西門子S7-200plc都有哪些應(yīng)用？

一說到西門子S7-200PLC，懂行的可能都感覺它已經(jīng)很過時(shí)了，現(xiàn)在都已經(jīng)發(fā)展到了具有小編程屏幕的1500系列，其實(shí)S7-200在實(shí)際應(yīng)用中的穩(wěn)定性還是很不錯(cuò)的，更主要的是價(jià)格相對(duì)便宜一點(diǎn)，我們?cè)谧鲆恍┬⌒驮O(shè)備改造時(shí)，仍然可以使用。當(dāng)然國(guó)產(chǎn)的很多PLC也已經(jīng)具備了不錯(cuò)的兼容性，價(jià)格上便宜很多，想自學(xué)的朋友可以入手一款。今天分享一些概括性總結(jié)S7-200的知識(shí)，希望能夠幫助到PLC初學(xué)者.

因S7-200CPU使用的是RS485，而PC機(jī)的COM口采用的是RS232，兩者的電氣規(guī)范并不相容，需要用中間電路進(jìn)行匹配。PC/PPI其實(shí)就是一根RS485/RS232的匹配電纜。晶體管不能帶AC220V的交流負(fù)載，只能帶低壓的直流。對(duì)抗過載和過壓的能力差。但可以高頻輸出，適合高頻率輸出的場(chǎng)合，例如脈沖控制。

繼電器可以帶AC220V和直流的負(fù)載。但由于繼電器本身的特性決定了它不能高頻輸出。同時(shí)繼電器通斷的壽命一般在10萬次左右。所以在頻繁通斷的場(chǎng)合也適合用晶體管的《S7-200系統(tǒng)手冊(cè)》上給出的數(shù)據(jù)是一個(gè)網(wǎng)段50m，這是在符合規(guī)范的網(wǎng)絡(luò)條件下，能夠保證的通訊距離。凡超出50m的距離，應(yīng)當(dāng)加中繼器。加一個(gè)中繼器可以延長(zhǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)50米。如果加一對(duì)中繼器，并且它們之間沒有S7-200 CPU站存在(可以有EM277)，則中繼器之間的距離可以達(dá)到1000米。符合上述要求就可以做到非?？煽康耐ㄓ崱?

實(shí)際上，有用戶做到了超過50m距離而不加中繼器的通訊。西門子不能保證這樣的通訊一定成功。缺省情況下，S7-200 CPU的通訊口處于PPI從站模式，地址為2，通訊速率為9.6K，要更改通訊口的地址或通訊速率，必須在系統(tǒng)塊中的通訊端口選項(xiàng)卡中設(shè)置，然后將系統(tǒng)塊下載到CPU中，新的設(shè)置才能起作用。

有些用戶習(xí)慣使用M 區(qū)作為中間地址，但S7-200CPU中M區(qū)地址空間很小，只有32個(gè)字節(jié)，往往不夠用。而S7-200CPU中提供了大量的V 區(qū)存儲(chǔ)空間，即用戶數(shù)據(jù)空間。V存儲(chǔ)區(qū)相對(duì)很大，其用法與M 區(qū)相似，可以按位、字節(jié)、字或雙字來存取V 區(qū)數(shù)據(jù)。例：V10.1， VB20， VW100， VD200等等。

RS-485網(wǎng)絡(luò)通訊：PPI、MPI、PROFIBUS-DP協(xié)議都可以在RS-485網(wǎng)絡(luò)上通訊，通過加中繼，最遠(yuǎn)可以達(dá)到9600米。光纖通訊：光纖通訊除了抗干擾、速率高之外，通訊距離遠(yuǎn)也是一大優(yōu)點(diǎn)。S7-200產(chǎn)品不直接支持光纖通訊，需要附加光纖轉(zhuǎn)換模塊才可以。電話網(wǎng)：S7-200通過EM241音頻調(diào)制解調(diào)器模塊支持電話網(wǎng)通訊。EM241要求通訊的末端為標(biāo)準(zhǔn)的音頻電話線，而不論局間的通信方式。通過EM241可以進(jìn)行全球通訊。無線通訊：S7-200通過無線電臺(tái)的通訊距離取決于電臺(tái)的頻率、功率、天線等因素;S7-200通過GSM網(wǎng)絡(luò)的通訊距離取決于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的范圍 ;S7-200通過紅外設(shè)備的通訊也取決于它們的規(guī)格。

正反轉(zhuǎn)回路屬于電氣控制中的基本回路，想必大伙已經(jīng)非常熟悉了，以至于閉上眼睛，都能感受到它的存在。

若用PLC來實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)回路也很簡(jiǎn)單，兩個(gè)啟鈕，一個(gè)停鈕，兩個(gè)線圈輸出，一臺(tái)最小的S7-200，221型PLC就可以實(shí)現(xiàn)，但沒有人為了一個(gè)正反轉(zhuǎn)回路再額外的增加一臺(tái)PLC。

