?S7-200 SMART 開關(guān)量輸出的典型抑制電路

S7-200 SMART 開關(guān)量輸出驅(qū)動感性負(fù)載時，需要配備抑制電路。抑制電路可以限制開關(guān)量輸出斷開時感應(yīng)電壓升高，可保護(hù)輸出，并防止切斷感性負(fù)載時產(chǎn)生的高壓導(dǎo)致CPU損壞或CPU內(nèi)部固件錯誤。

此外，抑制電路還可以限制關(guān)斷感性負(fù)載時產(chǎn)生的電氣噪聲。配備一個外部抑制電路，使其從電路上跨接在負(fù)載兩端并且在位置上接近負(fù)載，這樣對降低電氣噪聲*有效。

S7-200 SMART晶體管輸出內(nèi)部回路已經(jīng)包括抑制電路，該電路足以滿足大多數(shù)應(yīng)用中感性負(fù)載的要求。

繼電器輸出觸點(diǎn)由于可用于直流或交流負(fù)載，所以未提供內(nèi)部保護(hù)。

注：給定抑制電路的有效性取決于具體應(yīng)用，必須進(jìn)行驗證其是否適合您的具體應(yīng)用。

SINAMICS

產(chǎn)品系列的優(yōu)勢概覽

? 經(jīng)濟(jì)型 CPU 模塊具有 20 I/O,30 I/O,40 I/O,60 I/O 四種配置

? 高速處理器芯片，位指令執(zhí)行時間可達(dá) 0.15μs

? 支持高速計數(shù)功能，可實(shí)現(xiàn)單相 4 路100 KHz 或 2 路 A/B相 50 KHz 輸入

? 集成斷電數(shù)據(jù)保持功能，無需電池，只需簡單設(shè)置，輕松實(shí)現(xiàn)斷電數(shù)據(jù)*保持

? 本體集成一個 RS485 通信接口，可連接觸摸屏或變頻器

? 串口隔離，支持 Modbus-RTU、USS、自由口通信

? CPU 模塊的輸入輸出端子可拆卸，CPU 可導(dǎo)軌或螺釘安裝

? 220V AC 供電，繼電器輸出，支持 24V 源型或漏型輸入

? 使用 STEP7 Micro/WIN SMART 編程軟件，界面更友好，操作更簡單，全面支持Windows 10 操作系統(tǒng)

西門子PLC的分類：德國西門子可編程序控制器在我國得到廣泛應(yīng)用，如在冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領(lǐng)域都有應(yīng)用。西門子(SIEMENS)公司的PLC產(chǎn)品包括LOGO、S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400等。 西門子S7系列PLC體積小、速度快、標(biāo)準(zhǔn)化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能更強(qiáng)，可靠性高。S7系列PLC產(chǎn)品可分為微型PLC(如S7-200)，小規(guī)模性能要求的PLC(如S7-300)和中、高性能要求的PLC(如S7-400)等。

西門子PLC編程的工作原理：當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段。

輸入采樣

在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。

用戶程序執(zhí)行

在用戶程序執(zhí)行階段，PLC是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài);或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài);或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。

?? 即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用;相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。

輸出刷新

當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。這時，才是PLC的真正輸出。

同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同，執(zhí)行的結(jié)果也不同。另外，采用掃描用戶程序的運(yùn)行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運(yùn)行的結(jié)果有所區(qū)別。當(dāng)然，如果掃描周期所占用的時間對整個運(yùn)行來說可以忽略，那么二者之間就沒有什么區(qū)別了。

西門子PLC編程中應(yīng)該注意的問題：

1.中斷程序中可以調(diào)用子程序

累加器和邏輯堆棧式的存蓄器在中斷程序和被調(diào)用的子程序中都是共用的

2.中斷程序和主程序下數(shù)據(jù)是可以共享的

中斷程序雖說是可以共享的，但是我們要注意的是中斷事件中事情異步特性的因數(shù)影響，來解決共享數(shù)據(jù)的一致性問題，在中斷事件中主程序執(zhí)行的任何一個地方都是有可能出現(xiàn)的。

3.通信接口的中斷

PLC的串行通信口是可以有梯形圖或者語句表程序控制的。通信口的這種操作模式稱為自有端口的模式。在自由的情況下，就可以用程序定義波特率，每個字節(jié)的位數(shù)等等，在執(zhí)行主程序的過程中，申請中斷，才能定義自由端口模式，利用接收和發(fā)送中斷可以簡化程序?qū)νㄐ诺目刂啤?/SPAN>

4.I/O中斷

I/O中斷包括上升或下降沿中斷，告訴計數(shù)器中斷和脈沖串輸出中斷。

S7-200CPU用輸入I0.0~I0.3的上升或下降產(chǎn)生了中斷，則發(fā)生的事件被輸入端子捕獲，這樣的上升沿或者下降可被用來指示當(dāng)某個事件發(fā)生時必須引起注意的條件。

5.時基中斷

6.中斷的優(yōu)先級和排隊

7.中斷的限制

8.中斷程序編程步驟

西門子PLC編程中應(yīng)該注意的問題：

1.中斷程序中可以調(diào)用子程序

累加器和邏輯堆棧式的存蓄器在中斷程序和被調(diào)用的子程序中都是共用的

2.中斷程序和主程序下數(shù)據(jù)是可以共享的

中斷程序雖說是可以共享的，但是我們要注意的是中斷事件中事情異步特性的因數(shù)影響，來解決共享數(shù)據(jù)的一致性問題，在中斷事件中主程序執(zhí)行的任何一個地方都是有可能出現(xiàn)的。

