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高效工程组态成就高效自动化
S7-200PLC中断优先级和排对等候
优先级是指多个中断事件同时发出中断请求时，CPU对中断事件响应的优先次序。S7-200规定的中断优先由高到低依次是：通信中断、I/O中断和定时中断。每类中断中不同的中断事件又有不同的优先权，如表2所示。 一个程序中总共可有128个中断。S7-200在各自的优先级组内按照先来先的原则为中断提供。在任何时刻，只能执行一个中断程序。一旦一个中断程序开始执行，则一直执行至完成。不能被另一个中断程序打断，即使是更高优先级的中断程序。中断程序执行中，新的中断请求按优先级排队等候。中断队列能保存的中断个数有限，若超出，则会产生溢出。中断队列的最多中断个数和溢出标志位如表3所示。 表2中断事件及优先级 优先级分组 组内优先级 中断事件号 中断事件说明 中断事件类别 通信中断 0 8 通信口0：接收字符 通信口0 0 9 通信口0：发送完成 0 23 通信口0：接收信息完成 1 24 通信口1：接收信息完成 通信口1 1 25 通信口1：接收字符 1 26 通信口1：发送完成 I/O中断 0 19 PTO 0脉冲串输出完成中断 脉冲输出 1 20 PTO 1脉冲串输出完成中断 2 0 I0.0上升沿中断 外部输入 3 2 I0.1上升沿中断 4 4 I0.2上升沿中断 5 6 I0.3上升沿中断 6 1 10.0下降沿中断 7 3 I0.1下降沿中断 8 5 I0.2下降沿中断 9 7 I0.3下降沿中断 10 12 HSC0当前值=预置值中断 高速计数器 11 27 HSC0计数方向改变中断 12 28 HSC0外部复位中断 13 13 HSC1当前值=预置值中断 14 14 HSC1计数方向改变中断 15 15 HSC1外部复位中断 16 16 HSC2当前值=预置值中断 17 17 HSC2计数方向改变中断 18 18 HSC2外部复位中断 19 32 HSC3当前值=预置值中断 20 29 HSC4当前值=预置值中断 21 30 HSC4计数方向改变 22 31 HSC4外部复位 23 33 HSC5当前值=预置值中断 定时中断 0 10 定时中断0 定时 1 11 定时中断1 2 21 定时器T32 CT=PT中断 定时器 3 22 定时器T96 CT=PT中断 表3 中断队列的最多中断个数和溢出标志位 队列 CPU 221 CPU 222 CPU 224 CPU 226和CPU 226XM 溢出标志位 通讯中断队列 4 4 4 8 SM4.0 I/O中断队列 16 16 16 16 SM4.1 定时中断队列 8 8 8 8 SM4.2
SINAMICS S120 驱动系统使用说明书（一）
Sinamics S120 是西门子公司推出的全新的集V/F、矢量控制及伺服控制于一体的驱动控制系统，它不仅能控制普通的三相异步电动机，还能控制同步电机、扭矩电机及直线电机。其强大的定位功能将实现进给轴的绝对、相对定位。内部集成的DCC(驱动控制图表)功能，用PLC 的CFC 编程语言来实现逻辑、运算及简单的工艺等功能。
Sinamics S120 产品包括：用于共直流母线的DC/AC 逆变器和用于单轴的AC/AC 变频器。
? 共直流母线的 DC/AC 逆变器通常又称为Sinamics S120 多轴驱动器，其结构形式为电源模块和电机模块分开，一个电源模块将3 相交流电整流成540V 或600V 的直流电，将电机模块(一个或多个)都连接到该直流母线上，特别适用于多轴控制，尤其是造纸、包装、纺织、印刷、钢铁等行业。优点是各电机轴之间的能量共享，接线方便、简单。
? 单轴控制的 AC/AC 变频器，通常又称为Sinamics S120 单轴交流驱动器，其结构形式为电源模块和电机模块集在一起，特别适用于单轴的速度和定位控制。
主要介绍Sinamics S120 DC/AC 多轴交流驱动器、Sinamics S120 AC/AC 单轴交流驱动器、电机电缆和信号电缆、同步和异步伺服电机的订货数据、Simotion 运动控制系统的相关订货数据。
S120 V/f控制模式介绍
S120 V/f控制模式现简要介绍如下
可编程控制器梯形图设计规则
1．触点的安排
梯形图的触点应画在水平线上，不能画在垂直分支上。
2．串、并联的处理
