西门子S7-200SR20西门子S7-200SR20
上海诗幕自动化设备有限公司，*从事品自动化设备研发及销售的企业，对各大自动化产品有着强大的优势，并且对优势产品有着大量的备货。与欧洲及从事电气的各大公司有着良好的协作关系。
上海诗幕自动化设备有限公司是*从事西门子工业自动化产品销售和集成的高新技术企业。 在西门子工控领域，公司以精益求精的经营理念，从产品、方案到服务， 致力于塑造一个“行业*”，以实现可的发展。 多年以来，公司坚持“以客户为本，与客户共同发展”的思想， 全力以赴为工矿用户、设计单位、工程公司提供高、高性、高可靠性的整体解决方案。 “我们不仅仅销售的产品”是公司每个员工的工作信条， 在为客户提品和方案的中，我们愿意倾听客户，和客户共同完善， 不断服务，越客户的期望。以此为基础，我们追求客户、厂商和员工三方的共赢。 本公司与德国SIEMENS公司自动化与驱动部门的长期紧作中， 建立了良好的相互协作关系，在自动化产品与驱动产品业务逐年成倍增长， 为广大用户提供了SIEMENS的新的技术及自动控制的佳解决方案。 上海诗幕自动化科技有限公司 具备以下产品优势 西门子可编程控制器，西门子屏，西门子工业以太网， 西门子数控，西门子高低压变频器，西门子电机驱动等等。
应对PLC工作中措施
1 引言
PLC由于具有功能强、程序设计简介，方便等优点，特别是高可靠性、较强的适应恶劣工业的能力，已被广泛应用于自来水行业。但由于现场条件恶劣、湿度高、以及各种工业电磁、辐射等，会影响的正常工作,因此必须工程的抗设计。
水厂应用中的PLC所受的源主要有电源引入的、接地引入的和输入输出电路引入的三类。如果PLC的问题解决得不好，将无法可靠运行，将会影响到正常供水。因此，有必要对PLC应用中的问题进行探讨。主要本文分别讨论PLC的三种抗技术。
2 抗的技术对策分析
为防止，可采用硬件和的抗措施，其中，硬件抗是基本和重要的抗措施，一般从抗和防两方面入手来和源，切断对的耦合通道，对的性。
2.1 电源引入的
电网的，的波动，将直接影响到PLC的可靠性与性。如何电源的是PLC的抗性能的主要环节。
(1) 加装滤波、隔离、屏蔽、开关稳压电源。
设置滤波器的作用是为了从电源线传导到中，使用隔离变压器，必须注意:屏蔽层要良好接地;次级连接线要使用双绕线(电线间的)，隔离变压器的初级绕组和次级绕组应分别加屏蔽层，初级的屏蔽层接交流电网的零线;次级的屏蔽层和初级间屏蔽层接直流端。
为了电网大容量设备起停(如送水泵等)引起电网电压的波动，保持供电电压的稳压，可采用开头稳压电源。
(2) 分离供电
PLC的控制器与I/O分别由各自的隔离变压器供电，并与主电源分开，这样当输入输出供电断电时，不会影响到控制器的供电。如图1所示。
图1 分离供电图
2.2 接地引入的
PLC分为逻辑电路接地和功率电路接地，有共地、浮地及机壳共地和电路浮地等三种。一般采用控制器与其它设备分别接地好，接地时注意:接地线尽量粗，一般大于2mm2的线接地;接应尽量靠近控制器，接与控制器之间的距离不大于50m;接地线应尽量避开强电回路和主回路的电线，不能避开时，应垂直相交，应尽量缩短平行走线的长度。
实践证明，接地往往是噪声和防止的重要手段，良好的接地可在很大程度上内部噪声的耦合，防止外部的侵入，的抗能力。
2.3 输入输出电路引入的
为了实现输入输出电路上的完全隔离，近年来在控制中光电耦合广泛应用，已成为防止的有效措施。光电耦合有以下特点:首先，由于是密封在一个管壳内，不会受到外界光的;其次，由于靠光传送，切断了各部件电路之间地线的联系;第三，发光二极管动态电阻非常小，而源的内阻一般很大，能够传送到光电耦合器输入输出的就很小;第四，光电耦合器的传输比和晶体管的放大倍数相比，一般很小，远不如晶体管对那么灵敏，而光电耦合器的发光二极管只有在通过一定的电流时才能发光。因此，即使是在电压幅值较高的情况下，由于没有足够的能量，仍不能使发光二极管发光，从而可以有效地掉。由于光电耦合器的线性区一般只能在某一特定的范围内，因此，应保证被传的变化范围始终在线性区内。为了保证线性耦合，既要严格挑选光电耦合器，又要采取相应的非线性较正措施，否则将产生较大的误差。
