南京江寧鑫元自動(dòng)化西門子200PLC培訓(xùn)——PLC的認(rèn)知初步ppt課件

1、 1.1 可編程序控制器概述西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步模塊1 PLC的認(rèn)知初步1.2 S7-200系列PLC引見1.3 STEP-Micr/WIN4.0編程軟件的運(yùn)用. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步1.1 可編程序控制器概述1.1.1 PLC的由來 1968年，美國通用汽車公司(GM公司)為了在每次汽車改型或改動(dòng)工藝流程時(shí)不改動(dòng)原有繼電器柜內(nèi)的接線，以便降低消費(fèi)本錢，縮短新產(chǎn)品的開發(fā)周期，而提出了研制新型邏輯順序控制安裝，并提出了該安裝的研制目的要求，即10項(xiàng)招標(biāo)技術(shù)目的，這10目的實(shí)踐上就是當(dāng)今可編程序控制器最根本的功能。 將

2、它們歸納一下，其中心為以下四點(diǎn)： (1) 用計(jì)算機(jī)替代繼電器控制盤。 (2) 用程序替代硬件接線。 (3) 輸入/輸出電平可與外部安裝直接銜接。 (4) 構(gòu)造易于擴(kuò)展 . 美國數(shù)字設(shè)備公司DEC中標(biāo)并于1969年研出了世界上第一臺(tái)可編程序控制器，并運(yùn)用于通用汽車公司的消費(fèi)線上。當(dāng)時(shí)叫可編程邏輯控制器PLCProgrammable Logic Controller，目的是用來取代繼電器，以執(zhí)行邏輯判別、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能。緊接著，美國MODICON公司也開發(fā)出同名的控制器，1971年，日本從美國引進(jìn)了這項(xiàng)新技術(shù)，很快研制成了日本第一臺(tái)可編程控制器 。1973年，西歐國家也研制出他們的第一臺(tái)

3、可編程控制器。 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步1.1.2 可編程序控制器的定義、分類及特點(diǎn) 1. 可編程序控制器的定義 由于PLC在不斷開展，因此，對(duì)它進(jìn)展確切的定 義是比較困難的。1982年，國際電工委員會(huì)(International Electrical Committee，IEC)公布了PLC規(guī)范草案，1985年提交了第2版，并在1987年的第3版中對(duì)PLC作了如下的定義：PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下運(yùn)用而設(shè)計(jì)的進(jìn)展數(shù)字運(yùn)算操作的電子安裝。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)

4、算、順序運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能經(jīng)過數(shù)字式或模擬式的輸?shù)妮斎牒洼敵??？刂聘鞣N類型的機(jī)械或消費(fèi)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)整體和易于擴(kuò)展其功能的原那么而設(shè)計(jì)。. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 控制各種類型的機(jī)械或消費(fèi)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)整體和易于擴(kuò)展其功能的原那么而設(shè)計(jì)。 上述的定義闡明，PLC是一種能直接運(yùn)用于工業(yè)環(huán)境的數(shù)字電子安裝，是以微處置器為根底，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)，用面向控制過程、面向用戶的“自然言語編程的一種簡單易懂、操作方便、可靠性

5、高的新一代通用工業(yè)控制安裝。 2.可編程序控制器的分類 1PLC硬件構(gòu)造的類型 可編程序控制器開展很快，目前，全世界有幾百家工廠正在消費(fèi)幾千種不同型號(hào)的PLC。為了便于在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安裝，便于擴(kuò)展，方便接線，其構(gòu)造與普通計(jì)算機(jī)有很大區(qū)別。通常從組成構(gòu)造方式上將這些PLC分為兩類：一類是一體化整體式PLC，另一類是構(gòu)造化模塊式PLC。. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 2PLC的分類 為了順應(yīng)不同工業(yè)消費(fèi)過程的運(yùn)用要求，可編程序控制器可以處置的輸入/輸出信號(hào)數(shù)是不一樣的。普通將一路信號(hào)叫做一個(gè)點(diǎn)，將輸入點(diǎn)數(shù)和輸出點(diǎn)數(shù)的總和稱為機(jī)器的點(diǎn)。按照I/O點(diǎn)數(shù)的多少，可將PLC分

6、為超小(微)、小、中、大、超大等五種類型。如表1-1所示。 表1-1 按I/O點(diǎn)數(shù)分類 按功能分類可分為低檔機(jī)、中檔機(jī)、高檔機(jī)。如表1-2所示表1-2 按功能分類 . 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 表1-2 按功能分類3. 可編程序控制器的特點(diǎn) PLC能如此迅速開展的緣由，除了工業(yè)自動(dòng)化的客觀需求外，還有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。它較好地處理了工業(yè)控制領(lǐng)域中普遍關(guān)懷的可靠、平安、靈敏、方便、經(jīng)濟(jì)等問題。其主要特點(diǎn)如下： 1編程方法簡單易學(xué). 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步2功能強(qiáng)，性能價(jià)錢比高3硬件配套齊全，用戶運(yùn)用方便，順應(yīng)性強(qiáng).4可靠性高

7、，抗干擾才干強(qiáng)5系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試任務(wù)量少6維修任務(wù)量小，維修方便7體積小，能耗低. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步1.1.3 可編程序控制器的功能和運(yùn)用1 . 開關(guān)邏輯和順序控制 這是PLC運(yùn)用最廣泛、最根本的場(chǎng)所。它的主要功能是完成開關(guān)邏輯運(yùn)算和進(jìn)展順序邏輯控制，從而可以實(shí)現(xiàn)各種簡單或非常復(fù)雜的控制要求。 2. 模擬控制 在工業(yè)消費(fèi)過程中，許多延續(xù)變化的需求進(jìn)展控制的物理量，如溫度、壓力、流量、液位等，這些都屬于模擬量。為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)領(lǐng)域?qū)δM量控制的廣泛要求，目前大部分PLC產(chǎn)品都具備處置這類模擬量的功能。特別是當(dāng)系統(tǒng)中模擬量控制點(diǎn)數(shù)不多，同時(shí)混有較多的開

8、關(guān)量時(shí)，PLC具有其他控制安裝所無法比較的優(yōu)勢(shì)。另外，某些PLC產(chǎn)品還提供了典型控制戰(zhàn)略模塊，如PID模塊，從而可實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的 PID等反響或其他模擬量的控制運(yùn)算。 . 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步3. 定時(shí)控制 PLC具有很強(qiáng)的定時(shí)、計(jì)數(shù)功能，它可以為用戶提供數(shù)十甚至上百個(gè)定時(shí)器與計(jì)數(shù)器。假設(shè)需求對(duì)頻率較高的信號(hào)進(jìn)展計(jì)數(shù)，那么可以選擇高速計(jì)數(shù)器。4. 數(shù)據(jù)處置 新型PLC它不僅具有算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送的才干，而且還能進(jìn)展數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)顯示打印等功能，有的PLC還可以進(jìn)展浮點(diǎn)運(yùn)算和函數(shù)運(yùn)算。5. 通訊聯(lián)網(wǎng) 把PLC作為下位機(jī)，與上位機(jī)或同級(jí)的可編程序控制

