西門子S7-1200PLC(上海燁哲)

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西門子S7-1200PLC ，CPU 的工作模式

CPU 有以下三種工作模式：STOP 模式、STARTUP 模式和 RUN 模式。CPU 前面的狀態(tài) LED 指示當(dāng)前工作模式。
在 STOP 模式下，CPU 不執(zhí)行程序。您可以下載項(xiàng)目。
在 STARTUP 模式下，執(zhí)行一次啟動 OB（如果存在）。在啟動模式下，CPU 不會處理中斷事件。
在 RUN 模式，程序循環(huán) OB 重復(fù)執(zhí)行?？赡馨l(fā)生中斷事件，并在 RUN 模式中的任意點(diǎn)執(zhí)行相應(yīng)的中斷事件 OB?？稍?RUN 模式下下載項(xiàng)目的某些部分。
CPU 支持通過暖啟動進(jìn)入 RUN 模式。暖啟動不包括儲存器復(fù)位。執(zhí)行暖啟動時，CPU 會初始化所有的非保持性系統(tǒng)和用戶數(shù)據(jù)，并保留所有保持性用戶數(shù)據(jù)值。
存儲器復(fù)位將清除所有工作存儲器、保持性及非保持性存儲區(qū)、將裝載存儲器復(fù)制到工作存儲器并將輸出設(shè)置為組態(tài)的“對 CPU STOP 的響應(yīng)”(Reaction to CPU STOP)。存儲器復(fù)位不會清除診斷緩沖區(qū)，也不會清除保存的 IP 地址值。
可組態(tài) CPU 中“上電后啟動”(startup after POWER ON) 設(shè)置。該組態(tài)項(xiàng)出現(xiàn)在 CPU“設(shè)備組態(tài)”(Device Configuration) 的“啟動”(Startup) 下。通電后，CPU 將執(zhí)行一系列上電診斷檢查和系統(tǒng)初始化操作。在系統(tǒng)初始化過程中，CPU 將所有非保持性位 (M) 存儲器，并將所有非保持性 DB 的內(nèi)容復(fù)位為裝載存儲器的初始值。CPU 將保留保持性位 (M) 存儲器和保持性 DB 的內(nèi)容，然后進(jìn)入相應(yīng)的工作模式。檢測到的某些錯誤會阻止 CPU 進(jìn)入 RUN 模式。CPU 支持以下組態(tài)選項(xiàng)：
不重新啟動（保持為 STOP 模式）
啟動過程
只要工作模式從 STOP 切換到 RUN，CPU 就會清除過程映像輸入、初始化過程映像輸出并處理啟動 OB。通過“啟動 OB”中的指令對過程映像輸入進(jìn)行任何的讀訪問，都只會讀取零值，而不是讀取當(dāng)前物理輸入值。因此，要在啟動模式下讀取物理輸入的當(dāng)前狀態(tài)，必須執(zhí)行立即讀取操作。接著再執(zhí)行啟動 OB 以及任何相關(guān)的 FC 和 FB。如果存在多個啟動 OB，則按照 OB 編號依次執(zhí)行各啟動 OB，OB 編號小的先執(zhí)行。
每個啟動 OB 都包含幫助您確定保持性數(shù)據(jù)和時鐘有效性的啟動信息?？梢栽趩?OB 中編寫指令，以檢查這些啟動值，從而采取適當(dāng)?shù)拇胧?br />在啟動過程中，CPU 還會執(zhí)行以下任務(wù)：
1.在啟動階段，對中斷進(jìn)行排隊(duì)但不加以處理
2.在啟動階段，不執(zhí)行任何循環(huán)時間監(jiān)視
3.在啟動模式下，可以更改 HSC（High-Speed Counter，高速計(jì)數(shù)器）、PWM（Pulse-bbbbb Modulation，脈沖寬度調(diào)制）以及 PtP（Point-to-Point communication，點(diǎn)對點(diǎn)通信）模塊的組態(tài)
只有在 RUN 模式下才會真正運(yùn)行 HSC、PWM 和點(diǎn)對點(diǎn)通信模塊
