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英文資料翻譯 機0405-33 張明旺 S7--200系列小型PLC（Micro PLC）可應用于各種自動化系統(tǒng)。緊湊的結構、低廉的成本以及功能強大的指令集使得S7--200 PLC成為各種小型控制任務理想的解決方案。S7--200產品的多樣化以及基于Windows的編程工具，使您能夠更加靈活地完成自動化任務。 S7--200系列是一種可編程序邏輯控制器（Micro PLC）。它能夠控制各種設備以滿足自動化控制需求。S7--200的用戶程序中包括了位邏輯、計數(shù)器、定時器、復雜數(shù)學運算以及與其它智能模塊通訊等指令內容，從而使它能夠監(jiān)視輸入狀態(tài)，改變輸出狀態(tài)以達到控制目的。緊湊的結構、靈活的配置和強大的指令集使S7--200成為各種控制應用的理想解決方案。 S7--200將信息存于不同的存儲器單元，每個單元都有唯一的地址。您可以明確指出要存取的存儲器地址。這就允許用戶程序直接存取這個信息。表4--1列出了不同長度的數(shù)據(jù)所能表示的數(shù)值范圍。 表4—1 不同長度的數(shù)據(jù)表示的十進制和十六進制數(shù)范圍 數(shù)制） 字節(jié)（B） 字（W） 雙字（D 無符號整數(shù) 0到255 0到FF 0到65,535 0到FFFF 0到4,294,967,295 0到FFFF FFFF 符號整數(shù) -128到＋127 80到7F -32,768到+32,767 8000到7FFF --2,147,483,648到+2,147,483,647 8000 0000到7FFF FFFF 實數(shù)IEEE 32 位浮點數(shù) 不用 不用 +1.175495E--38到+3.402823E+38（正數(shù)） --1.175495E--38到--3.402823E+38（負數(shù)） 若要存取存儲區(qū)的某一位，則必須指定地址，包括存儲器標識符、字節(jié)地址和位號。圖4--3是一個位尋址的例子（也稱為“字節(jié).位”尋址）。在這個例子中，存儲器區(qū)、字節(jié)地址（I代表輸入，3代表字節(jié)3）和位地址（第4位） 之間用點號（“.”）相隔開。 使用這種字節(jié)尋址方式，可以按照字節(jié)、字或雙字來存取許多存儲區(qū)（V、I、Q、M、S、L及SM）中的數(shù)據(jù)。若要存取CPU中的一個字節(jié)、字或雙字數(shù)據(jù)，則必須以類似位尋址的方式給出地址， 包括存儲器標識符、數(shù)據(jù)大小以及該字節(jié)、字或雙字的起始字節(jié)地址，如圖4--4所示。 其它CPU存儲區(qū)（如T，C，HC和累加器）中存取數(shù)據(jù)使用的地址格式包括區(qū)域標識符和設備號。 存儲區(qū)數(shù)據(jù)的存取 輸入過程映象寄存器：I 在每次掃描周期的開始，CPU對物理輸入點進行采樣，并將采樣值寫入輸入過程映象寄存器中?？梢园次?、字節(jié)、字或雙字來存取輸入過程映象寄存器中的數(shù)據(jù)： 位： I[字節(jié)地址].[位地址] I0.1 字節(jié)、字或雙字： I[長度][起始字節(jié)地址] IB4 輸出過程映象寄存器：Q 在每次掃描周期的結尾，CPU將輸出過程映象寄存器中的數(shù)值復制到物理輸出點上。可以按位、字節(jié)、字或雙字來存取輸出過程映象寄存器： 位： Q[字節(jié)地址].[位地址] Q1.1 字節(jié)、字或雙字： Q[長度][起始字節(jié)地址] QB5 變量存儲區(qū)：V 您可以用V存儲器存儲程序執(zhí)行過程中控制邏輯操作的中間結果， 也可以用它來保存與工序或任務相關的其它數(shù)據(jù)。并且可以按位、字節(jié)、字或雙字來存取V存儲區(qū)中的數(shù)據(jù)： 位： V[字節(jié)地址].[位地址] V10.2 字節(jié)、字或雙字： V[長度][起始字節(jié)地址] V W100 位存儲區(qū)：M 可以用位存儲區(qū)作為控制繼電器來存儲中間操作狀態(tài)和控制信息。并且可以按位、字節(jié)、字或雙字來存取位存儲區(qū)： 位： M[字節(jié)地址].