在有几个串联回路相并联时，应将触点最多的那个串联回路放在梯形图最上面。在有几个并联回路相串联时，应将触点最多的并联回路放在梯形图的最左面。
3．线圈的安排
不能将触点画在线圈右边，只能在触点的右边接线圈。
4．不准双线圈输出
如果在同一程序中同一元件的线圈使用两次或多次，则称为双线圈输出。这时前面的输出无效，只有最后一次才有效，所以不应出现双线圈输出。
5．重新编排电路
如果电路结构比较复杂，可重复使用一些触点画出它的等效电路，然后再进行编程就比较容易。
6．编程顺序
对复杂的程序可先将程序分成几个简单的程序段，每一段从最左边触点开始，由上之下向右进行编程，再把程序逐段连接起来。
工业软件平台上编程和运行的S7 200系列PLC系统基本构成
SIMATIC S7—200硬件系统的配置方式采用整体式加积木式，即主机中包含一定数量的本机I／O，同时还可以扩展各种功能模块。一个完整的PLC系统如图1所示。
图1 S7—200硬件系统组成
CPU模块又称为主机是系统的核心，它包括CPU、存储器、基本输入输出点和电源等。它实际就是一个完整的控制系统，可以单独完成一定的控制任务。主机I/O数量不能满足控制系统的要求时，用户可以根据需要扩展各种I/O模块，所能连接的扩展单元的数量和实际所能使用的I／O点数是由多种因素共同决定的。当需要完成某些特殊功能的控制任务时，可扩展特殊功能模块，以完成某种特殊的控制任务。利用网络接口，可以充分和方便地利用为SIMATICS7—200系统的硬件和软件资源而开发和使用的一些设备，主要有编程设备、人机操作界面和网络设备等。
所有以上这些硬件设备，都在一个统一的工业软件平台上编程和运行，为了更好地管理和使用这些设备，S7—200PLC配备了许多功能强大的专用功能指令，方便地实现各种控制目的。
西门子S7系列PLC的主要种类及应用软件
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，工业软件等。
西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化，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．SIMATIC S7-200 PLC
S7-200 PLC是超小型化的PLC，它适用于各行各业，各种场合中的自动检测、监测及控制等。S7-200 PLC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．SIMATIC S7-300 PLC
S7-300是模块化小型PLC系统，能满足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系统。与S7-200 PLC比较，S7-300 PLC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；一个带标准用户接口的软件工具方便用户给所有模块进行参数赋值；方便的人机界面已经集成在S7-300操作系统内，人机对话的编程要求大大减少。SIMATIC人机界面（HMI）从S7-300中取得数据，S7-300按用户指定的刷新速度传送这些数据。S7-300操作系统自动地处理数据的传送；CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件（例如：超时，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，防止未经允许的复制和修改；S7-300 PLC设有操作方式选择开关，操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就不能改变操作方式，这样就可防止非法删除或改写用户程序。具备强大的通信功能，S7-300 PLC可通过编程软件Step 7的用户界面提供通信组态功能，这使得组态非常容易、简单。S7-300 PLC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系统；串行通信处理器用来连接点到点的通信系统；多点接口（MPI）集成在CPU中，用于同时连接编程器、PC机、人机界面系统及其他SIMATIC S7/M7/C7等自动化控制系统。
3． SIMATIC S7-400 PLC
S7-400 PLC是用于中、高档性能范围的可编程序控制器。