9、器進(jìn)展通訊，可完成數(shù)據(jù)的處置和信息的交換，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)消費(fèi)過程的信息控制和管理，因此PLC是實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化的理想工業(yè)控制器。6. 信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng) 信號(hào)聯(lián)鎖是平安消費(fèi)所必需的。. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步1.1.4可編程序控制器的開展趨勢(shì)1加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)通訊功能2開展智能模塊3外部診斷功能4編程言語、編程工具規(guī)范化、高級(jí)化5軟件、硬件的規(guī)范化6組態(tài)軟件的迅速開展. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步1.1.5 PLC的組成與根本構(gòu)造 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，其硬件系統(tǒng)都大體一樣，主要由中央處置器模塊、存儲(chǔ)器模塊、輸入輸出模塊、編程器和電源等幾部分構(gòu)成，

10、如圖1-1所示。. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步1中央處置器CPU CPU是PLC的中心部件，主要用來運(yùn)轉(zhuǎn)用戶程序、監(jiān)控輸入/輸出接口形狀以及進(jìn)展邏輯判別和數(shù)據(jù)處置。CPU用掃描的方式讀取輸入安裝的形狀或數(shù)據(jù)，從內(nèi)存逐條讀取用戶程序，經(jīng)過解釋后按指令的規(guī)定產(chǎn)生控制信號(hào)，然后分時(shí)、分渠道地執(zhí)行數(shù)據(jù)的存取、傳送、比較和變換等處置過程，完成用戶程序所設(shè)計(jì)的邏輯或算術(shù)運(yùn)算義務(wù)，并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果控制輸出設(shè)備呼應(yīng)外部設(shè)備的懇求以及進(jìn)展各種內(nèi)部診斷。 2存儲(chǔ)器 可編程控制器的存儲(chǔ)器由只讀存儲(chǔ)器ROM、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM和可電擦寫的存儲(chǔ)器EEPROM三大部分構(gòu)成，只讀存儲(chǔ)器ROM用

11、以存放系統(tǒng)程序，可編程控制器在消費(fèi)過程中將系統(tǒng)程序固化在ROM中的。用戶程序和中間運(yùn)算數(shù)據(jù)存放的隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM中，RAM存儲(chǔ)器是一種高密度、低功耗、價(jià)錢廉價(jià)的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，可用鋰電池做備用電源。. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步3電源 PLC的電源是指為CPU、存儲(chǔ)器和I/O接口等內(nèi)部電子電路任務(wù)所配備的直流開關(guān)電源。電源的交流輸入端普通都有脈沖吸收電路，交流輸入電壓范圍普通都比較寬，抗干擾才干比較強(qiáng)。電源的直流輸電壓多為直流5V和直流24V。直流5V電源供PLC內(nèi)部運(yùn)用，直流24V電源除供內(nèi)部運(yùn)用外還可以供輸入/輸出單元和各種傳感器運(yùn)用。 4輸入/輸出接口 P

12、LC內(nèi)部輸入電路作用是將PLC外部電路如行程開關(guān)、按鈕、傳感器等提供的符合PLC輸入電路要求的電壓信號(hào)，經(jīng)過光電耦合電路送至PLC內(nèi)部電路。輸入電路有直流輸入電路、交流輸入電路和交直流輸入電路。輸入電路通常以光電隔離和阻容濾波的方式提高抗干擾才干，根據(jù)輸入信號(hào)方式的不同，可分為模擬量I/O單元、數(shù)字量I/O單元兩大類。根據(jù)輸入單元方式的不同，可分為根本I/O單元、擴(kuò)展I/O單元兩大類。. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步PLC內(nèi)部輸出電路作用是將輸出映像存放器的結(jié)果經(jīng)過輸出接口電路驅(qū)動(dòng)外部的負(fù)載如接觸器線圈、電磁閥、指示燈等。輸出電路用于把用戶程序的邏輯運(yùn)算結(jié)果輸出

13、到PLC外部，輸出電路具有隔離PLC內(nèi)部電路和外部執(zhí)行元件的作用，還具有功率放大的作用。輸出電路有晶體管輸出型、可控硅輸出型和繼電器輸出型三種。功能模塊是一些智能化的輸入/輸出電路。如溫度檢測(cè)模塊、位置檢測(cè)模塊、位置控制模塊和PID控制模塊等。 1 輸入接口電路 由于消費(fèi)過程中運(yùn)用的各種開關(guān)、按鈕、傳感器等輸入器件直接接到PLC輸入接口電路上，為防止由于觸點(diǎn)抖動(dòng)或干擾脈沖引起錯(cuò)誤的輸入信號(hào)，輸入接口電路必需有很強(qiáng)的抗干擾才干。以直流輸入電路為例，如圖1-2所示，輸入接口電路提高抗干擾才干的方法主要有利用光電耦合器提高抗干擾才干和利用濾波電路提高抗干擾才干。 . 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用

14、技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 圖1-2 直流輸入電路 2輸出接口電路 根據(jù)驅(qū)動(dòng)負(fù)載元件不同可將輸出接口電路分為3種： 小型繼電器輸出方式。如圖1-3所示。這種輸出形. 式既可驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載，又可驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載。驅(qū)動(dòng)負(fù)載的才干在2A左右。圖1-3所示電路任務(wù)原理是：當(dāng)內(nèi)部電路的形狀為1時(shí)，使繼電器K的線圈通電，產(chǎn)生電磁吸力，觸點(diǎn)閉合，那么負(fù)載得電，同時(shí)點(diǎn)亮LED，表示該路輸出點(diǎn)有輸出。當(dāng)內(nèi)部電路的形狀為0時(shí)，使繼電器K的線圈無電流，觸點(diǎn)斷開，那么負(fù)載斷電，同時(shí)LED熄滅，表示該路輸出點(diǎn)無輸出。 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 圖1-3 小型繼電器輸出方式電路. 西門子s

15、7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 大功率晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管輸出方式。如圖1-4所示。這種輸出方式只可驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載。驅(qū)動(dòng)負(fù)載的才干：每一個(gè)輸出點(diǎn)為零點(diǎn)幾安培左右。它的優(yōu)點(diǎn)是可靠性強(qiáng)，執(zhí)行速度快，壽命長。缺陷是過載才干差。適宜在直流供電、輸出量變化快的場(chǎng)所選用。圖1-4所示電路任務(wù)原理是：當(dāng)內(nèi)部電路的形狀為1時(shí)，光電耦合器T1導(dǎo)通，使大功率晶體管VT飽和導(dǎo)通，那么負(fù)載得電，同時(shí)點(diǎn)亮LED，表示該路輸出點(diǎn)有輸出。當(dāng)內(nèi)部電路的形狀為0時(shí)，光電耦合器T1斷開，大功率晶體管VT截止，那么負(fù)載失電，LED熄滅，表示該路輸出點(diǎn)無輸出。VD為維護(hù)二極管，可防止負(fù)載電壓極性接反或高電壓、交流電壓

16、損壞晶體管。FU的作用是：防止負(fù)載短路時(shí)損壞PLC。當(dāng)負(fù)載為電感性負(fù)載，VT關(guān)斷時(shí)會(huì)產(chǎn)生較高的反電勢(shì)所以必需給負(fù)載并聯(lián)續(xù)流二極管，為其提供放電回路，防止VT接受過電壓。 . 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 圖1-4 大功率晶體管輸出方式電路 . 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 雙向晶閘管輸出方式。如圖1-5所示。這種輸出方式適宜驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載。由于雙向可控硅和大功率晶體管同屬于半導(dǎo)體資料元件，所以優(yōu)缺陷與大功率晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管輸出方式的類似，適宜在交流供電、輸出量變化快的場(chǎng)所選用。圖1-5所示電路任務(wù)原理是：當(dāng)內(nèi)部電路的形狀為1時(shí)，發(fā)光