(1) 光电耦合输入电路如图2所示。其中图2(a)、图2(b)用的较多，高电平时接成形式，低电平输入时接成形式。图2(c)为差动型接法，它具有两个约束条件，对于防止有明显的优越性，适用于外部严重的，当外部设备电流较大时，其传输距离可达100~200m，图2(d)考虑到COMS电路的输出驱动电流较小，不能直接带动发光二极管，所以加接一级晶体管作为功率放大，需要注意的是图中发光二极管和光敏三极管应分别由两个电源供电，电阻值视电压高低选取。
图2 光电耦合输入电路
(2) 光电耦合输出电路如图3所示。为了和输入同相的，可以采用图3(a)形式。若要求输出和输入反相，可以接成图3(b)形式。当输出电路所驱动的元件较多时，可以加接一级晶体管作为驱动功率放大，其接法如图3(c)所示。有时为了更好的输出波形，输出可经施密特电路。
图3 光电耦合输出电路
以上两点是对开关量输入输出的处理，而对模拟输入输出，为了工业现场瞬时对它的影响，除加A/D、D/A转换电路和光电耦合外，可根据需要采取的数字滤波技术如中值法、一阶递推数字滤波法等算法。
3 结束语
PLC控制的抗性设计是一个复杂的工程，涉及到具体的输入输出设备和工业现场的，在设计抗时要求要综合考虑各方面的因素。
S7-200系列PLC的主要技术性能
下面以S7-200 CPU224为例说明S7系列PLC的主要技术性能。
1．一般性能
S7-200 CPU224的一般性能如表4-13所示。
表4-13 S7-200 CPU224一般性能
电源电压
DC 24V，AC 100~230V
电源电压波动
DC 20.4-28.8V，AC 84-264V（47-63Hz）
温度、湿度
水平安装0~550C，垂直安装0~450C，5~95%
大气压
860~1080hPa
保护等级
IP20到IEC529
输出给传感器的电压
DC 24V （20.4-28.8V）
输出给传感器的电流
280mA，电子式短路保护（600mA）
为扩展模块提供的输出电流
660mA
程序存储器
8K字节/典型值为2.6K条指令
数据存储器
2.5K字
存储器子模块
1个可的存储器子模块
数据后备
整个BD1在EEPROM中无需
在RAM中当前的DB1标志位、定时器、计数器等通过高能电容或电池维持，后备时间190h（400C时120h），电池后备200天
编程语言
LAD，FBD，STL
程序结构
一个主程序块（可以包括子程序）
程序执行
循环。中断控制，定时控制（1~255ms）
子程序级
8级
用户程序保护
3级口令保护
指令集
逻辑运算、应用功能
位操作执行时间
0.37μs
扫描时间监控
300ms（可重启动）
内部标志位
256，可保持：EEPROM中0~112
计数器
0~256，可保持：256，6个高速计数器
定时器
可保持：256，
4个定时器，1ms~30s
16个定时器，10ms~5min
236个定时器，100ms~54min
接口
一个RS485通信接口
可连接的编程器/PC
PG740P = 2 * ROMAN II，PG760P = 2 * ROMAN II，PC（AT）
本机I/O
数字量输入：14，其中4个可用作硬件中断，14个用于高速功能
数字量输出：10，其中2个可用作本机功能，
模拟电位器：2个
可连接的I/O
数字量输入/输出：多94/74
模拟量输入/输出：多28/7（或14）
AS接口输入/输出：496
多可接扩展模块
7个
2．输入特性
S7-200 CPU224的输入特性如表4-14所示。
表4-14 S7-200 CPU224输入特性
类型
源型或汇型
输入电压
DC 24V，“1”：14-35A，“0”：0-5A，
隔离
光耦隔离，6点和8点
输入电流
“1”：大4mA
输入（额定输入电压）
