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西門子PLC模塊6ES7231-7PD22-0XA8型號齊全
西門子PLC模塊6ES7231-7PD22-0XA8
概述
CP 1243-1 通信處理器用于通過遠程網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)協(xié)議（DNP3、IEC 60870-5-104、TeleControl Basic）將 SIMATIC S7-1200 連接到服務(wù)中心，并用于通過基于 IP 的網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)安全通信。
該通信處理器具有以下特性：
至 TeleControl Server Basic 的以太網(wǎng)連接（例如，通過因特網(wǎng)）
測量值、控制變量或報警等的數(shù)據(jù)傳輸針對遠程控制系統(tǒng)進行了優(yōu)化設(shè)計
自動發(fā)送提醒電子郵件
蕞多 64,000 個值的數(shù)據(jù)緩沖可在發(fā)生臨時連接故障時確保數(shù)據(jù)庫安全
通過 VPN 連接進行基于 IPSec 的安全通信
通過狀態(tài)檢測防火墻提供訪問保護
支持 SINEMA Remote Connect 自動配置。
LED 指示燈布局清晰，可進行快速、方便的診斷
具有 S7-1200 設(shè)計形式的緊湊工業(yè)外殼，可安裝到標準安裝導(dǎo)軌上
可使用 STEP 7 方便地組態(tài)，調(diào)試十分快速
優(yōu)勢
數(shù)據(jù)安全
CP 1243-1 有一個可以存放幾千個數(shù)據(jù)值的大緩沖區(qū)。因此，可以橋接傳輸鏈路出現(xiàn)的停機時間。
全自動時間戳
為了在以后正確地歸檔控制系統(tǒng)中的過程數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)幀均有一個始發(fā)點時間戳。
高速、靈活的數(shù)據(jù)通信
操作員可以快速獲得來自過程的報警、狀態(tài)和過程值信息；此外，也可以隨時通過輸入命令或設(shè)定值對過程控制施加影響作用。
簡便、經(jīng)濟的工程組態(tài)
周期性或事件控制器的測量，設(shè)定值或報警的傳輸可以在幾個步驟中實現(xiàn)，無需進行任何編程。
遠程診斷
由于通過因特網(wǎng)進行具有成本效益的遠程編程、診斷、控制和監(jiān)視，節(jié)約了差旅費用和維護成本。
工業(yè)安全
通過以下措施防止工廠網(wǎng)絡(luò)受到非授權(quán)訪問:
例如，通過驗證網(wǎng)絡(luò)工作站，在一個自動化單元中實現(xiàn)任意設(shè)備的集中訪問保護
通過數(shù)據(jù)加密 (VPN) 以及檢查數(shù)據(jù)的完整性，可通過因特網(wǎng)進行安全遠程訪問
S7-200的擴展配置是由S7-200的基本單元和擴展模塊組成。其擴展模塊的數(shù)量受兩個條件約束：一個是基本單元能帶擴展模塊的數(shù)量；另一個是基本單元的電源承受擴展模塊消耗DC5V總線電流的能力。
編址舉例
CPU224組成的擴展
由CPU224組成的擴展配置可以由CPU224基本單元和zui多7個擴展模塊組成，CPU224可以向擴展單元提供的DC5V電流為660mA。
例：若擴展單元為4個16DI/16DO繼電器輸出EM223模塊和2個8DI的EM221模塊組成。查得：EM223繼電器輸出模塊耗DC5V總線電流為150 mA，EM221模塊耗DC5V總線電流為30 mA，總消耗電流為660 mA，等于CPU222可以提供DC5V的電流，所以這種配置還是可行的。
S7-200設(shè)置了中斷功能，用于實時控制、高速處理、通信和網(wǎng)絡(luò)等復(fù)雜和特殊的控制任務(wù)。中斷就是終止當前正在運行的程序，去執(zhí)行為立即響應(yīng)的信號而編制的中斷服務(wù)程序，執(zhí)行完畢再返回原先被終止的程序并繼續(xù)運行。
中斷源即發(fā)出中斷請求的事件，又叫中斷事件。為了便于識別，系統(tǒng)給每個中斷源都分配一個編號，稱為中斷事件號。S7-200系列可編程控制器zui多有34個中斷源，分為三大類：通信中斷、輸入/輸出中斷和時基中斷。）通信中斷
在自由口通信模式下，用戶可通過編程來設(shè)置波特率、奇偶校驗和通信協(xié)議等參數(shù)。用戶通過編程控制通訊端口的事件為通信中斷。
（2）I/O中斷
