西門(mén)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(guò)編程等方式獲得產(chǎn)品更大的利用空間。

    西門(mén)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(shí)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(gè)方面的編程設(shè)置：對(duì)SMB30進(jìn)行設(shè)置端口選擇，波特率選擇，校驗(yàn)設(shè)置，對(duì)SMB87,89,90,94進(jìn)行設(shè)置緩沖區(qū)等。通過(guò)ATCH指令進(jìn)行中斷設(shè)置，對(duì)中斷狀態(tài)進(jìn)行判斷。通過(guò)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(guò)COM口進(jìn)行的，所以一定要注意通訊口的地址使用和時(shí)間使用。另外數(shù)據(jù)緩沖區(qū)定義也非常重要，因?yàn)榻粨Q的數(shù)據(jù)會(huì)直接存儲(chǔ)到這個(gè)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(shí)，一般會(huì)采用相應(yīng)的協(xié)議，一般來(lái)說(shuō)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)會(huì)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(wèn)題。

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

    PID控制器參數(shù)整定的方法很多，概括起來(lái)有兩大類：一是理論計(jì)算整定法。它主要是依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過(guò)理論計(jì)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(yàn)，直接在控制系統(tǒng)的試驗(yàn)中進(jìn)行，且方法簡(jiǎn)單、易于掌握，在工程實(shí)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(gè)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(duì)輸入的階躍響應(yīng)出現(xiàn)臨界振蕩，記下這時(shí)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(guò)公式計(jì)算得到PID控制器的參數(shù)。

    PID參數(shù)的設(shè)定：是靠經(jīng)驗(yàn)及工藝的熟悉，參考測(cè)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(guò)頭，到達(dá)穩(wěn)定的時(shí)間長(zhǎng)，P太短，會(huì)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(yàn)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(yàn)法，方法的基本程序是先根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，確定一組調(diào)節(jié)器參數(shù)，并將系統(tǒng)投入閉環(huán)運(yùn)行，然后人為地加入階躍擾動(dòng)（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(duì)控制過(guò)程的影響改變調(diào)節(jié)器參數(shù)。這樣反復(fù)試驗(yàn)，直到滿意為止。

    西門(mén)子S7-200PLC集成有高速計(jì)數(shù)功能，高速計(jì)數(shù)是PLC的一項(xiàng)非常重要的功能，在工業(yè)領(lǐng)域中測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)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(jì)數(shù)器顯得尤為重要。S7-200高速計(jì)數(shù)功能的知識(shí)點(diǎn)主要分幾個(gè)部分：一是輸入地址，二是計(jì)數(shù)模式，按有無(wú)方向，有無(wú)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(lái)控制計(jì)數(shù)器的模式和預(yù)置值等。

    高速計(jì)數(shù)器復(fù)位

    高速計(jì)數(shù)的復(fù)位是使用計(jì)數(shù)器時(shí)非常重要的地方。由于外部器件例如編碼器等，一般都會(huì)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(shí)現(xiàn)也要求它具有復(fù)位功能。

    高速計(jì)數(shù)器測(cè)量轉(zhuǎn)速周期等

7.3.2 PLC 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(shí)際地編寫(xiě) PLC 程序了。編寫(xiě) PLC 程序和編寫(xiě)其他計(jì)算機(jī)程序一樣，都需要經(jīng)歷如下過(guò)程。

1. 對(duì)系統(tǒng)任務(wù)分塊

分塊的目的就是把一個(gè)復(fù)雜的工程，分解成多個(gè)比較簡(jiǎn)單的小任務(wù)。這樣就把一個(gè)復(fù)雜的大問(wèn)題化為多個(gè)簡(jiǎn)單的小問(wèn)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(guó)導(dǎo)出哪些動(dòng)作。這個(gè)邏輯關(guān)系可以是以各個(gè)控制活動(dòng)順序?yàn)榛鶞?zhǔn)，也可能是以整個(gè)活動(dòng)的時(shí)間節(jié)拍為基準(zhǔn)。邏輯關(guān)系圖反映了控制過(guò)程中控制作用與被控對(duì)象的活動(dòng)，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(jì)的地址和名稱聯(lián)系起來(lái)。這是很關(guān)鍵的一步。在繪制 PLC 的輸入電路時(shí)，不僅要考慮到信號(hào)的連接點(diǎn)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(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定條件等問(wèn)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(huì)對(duì) PLC 造成比較大的傷害。在繪制 PLC 的輸出電路時(shí)，不僅要考慮到輸出信號(hào)的連接點(diǎn)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(wèn)題。在整個(gè)電路的繪制中，還要考慮設(shè)計(jì)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(jì)上仍然需要謹(jǐn)慎、全面。因此，在繪制電路圖時(shí)要考慮周全，何處該裝按鈕，何處該裝開(kāi)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(shí)，除了要注意程序要正確、可靠之外，還要考慮程序要簡(jiǎn)捷、省時(shí)、便于閱讀、便于修改。編好一個(gè)程序塊要進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，這樣便于查找問(wèn)題，便于及時(shí)修改，不要整個(gè)程序完成后一起算總帳。

5. 制作控制臺(tái)與控制柜

在繪制完電器、編完程序之后，就可以制作控制臺(tái)和控制柜了。在時(shí)間緊張的時(shí)候，這項(xiàng)工作也可以和編制程序并列進(jìn)行。在制作控制臺(tái)和控制柜的時(shí)候要注意選擇開(kāi)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(shuō)屏蔽問(wèn)題、接地問(wèn)題、高壓隔離等問(wèn)題必須妥善處理。

