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项目四 西门子 S7-200PLC 简介

项目四 西门子 S7-200PLC 简介. 一、学习目标. 1. 知识目标 ⑴　掌握西门子 PID 指令的使用方法。 ⑵　掌握西门子 S7-200PLC 系统组成。 ⑶　掌握西门子编程元件的使用方法。 ⑷　掌握西门子存储器的相关知识。 ⑸　掌握西门子 PLC 与计算机的连接方法. 2. 能力目标 ⑴初步具备用 PLC 搭建 PID 控制系统能力。 ⑵初步具备 STEP7 软件的安装能力。 ⑶初步具备编程软件的使用能力。 ⑷初步具备 PLC 程序的下载能力。 ⑸初步具备 PLC 工程的调试能力。. 1. 必备知识 ⑴　 PLC 基本指令。

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项目四 西门子 S7-200PLC 简介

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  1. 项目四 西门子S7-200PLC简介

  2. 一、学习目标 • 1. 知识目标 • ⑴　掌握西门子PID指令的使用方法。 • ⑵　掌握西门子S7-200PLC系统组成。 • ⑶　掌握西门子编程元件的使用方法。 • ⑷　掌握西门子存储器的相关知识。 • ⑸　掌握西门子PLC与计算机的连接方法

  3. 2. 能力目标 • ⑴初步具备用PLC搭建PID控制系统能力。 • ⑵初步具备STEP7软件的安装能力。 • ⑶初步具备编程软件的使用能力。 • ⑷初步具备PLC程序的下载能力。 • ⑸初步具备PLC工程的调试能力。

  4. 1. 必备知识 ⑴　PLC基本指令。 ⑵　控制系统基本知识。 ⑶　存储器基本知识。 2. 必备技能 ⑴　熟练的计算机操作技能 ⑵　熟练的软件安装技能 二、要求学生必备的知识与技能

  5. 三、理实一体化教学任务

  6. （3）CPU 224 集成14输入10输出共24个数字量I/O点，可连接7个扩展模块，最大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O点。它包括13KB程序和数据存储空间，6个独立的30 kHz高速计数器，2路独立的20 MHz高速脉冲输出，具有PID控制器，1个RS-485通信/编程口，具有PPI通信协议、MPI通信协议和自由方式通信能力。其I/O端子排可很容易地整体拆卸。。 四、理实一体化教学步骤 集成24输入16输出共40个数字量I/O点，可连接7个扩展模块，最大扩展至248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点。它包括13KB程序和数据存储空间，6个独立的30 kHz高速计数器，2路独立的20 MHz高速脉冲输出，具有PID控制器，2个RS-485通信/编程口，具有PPI通信协议、MPI通信协议和自由方式通信能力。其I/O端子排可很容易地整体拆卸。 1. S7-200PLC的CPU类型 （1）CPU221 集成6输入/4输出共10个数字量I/O点，无I/O扩展能力。它包括6KB程序和数据存储空间，4个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，1个RS-485通信/编程口，具有PPI通信协议、MPI通信协议和自由方式通信能力。 （2）CPU 222 集成8输入/6输出共14个数字量I/O点，可连接2个扩展模块。它包括6KB程序和数据存储空间，4个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kh高速脉冲输出，1个RS-485通信/编程口，具有PPI通信协议、MPI通信协议和自由方式通信能力。 。 （4）CPU 226

  7. 2. S7-200系列PLC的编程软元件 ⑴　输入继电器（I） 输入继电器是专设的输入过程映像寄存器，用来接收外部传感器或开关元件发来的信号。图1-4-1所示为输入继电器的等效电路图，当外部按钮驱动时，其线圈接通，常开、常闭触点的状态发生相应变化。输入继电器不能由程序驱动，其触点不能直接输出带负载。

  8. ⑵　输出继电器(Q) 输出继电器是专设的输出过程映像寄存器。输出继电器的外部输出触点接到输出端子上，以控制外部负载。输出继电器的外部输出执行器件有继电器、晶体管和晶闸管3种。图1-4-2表示输出继电器的等效电路图，当输出继电器接通时，它所连接的外部电路被接通，同时输出继电器的常开、常闭触点动作，可在程序中使用

  9. ⑶　内部标志位(M) ⑷　特殊标志位（SM) 内部标志位又称为存储区，存储中间操作信息，它们不直接驱动外部负载，只起中间状态的暂存作用，类似于中间继电器，在S7-200系列PLC中称为内部标志位，一般以位为单位使用。 只读区特殊标志位，用户只能利用其触点，如： SM0.0：RUN监控，PLC在RUN状态时，SM0.0总为1。 SM0.1：初始化脉冲，PLC由STOP转为RUN时，SM0.1接通一个扫描周期。 SM0.2：当RAM中保存的数据丢失时，SM0.2接通一个扫描周期。 SM0.3：PLC上电进入RUN时，SM0.3接通一个扫描周期。 SM0.4：分脉冲，占空比为50％，周期为l min的脉冲串。 SM0.5：秒脉冲，占空比为50％，周期为l s的脉冲串。 SM0.6：扫描脉冲，一个扫描周期为ON，下一个扫描周期为OFF，交替循环。 SM0.7：指示CPU上MODE开关的位置，0=TERM，1=RUN，通常用来在RUN状态下启动自由口通信方式。 可读可写特殊标志位用于特殊控制功能，如用于自由口设置的SMB30，用于定时中断时间设置的SMB34／SMB35，用于高速计数器设置的SMB36~SMB65，用于脉冲串输出控制的SMB66~SMB85等。 特殊标志位为用户提供一些特殊的控制功能及系统信息，用户对操作的一些特殊要求也通过SM通知系统。特殊标志位分为只读区和可读可写区两部分。

