S7-200PLC

S7-200PLC（精选10篇）

S7-200PLC 篇1

摘要：介绍S7-200系列PLC在断电情况下保存数据的3种方法, 及其适用情况和优缺点。

关键词：S7-200PLC,断电数据保持

0 引言

PLC S7-200的内部存储器分为RAM随机存储器和E2PROM永久存储器两种。一般性的数据都存储在RAM存储器中, 而RAM存储器的数据必须靠供电维持, 当存储芯片供电中断时, 其中所存数据也不复存在。而实际工况下, 很多时候需要PLC在断电再上电之后也能够继续工作, 这就需要CPU内的数据内容保持断电前的状态。为此, 介绍S7-200 PLC数据断电保持方法。

1 在系统块中设置断电数据保持功能来保存数据

在S7-200的编程软件STEP 7中, 左侧工具栏系统块中有一项功能为断电数据保持设置, 设置范围包括V存储区、M存储区、时间继电器T和计数器C (其中定时器和计数器只有当前值可被保持, 而定时器位或计数器位是不能被保持的) 。其基本工作是在PLC外部供电中断时, 利用PLC内部的超级电容供电, 保持系统块中所设置的断电数据保持区域的数值不变, 而将非保持区域的数据值归零。由于超级电容容量的限制, 数据只能保存几天时间。对于M存储区中的前14个字节 (即MB0-MB13) , 当设为断电数据保持时, 在PLC外部供电中断后, PLC内部自动将以上存储区的数据转移到E2PROM中, 因此可实现断电永久保存。

使用系统块设置来保持数据, 设定起来非常方便, 但数据保持的时间有限, 实际使用中如果断电超过50h, 数据就有可能丢失。若需更长的RAM存储器断电数据保存时间, 可采用电池卡, 在超级电容耗尽后继续提供电能, 延长数据保存时间 (约200天) 。系统块相关设置如图1所示, 数据区为需要保存的数据类型及格式, 偏移量为数据的偏移地址, 单元数目为需要保存数据的数目。如图1中的范围1设置的VW700 20, 表示将以VW700开始的20个字节放入断电保持数据区。

2 使用数据块来保存数据

在程序设计的编程阶段, 可在编程中建立数据块, 并赋予需要的初始值, 编程完成后随程序一起下载到PLC的RAM存储器中, CPU自动将其转存于E2PROM, 作为E2PROM储器中的V数据永存储区。因E2PROM的数据保存不需要供电维持, 所以可以实现永久保存。若系统块中相应V存储区未设为断电数据保持, 在每次PLC上电初始, CPU自动将E2PROM中的V数据值读入RAM的V存储区;若相应V存储区设为断电数据保持, 在每次PLC上电初始, CPU检测断电数据保存是否成功。若成功, 则保持RAM中的相应V数据保持不变;若保存不成功, 则将E2PROM中的相应V数据值读入RAM的V存储区。使用数据块断电保持数据如图2所示。

此方法只适用于V数据的断电数据保存, 并且该方法保存的数据无法通过HMI进行更改。如果程序运行过程中数据发生改变, 断电后数据又变更为保存在E2PROM中的数据, 想要修改E2PROM中的数据, 只有使用特殊存储字SMB31和SMW32, 所以使用数据块保存数据的方法可以和永久存储器保持数据的方法一起使用。

3 使用SMB31-SMW32永久存储区 (E2PROM) 保存数据

S7-200中设有专门用于断电保持的特殊存储字SMW31和SMW32, 这两个字的作用就是将RAM中存储的数据放入E2PROM中, 从而实现数据的永久保存。字SMB31及SMW32的定义和用法如图3所示。

在程序中将要保存的V存储器地址写入SMW32 (偏移量, 不包括前面的数据类型) , 将数据长度写入SMB31, 并置SM31.7为1。在程序每次扫描的末尾, CPU自动检查SM31.7, 如果为1, 则将指定的数据存于E2PROM中, 并随之将SM31.7置为零, 保存的数据会覆盖先前E2PROM中V存储区中的数据。在保存操作完成之前, 不要改变RAM中V存储区的值。存一次E2PROM, 扫描时间会增加15~20ms。因为存E2PROM的次数是有限制的 (最少10万次, 典型值为100万次) , 所以必须控制程序中保存的次数, 否则将导致E2PROM失效。图4为一个简单的断电保持数据的程序, 当m4.0触发时, 系统将VW2中的数据放入永久存储区。其对应的STL代码如下:

4 结语

实际应用中, 应针对程序中需保存数据的不同, 采取不同的方式。对于需在程序第一次运行时进行预置并在程序运行过程中个别情况下进行重新设置的数据, 如高度、荷重等相关标定参数, 可在程序的数据块中建立数据, 并赋予初始数值, 同时在程序中编入SMB31和SMW32命令, 在相关条件下对E2PROM的V数据区进行重新保存, 修改先前的初始值, 也可以直接设置SMB31和SMW32进行数据保持。

对于程序运行过程中数值变化比较频繁, 且需断电长期保存的数据, 则可将数据存于MB0至MB13存储区, 并在系统块的断电数据保存设置中将相应的M存储区设为断电数据保存。

参考文献

[1]柴瑞娟.西门子PLC编程技术及工程应用[M].北京:机械工业出版社

[2]尹卫平, 等.基于PLC与HMI控制的电动执行机构转矩调试系统[J].自动化应用, 2012, (11) :1-3

S7-200PLC 篇2

西门子S7-200CPU的通信口可以设置为自由口模式。选择自由口模式后，用户程序就可以完全控制通信端口的操作，通信协议也完全受用户程序控制。

S7-200CPU上的通信口在电气上是标准的RS-485半双工串行通信口。此串行字符通信的格式可以包括：

一个起始位

7或8位字符（数据字节）

一个奇/偶校验位，或者没有校验位

一个停止位

自由口通信速波特率可以设置为1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600或112500。

凡是符合这些格式的串行通信设备，理论上都可以和S7-200CPU通信。

自由口模式可以灵活应用。Micro/WIN的两个指令库（USS和ModbusRTU）就是使用自由口模式编程实现的。

在进行自由口通信程序调试时，可以使用PC/PPI电缆（设置到自由口通信模式）连接PC和CPU，在PC上运行串口调试软件（或者Windows的HyperTerminal－超级终端）调试自由口程序。

