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SIMADYN D 产品特点

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。

S7-200系列 PLC的存储器空间

S7-200 PLC的存储器空间大致分为三个空间，即程序空间、数据空间和参数空间。

1．程序空间

该空间主要用于存放用户应用程序，程序空间容量在不同的CPU中是不同的。另外CPU中的RAM区与内置EEPROM上都有程序存储器，但它们互为映像，且空间大小一样。

2．数据空间

该空间的主要部分用于存放工作数据称为数据存储器，另外有一部分作寄存器使用称为数据对象。

（1）数据存储器 它包括变量存储器（V），输入信号缓存区（输入映象存储器I），输出信号缓冲区（输出映象存储区Q），内部标志位存储器（M）又称内部辅助继电器，特殊标志位存储器（SM）。除特殊标志位外，其他部分都能以位、字节、和双字的格式自由读取或写入。

变量存储器（V）是保存程序执行过程中控制逻辑操作的中间结果，所有的V存储器都可以存储在永久存储器区内，其内容可在与EEPROM或编程设备双向传送。

输入映象存储器（I）是以字节为单位的寄存器，它的每一位对应于一个数字量输入结点。在每个扫描周期开始，PLC依次对各个输入结点采样，并把采样结果送入输入映象存储器。PLC在执行用户程序过程中，不再理会输入结点的状态，它所处理的数据为输入映象存储器中的值。

输出映象存储器（Q）是以字节为单位的寄存器，它的每一位对应于一个数字输出量结点。PLC在执行用户程序的过程中，并不把输出信号随时送到输出结点，而是送到输出映象存储器，只有到了每个扫描周期的末尾，才将输出映象寄存器的输出信号几乎同时送到各输出结点。使用映象寄存器优点：①同步地在扫描周期开始采样所有输入点，并在扫描的执行阶段冻结所有输入值；②在程序执行完后再从映象寄存器刷新所有输出点，使被控系统能获得更好稳定性；⑧存取映象寄存器的速度高于存取I/O速度，使程序执行的更快；④I/O点只能以位为单位存取，但映象寄存器则能以位、字节、双字进行存取。因此，映象寄存器提供了更高的灵活性。另外对控制系统中个别I/O点要求实时性较高的情况下，可用直接I/O指令直接存取输入/输出点。

内部标志位（M）又称内部线圈（内部继电器等），它一般以位为单位使用，但也能以字、双字为单位使用。内部标志位容量根据CPU型号不同而不同。

特殊标志位（SM）用来存储系统的状态变量和有关控制信息，特殊标志位分为只读区和可写区，具体划分随CPU不同而不同。

（2）数据对象  数据对象包括定时器、计数器、高速计数器、累加器、模拟量输入/输出。

定时器类似于继电器电路中的时间继电器，但它的精度更高，定时精度分为lms，10ms和100ms三种，根据精度需要由编程者选用。定时器的数量根据CPU型号不同。

计数器的计数脉冲由外部输入，计数脉冲的有效沿是输入脉冲的上升沿或下降沿，计数的方式有累加1和累减1两种方式。计数器的个数同各CPU的定时器个数。

高速计数器与一般计数器不同之处在于，计数脉冲频率更高可达2kHz/7kHz，计数容量大，一般计数器为16位，而高速计数器为32位，一般计数器可读可写，而高速计数器一般只能作读操作。

在S7-200CPU中有4个32位累加器，即AC0～AC3，用它可把参数传给子程序或任何带参数的指令和指令块。此外，PLC在响应外部或内部的中断请求而调用中断程序时，累加器中的数据是不会丢失的，即PLC会将其中的内容压入堆栈。因此，用户在中断程序中仍可使用这些累加器，待中断程序执行完返回时，将自动从堆栈中弹出原先的内容，以恢复中断前累加器的内容。但应注意，不能利用累加器作主程序和中断子程序之间的参数传递。

