西門子模塊6ES7212-1BE40-0XB0

 S7-200是一款通用性很強(qiáng)大的產(chǎn)品，直接提供的功能有限,，但是可以不斷的思考,，通過編程等方式獲得產(chǎn)品更大的利用空間。

    西門子S7-200PLC的自由口通訊具有非常強(qiáng)大的功能,，熟練使用自由口通訊可以很方便的實現(xiàn)PLC與其他智能設(shè)備的數(shù)據(jù)交換,。使用自由口通訊需要以下幾個方面的編程設(shè)置：對SMB30進(jìn)行設(shè)置端口選擇，波特率選擇,，校驗設(shè)置,，對SMB87,89,90,94進(jìn)行設(shè)置緩沖區(qū)等。通過ATCH指令進(jìn)行中斷設(shè)置,，對中斷狀態(tài)進(jìn)行判斷,。通過RCV指令進(jìn)行接收數(shù)據(jù),。

    通訊交換數(shù)據(jù)

    交換數(shù)據(jù)是通過COM口進(jìn)行的，所以一定要注意通訊口的地址使用和時間使用,。另外數(shù)據(jù)緩沖區(qū)定義也非常重要,，因為交換的數(shù)據(jù)會直接存儲到這個緩沖區(qū)里。

    與其他智能設(shè)備通訊

    S7-200與其他智能設(shè)備通訊時,，一般會采用相應(yīng)的協(xié)議,，一般來說一個網(wǎng)絡(luò)會有相應(yīng)的站地址，以及主站與從站,，一定要區(qū)分好這方面的問題,。

PID控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計的核心內(nèi)容。它是根據(jù)被控過程的特性確定PID控制器的比例系數(shù),、積分時間和微分時間的大小,。

    PID控制器參數(shù)整定的方法很多，概括起來有兩大類：一是理論計算整定法,。它主要是依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,，經(jīng)過理論計算確定控制器參數(shù)。二是工程整定方法,，它主要依賴工程經(jīng)驗,，直接在控制系統(tǒng)的試驗中進(jìn)行，且方法簡單,、易于掌握,，在工程實際中被廣泛采用。

    PID控制器參數(shù)的工程整定方法,，一般采用的是臨界比例法,。利用該方法進(jìn)行PID控制器參數(shù)的整定步驟如下：(1)首先預(yù)選擇一個足夠短的采樣周期讓系統(tǒng)工作；(2)僅加入比例控制環(huán)節(jié),，直到系統(tǒng)對輸入的階躍響應(yīng)出現(xiàn)臨界振蕩,，記下這時的比例放大系數(shù)和臨界振蕩周期；(3)在一定的控制度下通過公式計算得到PID控制器的參數(shù),。

    PID參數(shù)的設(shè)定：是靠經(jīng)驗及工藝的熟悉,，參考測量值跟蹤與設(shè)定值曲線，從而調(diào)整PID的大小,。比例I/微分D=2,，具體值可根據(jù)儀表定，再調(diào)整比例帶P,，P過頭,，到達(dá)穩(wěn)定的時間長，P太短，會震蕩,，永遠(yuǎn)也打不到設(shè)定要求,。

    PID控制器參數(shù)的工程整定,各種調(diào)節(jié)系統(tǒng)中P.I.D參數(shù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)以下可參照：

    溫度T：P=20~60%，T=180~600s,，D=3-180s,；

    壓力P：P=30~70%，T=24~180s,；

    液位L：P=20~80%,，T=60~300s；

    流量L：P=40~100%,，T=6~60s,。

    這里介紹一種經(jīng)驗法，方法的基本程序是先根據(jù)運行經(jīng)驗,，確定一組調(diào)節(jié)器參數(shù)，并將系統(tǒng)投入閉環(huán)運行,，然后人為地加入階躍擾動（如改變調(diào)節(jié)器的給定值）,，觀察被調(diào)量或調(diào)節(jié)器輸出的階躍響應(yīng)曲線。若認(rèn)為控制質(zhì)量不滿意,，則根據(jù)各整定參數(shù)對控制過程的影響改變調(diào)節(jié)器參數(shù),。這樣反復(fù)試驗，直到滿意為止,。

