6ES7314-6BH04-0AB0

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CPU224组成的扩展

　　由CPU224组成的扩展配置可以由CPU224基本单元和zui多7个扩展模块组成，CPU224可以向扩展单元提供的DC5V电流为660mA。

　　例：若扩展单元为4个16DI/16DO继电器输出EM223模块和2个8DI的EM221模块组成。查得：EM223继电器输出模块耗DC5V总线电流为150 mA，EM221模块耗DC5V总线电流为30 mA，总消耗电流为660 mA，等于CPU222可以提供DC5V的电流，所以这种配置还是可行的。

　　S7-200设置了中断功能，用于实时控制、高速处理、通信和网络等复杂和特殊的控制任务。中断就是终止当前正在运行的程序，去执行为立即响应的信号而编制的中断服务程序，执行完毕再返回原先被终止的程序并继续运行。

　　中断源即发出中断请求的事件，又叫中断事件。为了便于识别，系统给每个中断源都分配一个编号，称为中断事件号。S7-200系列可编程控制器zui多有34个中断源，分为三大类：通信中断、输入/输出中断和时基中断。）通信中断

　　在自由口通信模式下，用户可通过编程来设置波特率、奇偶校验和通信协议等参数。用户通过编程控制通讯端口的事件为通信中断。

　　（2）I/O中断

　　I/O中断包括外部输入上升/下降沿中断、高速计数器中断和高速脉冲输出中断。S7-200用输入（I0.0、I0.1、I0.2或I0.3）上升/下降沿产生中断。这些输入点用于捕获在发生时必须立即处理的事件。高速计数器中断指对高速计数器运行时产生的事件实时响应，包括当前值等于预设值时产生的中断，计数方向的改变时产生的中断或计数器外部复位产生的中断。脉冲输出中断是指预定数目脉冲输出完成而产生的中断。

　　）时基中断

　　时基中断包括定时中断和定时器T32/T96中断。定时中断用于支持一个周期性的活动。周期时间从1毫秒至255毫秒，时基是1毫秒。使用定时中断0，必须在SMB34中写入周期时间；使用定时中断1，必须在SMB35中写入周期时间。将中断程序连接在定时中断事件上，若定时中断被允许，则计时开始，每当达到定时时间值，执行中断程序。定时中断可以用来对模拟量输入进行采样或定期执行PID回路。定时器T32/T96中断指允许对定时间间隔产生中断。这类中断只能用时基为1ms的定时器T32/T96构成。当中断被启用后，当前值等于预置值时，在S7-200执行的正常1毫秒定时器更新的过程中，执行连接的中断程序。 S7-200有PTO、PWM两台高速脉冲发生器。 PTO脉冲串功能可输出个数、周期的方波脉冲（占空比50%）；PWM功能可输出脉宽变化的脉冲信号，用户可以脉冲的周期和脉冲的宽度。若一台发生器给数字输出点Q0.0，另一台发生器则给数字输出点Q0.1。当PTO、PWM发生器控制输出时，将禁止输出点Q0.0、Q0.1的正常使用；当不使用PTO、PWM高速脉冲发生器时，输出点Q0.0、Q0.1恢复正常的使用，即由输出映像寄存器决定其输出状态。

　　由表1可知，CPU 22X 系列具有不同的技术性能，使用于不同要求的控制系统：

　　CPU 221：用户程序和数据存储容量较小，有一定的高速计数处理能力，适合用于点数少的控制系统。

　　CPU222：和CPU221相比，它可以进行一定模拟量的控制，可以连接2个扩展模块，应用更为广泛。

　　CPU224：和前两者相比，存储容量扩大了一倍，有内置时钟，它有更强的模拟量和高速计数的处理能力，使用很普遍。

　　CPU 226：和CPU224相比，增加了通信口的数量，通信能力大大增强，可用于点数较多、要求较高的小型或中型控制系统。

　　CPU226XM：它是西门子公司推出的一款增强型主机，主要在用户程序和数据存储容量上进行了扩展，其他指标和CPU 226相同

　　中断指令有4条，包括开、关中断指令，中断连接、分离指令。指令格式如表1所示。

　　1. 开、关中断指令

　　开中断（ENI）指令全局性允许所有中断事件。关中断（DISI）指令全局性禁止所有中断事件，中断事件的每次出现均被排队等候，直至使用全局开中断指令重新启用中断。

　　PLC转换到RUN（运行）模式时，中断开始时被禁用，可以通过执行开中断指令，允许所有中断事件。执行关中断指令会禁止处理中断，但是现用中断事件将继续排队等候。

　　逻辑运算是对无符号数按位进行与、或、异或和取反等操作。操作数的长度有B、W、DW。指令格式如表1所示。

　　1. 逻辑与（WAND）指令：将输入IN1，IN2按位相与，得到的逻辑运算结果，放入OUT的存储单元。

　　2. 逻辑或（WOR）指令：将输入IN1，IN2按位相或，得到的逻辑运算结果，放入OUT的存储单元。

　　3. 逻辑异或（OR）指令：将输入IN1，IN2按位相异或，得到的逻辑运算结果，放入OUT的存储单元。

　　4. 取反（INV）指令：将输入IN按位取反，将结果放入OUT的存储单元。

　　本例说明了利用S7-200的集成“接通延迟"(ON-Delayed)定时器，能够方便地产生断开延迟(OFF-Delay)、脉冲(Pulse)及扩展脉冲(Extended Pulse)。