USB/PPI电缆和CP卡不支持自由口调试。

自由口通信要点

应用自由口通信首先要把通信口定义为自由口模式，同时设置相应的通信波特率和上述通信格式。用户程序通过特殊存储器SMB30（对端口0）、SMB130（对端口1）控制通信口的工作模式。详见下图

CPU通信口工作在自由口模式时，通信口就不支持其他通信协议（比如PPI），此通信口不能再与编程软件Micro/WIN通信。CPU停止时，自由口不能工作，Micro/WIN就可以与CPU通信。

通信口的工作模式，是可以在运行过程中由用户程序重复定义的。

如果调试时需要在自由口模式与PPI模式之间切换，可以使用SM0.7的状态决定通信口的模式；而SM0.7的状态反映的是CPU运行状态开关的位置（在RUN时SM0.7=“1”，在STOP时SM0.7=“0”）

自由口通信的核心指令是发送（XMT）和接收（RCV）指令。在自由口通信常用的中断有“接收指令结束中断”、“发送指令结束中断”，以及通信端口缓冲区接收中断。

与网络读写指令（NetR/NetW）类似，用户程序不能直接控制通信芯片而必须通过操作系统。用户程序使用通信数据缓冲区和特殊存储器与操作系统交换相关的信息。

XMT和RCV指令的数据缓冲区类似，起始字节为需要发送的或接收的字符个数，随后是数据字节本身。如果接收的消息中包括了起始或结束字符，则它们也算数据字节。

调用XMT和RCV指令时只需要指定通信口和数据缓冲区的起始字节地址。

XMT和RCV指令与NetW/NetR指令不同的是，它们与网络上通信对象的“地址”无关，而仅对本地的通信端口操作。如果网络上有多个设备，消息中必然包含地址信息；这些包含地址信息的消息才是XMT和RCV指令的处理对象。

由于S7-200的通信端口是半双工RS-485芯片，XMT指令和RCV指令不能同时有效。

XMT和RCV指令

XMT（发送）指令的使用比较简单。RCV（接收）指令所需要的控制稍多一些。

RCV指令的基本工作过程为：

在逻辑条件满足时，启动（一次）RCV指令，进入接收等待状态

监视通信端口，等待设置的消息起始条件满足，然后进入消息接收状态

如果满足了设置的消息结束条件，则结束消息，然后退出接收状态

所以，RCV指令启动后并不一定就接收消息，如果没有让它开始消息接收的条件，就一直处于等待接收的状态；如果消息始终没有开始或者结束，通信口就一直处于接收状态。这时如果尝试执行XMT指令，就不会发送任何消息。

所以确保不同时执行XMT和RCV非常重要，可以使用发送完成中断和接收完成中断功能，在中断程序中启动另一个指令。

在《S7-200系统手册》和Micro/WIN在线帮助中关于XMT和RCV指令的使用有一个例子。这个例子非常经典，强烈建议学习自由口通信时先做通这个例子。例程，见下图

字符接收中断

S7-200CPU提供了通信口字符接收中断功能，通信口接收到字符时会产生一个中断，接收到的字符暂存在特殊存储器SMB2中。通信口Port0和Port1共用SMB2，但两个口的字符接收中断号不同。

每接收到一个字符，就会产生一次中断。对于连续发送消息，需要在中断服务程序中将单个的字符排列到用户规定的消息保存区域中。实现这个功能可能使用间接寻址比较好。

对于高通信速率来说，字符中断接受方式需要中断程序的执行速度足够快。

S7-200PLC 篇3

Abstract：SIMATIC S7-200 PLC is subminiature product which is produced by SLC I IA&DT.It is applied to all sectors，and various occasions in the automatic detection，monitoring and control.It is powerful，even if it can run complex control functions alone.

【关键词】可编程序控制器；梯形图；位移位指令

可编程序控制器（简称PLC）是以微处理器为核心的计算机控制系统，采用循环扫描的工作方式，它种类繁多，其中德国西门子公司的可编程序控制器以其体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性更高等优点，广泛地应用在我国工业控制中，如冶金、化工、印刷生产线、制造业等领域。

西门子PLC指令丰富，功能强大，可以用不同的指令完成相同的功能，也可以用同一指令完成不同的功能要求，其中位移位寄存器指令（SHRB）就是属于后者，应用该指令不仅可以完成相应的功能要求，又可使程序得到简化和优化。

如图1所示为灯光喷泉，要求按顺序轮流点亮彩灯，采用位移位寄存器指令实现，程序如图2所示。

程序中因为采用了位移位寄存器指令，只用了四个网络就按要求实现了功能。若采用一般逻辑关系则需要七个定时器，二十余个网络才能实现。相比之下，位移位寄存器指令的优化简化程序作用显而易见。

再举一个例子，如图3所示，在自动化生产线中，需要机械手完成上升、下降、平移、抓紧和放松等动作，要求编写相应的PLC程序完成这些功能。分析一下机械手的动作过程，可以发现，在A位置机械手要完成下降和上升的动作，在B位置同样要求完成和A位置完全相同的两个动作，但在A位置需要夹紧工件，而在B位置需要放松工件，即A位置和B位置虽然上升和下降的动作条件和结果相同，但要按步骤来进行，不能混淆，西门子S7—200PLC有顺序控制继电器指令，可以实现按步进行的顺序控制功能，能够完成机械手的控制要求。但使用顺序控制指令需要在每一步激活下一步和结束本步骤，要完成机械手控制功能需要二十余个网络，如果采用位移位指令可以使程序得到简化，并简单易读易懂。程序的核心网络如图4所示。

程序中使用一个位移位寄存器指令，将每步转换条件作为该指令的EN信号，借助中间继电器指令，即使机械手运动的步骤再复杂，也只需要一个位移位寄存器指令就可轻松完成相应的功能。

由以上两个应用实例可以看出，位移位指令具有很强的实用性，易于理解和运用，并可以进行扩展，其应用范围也很广泛。

参考文献

[1]高强主编.PLC应用技术[M].北京邮电大学出版社.

