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產(chǎn)品簡介
詳細介紹
西門子6ES7223-1PH22-0XA8
PLC 硬件系統(tǒng)設(shè)計
1 ． PLC 型號的選擇
在作出系統(tǒng)控制方案的決策之前，要詳細了解被控對象的控制要求，從而決定是否選用 PLC 進行控制。
在控制系統(tǒng)邏輯關(guān)系較復(fù)雜（需要大量中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等）、工藝流程和產(chǎn)品改型較頻繁、需要進行數(shù)據(jù)處理和信息管理（有數(shù)據(jù)運算、模擬量的控制、 PID 調(diào)節(jié)等）、系統(tǒng)要求有較高的可靠性和穩(wěn)定性、準(zhǔn)備實現(xiàn)工廠自動化聯(lián)網(wǎng)等情況下，使用 PLC 控制是很必要的。
目前，國內(nèi)外眾多的生產(chǎn)廠家提供了多種系列功能各異的 PLC 產(chǎn)品，使用戶眼花繚亂、無所適從。所以全面權(quán)衡利弊、合理地選擇機型才能達到經(jīng)濟實用的目的。一般選擇機型要以滿足系統(tǒng)功能需要為宗旨，不要盲目貪大求全，以免造成投資和設(shè)備資源的浪費。機型的選擇可從以下幾個方面來考慮。
（ 1 ）對輸入 / 輸出點的選擇
盲目選擇點數(shù)多的機型會造成一定浪費。
要先弄清除控制系統(tǒng)的 I/O 總點數(shù)，再按實際所需總點數(shù)的 15 ～ 20 ％留出備用量（為系統(tǒng)的改造等留有余地）后確定所需 PLC 的點數(shù)。
另外要注意，一些高密度輸入點的模塊對同時接通的輸入點數(shù)有限制，一般同時接通的輸入點不得超過總輸入點的 60 ％； PLC 每個輸出點的驅(qū)動能力（ A/ 點）也是有限的，有的 PLC 其每點輸出電流的大小還隨所加負載電壓的不同而異；一般 PLC 的允許輸出電流隨環(huán)境溫度的升高而有所降低等。在選型時要考慮這些問題。
PLC 的輸出點可分為共點式、分組式和隔離式幾種接法。隔離式的各組輸出點之間可以采用不同的電壓種類和電壓等級，但這種 PLC 平均每點的價格較高。如果輸出信號之間不需要隔離，則應(yīng)選擇前兩種輸出方式的 PLC 。
（ 2 ）對存儲容量的選擇
對用戶存儲容量只能作粗略的估算。在僅對開關(guān)量進行控制的系統(tǒng)中，可以用輸入總點數(shù)乘 10 字 / 點＋輸出總點數(shù)乘 5 字 / 點來估算；計數(shù)器/ 定時器按（ 3 ～ 5 ）字 / 個估算；有運算處理時按（ 5 ～ 10 ）字 / 量估算；在有模擬量輸入 / 輸出的系統(tǒng)中，可以按每輸入 / （或輸出）一路模擬量約需（ 80 ～ 100 ）字左右的存儲容量來估算；有通信處理時按每個接口 200 字以上的數(shù)量粗略估算。后，一般按估算容量的50 ～ 100 ％留有裕量。對缺乏經(jīng)驗的設(shè)計者，選擇容量時留有裕量要大些。
（ 3 ）對 I/O 響應(yīng)時間的選擇
PLC 的 I/O 響應(yīng)時間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時間延遲（一般在 2 ～ 3 個掃描周期）等。對開關(guān)量控制的系統(tǒng)，PLC 和 I/O 響應(yīng)時間一般都能滿足實際工程的要求，可不必考慮 I/O 響應(yīng)問題。但對模擬量控制的系統(tǒng)、特別是閉環(huán)系統(tǒng)就要考慮這個問題。
（ 4 ）根據(jù)輸出負載的特點選型
不同的負載對 PLC 的輸出方式有相應(yīng)的要求。例如，頻繁通斷的感性負載，應(yīng)選擇晶體管或晶閘管輸出型的，而不應(yīng)選用繼電器輸出型的。但繼電器輸出型的 PLC 有許多優(yōu)點，如導(dǎo)通壓降小，有隔離作用，價格相對較便宜，承受瞬時過電壓和過電流的能力較強，其負載電壓靈活（可交流、可直流）且電壓等級范圍大等。所以動作不頻繁的交、直流負載可以選擇繼電器輸出型的 PLC 。
（ 5 ）對在線和離線編程的選擇
圖 1 可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試的主要步驟
（ 1 ）深入了解和分析被控對象的工藝條件和控制要求
a ．被控對象就是受控的機械、電氣設(shè)備、生產(chǎn)線或生產(chǎn)過程。