所有输入：全部0.2-12.8ms（可调节）
中断输入：（I0.0-0.3）0.2-12.8ms（可调节）
高速计数器：（I0.0-0.5）大30kHz
3．输出特性
S7-200 CPU224输出特性如表4-15所示。
表4-15 S7-200 CPU224的输出特性
类型
晶体管输出型
继电器输出型
额定负载电压
DC 24V（20.4-28.8V）
DC 24V（4-30V）
AC24-230V（20-250V）
输出电压
“1”：小DC 20V
L+/L-
隔离
光耦隔离，5点
继电器隔离，3点和4点
大输出电流
“1”：0.75A
“1”：2A
小输出电流
“0”：10μsA
“0”：0mA
输出开关容量
阻性负载：0.75A
灯负载：5W
阻性负载：2A
灯负载：DC30W，AC200W
4．扩展单元的主要技术特性
S7-200系列PLC是模块式结构，可以通过配接各种扩展模块来达到扩展功能、扩大控制能力的目的。目前S7-200主要有三大类扩展模块。
（1）输入/输出扩展模块 S7-200 CPU上已经集成了一定数量的数字量I/O点，但如用户需要多于CPU单元I/O点时，必须对做必要的扩展。CPU221无I/O扩展能力，CPU 222多可连接2个扩展模块（数字量或模拟量），而CPU224和CPU226多可连接7个扩展模块。
S7-200 PLC系列目前共提供共5大类扩展模块：数字量输入扩展板EM221（8路扩展输入）；数字量输出扩展板EM222（8路扩展输出）；数字量输入和输出混合扩展板EM223（8I/O，16I/O，32I/O）；模拟量输入扩展板EM231，每个EM231可扩展3路模拟量输入通道，A/D转换时间为25μs，12位；模拟量输入和输出混合扩展模板EM235，每个EM235可同时扩展3路模拟输入和1路模拟量输出通道，其中A/D转换时间为25μs，D/A转换时间]100μs，位数均为12位。
基本单元通过其右侧的扩展接口用总线连接器（插件）与扩展单元左侧的扩展接口相连接。扩展单元正常工作需要+5VDC工作电源，此电源由基本单元通过总线连接器提供，扩展单元的24VDC输入点和输出点电源，可由基本单元的24VDC电源供电，但要注意基本单元所提供的大电流能力。
（2）热电偶/热电阻扩展模块 热电偶、热电阻模块（EM231）是为CPU222，CPU224，CPU226设计的，S7-200与多种热电偶、热电阻的连接备有隔离接口。用户通过模块上的DIP开关来选择热电偶或热电阻的类型，接线，测量单位和开路故障的方向。
（3）通讯扩展模块 除了CPU集成通讯口外，S7-200还可以通过通讯扩展模块连接成更大的网络。S7-200系列目前有两种通讯扩展模块：PROFIBUS-DP扩展从站模块（EM277）和AS-i接口扩展模块（CP243-2）。
S7-200系列PLC输入/输出扩展模块的主要技术性能如表4-16所示。
表4-16 S7-200系列PLC输入/输出扩展模块的主要技术性能
类型
数字量扩展模块
模拟量扩展模块
型号
EM221
EM222
EM223
EM231
EM232
EM235
输入点
8
无
4/8/16
3
无
3
输出点
无
8
4/8/16
无
2
1
隔离组点数
8
2
4
无
无
无
输入电压
DC24V
DC24V
输出电压
DC24V或AC24-230V
DC24V或AC24-230V
A/D转换时间
<250μs
<250μs
分辨率
12bit
A/D转换
电压：12bit
电流：11bit
12bit
A/D转换
西门子S7-200SR20西门子S7-200SR20
什么是编址 S7-200的编址
编址：就是对输入/输出模块上的I/O点进行编码，以便程序执行时可以地识别每个I/O点。
编址
1．数字量I/O点的编址是以字长为单位，采用标志域（I或Q）、字节号和位号三部分的组成形式，在字节号和位号之间以点分隔，惯上称做字节·位编址。每个I/O点就有了的识别地址，地址的表示如图：
Q