執(zhí)行完啟動 OB 后，CPU 將進(jìn)入 RUN 模式并在連續(xù)的掃描周期內(nèi)處理控制任務(wù)。
電源（PS）
電源模塊提供了機(jī)架和CPU內(nèi)部的供電電源，置于1號機(jī)架的位置。
（2）處理器（CPU）
CPU存儲并處理用戶程序，為模塊分配參數(shù)，通過嵌入的MPI總線處理編程設(shè)備和PC、模塊、其它站點(diǎn)之間的通訊，并可以為進(jìn)行DP主站或從站操作裝配一個集成的DP接口。置于2號機(jī)架。
（3）接口模塊（IM）
接口模塊將各個機(jī)架連接在一起。不同型號的接口模塊可支持機(jī)架擴(kuò)展或PROFIBUS　DP連接。置于3號機(jī)架，沒有接口模塊時，機(jī)架位置為空。
（4）信號模塊（SM）
通常稱為I/O（輸入/輸出）模塊。測量輸入信號并控制輸出設(shè)備。信號模塊可用于數(shù)字信號和模擬信號，還可用于進(jìn)行連接，如傳感器和啟動器的連接。
（5）功能模塊（FM）
用于進(jìn)行復(fù)雜的、重要的但立于CPU的過程，如：計(jì)算、位置控制和閉環(huán)控制。
（6）通訊處理器（CP）
模塊化的通訊處理器通過連接各個SIMATIC站點(diǎn)，如：工業(yè)以太網(wǎng)，PROFIBUS或串行的點(diǎn)對點(diǎn)連接等。
后三個模塊在機(jī)架上可以任意放置，系統(tǒng)可以自動分配模塊的地址。
需要說明的是，每個機(jī)架只能安裝8個信號模塊、功能模塊或通訊模塊。如果系統(tǒng)任務(wù)超過了8個，則可以擴(kuò)展機(jī)架（每個帶CPU的機(jī)架可以擴(kuò)展3個機(jī)架）。
各個模塊的性能具體如下：
（1）電源模塊（PS）
電源模塊用于將SIMATIC S7-300 連接到120/230V AC電源。
（2）CPU模塊
各種CPU 有各種不同的性能，例如，有的CPU 上集成有輸入/輸出點(diǎn)，有的CPU上集成有PROFI- BUS-DP通訊接口等。
以上只是列出了部分指標(biāo)，設(shè)計(jì)時還要參看相應(yīng)的手冊。
（3）接口模塊
接口模塊用于多機(jī)架配置時連接主機(jī)架(CR)和擴(kuò)展機(jī)架 (ER)。S7-300通過分布式的主機(jī)架(CR)和3個擴(kuò)展機(jī)架(ER)，可以操作多達(dá)32個模塊。運(yùn)行時無需風(fēng)扇。
（4）信號模塊
信號模塊用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出，又分DI/DO（數(shù)字量輸入/輸出）和AI/AO（模擬量輸入/輸出）模塊。
（5）功能模塊
西門子S7－300功能模塊模塊適用于各種場合，功能塊的所有參數(shù)STEP7中分配，操作方便，而且不必編程。包括：計(jì)數(shù)器模塊（FM350），定位模塊（FM351），凸輪控制模塊（FM352），閉環(huán)控制模塊（FM355）等許多用于特定場合的模塊。
（6）通訊模塊（CP）
S7－300通訊模塊是用于連接網(wǎng)絡(luò)和點(diǎn)對點(diǎn)通訊用的模塊，比如：用于S7－300和SIMATIC C7通過PROFIBUS通訊的模塊CP343－5，用于S7－300和工業(yè)以訊的模塊CP343－1及CP343－1 IT等
CP 243-1 是一種通訊處理器，設(shè)計(jì)用于在S7-200 自動化系統(tǒng)中運(yùn)行。它可用于將S7-200 系統(tǒng)連接到工業(yè)以太網(wǎng)（IE）中。CP 243-1 有助于 S7 產(chǎn)品系列通過因特網(wǎng)進(jìn)行通訊。因此，可以使用STEP 7 Micro/WIN 32，對S7-200 進(jìn)行遠(yuǎn)程組態(tài)、編程和診斷。而且，一臺S7-200 還可通過以太網(wǎng)與其它S7-200、S7-300 或S7-400 控制器進(jìn)行通訊。并可與OPC 服務(wù)器進(jìn)行通訊。

