貴州西門子S7-200SMART系列PLC代理商

從應(yīng)用角度來看，運(yùn)用PLC技術(shù)進(jìn)行PLC應(yīng)用系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)，不外乎需要兩個(gè)方面的知識和技能，*是學(xué)會(huì)PLC硬件系統(tǒng)的配置，第二是掌握編寫程序技術(shù)，進(jìn)行PLC應(yīng)用系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。在熟悉PLC的指令系統(tǒng)后，就可以進(jìn)行簡單的PLC編程，但這還很不夠，對于一個(gè)較為復(fù)雜的控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)者還必須具備有一定的軟件設(shè)計(jì)知識，這樣才能開發(fā)出具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的PLC應(yīng)用系統(tǒng)，就可以把PLC應(yīng)用在實(shí)際的工程項(xiàng)目中。不論是用PLC組成集散控制系統(tǒng)，還是獨(dú)立控制系統(tǒng)，PLC控制部分的設(shè)計(jì)都可以參考圖7-1所示的步驟。

    隨著PLC功能的不斷完善，幾乎可以用PLC完成所有的工業(yè)控制任務(wù)。但是，是否選擇PLC控制？選擇單臺(tái)PLC控制，還是多臺(tái)PLC的分散控制或分級控制？還應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)所需完成的控制任務(wù)、對被控對象的生產(chǎn)工藝及特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析，特別是從以下幾個(gè)方面給以考慮。

    (1)控制規(guī)模。一個(gè)控制系統(tǒng)的控制規(guī)模可用該系統(tǒng)的輸入、輸出設(shè)備總數(shù)來衡量。當(dāng)控制規(guī)模較大時(shí)，特別是在開關(guān)量控制的輸入、輸出設(shè)備較多且聯(lián)鎖控制較多時(shí)，較適合采用PLC控制。

    (2)工藝復(fù)雜程度。當(dāng)工藝要求復(fù)雜時(shí)，一方面，用繼電器系統(tǒng)控制極不方便，且造價(jià)的相應(yīng)提高，甚至?xí)^PLC控制的成本。因此，采用PLC控制將有更大的*性。特別是如果工藝要求經(jīng)常變動(dòng)或控制系統(tǒng)有擴(kuò)充功能的要求時(shí)，則只能采用PLC控制。

    (3)可靠性要求。雖然有些系統(tǒng)不太復(fù)雜，但對可靠性、抗*力要求較高時(shí)，也需采用PLC控制。在70年代，一般認(rèn)為I/O總數(shù)在70點(diǎn)左右時(shí)，可考慮PLC控制；到了80年代，一般認(rèn)為I/O總數(shù)在40點(diǎn)左右就可以采用PLC控制；目前，由于PLC性能價(jià)格比的進(jìn)一步提高，當(dāng)I/O點(diǎn)總數(shù)在20點(diǎn)甚至更少時(shí)，就趨向于選擇PLC控制了。

    (4)數(shù)據(jù)處理速度。當(dāng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、計(jì)算及規(guī)模較大，需很大的存儲(chǔ)器容量，且要求很高的運(yùn)算速度時(shí)，可考慮帶有上位計(jì)算機(jī)的PLC分級控制；如果數(shù)據(jù)處理程度較低，而主要以工業(yè)過程控制為主時(shí)，采用PLC控制將非常適宜。

打開HW Config硬件組態(tài)界面，雙擊CPU模塊所在的行，便可彈出屬性窗口，選擇某一選項(xiàng)卡，便可對其相應(yīng)的屬性進(jìn)行設(shè)置。

    CPU的啟動(dòng)性能參數(shù)可以在“屬性”窗口中的“啟動(dòng)”選項(xiàng)卡中設(shè)置，。

    “啟動(dòng)”選項(xiàng)卡中有“如果預(yù)先設(shè)置的組態(tài)與實(shí)際組態(tài)不相符合則啟動(dòng)”復(fù)選框，若選中這個(gè)，則方框中應(yīng)該有“√”，則當(dāng)模塊沒有插在組態(tài)時(shí)的槽位或者某個(gè)槽位實(shí)際插入的模塊與組態(tài)的模塊不相符合時(shí)，CPU仍然會(huì)啟動(dòng)。若沒有選中這個(gè)選項(xiàng)，則當(dāng)出現(xiàn)上述情況時(shí)，CPU將進(jìn)入STOP狀態(tài)。

    “熱啟動(dòng)時(shí)復(fù)位輸出”和“禁止操作員熱啟動(dòng)”選項(xiàng)僅用于S7-400 PLC，在S7-300 PLC中該選項(xiàng)是灰色的。