I/O中斷包括外部輸入上升/下降沿中斷、高速計數(shù)器中斷和高速脈沖輸出中斷。S7-200用輸入（I0.0、I0.1、I0.2或I0.3）上升/下降沿產(chǎn)生中斷。這些輸入點用于捕獲在發(fā)生時必須立即處理的事件。高速計數(shù)器中斷指對高速計數(shù)器運行時產(chǎn)生的事件實時響應(yīng)，包括當前值等于預(yù)設(shè)值時產(chǎn)生的中斷，計數(shù)方向的改變時產(chǎn)生的中斷或計數(shù)器外部復(fù)位產(chǎn)生的中斷。脈沖輸出中斷是指預(yù)定數(shù)目脈沖輸出完成而產(chǎn)生的中斷。
）時基中斷
時基中斷包括定時中斷和定時器T32/T96中斷。定時中斷用于支持一個周期性的活動。周期時間從1毫秒至255毫秒，時基是1毫秒。使用定時中斷0，必須在SMB34中寫入周期時間；使用定時中斷1，必須在SMB35中寫入周期時間。將中斷程序連接在定時中斷事件上，若定時中斷被允許，則計時開始，每當達到定時時間值，執(zhí)行中斷程序。定時中斷可以用來對模擬量輸入進行采樣或定期執(zhí)行PID回路。定時器T32/T96中斷指允許對定時間間隔產(chǎn)生中斷。這類中斷只能用時基為1ms的定時器T32/T96構(gòu)成。當中斷被啟用后，當前值等于預(yù)置值時，在S7-200執(zhí)行的正常1毫秒定時器更新的過程中，執(zhí)行連接的中斷程序。 S7-200有PTO、PWM兩臺高速脈沖發(fā)生器。 PTO脈沖串功能可輸出個數(shù)、周期的方波脈沖（占空比50%）；PWM功能可輸出脈寬變化的脈沖信號，用戶可以脈沖的周期和脈沖的寬度。若一臺發(fā)生器給數(shù)字輸出點Q0.0，另一臺發(fā)生器則給數(shù)字輸出點Q0.1。當PTO、PWM發(fā)生器控制輸出時，將禁止輸出點Q0.0、Q0.1的正常使用；當不使用PTO、PWM高速脈沖發(fā)生器時，輸出點Q0.0、Q0.1恢復(fù)正常的使用，即由輸出映像寄存器決定其輸出狀態(tài)。
由表1可知，CPU 22X 系列具有不同的技術(shù)性能，使用于不同要求的控制系統(tǒng)：
CPU 221：用戶程序和數(shù)據(jù)存儲容量較小，有一定的高速計數(shù)處理能力，適合用于點數(shù)少的控制系統(tǒng)。
CPU222：和CPU221相比，它可以進行一定模擬量的控制，可以連接2個擴展模塊，應(yīng)用更為廣泛。
CPU224：和前兩者相比，存儲容量擴大了一倍，有內(nèi)置時鐘，它有更強的模擬量和高速計數(shù)的處理能力，使用很普遍。
CPU 226：和CPU224相比，增加了通信口的數(shù)量，通信能力大大增強，可用于點數(shù)較多、要求較高的小型或中型控制系統(tǒng)。
CPU226XM：它是西門子公司推出的一款增強型主機，主要在用戶程序和數(shù)據(jù)存儲容量上進行了擴展，其他指標和CPU 226相同
中斷指令有4條，包括開、關(guān)中斷指令，中斷連接、分離指令。指令格式如表1所示。
1. 開、關(guān)中斷指令
開中斷（ENI）指令全局性允許所有中斷事件。關(guān)中斷（DISI）指令全局性禁止所有中斷事件，中斷事件的每次出現(xiàn)均被排隊等候，直至使用全局開中斷指令重新啟用中斷。
PLC轉(zhuǎn)換到RUN（運行）模式時，中斷開始時被禁用，可以通過執(zhí)行開中斷指令，允許所有中斷事件。執(zhí)行關(guān)中斷指令會禁止處理中斷，但是現(xiàn)用中斷事件將繼續(xù)排隊等候。
邏輯運算是對無符號數(shù)按位進行與、或、異或和取反等操作。操作數(shù)的長度有B、W、DW。指令格式如表1所示。
1. 邏輯與（WAND）指令：將輸入IN1，IN2按位相與，得到的邏輯運算結(jié)果，放入OUT的存儲單元。
2. 邏輯或（WOR）指令：將輸入IN1，IN2按位相或，得到的邏輯運算結(jié)果，放入OUT的存儲單元。
3. 邏輯異或（OR）指令：將輸入IN1，IN2按位相異或，得到的邏輯運算結(jié)果，放入OUT的存儲單元。
4. 取反（INV）指令：將輸入IN按位取反，將結(jié)果放入OUT的存儲單元。
本例說明了利用S7-200的集成“接通延遲"(ON-Delayed)定時器，能夠方便地產(chǎn)生斷開延遲(OFF-Delay)、脈沖(Pulse)及擴展脈沖(Extended Pulse)。
為了在輸出端Q0.0得到斷開延遲信號，Q0.0端的輸出信號的置位時問要比I0.0端的輸入信號長一段定時器的時間。