在正反轉(zhuǎn)回路的基礎(chǔ)上再各加兩個(gè)限位開關(guān)，就成了自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)了。

這個(gè)電路就可以用PLC進(jìn)行控制了，這在很多成套設(shè)備上都有應(yīng)用，比如水阻的啟停回路就與此電路圖如出一轍，一臺(tái)222型PLC便可以實(shí)現(xiàn)控制要求。

若在上面回路的基礎(chǔ)上，再加上手自動(dòng)轉(zhuǎn)換，就可以實(shí)現(xiàn)手自動(dòng)控制。可點(diǎn)動(dòng)，可循環(huán)，可單程，可無限循環(huán)。

若是再加上一個(gè)計(jì)數(shù)器，前進(jìn)、后退為一個(gè)循環(huán)，就可以實(shí)現(xiàn)預(yù)定多少個(gè)循環(huán)后停止了，循環(huán)次數(shù)可以通過計(jì)數(shù)器設(shè)定。

以上這些合在一起，就是一臺(tái)自動(dòng)車床工作臺(tái)的手自動(dòng)循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的控制原理了。

該控制通過PLC易于實(shí)現(xiàn)，要滿足設(shè)計(jì)要求，就看看需要多少個(gè)輸入、輸出點(diǎn)了，這是PLC選型提供基礎(chǔ)。

關(guān)于要實(shí)現(xiàn)的功能上面已經(jīng)說完了，下面重要的一步就是I/O分配了。

點(diǎn)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1:I0.1

單循環(huán)/連續(xù)循環(huán)開關(guān)SA2:I0.2

正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB1:I0.3

反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB2:I0.4

停止按鈕SB3:I0.5

前進(jìn)終端行程開關(guān)SQ1:I0.6

后退終端行程開關(guān)SQ2:I0.7

前進(jìn)終端保護(hù)行程開關(guān)SQ3:I1.0

后提終端保護(hù)行程開關(guān)SQ4:I1.1

正轉(zhuǎn)輸出KM1:Q0.0

反轉(zhuǎn)輸出KM2:Q0.1

可見，這個(gè)控制需要9個(gè)數(shù)字量輸入，2個(gè)數(shù)字量輸出，這樣，選擇一塊S7-200，224型PLC就可以滿足設(shè)計(jì)要求了。

Siemens編程器S7-200系列用在中小型設(shè)備上的自動(dòng)系統(tǒng)的控制單元，適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)，監(jiān)測(cè)及控制。

在這里，和大家一起來討論S7-200幾個(gè)使用方面的情況。

1.步進(jìn)，伺服脈沖定位控制。

在設(shè)備的控制系統(tǒng)中，有關(guān)運(yùn)動(dòng)控制是很重要的，下面我們來看一看西門子S7-200系列PLC怎樣來實(shí)現(xiàn)這　　　個(gè)功能。

首先，確定使用哪個(gè)端口來發(fā)脈沖，如采用Q0.0發(fā)脈沖，則它的控制字為SMB67，脈沖同期為SMW68，脈　　　沖個(gè)數(shù)存放在SMD72中，

下面是控制字節(jié)的說明：

Q0.0 Q0.1 控制字節(jié)說明

SM67.0 　SM77.0 　PTO/PWM更新周期值 0=不更新，1=更新周期值

SM67.1 　SM77.1 　PWM更新脈沖寬度值 0=不更新，1=脈沖寬度值

SM67.2 　SM77.2 　PTO更新脈沖數(shù) 0=不更新，1=更新脈沖數(shù)

SM67.3 　SM77.3 　PTO/PWM時(shí)間基準(zhǔn)選擇 0=1微秒值，1=1毫秒值

SM67.4 　SM77.4 　PWM更新方法 0=異步更新，1=同步更新

SM67.5 　SM77.5 　PTO操作 0=單段操作，1=多段操作

SM67.6 　SM77.6 　PTO/PWM模式選擇 0=選擇PTO，1=選擇PWM

SM67.7 　SM77.7 　PTO/PWM允許 0=禁止PTO/PWM，1=允許

這樣根據(jù)以上表格，我們得出Q0.0控制字：SMB67為：10000101

采用PTO輸出，微妙級(jí)周期，發(fā)脈沖的周期(也就是頻率)與脈沖個(gè)數(shù)都要重新輸入。10000101轉(zhuǎn)化為　　16進(jìn)制　為85，有了控制字以后，我們來寫這一段程序：

根據(jù)上面這段程序，我們知道了控制字的使用，同時(shí)也知道步進(jìn)電機(jī)的脈沖周期與沖個(gè)數(shù)的存放位置(對(duì)　　Q0.0來說是SMW68與SMD72)。當(dāng)然，VW100與VD102內(nèi)的數(shù)據(jù)不同的話，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)就不一樣。

