西門(mén)子S7-200CN模塊6ES7211-0AA23-0XB0

CPU發(fā)展已經(jīng)有40多年的歷史了。我們通常將其分成 六個(gè)階段。 

(1)階段(1971年-1973年)。這是4位和8位低檔微處理器時(shí)代，代表產(chǎn)品是Intel 4004處理器。 

1971年，Intel生產(chǎn)的4004微處理器將運(yùn)算器和控制器集成在一個(gè)芯片上，標(biāo)志著CPU的誕生； 1978年，8086處理器的出現(xiàn)奠定了X86指令集架構(gòu)， 隨后8086系列處理器被廣泛應(yīng)用于個(gè)人計(jì)算機(jī)終端、高性能服務(wù)器以及云服務(wù)器中。 

(2)階段(1974年-1977年)。這是8位中高檔微處理器時(shí)代，代表產(chǎn)品是Intel 8080。此時(shí)指令系統(tǒng)已經(jīng)比較完善了。 

(3)第三階段(1978年-1984年)。這是16位微處理器的時(shí)代，代表產(chǎn)品是Intel 8086。相對(duì)而言已經(jīng)比較成熟了。 

(4)第四階段(1985年-1992年)。這是32位微處理器時(shí)代，代表產(chǎn)品是Intel 80386。已經(jīng)可以勝任多任務(wù)、多用戶(hù)的作業(yè)。

PLC產(chǎn)品使用情況和維護(hù)：
設(shè)備定期測(cè)試、調(diào)整（1） 每半年或季度檢查PLC柜中接線(xiàn)端子的連接情況，若發(fā)現(xiàn)松動(dòng)的地方及時(shí)重新堅(jiān)固連接；（2） 對(duì)柜中給主機(jī)供電的電源每月重新測(cè)量工作電壓；設(shè)備定期清掃（1） 每六個(gè)月或季度對(duì)PLC進(jìn)行清掃，切斷給PLC供電的電源把電源機(jī)架、CPU主板及輸入/輸出板依次拆下，進(jìn)行吹掃、清掃后再依次原位安裝好，將全部連接恢復(fù)后送電并啟動(dòng)PLC主機(jī)。認(rèn)真清掃PLC箱內(nèi)衛(wèi)生；（2） 每三個(gè)月更換電源機(jī)架下方過(guò)濾網(wǎng)；檢修前準(zhǔn)備（1） 檢修前準(zhǔn)備好工具；（2） 為保障元件的功能不出故障及模板不損壞，必須用保護(hù)裝置及認(rèn)真作防靜電準(zhǔn)備工作；（3） 檢修前與調(diào)度和操作工聯(lián)系好，需掛檢修牌處掛好檢修牌；設(shè)備拆裝順序及方法（1） 停機(jī)檢修，必須兩個(gè)人以上監(jiān)護(hù)操作；（2） 把CPU前面板上的方式選擇開(kāi)關(guān)從“運(yùn)行"轉(zhuǎn)到“停"位置；（3） 關(guān)閉PLC供電的總電源，然后關(guān)閉其它給模坂供電的電源；（4） 把與電源架相連的電源線(xiàn)記清線(xiàn)號(hào)及連接位置后拆下，然后拆下電源機(jī)架與機(jī)柜相連的螺絲，電源機(jī)架就可拆下；（5） CPU主板及I/0板可在旋轉(zhuǎn)模板下方的螺絲后拆下；（6） 安裝時(shí)以相反順序進(jìn)行

概述：

• 功能強(qiáng)大的PLC，滿(mǎn)足中、高性能要求。

• 要求苛刻的任務(wù)的解決方案。

• 品種齊全的模塊和性能分級(jí)的 CPU，優(yōu)秀適應(yīng)自動(dòng)化任務(wù)。

• 通過(guò)簡(jiǎn)單實(shí)施分布式結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)靈活的使用；操作簡(jiǎn)單的連接方法。

