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SMART入門(mén) 西門(mén)子S7-200 SMART PLC入門(mén)基礎(chǔ)知識(shí)精華

作者:佚名    文章來(lái)源:本站原創(chuàng)    點(diǎn)擊數(shù):7498    更新時(shí)間:2022/8/15

 

一、S7-200 SMART的數(shù)據(jù)主要分為:


1、與實(shí)際輸入/輸出信號(hào)相關(guān)的輸入/輸出映象區(qū):


 I:數(shù)字量輸入(DI)。


Q:數(shù)字量輸出(DO)。


AI:模擬量輸入。


AQ:模擬量輸出。


2、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)


V:變量存儲(chǔ)區(qū),可以按位、字節(jié)、字或雙字來(lái)存取V 區(qū)數(shù)據(jù)。


M:位存儲(chǔ)區(qū),可以按位、字節(jié)、字或雙字來(lái)存取M區(qū)數(shù)據(jù)。


T:定時(shí)器存儲(chǔ)區(qū),用于時(shí)間累計(jì)。


C:計(jì)數(shù)器存儲(chǔ)區(qū),用于累計(jì)其輸入端脈沖電平由低到高的次數(shù)。


HC:高速計(jì)數(shù)器,獨(dú)立于 CPU 的掃描周期對(duì)高速事件進(jìn)行計(jì)數(shù),高速計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值是只讀值,僅可作為雙字(32 位)來(lái)尋址。


AC:累加器,可以像存儲(chǔ)器一樣使用的讀/寫(xiě)器件,可以按位、字節(jié)、字或雙字訪問(wèn)累加器中的數(shù)據(jù)。


SM:特殊存儲(chǔ)器,提供了在 CPU 和用戶程序之間傳遞信息的一種方法。可以使用這些位來(lái)選擇和控制 CPU 的某些特殊功能, 可以按位、字節(jié)、字或雙字訪問(wèn) SM 位。

L:局部存儲(chǔ)區(qū),用于向子例程傳遞形式參數(shù)。

S:順序控制繼電器,用于將機(jī)器或步驟組織到等效的程序段中,實(shí)現(xiàn)控制程序的邏輯分段。

可以按位、字節(jié)、字或雙字訪問(wèn) S 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器范圍及特性。

表1.存儲(chǔ)器范圍數(shù)據(jù)尋址

 

S7-200 SMART CPU收集操作指令、現(xiàn)場(chǎng)狀況等信息,把這些信息按照用戶程序指定的規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算、處理,然后輸出控制、顯示等信號(hào)。

所有這些信息都表示為不同格式的數(shù)據(jù),作為數(shù)據(jù)來(lái)處理。

各種指令對(duì)數(shù)據(jù)格式都有一定要求,指令與數(shù)據(jù)之間的格式要一致才能正常工作。例如,為一個(gè)整數(shù)數(shù)據(jù)使用實(shí)數(shù)(浮點(diǎn)數(shù))運(yùn)算指令,顯然會(huì)得到不正確的結(jié)果。


數(shù)據(jù)有不同的長(zhǎng)度(以二進(jìn)制表示它們時(shí),占據(jù)的位數(shù)不同),也就決定了數(shù)值的大小范圍。

模擬量信號(hào)在進(jìn)行模/數(shù)(A/D)和數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換時(shí),一定會(huì)存在誤差;代表模擬量信號(hào)的數(shù)據(jù),只能以一定的精度表示模擬量信號(hào)。

二、二進(jìn)制、十六進(jìn)制和十進(jìn)制

所有的數(shù)據(jù)在PLC中都是以二進(jìn)制形式表示的。


數(shù)據(jù)都有其特定的長(zhǎng)度和表示方式,稱(chēng)為格式。


數(shù)據(jù)的格式與用于運(yùn)算、處理它的指令相關(guān)。


以不同的格式查看一個(gè)數(shù)據(jù),或是使用不同格式的指令處理它,會(huì)得到不同的效果。

1、二進(jìn)制和二進(jìn)制數(shù):所有通過(guò)S7-200 SMART PLC處理的數(shù)據(jù)(數(shù)值、字符等等)都以二進(jìn)制形式表示。


2、十六進(jìn)制和十六進(jìn)制數(shù):在二進(jìn)制數(shù)中,每4個(gè)二進(jìn)制位可以分為一組;