還有一點(diǎn)需要說明得是：M0.0導(dǎo)通---PLC捕捉到上升沿發(fā)動(dòng)脈沖輸出后，想停止的話，只須改變端口脈沖的　控制字，再啟動(dòng)PLS即可，程序如下：

2.高速計(jì)數(shù)功能。

西門子S7-200系列PLC具有高速計(jì)數(shù)的功能;舉一例子來談?wù)劯咚儆?jì)數(shù)的用途，我們采用普通電機(jī)來帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，我們想控制轉(zhuǎn)動(dòng)距離，怎么來解決這個(gè)問題?那么我們可在電機(jī)另一頭與一編碼器聯(lián)接，電機(jī)轉(zhuǎn)一圈，編碼器也隨之轉(zhuǎn)一圈，同時(shí)根據(jù)規(guī)格發(fā)出不同的脈沖數(shù)。當(dāng)然，這些脈沖數(shù)的頻率比較高，PLC不能用普通的上升沿計(jì)數(shù)來取得這些脈沖，只能通過高速計(jì)數(shù)功能了。

啟動(dòng)高速計(jì)數(shù)功能，也要具有控制字

HSCO HSC1 描述

SM37.0 　SM47.0 　復(fù)位有效電平控制位 0=高電平有效， 1=低電平有效

SM37.1 　SM47.1 　啟動(dòng)有效電平控制位于 0=高電平有效， 1=低電平有效

SM37.2 　SM47.2 　正交計(jì)數(shù)器速率選擇 0=4X計(jì)數(shù)率， 1=1X計(jì)數(shù)率

SM37.3 　SM47.3 　計(jì)數(shù)方向控制位 0=減計(jì)數(shù)， 1=正計(jì)數(shù)

SM37.4 　SM47.4 　向HSC中寫入計(jì)數(shù)方向 0=不更新， 1=更新計(jì)數(shù)方向

SM37.5 　SM47.5 　向HSC中寫入預(yù)置值 0=不更新， 1=更新預(yù)置值

SM37.6 　SM47.6 　向HSC中寫入當(dāng)前值 0=不更新， 1=更新當(dāng)前值

SM37.7 　SM47.7 　HSC允許 0=禁止HSC， 1=允許HSC

參照上面的表格，我們選擇HSC1高速計(jì)數(shù)器，控制字為SMB47，現(xiàn)在我們啟動(dòng)高速計(jì)數(shù)器HSC1，選擇為增計(jì)數(shù)，更新計(jì)數(shù)方向，重新設(shè)置值，更新當(dāng)前值：這樣的話，HSC1的啟動(dòng)控制高為：11111000轉(zhuǎn)化為16進(jìn)制為　F8，將啟動(dòng)計(jì)數(shù)器時(shí)當(dāng)前值存放在SMD48中，將預(yù)存置放在SMD52中，具體的程序　如下：

同樣的，如果計(jì)數(shù)器在工作狀態(tài)下想停止計(jì)數(shù)器，也必須改變它的控制字后，啟動(dòng)HSC具體程序　如下：

3. PID回路控制功能。

西門子S7-200系列PLC的PID控制相當(dāng)?shù)暮?jiǎn)單，可以通過micro/win軟件的一個(gè)向?qū)С绦?，按照提?一步一步執(zhí)行您所要求PID控制的屬性即可，在這里談一談PID這三個(gè)參數(shù)的具體意義：P為增益項(xiàng)，P越大，響應(yīng)起就快，在調(diào)節(jié)流量閥時(shí)：設(shè)定流量為50%，當(dāng)目前流量接近50%，剛超過，如果P值很大的話，那么流量閥會(huì)馬上會(huì)關(guān)閉，而不會(huì)控制在某一區(qū)域。這就是增益項(xiàng)太大引起。在調(diào)節(jié)的過程中應(yīng)該先將P值調(diào)節(jié)比較適當(dāng)了，再去調(diào)節(jié)I值，它為積分項(xiàng)，是在控制器回路中控制對(duì)當(dāng)前值與設(shè)定值相等的偏差范圍。D為微分項(xiàng)，主要作用是避免給定值的微分作用而引起的跳變。

在現(xiàn)場(chǎng)的PID參數(shù)的調(diào)整過程中，針對(duì)西門子S7-200型PLC我的建議是在不同的控制階段，采用不同的PID參數(shù)組，具體而言就是當(dāng)目前距離設(shè)定值差距較大時(shí)，采用P值較大的一套PID參數(shù)，如果當(dāng)前值快接近設(shè)定值范圍時(shí)，采用P值較小的一套PID參數(shù)。