西门子CPU416F-2控制器

DP-SEND（发送块）和DP-RECV（接收块）结构

DP-RECV（接收块）各端子参数的类型及功能

DP-SEND（发送块）各端子参数的类型及功能

3.  PROFIBUS DP之三：带智能从站的DP。

智能从站的主要特点是：DP主站需要的输入／输出数据不是直接来自于真正的输入输出口，而是来自于预处理的CPU。

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西门子PLC系列产品的特点简介

西门子S7系列PLC的主要种类及应用德国西门子（SIEMENS）公司生产的可编程序控制器在我国的应用也相当广泛，在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子（SIEMENS）公司的PLC产品包括LOGO，S7-200，S7-300，S7-400，工业网络，HMI人机界面，工业等。 　　西门子S7系列PLC体积小、速度快、化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性更高。S7系列PLC产品可分为微型PLC（如S7-200），小规模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。 　　1．SIMATICS7-200PLCS7-200PLC是**小型化的PLC，它适用于各行各业，各种中的自动检测、监测及控制等。S7-200PLC的强大功能使其无论单机运行，或连成网络都能实现复杂的控制功能。 　　S7-200PLC可提供4个不同的基本型号与8种CPU可供选择使用。2．SIMATICS7-300PLCS7-300是模块化小型PLC，能中等性能要求的应用。各种单独的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的。 　　与S7-200PLC比较，S7-300PLC采用模块化结构，具备高速（0.6~0.1μs）的指令运算速度；用浮点数运算比较有效地实现了更为复杂的算术运算；一个带用户接口的工具方便用户给所有模块进行参数赋值；方便的人机界面服务已经集成在S7-300操作内，人机对话的编程要求大大。 　　S7-300操作自动地处理数据的传送；CPU的智能化的诊断连续监控的功能是否正常、记录错误和特殊事件（例如：**时，模块更换，等等）；多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的和修改；S7-300PLC设有操作选择开关，操作选择开关像钥匙一样可以，。 　　SIMATIC人机界面（HMI）从S7-300中取得数据，S7-300按用户的刷新速度传送这些数据。具备强大的通信功能，S7-300PLC可通过编程Step7的用户界面提供通信组态功能，这使得组态非常容易、简单。 　　S7-300PLC具有多种不同的通信接口，并通过多种通信处理器来连接AS-I总线接口和工业以太网总线；串行通信处理器用来连接点到点的通信；多点接口（MPI）集成在CPU中，用于同时连接编程器、PC机、人机界面及其他SIMATICS7/M7/C7等自动化控制。 　　3．SIMATICS7-400PLCS7-400PLC是用于中、性能范围的可编程序控制器。S7-400PLC采用模块化无风扇的设计，可靠耐用，同时可以选用多种级别（功能逐步升级）的CPU，并配有多种通用功能的模板，这使用户能根据需要组合成不同的**。 　　4．工业通讯网络通讯网络是自动化的支柱，西门子的全集成自动化网络平台提供了从控制级一直到现场级的一致性通讯，“SIMATICNET”是全部网络系列产品的总称，他们能在工厂的不同部门，在不同的自动化站以及通过不同的级交换数据，有的接口并且相互之间完全兼容。 　　5．人机界面（HMI）硬件HMI硬件配合PLC使用，为用户提供数据、图形和事件显示，主要有文本操作面板TD200（可显示中文），OP3，OP7，OP17等；图形/文本操作面板OP27，OP37等，屏操作面板TP7，TP27/37，TP170A/B等；SIMATIC面板型PC670等。 　　当控制规模扩大或升级时，只要适当地一些模板，便能使升级和充分需要。个人计算机（PC）也可以作为HMI硬件使用。HMI硬件需要经过（如ProTool）组态才能配合PLC使用。6．SIMATICS7工业西门子的工业分为三个不同的种类：（1）编程和工程工具编程和工程工具包括所有基于PLC或PC用于编程、组态、模拟和等控制所需的工具。 　　