[2]阮友德主编.电气控制与PLC实训教程[M].人民邮电出版社.

[3]田淑珍主编.S7-200 PLC原理及应用[M].机械工业出版社.

作者简介：于立影（1980—），女，博士研究生在读，讲师，工程师，曾任长春工业大学教师和沈阳航空职业技术学院电工电子系教师，现任沈阳航空职业技术学院教务处长。

S7-200PLC 篇4

本次课程时以机械工业出版社出版, 姚永刚主编的《机床电器与可编程序控制器》 为教材, 教学对象为大专机电类学生。 以下给出本堂课的讲课教案。

课题:第五章 S7-200系列PLC的基本编程

一、教学目的

(一) 通过本节课的学习同学们学会使用S7-200的基本指令。

(二) 同学们进一步掌握将电气原理图转换为梯形图的方法。

二、教学重点

(一) 基本指令格式。

(二) 梯形图与语句表、电气原理图的关系。

三、教学难点

(一) 梯形图与语句表的转换。

(二) 根据梯形图或语句表画出电气原理图。

四、教学时数:1学时。

五、教学内容

复习已学习的内容引入新课。

(一) 复习

1.PLC编程的特点。 (P91)

2.梯形图的特点。 (P101)

3.S7-200系列PLC的内部元件。 (P108-P111)

(二) 新课

第五章第二节

S7-200系列PLC的基本指令

S7-200系列PLC具有丰富的指令集, 并有梯形图LAD、语句表STL和功能图FBD三种编程语言。 本节以S7-200系列PLC的SIMATIC指令系统为例, 主要讲述基本位操作指令、梯形图和语句表的基本编程方法。

1.指令格式

梯形图 (LAD) 指由触点或线圈符号和直接位地址两部分组成, 含有直接位地址的指令又称位操作指令, 基本位操作指令的寻址范围:I、Q、M、SM、T、C、V、S、L等。

语句表 (STL) 的基本逻辑指令由指令助记符和操作数两部分组成, 操作数由可以进行位操作的寄存器元件及地址组成, 如LD I0.0

(1) 触点串联

逻辑关系:

数学公式:

I0.0×I0.1=Q0.0乘法关系为“逻辑与”

(2) 触点并联

逻辑关系:

数学公式:I0.0+I0.1=Q0.0加法关系为“逻辑或”

(3) 根据如下的梯形图, 请同学们试写出语句表。

(4) 编写位操作指令程序

数学逻辑公式: (I0.0+Q0.0) ×I0.1’=Q0.0

符号表:

(5) 练习0

①请同学根据数学公式, 画出梯形图, 并写出语句表。

I0.0×Q0.0+I0.1’+I0.2’=Q0.0

②请同学根据符号表, 画出电气原理图。

六、总结

(一) 通过本节课学习的同学们掌握了S7-200的基本编写指令。

(二) 通过逻辑关系, 同学们更好地理解了继电器控制和PLC控制的联系与区别。

摘要：PLC的重要性日益突出, 如何更好地让学生掌握梯形图的编写, 是教师都在思考的问题。文章通过教学案例进行, 为老师们提供参考。

关键词：梯形图教学,基本指令,基本编程

参考文献

[1]姚永刚.机床电气与可编程控制器[M].机械工业出版社.

[2]田淑珍.S7-200 PLC原理及应用[M].机械工业出版社.

S7-200PLC 篇5

摘要：近年来由于电子技术的飞速发展，计算机控制的广泛应用，国内市场对制冷压缩机及制冷系统电气控制部分的技术性能和可靠性又提出了新的要求，由于PLC具有体积小、功能强、可靠性高、维修方便、易于掌握等优点，因此，在机组和系统设计中采用了PLC这种运行可靠、高性价比的、系统组态灵活的、生产调试简易的、先进的控制器件取代继电器。这里主要介绍了我们小组建立的冷库控制系统的实现过程，基于S7-200控制的应用。其中，我们使用PT100作为温度传感器进行温度测量，S7-200及其扩展模块EM231进行模拟量的输入输出及其控制。

关键词：西门子S7-200 控制系统 环境参数 压缩机 流程

冷库自动控制从70年代在国内应用以来，随着自动元件及设备质量的提高，目前应用已越来越多。在实际应用中，其作用也得到肯定。

我国冷库自动化控制经过20年的努力，还得不到全面的普及，其原因是由于存在着多种影响因素。[1]原因之一：冷库需要增加自控设施方面的投资，总投资比普通冷库增加10～15%；原因之二：缺乏对工人进行自控专业知识的培训，缺少自控专门管理人员；原因之三：冷库实现自控，可大大减少操作人员，但由于国内劳动力廉价，这方面的经济效果不明显，且富裕人员的安置也是一大问题；原因之四：国内电压不稳定，忽高忽低，易引起自控元件损坏；原因之五：不合格的安装队本身不懂得自控技术，安装质量低劣。因此，有些冷库的管理人员不大喜欢搞冷库自动化。

然而，随着市场经济的完美，追求高效益、高速度作为新的竞争意识，冷库自动化必定会取得相应的发展。冷库自动控制的优越性具体表现为：节能降耗；制冷装置运行安全可靠；库温控制和液位控制与保护准确；提高劳动效率，减少劳动强度。