17、二極管導(dǎo)通發(fā)光，相當(dāng)于雙向晶閘管施加了觸發(fā)信號(hào)，無論外接電源極性圖1-5 雙向可控硅輸出方式電路. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 如何，雙向晶閘管T均導(dǎo)通，負(fù)載得電，同時(shí)輸出指示LED點(diǎn)亮，表示該輸出點(diǎn)接通；當(dāng)對(duì)應(yīng)T的內(nèi)部繼電器的形狀為0時(shí)，雙向晶閘管施加了觸發(fā)信號(hào)，雙向晶閘管關(guān)斷，此時(shí)LED不亮，負(fù)載失電。這種輸出接口電路驅(qū)動(dòng)負(fù)載的才干為1A左右。3I/O電路的常見問題 用三極管等有源元件作為無觸點(diǎn)開關(guān)的輸出設(shè)備，與PLC輸入單元的銜接時(shí)，由于三極管本身有漏電流存在，或者電路不能保證三極管可靠截止而處于放大形狀，就能夠引起PLC輸入電路發(fā)生誤動(dòng)作?？稍赑LC輸

18、入端并聯(lián)一個(gè)旁路電阻來分漏流，使流入PLC的電流小于1.3mA。 應(yīng)在輸出回路串聯(lián)保險(xiǎn)絲，防止負(fù)載電流過大，會(huì)損壞輸出元件或電路板。由于晶體管、雙向晶閘管型輸出端子漏電流和剩余電壓的存在，當(dāng)驅(qū)動(dòng)不同類型的負(fù)載時(shí)，需求思索電平匹配和誤動(dòng)等問題。. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 5外部設(shè)備接口 外設(shè)接口電路用于銜接編程器或其他圖形編程器、文本顯示器、觸摸屏、變頻器等并能經(jīng)過外設(shè)接口組成PLC的控制網(wǎng)絡(luò)。PLC經(jīng)過PC/PPI電纜或運(yùn)用MPI卡經(jīng)過RS-485接口與計(jì)算機(jī)銜接，可以實(shí)現(xiàn)編程、監(jiān)控、連網(wǎng)等功能。 6I/O擴(kuò)展接口 擴(kuò)展接口用于擴(kuò)展輸入/輸出單元，它使PL

19、C的控制規(guī)模配置更加靈敏，這種擴(kuò)展接口實(shí)踐上為總線方式，可以配置開關(guān)量的I/O單元，也可配置模擬量和高速計(jì)數(shù)等特殊I/O單元及通訊適配器等。 7. 編程器 編程器是PLC的重要外圍設(shè)備。利用編程器將用戶程序送入PLC的存儲(chǔ)器，還可以用編程器檢查程序，修正程序，監(jiān)視PLC的任務(wù)形狀。如今手持式編程器已逐漸被筆記本取代。 4感性負(fù)載斷電時(shí)產(chǎn)生很高的反電勢(shì)，對(duì)輸出單元電路產(chǎn)生沖擊，對(duì)于大電感或頻繁關(guān)斷的感性負(fù)載應(yīng)運(yùn)用外部抑制電路，普通采用阻容吸收電路或二極管吸收電路。. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步1.2 S7-200系列PLC引見1.2.1S7-200系列PLC系統(tǒng)

20、德國的西門子公司是歐洲最大的電子和電氣設(shè)備制造商，消費(fèi)的SIMATIC可編程序控制器在歐洲處于領(lǐng)先位置。最新的SIMATIC產(chǎn)品為SIMATIC S7、M7和C7等幾大系列。SIMATIC S7系列產(chǎn)品分為通用邏輯模塊LOGO!、微型PLCS7-200系列、中小型PLCS7-300系列和大中型PLCS7-400系列4個(gè)產(chǎn)品系列。從CPU模塊的功能來看，SIMATIC S7-200系列微型PLC開展至今大致閱歷了兩代。第一代產(chǎn)品21版，其CPU模塊為CPU 21X，主機(jī)都可進(jìn)展擴(kuò)展；第二代產(chǎn)品22版，其CPU模塊為CPU 22X，是在21世紀(jì)初投放市場(chǎng)的，速度快，具有較強(qiáng)的通訊才干。 . 西門子

21、s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 S7-200系列PLC的硬件主要包括CPU和擴(kuò)展模塊。擴(kuò)展模塊那么包括模擬量I/O擴(kuò)展模塊、數(shù)字量I/O擴(kuò)展模塊、溫度丈量擴(kuò)展模塊、特殊功能模塊如定位模塊和通訊模塊等。外部構(gòu)造如圖1-6所示。它是整體式PLC，它將輸入/輸出模塊、CPU模塊、電源模塊均裝在一個(gè)機(jī)殼內(nèi)，當(dāng)系統(tǒng)需求擴(kuò)展時(shí)，可選用需求的擴(kuò)展模塊與根本單元主機(jī)銜接。 . S7-200系列PLC的外部構(gòu)造圖1-6 S7-200系列PLC外部構(gòu)造. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 CPU模塊 S7-200系列的CPU的中央處置器是16位的，其參數(shù)見下表1

22、-3所示。. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 1CPU的任務(wù)方式 CPU的前面板即存儲(chǔ)卡插槽的上部，有3盞指示燈顯示當(dāng)前任務(wù)方式。CPU前面板上用兩個(gè)發(fā)光二極管顯示當(dāng)前任務(wù)方式，綠色指示燈亮，表示為RUN運(yùn)轉(zhuǎn)形狀，紅色指示燈亮，表示為STOP停頓形狀，在標(biāo)有SF指示燈亮?xí)r表示系統(tǒng)缺點(diǎn)，PLC停頓任務(wù)。 . 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 2改動(dòng)CPU任務(wù)方式的方法 用任務(wù)方式開關(guān)改動(dòng)任務(wù)方式。任務(wù)方式開關(guān)有3個(gè)擋位：STOP、TERMTerminal、RUN。把方式開關(guān)切到STOP位，可以停頓程序的執(zhí)行；把方式開關(guān)切到RUN位，可以起

23、動(dòng)程序的執(zhí)行；把方式開切到TERM暫態(tài)或RUN位，允許STEP7- Micro/WIN32軟件設(shè)置CPU任務(wù)形狀。設(shè)置為RUN時(shí)，電源上電時(shí)，CPU自動(dòng)進(jìn)入RUN任務(wù)形狀。 用編程軟件改動(dòng)任務(wù)方式。把方式開關(guān)切換到TERM暫態(tài)，可以運(yùn)用STEP 7-Micro/WIN32編程軟件設(shè)置任務(wù)方式。 在程序中用指令改動(dòng)CPU的任務(wù)方式。在程序中插入一個(gè)STOP指令，CPU可由RUN方式進(jìn)入STOP任務(wù)方式。. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 存儲(chǔ)系統(tǒng) S7-200系列PLC的CPU模塊內(nèi)部配備了一定容量的RAMRandom Access Memory)和EEPROM(E