    西門子S7-200PLC集成有高速計數(shù)功能,，高速計數(shù)是PLC的一項非常重要的功能，在工業(yè)領(lǐng)域中測量轉(zhuǎn)動速度與周期一般都是用脈沖式儀器,，例如旋轉(zhuǎn)編碼器,。這類儀器的頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于PLC的采集頻率，因此使用高速計數(shù)器顯得尤為重要,。S7-200高速計數(shù)功能的知識點主要分幾個部分：一是輸入地址,，二是計數(shù)模式，按有無方向,，有無復(fù)位,，外部復(fù)位和軟復(fù)位等進(jìn)行分類。三是相應(yīng)的控制特殊功能寄存器,。來控制計數(shù)器的模式和預(yù)置值等,。

    高速計數(shù)器復(fù)位

    高速計數(shù)的復(fù)位是使用計數(shù)器時非常重要的地方。由于外部器件例如編碼器等,，一般都會有累積誤差,，那么就需要定期的進(jìn)行復(fù)位。另外編碼器一些功能的實現(xiàn)也要求它具有復(fù)位功能,。

    高速計數(shù)器測量轉(zhuǎn)速周期等

7.3.2 PLC 軟件系統(tǒng)設(shè)計的步驟

在了解了程序結(jié)構(gòu)和編程方法的基礎(chǔ)上,，就要實際地編寫 PLC 程序了,。編寫 PLC 程序和編寫其他計算機(jī)程序一樣，都需要經(jīng)歷如下過程,。

1. 對系統(tǒng)任務(wù)分塊

分塊的目的就是把一個復(fù)雜的工程,，分解成多個比較簡單的小任務(wù)。這樣就把一個復(fù)雜的大問題化為多個簡單的小問題,。這樣可便于編制程序,。

2. 編制控制系統(tǒng)的邏輯關(guān)系圖

從邏輯關(guān)系圖上，可以反應(yīng)出某一邏輯關(guān)系的結(jié)果是什么,，這一結(jié)果又英國導(dǎo)出哪些動作,。這個邏輯關(guān)系可以是以各個控制活動順序為基準(zhǔn)，也可能是以整個活動的時間節(jié)拍為基準(zhǔn),。邏輯關(guān)系圖反映了控制過程中控制作用與被控對象的活動,，也反應(yīng)了輸入與輸出的關(guān)系。

3. 繪制各種電路圖

繪制各種電路的目的,，是把系統(tǒng)的輸入輸出所設(shè)計的地址和名稱聯(lián)系起來,。這是很關(guān)鍵的一步。在繪制 PLC 的輸入電路時,，不僅要考慮到信號的連接點是否與命名一致,，還要考慮到輸入端的電壓和電流是否合適，也要考慮到在特殊條件下運行的可靠性與穩(wěn)定條件等問題,。特別要考慮到能否把高壓引導(dǎo)到 PLC 的輸入端,，把高壓引入 PLC 輸入端，會對 PLC 造成比較大的傷害,。在繪制 PLC 的輸出電路時,，不僅要考慮到輸出信號的連接點是否與命名一致，還要考慮到 PLC 輸出模塊的帶負(fù)載能力和耐電壓能力,。此外,，還要考慮到電源的輸出功率和極性問題。在整個電路的繪制中,，還要考慮設(shè)計的原則努力提高其穩(wěn)定性和可靠性,。雖然用 PLC 進(jìn)行控制方便、靈活,。但是在電路的設(shè)計上仍然需要謹(jǐn)慎,、全面。因此,，在繪制電路圖時要考慮周全,，何處該裝按鈕，何處該裝開關(guān)，都要一絲不茍,。

4. 編制 PLC 程序并進(jìn)行模擬調(diào)試

在繪制完電路圖之后,，就可以著手編制 PLC 程序了。當(dāng)然可以用上述方法編程,。在編程時,，除了要注意程序要正確、可靠之外,，還要考慮程序要簡捷,、省時、便于閱讀,、便于修改,。編好一個程序塊要進(jìn)行模擬實驗，這樣便于查找問題,，便于及時修改,，不要整個程序完成后一起算總帳。

5. 制作控制臺與控制柜

在繪制完電器,、編完程序之后,，就可以制作控制臺和控制柜了。在時間緊張的時候,，這項工作也可以和編制程序并列進(jìn)行。在制作控制臺和控制柜的時候要注意選擇開關(guān),、按鈕,、繼電器等器件的質(zhì)量，規(guī)格必須滿足要求,。設(shè)備的安裝必須注意安全,、可靠。比如說屏蔽問題,、接地問題,、高壓隔離等問題必須妥善處理。