随着社会的发展，科技水平不断提高，以及人们对冷库自动化的要求和希望，冷库自动化水平在制冷事业的发展过程中也将进一步提高，国内的冷库自动化将再上新台阶。因此，今后冷库自动化的发展与完善将成为一个很重要的研究课题，从长远看，冷库全自动化会逐步得到实现。

1 系统控制流程

整个控制流程都是通过西门子S7-200来实现的，通过各传感器的信号输入，进行自我判断，输出控制信号。

压缩机在运行之前，先进行各模拟量的检测，看是否符合开机条件，如果符合则按开机表的顺序进行开机，开机以后按需求逐级升能量等级；需要卸载时，运行时间长的先关机，能量等级是逐级递减；在运行过程中，出现油流量、油温等故障时，出现故障的压缩机停机，并且需要手动复位后，才能再次开启。

1.1 启动前判断系统是否正常

启动前判断系统正常的流程图如图1所示：

1.2 机组循环程序

能量等级提升（首次开机1#先开，以后，运行时间最短的先开，首次开机时间可以给某个机头一个累积时间）

1.2.1 首次开机

①检测蒸发压力T0，T0>T01，1#压缩机开机，执行开机程序，压缩机50%能量调节电磁阀开启，压缩机运行在半负荷状态。a压力传感器检测蒸发压力T0，T0>T01，延时h1后，T0>T01，1#压缩机75%能量调节电磁阀开启，压缩机运行在75%能量负荷状态。b压力传感器检测蒸发压力T0，T0>T01，延时h1后，T0>T01，1#压缩机25%、50%、75%等3个能量调节电磁阀关闭，压缩机运行在100%能量负荷状态1#压缩机满负荷运转。

②检测蒸发压力T0，T0>T01，2#压缩机开机，执行开机程序，压缩机50%能量调节电磁阀开启，压缩机运行在半负荷状态。a压力传感器检测蒸发压力T0，T0>T01，延时h1后，T0>T01，2#压缩机75%能量调节电磁阀开启，压缩机运行在75%能量负荷状态。b压力传感器检测蒸发压力T0，T0>T01，延时h1后，T0>T01，2#压缩机25%、50%、75%等3个能量调节电磁阀关闭，压缩机运行在100%能量负荷状态2#压缩机满负荷运转。

③检测蒸发压力T0，T0>T01，3#压缩机开机，执行开机程序，压缩机50%能量调节电磁阀开启，压缩机运行在半负荷状态。a压力传感器检测蒸发压力T0，T0>T01，延时h1后，T0>T01，3#压缩机75%能量调节电磁阀开启，压缩机运行在75%能量负荷状态。b压力传感器检测蒸发压力T0，T0>T01，延时h1后，T0>T01，3#压缩机25%、50%、75%等3个能量调节电磁阀关闭，压缩机运行在100%能量负荷状态3#压缩机满负荷运转。

1.2.2 能量等级卸载（先开先停）

①1#压缩机。a压力传感器检测蒸发压力T0，T0

②2#压缩机。a压力传感器检测蒸发压力T0，T0

③3#压缩机。a压力传感器检测蒸发压力T0，T0

注：

①压缩机最少运行时间需要大于3分钟，可以在25%负载状态运行，可能会出现多台压缩机同时运转在25%状态。

②压缩机的上载需要逐个能量提升，逐台机器开启。

③压缩机的卸载需要逐个能量等级卸载，当一台机器启动停机程序后，在延时时间h1过后可以进行下一台机器的能量卸载。

④任何时候当蒸发温度T0>T03时，所有电磁阀停止运转，风机继续运转，进入吸气压力保护状态。

⑤当要启动的压缩机进入停机时间保护h2时，停止该压缩机启动，开始启动下一台压缩机，如果压缩机依然在进行h2保护，则启动下一台压缩机，如果所有压缩机均如此，则等待，直到有一台压缩机可以启动为止。

⑥如果某一压缩机设置为检修状态、有报警则越过该压缩机，继续启动其他压缩机。

⑦当压缩机组正常停机后再次启动按照时间积累最小的压缩机优先启动。

2 总结

本系统以一号机头为例进行说明，通过温度传感器、压力传感器等的参数检测，检测量传到PLC内，但检测结果满足一号机头启动条件时，PLC输出点Q0.4输出时，输出24V电压，控制24V电源接触器工作，进而控制380V的电源接触器工作，从而控制一号电机的开启。

参考文献：

[1]姚寿广.机电传动控制[M].北京：机械工业出版社，2006.

S7-200PLC 篇6

1 剪板机控制问题简述

对剪板机的控制中, 主要是完成对压钳和剪刀的动作控制。可编程控制器需要控制压钳和剪刀配合工作, 通过设置的有关检测元件提供的位置信号, 决定受控的两个执行单元的控制信号。根据实际需要, 需要设定剪断次数, 以保证对一长钢板剪裁完成后进行下一个周期时, 状态可以顺利转换。

对压钳的升降控制, 在原始位置一个检测点, 对压住板材后的检测则采用压力继电器实现。也就是说当压钳在原始位置给出动作信号, 则压钳正向运动直到压力继电器动作, 认为已经到位, 等待剪刀工作, 完成后反向运动回到原始位。

对于剪刀的控制思路与压钳相似, 设置原始位检测, 并使用一个限位开关作为板材被剪断的位置检测。剪刀在压钳运动到位后, 向板材运动直至到达剪断位置, 然后与压强同时反向回到原始位。

同时还要考虑到一张钢板的剪断数量, 需要设置一个数目来使剪板机自动完成对整张钢板的自动裁剪, 例如8次动作。这样就可以使用自动送料设备配合完成连续的剪板动作。

2 基于S7-200PLC的剪板机控制

2.1 PLC型号选用及输入/输出点分配

根据上面的分析, 对剪板机的控制系统设置输入输出点。输入点共设置有6个:启动按钮输入信号和检测信号, 检测信号包括板材到裁剪位、压钳原始位、压钳压力到、剪刀原始位、剪刀剪断位。输出点根据系统需求, 设置板材送料、压钳正向和反向运行信号、剪刀正向和反向运行信号5个输出。