6. 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試是整個(gè)控制系統(tǒng)完成的重要環(huán)節(jié)。任何程序的設(shè)計(jì)很難說(shuō)不經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試就能使用的。只有通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)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(guò)現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)調(diào)試才能后實(shí)地測(cè)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(xiě)技術(shù)文件并現(xiàn)場(chǎng)試運(yùn)行

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試以后，控制電路和控制程序基本被確定了，整個(gè)系統(tǒng)的硬件和軟件基本沒(méi)有問(wèn)題了。這時(shí)就要全面整流技術(shù)文件，包括整理電路圖、PLC 程序、使用說(shuō)明及幫助文件。到此工作基本結(jié)束。

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

   實(shí)數(shù)的格式

    實(shí)數(shù)（浮點(diǎn)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(shí)數(shù)按照雙字長(zhǎng)度來(lái)存取。對(duì)于S7-200來(lái)說(shuō)，浮點(diǎn)數(shù)精確到小數(shù)點(diǎn)后第六位。因而當(dāng)使用一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)常數(shù)時(shí)，多可以到小數(shù)點(diǎn)后第六位。

    實(shí)數(shù)運(yùn)算的精度

    在計(jì)算中涉及到非常大和非常小的數(shù)，則有可能導(dǎo)致計(jì)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(gè)字符以字節(jié)的形式存儲(chǔ)。字符串的*個(gè)字節(jié)定義了字符串的長(zhǎng)度，也就是字符的個(gè)數(shù)。一個(gè)字符串的長(zhǎng)度可以是0到254個(gè)字符，再加上長(zhǎng)度字節(jié)，一個(gè)字符串的大長(zhǎng)度為255個(gè)字節(jié)。而一個(gè)字符串常量的大長(zhǎng)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(cè)

    例如：可以在加法指令中使用VW100中的值作為有符號(hào)整數(shù)，同時(shí)也可以在異或指令中將VW100中的數(shù)據(jù)當(dāng)作無(wú)符號(hào)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(mén)子PLC對(duì)檢修工藝及技術(shù)要求見(jiàn)如下，另外我司還舉一個(gè)西門(mén)子PLC維修實(shí)例供大家參考：

    （1）測(cè)量電壓時(shí)，要用數(shù)字電壓表或精度為1%的萬(wàn)能表測(cè)量

    （2）電源機(jī)架，CPU主板都只能在主電源切斷時(shí)取下；

    （3）在RAM模塊從CPU取下或插入CPU之前，要斷開(kāi)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(shí)I/0板也可在可編程控制器運(yùn)行時(shí)取下，但CPU板上的QVZ（超時(shí)）燈亮；

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

西門(mén)子模塊6ES7212-1BE40-0XB0

外部補(bǔ)償—補(bǔ)償盒
補(bǔ)償盒是通過(guò)補(bǔ)償盒獲取熱電偶的參比接點(diǎn)的溫度，但補(bǔ)償盒必須安裝在熱電偶的參比接點(diǎn)處。
補(bǔ)償盒必須單獨(dú)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(gè)橋接電路，固定參比接點(diǎn)溫度標(biāo)定，如果實(shí)際溫度與補(bǔ)償溫度有偏差，橋接熱敏電阻會(huì)發(fā)生變化，產(chǎn)生正的或者負(fù)的補(bǔ)償電壓疊加到測(cè)量電勢(shì)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(diǎn)溫度為0℃的補(bǔ)償盒，*使用西門(mén)子帶集成電源裝置的補(bǔ)償盒，訂貨號(hào)如下表。

*使用的補(bǔ)償盒		訂貨號(hào)
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(mén)子參比接點(diǎn)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(guò)補(bǔ)償導(dǎo)線連接到參比接點(diǎn)，再用銅質(zhì)導(dǎo)線連接參比接點(diǎn)和模板的輸入端子構(gòu)成回路，同時(shí)由一個(gè)補(bǔ)償盒對(duì)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(gè)通道單獨(dú)連接一個(gè)補(bǔ)償盒，補(bǔ)償盒通過(guò)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(gè)通道都可以使用模板支持類型的熱電偶，但是每個(gè)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€(gè)數(shù)

3.2.3 外部補(bǔ)償—熱電阻
熱電阻是通過(guò)外接電阻溫度計(jì)獲取熱電偶的參比接點(diǎn)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(diǎn)處。

圖5 S7-300模板支持

圖5類型：參比接點(diǎn)電阻溫度計(jì)pt100的四根線接到模板的35，36，37，38端子，對(duì)應(yīng)（M+，M-，I+，I-），可測(cè)參比接點(diǎn)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(diǎn)電阻溫度計(jì)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(diǎn)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€(gè)數(shù)

3.2.4外部補(bǔ)償—固定溫度
如果外部參比接點(diǎn)的溫度已知且固定，可以通過(guò)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(jiàn)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€(gè)數(shù)

從上表可以看出，300的模板只支持參比接點(diǎn)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(dú)補(bǔ)償外，可以使用相同參比接點(diǎn)給多個(gè)模板，通過(guò)電阻溫度計(jì)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(diǎn)，模板1進(jìn)行外部電阻溫度計(jì)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(xiě)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(duì)模板的動(dòng)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(dòng)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：