PLC程序的内容和评价指标1．PLC程序的内容PLC应用程序限度地被控对象的控制要求，在构思程序主体的框架后，要以它为主线，逐一编写实现各控制功能或各子任务的程序。经过不断他和完善。 　　使程序能完成所要求的控制功能。另外，PLC应用程序通常还应包括以下几个方面的内容：（1）初始化程序在PLC上电后，一般都要做一些初始化的操作。其作用是为启必要的，并避免发生误。初始化程序的主要内容为：将某些数据区、计数器进行清零；使某些数据区恢复所需数据；对某些输出量置位或复位；显示某些初始状态等等。 　　（2）检测、故障诊断、显示程序应用程序一般都设有检测、故障诊断和显示程序等内容。这些内容可以在程序设计基本完成时再进行添加。它们也可以是相对的程序段。（3）保护、连锁程序各种应用程序中，保护和连锁是不可缺少的部分。 　　它可以杜绝由于操作而引起的控制逻辑混乱，保证的运行更安全、可靠。因此要认真考虑保护和连锁的问题。通常在PLC外部也要设置连锁和保护措施。2．PLC程序的对同一个控制要求，即使选用同一个机型的PLC，用不同设计所编写的程序，其结构也可能不同。 　　尽管几种程序都可以实现同一控制功能，但是程序的却可能差别很大。程序的可以由以下几个方面来衡量：（1）程序的正确性应用程序的好坏，根本的一条就是正确。所谓正确的程序必须能经得起运行实践的考验，离开这一条对程序所做的评价都是没有意义的。 　　（2）程序的可靠性好好的应用程序可以保证在正常和非正常（短时掉电再复电、某些被控量**标、某个环节有故障等）工作条件下都能安全可靠地运行，也能保证在出现操作（如按动或误了不该的按钮）等情况下不至于出现控制失误。 　　（3）参数的易性好PLC控制的优越性之一就是灵活性好，容易通过修改程序或参数而改变的某些功能。例如，有的在一定情况下需要变动某些控制量的参数（如定时器或计数器的设定值等），在设计程序时必须考虑怎样编写才能易于修改。 　　（4）程序要简练编写的程序应尽可能简练，程序的语句，一般可以程序扫描时间，PLC对输入的响应速度。当然，如果过多地使用那些执行时间较长的指令，有时虽然程序的语句较少，但是其执行时间也不一定短。 　　（5）程序的可读性好程序不仅仅给设计者自己看，的人员也要读。另外，为了有利于交流，也要求程序有一定的可读性。

热继电器——常用的主令电器热继电器是利用电流的热效应原理实现电机的过载保护的。 　　电动机在工作时，当负载过大、电压过低或发生一相断路故障时，电动机的电流都要增大，其值往往**过额定电流。如果**过不多，电路中熔断器的熔体不会熔断，但时间长了会影响电动机的寿命，甚至烧毁电动机，因此需要有过载保护。 　　热继电器用于电动机的过载保护，它是利用电流热效应使双金属片受热后弯曲，通过联动机构使触点的自动电器。图1-23是热继电器的结构及图形符号。它由元件、双金属片、触点及一套传动和机构组成。元件是一段阻值不大的电阻丝，串接在被保护电动机的主电路中。 　　双金属片由两种不同热系数的金属片辗压而成。图中所示的双金属片，下层一片的热系数大，上层的小。当电动机过载时，通过元件的电流**过整定电流，双金属片受热向上弯曲脱离扣板，使常闭触点断开。由于常闭触点是接在电动机的控制电路中的，它的断开会使得与其相接的器线圈断电，从而器主触点断开，电动机的主电路断电，实现了过载保护。 　　热继电器后，双金属片经过一段时间冷却，按下复位按钮即可复位。热继电器的主要技术数据是整定电流。整定电流是指长期通过元件而不致使热继电器电流。当元件中通过的电流**过整定电流值的20％时，热继电器应在20分钟内。 　　热继电器的整定电流大小可通过整定电流旋钮来改变。选用和整定热继电器时一定要使整定电流值与电动机的额定电流一致。由于热继电器是受热而的，热惯性较大，因而即使通过元件的电流短时间内**过整定电流几倍，热继电器也不会立即。 　　只有这样，在电动机起动时热继电器才不会因起动电流大而，否则电动机将无法起动。反之，如果电流**过整定电流不多，但时间一长也会。由此可见，热继电器与熔断器的作用是不同的，热继电器只能作过载保护而不能作短路保护，而熔断器则只能作短路保护而不能作过载保护。 　　在一个较完善的控制电路中，特别是容量较大的电动机中，这两种保护都应具备。