根据以上设计, 选用西门子S7-200 (CPU222) , 该PLC有8路输入、6路输出, 满足输入输出点数要求。PLC的I/O点分配如表1所示。

2.2 剪板机PLC控制程序设计

剪板机的控制设计考虑到其工作的连续性一级各个受控单元之间的相互联系, 实用的实现方案莫过于顺序控制。使用顺寻控制设计的正常状态下自动运行梯形图程序如图1所示。

3 结束语

本文用西门子S7-200小型PLC实现了剪板机的控制, 实践证明, 采用PLC控制剪板机电气故障减少了, 稳定性和可靠性提高, 生产效率明显提高, 对同类机床电气控制线路的改造有一定参考价值。

参考文献

[1]余贵, 董菊明.基于嵌入式PLC的绕线电机控制[J].可编程控制器与工厂自动化, 2010, (11) :47-48.

[2]余贵.基于S7-200PLC的M7130磨床电气控制线路改造[J].装备制造技术, 2012, (11) :50-51.

[3]罗宇航.流行PLC实用程序及设计[M].西安:西安电子科技大学出版社, 2006.

S7-200PLC 篇7

对于简单控制系统常常采用线性编程方法, 将整个控制程序写在一个指令连续的块中, CPU线性或顺序地扫描程序的每条指令。对于实际的工业控制项目, 控制要求复杂, 编写程序难度大, 如果采用线性编程方法, 程序冗长可读性差, 且不方便修改和调试。PLC的设计者将软件工程中发展成熟的结构化思想, 纷纷开发出支持结构化编程的指令。西门子PLC一直主张使用结构化编程, 例如一台设备的程序由若干的子程序组成, 每个子程序负责一个功能, 需要的时候再通过主程序调用。这种结构化程序编写方法, 可以实现多人协作共同工作, 可以加快开发进度, 提高项目的开发效率, 编写出风格一致的、稳定可靠地程序, 并且有利于查找程序故障和调试程序。

2 结构化编程案例

设计一个控制喷泉工作的电路。圆形的四层喷泉, 从里到外分布了四组喷头, 每层每组喷头由四个电磁阀控制喷头喷水, 通过改变不同时段内这四组喷水阀的状态, 来组合变化复杂多样的花形。喷泉的控制系统, 不仅喷水花样繁多, 而且对电磁阀的动作时序要求相当高。传统的继电接触控制根本无法满足要求, 为了保证系统的实用性和可靠性, 使用PLC进行控制。

选用西门子S7-200作为控制器, 输入信号分别是I0.0 (启动按钮) 、I0.1 (停止按钮) 、I0.2 (花样1选择开关) 、I0.3 (花样2选择开关) 、I0.4 (花样3选择开关) 、I0.5 (单周期/循环工作开关) 。输出信号分别是Q0.0 (A组喷头) 、Q0.1 (B组喷头) 、Q0.2 (C组喷头) 、Q0.3 (D组喷头) 。

工艺要求具体如下:

(1) 选择单步/连续工作方式及喷泉花样方式开关, 按下启动按钮, 则喷泉开始工作;按下停止按钮, 喷泉停止工作。

(2) 每种喷泉花样控制都有自动循环工作方式或单周期工作。

花样选择开关在位置1时, 按下启动按钮后, 从外层到内层的喷头间隔5S依次接通。如果为单步工作方式则停下来, 如果为连续工作方式, 则继续循环下去。

花样选择开关在位置2时, 按下启动按钮后, 从内层到外层的喷头间隔5S依次接通。

如果为单步工作方式则停下来, 如果为连续工作方式, 则继续循环下去。

花样选择开关在位置3时, 按下启动按钮后, 按照A→B→C→D的顺序依次间隔5S喷水,

然后一起喷水。30S后按照A→B→C→D的顺序, 依次间隔5S停止喷水。如果为单步工作方式则停下来, 如果为连续工作方式, 则继续循环下去。

3 结构化编程设计

目前S7-200PLC可以用跳转与标号指令、顺序控制指令、子程序调用指令实现程序结构化编程。选用子程序调用指令编写梯形图程序。根据喷泉控制系统中共3种花样结果, 因此编写3个子程序, 且调用子程序时应该进行互锁约束, 如图1-1的主程序的网络2~4所示。每个喷泉花样子程序功能需要实现单周期方式或自动循环方式。

以喷泉花样1动作控制为例, 采用位移位寄存器指令实现动作控制, 由于喷泉动作一个周期共有4个状态, 设计一4位寄存器通道。采用计数器C1对时钟脉冲信号进行计数, 将T37位信号与C1的当前值结合起来一起控制位移位寄存器的移位。

当系统选用单周期工作方式 (I0.5=0) 网络3中计数器C1不能自动复位, 完成周期最后一个动作, 对T37信号仍然计数, C1当前值大于4。移位寄存器通道不能继续移位, 停留在最后状态, 4组电磁阀全关断。其状态变化如下:

当系统选用循环工作方式 (I0.5=1) , 完成周期的最后状态时, 网络3中计数器C1自动复位, 使网络2中计数器C1的当前值小于等于4, 网络2中位移位寄存器继续按时间间隔进行移位, 其状态变化如下:

子程序1采用位移位寄存器指令实现周期动作的变化控制, 用计数器指令实现单周期方式和循环工作方式的控制。其它喷泉花样2、花样3的子程序的编写方法类似。

4 总结

喷泉花样控制程序采用子程序调用指令将程序进行分解, 主程序十分简洁, 功能清晰, 编写者可以专注于子程序的设计上, 大大降低了程序的编写难度, 这种程序结构化的设计方法可以推广到实际工程项目的编程中, 十分实用。