    “通電后啟動(dòng)”用于設(shè)置電源接通后的啟動(dòng)選項(xiàng)，可以選擇單選按鈕“熱啟動(dòng)”、“暖啟動(dòng)”和“冷啟動(dòng)”。CPU-318和CPU 417-4具有冷啟動(dòng)方式。冷啟動(dòng)方式啟動(dòng)時(shí)，所有的過程映像區(qū)和標(biāo)志存儲(chǔ)器、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器（無論是保持型還是非保持型）都將被清零，而且數(shù)據(jù)塊的當(dāng)前值被裝載存儲(chǔ)器的原始值覆蓋。暖啟動(dòng)方式啟動(dòng)時(shí)，過程映像區(qū)和不保持的標(biāo)志存儲(chǔ)器、定時(shí)器及計(jì)數(shù)器被清零，保持的標(biāo)志存儲(chǔ)器、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器以及數(shù)據(jù)塊的當(dāng)前值保持原狀態(tài)。一般S7-300PLC都采用此種啟動(dòng)方式。熱啟動(dòng)方式啟動(dòng)時(shí)，所有數(shù)據(jù)（無論是保持型和非保持型）都將保持原狀態(tài)，然后程序從斷點(diǎn)處開始執(zhí)行。只有S7-400 PLC具有熱啟動(dòng)功能。

    “監(jiān)視時(shí)間”選項(xiàng)用于設(shè)置相關(guān)項(xiàng)目的監(jiān)控時(shí)間。

    “來自模塊的完成消息”用于設(shè)置電源接通后，CPU等待所有被組態(tài)的模塊發(fā)出“完成信息”的時(shí)間。“參數(shù)傳遞到模塊的時(shí)間”用于將參數(shù)傳遞到模塊的長時(shí)間。

    在“地址”選項(xiàng)卡中可以設(shè)置數(shù)字量輸出模塊的輸出起始地址，設(shè)置方法和數(shù)字量輸入模塊的類似。注意，當(dāng)重新設(shè)置的地址若已經(jīng)占用，則修改是不成功的。

    有些輸出模塊有診斷中斷、輸出強(qiáng)制值功能，可以在“輸出”中設(shè)置。在該選項(xiàng)卡中單擊復(fù)選框可以設(shè)置是否允許產(chǎn)生診斷中斷。“對CPU STOP模式的響應(yīng)”下拉列表可以選擇CPU進(jìn)入STOP模式時(shí)，模塊對各輸出點(diǎn)的處理方式。選擇“保持前一個(gè)有效值”，則CPU進(jìn)入STOP模式后，模塊將保持后的輸出值；而選擇“替換值”，CPU進(jìn)入STOP模式后，可以使各點(diǎn)輸出一個(gè)固定值，該值由“替換值1”選項(xiàng)的復(fù)選框決定。

    (1) EM277模塊

    EM277模塊主要功能是完成S7-200CPU與ProfiBus網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)的物理連接，作為從站實(shí)現(xiàn)其他支持ProfiBus網(wǎng)絡(luò)的單元通信。EM277模塊的地址通過EM277模塊上的兩位旋轉(zhuǎn)開關(guān)設(shè)定，設(shè)定范圍：00~99。圖6-35為EM277模塊面板示意圖。

    (2) ProfiBus網(wǎng)絡(luò)電纜

    一般在數(shù)據(jù)通信速度要求不高和信息量較小采用ProfiBus網(wǎng)絡(luò)，ProfiBus網(wǎng)絡(luò)在控制層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用多。為了保證信息的可靠性，通常選擇的ProfiBus網(wǎng)絡(luò)電纜。另外ProfiBus網(wǎng)絡(luò)通信距離與通信波特率以及通信電纜性能有關(guān)。表6-19列出通信距離與傳輸速率的關(guān)系。

    表6-19    通信距離與傳輸速率的關(guān)系

    (3) ProfiBus網(wǎng)絡(luò)中繼器

    在無中繼器的情況下ProfiBus網(wǎng)絡(luò)通信的大距離是1.2km，為了延長ProfiBus網(wǎng)絡(luò)的使用距離需要在未超過此限制點(diǎn)加入中繼器如RS485 L2/MPI網(wǎng)中繼器。加入中繼器的ProfiBus網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖6-36所示。

    圖6-36    加入中繼器的ProfiBus網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

  RS422/485通信接口采用差動(dòng)發(fā)送、差動(dòng)接收的工作方式，其收、發(fā)不共地，發(fā)送器、接收器僅使用+5V電源，因此在通信速率、抗共模干擾等方面，較RS232C接口有了較大提高。RS422與RS485的區(qū)別是前者為全雙工型，后者為半雙工型。

