西门子SMART700IE触摸屏上海代理商 安装调试

PLC编程算法一 开关量的计算
1、开关量也称逻辑量，指仅有两个取值，0或1、ON或OFF。它是的控制，对它进行控制是PLC的优势，也是PLC基本的应用。
开关量控制的目的是，根据开关量的当前输入组合与历史的输入顺序，使PLC产生相应的开关量输出，以使系统能按一定的顺序工作。所以，有时也称其为顺序控制。而顺序控制又分为手动、半自动或自动。而采用的控制原则有分散、集中与混合控制三种。这是用OMRON的开关量编写的一个"单按钮启停"程序。
2、 模拟量是指一些连续变化的物理量，如电压、电流、压力、速度、流量等。
PLC是由继电控制引入微处理技术后发展而来的，可方便及可靠地用于开关量控制。由于模拟量可转换成数字量，数字量只是多位的开关量，故经转换后的模拟量，PLC也完全可以可靠的进行处理控制。由于连续的生产过程常有模拟量，所以模拟量控制有时也称过程控制。模拟量多是非电量，而PLC只能处理数字量、电量。所有要实现它们之间的转换要有传感器，把模拟量转换成数电量。如果这一电量不是标准的，还要经过变送器，把非标准的电量变成标准的电信号，如4-20mA、1-5V、0-10V等等。同时还要有模拟量输入单元(A/D)，把这些标准的电信号变换成数字信号;模拟量输出单元(D/A)，以把PLC处理后的数字量变换成模拟量--标准的电信号。所以标准电信号、数字量之间的转换就要用到各种运算。这就需要搞清楚模拟量单元的分辨率以及标准的电信号。
例如:PLC模拟单元的分辨率是1/32767，对应的标准电量是0-10V，所要检测的是温度值0-100℃。那么0-32767对应0-100℃的温度值。然后计算出1℃所对应的数字量是327.67。如果想把温度值到0.1℃，把327.67/10即可。
模拟量控制包括:反馈控制、前馈控制、比例控制、模糊控制等。这些都是PLC内部数字量的计算过程。
3、 脉冲量是其取值总是不断的在0(低电平)和1(高电平)之间交替变化的数字量。每秒钟脉冲交替变化的次数称为频率。
PLC脉冲量的控制目的主要是位置控制、运动控制、轨迹控制等。例如:脉冲数在角度控制中的应用。步进电机驱动器的细分是每圈10000，要求步进电机旋转90度。那么所要动作的脉冲数值=10000/(360/90)=2500。
PLC编程算法二 模拟量的计算
1、 -10-10V。-10V-10V的电压时，在6000分辨率时被转换为F448-0BB8Hex(-3000-3000);12000分辨率时被转换为E890-1770Hex(-6000-6000)。
2、 0-10V。0-10V的电压时，在6000分辨率时被转换为0-1770Hex(0-6000);12000分辨率时被转换为0-2EE0Hex(0-12000)。
以上仅做简单的介绍，不同的PLC有不同的分辨率，并且您所测量物理量实现的量程不一样。计算结果可能有一定的差异。
注:模拟输入的配线的要求
1、使用屏蔽双绞线，但不连接屏蔽层。
2、当一个输入不使用的时候，将V IN 和COM端子短接。
3、模拟信号线与电源线隔离 (AC 电源线，高压线等)。
4、当电源线上有干扰时，在输入部分和电源单元之间安装一个滤波器。
5、确认正确的接线后，先给CPU单元上电，然后再给负载上电。
6、断电时先切断负载的电源，然后再切断CPU的电源。
PLC编程算法三 脉冲量的计算
脉冲量的控制多用于步进电机、伺服电机的角度控制、距离控制、位置控制等。以下是以步进电机为例来说明各控制方式。
1、步进电机的角度控制。先要明确步进电机的细分数，然后确定步进电机转一圈所需要的总脉冲数。计算"角度百分比=设定角度/360°(即一圈)""角度动作脉冲数=一圈总脉冲数*角度百分比。"
公式为:
角度动作脉冲数=一圈总脉冲数*(设定角度/360°)。
2、步进电机的距离控制。先明确步进电机转一圈所需要的总脉冲数。然后确定步进电机滚轮直径，计算滚轮周长。计算每一脉冲运行距离。计算设定距离所要运行的脉冲数。
公式为:
设定距离脉冲数=设定距离/[(滚轮直径*3.14)/一圈总脉冲数]
3、步进电机的位置控制就是角度控制与距离控制的综合。
以上只是天天自动化简单的分析步进电机的控制方式，可能与实际有出入，仅供各位同仁参考。伺服电机的动作与步进电机的一样，但要考虑伺服电机的内部电子齿轮比与伺服电机的减速比。有些事情说起来比较简单，但实际应用就有难度了。请大家在实际的工作中领悟其中的道理
S7-200需要扩展CP243-1模块进行以太信，S7-200 SMART集成以太网口，不需要扩展模块。8个连接用于CPU与其他S7-200 SMART CPU之间的PUT/GET连接，8个连接用于CPU与其他S7-200 SMART CPU之间的PUT/GET被动连接。
与S7-300/400以太信移植
S7-200通过扩展CP243-1与与S7-300/400以太信，CP243-1即可以作为客户端、也可以作为，移植至S7-200 SMART时，S7-200 SMART只能作为，需要在S7-300/400侧调用PUT/GET。
S7-300/400配置S7连接时设置伙伴方的TSAP为03.01。
