6ES7 222-1HD22-0XA0
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s7-200系列plc的硬件系統(tǒng)主要有哪些部分
西門子S7-200系列PLC的基本編程元件有:數(shù)字量輸入繼電器、數(shù)字量輸出繼電器、通用輔助繼電器、特殊標(biāo)志繼電器、變量存儲(chǔ)器、局部變量存儲(chǔ)器、順序控制繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、高速計(jì)數(shù)器、累加器等。
一、關(guān)于西門子S7-200系列PLC的基本編程元件
1、數(shù)字量輸入繼電器(I)
輸入繼電器也就是輸入映像寄存器,每個(gè)PLC的輸入端子都對(duì)應(yīng)有一個(gè)輸入繼電器,它用于接收外部的開關(guān)信號(hào)。輸入繼電器的狀態(tài)地由其對(duì)應(yīng)的輸入端子的狀態(tài)決定,在程序中不能出現(xiàn)輸入繼電器線圈被驅(qū)動(dòng)的情況,只有當(dāng)外部的開關(guān)信號(hào)接通PLC的相應(yīng)輸入端子的回路,則對(duì)應(yīng)的輸入繼電器的線圈“得電”,在程序中其常開觸點(diǎn)閉合,常閉觸點(diǎn)斷開。這些觸點(diǎn)可以在編程時(shí)任意使用,使用數(shù)量(次數(shù))不受限制。
2、數(shù)字量輸出繼電器(Q)
輸出繼電器也就是輸出映像寄存器,每個(gè)PLC的輸出端子對(duì)應(yīng)都有一個(gè)輸出繼電器。當(dāng)通過程序使得輸出繼電器線圈“得電”時(shí),PLC上的輸出端開關(guān)閉合,它可以作為控制外部負(fù)載的開關(guān)信號(hào)。同時(shí)在程序中其常開觸點(diǎn)閉合,常閉觸點(diǎn)斷開。這些觸點(diǎn)可以在編程時(shí)任意使用,使用次數(shù)不受限制。
3、通用輔助繼電器(M)
通用輔助繼電器如同電器控制系統(tǒng)中的中間繼電器,在PLC中沒有輸入輸出端與之對(duì)應(yīng),因此通用輔助繼電器的線圈不直接受輸入信號(hào)的控制,其觸點(diǎn)也不能直接驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。所以,通用輔助繼電器只能用于內(nèi)部邏輯運(yùn)算。
4、特殊標(biāo)志繼電器(SM)
有些輔助繼電器具有特殊功能或存儲(chǔ)系統(tǒng)的狀態(tài)變量、有關(guān)的控制參數(shù)和信息,稱為特殊標(biāo)志繼電器。用戶可以通過特殊標(biāo)志來溝通PLC與被控對(duì)象之間的信息,如可以讀取程序運(yùn)行過程中的設(shè)備狀態(tài)和運(yùn)算結(jié)果信息,利用這些信息用程序?qū)崿F(xiàn)一定的控制動(dòng)作。用戶也可通過直接設(shè)置某些特殊標(biāo)志繼電器位來使設(shè)備實(shí)現(xiàn)某種功能。
5、變量存儲(chǔ)器(V)
變量存儲(chǔ)器用來存儲(chǔ)變量。它可以存放程序執(zhí)行過程中控制邏輯操作的中間結(jié)果,也可以使用變量存儲(chǔ)器來保存與工序或任務(wù)相關(guān)的其他數(shù)據(jù)。
6、局部變量存儲(chǔ)器(L)
局部變量存儲(chǔ)器用來存放局部變量。局部變量與變量存儲(chǔ)器所存儲(chǔ)的全局變量十分相似,主要區(qū)別是全局變量是全局有效的,而局部變量是局部有效的。全局有效是指同一個(gè)變量可以被任何程序(包括主程序、子程序和中斷程序)訪問;而局部有效是指變量只和特定的程序相關(guān)聯(lián)。
7、順序控制繼電器(S)
順序控制繼電器用在順序控制和步進(jìn)控制中,它是特殊的繼電器。
順序控制繼電器用“S”表示,順序控制繼電器區(qū)屬于位地址空間,可進(jìn)行位操作,也可以進(jìn)行字節(jié)、字、雙字操作。
8、定時(shí)器(T)
定時(shí)器是可編程序控制器中重要的編程元件,是累計(jì)時(shí)間增量的內(nèi)部器件。自動(dòng)控制的大部分領(lǐng)域都需要用定時(shí)器進(jìn)行定時(shí)控制,靈活地使用定時(shí)器可以編制出動(dòng)作要求復(fù)雜的控制程序。
9、計(jì)數(shù)器(C)
