西门子S7-200SMART模块CPUST20 量大从优

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
SIMATIC S7工业软件
西门子的工业软件分为三个不同的种类：
（1）编程和工程工具  编程和工程工具包括所有基于PLC或PC用于编程、组态、模拟和维护等控制所需的工具。STEP 7标准软件包SIMATIC S7是用于S7-300/400，C7 PLC和SIMATIC WinAC基于PC控制产品的组态编程和维护的项目管理工具，STEP 7-Micro/WIN是在Windows平台上运行的S7-200系列PLC的编程、在线仿真软件。
（2）基于PC的控制软件  基于PC的控制系统WinAC允许使用个人计算机作为可编程序控制器（PLC）运行用户的程序，运行在安装了Windows NT4.0操作系统的SIMATIC工控机或其它任何商用机。WinAC提供两种PLC，一种是软件PLC，在用户计算机上作为视窗任务运行。另一种是插槽PLC（在用户计算机上安装一个PC卡），它具有硬件PLC的全部功能。WinAC与SIMATIC S7系列处理器完全兼容，其编程采用统一的SIMATIC编程工具（如STEP 7），编制的程序既可运行在WinAC上，也可运行在S7系列处理器上。
（3）人机界面软件  人机界面软件为用户自动化项目提供人机界面（HMI）或SCADA系统，支持大范围的平台。人机界面软件有两种，一种是应用于机器级的ProTool，另一种是应用于级的WinCC。
ProTool适用于大部分HMI硬件的组态，从操作员面板到标准PC都可以用集成在STEP 7中的ProTool有效地完成组态。ProTool/lite用于文本显示的组态，如：OP3，OP7，OP17，TD17等。ProTool/Pro用于组态标准PC和所有西门子HMI产品，ProTool/Pro不只是组态软件，其运行版也用于Windows平台的系统。
WinCC是一个真正开放的，面向与数据采集的SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）软件，可在任何标准PC上运行。WinCC操作简单，系统可靠性高，与STEP 7功能集成，可直接进入PLC的硬件故障系统，节省项目开发时间。它的设计适合于广泛的应用，可以连接到已存在的自动化环境中，有大量的通信接口和全面的过程信息和数据处理能力，其 的WinCC5.0支持在办公室通过IE浏览器动态生产过程。
PDU的寻址方式也在Modbus应用层协议中作出了具体的定义。在ModbusPDU中每一个数据都赋予从0~65535中的一个值作为该数据的地址。而在Modbus数据模型中，每一种数据类型块中的数据单元都定义了一个从1到n(设备容量决定)的值作为其地址。
Modbus数据模型要与符合IEC-61131标准的实际设备内存或者其他模型对应起来，这方面的映射关系是由设备生产厂家制定的。图二给出了Modbus寻址模型，设备内存中的四种数据模式的组织方式是由厂家决定的。由图2可知，一个ModbusPDU地址所对应的Modbus数据模型地址为该PDU地址加1。
2.2Modbus通信实现方式
要实现设备间的通信，需要将Modbus应用层协议嵌入到ISO/OSI参考模型中的低层协议中。现行的通信方式有三种:
(1)通过串行链路实现的异步数据传输(Modbus-RTUandModbus-ASCII)，又称标准Modbus通信;
(2)高速令牌环信(Modbus-Plus);
(3)基于TCP/IP的客户/服务器结构通信(Modbus-TCP)。
表2给出这三种通信方式与ISO/OSI参考模型的比较。

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。

工艺设计及电控触摸屏和PLC控制思路：
1、在本次在离心机热能回收系统的升级改造中，使用了SMART系列PLC的SR60型号CPU作为控制器，通过对现场设备的IO控制以及MODBUS协议通信控制，实现了热回收系统的自动控制功能，并通过以太信实现了与中控室上位机的连接，实现了对温度，压力，流量的显示，以及必要的修改操作。本次改造，充分发挥了SR60型号CPU的系统功能，来实现对设备的控制和，也使我对小型机的功能有了新的认识。
2、IO表设计及PLC选型
根据现场设备，汇总需要输入点13个，输出点12个，其中两个输出点为220V交流输出驱动接触器动作，所以选择继电器输出型的PLC，根据IO点数要求，我们选择了S7-200 SMART系列的SR40型号CPU（实际采用SR60），并根据需求设计了IO表。