S7-200 SMART不能与CP343-1 Lean 模块以太信，V2.2及以上版本和硬件支持开放式以太信，可以与CP343-1 Lean通过TCP通信。
与S7-1200/1500以太信移植
S7-200通过扩展CP243-1与与S7-1200/1500以太信，CP243-1即可以作为客户端、也可以作为，移植至S7-200 SMART时，S7-200 SMART也可以作为客户端、。做时需要在S7-1200/1500侧调用PUT/GET，做客户端操作详见：《西门子 S7-200 SMART PLUS V1.7 技术参考》
S7-1200/1500配置S7连接时设置伙伴方的TSAP为03.01。
S7-1200/1500用于通信的数据块需要取消属性中"的块访问"选项。
S7-200 SMART作为客户端时，S7-1200/1500需要允许PUT/GET访问。
S7-200 OPC通信主要有以下2种情况：
1、S7-200扩展CP243-1通过以太网口以S7协议进行OPC通信，OPC站安装以太网卡。移植时，使用S7-200 SMART本体集成以太网口即可，OPC可以选择PC ACCESS SMART 或者SIMATIC NET。
2、通过S7-200 CPU本体集成的RS485端口以PPI协议进行OPC通信或者扩展EM277通过DP口以S7协议进行OPC通信，OPC站安装CP5611卡等。移植时，S7-200 SMART可以使用以太网也可以扩展DP01模块，OPC使用SIMATIC NET。
S7-200 SMART 开关量输出的典型抑制电路
S7-200 SMART 开关量输出驱动感性负载时，需要配备抑制电路。抑制电路可以限制开关量输出断开时感应电压升高，可保护输出，并防止切断感性负载时产生的高压导致CPU损坏或CPU内部固件错误。
此外，抑制电路还可以限制关断感性负载时产生的电气噪声。配备一个外部抑制电路，使其从电路上跨接在负载两端并且在位置上接近负载，这样对降低电气噪声有效。
S7-200 SMART晶体管输出内部回路已经包括抑制电路，该电路足以满足大多数应用中感性负载的要求。
继电器输出触点由于可用于直流或交流负载，所以未提供内部保护。
系统块
系统块提供S7-200 SMART CPU、信号板和扩展模块的组态。
系统块组态相关视频教程的链接如下：
S7-200 SMART 系统块的组态——跟我学35/52
S7-200 SMART 系统块的组态——跟我做36/52
S7-200 SMART PLC CPU系统属性Part1
S7-200 SMART PLC CPU系统属性Part2
使用以下方法之一查看和编辑系统块以设置CPU的选项：
• 在导航栏上单击“系统块”（System Block）按钮。
• 在“视图”（View）菜单功能区的“窗口”（Windows）区域内，从“组件”（Component）下拉列表中选择“系统块”（System Block）。
• 选择“系统块”（System Block）节点，然后按Enter，或在项目树中双击“系统块”（System Block）节点。STEP 7-Micro/WIN SMART 打开系统块 ，并显示适用于CPU类型的组态选项

PLC的基本概念
可编程控制装置(Programmable Controller)是电脑家族中的一员，是为工业控制应用所设计制造的。早期的可编程控制装置称作可编程逻辑控制装置(Programmable Logic Controller)，一般称作PLC，它通常作为代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大**过了逻辑控制的范围，所以，今天这种装置称作可编程控制装置，一般称作PC。但是为了杜绝与个人电脑(Personal Computer)的一般称作混淆，所以将可编程控制装置一般称作PLC
2、PLC的基本结构PLC实质是一种于工业控制的电脑，其硬件结构基本上与微型电脑相同，如图所示：
a. 处理单元(CPU)
处理单元(CPU)是PLC的控制**。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的客户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，可以诊断客户程序中的语法错误。当PLC投入运行时，首先它以扫描的方法接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从客户程序存储器中逐条读取客户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等全部的客户程序执行完成之后，后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据输送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。
为了进一步提高PLC的可*性，近些年来对大型PLC还采用双CPU产生冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。如此，即便某个CPU发生故障，整个系统依然能正常运行。b、存储器存放系统软件的存储器叫作系统程序存储器。