24、lectrically Erasable Programmable Read-Only Memory)，兩種類型的存儲(chǔ)器構(gòu)成了PLC的存儲(chǔ)系統(tǒng)，如圖1-7所示。主機(jī)CPU模塊內(nèi)部配備的EEPROM，上裝程序時(shí)，可自動(dòng)裝入并永久保管用戶程序、數(shù)據(jù)和CPU的組態(tài)數(shù)據(jù)，用戶可以用程序?qū)⒋鎯?chǔ)在RAM中的數(shù)據(jù)備份到EEPROM存儲(chǔ)器，主機(jī)CPU提供一個(gè)超級(jí)電容器，可使RAM中的程序和數(shù)據(jù)在斷電后堅(jiān)持幾天之久。CPU提供一個(gè)可選的電池卡，可在斷電后超級(jí)電容器中的電量完全耗盡時(shí)，繼續(xù)為內(nèi)部RAM存儲(chǔ)器供電，以延伸數(shù)據(jù)所存的時(shí)間，可選的存儲(chǔ)器卡可運(yùn)用戶像運(yùn)用計(jì)算機(jī)磁盤一樣來方便地備份和裝載程序和數(shù)據(jù)。 . 西

25、門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 圖1-7 存儲(chǔ)系統(tǒng). 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 輸入/輸出端子 輸入/輸出模塊電路是PLC與被控設(shè)備間傳送輸入/輸出信號(hào)的接口部件。各輸入/輸出點(diǎn)的通/斷形狀用LED顯示，外部接線就接在PLC輸入/輸出接線端子上。S7-200系列CPU 22X主機(jī)的輸入和輸入有兩種類型：一種是CPU 22X AC/DC/繼電器，AC表示供電為交流輸入電源220V ，DC表示輸入端的電源電壓為直流24V ，提供24V直流電源給外部元件如傳感器、開關(guān)等，“繼電器表示輸出為繼電器輸出(驅(qū)動(dòng)交、直流負(fù)載); 另一種是CPU

26、 22X DC/DC/DC，DC表示供電電源電壓為直流24V ，第二個(gè)DC表示輸入端的電源電壓為直流24V ，提供24V直流給外部元件如傳感器、開關(guān)等，第三個(gè)DC表示輸出端子的電源為直流24V，場(chǎng)效應(yīng)晶體管輸出驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載，用戶可根據(jù)需求選用。. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 CPU224型PLC輸入端子接線 CPU224的主機(jī)共有14個(gè)輸入點(diǎn)I0.0I0.7、I1.0I1.5和10個(gè)輸出點(diǎn)Q0.0Q0.7，Q1.0Q1.1，在編寫端子代碼時(shí)采用八進(jìn)制，沒有0.8和0.9。CPU224輸入端子的接線如以下圖1-8和1-9所示，它采用了雙向光電耦合器，24V直流極

27、性可恣意選擇，L+和M端子分別是模塊提供24V直流電源的正極和負(fù)極，它可以作為輸入電路的電源，也可作為外部傳感器、開關(guān)的電源。系統(tǒng)設(shè)置1M為輸入端子I0.0I0.7公共端，2M為I1.0I1.5輸入端子內(nèi)部電路的公共端。 . 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 圖1-8 輸入端子的接線PNP圖1-9 輸入端子的接線NPN. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 【例1-1】 有一臺(tái)S7-224 CPU，輸入端有一只三線PNP接近開關(guān)和一只二線PNP接近開關(guān)，應(yīng)如何接線？ 【解】 對(duì)于S7-224 CPU，公共端接電源的負(fù)極。而對(duì)于三線PNP接近

28、開關(guān)，只需將其正、負(fù)極分別與電源的正、負(fù)極相連，將信號(hào)線與PLC的“I0.0相連即可；而對(duì)于二線PNP接近開關(guān)，只需將電源的正極分別與其正極相連，將信號(hào)線與PLC的“I0.1相連即可，如圖1-10為例1-1輸入端子的接線表示圖。CPU224型PLC輸出端子接線 CPU 224的輸出電路有場(chǎng)效應(yīng)晶體管輸出電路和繼電器輸出電路兩種供用戶選用，其用法前面已表達(dá)，詳細(xì)接法如圖1-11和1-12所示。. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 圖1-11 晶體管輸出直流輸出圖1-12 繼電器輸出. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 【例1-2】 有一臺(tái)S

29、7-224 CPU，控制一只24V DC的電磁閥和一只220V AC電磁閥，輸出端應(yīng)如何接線？ 【解】 由于兩個(gè)電磁閥的線圈電壓不同，而且有直流和交流兩種電壓，所以假設(shè)不經(jīng)過轉(zhuǎn)換，只能用繼電器輸出的CPU，而且兩個(gè)電磁閥分別在兩個(gè)組中。其接線如圖1-13所示。圖1-13 例1-2接線圖 . 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 電源模塊 外部提供應(yīng)PLC的電源，有24VDC、220VAC兩種，根據(jù)型號(hào)不同有所變化，電源的技術(shù)目的見表1-4。S7-200的CPU單元有一個(gè)內(nèi)部電源模塊，S7-200小型PLC的電源模塊與CPU封裝在一同，經(jīng)過銜接總線為CPU模塊、擴(kuò)展模塊提

30、供5V的直流電源，假設(shè)容量答應(yīng)，還可提供應(yīng)外部24V直流的電源，供本機(jī)輸入點(diǎn)和擴(kuò)展模塊繼電器線圈運(yùn)用。應(yīng)根據(jù)下面的原那么來確定I/O電源的配置。圖1-13 例1-2接線圖 表1-4 電源的技術(shù)目的. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 1有擴(kuò)展模塊銜接時(shí) 假設(shè)擴(kuò)展模塊對(duì)5VDC電源的需求超越CPU的5V電源模塊的容量，那么必需減少擴(kuò)展模塊的數(shù)量。 2當(dāng)+24V直流電源的容量不滿足要求時(shí) 可以添加一個(gè)外部24V直流電源給擴(kuò)展模塊供電。此時(shí)外部電源不能與S7-200的傳感器電源并聯(lián)運(yùn)用，但兩個(gè)電源的公共端M應(yīng)銜接在一同。擴(kuò)展功能模塊 擴(kuò)展單元作為根本單元輸入/輸出點(diǎn)數(shù)的擴(kuò)

31、展，只能與根本單元銜接運(yùn)用。不能單獨(dú)運(yùn)用。S7-200的擴(kuò)展單元包括數(shù)字量擴(kuò)展單元，模擬量擴(kuò)展單元，熱電偶、熱電阻擴(kuò)展模塊，PROFIBUS-DP通訊模塊。有不同功能的擴(kuò)展模塊，可以滿足不同的控制需求，節(jié)約投資費(fèi)用。銜接時(shí)CPU模塊放在最左側(cè)，擴(kuò)展模塊用扁平電纜與左側(cè)的模塊相連，如圖1-14所示。CPU222最多銜接兩個(gè)擴(kuò)展模塊，CPU224/CPU226最多銜接7個(gè)擴(kuò)展模塊。. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 1數(shù)字量I/O擴(kuò)展模塊 S7-200 PLC 提供了多種類型的數(shù)字量擴(kuò)展模塊，用戶可選用8點(diǎn)、16點(diǎn)和32點(diǎn)的數(shù)字量輸入/輸出模塊。數(shù)字量I/O擴(kuò)展模塊規(guī)

