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價格優勢: 特價
西門子S7-200網絡的通訊設置和元件選擇
S7-200的端口是不隔離的,如果想使網絡隔離,應考慮使用RS-485中繼器或者EM277。
注意:
●具有不同電位的互聯設備有可能導致不希望的電流流過連接電纜。
●這種不希望的電流可能導致通訊失敗或者設備損壞。
●要確保用通訊電纜連接的所有設備有相同的參考電位,或者彼此隔離,來避免產生這種不希望的電流。
為網絡確定通訊距離、通訊速率和電纜類型
網段的大長度取決于兩個因素:隔離(用RS-485中繼器)和波特率。但連接具有不同電位的設備是需要隔離。當接地點之間的距離很遠時,有可能具有不同的地電位。即使距離較近,大型機械的負載電流也能導致地電位的不同。
表1 網絡電纜的大長度
波特率
非隔離CPU口1
有中繼器的CPU口或者EM277
9.6K到187.5K
50m
1000m
500k
不支持
400m
1M到1.5M
不支持
200m
3M到12M
不支持
100m
1 如果不是用隔離端和中繼器,允許的大距離為50m。測量該距離時,從網段的第一個節點開始。到網段的后一個節點。
在網絡中使用中繼器
RS-485中繼器為網段提供偏壓電阻和終端電阻。目的是為了:
●增加網絡的長度:在網絡中使用一個中繼器可以使網絡的通訊距離擴展50m。如果使用兩個中繼器而且中間沒有其他節點,網絡的通訊距離按照所使用的波特率擴展一個網段的長度。在一個串聯網絡中,多可以使用9個中繼器。但網絡的長度不能超過9600m.
●為網絡增加設備:在9600的波特率下。50米距離之內,一個網段多可以連接32個設備,使用一個中繼器允許在網絡上增加32個設備。
●在不同的網段之間電隔離:如果不同的網段具有不同的地電位,將他們隔離會提高網絡的通訊質量。
一個中繼器在網絡中被算作網段的一個節點,但沒有被指定站地址。
圖1帶有中繼器的網絡
選擇網絡電纜
S7-200 網絡使用RS-485標準,是用雙絞線電纜。在一個網段上可以連接32個設備。
表2 網絡電纜的通用指標
技術指標
描述
電纜類型
屏蔽雙絞線
回路阻抗
≤115Ω/Km
有效電容
30pF/m
標稱阻抗
大約135Ω-160Ω(頻率=3MHz-20MHz)
衰減
0.9Db/100m(頻率=200KHz)
導線截面積
0.3mm2-0.5mm2
電纜直徑
8mm±0.5mm
CPU 運行需要 SIMATIC 微存儲卡(MMC)。
CPU 315F-2 DP支持建立一個故障安全自動化系統,以滿足不斷增長的安全需要,特別適用于生產工程。
包括故障安全I/O模塊的分布式I/O站可以通過內置的 PROFIBUS DP 接口連接。ET 200M故障安全型I/O模塊可以滿足安全相關的應用。
F CPU與故障安全I/O模塊之間的安全相關通訊通過PROFIsafe實現。
CPU 315F-2 DP 具有以下特點:
可參數化的特性
可以使用 STEP 7 對 S7 的組態、屬性以及 CPU 的響應進行參數設置:
信息和顯示功能
集成通信功能
通信
通過 PROFIBUS DP 執行中央控制器與分布式站之間的安全型通信和標準通信。 專門開發的 PROFIBUS 行規PROFIsafe 支持在標準數據報文幀中傳送安全功能的用戶數據。無需其它硬件組件,例如特殊安全總線。所需的軟件既可以作為一個操作系統的擴展功能集成在硬件組件中,也可以作為一個軟件塊裝載到 CPU 中。
系統功能
CPU 為診斷、參數設置、同步、報警、時間測量等提供了多種系統功能。
更多詳情,參見手冊。
F-CPU 的安全功能包含在 CPU 的 F 程序中以及故障安全信號模塊中。
信號模塊采用差異分析方法和測試信號注入技術來監視輸入和輸出信號。
CPU通過周期性自檢、命令測試以及基于邏輯和時間的程序執行檢測,檢查控制器運行的正確性。此外,通過“活躍標志(sign-of-life)”請求,還可以對 I/O 進行檢測。
當系統診斷出一個故障時,系統將進入安全狀態。
操作 S7-300F-2 DP 不需要 F 運行版授權。
CPU 315F-2 DP 的編程方法與 SIMATIC S7 系統的編程方法相同。通過諸如 STEP 7 編程工具可創建非安全型用戶程序。
選件包 SIMATIC S7 Distributed Safety (Classic) 和 SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12)
STEP 7 選件包“SIMATIC S7 Distributed Safety”(Classic) 或 SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12) 用于對與安全型程序段進行編程。選件包中包括所有用來創建 F 程序的所有功能和塊。
具有安全功能的 F 程序以 F-FBD 或 F-LAD 方式進行創建,或利用 F 庫中的特殊功能塊進行創建。使用 F FBD 或 F LAD 可簡化工廠的組態與編程,也因與特定工廠無關的統一表示形式而簡化了驗收測試。無須使用其它工具,程序員就可以對安全型應用進行組態。
CPU 運行需要 SIMATIC 微存儲卡(MMC)
CPU 314 用于對處理能力和響應速度有很高要求的場合。通過其工作存儲器,該CPU也適用于中等規模的應用。
CPU 314 安裝有:
CPU 運行需要 SIMATIC 微存儲卡(MMC)
CPU 315-2 DP 是一個帶有大中型程序存儲器和 PROFIBUS DP 主/從接口的 CPU。除了集中式 I/O 結構外,它還可用于分布式自動化結構。
它在 SIMATIC S7-300 中經常被用作標準 PROFIBUS DP 主站。 該 CPU 也被用作分布式智能設備(DP從站)。
它已經依照量化框架作了,以便使用 SIMATIC 工程工具,如:
另外,CPU 為采用軟件來實現一些簡單的工藝任務提供了一個理想的平臺,例如:
通過使用 SIMATIC S7-PDIAG 可以實現擴展過程診斷。
CPU 315-2 DP 安裝有:
處理器對每條二進制指令的處理時間大約為 60 ns,每個浮點預算的時間為 0.59 μs。