存放应用软件的存储器叫作客户程序存储器。
C、电源 PLC的电源在整个系统中起着十分重要得作用。如果没有一个优良的、可*得电源系统是无法工作正常的，所以PLC的生产商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。
3、PLC的工作方式
一. 扫描技术当PLC投入运行后，其工作流程一般分为三个阶段，即输入采样、客户程序执行和输出刷新三个阶段。完成以上三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行以上三个阶段。(一) 输入采样阶段
在输入采样阶段，PLC以扫描方法顺序地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入客户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即便输入状态和数据发生改变，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不改。所以，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必需**过一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。
(二) 客户程序执行阶段在客户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序顺序地扫描客户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点产生的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点产生的控制线路进行逻辑运算，然后按照逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是不是要执行该梯形图所规定的功能指令。即，在客户程序执行流程中，仅有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生改变，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生改变，并且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。
(三) 输出刷新阶段
当扫描客户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新全部的输出锁存电路，再经输出电路推动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。
比较下二个程序的异同：
这两段程序执行的结果完全一样，但在PLC中执行的流程却不同。
※ 程序1只用一次扫描周期，就可完成对%M4的刷新；
※ 程序2要用四次扫描周期，才能完成对%M4的刷新。
这两个例子说明：相同的若干条梯形图，其排列次序不同，执行的结果也不一样。另外，也可看到：采用扫描客户程序的运行结果与继电器控制装置的硬逻辑并行运行的结果有所区分。当然，如果扫描周期所占用的时间对整个运行来讲可以忽略，那么二者之间就没有什么区分了。
通常情况下，PLC的扫描周期包括自诊断、通讯等，如下图所示，即一个扫描周期相当于自诊断、通讯、输入采样、客户程序执行、输出刷新等所有时间的总和。

西门子PLC系列S7-200 smart是西门子PLC S7-200的加强版，与S7-200相比，它在性能上，硬件配置和软件组态方面都有提高，也得到了用户的广泛认可。在实际的工程项目中，客户越来越多地选择S7-200 smart系列PLC，并且在各个工程项目现场S7-200 smart都有良好的表现。在自动化控制系统的通讯过程中，有时会用到USS通信功能。本文下面将针对西门子PLC S7-200 smart的USS通信功能做一个详细说明，供用户在系统设计及调试时进行参考。
二、西门子PLC系列S7-200 smart系列USS通信
西门子PLC S7-200 smart CPU本体集成的RS485通信口可以实现USS通讯。它的功能特点如下：
1. USS (Universal Serial Interface, 即通用串行通信接口) 是西门子专为驱动装置开发的通信协议，多年来也经历了一个不断发展、完善的过程。*初 USS 用于对驱动装置进行参数化操作，即更多地面向参数设置。在驱动装置和操作面板、调试软件的连接中得到广泛的应用。近来 USS 因其协议简单、硬件要求较低，也越来越多地用于和控制器的通信，实现一般水平的通信控制。
2. 需要用户注意的是，USS 提供了一种低成本的，比较简易的通信控制途径，由于其本身的设计，USS 不能用在对通信速率和数据传输量有较高要求的场合。在这些对通信要求高的场合，应当选择实时性更好的通信方式，如 PROFIBUS-DP 等。在进行系统设计时，必须考虑到 USS 的这一局限性。
