S7-200设置了中断功能,用于实时控制、高速处理、通信和网络等复杂和的控制任务。中断就是终止当前正在运行的程序,去执行为立即响应的信号而编制的中断服务程序,执行完毕再返回原先被终止的程序并继续运行。
中断源即发出中断请求的事件,又叫中断事件。为了便于识别,系统给每个中断源都分配一个编号,称为中断事件号。S7-200系列可编程控制器多有34个中断源,分为类:通信中断、输入/输出中断和时基中断。
(1)通信中断
在自由口通信模式下,用户可通过编程来设置波特率、奇偶校验和通信协议等参数。用户通过编程控制通讯端口的事件为通信中断。
(2)I/O中断
I/O中断包括外部输入上升/下降沿中断、高速计数器中断和高速脉冲输出中断。S7-200用输入(I0.0、I0.1、I0.2或I0.3)上升/下降沿产生中断。这些输入点用于捕获在发生时必须立即处理的事件。高速计数器中断指对高速计数器运行时产生的事件实时响应,包括当前值等于预设值时产生的中断,计数方向的改变时产生的中断或计数器外部复位产生的中断。脉冲输出中断是指预定数目脉冲输出完成而产生的中断。
(3)时基中断
时基中断包括定时中断和定时器T32/T96中断。定时中断用于支持一个周期性的活动。周期时间从1毫秒至255毫秒,时基是1毫秒。使用定时中断0,必须在SMB34中写入周期时间;使用定时中断1,必须在SMB35中写入周期时间。将中断程序连接在定时中断事件上,若定时中断被允许,则计时开始,每当达到定时时间值,执行中断程序。定时中断可以用来对模拟量输入进行采样或定期执行PID回路。定时器T32/T96中断指允许对定时间间隔产生中断。这类中断只能用时基为1ms的定时器T32/T96构成。当中断被启用后,当前值等于预置值时,在S7-200执行的正常1毫秒定时器新的过程中,执行连接的中断程序。
为了满足工业逻辑控制的要求,同时结合计算机控制的特点,PLC的工作方式采用不断循环的顺序扫描工作方式。每一次扫描所用的时间称为扫描周期或工作周期。CPU从一条指令执行开始,按顺序逐条地执行用户程序直到用户程序结束,然后返回一条指令开始新的一轮扫描。PLC就是这样周而复始地重复上述循环扫描的。PLC工作的全过程可用图1所示的运行框图来表示。整个过程可分为以下几个部分:
一部分是上电处理。PLC上电后对系统进行一次初始化,包括硬件初始化和软件初始化,停电保持范围设定及其他初始化处理等。
二部分是自诊断处理。PLC每扫描一次,执行—次自诊断检查,确定PLC自身的动作是否正常。如CPU、电池电压、程序存储器、I/O和通讯等是否异常或出错,如检查出异常时,CPU面板上的LED及异常继电器会接通,在特殊寄存器中会存入出错代码。当出现致命错误时,CPU被强制为STOP方式,所有的扫描便停止。
三部分是通讯服务。PLC自诊断处理完成以后进入通讯服务过程。首先检查有无通讯,如有则调用相应进程,完成与其他设备的通讯处理,并对通讯数据作相应处理;然后钟、特殊寄存器新处理等工作。
四部分是程序扫描过程。PLC在上电处理、自诊断和通讯服务完成以后,如果工作选择开关在RUN位置,则进人程序扫描工作阶段。先完成输入处理,即把输入端子的状态读入输入映像寄存器中,然后执行用户程序,后把输出处理刷新到输出锁存器中。
在上述几个部分中,通讯服务和程序扫描过程是PLC工作的主要部分,其工作周期称为扫描周期。可以看出扫描周期直接影响控制信号的实时性和正确性,为了确保控制能正确实时地进行,在每个扫描周期中,通讯任务的作业时间必须被控制在一定范围内。PLC运行正常时,程序扫描周期的长短与CPU的运算速度、与I/O点的情况、与用户应用程序的长短及编程情况等有关。通常用PLC执行l KB指令所需时间来说明其扫描速度,一般为零点几ms到上百ms。值得注意的是,不同指令其执行时间是不同的,从零点几μs到上百μs不等,故选用不同指令所用的扫描时间将会不同。而对于一些需要高速处理的信号,则需要特殊的软、硬件措施来处理。
S7-200系列PLC的基本硬件组成
S7-200系列PLC可提供4种不同的基本单元和6种型号的扩展单元。其系统构成包括基本单元、扩展单元、编程器、存储卡、写入器、文本显示器等。
1.基本单元
S7-200系列PLC中可提供4种不同的基本型号的8种CPU供选择使用,其输入输出点数的分配见表4-11:
2个扩展模块
248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点
2.扩展单元
S7-200系列PLC主要有6种扩展单元,它本身没有CPU,只能与基本单元相连接使用,用于扩展I/O点数,S7-200系列PLC扩展单元型号及输入输出点数的分配如表4-12所示。
3.编程器
PLC在正式运行时,不需要编程器。编程器主要用来进行用户程序的编制、存储和管理等,并将用户程序送入PLC中,在调试过程中,进行和故障检测。S7-200系列PLC可采用多种编程器,一般可分为简易型和智能型。
