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西門子華東代理商

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概述

SIMATIC ET 200SP

可擴展的 SIMATIC ET 200SP I/O 系統(tǒng)是防護等級為 IP20 的高度靈活的模塊化 I/O 系統(tǒng)。通過具有 PROFINET 或 PROFIBUS 接口的接口模塊，它可以與更高級控制系統(tǒng)交換所連接 I/O 模塊的 IO 數(shù)據(jù)?；蛘?，以緊湊型 S7-1500 控制器（分布式控制器）的形式提供了各種 PLC、F-PLC 和開放式控制器，作為其它首尾站ET 200SP 組件可用作 SIPLUS 版本以滿足*的要求并實現(xiàn)高度的穩(wěn)健性。

對于 ET 200SP，提供了全面的 I/O 模塊（包括故障安全型）：

數(shù)字量輸入模塊 (DI)，白色
數(shù)字量輸出模塊 (DQ)，黑色
模擬量輸入模塊 (AI)，淺藍色
模擬量輸出模塊 (AQ)，深藍色
工藝模塊 (TM)，青綠色
通信模塊 (CM)，淺灰色
模塊，薄荷綠色
電機直接起動器 (DS) 和可逆起動器 (RS)
氣動

除提供具體產(chǎn)品套件這種標(biāo)準(zhǔn)交貨形式外，部分 I/O 模塊和基本單元也以 10 件一個包裝的形式提供。通過 10 件一個包裝這種形式，可以顯著減少浪費并節(jié)省具體模塊的開箱時間。

緊湊型設(shè)計

多包含 64 個模塊的模塊化組態(tài)
無電源模塊的系統(tǒng)集成自組裝負(fù)載組通過淺色 BaseUnit 供電
由于采用了模塊化設(shè)計和全面的產(chǎn)品系列，因此尺寸小且高度靈活
每個模塊多有 16 個通道
布線
熱交換：無需工具即可在運行過程中更換模塊
間歇操作

柔性連接系統(tǒng)

插入式端子適用于帶線端套圈的大橫截面 1.5 mm² 和無線端套圈的大橫截面 2.5 mm²
BaseUnit 用于一線或直接多線連接
由于導(dǎo)體開口附近的彈簧安全器和測量分接頭，可實現(xiàn)優(yōu)秀接線可達性
通過也作為集成式介質(zhì)轉(zhuǎn)換器的 BusAdapter（RJ45、FastConnect、塑料或玻璃光纖電纜）可進行靈活的 PROFINET 連接

安全集成功能

易于集成故障安全模塊
通過軟件可以輕松進行 F 參數(shù)分配
逐組斷開非故障安全型模塊

高性能

同步 PROFINET
以高 100 Mbit/s 的速度進行內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸
記錄模擬量和輸出持續(xù) 50 μs
記錄數(shù)字量和輸出持續(xù) 1 μs

高性能技術(shù)

“計數(shù)”、“定位”、“稱重”、“輸出凸輪”、“PWM”、“力測量”等功能模塊

能源效率

記錄電氣變量的電表
具有區(qū)間替換值的系統(tǒng)集成 PROFIenergy

高級功能

組態(tài)控制：
通過用戶軟件對實際組態(tài)進行基于應(yīng)用的調(diào)整（選項處理）
基于時間的 IO：
信號時間戳為 μs
MSI/MSO:
從多 4 個 PLC 同時訪問 I/O 數(shù)據(jù)
MtM:
各 IO 模塊之間的直接數(shù)據(jù)交換（模塊間通信）
過采樣：
在 PN 循環(huán)內(nèi)對數(shù)字量和模擬量信號進行 n 次采集或輸出
調(diào)整測量范圍：
通過將測量范圍調(diào)整為模擬量輸入模塊支持的測量范圍的受限部分來增加分辨率
縮放測量值：
允許傳輸歸一化至所需物理值的模擬量作為 REAL 值（32 位浮點）

通訊標(biāo)準(zhǔn)

PROFINET IO
PROFIBUS DP V0/V1
連接 ET 200AL (IP67) 的 ET 接頭
IO-Link V1.1
AS-Interface
MODBUS TCP
點對點 (RS 232, RS 485, RS 422)
Freeport
3964(R)
USS
Modbus RTU （主站/從站）