    圖6-4為三種串行通信電路的原理圖，其中圖6-4 (a)為單端驅(qū)動(dòng)非差分接收電路；圖6-4 (b)為單端驅(qū)動(dòng)差分接收電路；圖6-4 (c)為平衡差分接收電路。

    由圖6-4可見，由于RS232C采用單端驅(qū)動(dòng)非差分接收電路，在收、發(fā)端必須有公共地線。這樣當(dāng)?shù)鼐€上有干擾信號時(shí)，則會(huì)當(dāng)作有用信號接收起來，故不適于在長距離、強(qiáng)干擾的條件下使用。而RS422/485則采用圖6-4 (c)所示的接收電路，這種電路其驅(qū)動(dòng)電路相當(dāng)于兩個(gè)單端驅(qū)動(dòng)器，當(dāng)輸入同一信號時(shí)其輸出是反相的，故如有共模信號干擾時(shí)，接收器只接收差分輸入電壓，從而大大提高抗共模*力，所以可以進(jìn)行長距離傳輸，一般通信距離在1200m內(nèi)。

    串行通信中，數(shù)據(jù)在兩個(gè)站之間是雙向傳送的，其通信示意圖如圖6-1所示，A站可作為發(fā)送端，B站作為接收端，也可以A站作為接收端，而B站作為發(fā)送端。

    圖6-1    通信示意圖

    串行通信分為單工(Simplex)通信、半雙工(Half Duplex)通信、全雙工(Full Duplex)通信三種傳送方式。

    1)單工通信：數(shù)據(jù)只按一個(gè)固定的方向傳送。

    2)半雙工通信：每次只能有一個(gè)站發(fā)送、即只能是由A站發(fā)送到B站，或是由B發(fā)送到A，不能A和B同時(shí)發(fā)送。

    3)全雙工通信：兩個(gè)站同時(shí)都能發(fā)送數(shù)據(jù)，同步接收數(shù)據(jù)。

    在串行通信中經(jīng)常采用非同步通信方式，即異步通信方式。所謂異步是指相鄰兩個(gè)字符數(shù)據(jù)之間的停頓時(shí)間是長短不一的，在異步串行通信中，收發(fā)的每一字符數(shù)據(jù)是由四個(gè)部分按順序組成的，如圖6-2所示。

    圖6-2    異步串行通信方式的信息格式

    起始位：標(biāo)志著一個(gè)新字節(jié)的開始。當(dāng)發(fā)送設(shè)備要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，首先發(fā)送一個(gè)低電平信號作為起始位，并通過通信線路傳向接收設(shè)備，接收設(shè)備檢測到這個(gè)邏輯低電平后就開始準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)位信號。

    數(shù)據(jù)位：起始位之后就是5、6、7或8位數(shù)據(jù)位，FP機(jī)中經(jīng)常采用7位或8位數(shù)據(jù)傳送。當(dāng)數(shù)據(jù)為0時(shí)，收發(fā)線為低電平，反之為高電平。

    奇偶校驗(yàn)位：用于檢查在傳送過程中是否發(fā)生錯(cuò)誤。若選擇偶校驗(yàn)，則各位數(shù)據(jù)位加上校驗(yàn)位使字符數(shù)據(jù)為“1”的位為偶數(shù)；若選擇奇校驗(yàn)，其和將是奇數(shù)。奇偶校驗(yàn)位可有可無，可奇可偶。

    停止位：停止位是高電平，表示一個(gè)字符數(shù)據(jù)傳送的結(jié)束。停止位可以是一位，一位半或兩位。

    在異步數(shù)據(jù)傳送中，計(jì)算機(jī)與外設(shè)之間必須有兩項(xiàng)規(guī)定：

    字符數(shù)據(jù)格式：即前述的字符信息編碼形式。如：起始位占用一位，數(shù)據(jù)位為7位，一個(gè)奇偶校驗(yàn)位，加上停止位，于是一個(gè)字符數(shù)據(jù)就由10個(gè)數(shù)據(jù)位構(gòu)成；也可以采用數(shù)據(jù)位為8位，無奇偶校驗(yàn)位等格式。

    波特率：即在異步數(shù)據(jù)傳送中單位時(shí)間內(nèi)傳送二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)。假如數(shù)據(jù)傳送的格式是7位字符，加上奇偶校驗(yàn)位，一個(gè)起始位以及一個(gè)停止位，共10個(gè)數(shù)據(jù)位，而數(shù)據(jù)傳送的速率是960字符/s，則傳送的波特率為

    10×960=9600位/s=9600bps每一位的傳送時(shí)間為波特率的倒數(shù)

    Td=1/9600bps≈0.104ms

所以，要想通信雙方能夠正常收發(fā)數(shù)據(jù)，則必須有*的數(shù)據(jù)收發(fā)規(guī)定。

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