简易型编程器是袖珍型的,简单实用,价格低廉,是一种很好的现场编程及监测工具,但显示功能较差,只能用指令表方式输入,使用不够方便。智能型编程器采用计算机进行编程操作,将的编程软件装入计算机内,可直接采用梯形图语言编程,实现在线监测,非常直观,且功能强大,S7-200系列PLC的编程软件为STEP7-Micro/WIN
4.程序存储卡
为了保证程序及重要参数的安全,一般小型PLC设有外接EEPROM卡盒接口,通过该接口可以将卡盒的内容写入PLC,也可将PLC内的程序及重要参数传到外接EEPROM卡盒内作为备份。程序存储卡EEPROM有6ES 7291-8GC00-0XA0和6ES 7291-8GD00-0XA0两种,程序容量分别为8K和16K程序步。
5.写入器
写入器的功能是实现PLC和EPROM之间的程序传送,是将PLC中RAM区的程序通过写入器固化到程序存储卡中,或将PLC中程序存储卡中的程序通过写入器传送到RAM区。
6.文本显示器
文本显示器TD200不仅是一个用于显示系统信息的显示设备,还可以作为控制单元对某个量的数值进行修改,或直接设置输入/输出量。文本信息的显示用选择/确认的方法,多可显示80条信息,每条信息多4个变量的状态。过程参数可在显示器上显示,并可以随时修改。TD200面板上的8个可编程序的功能键,每个都分配了一个存储器位,这些功能键在启动和测试系统时,可以进行参数设置和诊断。
Siemens 工业通信具备集成式完整解决方案所需全部部件,并支持下列总线系统:
工业以太网(IEEE 802.3 和 802.11 WLAN)– 区域网络连接的标准是占有 以上市场份额的局域网环境中的首要网络标准。通过工业以太网,可在分布很广的区域内构建功能强大的通信网络。
该 PROFINET (IEC 61158/61784)标准采用工业以太网,能实现下至现场级,同时包括集成至企业级的所有实时通信。由于全面利用了现有 IT 标准,PROFINET 还在工业以太网上实现同步运动控制应用、跨厂商工程组态和机器与设备的高可用性。PROFINET 支持分布式自动化和控制器之间的通信,可实现故障安全应用。
PROFIBUS (IEC 61158/61784) – 良好的布线系统标准。它是仅有的一种可用于在生产应用和过程应用中进行通信的现场总线。
AS-Interface (IEC 62026-2/EN 50295) – 可替代电缆束的标准连接技术,可通过两线制总线非常经济地将传感器和执行器连接在一起。
IO-Link – 用于智能化连接现场级到 MES 级的传感器和执行器的标准。
**标准 KNX/EIB (EN 50090、ANSI EIA 776)是实现楼宇自动化的基础。
通过控制器或链路执行网关。可以从工厂的任何位置执行组态和诊断。
6ES72111BE400XB0 | CPU 1211C AC/DC/Rly,6输入/4输出,集成2AI |
6ES72111AE400XB0 | CPU 1211C DC/DC/DC,6输入/4输出,集成2AI |
6ES72111HE400XB0 | CPU 1211C DC/DC/Rly,6输入/4输出,集成2AI |
6ES72121BE400XB0 | CPU 1212C AC/DC/Rly,8输入/6输出,集成2AI |
6ES72121AE400XB0 | CPU 1212C DC/DC/DC,8输入/6输出,集成2AI |
6ES72121HE400XB0 | CPU 1212C DC/DC/Rly,8输入/6输出,集成2AI |
6ES72141BG400XB0 | CPU 1214C AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI |
6ES72141AG400XB0 | CPU 1214C DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI |
6ES72141HG400XB0 | CPU 1214C DC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI |
6ES72151BG400XB0 | CPU 1215C AC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO |
6ES72151AG400XB0 | CPU 1215C DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI/2AO |
6ES72151HG400XB0 | CPU 1215C DC/DC/Rly,14输入/10输出,集成2AI/2AO |
6ES72171AG400XB0 | CPU 1217C DC/DC/DC,14输入/10输出,集成2AI/2AO |