CPU

PROFINET 接口，帶 3 端口
IO 控制器和 PN IO 設(shè)備
可選擴展為 DP 主站/從站
還提供故障安全型和開放式控制器

標(biāo)記 I/O 模塊

I/O 模塊前面有意義的標(biāo)簽
- 純文本形式的模塊類型描述（含功能等級），如“DI 8x24VDC HF”
- 訂貨號
- 二維矩陣碼，帶有訂貨號和序列號
  （通過“Industry Online Support”app 進行調(diào)用，直接鏈接到該模塊的支持頁面）
- 硬件功能狀態(tài)和固件版本
- 相應(yīng) I/O 模塊的適宜基本單元類型
- 適宜的有色牌的顏色代碼
- 接線圖
可選擴展
標(biāo)簽條
設(shè)備銘牌

1. 提出問題

圖1

問題1：M10.2能否被置位？

圖2

問題2：S_CU計數(shù)有無問題，M6.2能否被置位?

先來了解一下都有哪幾個計時器，以及它們的特性如何

圖3

2. 計時器描述

從以圖3可以看出5個計時器的基本特性，可以簡單的從中挑選與控制工藝相符合的計時器使用，如果想了解計時器的詳細(xì)信息，可以選擇計時器，并按F1看幫助信息中的具體邏輯圖。

以計時器SD為例，參見圖4

圖4

我們從中可以知道，當(dāng)觸發(fā)端S的信號為上升沿時，觸發(fā)計時器開始運行，時間結(jié)束后計時器輸出端為1，S信號為下降沿時，計時器輸出端為0

那么根據(jù)此情況，以圖1為例，咱們可以把剛才的梯形圖程序通過時序圖表示如下圖5

其中a,b之間是在掃描此段程序兩個周期之間的間隙。

圖5

3. 計時器與循環(huán)程序的關(guān)系

經(jīng)過分析，可以看出，M10.2(S)是可以被置位的，那為什么沒有看見其被置位呢？

大家注意，這里t的時間是8s，我們知道，一個程序的掃描周期很短，可能才十幾----幾十毫秒，在線時候可以監(jiān)控到Scan Cycle Time。如圖6

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圖6

那這個時間不是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了掃描周期么？

我們又知道，如果程序掃描周期大于大掃描周期監(jiān)控時間Scan Cycle Monitoring Time，那么將會觸發(fā)中斷，甚至造成CPU進入STOP狀態(tài)。

其實，計時器的執(zhí)行是異步于OB1循環(huán)掃描的，只要計時器運行后，在每一周期掃描到計時器的觸發(fā)端S信號如果為1，那么計時器就將在此周期繼續(xù)計時。因此，它對于大周期監(jiān)控時間并沒有太大的影響，只是調(diào)用語句時占用了少許us的時間。

怎么來驗證這個說法呢？就是說計時器的執(zhí)行并不同步于OB1程序掃描周期。

1，可以在程序中加入若干SFC47增大程序掃描周期（保證小于Scan Cycle Monitoring Time），通過監(jiān)控計時器的時間，可以看出，計時器的時間是跳躍式的變化的，也就是說，也就是說，當(dāng)程序掃描完計時器，繼續(xù)往下進行時，計時器滿足觸發(fā)條件進行計時，此周期往后的計時是一直在進行的。

2，可以通過在中斷來證明

3，通過程序死循環(huán)監(jiān)視計時證明

4，通過多個計時器監(jiān)視時間來證明等等各種方法

那說明了是異步的有何作用呢？

說明了剛才咱們分析程序所作的時序圖有一定的問題，因為咱們的分析是按照程序一步步往下進行的，相當(dāng)于是同步進行的。而實際在程序執(zhí)行時，掃描周期是比較短的，所以計時器是在其中的某一個周期里計時器計時結(jié)束時輸出被置位為1，那么因為這樣，所以對我們編寫程序就會有一定的要求。也就有了下面一個問題

4. 計時器動作的時刻

計時器的輸出端是什么時候被置位呢，什么時候起作用呢，比如？

是等到重新掃描到計時器塊，計時器執(zhí)行完畢才置位，還是不用重新掃描到計時器？程序中直接掃描的T40節(jié)點，它就已經(jīng)被置位了呢？

1，我們可以設(shè)置OB35的看門狗時間為2000ms, 如圖7

OB35里觸發(fā)計時器T40，的開點給線圈M6.0，如圖8

OB1里的開點給線圈M6.1，M6.0開點給線圈M6.2，如圖9

經(jīng)過試驗，觀察看到，當(dāng)T40的Timer運行結(jié)束后M6.1立刻就被置位了，而M6.0和M6.2會等到再次掃描到OB35，才會被置位。