  10. 高速计数器用于对频率高于扫描周期的外接信号进行计数，高速计数器使用主机上的专用端子接收这些高速信号，其数据为32位有符号的高速计数器的当前值。高速计数器用于对频率高于扫描周期的外接信号进行计数，高速计数器使用主机上的专用端子接收这些高速信号，其数据为32位有符号的高速计数器的当前值。 ⑸　定时器(T) PLC中的定时器作用相当于时间继电器，定时器的设定值由程序赋值。每个定时器有一个16位的当前值寄存器及一个状态位。定时器的计时过程采用时间脉冲计数的方式，其分辨率分为1ms、10ms、100ms 3种。 变量存储区存储具有较大容量的变量寄存器，用于存储程序执行过程中控制逻辑的中间结果，或用来保存与工序或任务相关的其他数据。 ⑹　计数器(C) ⑺　高速计数器(HC) 计数器的结构与定时器基本一样，其设定值在程序中赋值。它有一个16位的当前值寄存器及一个状态位计数器用来计算从输入端子或内部元件送来的脉冲数，有加计数器、减计数器及加减计数器3种类型。由于计数器的计数频率受扫描周期的限制，当需要对高频信号计数时可以用高频计数器(HSC)。 S7-200系列PLC提供4个32位累加器(ACC0~ACC3)，累加器常用作数据处理的执行器件。 ⑻　变量寄存器(v) 局部存储器与变量寄存器相似，只不过变量寄存器是全局有效的，而局部存储器是局部有效。局部存储器常用来作临时数据的存储器或者为子程序传递函数。 ⑼　累加器(AC)。 状态元件是使用顺控继电器指令的重要元件，通常与顺序控制指令LSCR、SCRT、SCRE结合使用，实现顺控流程的方法，即SFC(Sequential function Chart)编程。 模拟量经A/D、D/A转换，在PLC外为模拟量，在PLC内为数字量。模拟量输入输出元件为模拟量输入/输出的专用存储单元。 (10)局部存储器(L) (11)状态元件(S) （12） 模拟量输入/输出(AIW／AQW)

  11. 3. PID指令介绍 PID指令根据表格(TBL)中的输入和配置信息，引用LOOP，执行PID回路计算。本指令有两个操作数：一个是回路表起始地址，另一个是"回路"号码。程序中可使用八条PID指令。程序中多条PID指令不能使用相同的回路号码。回路表存储控制和监控回路运算的一些参数，包括程序变量、设置点、输出、增益、样本时间、整数时间（重设）、导出时间（速率）以及整数和（偏差）的当前值及先前值。 S7-200的PID指令引用一个包含回路参数的回路表。此表起初的长度为36个字节。在增加了PID自动调谐后，回路表现已扩展到80个字节。回路表主要字节如下表1-4-2所示。

  12. 4. 西门子S7-200PLC系统组成

  13. ⑴　打开安装包，运行SETUP.EXE文件，进入安装界面，在弹出窗口中选择英语（如图1-4-4所示）。⑴　打开安装包，运行SETUP.EXE文件，进入安装界面，在弹出窗口中选择英语（如图1-4-4所示）。 • 1. STEP7软件的安装

  14. ⑵　单击确定，进入安装界面。在弹出窗口中选择“下一步”，弹出如图1-4-5所示窗口。⑵　单击确定，进入安装界面。在弹出窗口中选择“下一步”，弹出如图1-4-5所示窗口。

  15. ⑶　单击yes进入下一个安装界面，在弹出的窗口中选择“下一步”，进入安装界面，弹出如图1-4-6所示的窗口。⑶　单击yes进入下一个安装界面，在弹出的窗口中选择“下一步”，进入安装界面，弹出如图1-4-6所示的窗口。

  16. ⑷　单击“PC/PPI cable(PPI)”按钮，选择“OK”，弹出如图1-4-7所示的窗口。 ⑸　选择“yes”，单击“finish”，step7安装结束。

  17. ⑴　打开V4.0 STEP 7 MicroWIN SP3西门子PLC编程软件。 • 8. 编程软件的使用

  18. ⑵　选择文件→新建，弹出如图1-4-9所示的窗口。⑵　选择文件→新建，弹出如图1-4-9所示的窗口。

  19. ⑶　如图1-4-10所示改变程序类型

  20. ⑷　选择相应的元件，如选择常开触点。

  21. ⑸　双击常开触点，弹出如图1-4-12所示的窗口。⑸　双击常开触点，弹出如图1-4-12所示的窗口。

  22. ⑹　双击上图方框中的“？？.？”，修改元件的名称，如图1-4-13所示的窗口⑹　双击上图方框中的“？？.？”，修改元件的名称，如图1-4-13所示的窗口

  23. ⑺　根据以上步骤，输入所有的元件。 • ⑻　选择PLC→全部编译，如图1-4-14所示。

  24. ⑼　编译后的结果如图所示，如有错误，需要反复修改。⑼　编译后的结果如图所示，如有错误，需要反复修改。

  25. 五、实操考核

  26. 六、注意事项 • １.注意PID指令各个参数的地址。 ２.安装STEP7软件时，注意安装路径。 ３.给PLC下装程序时，要将PLC置于STOP状态。

  27. 七、系统调试 • １.STEP7软件的安装调试。 • STEP7软件安装后，运行STEP7软件，看是否能进入正常的编程界面。 ２.PLC程序的下载调试。 程序下载后，将PLC置于运行状态，观察PLC是否实现正常的控制功能。

  28. 八、思考题 • 1．什么是PID控制？ • 2 .如何用PID指令实现模拟量的控制？ • 3． 现场变送器的信号如何送到PID模块？

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