這組二進(jìn)制數(shù)值的不同變化可以表示16個(gè)狀態(tài),正好是16進(jìn)制數(shù)每一位數(shù)字的變化范圍。

因此,可以用十六進(jìn)制數(shù)值方便地表示二進(jìn)制數(shù)。


例如,二進(jìn)制數(shù)1000_1111b分為兩組來(lái)看,分別是1000b和1111b,正好可以表示16進(jìn)制數(shù)字8h和Fh(0000b對(duì)應(yīng)于0h,...,1111b對(duì)應(yīng)于Fh);那么這個(gè)二進(jìn)制數(shù)就可以表示為8Fh。


3、十進(jìn)制和十進(jìn)制數(shù):十進(jìn)制是S7-200 SMART的數(shù)學(xué)計(jì)算的基礎(chǔ),一般都使用十進(jìn)制的體系,除了時(shí)間(12/24或60進(jìn)制)等特殊數(shù)據(jù)外。


二進(jìn)制數(shù)用于在PLC中表示十進(jìn)制數(shù)值、或者其他(如字符等)數(shù)據(jù),而16進(jìn)制用來(lái)比較簡(jiǎn)單地描述二進(jìn)制數(shù)。


三、二進(jìn)制位邏輯(bit)


PLC中以二進(jìn)制“位”的數(shù)據(jù)形式來(lái)表示邏輯“1”、“0”(或者“開(kāi)”、“關(guān)”)。位是最基本的數(shù)據(jù)單位。


在數(shù)據(jù)字節(jié)(Byte)中,二進(jìn)制邏輯只用一個(gè)位(bit)來(lái)表示。每個(gè)字節(jié)由8個(gè)位組成。


四、整數(shù)、無(wú)符號(hào)整數(shù)和有符號(hào)整數(shù)

字節(jié)、字、雙字都可以用來(lái)表示十進(jìn)制整數(shù),顯然它們的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度不同,能夠表示的數(shù)的大小范圍也不同。


無(wú)符號(hào)整數(shù)只有0和正整數(shù);有符號(hào)整數(shù)可以有正數(shù)和負(fù)數(shù)。


有符號(hào)整數(shù)采用二進(jìn)制補(bǔ)碼的形式來(lái)表示負(fù)數(shù)。


五、實(shí)數(shù)(浮點(diǎn)數(shù))


實(shí)數(shù)(或浮點(diǎn)數(shù))以 32 位單精度數(shù)表示,其格式為 ANSI/IEEE 754-1985 標(biāo)準(zhǔn)中所描述的形式。實(shí)數(shù)按雙字長(zhǎng)度訪問(wèn)。


注意:浮點(diǎn)數(shù)精確到小數(shù)點(diǎn)后第 6 位。因此輸入浮點(diǎn)常數(shù)時(shí),最多只能指定 6 位小數(shù)。計(jì)算涉及到包含非常大和非常小數(shù)字的一長(zhǎng)串?dāng)?shù)值時(shí),計(jì)算結(jié)果可能不準(zhǔn)確。


六、ASCII字符和String(字符串)


在S7-200 SMART中,ASCII字符是由表示字母、數(shù)字和一些特殊符號(hào)的ASCII編碼組成的二進(jìn)制數(shù)據(jù)字節(jié),一個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)一個(gè)字符。

七、訪問(wèn)S7-200 SMART 中的數(shù)據(jù)


S7-200 SMART從外部接收信號(hào)輸入(輸入數(shù)據(jù)),在內(nèi)部按照用戶程序運(yùn)算、處理后,再輸出進(jìn)行各種控制、顯示。


CPU 將信息存儲(chǔ)在不同存儲(chǔ)單元,每個(gè)位置均具有唯一的地址。尋址時(shí),數(shù)據(jù)地址以代表存儲(chǔ)區(qū)類(lèi)型的字母開(kāi)始,隨后是表示數(shù)據(jù)長(zhǎng)度的標(biāo)記,然后是存儲(chǔ)單元編號(hào);對(duì)于二進(jìn)制位尋址,還需要在一個(gè)小數(shù)點(diǎn)分隔符后指定位編號(hào)。

位尋址的舉例如下圖所示:

 

圖1.位尋址舉例

其中,存儲(chǔ)區(qū)和字節(jié)地址(“M3”)代表 M 存儲(chǔ)器的第 3 個(gè)字節(jié),用句點(diǎn)(“.”)與位地址(位 4)分開(kāi)。


字節(jié)尋址的舉例如下圖所示:

 

圖2. 字節(jié)尋址舉例

可以看出,VW100包括VB100和VB101;VD100包括VW100和VW102,即VB100,VB101,VB102,VB103這4個(gè)字節(jié)。這些地址是互相交疊的。