• 優(yōu)秀的通訊和網(wǎng)絡(luò)連接選件。

• 方便用戶(hù)和簡(jiǎn)易的無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)。

• 當(dāng)控制任務(wù)增加時(shí)，可自由擴(kuò)展。

• 多CPU運(yùn)行：
  多個(gè) CPU 在一個(gè) S7-400 中央機(jī)架中同時(shí)運(yùn)行。
  通過(guò)多處理器計(jì)算擴(kuò)大 S7-400 的整體性能。例如，復(fù)雜的任務(wù)可以分解為各種技術(shù)，如開(kāi)環(huán)控制、計(jì)算或通訊，并分配給不同的 CPU。每個(gè) CPU 可以自我在本地分配。

• 模塊化：
  功能強(qiáng)大的 S7-400 背板總線(xiàn)和可以直接連接到 CPU 的通訊接口可以實(shí)現(xiàn)許多通訊線(xiàn)路的高性能操作。例如，這樣可以具有一條用于 HMI 和編程任務(wù)的通訊線(xiàn)路，一條用于高性能、等距運(yùn)動(dòng)控制組件的通訊線(xiàn)路和一條“正常"I/O 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)。還可以執(zhí)行額外需要的與 MES/ERP 系統(tǒng)或 Internet 的連接。

• 工程和診斷：
  尤其是在使用采用高性能工程組件的大量自動(dòng)化解決方案時(shí)，使用 SIMATIC 工程工具可以極為有效地組態(tài)和編程 S7-400。提供了可用于該用途的高級(jí)語(yǔ)言（如 SCL）、用于順序控制的圖形工程工具、狀態(tài)圖和技術(shù)圖。

概述
    SIMATIC S7-200系列PLC適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。S7-200系列的強(qiáng)大功能使其無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7-200系列具有*的性能/價(jià)格比。
    S7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 
    * *的可靠性 
    * 極豐富的指令集 
    * 易于掌握 
    * 便捷的操作 
    * 豐富的內(nèi)置集成功能 
    * 實(shí)時(shí)特性 
    * 強(qiáng)勁的通訊能力 
    * 豐富的擴(kuò)展模塊 
    S7-200系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。如：沖壓機(jī)床，磨床，印刷機(jī)械，橡膠化工機(jī)械，中央空調(diào)，電梯控制，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。
    S7-200系列PLC可提供4個(gè)不同的基本型號(hào)的8種CPU供您使用。 
CPU單元設(shè)計(jì) 
    集成的24V負(fù)載電源：可直接連接到傳感器和變送器（執(zhí)行器），CPU 221，222具有180mA輸出， CPU 224，CPU 226分別輸出280，400mA?？捎米髫?fù)載電源。 
不同的設(shè)備類(lèi)型 
    CPU 221~226各有2種類(lèi)型CPU，具有不同的電源電壓和控制電壓。 
本機(jī)數(shù)字量輸入/輸出點(diǎn) 
    CPU 221具有6個(gè)輸入點(diǎn)和4個(gè)輸出點(diǎn)，CPU 222具有8個(gè)輸入點(diǎn)和6個(gè)輸出點(diǎn)，CPU 224具有14個(gè)輸入點(diǎn)和10個(gè)輸出點(diǎn)。CPU 226具有24個(gè)輸入點(diǎn)和16個(gè)輸出點(diǎn)。 
中斷輸入 
    允許以極快的速度對(duì)過(guò)程信號(hào)的上升沿作出響應(yīng)。 
高速計(jì)數(shù)器 
    CPU 221/222 
    4個(gè)高速計(jì)數(shù)器（30KHz），可編程并具有復(fù)位輸入，2個(gè)獨(dú)立的輸入端可同時(shí)作加、減計(jì)數(shù)，可連接兩個(gè)相位差為90°的A/B相增量編碼器。
    CPU224/226 
    6個(gè)高速計(jì)數(shù)器（30KHz），具有CPU221/222相同的功能。 
    CPU 222/224/226 
    可方便地用數(shù)字量和模擬量擴(kuò)展模塊進(jìn)行擴(kuò)展?？墒褂梅抡嫫鳎ㄟx件）對(duì)本機(jī)輸入信號(hào)進(jìn)行仿真，用于調(diào)試用戶(hù)程序。 
模擬電位器 
    CPU221/222 1個(gè)。 
    CPU224/226 2個(gè)。 
脈沖輸出 
    2路高頻率脈沖輸出（大20KHz），用于控制步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)定位任務(wù)。 
實(shí)時(shí)時(shí)鐘 
    例如為信息加注時(shí)間標(biāo)記，記錄機(jī)器運(yùn)行時(shí)間或?qū)^(guò)程進(jìn)行時(shí)間控制。 
EEPROM存儲(chǔ)器模塊（選件） 
    可作為修改與拷貝程序的快速工具（無(wú)需編程器），并可進(jìn)行輔助軟件歸檔工作。