西門子S7-1200PLC，S7 1200 的USS庫
USS_DRV 功能塊是S7-1200 USS通信的主體功能塊，接受變頻器的信息和控制變頻器的指令都是通過這個功能快來完成的。必須在主 OB中調(diào)用，不能在循環(huán)中斷OB中調(diào)用。
USS_PORT功能塊是S7-1200與變頻器USS通信的接口,主要設(shè)置通信的接口參數(shù)?？稍谥鱋B或中斷OB中調(diào)用。
USS_RPM功能塊是通過USS通信讀取變頻器的參數(shù)。必須在主 OB中調(diào)用，不能在循環(huán)中斷OB中調(diào)用。
USS_WPM功能塊是通過USS通信設(shè)置變頻器的參數(shù)。必須在主 OB中調(diào)用，不能在循環(huán)中斷OB中調(diào)用。
這些功能塊與變頻器之間的控制關(guān)系如下圖所示：

PS：對于西門子SITOP為什么會有PLC供電電源，可以從三個維度來總結(jié)。
1. 外觀匹配PLC；
2. 電氣性能上，的SIMATIC電源匹配PLC工作電壓上限28.8V；
3. 優(yōu)異的電磁兼容性，EMC紋波。
2）非西門子PLC：
系統(tǒng)電源：第三方電源/SITOPModular/Smart/Lite
電源： SITOP Modualr/Smart/Lite/PM207
3）專機(jī)、單片機(jī)、工控機(jī)：
系統(tǒng)和電源： SITOP Modualr/Smart/Lite/PM207
無論是哪種情況，SITOP電源無處不在，只是西門子PLC供電電源的選擇是毋庸置疑的。
三、從系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和兼容性的方面來說
市場上控制類產(chǎn)品繁多，無論DCS還是PLC，均有很多廠商在生產(chǎn)和銷售。對于PLC系統(tǒng)來說，一般沒有或很少有擴(kuò)展的需求，因?yàn)镻LC系統(tǒng)一般針對于設(shè)備來使用。一般來講，PLC也很少有兼容性的要求，比如兩個或以上的系統(tǒng)要求資源共享，對PLC來講也是很困難的事。而且PLC一般都采用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，比如西門子的MPI總線性網(wǎng)絡(luò)，甚至增加一臺操作員站都不容易或成本很高。
DCS在發(fā)展的過程中也是各廠家自成體系，但大部分的DCS系統(tǒng)，比如西門子、ABB、霍尼維爾、GE、施耐德等等，雖說系統(tǒng)內(nèi)部（過程級）的通訊協(xié)議不盡相同，但操作級的網(wǎng)絡(luò)平臺不約而同的選擇了以太網(wǎng)絡(luò)，采用標(biāo)準(zhǔn)或變形的TCP/IP協(xié)議。這樣就提供了很方便的可擴(kuò)展能力。在這種網(wǎng)絡(luò)中，控制器、計(jì)算機(jī)均作為一個節(jié)點(diǎn)存在，只要網(wǎng)絡(luò)到達(dá)的地方，就可以隨意增減節(jié)點(diǎn)數(shù)量和布置節(jié)點(diǎn)位置。另外，基于windows系統(tǒng)的OPC、DDE等開放協(xié)議，各系統(tǒng)也可很方便的通訊，以實(shí)現(xiàn)資源共享。
四、從數(shù)據(jù)庫來說
DCS一般都提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫。換句話說，在DCS系統(tǒng)中一旦一個數(shù)據(jù)存在于數(shù)據(jù)庫中，就可在任何情況下引用，比如在組態(tài)軟件中，在軟件中，在趨勢圖中，在報(bào)表中……而PLC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫通常都不是統(tǒng)一的，組態(tài)軟件和軟件甚至歸檔軟件都有自己的數(shù)據(jù)庫。為什么常說西門子的S7 400要到了414以上才稱為DCS？因?yàn)槲鏖T子的PCS7系統(tǒng)才使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，而PCS7要求控制器起碼到S7 414-3以上的型號。
