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西門子PLC模塊6ES7214-1HG40-0XB0

S7-200之間的數(shù)據(jù)交換，但是不是我們推薦的常用通信方式。因?yàn)槭褂肕odbus通信和自由口通信時(shí)您需要編寫大量的程序，并無法很好的保證通信的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性，Modbus 通信和自由口通信是常用于S7-200CPU與第三方設(shè)備或儀表之間的數(shù)據(jù)交換方式。

1.1 網(wǎng)絡(luò)讀寫（PPI）通信

PPI 協(xié)議是S7-200的主從通信協(xié)議.利用此方式可以實(shí)現(xiàn)S7-200與S7-200間的數(shù)據(jù)交換。這種通信方式利用CPU集成通信口即可實(shí)現(xiàn)，配置簡單。通信中，主站設(shè)備將請(qǐng)求發(fā)送至從站設(shè)備，然后從站設(shè)備進(jìn)行響應(yīng)

PLC具有穩(wěn)定可靠、價(jià)格便宜、功能齊全、應(yīng)用靈活方便、操作維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)，這是它能持久的占有市場的根本原因。隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提升，PLC所占據(jù)的地位可以說功不可沒，雖然PLC是專為工業(yè)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，硬件設(shè)計(jì)有極高的安全性和穩(wěn)定性，但是不乏一些自然原因和人為因素導(dǎo)致PLC損壞，不能正常使用。

  PLC的價(jià)格少則幾百，多則上萬，所以從節(jié)省開支方面講，PLC損壞后還是具有一定的維修價(jià)值。PLC的維修技術(shù)，不單是PLC硬件上的修復(fù)，還有PLC線路以及軟件的相互配合，再者，PLC不像單片機(jī)那樣，是單一的芯片，加上少量電路就能工作，修復(fù)相對(duì)簡單。

  控制回路有開環(huán)和閉環(huán)的區(qū)別。開環(huán)控制回路，指輸出是根據(jù)一個(gè)參考量而定，輸入和輸出量沒有直接的關(guān)系。而閉環(huán)回路則將控制回路的輸出再反饋回來作為回路的輸入，與該量的設(shè)定值或應(yīng)該的輸出值作比較。閉環(huán)回路控制又叫反饋控制，是控制系統(tǒng)中常見的控制方式。下面介紹幾種常規(guī)的反饋控制的模式。二位控制這是簡單的反饋控制，有時(shí)也叫開關(guān)控制。這種控制是當(dāng)被測量達(dá)到高值或低值的時(shí)候，就給出一個(gè)開關(guān)的信號(hào)。雖然被測量可能是模擬量，但控制輸出是開關(guān)的，所以叫兩位控制。

  PLC內(nèi)部集成了CPU，存儲(chǔ)器，I/O電路，通訊電路

SIWAREX集成化解決方案替代稱重變送器/儀表

EMC即電磁兼容性，描述了電氣設(shè)備在特定的電磁下，既不受到電磁的影響，也不會(huì)對(duì)周圍產(chǎn)生影響的能力。在安裝之前，一定要執(zhí)行EMC設(shè)計(jì)規(guī)范，分析各種可能存在的源。

電磁可以通過以下幾種到控制和稱重模塊的正常工作：
（1） 電磁場直接作用于控制；
（2） 通過現(xiàn)場總線引入，如PROFIBUS DP；
（3） 通過電纜引入；
（4） 通過電源或者保護(hù)地引入；

根據(jù)傳輸介質(zhì)（導(dǎo)電還是非導(dǎo)電）以及源與設(shè)備之間的距離，可以通過四種耦合到控制：
（1） 電導(dǎo)耦合
（2） 電容耦合
（3） 電感耦合
（4） 輻射耦合

安裝接線注意事項(xiàng)

原則1：接地面積要大
安裝自動(dòng)化設(shè)備時(shí)，不可動(dòng)的金屬部件要接地，接地面積要大，接地電阻要小，比如通過扁鋼、銅排、截面積比較大的電纜等。噴漆或者陽極化處理的金屬部件，通過螺絲接地時(shí)，需要通過專門的接地片或者去掉面的防腐層。因?yàn)殇X很容易氧化，不適宜作為接地材料。

