jì)選用220VAC電源，與國(guó)際電網(wǎng)電壓分歧。重要的使用場(chǎng)所，應(yīng)采用不連續(xù)電源或穩(wěn)壓電源供電。
    
    假如PLC自身帶有可運(yùn)用電源時(shí)，應(yīng)核對(duì)提供的電流能否滿足使用要求，否則應(yīng)設(shè)計(jì)外接供電電源。爲(wèi)避免內(nèi)部高壓電源因誤操作而引入PLC，對(duì)輸出和輸入信號(hào)的隔離是必要的，有時(shí)也可采用復(fù)雜的二極管或熔絲管隔離。
    
    (四)存儲(chǔ)器的選擇
    
    由于計(jì)算機(jī)集成芯片技術(shù)的開展，存儲(chǔ)器的價(jià)錢已下降，因而，爲(wèi)保證使用項(xiàng)目的正常投運(yùn)，普通要求PLC的存儲(chǔ)器容量，按256個(gè)I/O點(diǎn)***選8K存儲(chǔ)器選擇。需求復(fù)雜控制功用時(shí)，應(yīng)選擇容量更大，層次更高的存儲(chǔ)器。
    
    (五)冗余功用的選擇
    
    1．控制單元的冗余
    
    (1)重要的進(jìn)程單元：CPU（包括存儲(chǔ)器）及電源均應(yīng)1B1冗余。
    
    (2)在需求時(shí)也可選用PLC硬件與熱備軟件構(gòu)成的熱備冗余零碎、2重化或3重化冗余容錯(cuò)零碎等。
    
    2．I/O接口單元的冗余
    
    (1)控制回路的多點(diǎn)I/O卡應(yīng)冗余配置。
    
    (2)重要檢測(cè)點(diǎn)的多點(diǎn)I/O卡可冗余配置。3）依據(jù)需求對(duì)重要的I/O信號(hào)，可選用2重化或3重化的I/O接口單元。
    
    (六)經(jīng)濟(jì)性的思索
    
    選擇PLC時(shí)，應(yīng)思索功能價(jià)錢比。思索經(jīng)濟(jì)性時(shí)，應(yīng)同時(shí)思索使用的可擴(kuò)展性、可操作性、投入產(chǎn)出比等要素，停止比擬和統(tǒng)籌，終選出較稱心的商品。

    S7-200 功能*，久經(jīng)考驗(yàn)，合適于工業(yè)范疇的各種使用：

  • 構(gòu)造緊湊玲瓏－狹小空間處任何使用的理想選擇

  • 在一切CPU型號(hào)中的根本和功用，

  • 大容量順序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

  • 出色的實(shí)時(shí)呼應(yīng)－在任何時(shí)分均可對(duì)整個(gè)進(jìn)程停止*控制，從而進(jìn)步了質(zhì)量、效率和平安性

  • 易于運(yùn)用STEP 7-Micro/WIN工程軟件－初學(xué)者和**的理想選擇

  • 集成的 R-S 485接口或許作爲(wèi)零碎總線運(yùn)用

  • 疾速和準(zhǔn)確的操作順序和進(jìn)程控制

  • 當(dāng)PLC的用戶程序要保留在RAM中時(shí)，就會(huì)用到電池，電池通常是3V或3.6V的不可充電的鋰電池，電池的使用壽命通常是五年左右，電池用久了，電壓就會(huì)下降，當(dāng)其下降到不足以保證RAM中數(shù)據(jù)時(shí)，RAM中的程序就會(huì)丟失。如果用戶沒(méi)有備份程序，就會(huì)相當(dāng)麻煩。
    一般PLC內(nèi)部設(shè)有電池電壓檢測(cè)電路，當(dāng)電壓下降到一定程度時(shí)，PLC就會(huì)，提醒更換電池。PLC的使用說(shuō)明書都有提供更換電池的。一般來(lái) 說(shuō)，PLC在斷電后，因?yàn)镻LC上RAM電源端接有充電電容，即使把電池去掉，電容上充電電量也足夠RAM內(nèi)的數(shù)據(jù)保持一段時(shí)間，所以如果取掉電池后在短 時(shí)間內(nèi)（通常5分鐘）再將新電池?fù)Q上去，數(shù)據(jù)是不會(huì)丟失的。

