西门子PLC模块6ES7214-1AG40-0XB0

西门子PLC模块6ES7214-1AG40-0XB0

S7-200的功能确实不够绿色，定时器个数是有限的，但是可以通过写程序来实现定时功能，这样就不存在定时器被多次调用的问题了，定时器实际上就是读取CPU内部晶振的次数，可以用定时器中断或是SM0.5编写子程序。

    S7-200是一款通用性很强大的产品，直接提供的功能有限，但是可以不断的思考，通过编程等方式获得产品更大的利用空间。

    西门子S7-200PLC的自由口通讯具有非常强大的功能，熟练使用自由口通讯可以很方便的实现PLC与其他智能设备的数据交换。使用自由口通讯需要以下几个方面的编程设置：对SMB30进行设置端口选择，波特率选择，校验设置，对SMB87,89,90,94进行设置缓冲区等。通过ATCH指令进行中断设置，对中断状态进行判断。通过RCV指令进行接收数据。

    通讯交换数据

    交换数据是通过COM口进行的，所以一定要注意通讯口的地址使用和时间使用。另外数据缓冲区定义也非常重要，因为交换的数据会直接存储到这个缓冲区里。

    与其他智能设备通讯

    S7-200与其他智能设备通讯时，一般会采用相应的协议，一般来说一个网络会有相应的站地址，以及主站与从站，一定要区分好这方面的问题。

PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。

    PID控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：一是理论计算整定法。它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。

    PID控制器参数的工程整定方法，一般采用的是临界比例法。利用该方法进行PID控制器参数的整定步骤如下：(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作；(2)仅加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，记下这时的比例放大系数和临界振荡周期；(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。

    PID参数的设定：是靠经验及工艺的熟悉，参考测量值跟踪与设定值曲线，从而调整PID的大小。比例I/微分D=2，具体值可根据仪表定，再调整比例带P，P过头，到达稳定的时间长，P太短，会震荡，永远也打不到设定要求。

    PID控制器参数的工程整定,各种调节系统中P.I.D参数经验数据以下可参照：

    温度T：P=20~60%，T=180~600s，D=3-180s；

    压力P：P=30~70%，T=24~180s；

    液位L：P=20~80%，T=60~300s；

    流量L：P=40~100%，T=6~60s。

    这里介绍一种经验法，方法的基本程序是先根据运行经验，确定一组调节器参数，并将系统投入闭环运行，然后人为地加入阶跃扰动（如改变调节器的给定值），观察被调量或调节器输出的阶跃响应曲线。若认为控制质量不满意，则根据各整定参数对控制过程的影响改变调节器参数。这样反复试验，直到满意为止。

    西门子S7-200PLC集成有高速计数功能，高速计数是PLC的一项非常重要的功能，在工业领域中测量转动速度与周期一般都是用脉冲式仪器，例如旋转编码器。这类仪器的频率远远大于PLC的采集频率，因此使用高速计数器显得尤为重要。S7-200高速计数功能的知识点主要分几个部分：一是输入地址，二是计数模式，按有无方向，有无复位，外部复位和软复位等进行分类。三是相应的控制特殊功能寄存器。来控制计数器的模式和预置值等。

    高速计数器复位

    高速计数的复位是使用计数器时非常重要的地方。由于外部器件例如编码器等，一般都会有累积误差，那么就需要定期的进行复位。另外编码器一些功能的实现也要求它具有复位功能。

    高速计数器测量转速周期等

    使用编码器和高速计数器，定时中断等，可以进行旋转体的速度周期等数据的测量，此功能在对电机测量方面有广泛的应用。

   实数的格式

    实数（浮点数）由32位单精度数表示，其格式按照ANSI/IEEE754-1985标准中所描述的形式。实数按照双字长度来存取。对于S7-200来说，浮点数精确到小数点后第六位。因而当使用一个浮点数常数时，多可以到小数点后第六位。

    实数运算的精度

    在计算中涉及到非常大和非常小的数，则有可能导致计算结果不精确。

    字符串的格式

    字符串指的是一系列字符，每个字符以字节的形式存储。字符串的*个字节定义了字符串的长度，也就是字符的个数。一个字符串的长度可以是0到254个字符，再加上长度字节，一个字符串的大长度为255个字节。而一个字符串常量的大长度为126字节。

    布尔型数据（0或1）。

    S7-200CPU不支持数据类型检测

    例如：可以在加法指令中使用VW100中的值作为有符号整数，同时也可以在异或指令中将VW100中的数据当作无符号的二进制数。

    S7-200提供各种变换指令，使用户能方便地进行数据制式及表达方式的变换。

西门子PLC对检修工艺及技术要求见如下，另外我司还举一个西门子PLC维修实例供大家参考：

    （1）测量电压时，要用数字电压表或精度为1%的万能表测量

    （2）电源机架，CPU主板都只能在主电源切断时取下；

    （3）在RAM模块从CPU取下或插入CPU之前，要断开PC的电源，这样才能保证数据不混乱；

    （4）在取下RAM模块之前，检查一下模块电池是否正常工作，如果电池故障灯亮时取下模块PAM内容将丢失；

    （5）输入/输出板取下前也应先关掉总电源，但如果生产需要时I/0板也可在可编程控制器运行时取下，但CPU板上的QVZ（超时）灯亮；

    （6）拨插模板时，要格外小心，轻拿轻放，并运离产生静电的物品；

    （7）更换元件不得带电操作；

    （8）检修后模板安装一定要安插到位

    西门子PLC维修实例：

    型号：S7-200(CPU226)