圖2 接地銅排及電纜

原則2：電纜敷設(shè)要分類
在敷設(shè)電纜時(shí)，將其按照主電源線、電源線、線、現(xiàn)場總線等進(jìn)行分類，電源線與線一定要走不同的穿線管或者走線槽，線盡可能貼著支撐梁、金屬導(dǎo)軌、機(jī)柜背板等走線。

原則3：等電勢體
創(chuàng)建等電勢體，并將內(nèi)的所有電氣設(shè)備都通過等電勢體連接到大地。對(duì)于防爆應(yīng)用，必須建立等電勢體。

原則4：電纜屏蔽層要連接
稱重模塊與傳感器之間推薦使用西門子提供的電纜，如圖3所示。
電纜型號(hào)：Li2Y 1 x 2 x 0.75 ST + 2 x (2 x 0.34 ST) – CY
訂貨號(hào)： 非防爆 7MH4702-8AG 防爆 7MH4702-8AF
注意：如果使用第三方電纜，請(qǐng)使用兩兩雙絞屏蔽，外面還要有一層總屏蔽的雙屏蔽電纜：

圖3 稱重模塊與傳感器之間連接電纜

當(dāng)傳感器與稱重模塊之間距離很遠(yuǎn)時(shí)，在有等電勢體的前提下，建議屏蔽層在接線盒和模塊處均大面積接地，如下圖所示：

在模塊側(cè)電纜的屏蔽層壓直接壓在屏蔽安裝單元上，如下圖所示：

圖4 電纜屏蔽層的連接

原則5 各種屏蔽連接單元的使用
在稱重模塊側(cè)，稱重傳感器電纜的屏蔽層通過各種屏蔽連接元件與安裝背板或者導(dǎo)軌進(jìn)行大面積連接。
對(duì)于S7 200中使用的SIWAREX MS模塊其屏蔽連接端子如下圖所示，訂貨號(hào)：6ES5728-8MA11，每包10個(gè)。

圖5 SIWAREX MS屏蔽連接端子

對(duì)于SIWAREX U、SIWAREX FTC和SIWAREX FTA模塊，屏蔽連接元件和屏蔽連接端子需要配合使用，其中：
屏蔽連接單元，訂貨號(hào)：6ES7390-5AA00-0AA0，可供兩個(gè)SIWAREX U 使用，（對(duì)于SIWAREX FTC和SIWAREX FTA模塊一個(gè)連接單元只能連接一個(gè)模塊。）
屏蔽連接端子，訂貨號(hào)：6ES7390-5CA00-0AA0，每包兩個(gè)，適合線徑為4 到13mm 的傳感器電纜

CPU 支持以下類型的代碼塊，使用它們可以創(chuàng)建有效的用戶程序結(jié)構(gòu)：

• 組織塊 (OB) 定義程序的結(jié)構(gòu)。 有些 OB 具有預(yù)定義的行為和啟動(dòng)事件，但用戶也可以創(chuàng)建具有自定義啟動(dòng)事件的 OB。
• 功能 (FC) 和功能塊 (FB) 包含與特定任務(wù)或參數(shù)組合相對(duì)應(yīng)的程序代碼。 每個(gè) FC 或 FB 都提供一組輸入和輸出參數(shù)，用于與調(diào)用塊共享數(shù)據(jù)。 FB 還使用相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)塊（稱為背景數(shù)據(jù)塊）來保存該 FB 調(diào)用實(shí)例的數(shù)據(jù)值。 可多次調(diào)用 FB，每次調(diào)用都采用唯一的背景數(shù)據(jù)塊。 調(diào)用帶有不同背景數(shù)據(jù)塊的同一 FB 不會(huì)對(duì)其它任何背景數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)值產(chǎn)生影響。
• 數(shù)據(jù)塊 (DB) 存儲(chǔ)程序塊可以使用的數(shù)據(jù)。