[位地址] M26.7 字節(jié)、字或雙字： M[長度][起始字節(jié)地址] MD20 定時器存儲區(qū)：T S7--200 CPU中，定時器可用于時間累計，其分辨率（時基增量）分為1ms、10ms和100ms三種。定時器有兩個變量： 當前值：16位有符號整數(shù)，存儲定時器所累計的時間。 定時器位：按照當前值和預置值的比較結果置位或者復位。預置值是定時器指令的一部分。 可以用定時器地址（T＋定時器號）來存取這兩種形式的定時器數(shù)據(jù)。究竟使用哪種形式取決于所使用的指令： 如果使用位操作指令則是存取定時器位；如果使用字操作指令，則是存取定時器當前值。如圖4--5中所示，常開觸點指令是存取定時器位；而字移動指令則是存取定時器的當前值。 格式： T[定時器號] T24 計數(shù)器存儲區(qū)：C 在S7--200 CPU中，計數(shù)器可以用于累計其輸入端脈沖電平由低到高的次數(shù)。CPU提供了三種類型的計數(shù)器：一種只能增計數(shù)；一種只能減計數(shù)；另外一種既可以增計數(shù)，又可以減計數(shù)。計數(shù)器有兩種形式： 當前值：16位有符號整數(shù)，存儲累計值。 計數(shù)器位：按照當前值和預置值的比較結果置位或者復位。預置值是計數(shù)器指令的一部分。 可以用計數(shù)器地址（C＋計數(shù)器號）來存取這兩種形式的計數(shù)器數(shù)據(jù)。究竟使用哪種形式取決于所使用的指令：如果使用位操作指令則是存取計數(shù)器位；如果使用字操作指令，則是存取計數(shù)器當前值。如圖4--6中所示，常開觸點指令是存取計數(shù)器位；而字移動指令則是存取計數(shù)器的當前值。 格式： C [計數(shù)器號] C24 累加器：AC 累加器是可以象存儲器一樣使用的讀寫設備。例如，可以用它來向子程序傳遞參數(shù)，也可以從子程序返回參數(shù)，以及用來存儲計算的中間結果。S7--200提供4個32位累加器（AC0，AC1，AC2和AC3）。并且您可以按字節(jié)、字或雙字的形式來存取累加器中的數(shù)值。被訪問的數(shù)據(jù)長度取決于存取累加器時所使用的指令。如圖4--7所示，當以字節(jié)或者字的形式存取累加器時，使用的是數(shù)值的低8位或低16位。當以雙字的形式存取累加器時，使用全部32位。 格式： AC[累加器號] AC0 特殊存儲器：SM SM位為CPU與用戶程序之間傳遞信息提供了一種手段?？梢杂眠@些位選擇和控制S7--200 CPU的一些特殊功能。例如：首次掃描標志位、按照固定頻率開關的標志位或者顯示數(shù)學運算或操作指令狀態(tài)的標志位。（有關SM位的詳細信息參見附錄B）。并且可以按位、字節(jié)、字或雙字來存取SM位： 位： SM[字節(jié)地址].[位地址] SM0.1 字節(jié)、字或者雙字： SM[長度][起始字節(jié)地址] SMB86 局部存儲器：L S7-200有64個字節(jié)的局部存儲器，其中60個可以用作臨時存儲器或者給子程序傳遞參數(shù)。 提示:如果用梯形圖或功能方塊圖編程，STEP7--Micro/WIN保留這些局部存儲器的最后四個字節(jié)。 局部存儲器和變量存儲器很相似，但只有一處區(qū)別。變量存儲器是全局有效的，而局部存儲器只在局部有效。全局是指同一個存儲器可以被任何程序存取（包括主程序、子程序和中斷服務程序）。局部是指存儲器區(qū)和特定的程序相關聯(lián)。S7--200給主程序分配64個局部存儲器；給每一級子程序嵌套分配64個字節(jié)局部存儲器；同樣給中斷服務程序分配64個字節(jié)局部存儲器。 子程序或者中斷服務程序不能訪問分配給主程序的局部存儲器。子程序不能訪問分配給主程序、中斷服務程序或者其它子程序的局部存儲器。同樣的，中斷服務程序也不能訪問分配給主程序或子程序的局部存儲器。 S7--200 PLC根據(jù)需要分配局部存儲器。也就是說，當主程序執(zhí)行時，分配給子程序或中斷服務程序的局部存儲器是不存在的。當發(fā)生中斷或者調用一個子程序時，需要分配局部存儲器。新的局部存儲器地址可能會覆蓋另一個子程序或中斷服務程序的局部存儲器地址。局部存儲器在分配時PLC不進行初始化，初值可能是任意的。當在子程序調用中傳遞參數(shù)時，在被調用子程序的局部存儲器中，由CPU替換其被傳遞的參數(shù)的值。