b ．控制要求主要指控制的基本方式、應(yīng)完成的動作、自動工作循環(huán)的組成、必要的保護和聯(lián)鎖等。對較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，還可將控制任務(wù)分成幾個獨立部分，這種可化繁為簡，有利于編程和調(diào)試。
（ 2 ）確定 I/O 設(shè)備
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SIMATIC S7-200 SMART， 延長電纜 兩行結(jié)構(gòu) 用于 EM，SR CPU，1m S7-200 SMART144 系統(tǒng)手冊, V2.5, 01/2020, A5E03822234-AI硬件配置 “系統(tǒng)塊”(System Block) 對話框的頂部顯示已經(jīng)組態(tài)的模塊，并允許您添加或刪除模塊。
使用下拉列表更改、添加或刪除 CPU 型號、信號板和擴展模塊。添加模塊時，輸入列和輸出列顯示已分配的輸入地址和輸出地址。
說明
*選擇系統(tǒng)塊中的 CPU 型號和固件版本（V1 或 V2）作為真正要使用的 CPU 型號和固件版本。下載項目時，如果項目中的 CPU 型號或固件版本與所連接的 CPU 型號或固件版本不匹配，STEP 7-Micro/WIN SMART 將發(fā)出警告消息。您可繼續(xù)下載，但如果連接的 CPU 不支持項目需要的資源和功能，將發(fā)生下載錯誤。
模塊選項
系統(tǒng)塊對話框底部顯示在頂部選擇的模塊選項。單擊組態(tài)選項樹中的任意節(jié)點均可修改所選模塊的項目組態(tài)。
系統(tǒng)塊包括 CPU 模塊的以下組態(tài)選項：
通信 (頁 145) 數(shù)字量輸入和脈沖捕捉位 (頁 147) 數(shù)字量輸出 (頁 150) 保持范圍 (頁 151) 安全 (頁 153) 啟動 (頁 157)其它設(shè)備（如模擬量輸入 (頁 158)、模擬量輸出 (頁 161)、RTD 模擬量輸入 (頁 163)、熱電偶 (TC) 模擬量輸入 (頁 167)、RS485/RS232 CM01 通信信號板 (頁 171)、電池 BA01 信號板 (頁 172)以及附加數(shù)字量輸入和輸出）的特定組態(tài)選項可在添加這些模塊時從系統(tǒng)塊進行訪問。
在下載或上傳系統(tǒng)塊之前，必須在 STEP 7-Micro/WIN SMART 與 CPU 之間建立通信。
然后即可下載一個修改的系統(tǒng)塊，以便為 CPU 提供新系統(tǒng)組態(tài)。您所輸入的新屬性在將修改內(nèi)容下載 (頁 47)到 CPU 時生效。
您也可以從 CPU 上傳一個現(xiàn)有系統(tǒng)塊，以使 STEP 7-Micro/WIN SMART 項目組態(tài)與CPU 組態(tài)相匹配。
PLC 設(shè)備組態(tài)
6.1 組態(tài) PLC 系統(tǒng)的運行
S7-200 SMART
系統(tǒng)手冊, V2.5, 01/2020, A5E03822234-AI 145
6.1.2 對通信進行組態(tài)
單擊“系統(tǒng)塊”(System Block) (頁 143) 對話框的“通信”(Communication) 節(jié)點組態(tài)以太網(wǎng)端口、背景時間和 RS485 端口。
說明
CPU 型號 CPU CR20s、CPU CR30s、CPU CR40s 和 CPU CR60s 無以太網(wǎng)端口，不支持與使用以太網(wǎng)通信相關(guān)的所有功能。
以太網(wǎng)端口
若要使 CPU 從項目中獲取其以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)端口的相關(guān)信息，則請單擊“IP 地址數(shù)據(jù)固定為下面的值，不能通過其它方式更改”(IP address data is fixed to the values below and cannot be changed by other means) 復(fù)選框。然后便可輸入以下以太網(wǎng)信息： “IP 地址”(IP Address)：每個設(shè)備必須有一個 Internet 協(xié)議 (IP) 地址。設(shè)備使用此地址在更加復(fù)雜的路由網(wǎng)絡(luò)中傳送數(shù)據(jù)。 “子網(wǎng)掩碼”(Subnet Mask)：子網(wǎng)是已連接的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的邏輯分組。