    故障现象：错误指示灯闪

    故障分析：根据故障问题通电PLC无法将开关拨到RUN状态，错误指示灯一直闪烁，断电复位后故障依旧，打开外壳测量电源供电电压都正常。说明错误灯闪跟程序和CPU有关系，先把PLC连接电脑读出程序正常。把PLC程序清空后上电错误灯不闪。一切正常。说明程序可能有问题。在检查程序发现程序有几处空白段，初步怀疑是程序问题。把程序段根据客户外部信号条件修改好程序输入PLC后故障解除。

    故障修复：修改程序重新输入后故障解除。

　　一、 S7-200PLC内部RS485接口电路图

　　图中R1、R2是阻值为10欧的普通电阻，其作用是防止RS485信号D+和D-短路时产生过电流烧坏芯片，Z1、Z2是钳制电压为6V，大电流为10A的齐纳二极管，24V电源和5V电源共地未经隔离，当D+或D-线上有共模干扰电压灌入时，由桥式整流电路和Z1、Z2可将共模电压钳制在±6.7V，从而保护RS485芯片SN75176（RS485芯片的允许共模输入电压范围为：-7V～+12V）。该保护电路能承受共模干扰电压功率为60W，保护电路和芯片内部没有防静电措施

西门子PLC模块6ES7214-1AG40-0XB0

CPU 上的通信口（Port0）支持 Modbus RTU 从站通信协议

S7-200 CPU上的通信口Port0可以支持Modbus RTU协议，成为Modbus RTU从站。此功能是通过S7-200的自由口通信模式实现，因此可以通过无线数据电台等慢速通信设备传输。

 详情请参考《S7-200系统手册》之相关章节。

要实现Modbus RTU通信，需要STEP 7-Micro/WIN32 V3.2以上版本的编程软件，而且须安装STEP 7-Micro/WIN32 V3.2 Instruction Library（指令库）。Modbus RTU功能是通过指令库中预先编好的程序功能块实现的。

 Modbus RTU从站指令库只支持CPU上的通信0口（Port0）。

2.2 编程基本步骤：

检查Micro/WIN的软件版本，应当是STEP 7-Micro/WIN V3.2以上版本。

检查Micro/WIN的指令树中是否存在Modbus RTU从站指令库（图1），库中应当包括MBUS_INIT和MBUS_SLAVE两个子程序。如果没有，须安装Micro/WIN32 V3.2的Instruction Library（指令库）软件包；

图1. 指令树中的库指令

编程时使用SM0.1调用子程序MBUS_INIT进行初始化，使用SM0.0调用MBUS_SLAVE，并相应参数。关于参数的详细说明，可在子程序的局部变量表中找到；

图2. 调用Modbus RTU通信指令库

图中参数意义如下：

• 模式选择：启动/停止Modbus，1=启动；0=停止

• 从站地址：Modbus从站地址，取值1~247

• 波特率：可选1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200

• 奇偶校验：0=无校验；1=奇校验；2=偶校验

• 延时：附加字符间延时，缺省值为0

• zui大I/Q位：参与通信的zui大I/O点数，S7-200的I/O映像区为128/128，缺省值为128

• zui大AI字数：参与通信的zui大AI通道数，可为16或32

• zui大保持寄存器区：参与通信的V存储区字（VW）

• 保持寄存器区起始地址：以&VBx（间接寻址方式）

• 初始化完成标志：成功初始化后置1

• 初始化错误代码

• Modbus执行：通信中时置1，无 Modbus 通信活动时为 0。

• 错误代码：0=无错误

表 1. 从站错误代码

在CPU的V数据区中分配库指令数据区（Library Memory）；

如有必要，使用主站软件测试。

注意：由子程序参数HoldStart和MaxHold的保持寄存器区，是在S7-200 CPU的V数据存储区中分配，此数据区不能和库指令数据区有任何重叠，否则在运行时会产生错误，不能正常通信。注意Modbus 中的保持寄存器区按"字"寻址，即MaxHold规定的是VW而不是VB的个数。

在图2的例子中，规定了 Modbus 保持寄存器区从 VB0 开始（HoldStart ＝ VB0），并且保持寄存器为1000个字（MaxHold＝1000），因保持寄存器以字（两个字节）为单位，实际上这个通信缓冲区占用了VB0～VB1999共2000个字节。因此分配库指令保留数据区时至少要从VB2000开始。当然保持区不一定要从VB0开始。

注意：你选用的CPU的V存储区大小！CPU型号不同V数据存储区大小不同。应根据需要选择Modbus保持寄存器区域的大小。

包含 Modbus RTU 从站指令库的项目编译、下载到CPU中后，在编程计算机（PG/PC）上运行一些 Modbus 测试软件可以检验S7-200的Modbus RTU通信是否正常，这对查找故障点很有用。测试软件通过计算机串口（RS-232）和PC/PPI电缆连接CPU。如果必要，须将PC/PPI电缆设置在自由口通信方式。

可到一些软件下载寻找类似软件，如 ModScan32 等。

2.3 Modbus RTU 从站地址与S7-200的地址对应

Modbus地址总是以00001、30004之类的形式出现。S7-200内部的数据存储区与Modbus的0、1、3、4共4类地址的对应关系如下：

表2. Modbus地址对应表

其中T为S7-200中的缓冲区起始地址，即 HoldStart。

如果已知S7-200中的V存储区地址，推算Modbus地址的公式如下：

Modbus地址 = 40000 + (T/2+1) ; T为偶数

2.4 Modbus RTU 从站指令库支持的功能码

Modbus RTU 从站指令库支持特定的 Modbus 功能。访问使用此指令库的主站必须遵循这个指令库的要求。

表 3. Modbus RTU 从站功能码