32、格如表1-5所示。. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 2模擬量I/O擴(kuò)展模塊 模擬量擴(kuò)展模塊提供了模擬輸入量如壓力、溫度、流量、轉(zhuǎn)速等和某些執(zhí)行機(jī)構(gòu)如晶閘管調(diào)速安裝、電動(dòng)調(diào)理閥和變頻器等輸出模擬量的功能，模擬量I/O擴(kuò)展模塊規(guī)格如表1-6所示。. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 3熱電偶、熱電阻擴(kuò)展模塊 EM231熱電偶、熱電阻擴(kuò)展模塊是為S7-200 CPU222 CPU224和CPU226/226XM設(shè)計(jì)的模擬量擴(kuò)展模塊，EM231熱電偶模塊具有特殊的冷端補(bǔ)償電路，該電路丈量模塊銜接器上的溫度，并適當(dāng)改動(dòng)丈量值，以補(bǔ)償參考溫度與模

33、塊溫度之間的溫度差，假設(shè)在EM231熱電偶模塊安裝區(qū)域的環(huán)境溫度迅速地變化，那么會(huì)產(chǎn)生額外的誤差，要想到達(dá)最大的精度和反復(fù)性，熱電阻和熱電偶模塊應(yīng)安裝在穩(wěn)定的環(huán)境溫度中。4通訊模塊PROFIBUS-DP S7-200系列的CPU要接入PROFIBUS-DP網(wǎng)，那么必需配置通訊模塊EM 277模塊，EM 277作為DP從站，EM 277模塊接納來自主站的多種不同的I/O組態(tài)，向主站發(fā)送和接納數(shù)據(jù)。5定位模塊EM 253. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 1. 用觸點(diǎn)和線圈實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算 在數(shù)字量控制系統(tǒng)中，變量僅有兩種相反的任務(wù)形狀，如高電平和低電平、繼電器線圈的通電

34、和斷電、觸點(diǎn)的接通和斷開，可用邏輯代數(shù)中的1和0來表示它們。在波形圖中，用高電平表示1形狀，用低電子表示0形狀。 “與、“或、“非邏輯運(yùn)算的輸入輸出關(guān)系如表1-7所示，用繼電器電路或類似于繼電器接觸器電氣控制電路的PLC編程軟件梯形圖可以實(shí)現(xiàn)“與、“或、“非邏輯運(yùn)算(見圖1-15)。用多個(gè)觸點(diǎn)的串、并聯(lián)電路可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯運(yùn)算，例如圖1-16中的繼電器電路。 1.2.2 可編程序控制器的任務(wù)原理. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 實(shí)現(xiàn)的邏輯運(yùn)算可用邏輯代數(shù)式表示為： 表1-7 邏輯運(yùn)算關(guān)系表上式左邊的KM與圖中的線圈相對(duì)應(yīng)，右邊的KM與KM的常開觸點(diǎn)相對(duì)應(yīng)， 與

35、 SB2的常閉觸點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。在繼電器電路圖和梯形圖中，線圈的形狀是輸出量或被控量，觸點(diǎn)的形狀是輸入量。繼電器的線圈通電時(shí)，其常開觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開，線圈斷電時(shí). 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 其常開觸點(diǎn)斷開，常閉觸點(diǎn)閉合。梯形圖中的位操作元件(如可編程序控制器的輸出Q0.0的觸點(diǎn)和線圈也有類似的關(guān)系。接觸器的構(gòu)造和任務(wù)原理與繼電器的根本一樣，區(qū)別僅在于繼電器觸點(diǎn)的額定電流較小 (如幾十毫安)，而接觸器是用來控制大電流負(fù)載的，例如它可以控制額定電流為幾十安培至上千安培的異步電動(dòng)機(jī)。 圖1-16是用交流接觸器控制異步電動(dòng)機(jī)的主電路、控制電路和有關(guān)的波形圖。按下起動(dòng)

36、按鈕SBl，它的常開觸點(diǎn)接通，電流經(jīng)過SBl的常開觸點(diǎn)和停頓按鈕SB2的常閉觸點(diǎn)，流過交流接觸器KM的線圈、接觸器的銜鐵被吸合，使主電路中KM的3對(duì)常開觸點(diǎn)閉合，異步電動(dòng)機(jī)M的三相電源接通，電動(dòng)機(jī)開場(chǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)，控制電路中接觸器KM的輔助常開觸點(diǎn)同時(shí)接通。放開起動(dòng)按鈕后，SBl的常開觸點(diǎn)斷開，電流經(jīng)KM的輔助常開觸點(diǎn)和SB2的常閉觸點(diǎn)流過KM的線圈，電動(dòng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。 . 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 KM的輔助常開觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的這種功能稱為“自鎖或“自堅(jiān)持，它使繼電器電路具有類似于R-S觸發(fā)器的記憶功能。圖1-16異步電動(dòng)機(jī)控制電路. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)

37、模塊1 PLC的認(rèn)知初步 在電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)按停頓按鈕SB2，它的常閉觸點(diǎn)斷開，使KM的線圈失電，KM的主觸點(diǎn)斷開、異步電動(dòng)機(jī)的三相電源被切斷，電動(dòng)機(jī)停頓運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)控制電路中KM的輔助常開觸點(diǎn)斷開。當(dāng)停頓按鈕SB2被放開，其常閉觸點(diǎn)閉合后，KM的線圈依然失電，電動(dòng)機(jī)繼續(xù)堅(jiān)持停頓運(yùn)轉(zhuǎn)形狀。圖1-9c給出了有關(guān)信號(hào)的波形圖，圖中用高電平表示1形狀線圈通電、按鈕被按下)，用低電平表示0形狀(線圈斷電、按鈕被放開)。 圖中的熱繼電器FR用于過載維護(hù)，電動(dòng)機(jī)過載時(shí)，經(jīng)過一段時(shí)間后，F(xiàn)R的常閉觸點(diǎn)斷開，使KM的線圈斷電，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。2 可編程序控制器的任務(wù)原理 眾所周知，繼電器控制系統(tǒng)是一種“硬件邏輯系統(tǒng)，它

38、所采用的是并行任務(wù)方式，也就是條件一旦 . 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 構(gòu)成，多條支路可以同時(shí)動(dòng)作。PLC是在繼電器控制系統(tǒng)邏輯關(guān)系根底上開展演化的。而PLC是一種公用的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，其任務(wù)原理是建立在計(jì)算機(jī)任務(wù)原理根底上的。為了可靠地運(yùn)用在工業(yè)環(huán)境下，便于現(xiàn)場(chǎng)電氣技術(shù)人員的運(yùn)用和維護(hù)，應(yīng)有大量的接口器件、特定的監(jiān)控軟件和公用的編程器件。這樣一來，不但其外觀不像計(jì)算機(jī)，其操作運(yùn)用方法、編程言語及任務(wù)過程與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)也是有區(qū)別的。 實(shí)現(xiàn)的任務(wù)原理是經(jīng)過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序，PLC的CPU是以分時(shí)操作方式來處置各項(xiàng)義務(wù)的。計(jì)算機(jī)在每一瞬間只能做一件事，