　　为了在输出端Q0.0得到断开延迟信号，Q0.0端的输出信号的置位时问要比I0.0端的输入信号长一段定时器的时间。

　　为了在输出端Q0.1得到脉冲信号，I0.1端的输入信号被置位之后，信号会在输出端Q0.1停留一段定时器的时间;但是，如果输入I0.1被复位，那么输出端Q0.1脉冲信号也将被复位。

　　为了在输出端Q0.2得到扩展脉冲信号，一旦输入I0.2己经置位，无论输入I0.2是否复位，那么在预置定时器时问内Q0.2端输出信号将一自处于置位状态。

　　程序和注释

　　下列程序分为3部分，每部分都相互独立，用来实现断开延迟(OFF-Delay)、脉冲(Pulse)和扩展脉冲(Extended Pulse)。

　　一、断开延迟(OFF-Delay)

　　当接通输入I0.0时，输出Q0.0被置位。如果输入I0.0被复位(下降沿)，

　　T33，运行5秒钟后，定时器T33置位，同时使标志位M0.0和输出Q0.0

　　则启动定时器复位。

　　二、脉冲(Pulse)

　　当接通输入I0.1时，输出Q0.1和标志位M0.1被置位。通过对标志位M0.1置位使定时器T34启动，运行5秒钟后或输入旧.1复位，就立即使输出Q0.1复位。

　　三、扩展脉冲(Extended Pulse)

　　当接通输入I0.2时，输出Q0.2和标志位M0.2被置位。通过对标志位M0.2置位，使定时器T35启动，运行5秒钟后，立即使输出Q0.2复位

　　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。

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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。

S7-200 PLC的存储器空间大致分为三个空间，即程序空间、数据空间和参数空间。

　　1．程序空间

　　该空间主要用于存放用户应用程序，程序空间容量在不同的CPU中是不同的。另外CPU中的RAM区与内置EEPROM上都有程序存储器，但它们互为映像，且空间大小一样。

　　2．数据空间

　　该空间的主要部分用于存放工作数据称为数据存储器，另外有一部分作寄存器使用称为数据对象。

　　（1）数据存储器 它包括变量存储器（V），输入信号缓存区（输入映象存储器I），输出信号缓冲区（输出映象存储区Q），内部标志位存储器（M）又称内部辅助继电器，特殊标志位存储器（SM）。除特殊标志位外，其他部分都能以位、字节、和双字的格式自由读取或写入。

　　变量存储器（V）是保存程序执行过程中控制逻辑操作的中间结果，所有的V存储器都可以存储在*存储器区内，其内容可在与EEPROM或编程设备双向传送。

　　输入映象存储器（I）是以字节为单位的寄存器，它的每一位对应于一个数字量输入结点。在每个扫描周期开始，PLC依次对各个输入结点采样，并把采样结果送入输入映象存储器。PLC在执行用户程序过程中，不再理会输入结点的状态，它所处理的数据为输入映象存储器中的值。

　　输出映象存储器（Q）是以字节为单位的寄存器，它的每一位对应于一个数字输出量结点。PLC在执行用户程序的过程中，并不把输出信号随时送到输出结点，而是送到输出映象存储器，只有到了每个扫描周期的末尾，才将输出映象寄存器的输出信号几乎同时送到各输出结点。使用映象寄存器优点：①同步地在扫描周期开始采样所有输入点，并在扫描的执行阶段冻结所有输入值；②在程序执行完后再从映象寄存器刷新所有输出点，使被控系统能获得更好稳定性；⑧存取映象寄存器的速度高于存取I/O速度，使程序执行的更快；④I/O点只能以位为单位存取，但映象寄存器则能以位、字节、双字进行存取。因此，映象寄存器提供了更高的灵活性。另外对控制系统中个别I/O点要求实时性较高的情况下，可用直接I/O指令直接存取输入/输出点。

　　内部标志位（M）又称内部线圈（内部继电器等），它一般以位为单位使用，但也能以字、双字为单位使用。内部标志位容量根据CPU型号不同而不同。

　　特殊标志位（SM）用来存储系统的状态变量和有关控制信息，特殊标志位分为只读区和可写区，具体划分随CPU不同而不同。

　　（

　　高速计数器与一般计数器不同之处在于，计数脉冲频率更高可达2kHz/7kHz，计数容量大，一般计数器为16位，而高速计数器为32位，一般计数器可读可写，而高速计数器一般只能作读操作。

　　在S7-200CPU中有4个32位累加器，即AC0～AC3，用它可把参数传给子程序或任何带参数的指令和指令块。此外，PLC在响应外部或内部的中断请求而调用中断服务程序时，累加器中的数据是不会丢失的，即PLC会将其中的内容压入堆栈。因此，用户在中断服务程序中仍可使用这些累加器，待中断程序执行完返回时，将自动从堆栈中弹出原先的内容，以恢复中断前累加器的内容。但应注意，不能利用累加器作主程序和中断服务子程序之间的参数传递。

　　S7-200系列PLC是模块式结构，可以通过配接各种扩展模块来达到扩展功能、扩大控制能力的目的。目前S7-200主要有三大类扩展模块。

　　S7-200的扩展配置是由S7-200的基本单元和扩展模块组成。其扩展模块的数量受两个条件约束：一个是基本单元能带扩展模块的数量；另一个是基本单元的电源承受扩展模块消耗DC5V总线电流的能力。