當(dāng)涉及到多字節(jié)組合尋址時(shí),遵循“高地址,低字節(jié)”的規(guī)律。


下表給出了不同數(shù)據(jù)長(zhǎng)度可表示的整數(shù)值范圍。


表1.不同數(shù)據(jù)長(zhǎng)度表示的十進(jìn)制和十六進(jìn)制數(shù)范圍

 

八、對(duì)本地 I/O 和擴(kuò)展 I/O 進(jìn)行尋址


CPU 提供的本地 I/O 具有固定的 I/O 地址。可以通過(guò)在 CPU 的右側(cè)連接擴(kuò)展 I/O 模塊,或通過(guò)安裝信號(hào)板來(lái)增加 I/O 點(diǎn)。模塊點(diǎn)的地址取決于 I/O 類(lèi)型和模塊在 I/O 鏈中的位置。


注意:


1、數(shù)字量 I/O 的過(guò)程映像寄存器空間總是以八位(一個(gè)字節(jié))遞增的形式預(yù)留。如果模塊沒(méi)有為每個(gè)保留字節(jié)中的每一位提供相應(yīng)的物理點(diǎn),那些未使用的位就無(wú)法分配給 I/O 鏈中的后續(xù)模塊。對(duì)于輸入模塊,這些未使用的位會(huì)在每個(gè)輸入更新周期中被清零。


2、模擬量 I/O 點(diǎn)總是以?xún)牲c(diǎn)遞增的方式分配。如果模塊沒(méi)有為這些點(diǎn)分配相應(yīng)的物理 I/O,則這些I/O 點(diǎn)將丟失,并且不能夠分配給 I/O 鏈中的后續(xù)模塊。


下表提供固定映射慣例的示例(由 STEP 7 Micro/WIN SMART 建立,并作為系統(tǒng)塊中I/O 組態(tài)的一部分下載)。


表2. CPU 映射舉例:

 

九、計(jì)數(shù)器


S7-200 SMART 指令提供了下述三種類(lèi)型的計(jì)數(shù)器。


CTU:增計(jì)數(shù)器。
CTD:減計(jì)數(shù)器 。
CTUD:增/減計(jì)數(shù)器 。


計(jì)數(shù)器指令的梯形圖格式如下圖所示:

 

圖1.計(jì)數(shù)器指令

CU:增計(jì)數(shù)信號(hào)輸入端;
CD:減計(jì)數(shù)信號(hào)輸入端;

PV:預(yù)置值;
LD:裝載預(yù)置值;
R:復(fù)位輸入;

 

注意:當(dāng)子程序在同一周期內(nèi)被多次調(diào)用時(shí),不能使用上升沿、下降沿、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器。


注意:由于每個(gè)計(jì)數(shù)器有一個(gè)當(dāng)前值,因此請(qǐng)勿將同一計(jì)數(shù)器編號(hào)分配給多個(gè)計(jì)數(shù)器。(編號(hào)相同的加計(jì)數(shù)器、加/減計(jì)數(shù)器和減計(jì)數(shù)器會(huì)訪問(wèn)相同的當(dāng)前值)


計(jì)數(shù)器按如下表所列的規(guī)律工作:


表2.計(jì)數(shù)器工作規(guī)律

 

計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)范圍為0~32,767。計(jì)數(shù)器號(hào)不能重復(fù)使用。計(jì)數(shù)器有兩種尋址類(lèi)型:Word(字)和Bit(位)。計(jì)數(shù)器號(hào)既可以用來(lái)訪問(wèn)計(jì)數(shù)器當(dāng)前值,也可以用來(lái)表示計(jì)數(shù)器位的狀態(tài)。


增/減計(jì)數(shù)器指令舉例如下圖所示:

 

十、定時(shí)器


1、S7-200 SMART指令提供了下述三種類(lèi)型的定時(shí)器。


接通延時(shí)定時(shí)器(TON):用于定時(shí)單個(gè)時(shí)間間隔 。
有記憶的接通延時(shí)定時(shí)器(TONR):用于累積多個(gè)定時(shí)時(shí)間間隔的時(shí)間值。
斷開(kāi)延時(shí)定時(shí)器(TOF):用于在 OFF(或 FALSE) 條件之后延長(zhǎng)一定時(shí)間間隔,例如冷卻電機(jī)的延時(shí)。


