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西門(mén)子PLC模塊6ES7221-1BH22-0XA8

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(mǎn)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。

在了解了 PLC 程序結(jié)構(gòu)之后，就要具體地編制程序了。編制 PLC 控制程序的方法很多，這里主要介紹幾種典型的編程方法。

S7-200的功能確實(shí)不夠綠色，定時(shí)器個(gè)數(shù)是有限的，但是可以通過(guò)寫(xiě)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能，這樣就不存在定時(shí)器被多次調(diào)用的問(wèn)題了，定時(shí)器實(shí)際上就是讀取CPU內(nèi)部晶振的次數(shù)，可以用定時(shí)器中斷或是SM0.5編寫(xiě)子程序。

    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(lèi)：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(lài)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(xiàn)，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~*，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(xiàn)。若認(rèn)為控制質(zhì)量不滿(mǎn)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(mǎn)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(lèi)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(lèi)。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

    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(lèi)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(hù)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*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；

    （7）更換元件不得帶電操作；

    （8）檢修后模板安裝一定要安插到位

    西門(mén)子PLC維修實(shí)例：

    型號(hào)：S7-200(CPU226)

    故障現(xiàn)象：錯(cuò)誤指示燈閃

    故障分析：根據(jù)故障問(wèn)題通電PLC無(wú)法將開(kāi)關(guān)撥到RUN狀態(tài)，錯(cuò)誤指示燈一直閃爍，斷電復(fù)位后故障依舊，打開(kāi)外殼測(cè)量電源供電電壓都正常。說(shuō)明錯(cuò)誤燈閃跟程序和CPU有關(guān)系，先把PLC連接電腦讀出程序正常。把PLC程序清空后上電錯(cuò)誤燈不閃。一切正常。說(shuō)明程序可能有問(wèn)題。在檢查程序發(fā)現(xiàn)程序有幾處空白段，初步懷疑是程序問(wèn)題。把程序段根據(jù)客戶(hù)外部信號(hào)條件修改好程序輸入PLC后故障解除。

    故障修復(fù)：修改程序重新輸入后故障解除。

　　一、 S7-200PLC內(nèi)部RS485接口電路圖

　　圖中R1、R2是阻值為10歐的普通電阻，其作用是防止RS485信號(hào)D+和D-短路時(shí)產(chǎn)生過(guò)電流燒壞芯片，Z1、Z2是鉗制電壓為6V，大電流為10A的齊納二極管，24V電源和5V電源共地未經(jīng)隔離，當(dāng)D+或D-線(xiàn)上有共模干擾電壓灌入時(shí)，由橋式整流電路和Z1、Z2可將共模電壓鉗制在±6.7V，從而保護(hù)RS485芯片SN75176（RS485芯片的允許共模輸入電壓范圍為：-7V～+12V）。該保護(hù)電路能承受共模干擾電壓功率為60W，保護(hù)電路和芯片內(nèi)部沒(méi)有防靜電措施

圖解法編程

圖解法是靠畫(huà)圖進(jìn)行 PLC 程序設(shè)計(jì)。常見(jiàn)的主要有梯形圖法、邏輯流程圖法、時(shí)序流程圖法和步進(jìn)順控法。

(1) 梯形圖法：梯形圖法是用梯形圖語(yǔ)言去編制 PLC 程序。這是一種模仿繼電器控制系統(tǒng)的編程方法。其圖形甚至元件名稱(chēng)都與繼電器控制電路十分相近。這種方法很容易地就可以把原繼電器控制電路移植成 PLC 的梯形圖語(yǔ)言。這對(duì)于熟悉繼電器控制的人來(lái)說(shuō)，的一種編程方法。