在局域網(wǎng) (LAN) 中，子網(wǎng)中的節(jié)點彼此之間的物理位置通常相對接近。子網(wǎng)掩碼定義 IP 子網(wǎng)的邊界。子網(wǎng)掩碼 255.255.255.0 通常適用于本地網(wǎng)絡(luò)。 “默認網(wǎng)關(guān)”(Default Gateway)：網(wǎng)關(guān)（或 IP 路由器）是 LAN 之間的鏈路。LAN 中的計算機可使用網(wǎng)關(guān)向其它網(wǎng)絡(luò)發(fā)送消息，這些網(wǎng)絡(luò)可能還隱含著其它 LAN。如果數(shù)據(jù)PLC 設(shè)備組態(tài)6.1 組態(tài) PLC 系統(tǒng)的運行S7-200 SMART146 系統(tǒng)手冊, V2.5, 01/2020, A5E03822234-AI的目的地不在 LAN 內(nèi)，網(wǎng)關(guān)會將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給可將數(shù)據(jù)傳送到其目的地的另一個網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)組。網(wǎng)關(guān)依靠 IP 地址來傳送和接收數(shù)據(jù)包。 “站名稱”(Station Name)：站名稱是在網(wǎng)絡(luò)上定義的 CPU 名稱。在“通 信”(Communications) 對話框中，請使用有助于識別 CPU 的名稱。
說明 站名稱遵守標(biāo)準(zhǔn) DNS（域名系統(tǒng)）命名規(guī)范。S7-200 SMART CPU 將站名稱限制為*多 63 個字符，其中包括小寫字母 a 到 z、數(shù)字 0 到 9、連字符（減號）和句號。CPU 禁用某些名稱：? 站名稱不能有 n.n.n.n 格式，其中 n 取 0 到 999 中的值。? 站名不能以字符串 port-nnn 或字符串 port-nnn-nnnnn 開始，其中 n 是 0 到 9 的數(shù)字。例如，port-123 和 port-123-45678 為無效站名。站名稱不能以連字符或句號開始或結(jié)束。
背景時間
可組態(tài)專門用于處理通信請求的掃描周期時間百分比。增加專門用于處理通信請求的時間百分比時，亦會增加掃描時間，從而減慢控制過程的運行速度。掃描時間僅在過程通信請求需要處理時增加。
專門用于處理通信請求的默認掃描時間百分比被設(shè)為 10%。該設(shè)置在處理編譯/狀態(tài)監(jiān)控操作和盡量減小對控制過程的影響之間進行了合理的折衷。您可以調(diào)整該設(shè)置，每次增加5%，*為 50%。
隨著 S7-200 SMART CPU 通信伙伴的增多，將需要更多的后臺時間來處理這些伙伴的請求。GET 和 PUT 指令需要額外資源來創(chuàng)建并保持與其它設(shè)備間的連接。如果有 HMI 設(shè)備或其它的 CPU 通過 EM DP01 與 S7-200 SMART CPU 通信，則 EM DP01 PROFIBUS DP 模塊需要額外的后臺通信時間。開放式用戶通信 (OUC) 還會給 CPU 增加額外負荷，并可能需要額外的后臺時間。
RS485 端口 使用以下設(shè)置對板載 RS485 端口調(diào)整系統(tǒng)協(xié)議通信參數(shù)。連接編程設(shè)備或 HMI 設(shè)備時使用系統(tǒng)協(xié)議：RS485 端口地址：單擊滾動按鈕輸入所需 CPU 地址 (1-126)。默認端口地址為 2。 波特率：從下拉列表中選擇所需數(shù)據(jù)波特率（9.6 Kbps、19.2 Kbps 或 187.5 Kbps）。
PLC 設(shè)備組態(tài)6.1 組態(tài) PLC 系統(tǒng)的運行S7-200 SMART系統(tǒng)手冊, V2.5, 01/2020, A5E03822234-AI 147
說明 對于 S7-200 SMART CPU，可執(zhí)行以下 RS485 通信連接：? 使用 USB-PPI 電纜通過任意串行端口（包括 RS485 端口、信號板端口和 DP01 PROFIBUS 端口）對所有型號的 CPU 進行編程。? 使用 RS485 和 RS232 端口進行 HMI 訪問（數(shù)據(jù)讀/寫）和自由端口通信。