参考文献

[1]吴中俊.可编程控制器原理及应用[M].北京:机械工业出版社

S7-200PLC 篇8

关键词：S7-200,PLC,液压升降平台,电磁阀,三位四通阀

0 引言

某汽修车间有两台构造完全相同的液压升降平台, 均有独立的电气系统和液压系统, 相距15m, 用于汽车抬升。由于两台液压升降平台的电气系统和液压系统的原始设计过于简单, 缺少保护及故障信息提示, 导致操作不便、升降速度不稳定、功率损耗大和维修时间长等问题。为了减少故障频次和维修时间, 需对液压升降平台的电气系统和液压系统进行改造。

1 液压升降平台的工作原理

两台液压升降平台的工作原理相同, 上升时启动电机带动定量齿轮泵供油, 通过上升调速阀来调节泄压流量, 控制平台上升速度, 下降时则通过二位二通阀通电直接把油泻回油箱, 由下降调速阀来调节下降速度。液压原理如图1所示。

液压系统的两个调节阀为手动阀, 被控对象只有定量齿轮泵电机和二位二通阀, 所以电气控制线路相对简单, 如图2所示。

2 存在的问题

(1) 液压升降平台上升时必须一直按住上升按钮SB1, 启动KM给定量齿轮泵电机通电, 供油给液压缸;下降时必须一直按住下降按钮SB3, 使二位二通阀YA通电泄油回油箱。液位升降平台从最低处升到最高处需要近40s, 在升降过程一直按住按钮操作不便, 同时手抖动也会对液压系统造成冲击。

(2) 不同车型重量不一, 定量齿轮泵的流量却是不变的, 同时上升调速阀的开度不便于经常调整, 经过上升调速阀返回油箱流量也是不变的, 所以给液压缸的压力是不变的, 导致重载时速度慢, 轻载时速度加快。

(3) 液压回路采用定量齿轮泵, 排量大于系统流量需求, 部分液压油通过上升调速阀直接回到油箱, 功率损耗大。

(4) 采用继电控制的液压升降平台电气控制线路由于线路老化等原因较易出现故障, 且故障报警灯只由控制柜门开关和热继电器并联报出, 不能明确具体故障原因。

3 改造方案

3.1 硬件改造

鉴于两台液压升降平台相距仅有15m, 将原两个液压系统集中为一个液压系统控制两台液压升降平台, 并将定量式齿轮泵改为限压式变量柱塞泵, 增加安全阀和泄压阀, 把二位二通阀改为三位四通阀, 能有效解决负载变化引起的速度不稳定现象, 更可排除功率损耗大问题。改进后的液压系统如图3所示。

改进后的液压系统集中为一个液压站, 电气系统由原来的两套集中为一套, 在原有基础上增加指示灯和安全保护环节, 采用S7-200PLC实现控制。另外, 原控制系统的控制电压为AC 220V, 操作时存在触电隐患, 故改进后的控制电压采用DC 24V。PLC的I/O分配表见表1。

3.2 PLC程序设计

为了让液压升降平台更便于操作, 增加控制系统的安全性、可靠性, 在PLC程序设计上增加了以下控制环节。

(1) 将原点动上升和下降改为自锁控制, 更便于操作。

(2) 油泵启动5s后才能上升, 避免油泵电机受到上电重载冲击。

(3) 增加5min系统自动停机的控制, 系统5min内无任何动作, 会自动停机, 节约能源, 延长机械寿命。

(4) 增加上升到位等指示和报警信号。

(5) 受到油泵工作压力限制, 两台液压升降平台不能同时上升。

修改的PLC程序如下。

4 结束语

改造后的液压升降平台具有指示信号明确、操作便利等优点, 并且两台升降平台由一个控制系统控制, 投入少、效果好。

参考文献

[1]廖常初.PLC编程及应用[M].北京:机械工业出版社, 2012

[2]左健民.液压与气压传动[M].北京:机械工业出版社, 2011

S7-200PLC 篇9

移液器是实验室研究和工业生产中的一种较精确的分液设备,通过更换不同规格的取样嘴并对移液器实施通信控制,可完成液体的定量吸排。本文专门研究了西门子S7-200系列PLC和百得rLINE1000移液器进行自由口串行通信的方法,实现了PLC对移液器的通信控制,包括定量吸排和取样嘴弹出控制。

2 移液器的串行通信口

芬兰百得公司的r LINE1000线控移液器是一个由微处理器控制的系统,它具有优异的结构和极高的液体处理性能,移液准确,精密性高,并且可以通过计算机串口进行通信。百得rLINE1000移液器采用双排14引脚电缆连接器作为电源和通讯接口,其连接器信号如图1所示。

百得r LINE1000移液器的每个模块都配备了带有RS232驱动程序的通用串行接口。RS232接口由接收数据(接收数据RXD,引脚5),传输数据(发送数据TXD,引脚6)和接地信号(接地GND,引脚8)组成。其通信波特率可以在9600bps与115.2 kbps之间改变,但8位数据位、1位停止位和无奇偶校验是固定的。每个模块都必须使用相同的波特率。计算机等控制器可通过其RS232通讯接口向移液器发送ASCII码命令并接收移液器返回的ASCII码信息。通过PLC可编程控制器给移液器发控制命令实现定量吸液、定量排液和取样嘴弹出操作,其控制命令如表1所示。

上表中“I”字符代表吸取,“O”字符代表排除,其紧跟的后面三个字符代表体积量。

3 S7-200系列PLC的通信

S7-200系列PLC支持多种通信模式。点对点接口(PPI)、多点接口(MPI)、PROFIBUS、自由口串行通信等,它们都是基于字符的串行异步通信协议,带有起始位、8位数据、奇偶校验位(可选)和一个停止位。在自由口串行通信模式中,用户自定义与其他串行通信设备的通信协议,通过使用接收中断、字符中断、发送指令(XMT)和接收指令(RCV),实现S7-200PLC的CPU通信口与其它设备的通信。