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    西門子模塊6ES7231-7PD22-0XA8

  • 西門子S7-200系列PLC的PID控制相當(dāng)?shù)暮?jiǎn)單，可以通過(guò)micro/win軟件的一個(gè)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(gè)參數(shù)的具體意義：P為增益項(xiàng)，Ｐ越大，響應(yīng)起就快，在調(diào)節(jié)流量閥時(shí)：設(shè)定流量為50%，當(dāng)目前流量接近50%，剛超過(guò)，如果P值很大的話，那么流量閥會(huì)馬上會(huì)關(guān)閉，而不會(huì)控制在某一區(qū)域。這就是增益項(xiàng)太大引起。在調(diào)節(jié)的過(guò)程中應(yīng)該先將P值調(diào)節(jié)比較適當(dāng)了，再去調(diào)節(jié)I值，它為積分項(xiàng)，是在控制器回路中控制對(duì)當(dāng)前值與設(shè)定值相等的偏差范圍。D為微分項(xiàng)，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(chǎng)的PID參數(shù)的調(diào)整過(guò)程中，針對(duì)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(dāng)目前距離設(shè)定值差距較大時(shí)，采用P值較大的一套PID參數(shù)，如果當(dāng)前值快接近設(shè)定值范圍時(shí)，采用P值較小的一套PID參數(shù)。

    用S7-200 CPU 214的高速計(jì)數(shù)器HSC累計(jì)來(lái)自模擬量/頻率轉(zhuǎn)換器(A/F的脈沖來(lái)計(jì)算模擬電壓值 

       本例說(shuō)明了如何利用CPU 214的高速計(jì)數(shù)器HSC及頻率轉(zhuǎn)換器來(lái)計(jì)算模擬電壓。首先頻率轉(zhuǎn)換器將輸入電壓(0~10V)轉(zhuǎn)換為矩形脈沖信號(hào)(0~2000Hz)，再將此信號(hào)送入CPU214高速記數(shù)器的輸入端并累計(jì)脈沖數(shù)。當(dāng)預(yù)置的問(wèn)隔時(shí)問(wèn)到后，通過(guò)累計(jì)脈沖數(shù)，計(jì)算出被測(cè)模擬電壓值。

    主程序 在*個(gè)掃描周期調(diào)用子程序SBR0

    SBR0 高速計(jì)數(shù)器和定時(shí)中斷的初始化

    INT0 對(duì)高速計(jì)數(shù)器求值的定時(shí)中斷程序

    程序和注釋

    主程序在*個(gè)掃描周期調(diào)用初始化程序SBR0，僅在*個(gè)掃描周期標(biāo)志位SM0.1=1由子程序SBR0實(shí)現(xiàn)初始化。首先，把高速記數(shù)器HSC1的控制字節(jié)SMB47置為16進(jìn)制‘FC'，其含義是:正方向計(jì)數(shù)，可更新預(yù)置值（PV），可更新當(dāng)前值（CV），激活HSC1。然后，用指令‘HDEF’把高速計(jì)數(shù)器HSC1置成工作模式0}即沒(méi)有復(fù)位或起始輸入，也沒(méi)有外部的方向選擇。當(dāng)前值SMD48復(fù)位為0，預(yù)置值SMD52置為FFFF (16進(jìn)制)。定時(shí)中斷0間隔時(shí)間SMB34置為100ms，中斷程序0分配給定時(shí)中斷0(中斷事件10)，并允許中斷。用指令HSC1啟動(dòng)高速計(jì)數(shù)器。

    每100ms調(diào)用一次中斷程序0，讀出高速計(jì)數(shù)器的數(shù)值后將其置零。通過(guò)HSC1計(jì)數(shù)值及變換關(guān)系(0~2KHz對(duì)應(yīng)于0~10V)來(lái)求被測(cè)的模擬電壓值。本例中，計(jì)數(shù)值僅除以2，然后置入輸出字節(jié)QB0，以便通過(guò)LED來(lái)顯示被測(cè)的模擬電壓值。顯示值與10倍真實(shí)電壓值相對(duì)應(yīng)。例如，計(jì)數(shù)值為200除以2是100，那么，被測(cè)的模擬電壓值就是10.0V。因?yàn)橛?jì)數(shù)器100ms內(nèi)共有200個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，這正與2000Hz=>10V相對(duì)應(yīng)。假設(shè)計(jì)數(shù)值為104，則實(shí)際電壓值應(yīng)為5.2V。

    注意:定時(shí)中斷時(shí)間可在5~255ms的范圍內(nèi)變化，然而，通過(guò)設(shè)立一個(gè)標(biāo)志，可根據(jù)需要來(lái)延長(zhǎng)高速計(jì)數(shù)器的求值和復(fù)位時(shí)間，這樣就有更長(zhǎng)的掃描間隔，以便提高度，同時(shí)也會(huì)帶來(lái)更長(zhǎng)的更新時(shí)間。例如，定時(shí)中斷設(shè)為100ms，每調(diào)用一次，標(biāo)志增加1，僅當(dāng)標(biāo)志滿10時(shí)，才對(duì)高速計(jì)數(shù)器求值和復(fù)位。也就是說(shuō)，10V 電壓可接收脈沖為2000，這樣，求值到5/1000V即度是上例的10倍，但同時(shí)速度也減慢了10倍。