說明 CPU 型號 CPU CR20s、CPU CR30s、CPU CR40s 和 CPU CR60s 不支持使用擴展模塊或信號板。6.1.3 組態(tài)數(shù)字量輸入 單擊“系統(tǒng)塊”(System Block) (頁 143) 對話框的“數(shù)字量輸入”(Digital Inputs) 節(jié)點組態(tài)數(shù)字量輸入濾波器和脈沖捕捉位。
數(shù)字量輸入濾波器 通過設(shè)置輸入延時，您可以過濾數(shù)字量輸入信號。 該延遲幫助過濾輸入接線上可能對輸入狀態(tài)造成不良改動的噪音。 輸入狀態(tài)改變時，輸入必須在時延期限內(nèi)保持在新狀態(tài)，才能被認為有效。 濾波器會消除噪音脈沖，并強制輸入線在數(shù)據(jù)被接受之前穩(wěn)定下來。
PLC 設(shè)備組態(tài)6.1 組態(tài) PLC 系統(tǒng)的運行S7-200 SMART148 系統(tǒng)手冊, V2.5, 01/2020, A5E03822234-AI使用 S7-200 SMART CPU，用戶可以為其所有數(shù)字量輸入點選擇一個輸入延遲。 可用輸入點數(shù)取決于 CPU 型號 (頁 21)。四個輸入點（I0.0 到 I0.7 以及 I1.0 到 I1.5）支持延遲時間選項的擴展設(shè)置（可在 0.2 ms 至 12.8 ms 范圍內(nèi)的七個設(shè)置中任選其一，或在 0.2 μs 至 12.8 μs 范圍內(nèi)的七個設(shè)置中任選其一）。 其余輸入點（I1.6 及以上）僅支持輸入延遲選項的限定設(shè)置（6.4 ms、12.8 ms 或者不過濾）。例如，CPU SR20 的所有十二個輸入點均支持輸入延遲設(shè)置的擴展列表。 對于 CPU ST40，輸入延遲選項的擴展列表適用于其四個輸入點，其余十個輸入點則僅支持限定列表。所有輸入點的默認濾波時間均為 6.4 ms。要設(shè)置輸入延遲，請按以下步驟操作：1. 從一個或多個輸入旁的下拉列表中選擇延遲時間。2. 單擊“確定”(OK) 按鈕，輸入選項。
西門子PLC程序中常用的幾個指令介紹
串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接指令OLD
兩個或兩個以上的接點串聯(lián)連接的電路叫串聯(lián)電路塊。串聯(lián)電路塊并聯(lián)連接時，分支開始用LD、LDN指令，分支結(jié)束用OLD指令。OLD指令與后述的ALD指令均為無目標(biāo)元件指令，而兩條無目標(biāo)元件指令的步長都為一個程序步。OLD有時也簡稱或塊指令。
2、并聯(lián)電路的串聯(lián)連接指令A(yù)LD
兩個或兩個以上接點并聯(lián)電路稱為并聯(lián)電路塊，分支電路并聯(lián)電路塊與前面電路串聯(lián)連接時，使用ALD指令。分支的起點用LD、LDN指令，并聯(lián)電路結(jié)束后，使用ALD指令與前面電路串聯(lián)。ALD指令也簡稱與塊指令，ALD也是無操作目標(biāo)元件，是一個程序步指令。
3、輸出指令 =
1、= 輸出指令是將繼電器、定時器、計數(shù)器等的線圈與梯形圖右邊的母線直接連接，線圈的右邊不允許有觸點，在編程中，觸點以重復(fù)使用，且類型和數(shù)量不受限制。
4、置位與復(fù)位指令S、R
S為置位指令，使動作保持；R為復(fù)位指令，使操作保持復(fù)位。從的位置開始的N個點的寄存器都被置位或復(fù)位,N=1～255如果被復(fù)位的是定時器位或計數(shù)器位,將清除定時器或計數(shù)器的當(dāng)前值。
5、跳變觸點EU,ED
正跳變觸點檢測到一次正跳變(觸點的入信號由0到1)時,或負跳變觸點檢測到一次負跳變(觸點的入信號由1到0)時,觸點接通到一個掃描周期.正/負跳變的符號為EU和ED,他們沒有操作數(shù),觸點符號中間的”P”和”N”分別表示正跳變和負跳變
6、空操作指令NOP
NOP指令是一條無動作、無目標(biāo)元件的一個序步指令?？詹僮髦噶钍乖摬叫驗榭詹僮鳌Ｓ肗OP指令可替代已寫入指令，可以改變電路。在程序中加入NOP指令，在改動或追加程序時可以減少步序號的改變。
7、程序結(jié)束指令END
END是一條無目標(biāo)元件的一序步指令。PLC反復(fù)進行輸入處理、程序運算、輸出處理，在程序的后寫入END指令，表示程序結(jié)束，直接進行輸出處理。在程序調(diào)試過程中，可以按段插入END指令，可以按順序擴大對各程序段動作的檢查。采用END指令將程序劃分為若干段，在確認處于前面電路塊的動作正確無誤之后，依次刪去END指令。要注意的是在執(zhí)行END指令時，也刷新監(jiān)視時鐘。