3、其它主要电气设备选型4、确定通讯方案
1）、MODBUS通讯方案
①英威腾CH100A变频器提供modbus 协议地址表，能够方便地接入系统。
②英威腾CH100A变频器参数设置
通信种类：2：MODBUS RTU形式
机器地址：1
传送速度：1：9600bps
数据长度：1：8位
校验形式：0：无校验
编程与调试
1、IO控制程序编程与调试
热水回收系统工艺流程比较简单，采用过程和分时段送水控制，这里采用了时序控制。
利用hmi 读取和设定PLC时钟在面板显示，以达到时钟一致不变。设定不同时段的送水激活指令以达到自动满足条件送水的目的。
2、MODBUS通信程序编程与调试：
samrt 200 plc自带modbus 库指令，组态应用变得简
3、上位机组态
上位机首先与PLC通过网线连接，然后在软件中添加新设备。然后建立相关的变量连接
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。

PLC工作状态一目了然安装便捷,支持导轨式和螺钉式安装所有模块的输入输出端子可拆卸集成以太网口,程插针式连接,模块序下载、设备组网连接更加紧密通用 Micro sD卡支持程序下载和信号板扩展实现化PLC固件更新配置,同时不占用电控西门子高速芯片配备**级电容,掉电基本指令执行时间可情况下,依然能保证时钟正常工作
带来的危害目前尚未显露，因为这些项目还处在建设期。从立法层面来看，垃圾分类制度已编入法律，相关法律法规包括。是城市生活垃圾的主要组成成分，随着固废处理企业地域性优势逐渐消退，异地并购及横向发展会使强者恒强，使我国固废处理行业集中度进一步。近年来不断加码：1、强调，
说明
如果从存储卡或硬盘上的文件加载密码保护程序，必须输入密码才能访问保护区域。没有
密码不能访问密码保护程序组件，不输入密码也不能清除分配的密码。
PLC 设备组态
6.1 组态 PLC 系统的运行
S7-200 SMART
176 系统手册, V2.5, 01/2020, A5E03822234-AI
PLC 循环上电后，通过复位命令清除 PLC
要在忘记密码的情况下清除 PLC，请按以下步骤操作：
1. 在 PLC 菜单功能区的“修改”(Modify) 区域单击“清除”(Clear) 按钮。
2. 选中“块”(Blocks) 下的“复位为出厂默认设置”(Reset to factory defaults) 选项和“选
项”(Options) 下的“忘记密码”(Forgot Password) 选项。
3. 单击“清除”(Clear) 按钮并在 60 秒内对 CPU 循环上电。注意，必须在 60 秒内以物理
方式循环上电；暖启动或其它重启方式都不会达到预期效果。
在所需的时间范围内执行这些步骤后，CPU 会复位为出厂默认设置。
6.1.17 创建复位为出厂默认存储卡。
可创建一个将标准 S7-200 SMART CPU 返回到出厂默认状态的存储卡。如果要清除标准
CPU 的内容，可使用此复位为出厂默认存储卡。要创建复位为出厂默认存储卡，按以下
步骤操作：
1. 使用读卡器和 Windows 资源管理器 microSDHC 卡中的所有内容。
2. 使用 Notepad 等编辑器创建一个包含一行字符串“RESET_TO_FACTORY”的简单文本
1、硬件连接（编程设备直接与 CPU 连接）先，安装 CPU 到固定位置；其次，在 CPU 上端以太网接口插入以太网电缆，将以太网电缆连接到编程设备的以太网口上。
2、建立 Micro/WIN SMART 与 CPU 的连接先，在 STEP 7-Micro/WIN SMART 中，点击 “通信” 按钮打开 “通信” 对话框
然后，进行如下操作：
a. 单击 “网络接口卡” 下拉列表选择编程设备的 “网络接口卡”。         b. 双击 “更新可用设备” 来刷新网络中存在的 CPU ；         c. 在设备列表中跟据 CPU 的 IP 地址选择已连接的 CPU。          d. 选择需要进行下载的 CPU 的 IP 地址之后，单击 “OK” 按钮，建立连接。（同时只能选择一个 CPU 与Micro/WIN SMART 进行通信） 注意：如果网络中存在不只一台设备，用户可以在 “通信” 对话框中左侧的设备列表中选中某台设备然后点击 “Flash Lights” 按钮轮流点亮 CPU 本体上的 RUN ，STOP 和 ERROR 灯来辨识该 CPU。 也可以通过 “MAC地址” 来确定网络中的 CPU， MAC 地址在 CPU 本体上 “LINK” 指示灯的上方。