局部存儲器在參數(shù)傳遞過程中不傳遞值，在分配時不被初始化，可能包含任意數(shù)值。 位： L[字節(jié)地址].[位地址] L0.0 字節(jié)、字或雙字： L[長度] [起始字節(jié)地址] LB33 用指針對S7--200存儲區(qū)間接尋址 間接尋址是指用指針來訪問存儲區(qū)數(shù)據(jù)。指針以雙字的形式存儲其它存儲區(qū)的地址。只能用V存儲器、L存儲器或者累加器寄存器（AC1、AC2、AC3）作為指針。要建立一個指針，必須以雙字的形式，將需要間接尋址的存儲器地址移動到指針中。指針也可以作為參數(shù)傳遞到子程序中。 S7--200允許指針訪問以下存儲區(qū)： I、Q、V、M、S、AI、AQ、SMT（僅限于當前值）和C（僅限于當前值）。您無法用間接尋址的方式訪問單獨的位，也不能訪問HC或者L存儲區(qū)。 要使用間接尋址，您應該用“&”符號加上要訪問的存儲區(qū)地址來建立一個指針。指令的輸入操作數(shù)應該以“&”符號開頭來表明是存儲區(qū)的地址，而不是其內容將移動到指令的輸出操作數(shù)（指針）中。 當指令中的操作數(shù)是指針時，應該在操作數(shù)前面加上“＊”號。如圖4--11所示，輸入*AC1指定AC1是一個指針，MOVW指令決定了指針指向的是一個字長的數(shù)據(jù)。在本例中，存儲在VB200和VB201中的數(shù)值被移動到累加器AC0中。 脈沖輸出指令 脈沖輸出指令（PLS）用于在高速輸出（Q0.0和Q0.1）上控制脈沖串輸出（PTO）和脈寬調制（PWM）功能。 改進的位控向導可以創(chuàng)建為您的應用程序定制的指令，這可以簡化您的編程任務并充分利用S7--200 CPU的特有特性。可以繼續(xù)使用舊的PLS指令創(chuàng)建您自己的運動應用，但是只有改進的位控向導創(chuàng)建的指令才支持PTO上的線性斜坡。 PTO可以輸出一串脈沖（占空比50%），用戶可以控制脈沖的周期和個數(shù)。 PWM可以輸出連續(xù)的、占空比可調的脈沖串，用戶可以控制脈沖的周期和脈寬。 S7--200有兩個PTO/PWM發(fā)生器，它們可以產生一個高速脈沖串或者一個脈寬調制波形。一個發(fā)生器是數(shù)字輸出點Q0.0，另一個發(fā)生器是數(shù)字輸出點Q0.1。一個指定的特殊寄存器（SM）位置為每個發(fā)生器存儲下列數(shù)據(jù)：一個控制字節(jié)（8位），一個計數(shù)值（32位無符號數(shù)）和一個周期或脈寬值（16位無符號數(shù)）。 PTO/PWM發(fā)生器與過程映像寄存器共用Q0.0和Q0.1。當在Q0.0或Q0.1上激活PTO或PWM功能時，PTO/PWM發(fā)生器對輸出擁有控制權，同時普通輸出點功能被禁止。輸出波形不受過程映象區(qū)狀態(tài)、輸出點強制值或者立即輸出指令執(zhí)行的影響。當不使用PTO/PWM發(fā)生器功能時，對輸出點的控制權交回到過程映象寄存器。過程映象寄存器決定輸出波形的起始和結束狀態(tài)，以高低電平產生波形的啟動和結束。 提示:在使能PTO或者PWM操作之前，將Q0.0和Q0.1過程映象寄存器清0。所有控制位、周期、脈寬和脈沖計數(shù)值的缺省值均為0。PTO/PWM的輸出負載至少為10％的額定負載，才能提供陡直的上升沿和下降沿 開環(huán)位控用于步進電機或伺服電機的基本信息 內置于S7-200 PLC的PTO和EM253位控模塊都使用一個脈沖串輸出用于步進電機或伺服電機的速度和位置控制。 使用PTO或模塊用于開環(huán)位置控制需要運動控制領域的專業(yè)技術。本章內容并不用于培訓。而是，提供基礎信息以幫助您使用位控向導為您的應用程序組態(tài)PTO或模塊。 最大速度和啟動/停止速度 向導將提示您應用程序的最大速度（MAX_SPEED）和啟動/停止速（SS_SPEED）。如圖9--3。 MAX_SPEED：該數(shù)值是您的應用中操作速度的最大值，它應在電機力矩能力的范圍內。驅動 負載所需的力矩由摩擦力、慣性以及加速/減速時間決定。 位控向導根據(jù)指定的MAX_SPEED，計算并顯示位控模塊所能控制的最小速度。 對于PTO輸出，您必須指定期望的啟動/停止速度。由于啟動/停止速度在每次運動指令執(zhí)行時至少會產生一次，所以啟動/停止速度的周期應小于加速/減速時間。 