模拟量输入/输出可实现模拟量的A/D和D/A转换，而PLC所处理的是其中的数字量。

3．参数空间

用于存放有关PLC组态参数的区域，如保护口令、PLC站地址、停电记忆保持区、软件滤波、强制操作的设定信息等，存贮器为EEPROM。

MicroMaster440变频器

MicroMaster440变频器是全新一代可以广泛应用的多功能西门子标准变频器。它采用高性能的矢量控制技术，提供低速高转矩输出和良好的动态特性，同时具备超强的过载能力，以满足广泛的应用场合。创新的BiCo（内部功能互联）功能有无可比拟的灵活性。 
主要特征： 
200V-240V ±10%，单相/三相，交流，0.12kW-45kW； 
380V-480V±10%，三相，交流，0.37kW-250kW； 
矢量控制方式，可构成闭环矢量控制，闭环转矩控制； 
高过载能力，内置制动单元； 
三组参数切换功能。
控制功能： 
线性v/f控制，平方v/f控制，可编程多点设定v/f控制，磁通电流控制免测速矢量控制，闭环矢量控制，闭环转矩控制，节能控制模式； 
标准参数结构，标准调试软件； 
数字量输入6个，模拟量输入2个，模拟量输出2个，继电器输出3个； 
独立I/O端子板，方便维护； 
采用BiCo技术，实现I/O端口自由连接； 
内置PID控制器，参数自整定； 
集成RS485通讯接口，可选PROFIBUS-DP/Device-Net通讯模块； 
具有15个固定频率，4个跳转频率，可编程； 
可实现主/从控制及力矩控制方式； 
在电源消失或故障时具有"自动再起动"功能； 
灵活的斜坡函数发生器，带有起始段和结束段的平滑特性； 
快速电流限制（FCL），防止运行中不应有的跳闸； 
有直流制动和复合制动方式提高制动性能。
保护功能： 
过载能力为200％额定负载电流，持续时间3秒和150％额定负载电流，持续时间60秒； 
过电压、欠电压保护； 
变频器、电机过热保护； 
接地故障保护，短路保护； 
闭锁电机保护，防止失速保护； 
采用PIN编号实现参数连锁。 

模块化设计，可灵活扩展 
面向未来的驱动理念，用户可以在同一变频器系统中实现不断的创新。出众的维护和维修友好性。 应用：灵活驱动，适用于各种应用完全集成的安全保护功能，全球首款具有SS1和SLS功能的产品。 
基于集成化的安全保护技术，设备运行更安全，操作更简便。
由于集成了安全保护功能，使具有安全保护的自动化和驱动系统的购建费用大大降低。也有效的保证了人机安全。应用：生产机械（包装机、纺织机），材料运输机械等。
PROFIBUS和PROFINET总线标准——全球首次将这两种总线通讯直接集成在变频器中。 
更多节点，多种网络拓扑，具有更高的性能PROFIBUS和PROFINET的优点不见在于它是被众多用户广泛使用的总线，而且表现在其的工程和组态结构。它们使成熟的IT技术应用于工业领域，并使办公工具应用在工业控制中。 
应用：远程控制生产机线和传动设备（例如汽车工业）。 
再生能量回馈能力：该输出功率范围内全球独一无二。 
节能，节省空间，无需制动电阻。采用创新的功率模块，可实现的能量回馈。全功率段都能实现换相整流，不产生任何系统干扰。而且所需线电流最小，与常规变频器相比，降低到80%。 
应用：适用于车辆运输、离心机以及其它具有高惯性矩的生产机器的驱动。
采用全新冷却概念，鲁棒性大大增强。 
通过外部散热片冷却功率模块，散热效率高。 
功率部分的散热全部由外部散热片来完成，电子部分的冷却则通过系统对流，这使其可用于更加苛刻的气候环境。电子部分增加了牢固的涂层。 
应用：可用于气候条件苛刻、具有空气污染的应用场合（例如纺织工业）
提供690V可选型 
应用：标准的输入电压适合基本工业和过程工业的应用
下篇推荐：MM430变频器

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

表3  中断队列的最多中断个数和溢出标志位