計(jì)數(shù)器用來累計(jì)內(nèi)部事件的次數(shù)??梢杂脕砝塾?jì)內(nèi)部任何編程元件動(dòng)作的次數(shù),也可以通過輸入端子累計(jì)外部事件發(fā)生的次數(shù),它是應(yīng)用非常廣泛的編程元件,經(jīng)常用來對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù)或進(jìn)行特定功能的編程。使用時(shí)要提前輸入它的設(shè)定值(計(jì)數(shù)的個(gè)數(shù))。當(dāng)輸入觸發(fā)條件滿足時(shí),計(jì)數(shù)器開始累計(jì)其輸入端脈沖電位跳變(上升沿或下降沿)的次數(shù);當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)達(dá)到預(yù)定的設(shè)定值時(shí),其常開觸點(diǎn)閉合,常閉觸點(diǎn)斷開。
10、高速計(jì)數(shù)器(HC)
高速計(jì)數(shù)器的工作原理與普通計(jì)數(shù)器基本相同,它用來累計(jì)比主機(jī)掃描速率更快的高速脈沖。高速計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值為雙字長(zhǎng)(32位)的整數(shù),且為只讀值。
11、累加器(AC)
S7—200PLC提供4個(gè)32位累加器,分別為AC0、ACl、AC2、AC3,累加器(AC)是用來暫存數(shù)據(jù)的寄存器。它可以用來存放數(shù)據(jù)如運(yùn)算數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)和結(jié)果數(shù)據(jù),也可用來向子程序傳遞參數(shù),或從子程序返回參數(shù)。使用時(shí)只表示出累加器的地址編號(hào),如AC0。
累加器可進(jìn)行讀、寫兩種操作,在使用時(shí)只出現(xiàn)地址編號(hào)。累加器可用長(zhǎng)度為32位,但實(shí)際應(yīng)用時(shí),數(shù)據(jù)長(zhǎng)度取決于進(jìn)出累加器的數(shù)據(jù)類型。
二、S7-200系列PLC概述:
西門子S7-200PLC在實(shí)時(shí)模式下具有速度快,具有通訊功能和較高的生產(chǎn)力的特點(diǎn)。*的模塊化設(shè)計(jì)促進(jìn)了低性能定制產(chǎn)品的創(chuàng)造和可擴(kuò)展性的解決方案。來自西門子的S7 - 200微型PLC可以被當(dāng)作獨(dú)立的微型PLC解決方案或與其他控制器相結(jié)合使用。
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西門子S7系列PLC的主要種類及應(yīng)用軟件
德國(guó)西門子(SIEMENS)公司生產(chǎn)的可編程序控制器在我國(guó)的應(yīng)用也相當(dāng)廣泛,在冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領(lǐng)域都有應(yīng)用。西門子(SIEMENS)公司的PLC產(chǎn)品包括LOGO,S7-200,S7-300,S7-400,工業(yè)網(wǎng)絡(luò),HMI人機(jī)界面,工業(yè)軟件等。
西門子S7系列PLC體積小、速度快、標(biāo)準(zhǔn)化,具有網(wǎng)絡(luò)通信能力,功能更強(qiáng),可靠性更高。S7系列PLC產(chǎn)品可分為微型PLC(如S7-200),小規(guī)模性能要求的PLC(如S7-300)和中、高性能要求的PLC(如S7-400)等。
1.SIMATIC S7-200 PLC
S7-200 PLC是超小型化的PLC,它適用于各行各業(yè),各種場(chǎng)合中的自動(dòng)檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制等。S7-200 PLC的強(qiáng)大功能使其無論單機(jī)運(yùn)行,或連成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。
S7-200PLC可提供4個(gè)不同的基本型號(hào)與8種CPU可供選擇使用。
2.SIMATIC S7-300 PLC