除控制字节以及新预设值和当前值保持字节外，还可以使用数据类型HC（高速计数器当前值）加计数器号码（0、1、2、3、4或5）读取每台高速计数器的当前值。因此，读取操作可直接读取当前值，但只有用上述HSC指令才能执行写入操作。

（2）执行HDEF指令之前，必须将高速计数器控制字节的位设置成需要的状态，否则将采用默认设置。默认设置为：复位和起动输入高电平有效，正交计数速率选择4×。执行HDEF指令后，就不能再改变计数器的设置，除非CPU进入停止。

（3）执行HSC指令时，CPU检查控制字节和有关的当前值和预置值。

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西门子S7-200 PLC的安装、安装和安装注意事项

西门子S7-200 PLC安装：
（1）安装

S7-200的安装有两种：底板安装和DIN导轨安装。底板安装是利用PLC机体外壳四个角上的安装孔，用螺钉将其固定在底版上。DIN导轨安装是利用模块上的DIN夹子，把模块固定在一个的DIN导轨上。导轨安装既可以水平安装，也可以垂直安装。

（2）安装

PLC适用于工业现场，为了保证其工作的可靠性，PLC的使用寿命，安装时要注意周围条件：温度在0～55℃范围内；相对湿度在35%～85%范围内（无结霜），周围无易燃或腐蚀性气体、过量的灰尘和金属颗粒；避免的震动和冲击；避免太阳光的直射和水的溅射。

（3）安装注意事项

除了因素，安装时还应注意：PLC的所有单元都应在断电时安装、拆卸；切勿将导线头、金属屑等杂物落入机；模块周围应留出一定的空间，以便于机体周围的通风和散热。此外，为了防止高电子噪声对模块的，应尽可能将S7-200模块与产生高电子噪声的设备（如变频器）分隔开。

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西门子SIMATIC系列PLC的子系列的功能和适用范围

SIMATIC S7-200系列PLC

SIMATIC S7-200系列PLC适用于各行各业，各种中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有较高的性价格比。S7-200系列在集散自动化中充分发挥其强大功能。   

SIMATIC S7-300系列PLC

S7-300是SIMATIC控制器中销售量多的产品，它已成功地用于范围广泛的自动化领域。S7-300 的重点在于为生产制造工程中的解决方案提供一个通用的自动化平台，是用于集中式或分布式结构的解决方案。模块化设计，安装简单、方便。

近几年来PLC新兴的应用领域(1)近年来，和利时矿用PLC产品的不断推陈出新，以其可靠性、高性能等优势了用户的广泛认可。 　　PLC的是指PLC所使用的各种程序的。它包括程序和用户程序。（1）程序程序包括监控程序、编译程序及诊断程序等。监控程序又称为程序，主要用于全机。编译程序用来把程序语言翻译成机器语言。 　　诊断程序用来诊断机器故障。程序由PLC生产厂家提供，并固化在EPROM中，用户不能直接存取，故也不需要用户干预。（2）用户程序用户程序是用户根据现场控制的需要，用PLC的程序语言编制的应用程序，用以实现各种控制要求。 　　用户程序由用户用编程器键入到PLC内存。小型PLC的用户程序比较简单，不需要分段，而是顺序编制的。大中型PLC的用户程序很长，也比较复杂，为使用户程序编制简单清晰，可按功能结构或使用目的将用户程序划分成各个程序模块。 　　按模块结构组成的用户程序，每个模块用来解决一个确定的技术功能，能使很长的程序编制得易于理解，还使得程序的调试和修改很容易。对于数控机床来说，数控机床PLC中的用户程序由机床制造厂提供，并已固化到用户EPROM中，机床用户不需进行写入和修改，只是当机床发生故障时，根据机床厂提供的梯形图和电气原理图，来查找故障点，进行维修。 　　