為了在輸出端Q0.1得到脈沖信號，I0.1端的輸入信號被置位之后，信號會在輸出端Q0.1停留一段定時器的時間;但是，如果輸入I0.1被復(fù)位，那么輸出端Q0.1脈沖信號也將被復(fù)位。
為了在輸出端Q0.2得到擴展脈沖信號，一旦輸入I0.2己經(jīng)置位，無論輸入I0.2是否復(fù)位，那么在預(yù)置定時器時問內(nèi)Q0.2端輸出信號將一自處于置位狀態(tài)。
程序和注釋
下列程序分為3部分，每部分都相互獨立，用來實現(xiàn)斷開延遲(OFF-Delay)、脈沖(Pulse)和擴展脈沖(Extended Pulse)。
一、斷開延遲(OFF-Delay)
當接通輸入I0.0時，輸出Q0.0被置位。如果輸入I0.0被復(fù)位(下降沿)，
T33，運行5秒鐘后，定時器T33置位，同時使標志位M0.0和輸出Q0.0
則啟動定時器復(fù)位。
二、脈沖(Pulse)
當接通輸入I0.1時，輸出Q0.1和標志位M0.1被置位。通過對標志位M0.1置位使定時器T34啟動，運行5秒鐘后或輸入舊.1復(fù)位，就立即使輸出Q0.1復(fù)位。
三、擴展脈沖(Extended Pulse)
當接通輸入I0.2時，輸出Q0.2和標志位M0.2被置位。通過對標志位M0.2置位，使定時器T35啟動，運行5秒鐘后，立即使輸出Q0.2復(fù)位
Siemens編程器S7-200系列用在中小型設(shè)備上的自動系統(tǒng)的控制單元，適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測，監(jiān)測及控制。
在這里，和大家一起來討論S7-200幾個使用方面的情況。
1.步進，伺服脈沖定位控制。
在設(shè)備的控制系統(tǒng)中，有關(guān)運動控制是很重要的，下面我們來看一看西門子S7-200系列PLC怎樣來實現(xiàn)這 個功能。
首先，確定使用哪個端口來發(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時間基準選擇 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，微妙級周期，發(fā)脈沖的周期（也就是頻率）與脈沖個數(shù)都要重新輸入。10000101轉(zhuǎn)化為 16進制 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，同時也知道步進電機的脈沖周期與沖個數(shù)的存放位置（對 Q0.0來說是SMW68與SMD72）。當然，VW100與VD102內(nèi)的數(shù)據(jù)不同的話，步進電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動圈數(shù)就不一樣。
還有一點需要說明得是：M0.0導(dǎo)通---PLC捕捉到上升沿發(fā)動脈沖輸出后，想停止的話，只須改變端口脈沖的 控制字，再啟動PLS即可高速計數(shù)功能。
西門子S7-200系列PLC具有高速計數(shù)的功能；舉一例子來談?wù)劯咚儆嫈?shù)的用途，我們采用普通電機來帶動絲桿轉(zhuǎn)動，我們想控制轉(zhuǎn)動距離，怎么來解決這個問題？那么我們可在電機另一頭與一編碼器聯(lián)接，電機轉(zhuǎn)一圈，編碼器也隨之轉(zhuǎn)一圈，同時根據(jù)規(guī)格發(fā)出不同的脈沖數(shù)。當然，這些脈沖數(shù)的頻率比較高，PLC不能用普通的上升沿計數(shù)來取得這些脈沖，只能通過高速計數(shù)功能了。
啟動高速計數(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 正交計數(shù)器速率選擇 0=4X計數(shù)率， 1=1X計數(shù)率
SM37.3 SM47.3 計數(shù)方向控制位 0=減計數(shù)， 1=正計數(shù)
SM37.4 SM47.4 向HSC中寫入計數(shù)方向 0=不更新， 1=更新計數(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中寫入當前值 0=不更新， 1=更新當前值
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高速計數(shù)器，控制字為SMB47，現(xiàn)在我們啟動高速計數(shù)器HSC1，選擇為增計數(shù)，更新計數(shù)方向，重新設(shè)置值，更新當前值：這樣的話，HSC1的啟動控制高為：11111000轉(zhuǎn)化為16進制為 F8，將啟動計數(shù)器時當前值存放在SMD48中，將預(yù)存置放在SMD52中，具體的程序