用戶程序的執(zhí)行順序是：從一個(gè)或多個(gè)在進(jìn)入 RUN 模式時(shí)運(yùn)行一次的可選啟動(dòng)組織塊 (OB) 開始，然后執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)循環(huán)執(zhí)行的程序循環(huán) OB。還可以將 OB 與中斷事件關(guān)聯(lián)，該事件可以是標(biāo)準(zhǔn)事件或錯(cuò)誤事件。當(dāng)發(fā)生相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)或錯(cuò)誤事件時(shí)，即會(huì)執(zhí)行這些 OB。

功能 (FC) 或功能塊 (FB) 是指可從 OB 或其它 FC/FB 調(diào)用的程序代碼塊，可下至以下嵌套深度：

• 16（從程序循環(huán) OB 或啟動(dòng) OB 開始）
• 6（從任意中斷事件 OB 開始）

FC 不與任何特定數(shù)據(jù)塊 (DB) 相關(guān)聯(lián)。FB 與 DB 直接相關(guān)并使用該 DB 傳遞參數(shù)及存儲(chǔ)中間值和結(jié)果。

用戶程序、數(shù)據(jù)及組態(tài)的大小受 CPU 中可用裝載存儲(chǔ)器和工作存儲(chǔ)器的限制。對(duì)各個(gè) OB、FC、FB 和 DB 塊的數(shù)目沒有特殊限制。但是塊的總數(shù)限制在 1024 之內(nèi)。

每個(gè)周期都包括寫入輸出、讀取輸入、執(zhí)行用戶程序指令以及執(zhí)行后臺(tái)處理。該周期稱為掃描周期或掃描。

S7?1200 自動(dòng)化解決方案可由配備 S7?1200 CPU 和附加模塊的中央機(jī)架組成。術(shù)語“中央機(jī)架”表示 CPU 和關(guān)聯(lián)模塊采用導(dǎo)軌或面板式安裝。只有在通電時(shí)才會(huì)對(duì)模塊（SM、SB、BB、CB、CM 或 CP）進(jìn)行檢測和記錄。

• 不支持通電時(shí)在中央機(jī)架中插入或拔出模塊（熱插拔）。切勿在 CPU 通電時(shí)在中央機(jī)架中插入或拔出模塊。

  警告 插入或拔出模塊的安全要求 在 CPU 通電時(shí)在中央機(jī)架中插入或拔出模塊（SM、SB、BB、CD、CM 或 CP）可能導(dǎo)致不可預(yù)知的行為，從而導(dǎo)致設(shè)備受損和/或人員受傷。 在中央機(jī)架中插入或拔出模塊前，請(qǐng)務(wù)必切斷 CPU 和中央機(jī)架的電源并遵守相應(yīng)的措施。

  
  
• 可在 CPU 通電時(shí)插入或拔出 SIMATIC 存儲(chǔ)卡。但在 CPU 處于 RUN 模式時(shí)插入或拔出存儲(chǔ)卡會(huì)使 CPU 進(jìn)入 STOP 模式。

  注意 CPU 處于 RUN 模式時(shí)拔出存儲(chǔ)卡的風(fēng)險(xiǎn) 在 CPU 處于 RUN 模式時(shí)插入或拔出存儲(chǔ)卡會(huì)使 CPU 進(jìn)入 STOP 模式，這可能導(dǎo)致受控的設(shè)備或過程受損。 只要插入或拔出存儲(chǔ)卡，CPU 就立即進(jìn)入 STOP 模式。在插入或拔出存儲(chǔ)卡前，務(wù)必確保 CPU 當(dāng)前未控制任何機(jī)器或過程。因此務(wù)必要為您的應(yīng)用或過程安裝急停電路。

  
  
• 如果在 CPU 處于 RUN 模式時(shí)在分布式 I/O 機(jī)架（AS?i、PROFINET 或 PROFIBUS）中插入或拔出模塊，CPU 將在診斷緩沖區(qū)中生成一個(gè)條目，若存在拔出或插入模塊 OB 則執(zhí)行該 OB，并且默認(rèn)保持在 RUN 模式。

過程映像更新與過程映像分區(qū)

CPU 伴隨掃描周期使用內(nèi)部存儲(chǔ)區(qū)（即過程映像）對(duì)本地?cái)?shù)字量和模擬量 I/O 點(diǎn)進(jìn)行同步更新。過程映像包含物理輸入和輸出（CPU、信號(hào)板和信號(hào)模塊上的物理 I/O 點(diǎn)）的快照。