全新的S7-200 SMART 带来两种不同类型的CPU 模块，标准型和经济型，满足不**业、不同客户、不同设备的各种需求。 标准型作为可扩展CPU 模块，可满足对I/O规模有较大需求，逻辑控制较为复杂的应用；而经济型CPU 模块直接通过单机本体满足相对简单的控制需求。
简要介绍：
S7-200 SMART家族提供各种各样的模块以扩展CPU的性能。通过扩展模块，您可以很容易的扩展控制器的本地I/O，以满足您的应用需求。我们分别提供了数字/模拟模块以提供额外的数字/模拟 I/O通道。
对于少量的 I/O 点数扩展及更多通信端口的需求，全新设计的信号板能够提供更加经济、灵活的解决方案。通过信号板可以有效的定制CPU，提供额外的数字量I/O、模拟量I/O和通讯接口，而不影响面板空间。
产品信息：
本机集成8输入/6输出共14个数字量I/O点。可连接2个扩展模块。6K字节程序和数据存储空间。4个立的30kHz高速计数器，2路立的20kHz高速脉冲输出。1个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。非常适合于小点数控制的微型控制器。
本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点。可连接7个扩展模块，扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间。6个立的30kHz高速计数器，2路立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。1个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。是具有较强控制能力的控制器。
本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点，2输入/1输出共3个模拟量I/O点，可连接7个扩展模块，扩展值至168路数字量I/O点或38路模拟量I/O点。20K字节程序和数据存储空间，6个立的高速计数器（100KHz），2个100KHz的高速脉冲输出，2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。本机还新增多种功能，如内置模拟量I/O,位控特性，自整定PID功能，线性斜坡脉冲指令，诊断LED，数据记录及配方功能等。是具有模拟量I/O和强大控制能力的新型CPU。
本机集成24输入/16输出共40个数字量I/O 点。可连接7个扩展模块，扩展至248路数字量I/O 点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间。6个立的30kHz高速计数器，2路立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。用于较高要求的控制系统，具有更多的输入/输出点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集成功能。可完全适应于一些复杂的中小型控制系统。
SIMATICS7-200设计作为一个统一的模块化系统。它提供了一个可扩展以满足您的需求模块的模块化系统。扩展模块有4/4至32/32的I/O，从4/0，8/0，0/4至4/1个I/O的模拟模块，以及开关负载用的性能模块：5ADC或者10A继电器实时响应
设计
CP具有加固的塑料外壳，带有LED指示灯用于显示工作和故障状态。
它们显示出了SIMATICS7-200设计的全**势，如.
•设计紧凑
•便于安装
•用户友好型接线等。
主要特点在SIMATICS7-200的CPU上可以增加通讯模块。实现S7-200系统的、DP通讯、以太讯、AS-Interface通讯等。
应用
快速PROFIBUS连接
通过EM277通讯模块可以运行222以上所有CPU，作为PROFIBUSDP网络上的标准从站，传输速率高达12Mbit/s。S7-200对更高水平PROFIBUSDP控制水平的开放特点，确保您可以将单台机器集成到生产线中。使用EM277扩展模块，您可以实现配备了S7-200的单机器的PROFIBUS能力。
功能强大的AS-Interface连接
在AS-Interface网络上CP243-2将从CPU从222上升到功能强大的主站。根据新的AS-V2.1接口规范，可以更多连接62个站，甚至易于集成的模拟传感器。使用AS-Interface，可以在更高配置中更多连接248个DI+186DO。更大62站的数量更多可以包括31个模拟模块。方便AS-Interface接口向导支持从站和读/写入数据的配置。
http://zhangqueena.b2b168.com