SS_SPEED：輸入該數(shù)值滿足您的電機在低速時驅動負載的能力，如果SS_SPEED的數(shù)值過低，電機和負載在運動的開始和結束時可能會搖擺或顫動。如果SS_SPEED的數(shù)值過高，電機會在啟動時丟失脈沖，并且負載在試圖停止時會使電機超速。 在電機的數(shù)據(jù)單中，對于電機和給定負載，有不同的方式定義啟動/停止（或拉入/拉出）速度。通常，SS_SPEED值是MAX_SPEED值的5%至15%。請參考電機的數(shù)據(jù)單，為您的應用選擇正確的速度。圖9--4所示為典型的電機力矩/速度曲線。 輸入加速和減速時間 作為組態(tài)內容的一部分，要設置加速和減速時間。加速時間和減速時間的缺省設置都是1秒。通常，電機可在小于1秒的時間內工作。參見圖9--5。您要以毫秒為單位進行時間設定： ACCEL_TIME：電機從SS_SPEED速度加速到MAX_SPEED速度所需的時間。缺省值=1000ms。 DECEL_TIME：電機從MAX_SPEED速度減速到SS_SPEED速度所需要的時間。缺省值=1000ms。 提示：電機的加速和減速時間要經過測試來確定。開始時，您應輸入一個較大的值。逐漸減少這個時間值直至電機開始失速，從而優(yōu)化您應用中的這些設置。 組態(tài)移動包絡 一個包絡是一個預先定義的移動描述，它包括一個或多個速度，影響著從起點到終點的移動。即使不定義包絡也可以使用PTO或模塊，位控向導為您提供了指令以用于控制移動而無需運行一個包絡。 一個包絡由多段組成，每段包含一個達到目標速度的加速/減速過程和以目標速度勻速運行的一串固定數(shù)量的脈沖。如果是單段運動控制或者是多段運動控制中的最后一段，還應該包括一個由目標速度到停止的減速過程。 PTO和模塊支持最多25個包絡。 定義移動包絡 位控向導提供移動包絡定義，在這里，您可以為您的應用程序定義每一個移動包絡。對每一個包絡，您可以選擇操作模式并為每個包絡的各步定義指標。位控向導中可以為每個移動包絡定義一個符號名，其做法是您在定義包絡時輸入一個符號名即可。 選擇包絡的操作模式 您要按照操作模式組態(tài)包絡。PTO支持相對位置和單一速度的連續(xù)轉動。而位控模塊支持絕對位置、相對位置、單一速度連續(xù)轉動和以兩種速度連續(xù)轉動。圖9--6所示為不同的操作模式。 創(chuàng)建包絡中的步 一個步是工件運動的一個固定距離，包括加速和減速時間內的距離。PTO每一包絡最大允許29個步，而模塊的每一包絡最大允許4個步。 您要為每一步指定目標速度和結束位置或脈沖數(shù)目，且每次輸入一步。圖9--7所示為一步、兩步、三步和四步包絡。 注意一步包絡只有一個勻速段，兩步包絡有兩個勻速段，依次類推。步的數(shù)目與包絡中勻速段的數(shù)目一致。 使用PTO輸出 PTO提供一個指定脈沖數(shù)目的方波輸出（50%占空比）每一脈沖的頻率或周期隨著加速和減速時的頻率線形變化，而在移動的常頻率段部分保持不變。一旦產生完指定數(shù)目的脈沖，PTO輸出變?yōu)榈碗娖?，并且直到裝載一個新的指定值時才產生脈沖。參見圖9--8。 組態(tài)PTO輸出 使用位控向導，為PTO操作組態(tài)一個內置輸出。啟動位控向導，可以點擊操作欄中的工具圖標，然后 雙擊位控向導圖標，或者選擇菜單命令Tools > Position Control Wizard。 1. 為S7-200 PLC選擇選項組態(tài)板載PTO/PWM操作。 2. 選擇Q0.0或Q0.1，組態(tài)作為PTO的輸出。 3. 從下拉對話框中選擇線性脈沖串輸出（PTO）。 4. 若您想監(jiān)視PTO產生的脈沖數(shù)目，點擊復選框選擇使用高速計數(shù)器。 5. 在對應的編輯框中輸入MAX_SPEED和SS_SPEED速度值。 6. 在對應的編輯框中輸入加速和減速時間。 7. 在移動包絡定義界面，點擊新包絡按鈕允許定義包絡。選擇所需的操作模式。對于相對位置包絡：輸入目標速度和脈沖數(shù)。然后，您可以點擊繪制步按鈕，查看移動的圖形描述。若需要多個步，點擊新建步按鈕并按要求輸入步信息。對于單速連續(xù)轉動：在編輯框中輸入單速值。若您想終止單速連續(xù)轉動，點擊子程序編程復選框，并輸入停止事件后的移動脈沖數(shù)。 8. 根據(jù)移動的需要，您可以定義多個包絡和多個步。 9. 選擇完成結束向導。