6. 現(xiàn)場調(diào)試

現(xiàn)場調(diào)試是整個控制系統(tǒng)完成的重要環(huán)節(jié),。任何程序的設(shè)計很難說不經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試就能使用的,。只有通過現(xiàn)場調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)控制回路和控制程序不能滿足系統(tǒng)要求之處；只有通過現(xiàn)場調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)控制電路和控制程序發(fā)生矛盾之處,；只有進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試才能后實地測試和后調(diào)整控制電路和控制程序,，以適應(yīng)控制系統(tǒng)的要求。

7. 編寫技術(shù)文件并現(xiàn)場試運行

經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試以后,，控制電路和控制程序基本被確定了,，整個系統(tǒng)的硬件和軟件基本沒有問題了。這時就要全面整流技術(shù)文件，包括整理電路圖,、PLC 程序,、使用說明及幫助文件。到此工作基本結(jié)束,。

    使用編碼器和高速計數(shù)器,，定時中斷等，可以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)體的速度周期等數(shù)據(jù)的測量,，此功能在對電機(jī)測量方面有廣泛的應(yīng)用,。

   實數(shù)的格式

    實數(shù)（浮點數(shù)）由32位單精度數(shù)表示，其格式按照ANSI/IEEE754-1985標(biāo)準(zhǔn)中所描述的形式,。實數(shù)按照雙字長度來存取,。對于S7-200來說，浮點數(shù)精確到小數(shù)點后第六位,。因而當(dāng)使用一個浮點數(shù)常數(shù)時,，多可以到小數(shù)點后第六位。

    實數(shù)運算的精度

    在計算中涉及到非常大和非常小的數(shù),，則有可能導(dǎo)致計算結(jié)果不精確,。

    字符串的格式

    字符串指的是一系列字符，每個字符以字節(jié)的形式存儲,。字符串的*個字節(jié)定義了字符串的長度,，也就是字符的個數(shù)。一個字符串的長度可以是0到254個字符,，再加上長度字節(jié),，一個字符串的大長度為255個字節(jié)。而一個字符串常量的大長度為126字節(jié),。

    布爾型數(shù)據(jù)（0或1）,。

    S7-200CPU不支持?jǐn)?shù)據(jù)類型檢測

    例如：可以在加法指令中使用VW100中的值作為有符號整數(shù)，同時也可以在異或指令中將VW100中的數(shù)據(jù)當(dāng)作無符號的二進(jìn)制數(shù),。

    S7-200提供各種變換指令,，使用戶能方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)制式及表達(dá)方式的變換。

西門子PLC對檢修工藝及技術(shù)要求見如下,，另外我司還舉一個西門子PLC維修實例供大家參考：

    （1）測量電壓時,，要用數(shù)字電壓表或精度為1%的萬能表測量

    （2）電源機(jī)架，CPU主板都只能在主電源切斷時取下,；

    （3）在RAM模塊從CPU取下或插入CPU之前,，要斷開PC的電源，這樣才能保證數(shù)據(jù)不混亂,；

    （4）在取下RAM模塊之前,，檢查一下模塊電池是否正常工作,，如果電池故障燈亮?xí)r取下模塊PAM內(nèi)容將丟失；

    （5）輸入/輸出板取下前也應(yīng)先關(guān)掉總電源,，但如果生產(chǎn)需要時I/0板也可在可編程控制器運行時取下,，但CPU板上的QVZ（超時）燈亮；

    （6）撥插模板時,，要格外小心,，輕拿輕放，并運離產(chǎn)生靜電的物品

西門子模塊6ES7212-1BE40-0XB0

外部補(bǔ)償—補(bǔ)償盒
補(bǔ)償盒是通過補(bǔ)償盒獲取熱電偶的參比接點的溫度,，但補(bǔ)償盒必須安裝在熱電偶的參比接點處,。
補(bǔ)償盒必須單獨供電，電源模塊必須具有充分的噪聲濾波功能,，例如使用接地電纜屏蔽,。
補(bǔ)償盒包含一個橋接電路，固定參比接點溫度標(biāo)定,，如果實際溫度與補(bǔ)償溫度有偏差,，橋接熱敏電阻會發(fā)生變化，產(chǎn)生正的或者負(fù)的補(bǔ)償電壓疊加到測量電勢差上,，從而達(dá)到補(bǔ)償調(diào)節(jié)的目的,。
補(bǔ)償盒采用參比接點溫度為0℃的補(bǔ)償盒，*使用西門子帶集成電源裝置的補(bǔ)償盒,，訂貨號如下表,。