39、所以，程序的執(zhí)行是按程序順序依次完成相應(yīng)段落上的動(dòng)作，所以，它屬于串行任務(wù)方式。 . 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 1PLC控制系統(tǒng)的等效任務(wù)電路 PLC控制系統(tǒng)的等效任務(wù)電路可以由輸入部分、內(nèi)部控制電路和輸出部分組成。輸入部分就是采集輸入信號(hào)，輸出部分就是系統(tǒng)的執(zhí)行部件。這兩部分與繼電器控制電路一樣，內(nèi)部控制電路就是用戶所編寫的程序，可以實(shí)現(xiàn)控制邏輯，用軟件編程替代繼電器電路的功能。其等效任務(wù)電路如圖1-17所示，它是任務(wù)臺(tái)前進(jìn)、到位后停車并有任務(wù)指示燈的控制電路。 . 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 圖1-17 PLC的等效任務(wù)

40、電路. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 輸入部分。輸入部分由外部輸入電路、PLC輸入接線端子和輸入繼電器組成。外部輸入信號(hào)經(jīng)PLC輸入接線端子去驅(qū)動(dòng)輸入繼電器線圈。每個(gè)輸入端子與其一樣編號(hào)的輸入繼電器有著獨(dú)一確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。如當(dāng)外部的輸入元件前進(jìn)按鈕SB1處于接通形狀時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入繼電器線圈I0.0“得電。這個(gè)輸入繼電器I0.0是PLC內(nèi)部的軟繼電器，實(shí)踐上這里不存在真正的物理上的繼電器，它只是存儲(chǔ)器(I0)中的某一位(I0.0)，它可以提供恣意多個(gè)的動(dòng)合觸點(diǎn)或動(dòng)斷觸點(diǎn)。這里所說的“觸點(diǎn)實(shí)踐上也是不存在的，還是為了向早期的繼電器線路圖靠攏，便于大家了解。“觸點(diǎn)實(shí)踐

41、上就是存儲(chǔ)器位的形狀，這樣一來就可以恣意取用了。 為使輸入繼電器的線圈“得電，即讓外部輸入元件的接通形狀寫入其對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元中去，輸入回路要有電流，這個(gè)電源可以用PLC本人提供的24V直流電源，也可以由PLC外部的獨(dú)立的交流或直流電源供電。. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 內(nèi)部控制電路。內(nèi)部控制電路是由用戶程序構(gòu)成的用“軟繼電器來替代硬繼電器的控制邏輯。它的作用是按照用戶編寫的程序所規(guī)定的邏輯關(guān)系，處置輸入信號(hào)和輸出信號(hào)。 普通用戶程序是用梯形圖言語編制的，看上去很像繼電器控制線路圖，這也是PLC設(shè)計(jì)者所追求的。在前面曾經(jīng)提到過，即使PLC的梯形圖與繼電器控制線

42、路圖完全一樣，最后的輸出結(jié)果不一定一樣，這是由于處置信號(hào)的過程是不一樣的。繼電器控制線路圖中的繼電器線圈都是并聯(lián)關(guān)系，時(shí)機(jī)相等，只需條件允答應(yīng)以，同時(shí)動(dòng)作。而PLC的梯形圖程序的任務(wù)特點(diǎn)是周期性逐行掃描的。這樣一來最后的輸出結(jié)果就難免不一樣了。除了輸人信號(hào)和輸出信號(hào)，在PLC中還提供了計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、輔助繼電器(相當(dāng)于繼電器控制線路中的中間繼電器)及某些特殊功能的繼電器。為了實(shí)現(xiàn)控制要求，在編程時(shí)可根據(jù)需求選用繼電器；. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 但這些器件只能在PLC的內(nèi)部控制電路中運(yùn)用，在PLC的I/O點(diǎn)處是看不到它們的。輸出部分(以數(shù)字量繼電器輸出型P

43、LC為例)。輸出部分是由在PLC內(nèi)部且與內(nèi)部控制電路隔離的輸出繼電器的外部動(dòng)合觸點(diǎn)、輸出接線端子和外部驅(qū)動(dòng)電路組成，用來驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。 每個(gè)輸出繼電器除了有為內(nèi)部控制電路提供編程用的恣意多個(gè)動(dòng)合、動(dòng)斷觸點(diǎn)外，還為外部輸出電路提供了一個(gè)實(shí)踐的動(dòng)合觸點(diǎn)與輸出接線端子相連。需求特別指出的是輸出繼電器是PLC中獨(dú)一存在的實(shí)踐物理器件，翻開PLC可發(fā)如今輸出側(cè)放置的那些微型繼電器。 2PLC的任務(wù)原理 PLC雖然具有許多微型計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)，但它的任務(wù)方式卻與微型計(jì)算機(jī)有很多不同點(diǎn)，這主要是各自的操作系統(tǒng)和系統(tǒng)軟件的不同呵斥的。 PLC的任務(wù)方式有兩個(gè)顯著特點(diǎn)：一個(gè)是周期性順序掃描，一個(gè)是信號(hào)集中批處置。.

44、 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 PLC通電后，需求對(duì)軟硬件都做一些初始化的任務(wù)。為了使PLC的輸出及時(shí)地呼應(yīng)各種輸入信號(hào)，初始化后反復(fù)不停地分步處置各種不同的義務(wù)，這種周而復(fù)始的循環(huán)任務(wù)方式稱為周期性順序掃描任務(wù)方式。 PLC在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，總是處在不斷循環(huán)的順序掃描過程中，每次掃描所用的時(shí)間稱為掃描時(shí)間，又稱為掃描周期或任務(wù)周期。 由于PLC的I/O點(diǎn)數(shù)較多，采用集中批處置的方法，可簡化操作過程便于控制，提高系統(tǒng)可靠性。因此，PLC的另一個(gè)主要特點(diǎn)就是對(duì)輸入采樣、執(zhí)行用戶程序、輸出刷新實(shí)施集中批處置。 上面提到過PLC通電后，首先要進(jìn)展的就是初始化任務(wù)，這一過程

45、包括對(duì)任務(wù)內(nèi)存的初始化，復(fù)位一切的定時(shí)器，將輸入/輸出繼電器清零，檢查I/O單元能否完好，如有異常那么發(fā)出報(bào)警信號(hào)。初始化之后，就進(jìn)入周期性掃描過程。PLC的運(yùn)轉(zhuǎn)過程如圖1-18所示。 . 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 圖1-18 PLC的任務(wù)過程流程圖. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 PLC的任務(wù)流程即掃描過程主要有“輸入采樣，“執(zhí)行用戶程序和“輸出刷新三個(gè)階段了。這三個(gè)階段是PLC任務(wù)過程的中心內(nèi)容(見圖1-19)，了解透PLC任務(wù)過程的這三個(gè)階段是學(xué)習(xí)好PLC的根底。下面就詳細(xì)分析這三個(gè)階段： 輸入采樣掃描階段 在PLC的存