可組態(tài)在每個(gè)掃描周期或發(fā)生特定事件中斷時(shí)在過程映像中對(duì) I/O 點(diǎn)進(jìn)行更新。也可對(duì) I/O 點(diǎn)進(jìn)行組態(tài)使其排除在過程映像的更新之外。例如，當(dāng)發(fā)生如硬件中斷這類事件時(shí)，過程可能只需要特定的數(shù)據(jù)值。通過為這些 I/O 點(diǎn)組態(tài)映像過程更新，使其與分配給硬件中斷 OB 的分區(qū)相關(guān)聯(lián)，就可避免在過程不需要持續(xù)更新時(shí)，CPU 于每個(gè)掃描周期中執(zhí)行不必要的數(shù)據(jù)值更新。

對(duì)于需要在每個(gè)掃描周期進(jìn)行更新的 I/O，CPU 將在每個(gè)掃描周期期間執(zhí)行以下任務(wù)：

• CPU 將過程映像輸出區(qū)中的輸出值寫入到物理輸出。
• CPU 僅在用戶程序執(zhí)行前讀取物理輸入，并將輸入值存儲(chǔ)在過程映像輸入?yún)^(qū)。這樣一來，這些值便將在整個(gè)用戶指令執(zhí)行過程中保持一致。
• CPU 執(zhí)行用戶指令邏輯，并更新過程映像輸出區(qū)中的輸出值，而不是寫入實(shí)際的物理輸出。

  這一過程通過在給定周期內(nèi)執(zhí)行用戶指令而提供一致的邏輯，并防止物理輸出點(diǎn)可能在過程映像輸出區(qū)中多次改變狀態(tài)而出現(xiàn)抖動(dòng)。

為控制在每個(gè)掃描周期或在事件觸發(fā)時(shí)是否自動(dòng)更新 I/O 點(diǎn)，S7-1200 提供了五個(gè)過程映像分區(qū)。第一個(gè)過程映像分區(qū) PIP0 用于每個(gè)掃描周期都自動(dòng)更新的 I/O，此為默認(rèn)分配。其余四個(gè)分區(qū) PIP1、PIP2、PIP3 和 PIP4 可用于將 I/O 過程映像更新分配給不同的中斷事件。在設(shè)備組態(tài)中將 I/O 分配給過程映像分區(qū)，并在創(chuàng)建中斷 OB 或編輯 OB 屬性時(shí)將過程映像分區(qū)分配給中斷事件。

默認(rèn)情況下，在設(shè)備視圖中插入模塊時(shí)，STEP 7 會(huì)將其 I/O 過程映像更新為“自動(dòng)更新”(Automatic update)。對(duì)于組態(tài)為“自動(dòng)更新”(Automatic update) 的 I/O，CPU 將在每個(gè)掃描周期自動(dòng)處理模塊和過程映像之間的數(shù)據(jù)交換。

要將數(shù)字量或模擬量點(diǎn)分配給過程映像分區(qū)，或?qū)?I/O 點(diǎn)排除在過程映像更新之外，請(qǐng)按照以下步驟操作：

1. 在設(shè)備組態(tài)中查看相應(yīng)設(shè)備的“屬性”(Properties) 選項(xiàng)卡。
2. 根據(jù)需要在“常規(guī) (General)”下展開選項(xiàng)，找出所需的 I/O 點(diǎn)。
3. 選擇“I/O 地址”(I/O addresses)。
4. 也可以從“組織塊”(Organization block) 下拉列表中選擇一個(gè)特定的 OB。
5. 在“過程映像”(Process image) 下拉列表中將“自動(dòng)更新”(Automatic update) 更改為“PIP1”、“PIP2”、“PIP3”、“PIP4”或“無”(None)。選擇“無”(None) 表示只能通過立即指令對(duì)此 I/O 進(jìn)行讀寫。要將這些點(diǎn)重新添加到過程映像自動(dòng)更新中，請(qǐng)將該選項(xiàng)再次更改為“自動(dòng)更新”(Automatic update)。

   

可以在指令執(zhí)行時(shí)立即讀取物理輸入值和立即寫入物理輸出值