西门子PLC控制设计的几个步骤（一）决定所需的及次序。当使用可编程控制器时，重要的一环是决定所需的输入及输出。 　　输入及输出要求：(1)步是设定输入及输出数目。(2)第二步是决定控制先后、各器件相应关系以及作出何种反应。（二）对输入及输出器件编号每一输入和输出，包括定时器、计数器、内置寄存器等都有一个的对应编号，不能混用。 　　（三）画出梯形图。根据控制的要求，画出梯形图。（四）将梯形图转化为程序把继电器梯形图转变为可编程控制器的编码，当完成梯形图以后，下一步是把它的编码编译成可编程控制器能识别的程序。这种程序语言是由序号（即地址）、指令（控制语句）、器件号（即数据）组成。 　　地址是控制语句及数据所存储或摆放的位置，指令告诉可编程控制器怎样利用器件作出相应的。（五）在编程下用键盘输入程序。（六）编程及设计控制程序。（七）控制程序的错误并修改。（八）保存完整的控制程序。 　　

PLC可编程控制器RAM存储区简介PLC可编程控制器RAM存储区包括I/O映象区以及各类软设备（例如：逻辑线圈、数据寄存器、计时器、计数器、变址寄存器、累加器等）存储区。（A）I/O映象区由于PLC投入运行后，只是在输入采样阶段才依次读入各输入状态和数据，在输出刷新阶段才将输出的状态和数据送至相应的外设。 　　因此，它需要有一定数量的存储单元（RAM）以供存放I/O的状态和数据，这些存储单元称作I/O映象区。一个开关量I/O占用存储单元中的一个位（bit）,一个模拟量I/O占用存储单元中的一个字（16个bit)。 　　因此，整个I/O映象区可看作由开关量的I/O映象区和模拟量的I/O映象区两部分组成。（B）软设备存储区除了I/O映象区以外，RAM存储区还包括PLC内部各类软设备（逻辑线圈、数据寄存器、计时器、计数器、变址寄存器、累加器等）的存储区。 　　该存储区又分为具有失电保持的存储区域和无失电保持的存储区域，前者在PLC断电时，由内部的锂电子供电。使这部分存储单元内的数据得以保留；后者当PLC停止运行时，将这部分存储单元内的数据全部置“零”。可编程控制器是一种数字运算电子，专为在工业下运用而设计。 　　它采用可编程序的存储器，用于存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等特定功能的用户指令，并通过数字式或模拟式的输人、输出，控制各种类型的机械或生产。可编程控制器及其辅助设备都应按易于构成一个工业控制，且它们所具有的全部功能易于应用的原则设计。 　　数控机床的控制由数控装置和可编程控制器协调配合共同完成，其中数控装置主要完成与数字运算和等有关的功能，如零件程序的编辑、插补运算、译码、伺服位置控制等；可编程控制器主要完成与逻辑运算有关的一些，没有实现轨迹运动上的具体要求。 　　PLC通过辅助控制装置完成机床相应的开关，如的更换、工件的装夹、冷却液的开／关、自动等一些辅助。它还接受机床操作面板的指令，一方面直接控制机床的，另一方面将一部分信息送往数控装置用于加工的控制。 　　

 S7系列PLC分为S7-200小型机、 S7-300中型机、S7-400大型机。S7-200系列PLC是西门子公司20世纪90年代推出的整体式小型机，其结构紧凑、功能强，具有很高的性能价格比，在中小规模控制中应用广泛。

S7-200系列PLC的外形图

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西门子S7-200 CPU的类型

从CPU模块的功能来看，SIMATIC S7-200系列小型PLC发展至今，大致经历了两代：

     代产品，其CPU模块为CPU 21X，主机都可进行扩展，它具有四种不同配置的CPU单元：CPU 212，CPU 214，CPU 215和CPU 216，本书不介绍该产品。

     *二代产品，其CPU模块为CPU 22X，主机都可进行扩展，它具有五种不同配置的CPU单元：CPU 221，CPU 222，CPU 224和CPU 226和CPU226XM，除CPU 221之外，其它都可加扩展模块，是目前小型PLC的主品。本书将介绍CPU22X系列产品。

     对于每个型号，西门子厂家都提供有产品货号，根据产品货号可以购买到类型的PLC。

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