46、儲(chǔ)器中，設(shè)置了一片區(qū)域來存放輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的形狀，它們分別稱為輸入過程映像存放器和輸出過程映像存放器。CPU以字節(jié)(8位)為單位來讀寫輸入/輸出過程映像存放器。. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 圖1-19 PLC的掃描任務(wù)過程 . 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 這是第一個(gè)集中批處置過程，在這個(gè)階段中，PLC首先按順序掃描一切輸入端子，并將各輸入形狀存人相對(duì)應(yīng)的輸入映像存放器中。此時(shí)，輸入映像存儲(chǔ)器被刷新，在當(dāng)前的掃描周期內(nèi)，用戶程序根據(jù)的輸入信號(hào)的形狀(ON或OFF)，均從輸入映像存放器中去讀取，而不論此時(shí)外部輸入信號(hào)的形狀能

47、否變化。在此程序執(zhí)行階段和接下來的輸出刷新階段，輸入映像存放器與外界隔離，即使此時(shí)外部輸入信號(hào)的形狀發(fā)生變化，也只能在下一個(gè)掃描周期的輸入采樣階段去讀取。普通來說，輸入信號(hào)的寬度要大于一個(gè)掃描周期，否那么很能夠呵斥信號(hào)的喪失。如當(dāng)SB1按鈕按下后，外部輸入信號(hào)I0.0為ON形狀1形狀，輸入映像存放器中的位存放器I0.0中的結(jié)果為1。. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 執(zhí)行用戶程序的掃描階段 PLC的用戶程序由假設(shè)干條指令組成，指令在存儲(chǔ)器中按照順序陳列。在RUN任務(wù)方式的程序執(zhí)行階段，在沒有跳轉(zhuǎn)指令時(shí)，CPU從第一條指令開場(chǎng)，逐條順序地執(zhí)行用戶程序。 在執(zhí)行指令時(shí)

48、，從I/O映像存放器或別的位元件的映像存放器讀取其ON/OFF形狀，并根據(jù)指令的要求執(zhí)行相應(yīng)的邏輯運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)果寫入到相應(yīng)的映像存放器中。因此，除了輸入過程映像存放器屬于只讀的之外，各映像存放器的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而變化。 這是第二個(gè)集中批處置過程，在此階段PLC的任務(wù)過程是這樣的：CPU對(duì)用戶程序按順序進(jìn)展掃描，假設(shè)程序用梯形圖表示，那么總是按先上再下，從左至右的順序進(jìn)展掃描，每掃描到一條指令，所需求的輸入信息的形狀就要從輸入映像存放器中去讀取，. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 而不是直接運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)的即時(shí)輸入信息。由于第一個(gè)批處置過程(取輸人信號(hào)形狀)曾經(jīng)終了

49、，“大門曾經(jīng)封鎖，現(xiàn)場(chǎng)即時(shí)信號(hào)此刻是進(jìn)不來的。對(duì)于其他信息，那么是從PLC的元件映像存放器中讀取，在這個(gè)過程順序掃描中，每一次運(yùn)算的中間結(jié)果都立刻寫入元件映像存放器中，這樣該元素的形狀馬上就可以被后面將要掃描到的指令所利用，所以在編程時(shí)指令的先后位置將決議最后的輸出結(jié)果。對(duì)輸出繼電器的掃描結(jié)果，也不是馬上去驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，而是將其結(jié)果寫入元件映像存放器中的輸出映像存放器中，同樣該元素的形狀也馬上就可以被后面將要掃描到的指令所利用，待整個(gè)用戶程序掃描階段終了后，進(jìn)入輸出刷新掃描階段時(shí)，成批將輸出信號(hào)形狀送出去。圖1-19中梯形圖程序的邏輯運(yùn)轉(zhuǎn)為：. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PL

50、C的認(rèn)知初步 執(zhí)行第一條指令時(shí)，從輸入映像存放器I0.0中取出二進(jìn)制數(shù)1并存入堆棧的棧頂，梯形圖中對(duì)應(yīng)的常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。 執(zhí)行第二條指令時(shí)，從輸出映像存放器Q0.0中取出二進(jìn)制數(shù)0，并與棧頂中的二進(jìn)制數(shù)1相“或觸點(diǎn)的并聯(lián)對(duì)應(yīng)“或運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果1存入堆棧的棧頂。 執(zhí)行第三條指令時(shí)，從輸入映像存放器I0.1中取出二進(jìn)制數(shù)0，梯形圖中對(duì)應(yīng)的常開觸點(diǎn)斷開，常閉觸點(diǎn)閉合，即對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)不動(dòng)作。由于是常閉觸點(diǎn)，取反后與前面的運(yùn)算結(jié)果相“與觸點(diǎn)的串聯(lián)對(duì)應(yīng)“與運(yùn)算，然后結(jié)果1存入堆棧的棧頂。 執(zhí)行第四條指令時(shí)，從輸入映像存放器I0.4中取出二進(jìn)制數(shù)0，梯形圖中對(duì)應(yīng)的常開觸點(diǎn)斷開，常閉觸點(diǎn)閉合，即對(duì)應(yīng)

51、的觸點(diǎn)不動(dòng)作。由于是常閉觸點(diǎn)，取反后與前面的運(yùn)算結(jié)果相“與觸點(diǎn)的串聯(lián)對(duì)應(yīng)“與運(yùn)算，然后結(jié)果1存入堆棧的棧頂。. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 執(zhí)行第五條指令時(shí)，將堆棧的棧頂中的二進(jìn)制數(shù)1送入輸出映像存放器Q0.0。 執(zhí)行第六條指令時(shí)，從輸出映像存放器Q0.0中取出二進(jìn)制數(shù)1，存入堆棧的棧頂，然后再將1送入輸出映像存放器Q0.4中。輸出刷新掃描階段 CPU執(zhí)行完用戶程序后，將輸出過程映像存放器的(ON/OFF)如Q0.0的1形狀傳送到輸出模塊并鎖存起來，梯形圖中某一輸出位的線圈“得電時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸出映像存放器為1形狀。信號(hào)經(jīng)輸出模塊隔離和功率放大后，繼電器型輸出模塊

52、中對(duì)應(yīng)的硬件繼電器(確實(shí)存在的物理器件)的線圈如KM得電，它對(duì)應(yīng)的主電路中的常開觸點(diǎn)閉合，使外部負(fù)載如任務(wù)臺(tái)通電任務(wù)。到此，一個(gè)周期掃描過程中的三個(gè)主要過程就終了了，CPU又進(jìn)入了下一個(gè)掃描周期。 .西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步1.3 STEP7-Micro/WIN編程軟件的運(yùn)用STEP7-Micro/WIN編程軟件是基于Windows的運(yùn)用軟件，它是西門子公司專門為S7-200系列PLC而設(shè)計(jì)開發(fā)的，是S7-200系列PLC必不可少的開發(fā)工具。這里主要引見STEP7-Micro/WIN4.0版本的運(yùn)用。 1 .3.1 STEP7-Micro/WIN V4.0編

53、程軟件引見1.軟件安裝 將STEP7-Micro/WIN V4.0的安裝光盤插入PC機(jī)的CD-ROM中，安裝導(dǎo)游程序?qū)⒆詣?dòng)啟動(dòng)并引導(dǎo)用戶完成整個(gè)安裝過程。用戶還可以在安裝目錄中雙擊setup.exe圖標(biāo)，進(jìn)入安裝導(dǎo)游，按照安裝導(dǎo)游完成軟件的安裝。其步驟如下： 1選擇安裝程序界面的言語，系統(tǒng)默許運(yùn)用英語 ； 2按照安裝導(dǎo)游提示，接受License條款，單擊“Next按鈕繼續(xù)；. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 3為STEP7-Micro/WIN V4.0選擇安裝目錄文件夾，單擊“Next按鈕繼續(xù)。 4在STEP7-Micro/WIN V4.0安裝過程中，必需為STE