(2) 邏輯流程圖法：邏輯流程圖法是用邏輯框圖表示 PLC 程序的執(zhí)行過(guò)程，反應(yīng)輸入與輸出的關(guān)系。邏輯流程圖法是把系統(tǒng)的工藝流程，用邏輯框圖表示出來(lái)形成系統(tǒng)的邏輯流程圖。這種方法編制的 PLC 控制程序邏輯思路清晰、輸入與輸出的因果關(guān)系及聯(lián)鎖條件明確。邏輯流程圖會(huì)使整個(gè)程序脈絡(luò)清楚，便于分析控制程序，便于查找故障點(diǎn)，便于調(diào)試程序和維修程序。有時(shí)對(duì)一個(gè)復(fù)雜的程序，直接用語(yǔ)句表和用梯形圖編程可能覺(jué)得難以下手，則可以先畫(huà)出邏輯流程圖，再為邏輯流程圖的各個(gè)部分用語(yǔ)句表和梯形圖編制 PLC 應(yīng)用程序。

(3) 時(shí)序流程圖法：時(shí)序流程圖法使首先畫(huà)出控制系統(tǒng)的時(shí)序圖（即到某一個(gè)時(shí)間應(yīng)該進(jìn)行哪項(xiàng)控制的控制時(shí)序圖），再根據(jù)時(shí)序關(guān)系畫(huà)出對(duì)應(yīng)的控制任務(wù)的程序框圖，后把程序框圖寫(xiě)成 PLC 程序。時(shí)序流程圖法很適合于以時(shí)間為基準(zhǔn)的控制系統(tǒng)的編程方法。

(4) 步進(jìn)順控法：步進(jìn)順控法是在順控指令的配合下設(shè)計(jì)復(fù)雜的控制程序。一般比較復(fù)雜的程序，都可以分成若干個(gè)功能比較簡(jiǎn)單的程序段，一個(gè)程序段可以看成整個(gè)控制過(guò)程中的一步。從整個(gè)角度去看，一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的控制過(guò)程是由這樣若干個(gè)步組成的。系統(tǒng)控制的任務(wù)實(shí)際上可以認(rèn)為在不同時(shí)刻或者在不同進(jìn)程中去完成對(duì)各個(gè)步的控制。為此，不少 PLC 生產(chǎn)廠家在自己的 PLC 中增加了步進(jìn)順控指令。在畫(huà)完各個(gè)步進(jìn)的狀態(tài)流程圖之后，可以利用步進(jìn)順控指令方便地編寫(xiě)控制程序。

2. 經(jīng)驗(yàn)法編程

經(jīng)驗(yàn)法是運(yùn)用自己的或別人的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。多數(shù)是設(shè)計(jì)前先選擇與自己工藝要求相近的程序，把這些程序看成是自己的“試驗(yàn)程序"。結(jié)合自己工程的情況，對(duì)這些“試驗(yàn)程序"逐一修改，使之適合自己的工程要求。這里所說(shuō)的經(jīng)驗(yàn)，有的是來(lái)自自己的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，有的可能是別人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，就需要日積月累，善于總結(jié)。

3. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)編程

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是通過(guò) PLC 編程軟件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行程序設(shè)計(jì)、離線(xiàn)或在線(xiàn)編程、離線(xiàn)仿真和在線(xiàn)調(diào)試等等。使用編程軟件可以十分方便地在計(jì)算機(jī)上離線(xiàn)或在線(xiàn)編程、在線(xiàn)調(diào)試，使用編程軟件可以十分方便地在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行程序的存取、加密以及形成 EXE 運(yùn)行文件。

使用 STEP 7 對(duì)這些模塊進(jìn)行組態(tài)和參數(shù)化

模塊

用于和時(shí)，模擬量模塊可到 S7-300。該模塊通過(guò) LED 轉(zhuǎn)換和指示輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)編碼器的模擬。

該模塊可到任何地方（不必遵守插槽規(guī)則）。該虛擬模塊為未組態(tài)的模塊預(yù)留了一個(gè)插槽。稍后安裝該模塊時(shí)，整個(gè)組態(tài)的機(jī)械配置和地址分配均不會(huì)更改