通过将S7-200 PLC的特殊功能寄存器SMB30和SMB130的协议选择域置1,将通信端口设置为自由口通信模式。SMB30用于设置端口0的通信波特率和奇偶校验的参数,SMB130用于设置端口1的通信波特率和奇偶校验的参数(见表2)。

通过向SMB30或SMB130(SMB30用于设置端口0,而SMB130用于设置端口1)的协议选择位置1,可以将通信端口置为自由口通信模式。SMB30或SMB130还用于设置通信波特率、奇偶校验位、数据位。只有PLC处于R U N模式时,才能使用自由口通信模式,当C P U处于STOP模式时,自由口模式被禁止,自动进入PPI模式,可以与编程设备通信。为保证CPU处于RUN模式时进入自由口通信,可以采用S7-200 PLC的特殊寄存器位SM0.7来控制自由口通信方式的进入,当SM0.7为1时,CPU处于RUN模式,进入自由口通信模式。

在自由口通信模式下发送指令XMT将数据缓冲区(TBL)的数据通过指定的通信端口(PORT)发送,TBL指定发送区的格式如图所示,起始字符和结束字符是可选项,第一个字节“字符数”是要发送的字节,它本身并不发送出去。发送指令XMT可以方便的发送1~256个字符,如果有中断程序连接在发送结束事件上,则在发送完数据缓冲区的最后一个字节后,端口0会产生中断事件9,端口1会产生中断事件26。可以监视发送状态完成状态位SM4.5和SM4.6的变化。

接收指令RCV可以方便的接收一个或多个字符,最多接收255个字符,如果有中断程序连接到接收结束事件上,在接受最后一个字符时,端口0产生中断事件2 3,端口1产生中断事件2 4。可以监视S M B 8 6或S M B 1 8 6的变化,而不是通过中断进行报文接收。SMB86或SMB186位非零时,RCV指令未被激活或接收已经结束。在自由口通信模式下接受指令RCV通过指定的端口(PORT),将接收的数据信息存储在数据缓冲区(TBL)中。

4 移液器和S7-200 PLC的串行通信

如何实现S7-200PLC对百得rLINE1000移液器的控制并进行数据的采集和处理是研究的重点和难点。百得rLINE1000移液器通讯接口为RS232方式,不宜远距离传输,而通过有源模块RS232/RS485转换后,将RS232信号转换为RS485信号,即完成与S7-200 PLC的RS485信号进行通信,可实现远距离信号传输。

在S7-200 PLC的自由口通信模式中,用户可以定义通信口的波特率、每个字符的位数、奇偶校验等参数发送数据。根据实际情况的需要,将S7-200PLC和百得rLINE1000移液器之间的通信协议数据设置为波特率9600,数据位8位,1位停止位,无校验位。并通过自由口通信发送命令实现定量吸液、定量排液和取样嘴弹出操作等。

将百得rLINE1000移液器和S7-200 PLC之间通过一个R S 2 3 2转R S 4 8 5模块,实现了两者之间的硬件连接。

5 S7-200 PLC的发送和接收程序

S7-200 PLC的发送程序分为设置其自由口通信参数的程序,并发送移液器能够接收的定量吸液、定量排液和取样嘴弹出操作的命令,该程序通过S7-200 PLC的特殊功能寄存器SM0.1上电初始化完成。

系统上电后,S7-200 PLC写入其自由口通信的各个参数,设置为串口1通信,波特率为9 6 0 0,数据位8位,无校验位,1位停止位,使其与百得rLINE1000移液器的通信方式一致。并且发送接收信息的控制字节,程序如下:

6 结束语

在实际调试过程中,首先利用了串口调试助手将计算机与百得r LINE 1000移液器连接调试,然后将S7-200PLC与移液器连接,进行串行通信控制,实现了液体的定量吸排和取样嘴弹出操作。

摘要：本文研究了西门子S7-200系列PLC和百得rLINE1000移液器进行自由口串行通信的方法,通过RS485/232有源通信转换模块将S7-200 PLC与移液器连接,通过对移液器的通信控制,实现了液体的精确定量吸排和取样嘴自动弹出操作。

关键词：移液器,PLC,串行通信,定量控制

参考文献

[1]张万忠,刘明芹.电器与PLC控制技术[M].北京:化学工业出版社,2003.

[2]沈世斌等.基于PLC自由口通信的应用[J].仪表技术与传感器,2004,(12):26-28.

S7-200PLC 篇10

关键词：S7-200,PLC,压滤机,触摸屏,控制

0 引言

目前, 国外研制的压滤机历史较久, 种类较多, 不同型号的压滤机有各自的结构和适用条件。随着粘、细粒悬浮液固液分离量的增加, 选矿废水净化、固体物料的综合回收利用以及对选矿环境保护的要求越来越严格, 压滤设备的研制及发展变得日益重要。采用PLC控制的压滤机具有性能稳定、人机界面友好、维护方便、效率高等特点。在压滤机上应用PLC进行自动化控制后能实现压滤压紧、进料、过滤、压榨、洗涤、拉板等工序的自动操作, 可以通过计算机联网, 实现远程操作, 也可以通过触摸屏实现当地人机界面。大大减少人工成本和大大降低危险系数, 能进行大负荷压滤, 安全高效生产, 使商家利益最大化。

1 方案设计

整个设计中要使用到的硬件有S7-200PLC和GP-2500触摸屏, 首先要搭建硬件框架如下图, 然后再进行分别配置。

2.2 触摸屏的选择

我选择了普罗菲斯GP-2500触摸屏, GP-2500触摸屏的价格较之SIEMENS的触摸屏要偏宜许多。在触摸屏软件中分配模拟量的地址。由于现场是根据行程开光反馈经行顺序控制与本设计模拟演示时的条件不符, 所以本设计中的顺序控制由距离控制。