2、定時(shí)器號(hào)和分辨率


定時(shí)器對(duì)時(shí)間間隔計(jì)數(shù)。定時(shí)器的分辨率(時(shí)基)決定了每個(gè)時(shí)間間隔的長(zhǎng)短。


S7-200 SMART提供了256個(gè)可供使用的定時(shí)器,即用戶可用的定時(shí)器號(hào)為T(mén)0-T255。TON、TONR 和 TOF 定時(shí)器提供三種分辨率:1ms、10ms和100ms。(當(dāng)前值的每個(gè)單位均為時(shí)基的倍數(shù)。例如,使用 10 ms 定時(shí)器時(shí),計(jì)數(shù) 50 表示經(jīng)過(guò)的時(shí)間為 500 ms )。

定時(shí)器號(hào)的分辨率(時(shí)基)及最大計(jì)數(shù)時(shí)間,如下表:


表1. 定時(shí)器號(hào)和分辨率

 

定時(shí)器號(hào)決定了定時(shí)器的分辨率(時(shí)基) , 并且分辨率在指令塊上標(biāo)出。


注意:同一個(gè)定時(shí)器編號(hào)不能同時(shí)用于 TON 和 TOF 定時(shí)器。例如,不能同時(shí)使用 TON T32和 TOF T32。


3、不同分辨率的定時(shí)器按以下規(guī)律刷新:


1ms:1ms分辨率的定時(shí)器,定時(shí)器位和當(dāng)前值的更新不與掃描周期同步。對(duì)于大于1ms的程序掃描周期,在一個(gè)掃描周期內(nèi),定時(shí)器位和當(dāng)前值刷新多次。


10ms:10ms分辨率的定時(shí)器,定時(shí)器位和當(dāng)前值在每個(gè)程序掃描周期的開(kāi)始刷新。定時(shí)器位和當(dāng)前值在整個(gè)掃描周期過(guò)程中為常數(shù)。在每個(gè)掃描周期的開(kāi)始會(huì)將一個(gè)掃描累計(jì)的時(shí)間間隔加到定時(shí)器的當(dāng)前值上。


100ms:100ms分辨率的定時(shí)器,定時(shí)器位和當(dāng)前值在指令執(zhí)行時(shí)刷新。因此為了保證正確的定時(shí)值,要確保在一個(gè)程序掃描周期中,只執(zhí)行一次100ms定時(shí)器指令。

注意:要確保最小時(shí)間間隔,請(qǐng)將預(yù)設(shè)值 (PV) 增大 1。例如:使用 100 ms 定時(shí)器時(shí),為確保最小時(shí)間間隔至少為 2100 ms,則將 PV 設(shè)置為22。


4、TON 和 TONR 定時(shí)器操作:


在使能輸入 IN 接通時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)。當(dāng)前值等于或大于預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí),定時(shí)器位置為接通。


使能輸入置為斷開(kāi)時(shí),清除 TON 定時(shí)器的當(dāng)前值。


使能輸入置為斷開(kāi)時(shí),保持 TONR 定時(shí)器的當(dāng)前值。輸入 IN 置為接通時(shí),可以使用TONR 定時(shí)器累積時(shí)間。使用復(fù)位指令 (R) 可清除 TONR 的當(dāng)前值。


達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間后,TON 和 TONR 定時(shí)器繼續(xù)定時(shí),直到達(dá)到最大值 32,767 時(shí)才停止定時(shí)。


5、TOF 定時(shí)器操作


使能輸入接通時(shí),定時(shí)器位立即接通,當(dāng)前值置為 0。輸入斷開(kāi)時(shí),定時(shí)開(kāi)始定時(shí)一直持續(xù)到當(dāng)前時(shí)間等于預(yù)設(shè)時(shí)間。

達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí),定時(shí)器位斷開(kāi),當(dāng)前值停止遞增;但是,如果在 TOF 達(dá)到預(yù)設(shè)值之前使能輸入再次接通,則定時(shí)器位保持接通。


要使 TOF 定時(shí)器開(kāi)始定時(shí)斷開(kāi)延時(shí)時(shí)間間隔,使能輸入必須進(jìn)行接通-斷開(kāi)轉(zhuǎn)換。


如果 TOF 定時(shí)器在 SCR 區(qū)域中,并且 SCR 區(qū)域處于未激活狀態(tài),則當(dāng)前值設(shè)置為0,定時(shí)器位斷開(kāi),且當(dāng)前值不遞增。


定時(shí)器工作規(guī)律如下表所示:


表3. 定時(shí)器操作和PLC上電循環(huán)

 

 


Tags:熱電偶,工作原理  
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