西门子S7-1500一级代理商

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西门子PLC控制系统设计时应遵循那些步骤和内容？

（1）工艺分析

深入了解控制对象的工艺过程、工作特点、控制要求，并划分控制的各个阶段，归纳各个阶段的特点，和各阶段之间的转换条件，画出控制流程图或功能流程图。

（2）选择合适的PLC类型

在选择PLC机型时，主要考虑下面几点：

1 功能的选择。 对于小型的PLC主要考虑I/O扩展模块、A/D与D/A模块以及指令功能（如中断、PID等）。

2 I/O点数的确定。 统计被控制系统的开关量、模拟量的I/O点数，并考虑以后的扩充（一般加上10%～20%的备用量），从而选择PLC的I/O点数和输出规格。

3 内存的估算。 用户程序所需的内存容量主要与系统的I/O点数、控制要求、程序结构长短等因素有关。一般可按下式估算：存储容量=开关量输入点数×10+开关量输出点数×8+模拟通道数×100+定时器/计数器数量×2+通信接口个数×300+备用量。

（3）分配I/O点。 分配PLC的输入/输出点，编写输入/输出分配表或画出输入/输出端子的接线图，接着就可以进行PLC程序设计，同时进行控制柜或操作台的设计和现场施工。

（4）程序设计。 对于较复杂的控制系统，根据生产工艺要求，画出控制流程图或功能流程图，然后设计出梯形图，再根据梯形图编写语句表程序清单，对程序进行模拟调试和修改，直到满足控制要求为止。

（5）控制柜或操作台的设计和现场施工。 设计控制柜及操作台的电器布置图及安装接线图；设计控制系统各部分的电气互锁图；根据图纸进行现场接线，并检查。

（6）应用系统整体调试。如果控制系统由几个部分组成，则应先作局部调试，然后再进行整体调试；如果控制程序的步序较多，则可先进行分段调试，然后连接起来总调。

S7-200的接口模块由什么组成？

S7-200的接口模块主要有数字量I/O模块、模拟量I/O模块和通信模块。下面分别介绍这些模块。

（一）数字量I/O模块

数字量I/O模块是为了解决本机集成的数字量输入/输出点不能满足需要而使用的扩展模块。S7-200PLC目前总共可以提供3大类，共9种数字量I/O模块。

1．EM221数字量输入扩展模块

8DI，DC24V（直流输入）

2．EM222数字量输出扩展模块

8DO，DC24V（直流输出）

8DO，Relay（DC24V/ AC24~230V）（继电器输出）

3．EM223数字量混合模块

4DI（DC24V），4DO（DC24V/2A）

4DI（DC24V），4DO（Relay 2A）

8DI（DC24V），8DO（DC24V/2A）

8DI（DC24V），8DO（Relay 2A）

16DI（DC24V），16DO（Relay 2A）

16DI（DC24V），16DO（DC24V/2A）

（二）模拟量I/O模块

模拟量I/O模块提供了模拟量输入和模拟量输出的扩展功能。S7-200的模拟量扩展模块具有较大的适应性、可以直接与传感器相连，并有很大的灵活性，且安装方便。

1．EM231模拟量输入模块

4AI（电压或电流）输入信号的范围由SW1、SW2和SW3设定。

2．EM232模拟量输出模块

2AO（电压或电流）

3．EM235模拟量混合模块

4AI（电压或电流），量程由SW1~SW6设定

1AO（电压或电流）

（三）通信模块

S7-200系列PLC除了CPU226本机集成了两个通信口以外，其他均在其内部集成了一个通信口，通信口采用了RS-485总线。此外，各PLC还可以接入通信模块，以扩大其接口的数量和联网能力。

1．EM277模块

EM277模块是PROFIBUS-DP从站模块，同时也支持MPI从站通讯；

2．EM241：调制解调器（Modem）通讯模块

3．CP243-1：工业以太网通讯模块；

4．CP243-1 IT：工业以太网通讯模块，同时提供Wil等IT应用；

5．CP243-2：AS-Ⅰ主站模块，可连接多62个AS-Ⅰ从站。

S7-200PLC的配置就是由S7-200CPU和这些扩展模块构成的。

基本的是PPI方式，本机CPU都集成这个接口，可以通过它来编程调试，连接HMI，也可以用于多个S7200之间做主从通讯。

2、兼容的MPI方式，S7200的PPI口可以作为MPI网络上的从站，被作为主站的S7300/400或者HMI来访问。

3、自由口方式，本机的PPI口可以设定为自由口方式用于和第三方的串口设备通讯，用户需要自己定义波特率、数据位数、奇偶校验等协议参数。

4、USS通讯方式，用于通过通讯的方式控制西门子的传动设备，主要库程序支持，基于自由口开发。

5、MODBUS方式，支持MODBUS RTU通讯方式，可以作为网路上的主站，也可以作为网络上的从站，同样是基于自由口开发。

6、Profibus-DP方式，需要扩展EM277模块才可以，只能作为Profibus网路上的从站。

7、以太网方式，需要扩展CP243-1模块才可以，可以作为以太网上的服务器或者客户端，多支持8个连接。

8、OPC方式，主要用于支持第三方的组态软件，需要安装PC ACCESS软件来配置，底层支持PPI、Profibus、以太网。

S7-200 CPU 上的通讯口支持哪些讯协议？

1）PPI 协议：西门子专为S7-200 开发的通讯协议

2）MPI 协议：不完全支持，只能作从站

3）自由口模式：由用户自定义的通讯协议，用于与其他串行通讯设备通讯（如串行打印机等）。

2. S7-200 编程软件Micro/WIN 提供了通过自由口模式实现的通讯功能：

1）USS 指令库：用于S7-200 与西门子变频器（MM4 系列、SINAMICS G110 和老的MM3 系列）

2）Modbus RTU 指令库：用于与支持Modbus RTU 主站协议的设备通讯

S7-200 CPU 上的两个通讯口基本一样，没有什么特殊的区别。它们可以各自在不同的模式、通讯速率下工作；它们的口地址甚至也可相同。分别连接到CPU 上两个通讯口上的设备，不属于同一个网络。