S7-200的功能確實(shí)不夠綠色，定時(shí)器個(gè)數(shù)是有限的，但是可以通過(guò)寫(xiě)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能，這樣就不存在定時(shí)器被多次調(diào)用的問(wèn)題了，定時(shí)器實(shí)際上就是讀取CPU內(nèi)部晶振的次數(shù)，可以用定時(shí)器中斷或是SM0.5編寫(xiě)子程序。

    S7-200是一款通用性很強(qiáng)大的產(chǎn)品，直接提供的功能有限，但是可以不斷的思考，通過(guò)編程等方式獲得產(chǎn)品更大的利用空間。

    西門(mén)子S7-200PLC的自由口通訊具有非常強(qiáng)大的功能，熟練使用自由口通訊可以很方便的實(shí)現(xiàn)PLC與其他智能設(shè)備的數(shù)據(jù)交換。使用自由口通訊需要以下幾個(gè)方面的編程設(shè)置：對(duì)SMB30進(jìn)行設(shè)置端口選擇，波特率選擇，校驗(yàn)設(shè)置，對(duì)SMB87,89,90,94進(jìn)行設(shè)置緩沖區(qū)等。通過(guò)ATCH指令進(jìn)行中斷設(shè)置，對(duì)中斷狀態(tài)進(jìn)行判斷。通過(guò)RCV指令進(jìn)行接收數(shù)據(jù)。

    通訊交換數(shù)據(jù)

    交換數(shù)據(jù)是通過(guò)COM口進(jìn)行的，所以一定要注意通訊口的地址使用和時(shí)間使用。另外數(shù)據(jù)緩沖區(qū)定義也非常重要，因?yàn)榻粨Q的數(shù)據(jù)會(huì)直接存儲(chǔ)到這個(gè)緩沖區(qū)里。

    與其他智能設(shè)備通訊

    S7-200與其他智能設(shè)備通訊時(shí)，一般會(huì)采用相應(yīng)的協(xié)議，一般來(lái)說(shuō)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)會(huì)有相應(yīng)的站地址，以及主站與從站，一定要區(qū)分好這方面的問(wèn)題。

PID控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。它是根據(jù)被控過(guò)程的特性確定PID控制器的比例系數(shù)、積分時(shí)間和微分時(shí)間的大小。

    PID控制器參數(shù)整定的方法很多，概括起來(lái)有兩大類(lèi)：一是理論計(jì)算整定法。它主要是依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過(guò)理論計(jì)算確定控制器參數(shù)。二是工程整定方法，它主要依賴(lài)工程經(jīng)驗(yàn)，直接在控制系統(tǒng)的試驗(yàn)中進(jìn)行，且方法簡(jiǎn)單、易于掌握，在工程實(shí)際中被廣泛采用。

    PID控制器參數(shù)的工程整定方法，一般采用的是臨界比例法。利用該方法進(jìn)行PID控制器參數(shù)的整定步驟如下：(1)首先預(yù)選擇一個(gè)足夠短的采樣周期讓系統(tǒng)工作；(2)僅加入比例控制環(huán)節(jié)，直到系統(tǒng)對(duì)輸入的階躍響應(yīng)出現(xiàn)臨界振蕩，記下這時(shí)的比例放大系數(shù)和臨界振蕩周期；(3)在一定的控制度下通過(guò)公式計(jì)算得到PID控制器的參數(shù)。