與執行相關的程序段的 128 KB 高速 RAM(相當于約 42 K 指令)可以為用戶程序提供足夠的空間;
SIMATIC 微型存儲卡(大 8 MB)作為程序的裝載存儲器,還允許將項目(包括符號和注釋)存儲在 CPU 中。
多達 32 個模塊,(4排結構)
集成的 MPI 接口多可以同時建立與 S7-300/400 或編程設備、PC、OP 的 12 條連接。在這些連接中,始終為編程器和 OP 分別預留一個連接。通過“全局數據通訊”,MPI可以用來建立多16個CPU組成的簡單網絡。
處理器對每條二進制指令的處理時間大約為 50 ns,每個浮點預算的時間為 0.45 μs。
與執行程序段相關的大容量工作存儲器可以為用戶程序提供足夠的空間。作為程序裝載存儲器的微型存儲卡(大為 8 MB)也允許將可以項目(包括符號和注釋)保存在 CPU 中。裝載存儲器還可用于數據歸檔和配方管理。
多達 32 個模塊,(4排結構)
集成的 MPI 接口多可以同時建立與 S7-300/400 或編程設備、PC、OP 的 16 條連接。在這些連接中,始終為編程器和 OP 分別預留一個連接。通過“全局數據通訊”,MPI可以用來建立多16個CPU組成的簡單網絡。
帶有 PROFIBUS DP 主/從接口的 CPU 315-2 DP 可以用來建立高速、易用的分布式自動化系統。對用戶來說,分布式I/O單元可作為一個集中式單元來處理(相同的組態、編址和編程).
全面支持 PROFIBUS DP V1 標準。它提高了 DP V1 標準從站的診斷和參數化能力。
機架構成SIMATIC S7-400 基本機械機構。它們執行以下任務:
機架的設計具有墻裝式、框架安裝式和機柜安裝式。
SIMATIC S7-400可以安裝多種機架。
UR1(通用機架)
UR2(通用機架)
CR2(中央機架)
CR3(中央機架)
UR2-H
ER1(擴展機架)
ER2(擴展機架)
包括所有機架:
S7-200系列PLC編程器的使用示例
Siemens編程器S7-200系列用在中小型設備上的自動系統的控制單元,適用于各行各業,各種場合中的檢測,監測及控制。
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。
在設備的控制系統中,有關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怎樣來實現這 個功能。
首先,確定使用哪個端口來發脈沖,如采用Q0.0發脈沖,則它的控制字為SMB67,脈沖同期為SMW68,脈 沖個數存放在SMD72中,
下面是控制字節的說明:
Q0.0 Q0.1 控制字節說明
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 0=不更新,1=更新脈沖數
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,發脈沖的周期(也就是頻率)與脈沖個數都要重新輸入。10000101轉化為 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的存放位置(對 Q0.0來說是SMW68與SMD72)。當然,VW100與VD102內的數據不同的話,步進電機的轉速和轉動圈數就不一樣。
還有一點需要說明得是:M0.0導通---PLC捕捉到上升沿發動脈沖輸出后,想停止的話,只須改變端口脈沖的 控制字,再啟動PLS即可,程序如下:
2.高速計數功能。
西門子S7-200系列PLC具有高速計數的功能;舉一例子來談談高速計數的用途,我們采用普通電機來帶動絲桿轉動,我們想控制轉動距離,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接,電機轉一圈,編碼器也隨之轉一圈,同時根據規格發出不同的脈沖數。當然,這些脈沖數的頻率比較高,PLC不能用普通的上升沿計數來取得這些脈沖,只能通過高速計數功能了。
啟動高速計數功能,也要具有控制字
HSCO HSC1 描述
SM37.0 SM47.0 復位有效電平控制位 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 正交計數器速率選擇 0=4X計數率, 1=1X計數率
SM37.3 SM47.3 計數方向控制位 0=減計數, 1=正計數
SM37.4 SM47.4 向HSC中寫入計數方向 0=不更新, 1=更新計數方向
SM37.5 SM47.5 向HSC中寫入預置值 0=不更新, 1=更新預置值
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高速計數器,控制字為SMB47,現在我們啟動高速計數器HSC1,選擇為增計數,更新計數方向,重新設置值,更新當前值:這樣的話,HSC1的啟動控制高為:11111000轉化為16進制為 F8,將啟動計數器時當前值存放在SMD48中,將預存置放在SMD52中,具體的程序 如下:
同樣的,如果計數器在工作狀態下想停止計數器,也必須改變它的控制字后,啟動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控制相當的簡單,可以通過micro/win軟件的一個向導程序,按照提示,一步一步執行您所要求PID控制的屬性即可,在這里談一談PID這三個參數的具體意義:P為增益項,P越大,響應起就快,在調節流量閥時:設定流量為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閉,而不會控制在某一區域。這就是增益項太大引起。在調節的過程中應該先將P值調節比較適當了,再去調節I值,它為積分項,是在控制器回路中控制對當前值與設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。
在現場的PID參數的調整過程中,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參數組,具體而言就是當目前距離設定值差距較大時,采用P值較大的一套PID參數,如果當前值快接近設定值范圍時,采用P值較小的一套PID參數。