3. 举例说明，如果在一些速度同步要求比较高的应用场合，对十几甚至数十台变频器采用 USS 通信控制，其效果可能会不太理想。
4. USS 协议的基本特点如下：
（1）支持多点通信（因而可以应用在 RS 485 等网络上）
（2）采用单主站的“主－从”访问机制
（3）一个网络上*多可以有 32 个节点（*多 31 个从站）
（4）简单可靠的报文格式，使数据传输灵活
（5）容易实现，成本较低
5. USS 的工作机制是，通信总是由主站发起，USS 主站不断循环轮询各个从站，从站根据收到的指令，决定是否、以及如何响应。从站不会主动发送数据。从站在以下条件满足时应答：接收到的主站报文没有错误，并且本从站在接收到主站报文中被寻址上述条件不满足，或者主站发出的是广播报文，从站不会做任何响应。对于主站来说，从站必须在接收到主站报文之后的一定时间内发回响应。否则主站将视为出错。
西门子PLC程序优化方法
1,没必要共享信号时,放置在同一网络里的多条指令,会产生额外的进出栈操作(具体可以转成STL来分析),而且如果不是逻辑要求,应避免横向串联,这样至少可以减少一个“与”指令。好处仅仅是放在一个网络里,感觉紧凑一点。
2,合理使用立即IO指令(尽量减少使用)节约PLC处理立即指令的转换时间。
3,计算中尽量使用计算结果存储器,而不用过渡存储器。
4,可以用“字”的时候尽量避免用“双字”,可以用整数时,尽量避免用实数。
5,尽量避免数据类型转换,不得不用时,尽量用AC存放中间变量,减少转换次数。或者编程时先预留出存储空间,比如：用VW2存整数时,VW0空出不用,就可以直接以VD0的形式来进行访问VW2中的数据;
6,减少非必要网络扫描,把可以设条件执行的网络(特别是AIW,AQW),归类到子程序中作条件调用(例如定时中断);
7,在保证工艺要求前提下,适当减小发生中断的频率;

CPU 的启动、停止和上电复位 允许 有限制 有限制 有限制
读取日时钟 允许 允许 允许 允许
写入日时钟 允许 有限制 有限制 有限制
上传用户程序、数据和 CPU 组
态
允许 允许 有限制 不允许
下载程序块、数据块或系统块 允许 有限制 有限制 有限制
注：如果存在用户程序块，不允许对系
统块进行操作。如果用户下载程序块或
数据块，则需要进行密码验证。
复位为出厂默认设置 允许 有限制 有限制 有限制
程序块、数据块或系统块 允许 有限制 有限制 有限制
注：如果存在用户程序块，不允许对系
统块进行操作。
将程序块、数据块或系统数据块
复制到存储卡
允许 有限制 有限制 有限制
强制状态图中的数据 允许 有限制 有限制 有限制
执行单次或多次扫描操作。 允许 有限制 有限制 有限制
在 STOP 模式下写入输出。 允许 有限制 有限制 有限制
复位 PLC 信息中的扫描速率 允许 有限制 有限制 有限制
程序状态 允许 允许 有限制 不允许
项目比较 允许 允许 有限制 不允许
PLC 设备组态
6.1 组态 PLC 系统的运行
S7-200 SMART
系统手册, V2.5, 01/2020, A5E03822234-AI 155
通信写入限制
可对 V 存储器特定范围的通信写入进行限制，禁止对其它存储区进行通信写入（I、Q、
AQ 和 M）。要对 V 存储器特定范围的通信写入进行限制，选中“限制”(Restrict) 复选框，
以字节为单位组态 V 存储器范围。
使用此功能，用户程序可先验证写入此存储器子集的数据，然后再在应用程序中使用数
据，以获得更好的安全性。请注意，这些限制只适用于通信写入（例如来自 HMI、
STEP 7-Micro/WIN SMART、PC Access 和其它 CPU PUT 指令的写入），不适用于用
户程序写入。
说明
如果限制对 V 存储器特定范围的写访问，确保“文本显示”模块或 HMI 只在 V 存储器的可
写范围内写入。此外，如果使用 PID 向导、PID 控制面板、运动控制向导或运动控制面
板，确保这些向导或面板使用的 V 存储器在其可写范围内。
禁用此项限制时，可写入存储区的全部范围，包括 I、Q、M、V 和 AQ。
串行端口模式更改和日时钟 (TOD) 写入
*密码也可通过串行端口（如果 CPU 型号支持，内置 RS485 和 RS485/RS232 信号
板都可使用）允许 CPU 模式更改（go-to-RUN 和 go-to-STOP）和 TOD 写入。为此，在
“串行端口”(Serial Ports) 部分选中“允许”(Allow) 复选框。
此复选框可向下兼容不提示这些功能的密码的旧版 HMI。下列选项可用：
● 如果已选中此复选框且 CPU 受密码保护，则可使用这些旧版 HMI 更改工作模式和进
行 TOD 写入。
● 如果未选中此复选框且 CPU 受密码保护，无法使用这些旧版 HMI 更改工作模式和进
行 TOD 写入。
● 如果 CPU 不受密码保护，无论是否选中复选框，都可使用这些旧版 HMI 更改工作模
式和进行 TOD 写入。
PLC 设备组态
6.1 组态 PLC 系统的运行
S7-200 SMART
156 系统手册, V2.5, 01/2020, A5E03822234-AI
访问受密码保护的 CPU
说明
输入受密码保护的 CPU 的密码后，当编程设备从 S7-200 SMART CPU 断开后，该密码