3.另外，还有：

1).S7-200 CPU可以通过EM277 PROFIBUS-DP 从站模块连入PROFIBUS-DP网，主站可以通过EM277对S7-200 CPU进行读/写数据。

2).S7-200系统拥有一种智能模块CP243-1，它是以太网通信处理器，可用它将S7-200系统连接到工业以太网（IE）中。

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时序流程图法：时序流程图法使首先画出控制系统的时序图（即到某一个时间应该进行哪项控制的控制时序图），再根据时序关系画出对应的控制任务的程序框图，后把程序框图写成 PLC 程序。时序流程图法很适合于以时间为基准的控制系统的编程方法。

(4) 步进顺控法：步进顺控法是在顺控指令的配合下设计复杂的控制程序。一般比较复杂的程序，都可以分成若干个功能比较简单的程序段，一个程序段可以看成整个控制过程中的一步。从整个角度去看，一个复杂系统的控制过程是由这样若干个步组成的。系统控制的任务实际上可以认为在不同时刻或者在不同进程中去完成对各个步的控制。为此，不少 PLC 生产厂家在自己的 PLC 中增加了步进顺控指令。在画完各个步进的状态流程图之后，可以利用步进顺控指令方便地编写控制程序。

2. 经验法编程

经验法是运用自己的或别人的经验进行设计。多数是设计前先选择与自己工艺要求相近的程序，把这些程序看成是自己的“试验程序”。结合自己工程的情况，对这些“试验程序”逐一修改，使之适合自己的工程要求。这里所说的经验，有的是来自自己的经验总结，有的可能是别人的设计经验，就需要日积月累，善于总结。

3. 计算机辅助设计编程

计算机辅助设计是通过 PLC 编程软件在计算机上进行程序设计、离线或在线编程、离线仿真和在线调试等等。使用编程软件可以十分方便地在计算机上离线或在线编程、在线调试，使用编程软件可以十分方便地在计算机上进行程序的存取、加密以及形成 EXE 运行文件。

7.3.2 PLC 软件系统设计的步骤

在了解了程序结构和编程方法的基础上，就要实际地编写 PLC 程序了。编写 PLC 程序和编写其他计算机程序一样，都需要经历如下过程。

1. 对系统任务分块

分块的目的就是把一个复杂的工程，分解成多个比较简单的小任务。这样就把一个复杂的大问题化为多个简单的小问题。这样可便于编制程序。

2. 编制控制系统的逻辑关系图

从逻辑关系图上，可以反应出某一逻辑关系的结果是什么，这一结果又英国导出哪些动作。这个逻辑关系可以是以各个控制活动顺序为基准，也可能是以整个活动的时间节拍为基准。逻辑关系图反映了控制过程中控制作用与被控对象的活动，也反应了输入与输出的关系。

部辅助继电器

内部辅助继电器不对外输出，不能直接连接外部器件，而是在控制其他继电器、定时器 / 计数器时作数据存储或数据处理用。

从功能上讲，内部辅助继电器相当于传统电控柜中的中间继电器。

未分配模块的输入 / 输出继电器区以及未使用 1 ： 1 链接时的链接继电器区等均可作为内部辅助继电器使用。根据程序设计的需要，应合理安排 PLC 的内部辅助继电器，在设计说明书中应详细列出各内部辅助继电器在程序中的用途，避免重复使用。参阅有关操作手册。

（ 3 ）分配定时器 / 计数器

PLC 的定时器 / 计数器数量分别见有关操作手册。

7.3 PLC 软件系统设计方法及步骤

7.3.1 PLC 软件系统设计的方法

在了解了 PLC 程序结构之后，就要具体地编制程序了。编制 PLC 控制程序的方法很多，这里主要介绍几种典型的编程方法。

1. 图解法编程

图解法是靠画图进行 PLC 程序设计。常见的主要有梯形图法、逻辑流程图法、时序流程图法和步进顺控法。

(1) 梯形图法：梯形图法是用梯形图语言去编制 PLC 程序。这是一种模仿继电器控制系统的编程方法。其图形甚至元件名称都与继电器控制电路十分相近。这种方法很容易地就可以把原继电器控制电路移植成 PLC 的梯形图语言。这对于熟悉继电器控制的人来说，是方便的一种编程方法。

(2) 逻辑流程图法：逻辑流程图法是用逻辑框图表示 PLC 程序的执行过程，反应输入与输出的关系。逻辑流程图法是把系统的工艺流程，用逻辑框图表示出来形成系统的逻辑流程图。这种方法编制的 PLC 控制程序逻辑思路清晰、输入与输出的因果关系及联锁条件明确。逻辑流程图会使整个程序脉络清楚，便于分析控制程序，便于查找故障点，便于调试程序和维修程序。有时对一个复杂的程序，直接用语句表和用梯形图编程可能觉得难以下手，则可以先画出逻辑流程图，再为逻辑流程图的各个部分用语句表和梯形图编制 PLC 应用程序。