    PID參數(shù)的設(shè)定：是靠經(jīng)驗(yàn)及工藝的熟悉，參考測(cè)量值跟蹤與設(shè)定值曲線(xiàn)，從而調(diào)整PID的大小。比例I/微分D=2，具體值可根據(jù)儀表定，再調(diào)整比例帶P，P過(guò)頭，到達(dá)穩(wěn)定的時(shí)間長(zhǎng)，P太短，會(huì)震蕩，永遠(yuǎn)也打不到設(shè)定要求。

    PID控制器參數(shù)的工程整定,各種調(diào)節(jié)系統(tǒng)中P.I.D參數(shù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)以下可參照：

    溫度T：P=20~60%，T=180~600s，D=3-180s；

    壓力P：P=30~70%，T=24~180s；

    液位L：P=20~80%，T=60~300s；

    流量L：P=40~*，T=6~60s。

    這里介紹一種經(jīng)驗(yàn)法，方法的基本程序是先根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，確定一組調(diào)節(jié)器參數(shù)，并將系統(tǒng)投入閉環(huán)運(yùn)行，然后人為地加入階躍擾動(dòng)（如改變調(diào)節(jié)器的給定值），觀察被調(diào)量或調(diào)節(jié)器輸出的階躍響應(yīng)曲線(xiàn)。若認(rèn)為控制質(zhì)量不滿(mǎn)意，則根據(jù)各整定參數(shù)對(duì)控制過(guò)程的影響改變調(diào)節(jié)器參數(shù)。這樣反復(fù)試驗(yàn)，直到滿(mǎn)意為止。

    西門(mén)子S7-200PLC集成有高速計(jì)數(shù)功能，高速計(jì)數(shù)是PLC的一項(xiàng)非常重要的功能，在工業(yè)領(lǐng)域中測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)速度與周期一般都是用脈沖式儀器，例如旋轉(zhuǎn)編碼器。這類(lèi)儀器的頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于PLC的采集頻率，因此使用高速計(jì)數(shù)器顯得尤為重要。S7-200高速計(jì)數(shù)功能的知識(shí)點(diǎn)主要分幾個(gè)部分：一是輸入地址，二是計(jì)數(shù)模式，按有無(wú)方向，有無(wú)復(fù)位，外部復(fù)位和軟復(fù)位等進(jìn)行分類(lèi)。三是相應(yīng)的控制特殊功能寄存器。來(lái)控制計(jì)數(shù)器的模式和預(yù)置值等。

    高速計(jì)數(shù)器復(fù)位

    高速計(jì)數(shù)的復(fù)位是使用計(jì)數(shù)器時(shí)非常重要的地方。由于外部器件例如編碼器等，一般都會(huì)有累積誤差，那么就需要定期的進(jìn)行復(fù)位。另外編碼器一些功能的實(shí)現(xiàn)也要求它具有復(fù)位功能。

    高速計(jì)數(shù)器測(cè)量轉(zhuǎn)速周期等

    使用編碼器和高速計(jì)數(shù)器，定時(shí)中斷等，可以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)體的速度周期等數(shù)據(jù)的測(cè)量，此功能在對(duì)電機(jī)測(cè)量方面有廣泛的應(yīng)用。

   實(shí)數(shù)的格式

    實(shí)數(shù)（浮點(diǎn)數(shù)）由32位單精度數(shù)表示，其格式按照ANSI/IEEE754-1985標(biāo)準(zhǔn)中所描述的形式。實(shí)數(shù)按照雙字長(zhǎng)度來(lái)存取。對(duì)于S7-200來(lái)說(shuō)，浮點(diǎn)數(shù)精確到小數(shù)點(diǎn)后第六位。因而當(dāng)使用一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)常數(shù)時(shí)，多可以到小數(shù)點(diǎn)后第六位。

    實(shí)數(shù)運(yùn)算的精度

    在計(jì)算中涉及到非常大和非常小的數(shù)，則有可能導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果不精確。