的授权级别多可保持一分钟有效时间。始终在断开电缆之前退出
STEP 7-Micro/WIN SMART，以防另一位用户未经授权擅自访问。
通过网络输入密码并不影响 S7-200 SMART CPU 的密码保护。如果一位授权用户通过网
络访问受限功能，则不授权其他用户访问这些功能。在某一时刻，只允许一位用户无限制
访问 S7-200 SMART CPU。
CPU还提供了 24V传感器电源，该电源可以为输入点、扩展模块上的继电器线圈电源或其他需求提供24V电源。必须手动将不同电源的公共端（M）连接在一起。
如果需要外部24 VDC电源，则确保该电源未与CPU的传感器电源并联。为提高电气噪声保护能力，建议将不同电源的公共端（M）连接在一起。
将外部24 VDC电源与CPU的24 VDC传感器的电源并联会导致这两个电源之间有冲突，因为每个电源都试图建立自己的输出电压电平。该冲突可能导致一个电源或两个电源的寿命缩短或立即发生故障，从而导致PLC系统意外运行。意外运行可能导致人员 、重伤或设备损坏。CPU的直流传感器电源和任何外部电源应给不同点供电。允许将多个公共端连接到一起。
S7-200 SMART 系统中的一些24 VDC电源输入端口是互连的，并且通过一个公共逻辑电路连接多个M端子。例如，在数据表中为“非隔离”时，以下电路是互连的：CPU的24 VDC、EM的继电器线圈的电源输入或非隔离模拟输入的电源。所有非隔离的M端必须连接到同一个外部参考电位。
将非隔离的M端子连接到不同参考电位将导致意外的电流，该电流可能导致PLC和任何连接设备损坏或允许不确定。不遵守这些准则可能会导致设备损坏或运行不确定，而后者可能导致、人员重伤和财产损失。务必确保S7-200 SMART系统中的所有非隔离M端子都连接到同一个参考电位。
西门子SITOP电源
CPU 312，用于小型工厂
CPU 314，用于对程序量和指令处理速率有额外要求的工厂
CPU 315-2 DP，用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP进行分布式组态的工厂
CPU 315-2 PN/DP，用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
CPU 317-2 DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP进行分布式组态的工厂
CPU 317-2 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂
下列紧凑型CPU 可以提供：
CPU 312C，具有集成数字量 I/O 以及集成计数器功能的紧凑型 CPU
CPU 313C，具有集成数字量和模拟量 I/O 的紧凑型 CPU
CPU 313C-2 PtP，具有集成数字量 I/O 、2个串口和集成计数器功能的紧凑型 CPU
CPU 313C-2 DP，具有集成数字量 I/O 、PROFIBUS DP 接口和集成计数器功能的紧凑型 CPU
CPU 314C-2 PtP，具有集成数字量和模拟量 I/O 、2个串口和集成计数、定位功能的紧凑型 CPU
CPU 314C-2 DP，具有集成数字量和模拟量 I/O、PROFIBUS DP 接口和集成计数、定位功能的紧凑型 CPU
下列技术型CPU 可以提供：
CPU315T-2DP，用于使用 PROFIBUS DP进行分布式组态、对程序量有中/高要求、同时需要对8个轴进行常规运动控制的工厂。
CPU317T-2DP，用于使用 PROFIBUS DP进行分布式组态、对程序量有高要求、又必须同时能够处理运动控制任务的工厂
下列故障安全型CPU 可以提供：
CPU315F-2DP，用于采用 PROFIBUS DP 进行分布式组态、对程序量有中/高要求的故障安全型工厂
CPU315F-2PN/DP，用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
CPU317F-2DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP进行分布式组态的故障安全工厂
CPU317F-2PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
西门子s7-300CPU:
标准型CPU 西门子CPU312  西门子CPU314  西门子CPU315-2DP  西门子CPU315-2PN/DP
西门子CPU317-2DP  西门子CPU317-2PN/DP  西门子CPU319-3PN/DP
紧凑型 CPU带有集成技术功能和 I/O  西门子CPU312C  西门子CPU313C
西门子CPU313C-2PtP  西门子CPU313C-2DP  西门子CPU314C-2PtP  西门子CPU314C-2DP
故障安全型 CPU（ 西门子CPU315F-2DP  西门子CPU315F-2PN/DP
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