可得出結(jié)論，當(dāng)計時器T40計時結(jié)束時，CPU掃描到時，它就已經(jīng)為1了，不需要等到掃描計時器S_ODT(SD)。

圖7

圖8

圖9

2，也可以在OB1里調(diào)用多個“wait”代碼讓OB1的掃描周期足夠大，如5s，先調(diào)用一個SD T2 1s，然后調(diào)用若干“wait”，大概持續(xù)2s，用T2開點觸發(fā)一個線圈如M10.0，再調(diào)用若干“wait”，大概1s，然后再調(diào)用一個SD T3，可以看出再T3還沒有開始計數(shù)時，M10.0已經(jīng)被置位了。

計時器在OB30—OB38里呢？

是一樣的。

可以在OB35里使用SD計時器，可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)程序調(diào)用OB35時，計時器開始運行，把OB35執(zhí)行時間和計時器時間設(shè)置大些，可以發(fā)現(xiàn)，只要每次在掃描的計時器觸發(fā)端時，條件滿足，計時器就開始運行，直到下一次掃描OB35時再掃描到此條件為止。

可以把計時器時間設(shè)置足夠大，當(dāng)計時未結(jié)束前把它的觸發(fā)端變?yōu)?，那么其計時停止，直到再次觸發(fā)。

可以得出計時器的運行只與每次掃描到它的觸發(fā)端有關(guān)。掃描完觸發(fā)端后，計時器的運行就與觸發(fā)端無關(guān)了，直到下一次再次掃描到此觸發(fā)端。

5. 分析程序

了解了以上的一些基本知識，咱們再來看看剛才圖1中的程序。

一個CPU的掃描周期是可以計算的，根據(jù)不同的配置和數(shù)據(jù)的讀取，可以計算出不同的周期，在PLC運行時，每個周期的大小也是不一樣的，可以大致計算出范圍，可以根據(jù)每條語句來計算程序的執(zhí)行時間，再加上相應(yīng)的循環(huán)周期檢測點，周期中斷，訪問過程映像區(qū)，通信負(fù)載等。這些時間的長短與CPU型號及使用方式有關(guān)。

使用PS307 5A，CPU315-2PN/DP (315-2EH13-0AB0 V 2.6.50)為例。以下所有時間都以此配置為標(biāo)準(zhǔn)。

我們把圖1的梯型圖換成語句表來分析指令執(zhí)行的過程。

圖10

一個CPU的掃描周期的計算可以根據(jù)以下幾個過程來進行

圖11

A.操作系統(tǒng)初始化循環(huán)時間監(jiān)視

B.掃描PIO

C.掃描PII

D.執(zhí)行用戶程序，并執(zhí)行程序中定義的操作

E.掃描周期檢測點操作系統(tǒng)時間（周期結(jié)束時執(zhí)行掛起的任務(wù)，如裝載和刪除塊）

F .CPU返回到周期開始的時間點，并重新開始循環(huán)周期監(jiān)視

在以上的步驟中都是有時間的，雖然很小，但是也占用時間?？梢愿鶕?jù)不同的硬件組態(tài)，參照

CPU Specifications手冊進行計算，

為了便于計算和理解，咱們以理想狀態(tài)來計算。假設(shè)CPU周期中的A，B，C，E，F(xiàn)的時間為固定的數(shù)值X us。

只分析程序里的”D” --用戶程序中的命令執(zhí)行。

程序是順序掃描的，從Network 1—3依次進行，

以*個周期開始時來分析，首先掃描Network 1中T3計時器為0，因此閉點使能，T2開始計時（0－8S），但此時掃描T2輸出為0，

因此掃描到Network 2中T2開點不使能，掃描到T3不執(zhí)行，

Network 3中T3開點不使能，M10.2為0。

到此過程[0.4+0.3+2.4+0.3+0.3+2.4+0.3+0.2(或0.9)] us = 6.6 (或7.3) us。

注意：T2一直在累加時間，相當(dāng)于此時T2計時也到達6.6（或7.7）us。

然后加上剛才的時間X us，那么一個周期可以認(rèn)為是t=X+6.6 (7.7) us。X大于7 us，可以看出語句的執(zhí)行是在很短的時刻進行，所以大家在編程時常用的每個計時器都會經(jīng)過若干個程序掃描周期。

因為Timer是異步的，所以T2的時間應(yīng)該在一個周期里也為t=X+6.6 (7.7) us，那么根據(jù)上面的程序看，因為T2設(shè)置為8s，所以應(yīng)該在大概m=8s/[ X+6.6 (7.7)]us個周期時，T2執(zhí)行完畢。