54、P7-Micro/WIN V4.0配置波特率和站地址，其波特率必需與網(wǎng)絡(luò)上的其它設(shè)備的波特率一致，而且站地址必需獨(dú)一。 5STEP7-Micro/WIN V4.0 SP3安裝完成后，重新啟動(dòng)PC機(jī)，單擊“Finish按鈕完成軟件的安裝； 6初次運(yùn)轉(zhuǎn)STEP7-Micro/WIN V4.0為英文界面，假設(shè)用戶想要運(yùn)用中文界面，必需進(jìn)展設(shè)置。在主菜單中，選擇“Tools中的“Options選項(xiàng)。在彈出的Options選項(xiàng)對(duì)話框中，選擇“General常規(guī)，對(duì)話框右半部分會(huì)顯示“Language選項(xiàng)，選擇“Chinese，單擊“OK按鈕，保管退出，重新啟動(dòng)STEP7-Micro/WIN V4.0后即

55、為中文操作界面。 . 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 2.在線銜接 順利完成硬件銜接和軟件安裝后，就可建立PC機(jī)與S7-200 CPU的在線聯(lián)絡(luò)了，步驟如下： 1在STEP7-Micro/WIN V4.0主操作界面下，單擊操作欄中的“通訊圖標(biāo)或選擇主菜單中的“查看組件通訊選項(xiàng)，那么會(huì)出現(xiàn)一個(gè)通訊建立結(jié)果對(duì)話框，顯示能否銜接了CPU主機(jī)； 2雙擊“雙擊刷新圖標(biāo)，STEP7-Micro/WIN V4.0將檢查銜接的一切S7-200 CPU站，并為每個(gè)站建立一個(gè)CPU圖標(biāo)。 3雙擊要進(jìn)展通訊的站，在通訊建立對(duì)話框中可以顯示所選站的通訊參數(shù)。此時(shí)，可以建立與S7-200

56、CPU的在線聯(lián)絡(luò)，如進(jìn)展主機(jī)組態(tài)、上傳和下載用戶程序等操作。 3. 編程軟件根本功能 STEP7-Micro/WIN V4.0 SP3編程軟件的主要功能有： 1在離線脫機(jī)方式下可以實(shí)現(xiàn)對(duì)程序的編輯、編譯、調(diào)試和系統(tǒng)組態(tài)。 2在線方式下可經(jīng)過聯(lián)機(jī)通訊的方式上傳和下載用戶程序及組態(tài)數(shù)據(jù)，編輯和修正用戶程序。 3支持STL、LAD、FBD三種編程言語，并且可以在三者之間恣意切換。. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 4在編輯過程中具有簡單的語法檢查功能，可以在程序錯(cuò)誤行處加上紅色曲線進(jìn)展標(biāo)注。 5具有文檔管理和密碼維護(hù)等功能。 6提供軟件工具，能協(xié)助用戶調(diào)試和監(jiān)控程序。

57、7提供設(shè)計(jì)復(fù)雜程序的導(dǎo)游功能，如指令導(dǎo)游功能、PID自整定界面、配方導(dǎo)游等。 8支持TD 200和TD 200C文本顯示界面TD 200導(dǎo)游。 4. 窗口組件及功能 STEP7-Micro/WIN V4.0編程軟件采用了規(guī)范的Windows界面，熟習(xí)Windows的用戶可以輕松掌握。主要界面外觀如圖1-20所示。 主界面普通可分為以下6個(gè)區(qū)域：菜單欄包含8個(gè)主菜單項(xiàng)、工具欄快捷按鈕、閱讀欄快捷操作窗口、指令樹快捷操作窗口、輸出窗口和用戶窗口可同時(shí)或分別翻開圖中的5個(gè)用戶窗口。除菜單欄外，用戶可根據(jù)需求決議其他窗口的取舍和款式的設(shè)置。. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初

58、步 如圖1-20 STEP7-Micro/WIN編程軟件的主界面. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 STEP7-Micro/WIN4.0編程軟件具有編程和程序調(diào)試等多種功能，下面經(jīng)過一個(gè)簡單的程序例如，引見編程軟件的根本運(yùn)用。 STEP7-Micro/WIN4.0編程軟件的根本運(yùn)用例如如圖1-21所示。 1.編程的預(yù)備 1創(chuàng)建一個(gè)工程或翻開一個(gè)已有的工程。 在進(jìn)展控制程序編程之前，首先應(yīng)創(chuàng)建一個(gè)工程。單擊菜單“文件“新建選項(xiàng)或單擊工具欄的新建按鈕，可以生成一個(gè)新的工程。單擊菜單“文件“翻開選項(xiàng)或單擊工具欄的的翻開按鈕，可以翻開已有的工程。工程以擴(kuò)展名為.mwp的文

59、件格式保管。2設(shè)置與讀取PLC的型號(hào)。 在對(duì)PLC編程之前，應(yīng)正確設(shè)置其型號(hào)，以防止發(fā)生編輯錯(cuò)誤，設(shè)置和讀取PLC的型號(hào)有兩種方法： 1.3.2 STEP7-Micro/WIN4.0主要編程功能. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 2設(shè)置與讀取PLC的型號(hào)。 在對(duì)PLC編程之前，應(yīng)正確設(shè)置其型號(hào)，以防止發(fā)生編輯錯(cuò)誤，設(shè)置和讀取PLC的型號(hào)有兩種方法： 方法一：單擊菜單“PLC“類型選項(xiàng)，在彈出的對(duì)話框中，可以選擇PLC型號(hào)和CPU版本如圖1-22所示。 方法二：雙擊指令樹的“工程1，然后雙擊PLC型號(hào)和CPU版本選項(xiàng)，在彈出的對(duì)話框中進(jìn)展設(shè)置即可。假設(shè)曾經(jīng)勝利地建立

60、通訊銜接，那么單擊對(duì)話框中的“讀取PLC按鈕，便可以經(jīng)過通訊讀出PLC的信號(hào)與硬件版本號(hào)。3選擇編程言語和指令集。 S7-200系列PLC支持的指令集有SIMATIC和IEC1131-3兩種。SIMATIC編程方式選擇，可以單擊菜單“工具“選項(xiàng)“常規(guī)SIMATIC選項(xiàng)來確定。 編程軟件可實(shí)現(xiàn)3種編程言語編程器之間的恣意切換，單擊菜單“查看“梯形圖或STL或FBD選項(xiàng)便可進(jìn)入相應(yīng)的編程環(huán)境。. 西門子s7-200系列PLC運(yùn)用技術(shù)模塊1 PLC的認(rèn)知初步 圖1-21 例如梯形圖 圖1-22 設(shè)置PLC的型號(hào)4確定程序的構(gòu)造。 簡單的數(shù)字量控制程序普通只需主程序，而系統(tǒng)較大、功能復(fù)雜的程序除了主程