五、從時間調(diào)度上來說
PLC的程序一般不能按事先設(shè)定的循環(huán)周期運(yùn)行。PLC程序是從頭到尾執(zhí)行一次后又從頭開始執(zhí)行。（現(xiàn)在一些新型PLC有所改進(jìn)，不過對任務(wù)周期的數(shù)量還是有限制）而DCS可以設(shè)定任務(wù)周期。
六、從應(yīng)用對象的規(guī)模上來說
西門子CPU1211C參數(shù)介紹PLC一般應(yīng)用在小型自控場所，比如設(shè)備的控制或少量的模擬量的控制及聯(lián)鎖，而大型的應(yīng)用一般都是DCS。當(dāng)然，這個概念不太準(zhǔn)確，但很直觀，習(xí)慣上我們把大于600點(diǎn)的系統(tǒng)稱為DCS，小于這個規(guī)模叫做PLC。我們的熱泵及QCS、橫向產(chǎn)品配套的控制系統(tǒng)一般就是稱為PLC。
以上是簡單概括了兩者的區(qū)別之處。嚴(yán)格的說，PLC與DCS現(xiàn)在已經(jīng)不能*一刀切開了，兩者關(guān)系已經(jīng)很模糊的說。
博途TIA的配置
在博途軟件中新建項(xiàng)目，本案選取西門子S7-300PLC，其型號為CPU 313C-2DP，該P(yáng)LC 為集成式的PLC，自帶PROFIBUS-DP口，可以作為主站也可以作為從站，在本案中，PLC作為主站。

S7-200 SMART CPU能否支持5 V編碼器？
ST20、ST30 CPU的I0.0~I0.3,I0.6~I0.7，ST40、ST60 CPU的I0.0~I0.3可以支持。
5.S7-200 SMART CPU能否連接差分輸出的編碼器？
不能。由于查分?jǐn)?shù)出的信號需要的差分信號件，而S7-200 SMART CPU不具備這樣的差分接口，所以無法直接連接差分輸出的編碼器。
6.為什么高速計(jì)數(shù)器不能正常工作?
在程序中要使用初次掃描存儲器位SM0.1來調(diào)用HDEF指令，而且只能調(diào)用一次。如果用SM0.0調(diào)用或者第二次執(zhí)行HDEF指令會引起運(yùn)行錯誤，而且不能改變一次執(zhí)行HDEF 指令時對計(jì)數(shù)器的設(shè)定。
7.對高速計(jì)數(shù)器如何尋址? 為什么從SMDx中讀不出當(dāng)前的計(jì)數(shù)值？
可以直接用HC0；HC1；HC2；HC3；HC4；HC5對不同的高速計(jì)數(shù)器進(jìn)行尋址讀取當(dāng)前值，也可以在狀態(tài)表中輸入上述地址直接監(jiān)視高速計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值。SMDx不存儲當(dāng)前值，參見上述表2。
高速計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值是一個32位的有符號整數(shù)。
8.高速計(jì)數(shù)器如何復(fù)位到0？
選用帶外部復(fù)位模式的高速計(jì)數(shù)器，當(dāng)外部復(fù)位輸入點(diǎn)信號有效時，高速計(jì)數(shù)器復(fù)位為0
也可使用內(nèi)部程序復(fù)位，即將高速計(jì)數(shù)器設(shè)定為可更新初始值，并將初始值設(shè)為0，執(zhí)行HSC指令后，高數(shù)計(jì)數(shù)器即復(fù)位為0
9.高速計(jì)數(shù)器的值在復(fù)位后是復(fù)位到初始值還是“0”值?