T2 假設(shè)優(yōu)秀情況下，T2執(zhí)行完畢的時刻是在第m個周期內(nèi)，

A．如果發(fā)生在Network2的T2開點之前，那么掃描到此 T2開點的語句時，T2的輸出變?yōu)?，執(zhí)行下一條語句T2開點就會閉合，T3開始計時。

B．如果T2執(zhí)行完畢的時刻是程序掃描到T2開點語句之后才發(fā)生的，那么因為后面的程序沒有對T2的操作，只有在下一個m+1周期，才能檢測到T2的變化。T3開始計時。

T3開始計時的前提條件是T2開點閉合，假設(shè)在第m個周期里，T3開始計時，那么同樣，要經(jīng)過大概m個周期左右，T3才能執(zhí)行完畢，到此時，已經(jīng)經(jīng)過了2m個周期，因為M10.2線圈是由T3開點的閉合信號來置位的，那么現(xiàn)在就來分析一下什么時候可以發(fā)生此動作。

注意：在此例子程序中，在Network1-3中都有對T3的操作

T3 假設(shè)在優(yōu)秀情況下，T3執(zhí)行完畢的時刻是在第2m個周期。在第2m周期內(nèi)

A．如果發(fā)生在Network1的T3閉點之前，那么在程序掃描到T3閉點的時候，T3的輸出值已經(jīng)變?yōu)?了，閉點變?yōu)殚_點，T2輸出變?yōu)?，往下掃描到Network2的T2開點變?yōu)?，T3的SD輸出也變?yōu)?，繼續(xù)掃描到Network3，T3開點為0，那么M10.2未被置位。

B．如果發(fā)生在Network1的T3閉點之后，Network3的T3開點之前，（則T2是保持為1的），在掃描到T3開點時，T3的輸出值變?yōu)?，T3開點變?yōu)殚]點，M10.2被置位。

C．如果發(fā)生在Network3的T3開點之后，那么在此周期內(nèi)對m10.2不會產(chǎn)生置位，在下一周期（2m+1）,T3輸出值變?yōu)?了，所以在Network1里T3閉點變?yōu)殚_點，T2輸出變?yōu)?，掃描到Network2里，T2開點變?yōu)?，導(dǎo)致T3輸出值變?yōu)?，掃描到Network3里，T3開點變

設(shè)計

SIMATIC S7-1200 系列包括以下模塊：

性能分級的不同型號緊湊型控制器，以及豐富的交/直流控制器。
各種信號板卡（模擬量和數(shù)字量），用于在 CPU 上進行經(jīng)濟的模塊化控制器擴展，同時節(jié)省安裝空間。
各種數(shù)字量和模擬量信號模塊。
各種通信模塊和處理器。
帶 4 個端口的以太網(wǎng)交換機，用于實現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/li>
SIWAREX 稱重系統(tǒng)終端模塊
PS 1207 穩(wěn)壓電源裝置，電源電壓 115/230 V AC，額定電壓 24 VDC

機械特性

堅固、緊湊的塑料機殼
連接和控制部件易于接觸，并由前蓋板提供保護
模擬量或數(shù)字量擴展模塊也具有可拆卸的連接端子

設(shè)備特性

標(biāo)準(zhǔn)：
SIMATIC S7-1200 符合 VDE、UL、CSA 和 FM（I 類，類別 2；危險區(qū)組別 A、B、C 和 D，T4A）。生產(chǎn)質(zhì)量管理體系已按照 ISO 9001 進行認(rèn)證。

通信

SIMATIC S7-1200 支持各種通信機制：

集成 PROFINET IO 控制器接口
帶 PROFIBUS DP 主站接口的通信模塊
帶 PROFIBUS DP 從站接口的通信模塊
GPRS 模塊，用于連接到 GSM/G 網(wǎng)絡(luò)
LTE 模塊，用于在第四代 LTE（長期演進）網(wǎng)絡(luò)中進行通信。
通信處理器，可通過以太網(wǎng)接口連接到 TeleControl Server Basic 控制中心軟件，并借助于基于 IP 的網(wǎng)絡(luò)進行安全通信。
通信處理器，可連接到服務(wù)應(yīng)用的控制中心。
RF120C，可連接到 SIMATIC Ident 系統(tǒng)。
模塊 SM1278，用于連接 IO-Link 傳感器和執(zhí)行器。
通過通信模塊實現(xiàn)點到點連接。

PROFINET 接口

通過集成 PROFINET 接口，可與以下設(shè)備通信：