    字符串的格式

    字符串指的是一系列字符，每個(gè)字符以字節(jié)的形式存儲(chǔ)。字符串的*個(gè)字節(jié)定義了字符串的長(zhǎng)度，也就是字符的個(gè)數(shù)。一個(gè)字符串的長(zhǎng)度可以是0到254個(gè)字符，再加上長(zhǎng)度字節(jié)，一個(gè)字符串的大長(zhǎng)度為255個(gè)字節(jié)。而一個(gè)字符串常量的大長(zhǎng)度為126字節(jié)。

    布爾型數(shù)據(jù)（0或1）。

    S7-200CPU不支持?jǐn)?shù)據(jù)類(lèi)型檢測(cè)

    例如：可以在加法指令中使用VW100中的值作為有符號(hào)整數(shù)，同時(shí)也可以在異或指令中將VW100中的數(shù)據(jù)當(dāng)作無(wú)符號(hào)的二進(jìn)制數(shù)。

    S7-200提供各種變換指令，使用戶(hù)能方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)制式及表達(dá)方式的變換。

西門(mén)子PLC對(duì)檢修工藝及技術(shù)要求見(jiàn)如下，另外我司還舉一個(gè)西門(mén)子PLC維修實(shí)例供大家參考：

    （1）測(cè)量電壓時(shí)，要用數(shù)字電壓表或精度為1%的*表測(cè)量

    （2）電源機(jī)架，CPU主板都只能在主電源切斷時(shí)取下；

    （3）在RAM模塊從CPU取下或插入CPU之前，要斷開(kāi)PC的電源，這樣才能保證數(shù)據(jù)不混亂；

    （4）在取下RAM模塊之前，檢查一下模塊電池是否正常工作，如果電池故障燈亮?xí)r取下模塊PAM內(nèi)容將丟失；

    （5）輸入/輸出板取下前也應(yīng)先關(guān)掉總電源，但如果生產(chǎn)需要時(shí)I/0板也可在可編程控制器運(yùn)行時(shí)取下，但CPU板上的QVZ（超時(shí)）燈亮；

    （6）撥插模板時(shí)，要格外小心，輕拿輕放，并運(yùn)離產(chǎn)生靜電的物品；

    （7）更換元件不得帶電操作；

    （8）檢修后模板安裝一定要安插到位

    西門(mén)子PLC維修實(shí)例：

    型號(hào)：S7-200(CPU226)

    故障現(xiàn)象：錯(cuò)誤指示燈閃

    故障分析：根據(jù)故障問(wèn)題通電PLC無(wú)法將開(kāi)關(guān)撥到RUN狀態(tài)，錯(cuò)誤指示燈一直閃爍，斷電復(fù)位后故障依舊，打開(kāi)外殼測(cè)量電源供電電壓都正常。說(shuō)明錯(cuò)誤燈閃跟程序和CPU有關(guān)系，先把PLC連接電腦讀出程序正常。把PLC程序清空后上電錯(cuò)誤燈不閃。一切正常。說(shuō)明程序可能有問(wèn)題。在檢查程序發(fā)現(xiàn)程序有幾處空白段，初步懷疑是程序問(wèn)題。把程序段根據(jù)客戶(hù)外部信號(hào)條件修改好程序輸入PLC后故障解除。

    故障修復(fù)：修改程序重新輸入后故障解除。

　　一、 S7-200PLC內(nèi)部RS485接口電路圖

　　圖中R1、R2是阻值為10歐的普通電阻，其作用是防止RS485信號(hào)D+和D-短路時(shí)產(chǎn)生過(guò)電流燒壞芯片，Z1、Z2是鉗制電壓為6V，大電流為10A的齊納二極管，24V電源和5V電源共地未經(jīng)隔離，當(dāng)D+或D-線(xiàn)上有共模干擾電壓灌入時(shí)，由橋式整流電路和Z1、Z2可將共模電壓鉗制在±6.7V，從而保護(hù)RS485芯片SN75176（RS485芯片的允許共模輸入電壓范圍為：-7V～+12V）。該保護(hù)電路能承受共模干擾電壓功率為60W，保護(hù)電路和芯片內(nèi)部沒(méi)有防靜電措施