2硬件设计

2.1可编程控制器的选择

S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中, 或相连成网络皆能实现复杂控制功能。在压滤机上的应用不需要很多的模拟量, 工程量也不大, 所以我选用性价比较高的西门子S7-200PLC。

3 总体软件方案

系统的控制主要分为两个模式:手动控制和自动控制。其中手动控制主要实现的是单独控制压紧, 进料, 回程, 拉板的分布动作。系统默认的控制模式为手动控制, 当切换为自动控制, 系统跳过手动控制程序转而执行自动控制程序。

以下是主流程图:

3.1 基于S7-200PLC的编程

S7-200在程序的控制逻辑中不断循环, 读取和写入数据。当您将程序下载至PLC并将PLC放置在RUN (运行) 模式时, PLC的中央处理器 (CPU) 按下列顺序执行程序:S7-200读取输入状态;存储在S7-200中的程序使用这些输入评估 (或执行) 控制逻辑;当程序经过评估, S7-200将程序逻辑结果存储在称作进程图像输出寄存器的输出内存区中;在程序结束时, S7-200将数据从进程图像输出寄存器写入至域输出;重复任务循环。S7-200反复执行一系列任务。该循环执行任务被称作扫描循环。如图2所示, S7-200在扫描循环过程中执行大多数或全部下列任务:读取输入:S7-200将实际输入状态复制至进程图像输入寄存器;在程序中执行控制逻辑:S7-200执行程序的指令, 并将数值存储在不同的内存区;处理所有通讯请求:S7-200执行点至点或网络通讯要求的所有任务;执行CPU自测试诊断程序:S7-200保证固件、程序内存和所有扩充模块均正常作业;向输出写入:存储在进程图像输出寄存器中的数值被写入实际输出。

3.2 基于触摸屏的组态与脚本编写

要在GP-2500触摸屏上建立组态与编程要用到它专门的人机界面编程软件ProPB3 C-Package。人机界面主题要显示3个界面:欢迎画面, 操作画面和工艺流程画面。欢迎画面, 要求:时间显示, 突出主题, 界面友好, 其他画面的切换按钮。控制画面, 要求:能通过触摸屏全盘控制压滤机工作, 显示时间, 能设置进料时间, 能切换至欢迎画面和工艺流程画面, 可以复位触摸屏以初始化程序。工艺流程画面, 要求:能模拟、监控、控制压滤机现场工作状态, 显示时间, 能设置进料时间, 能切换至欢迎画面和工艺流程画面, 可以复位触摸屏以初始化程序。

4 通信模块搭建

将计算机 (PC) 、触摸屏P (GP) 、可编程控制器 (PLC) 、压滤机联系起来。PC与PLC之间用RS-232串口连接通信, PC与GP之间用网线连接并通信, GP与PLC之间用PLC连接电缆连接进行通信。把编程电缆插到每个PLC, 对每个PLC设置指定的地址和设置统一的波特率。搜索到PLC地址后, 设置好当前PLC地址。然后修改系统块中的PLC端口, 按照预设的地址进行修改。最后下载系统块, 把PLC相应端口设置为预设的地址。

4.1 PLC与PC的通信

PLC与PC的通信采用了PPI协议与Modbus协议。PPI协议是西门子内部协议, 不公开。PPI协议是专门为S7-200开发的通信协议。S7-200 CPU的通信口支持PPI通信协议, S7-200的一些通信模块也支持PPI协议。Modbus协议是标准协议, 公开。ModBus可以应用在支持ModBus协议的PLC和PLC之间, PLC和个人计算机之间, 计算机和计算机之间, 远程PLC和计算机之间以及远程计算机之间。

4.2 触摸屏与PC的通信

触摸屏与PC的通信采用了以太网协议, 该协议是西门子内部协议, 不公开。通过以太网扩展模块或互联网扩展模块, S7-200将能支持TCP/IP以太网通讯。

4.3 触摸屏与PLC的通信

触摸屏与PLC的通信通过触摸屏串行口进行通信。在触摸屏中配置与PLC通讯有关的设置, 一下串行口设置必须与PLC相匹配。在触摸屏操作界面主要有以下选项需要设置:通讯速率 (communication rate) 数据长度 (data length) 停止位 (stop bit) 控制 (control) 通讯格式 (communica-tion)

5 总结

本设计方案达到了任务书的要求, 完成了下列研究工作:a.方案设计:对压滤机的工艺进行了详细分析并确定了控制方案, 采用了S7-200PLC和触摸屏为压滤机的控制监控系统。b.硬件设计:分析压滤设备的工艺要求, 搭建了控制系统的总体硬件组成结构, 完成了S7-200PLC和触摸屏的地址分配。c.软件编制:设计了压滤机手动/自动控制流程框图。采用STEP7编写了压滤机的手动、自动控制程序, 包括压滤机压紧、进料、回程、拉板等子程序。在触摸屏软件中搭建了组态, 编写了动态D脚本;d.实现通讯调试:建立了PC、PLC和触摸屏之间的通讯联系, 将编写好的程序下载到PLC和触摸屏中, 对PLC与触摸屏进行了联机调试, 实现了PLC和触摸屏同步监控压滤机运行的模拟画面。通过调试、试运行表明:采用PLC和触摸屏实现压滤机的控制, 提高了压滤机的工作效率, 还可以使用触摸屏实现对压虑机的远程控制, 大大减少人工成本和大大降低危险系数, 能进行大负荷压滤, 安全高效生产。

参考文献

[1]廖常出.PLC编程及应用[M].北京机械工业出版社, 2007:85-120, 121-181.

[2]李长久.PLC原理及应用[M].北京机械工业出版社, 2006:102-105.

[3]宣练中.可编程序控制器及其应用[M].北京机械工业出版社, 1993:62-97.