S7-400 PLC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专用系统。当控制系统规模扩大或升级时，只要适当地增加一些模板，便能使系统升级和充分满足需要。
4． 工业通讯网络
通讯网络是自动化系统的支柱，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，“SIMATIC NET”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，有标准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，触摸屏操作面板TP7，TP27/37，TP170A/B等；SIMATIC面板型PC670等。个人计算机（PC）也可以作为HMI硬件使用。HMI硬件需要经过软件（如ProTool）组态才能配合PLC使用。
6． SIMATIC S7工业软件
西门子的工业软件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、模拟和维护等控制所需的工具。STEP 7标准软件包SIMATIC S7是用于S7-300/400，C7 PLC和SIMATIC WinAC基于PC控制产品的组态编程和维护的项目管理工具，STEP 7-Micro/WIN是在Windows平台上运行的S7-200系列PLC的编程、在线仿真软件。
（2）基于PC的控制软件 基于PC的控制系统WinAC允许使用个人计算机作为可编程序控制器（PLC）运行用户的程序，运行在安装了Windows NT4.0操作系统的SIMATIC工控机或其它任何商用机。WinAC提供两种PLC，一种是软件PLC，在用户计算机上作为视窗任务运行。另一种是插槽PLC（在用户计算机上安装一个PC卡），它具有硬件PLC的全部功能。WinAC与SIMATIC S7系列处理器完全兼容，其编程采用统一的SIMATIC编程工具（如STEP 7），编制的程序既可运行在WinAC上，也可运行在S7系列处理器上。
（3）人机界面软件 人机界面软件为用户自动化项目提供人机界面（HMI）或SCADA系统，支持大范围的平台。人机界面软件有两种，一种是应用于机器级的ProTool，另一种是应用于监控级的WinCC。
ProTool适用于大部分HMI硬件的组态，从操作员面板到标准PC都可以用集成在STEP 7中的ProTool有效地完成组态。ProTool/lite用于文本显示的组态，如：OP3，OP7，OP17，TD17等。ProTool/Pro用于组态标准PC和所有西门子HMI产品，ProTool/Pro不只是组态软件，其运行版也用于Windows平台的监控系统。
WinCC是一个真正开放的，面向监控与数据采集的SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）软件，可在任何标准PC上运行。WinCC操作简单，系统可靠性高，与STEP 7功能集成，可直接进入PLC的硬件故障系统，节省项目开发时间。它的设计适合于广泛的应用，可以连接到已存在的自动化环境中，有大量的通信接口和全面的过程信息和数据处理能力，其最新的WinCC5.0支持在办公室通过IE浏览器动态监控生产过程。
西门子SIMATIC S7-200系列PLC的特点、产品类型及编程软件
S7-200系列PLC的特点：
是SIEMENS公司推出的一种小型PLC
（1）它结构紧凑
（2）扩展性良好
（3）指令功能强大
（4）价格低廉
成为当代各种小型控制工程的理想控制器。
2．S7-200PLC的产品：
（1）集成一定数字I/O点的CPU：CPU221、CPU 222、CPU 224、CPU 226、CPU 226XM
（2）扩展模块：主要有
数字量扩展模块：EM221、EM222、EM223
模拟量扩展模块：EM231、EM 232、EM 235
通讯模块：EM277、EM241等
其它模块：特殊功能模块
可以十分方便地组成不同规模的控制器。其控制规模可以从几点到几百点。S7-200PLC可以方便地组成PLC-PLC网络和微机-PLC网络，从而完成规模更大的工程。
3．S7-200的编程软件：STEP7-Micro/WIN32。该编程软件可以方便地在Windows环境下对PLC编程、调试、监控。使得PLC的编程更加方便、快捷。可以说，S7-200可以完美地满足各种小规模控制系统的要求。