S7-300是模塊化小型PLC系統(tǒng),能滿足中等性能要求的應(yīng)用。各種單獨(dú)的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合構(gòu)成不同要求的系統(tǒng)。與S7-200 PLC比較,S7-300 PLC采用模塊化結(jié)構(gòu),具備高速(0.6~0.1μs)的指令運(yùn)算速度;用浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算比較有效地實(shí)現(xiàn)了更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算;一個(gè)帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值;方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7-300操作系統(tǒng)內(nèi),人機(jī)對(duì)話的編程要求大大減少。SIMATIC人機(jī)界面(HMI)從S7-300中取得數(shù)據(jù),S7-300按用戶的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。S7-300操作系統(tǒng)自動(dòng)地處理數(shù)據(jù)的傳送;CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯(cuò)誤和特殊系統(tǒng)事件(例如:超時(shí),模塊更換,等等);多級(jí)口令保護(hù)可以使用戶高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密,防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改;S7-300 PLC設(shè)有操作方式選擇開關(guān),操作方式選擇開關(guān)像鑰匙一樣可以拔出,當(dāng)鑰匙拔出時(shí),就不能改變操作方式,這樣就可防止非法刪除或改寫用戶程序。具備強(qiáng)大的通信功能,S7-300 PLC可通過編程軟件Step 7的用戶界面提供通信組態(tài)功能,這使得組態(tài)非常容易、簡(jiǎn)單。S7-300 PLC具有多種不同的通信接口,并通過多種通信處理器來連接AS-I總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng);串行通信處理器用來連接點(diǎn)到點(diǎn)的通信系統(tǒng);多點(diǎn)接口(MPI)集成在CPU中,用于同時(shí)連接編程器、PC機(jī)、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動(dòng)化控制系統(tǒng)。
3. SIMATIC S7-400 PLC
S7-400 PLC是用于中、高檔性能范圍的可編程序控制器。
S7-400 PLC采用模塊化無風(fēng)扇的設(shè)計(jì),可靠耐用,同時(shí)可以選用多種級(jí)別(功能逐步升級(jí))的CPU,并配有多種通用功能的模板,這使用戶能根據(jù)需要組合成不同的系統(tǒng)。當(dāng)控制系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大或升級(jí)時(shí),只要適當(dāng)?shù)卦黾右恍┠0?,便能使系統(tǒng)升級(jí)和充分滿足需要。
4. 工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)
通訊網(wǎng)絡(luò)是自動(dòng)化系統(tǒng)的支柱,西門子的全集成自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)提供了從控制級(jí)一直到現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的*性通訊,“SIMATIC NET”是全部網(wǎng)絡(luò)系列產(chǎn)品的總稱,他們能在工廠的不同部門,在不同的自動(dòng)化站以及通過不同的級(jí)交換數(shù)據(jù),有標(biāo)準(zhǔn)的接口并且相互之間*兼容。
5. 人機(jī)界面(HMI)硬件
HMI硬件配合PLC使用,為用戶提供數(shù)據(jù)、圖形和事件顯示,主要有文本操作面板TD200(可顯示中文),OP3,OP7,OP17等;圖形/文本操作面板OP27,OP37等,觸摸屏操作面板TP7,TP27/37,TP170A/B等;SIMATIC面板型PC670等。個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)也可以作為HMI硬件使用。HMI硬件需要經(jīng)過軟件(如ProTool)組態(tài)才能配合PLC使用。
6. SIMATIC S7工業(yè)軟件
西門子的工業(yè)軟件分為三個(gè)不同的種類:
(1)編程和工程工具 編程和工程工具包括所有基于PLC或PC用于編程、組態(tài)、模擬和維護(hù)等控制所需的工具。STEP 7標(biāo)準(zhǔn)軟件包SIMATIC S7是用于S7-300/400,C7 PLC和SIMATIC WinAC基于PC控制產(chǎn)品的組態(tài)編程和維護(hù)的項(xiàng)目管理工具,STEP 7-Micro/WIN是在Windows平臺(tái)上運(yùn)行的S7-200系列PLC的編程、在線仿真軟件。