     在程序中用定時(shí)器來(lái)控制時(shí)間。SIMATIC S7-200系列可編程控制器設(shè)置了兩種類型的定時(shí)器:接通延遲(On-Delay)定時(shí)器(TON)，保持接通延遲”(Retentive On-Delay)定時(shí)器(TONR)。它們都可工作在三種精度下，即1 msec. 10msec和100msec。

    本例說(shuō)明了每種定時(shí)器的操作及使用方法，重點(diǎn)在于小同精度下，定時(shí)器的操作方法的區(qū)別。

    S7-200定時(shí)器由一個(gè)單獨(dú)的使能輸入端(IN)來(lái)控制，由于定時(shí)器是可使能的，因此，能夠保留過(guò)去了的時(shí)間值。定時(shí)器還有一個(gè)預(yù)置時(shí)間值(PT)，當(dāng)前值更新時(shí)，它與當(dāng)前值比較，定時(shí)器位(T位)置位/復(fù)位(set/reset)就取決于當(dāng)前值與預(yù)置值的比較結(jié)果。

    若當(dāng)前值大于或等于預(yù)置時(shí)問(wèn)值，定時(shí)器位接通(ON）;否則，定時(shí)器位斷開(OFF）。當(dāng)前值達(dá)值時(shí)，計(jì)時(shí)停。

    西門子S7-200可編程控制器PLC使用STEP7-Micro/WIN32編程軟件進(jìn)行編程。STEP7-Micro/WIN32編程軟件是基于Windows的應(yīng)用軟件，功能強(qiáng)大，主要用于開發(fā)程序，也可用于適時(shí)監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。加上漢化后的程序，可在全漢化的界面下進(jìn)行操作。

    1. 安裝條件

    操作系統(tǒng)：Windows95以上的操作系統(tǒng)。

    計(jì)算機(jī)配置：IBM486以上兼容機(jī)，內(nèi)存8MB以上，VGA顯示器，至少50MB以上硬盤空間。

    通信電纜：用一條PC/PPI電纜實(shí)現(xiàn)可編程控制器與計(jì)算機(jī)的通信

    TEP7-Micro/WIN32編程軟件包括Microwin3.1；Microwin3.1的升級(jí)版本軟件Microwin3.1 SP1；Toolbox（包括Uss協(xié)議指令：變頻通信用，TP070：觸摸屏的組態(tài)軟件Tp Designer V1.0設(shè)計(jì)師）工具箱；以及Microwin 3.11 Chinese（Microwin3.11 SP1和Tp Designer的漢化工具）等編程軟件。

    3. 編程軟件的安裝

    按Microwin3.1→Microwin3.1 SP1→Toolbox→Microwin 3.11 Chinese的順序進(jìn)行安裝。

    首先安裝英文版本的編程軟件：雙擊編程軟件中的安裝程序SETUP.EXE，根據(jù)安裝提示完成安裝。接著，用Microwin 3.11 Chinese軟件將編程軟件的界面和幫助文件漢化。步驟如下：（1）在光盤目錄下，找到“mwin_service_pack_from V3.1 to3.11”軟件包，按照安裝向?qū)нM(jìn)行操作，把原來(lái)的英文版本的編程軟件轉(zhuǎn)換為3.11版本。（2）打開“Chinese3.11”目錄；雙擊setup，按安裝向?qū)Р僮?，完成漢化補(bǔ)丁的安裝。（3）完成安裝。

    可以采用PC/PPI電纜建立PC機(jī)與PLC之間的通信。這是典型的單主機(jī)與PC機(jī)的連接，不需要其他的硬件設(shè)備。PC/PPI電纜的兩端分別為RS-232和RS-485接口，RS-232端連接到個(gè)人計(jì)算機(jī)RS-232通信口COM1或COM2接口上，RS-485端接到S7-200 CPU通信口上。PC/PPI電纜中間有通信模塊，模塊外部設(shè)有波特率設(shè)置開關(guān)，有5種支持PPI協(xié)議的波特率可以選擇，分別為：1.2K，2.4K，9.6K，19.2K，38.4K。系統(tǒng)的默認(rèn)值為9.6K b/s。PC/PPI電纜波特率設(shè)置開關(guān)（DIP開關(guān)）的位置應(yīng)與軟件系統(tǒng)設(shè)置的通信波特率相*。DIP開關(guān)如圖2所示，DIP開關(guān)上有5個(gè)扳鍵，1、2、3號(hào)鍵用于設(shè)置波特率，4號(hào)和5號(hào)鍵用于設(shè)置通信方式。通信速率的默認(rèn)值為9600bit/s，未使用調(diào)制解調(diào)器時(shí)，4、5號(hào)鍵均應(yīng)設(shè)置為0。

    硬件設(shè)置好后，按下面的步驟設(shè)置通信參數(shù)。