*使用的補(bǔ)償盒		訂貨號
帶有集成電源裝置的參比端，用于導(dǎo)軌安裝		M72166-V V V V V
輔助電源	B1	230VAC
	B2	110VAC
	B3	24VAC
	B4	24VDC
連接到熱電偶	1	L型
	2	J型
	3	K型
	4	S型
	5	R型
	6	U型
	7	T型
參考溫度	00	0℃

表6 西門子參比接點的補(bǔ)償盒訂貨數(shù)據(jù)

圖3 S7-300模板支持接線

圖3 類型：熱電偶通過補(bǔ)償導(dǎo)線連接到參比接點,，再用銅質(zhì)導(dǎo)線連接參比接點和模板的輸入端子構(gòu)成回路,，同時由一個補(bǔ)償盒對模板連接的所有熱電偶進(jìn)行公共補(bǔ)償，補(bǔ)償盒的9,，8端子連接到模板的補(bǔ)償端COMP+(10)和Mana(11)，所以模板的所有通道必須連接同類型的熱電偶,。

圖4 S7-400模板支持接線

圖4 類型：模板的各個通道單獨連接一個補(bǔ)償盒,，補(bǔ)償盒通過熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線直接連接到模板的輸入端子構(gòu)成回路，所以模板的每個通道都可以使用模板支持類型的熱電偶,，但是每個通道都需要補(bǔ)償盒,。

表7 支持外部補(bǔ)償盒補(bǔ)償?shù)哪０寮翱山訜犭娕紓€數(shù)

3.2.3 外部補(bǔ)償—熱電阻
熱電阻是通過外接電阻溫度計獲取熱電偶的參比接點的溫度，再由模板處理然后進(jìn)行溫度補(bǔ)償,，同樣熱電阻必須安裝在熱電偶的參比接點處,。

圖5 S7-300模板支持

圖5類型：參比接點電阻溫度計pt100的四根線接到模板的35，36,，37,，38端子,，對應(yīng)（M+，M-,，I+,，I-），可測參比接點出溫度范圍為-25℃到85℃,，

圖6 S7-400模板支持

圖6類型：參比接點電阻溫度計的四根線接到模板的通道0,，占用通道。
以上這兩種,，參比接點到模板的線可以用銅質(zhì)導(dǎo)線,，由于做公共補(bǔ)償，只能接同類型的熱電偶,。

表8 支持熱電阻補(bǔ)償?shù)哪０寮翱山訜犭娕紓€數(shù)

3.2.4外部補(bǔ)償—固定溫度
如果外部參比接點的溫度已知且固定,，可以通過選擇相應(yīng)的補(bǔ)償由模板內(nèi)部處理補(bǔ)償，組態(tài)設(shè)置詳見下章節(jié),。

表9支持固定溫度補(bǔ)償?shù)哪０寮翱山訜犭娕紓€數(shù)

從上表可以看出,，300的模板只支持參比接點的溫度為0℃或50℃兩種，而400的模板支持可變溫度范圍,，且范圍大,。

3.2.4混合補(bǔ)償—熱電阻和固定溫度補(bǔ)償
另外，除單獨補(bǔ)償外,，可以使用相同參比接點給多個模板,，通過電阻溫度計進(jìn)行外部補(bǔ)償，S7-400的模板支持這種,，補(bǔ)償示意圖如下,。

圖7 混合外部補(bǔ)償

補(bǔ)償：如圖所示，模板2和1 有公共的參比接點,，模板1進(jìn)行外部電阻溫度計補(bǔ)償,，由CPU讀取RTD的溫度，然后使用功能SFC55(WR_PARM)將溫度值寫入到模板2中,，模板2選擇固定溫度補(bǔ)償?shù)摹?br style="box-sizing: border-box; -webkit-tap-highlight-color: transparent; appearance: none; margin: 0px;"/>SFC55只能對模板的動態(tài)參數(shù)進(jìn)行修改,，模擬量輸入模板的靜態(tài)參數(shù)（數(shù)據(jù)記錄0）和動態(tài)參數(shù)（數(shù)據(jù)記錄1）的參數(shù)及數(shù)據(jù)記錄1的結(jié)構(gòu)如下：

表10 S7-400模擬量輸入模板的參數(shù)

圖8 S7-400模擬量輸入模板的數(shù)據(jù)記錄1的結(jié)構(gòu)

以6ES7 431-7QH00-0AB0 模擬量輸入模板為例，程序塊SFC55調(diào)用：