3.通信接口的中斷

PLC的串行通信口是可以有梯形圖或者語句表程序控制的。通信口的這種操作模式稱為自有端口的模式。在自由的情況下，就可以用程序定義波特率，每個字節(jié)的位數(shù)等等，在執(zhí)行主程序的過程中，申請中斷，才能定義自由端口模式，利用接收和發(fā)送中斷可以簡化程序?qū)νㄐ诺目刂啤?/SPAN>

4.I/O中斷

I/O中斷包括上升或下降沿中斷，告訴計數(shù)器中斷和脈沖串輸出中斷。

S7-200CPU用輸入I0.0~I0.3的上升或下降產(chǎn)生了中斷，則發(fā)生的事件被輸入端子捕獲，這樣的上升沿或者下降可被用來指示當(dāng)某個事件發(fā)生時必須引起注意的條件。

5.時基中斷

6.中斷的優(yōu)先級和排隊

7.中斷的限制

8.中斷程序編程步驟

簡而言之，模擬量輸入就是將模擬量傳感器、變送器的電量信號通過模擬量輸入模板輸入到PLC中，并應(yīng)用程序進(jìn)行轉(zhuǎn)換為數(shù)值。而模擬量輸出就是應(yīng)用程序?qū)?shù)值通過模擬量輸出模板輸出到相應(yīng)的外部設(shè)備中。的知識點(diǎn)：

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a、首先要熟悉S7-200PLC模擬量輸入、輸出模塊的硬件特性。

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b、要熟悉S7-200PLC模擬量輸入、輸出模塊的接線方法;

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c、要熟悉S7-200PLC模擬量輸入、輸出模塊的方式設(shè)置;

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d、要熟悉模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換的方法;

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e、要熟悉S7-200PLC相關(guān)的編程指令;

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f、要熟悉你應(yīng)用的模擬量傳感器、變送器的電氣特性及接線方法。

常見問題

1. 同一個模塊的數(shù)字量輸入端可以同時接NPN和PNP兩種信號的設(shè)備嗎？

不可以，因為NPN和PNP兩種類型的信號在DI端形成的回路中對于DI點(diǎn)的電流方向相反，同樣地M點(diǎn)的電流方向也相反，如圖7和圖8，NPN和PNP回路的電流方向不同所示，如果把兩種信號接到一個M端，則M端有兩種電流流向，這是不正確的。

因此不能在同一個模塊的DI輸入端同時接NPN和PNP兩種信號的設(shè)備。

2. DO分成晶體管和繼電器兩種類型，它們的區(qū)別是什么？

繼電器的負(fù)載電流比晶體管的大，但是輸出頻率受到機(jī)械裝置的影響不能太快，同時存在機(jī)械壽命的限制。晶體管的負(fù)載電流比繼電器的小，但是輸出頻率快，可以用于高速脈沖輸出，沒有機(jī)械壽命的限制。

3. S7-200 SMART CPU數(shù)字量輸出可以接漏型的設(shè)備嗎？

不可以，S7-200 SMART CPU 本體和擴(kuò)展模塊的DO端都只能接源型24V類型的設(shè)備，即集電極開路的PNP設(shè)備。

4. S7-200 SMART I/O擴(kuò)展模塊DIAG指示燈以紅色閃爍的原因？

對于數(shù)字量擴(kuò)展模塊的DIAG指示燈以紅色閃爍的原因主要是缺少24V直流供電電源，建議查看CPU的信息來確認(rèn)具體報錯原因，查看CPU信息的方法請見硬件診斷或診斷方法舉例。

I/O擴(kuò)展模塊缺少24V直流供電電源時，所有通道指示燈也以紅色閃爍。建議核對模塊接線圖，尤其是模塊供電端含兩排端子的，確定供電接線是否正確！

S7-200 SMART 開關(guān)量輸出的典型抑制電路

S7-200 SMART 開關(guān)量輸出驅(qū)動感性負(fù)載時，需要配備抑制電路。抑制電路可以限制開關(guān)量輸出斷開時感應(yīng)電壓升高，可保護(hù)輸出，并防止切斷感性負(fù)載時產(chǎn)生的高壓導(dǎo)致CPU損壞或CPU內(nèi)部固件錯誤。

此外，抑制電路還可以限制關(guān)斷感性負(fù)載時產(chǎn)生的電氣噪聲。配備一個外部抑制電路，使其從電路上跨接在負(fù)載兩端并且在位置上接近負(fù)載，這樣對降低電氣噪聲*有效。

S7-200 SMART晶體管輸出內(nèi)部回路已經(jīng)包括抑制電路，該電路足以滿足大多數(shù)應(yīng)用中感性負(fù)載的要求。

繼電器輸出觸點(diǎn)由于可用于直流或交流負(fù)載，所以未提供內(nèi)部保護(hù)。

注：給定抑制電路的有效性取決于具體應(yīng)用，必須進(jìn)行驗證其是否適合您的具體應(yīng)用。