1
·
5
标志域（数出Q、数入I）
字节地址
字节号和位号的分隔点
字节中位的编号（0_7）
数字量输入输出的字节和位编址都是从0开始，每个位都是0~7，共8位。
2．模拟量I/O编址是以字长（16位）为单位。在读写模拟量信息时，模拟输入输出按字单位读写。模拟输入只能进行读操作，而模拟输出只能进行写操作，每个模拟输入输出都是一个模拟端口。一模拟端口的地址由标志域（AI/AQ）、数据长度标志（W）以及字节地址（0~30之间的十进制偶数）组成。模拟端口的地址从0开始，以2递增（如：AIW0、AIW2、AIW4等），对模拟端口奇数编址是不允许的。地址的表示如图：
AI
W
8
标志域（模出AQ、
模入AI）
数据长度（字）
字节地址（0、2、4……）
3．扩展模块的编址，由扩展模块I/O端口的类型及其在扩展I/O链中的位置决定。扩展模块的编址按照由左至右，地址编码依次排序。扩展模块的数字量I/O点编址以字节·位编址形式，扩展模块的模拟量I/O编址仍以字长（16位）为单位。
西门子S7-200SR20
功能表图能表图中选择序列和并行序列的编程问题
循环和跳步都属于选择序列的特殊情况。对选择序列和并行序列编程的关键在于对它们的分支和合并的处理，转换实现的基本规则是设计复杂梯形图的基本准则。与单序列不同的是，在选择序列和并行序列的分支、合并处，某一步或某一转换可能有几个前级步或几个后续步，在编程时应注意这个问题。
1．选择序列的编程
（1）使用STL指令的编程
如图5-35所示，步S0之后有一个选择序列的分支，当步S0是活动步，且转换条件X0为“1”时，将执行左边的序列，如果转换条件X3为“1”状态，将执行右边的序列。步S32之前有一个由两条支路组成的选择序列的合并，当S31为活动步，转换条件X1，或者S33为活动步，转换条件X4，都将使步S32变为活动步，同时程序使原来的活动步变为不活动步。
图5-35 选择序列的功能表图一
如图5-36所示为对图5-35采用STL指令编写的梯形图，对于选择序列的分支，步S0之后的转换条件为X0和X3，可能分别进展到步S31和S33，所以在S0的STL触点开始的电路块中，有分别由X0和X3作为置位条件的两条支路。对于选择序列的合并，由S31和S33的STL触点驱动的电路块中的转换目标均为S32。
图5-36 选择序列的梯形图一
在设计梯形图时，其实没有必要特别留意选择序列的如何处理，只要正确地确定每一步的转换条件和转换目标即可。
（2）使用通用指令的编程
如图5-38所示对图5-37功能表图使用通用指令编写的梯形图，对于选择序列的分支，当后续步M301或M303变为活动步时，都应使变为不活动步，所以应将M301和M303的常闭触点与线圈串联。对于选择序列的合并，当步M301为活动步，并且转换条件X1，或者步M303为活动步，并且转换条件X4，步M302都应变为活动步，M302的起动条件应为：，对应的起动电路由两条并联支路组成，每条支路分别由M301、X1和M303、X4的常开触点串联而成。
图5-37 选择序列功能表图二
图5-38 选择序列的梯形图二
（3）以转换为中心的编程
如图5-39所示是对图5-37采用以转换为中心的编程设计的梯形图。用仿STL指令的编程来设计选择序列的梯形图，请读者自己编写。
图5-39 选择序列的梯形图三
2．并行序列的编程
（1）使用STL指令的编程
如图5-40所示为包含并行序列的功能表图，由S31、S32和S34、S35组成的两个序列是并行工作的，设计梯形图时应保证这两个序列同时开始和同时结束，即两个序列的步S31和S34应同时变为活动步，两个序列的后一步S32和S35应同时变为不活动步。并行序列的分支的处理是很简单的，当步S0是活动步，并且转换条件X0＝1，步S31和S34同时变为活动步，两个序列开始同时工作。当两个前级步S32和S35均为活动步且转换条件，将实现并行序列的合并，即转换的后续步S33变为活动步，转换的前级步S32和S35同时变为不活动步。