外部復(fù)位會將當(dāng)前值復(fù)位到0值而不是初始值；內(nèi)部復(fù)位則將當(dāng)前值復(fù)位到初始值（若初始值設(shè)為”0“，則內(nèi)部復(fù)位也是復(fù)位到”0“值）。如果你設(shè)定了可更新初始值，但在中斷中未給初始值寄存器賦新值，則在執(zhí)行HSC 指令后，它將按初始化時設(shè)定的初始值賦值。
10.為何給高速計(jì)數(shù)器賦初始值和預(yù)置值時后不起作用，或效果出乎意料?
高速計(jì)數(shù)器可以在初始化或者運(yùn)行中更改設(shè)置，如初始值、預(yù)置值。其操作步驟應(yīng)當(dāng)是：
設(shè)置控制字節(jié)的更新選項(xiàng)。需要更新哪個設(shè)置數(shù)據(jù)，就把控制字節(jié)中相應(yīng)的控制位置位（設(shè)置為“1”）；不需要改變的設(shè)置，相應(yīng)的控制位就不能設(shè)置
然后將所需 的值送入初始值和預(yù)置值控制寄存器
西門子PLC 移位指令及應(yīng)用：可使用移位指令向左或向右逐位移動輸入 IN 的內(nèi)容(另請參閱 CPU 寄存器)。向左移動 n 位相當(dāng)于將輸入端 IN 的內(nèi)容乘以 2 的 n 次冪(2 n)；向右移動 n 位則相當(dāng)于將輸入端 IN 的內(nèi)容除以 2 的 n 次冪(2n)。例如，如果將等價于十進(jìn)制值 3 的二進(jìn)制數(shù)左移 3 位，將得到等價于十進(jìn)制值 24 的二進(jìn)制數(shù)。
詳細(xì)使用及方法介紹說明如果將等價于十進(jìn)制值 16 的二進(jìn)制數(shù)右移 2 位，則會得到等價于十進(jìn)制值 4 的二進(jìn)制數(shù)。可提供給輸入?yún)?shù) N 的數(shù)值決定了移動相應(yīng)值的位數(shù)。移位指令產(chǎn)生的空位將用零或符號位的信號狀態(tài)(0 表示正，1 表示負(fù))來填補(bǔ)。*移動的位的信號狀態(tài)將裝入狀態(tài)字的 CC1 位中。狀態(tài)字的 CC0 和 OV 位將復(fù)位為 0。您可以使用跳轉(zhuǎn)指令判斷 CC1 位。
西門子PLC 移位指令根據(jù)不同參數(shù)調(diào)整以及數(shù)據(jù)類型，可用于SHR_I（整數(shù)右移）、SHR_DI（長整數(shù)右移）、SHL_W（字左移）、SHR_W（字右移）、SHL_DW（雙字左移）以及SHR_DW（雙字右移）。
屬性
數(shù)字量輸入模塊 SM 321; DI 8 x AC 120/230 V ISOL 的屬性：
8 點(diǎn)輸入，按每組 1 個電氣隔離
額定輸入電壓 120/230 VAC
適用于開關(guān)以及 2-/3-/4 線 AC 接近開關(guān)
CPU1212C授權(quán)代理西門子1200plcPLC模塊目前，SIMATIC PLC 正在執(zhí)行越來越多的功能，原本需要*不同技術(shù)。 對您來說，一切都變得更加容易，更加一致，更加經(jīng)濟(jì)
基本型控制器
基本型控制器是適合中低端應(yīng)用的智能控制器。包括標(biāo)準(zhǔn)型和安全型。通過其集成輸入和輸出以及工藝功能，可實(shí)現(xiàn)高性價比的緊湊解決方案。使用基本型控制器，可通過集成和可選通信接口，實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)簡便的靈活解決方案。
基本型控制器可在 TIA 博途平臺中進(jìn)行組態(tài)和編程。工程組態(tài)效率高，而且，隨著應(yīng)用復(fù)雜性的增加，還可方便地轉(zhuǎn)為使用型控制器。