西門子S7-200系列PLC的PID控制相當?shù)暮唵?，可以通過micro/win軟件的一個向?qū)С绦?，按照提?/span>,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這三個參數(shù)的具體意義：P為增益項，Ｐ越大，響應(yīng)起就快，在調(diào)節(jié)流量閥時：設(shè)定流量為50%，當目前流量接近50%，剛超過，如果P值很大的話，那么流量閥會馬上會關(guān)閉，而不會控制在某一區(qū)域。這就是增益項太大引起。在調(diào)節(jié)的過程中應(yīng)該先將P值調(diào)節(jié)比較適當了，再去調(diào)節(jié)I值，它為積分項，是在控制器回路中控制對當前值與設(shè)定值相等的偏差范圍。D為微分項，主要作用是避免給定值的微分作用而引起的跳變。
在現(xiàn)場的PID參數(shù)的調(diào)整過程中，針對西門子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，具體而言就是當目前距離設(shè)定值差距較大時，采用P值較大的一套PID參數(shù)，如果當前值快接近設(shè)定值范圍時，采用P值較小的一套PID參數(shù)。
用S7-200 CPU 214的高速計數(shù)器HSC累計來自模擬量/頻率轉(zhuǎn)換器(A/F的脈沖來計算模擬電壓值
本例說明了如何利用CPU 214的高速計數(shù)器HSC及頻率轉(zhuǎn)換器來計算模擬電壓。首先頻率轉(zhuǎn)換器將輸入電壓(0~10V)轉(zhuǎn)換為矩形脈沖信號(0~2000Hz)，再將此信號送入CPU214高速記數(shù)器的輸入端并累計脈沖數(shù)。當預(yù)置的問隔時問到后，通過累計脈沖數(shù)，計算出被測模擬電壓值。
主程序 在*個掃描周期調(diào)用子程序SBR0
SBR0 高速計數(shù)器和定時中斷的初始化
INT0 對高速計數(shù)器求值的定時中斷程序
程序和注釋
主程序在*個掃描周期調(diào)用初始化程序SBR0，僅在*個掃描周期標志位SM0.1=1由子程序SBR0實現(xiàn)初始化。首先，把高速記數(shù)器HSC1的控制字節(jié)SMB47置為16進制‘FC'，其含義是:正方向計數(shù)，可更新預(yù)置值（PV），可更新當前值（CV），激活HSC1。然后，用指令‘HDEF’把高速計數(shù)器HSC1置成工作模式0}即沒有復(fù)位或起始輸入，也沒有外部的方向選擇。當前值SMD48復(fù)位為0，預(yù)置值SMD52置為FFFF (16進制)。定時中斷0間隔時間SMB34置為100ms，中斷程序0分配給定時中斷0(中斷事件10)，并允許中斷。用指令HSC1啟動高速計數(shù)器。
每100ms調(diào)用一次中斷程序0，讀出高速計數(shù)器的數(shù)值后將其置零。通過HSC1計數(shù)值及變換關(guān)系(0~2KHz對應(yīng)于0~10V)來求被測的模擬電壓值。本例中，計數(shù)值僅除以2，然后置入輸出字節(jié)QB0，以便通過LED來顯示被測的模擬電壓值。顯示值與10倍真實電壓值相對應(yīng)。例如，計數(shù)值為200除以2是100，那么，被測的模擬電壓值就是10.0V。因為計數(shù)器100ms內(nèi)共有200個計數(shù)脈沖，這正與2000Hz=>10V相對應(yīng)。假設(shè)計數(shù)值為104，則實際電壓值應(yīng)為5.2V。
注意:定時中斷時間可在5~255ms的范圍內(nèi)變化，然而，通過設(shè)立一個標志，可根據(jù)需要來延長高速計數(shù)器的求值和復(fù)位時間，這樣就有更長的掃描間隔，以便提高精確度，同時也會帶來更長的更新時間。例如，定時中斷設(shè)為100ms，每調(diào)用一次，標志增加1，僅當標志滿10時，才對高速計數(shù)器求值和復(fù)位。也就是說，10V 電壓可接收的zui大脈沖為2000，這樣，求值精確到5/1000V即精確度是上例的10倍，但同時速度也減慢了10倍。
在程序中用定時器來控制時間。SIMATIC S7-200系列可編程控制器設(shè)置了兩種類型的定時器:接通延遲(On-Delay)定時器(TON)，保持接通延遲"(Retentive On-Delay)定時器(TONR)。它們都可工作在三種精度下，即1 msec. 10msec和100msec。
本例說明了每種定時器的操作及使用方法，重點在于小同精度下，定時器的操作方法的區(qū)別