(2)基于PC的控制軟件 基于PC的控制系統(tǒng)WinAC允許使用個(gè)人計(jì)算機(jī)作為可編程序控制器(PLC)運(yùn)行用戶的程序,運(yùn)行在安裝了Windows NT4.0操作系統(tǒng)的SIMATIC工控機(jī)或其它任何商用機(jī)。WinAC提供兩種PLC,一種是軟件PLC,在用戶計(jì)算機(jī)上作為視窗任務(wù)運(yùn)行。另一種是插槽PLC(在用戶計(jì)算機(jī)上安裝一個(gè)PC卡),它具有硬件PLC的全部功能。WinAC與SIMATIC S7系列處理器*兼容,其編程采用統(tǒng)一的SIMATIC編程工具(如STEP 7),編制的程序既可運(yùn)行在WinAC上,也可運(yùn)行在S7系列處理器上。
(3)人機(jī)界面軟件 人機(jī)界面軟件為用戶自動(dòng)化項(xiàng)目提供人機(jī)界面(HMI)或SCADA系統(tǒng),支持大范圍的平臺(tái)。人機(jī)界面軟件有兩種,一種是應(yīng)用于機(jī)器級(jí)的ProTool,另一種是應(yīng)用于監(jiān)控級(jí)的WinCC。
ProTool適用于大部分HMI硬件的組態(tài),從操作員面板到標(biāo)準(zhǔn)PC都可以用集成在STEP 7中的ProTool有效地完成組態(tài)。ProTool/lite用于文本顯示的組態(tài),如:OP3,OP7,OP17,TD17等。ProTool/Pro用于組態(tài)標(biāo)準(zhǔn)PC和所有西門子HMI產(chǎn)品,ProTool/Pro不只是組態(tài)軟件,其運(yùn)行版也用于Windows平臺(tái)的監(jiān)控系統(tǒng)。
WinCC是一個(gè)真正開放的,面向監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集的SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)軟件,可在任何標(biāo)準(zhǔn)PC上運(yùn)行。WinCC操作簡(jiǎn)單,系統(tǒng)可靠性高,與STEP 7功能集成,可直接進(jìn)入PLC的硬件故障系統(tǒng),節(jié)省項(xiàng)目開發(fā)時(shí)間。它的設(shè)計(jì)適合于廣泛的應(yīng)用,可以連接到已存在的自動(dòng)化環(huán)境中,有大量的通信接口和全面的過程信息和數(shù)據(jù)處理能力,其的WinCC5.0支持在辦公室通過IE瀏覽器動(dòng)態(tài)監(jiān)控生產(chǎn)過程。
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西門子PLC的發(fā)展史 SIMATIC商標(biāo)
S7-200是西德西門子公司的產(chǎn)品之一,其注冊(cè)商標(biāo)為SIMATIC。
1.西門子公司的產(chǎn)品最早是1975年投放市場(chǎng)的SIMATIC S3,它實(shí)際上是帶有簡(jiǎn)單操作接口的二進(jìn)制控制器;
2.1979年,S3系統(tǒng)被SIMATIC S5所取代,該系統(tǒng)廣泛地使用了微處理器;
3.20世紀(jì)80年代初,S5系統(tǒng)進(jìn)一步升級(jí)——U系列PLC,較常用機(jī)型:S5-90U、95U、100U、115U、135U、155U
4.1994年4月,S7系列誕生,它具有更國(guó)際化、更高性能等級(jí)、安裝空間更小、更良好的WINDOWS用戶界面等優(yōu)勢(shì),其機(jī)型為:S7-200、300、400
5.1996年,在過程控制領(lǐng)域,西門子公司又提出PCS7(過程控制系統(tǒng)7)的概念,將其優(yōu)勢(shì)的WINCC(與WINDOWS兼容的操作界面)、PROFIBUS(工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線)、COROS(監(jiān)控系統(tǒng))、SINEC(西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò))及控調(diào)技術(shù)溶為一體
6.現(xiàn)在,西門子公司又提出TIA(Totally Integrated Automation)概念,即全集成自動(dòng)化系統(tǒng),將PLC技術(shù)溶于全部自動(dòng)化領(lǐng)域。
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