西門子PLC模塊6ES7214-1AG40-0XB0

S7-200的功能確實不夠綠色，定時器個數是有限的，但是可以通過寫程序來實現定時功能，這樣就不存在定時器被多次調用的問題了，定時器實際上就是讀取CPU內部晶振的次數，可以用定時器中斷或是SM0.5編寫子程序。

    S7-200是一款通用性很強大的產品，直接提供的功能有限，但是可以不斷的思考，通過編程等方式獲得產品更大的利用空間。

    西門子S7-200PLC的自由口通訊具有非常強大的功能，熟練使用自由口通訊可以很方便的實現PLC與其他智能設備的數據交換。使用自由口通訊需要以下幾個方面的編程設置：對SMB30進行設置端口選擇，波特率選擇，校驗設置，對SMB87,89,90,94進行設置緩沖區等。通過ATCH指令進行中斷設置，對中斷狀態進行判斷。通過RCV指令進行接收數據。

    通訊交換數據

    交換數據是通過COM口進行的，所以一定要注意通訊口的地址使用和時間使用。另外數據緩沖區定義也非常重要，因為交換的數據會直接存儲到這個緩沖區里。

    與其他智能設備通訊

    S7-200與其他智能設備通訊時，一般會采用相應的協議，一般來說一個網絡會有相應的站地址，以及主站與從站，一定要區分好這方面的問題。

PID控制器的參數整定是控制系統設計的核心內容。它是根據被控過程的特性確定PID控制器的比例系數、積分時間和微分時間的大小。

    PID控制器參數整定的方法很多，概括起來有兩大類：一是理論計算整定法。它主要是依據系統的數學模型，經過理論計算確定控制器參數。二是工程整定方法，它主要依賴工程經驗，直接在控制系統的試驗中進行，且方法簡單、易于掌握，在工程實際中被廣泛采用。

    PID控制器參數的工程整定方法，一般采用的是臨界比例法。利用該方法進行PID控制器參數的整定步驟如下：(1)首先預選擇一個足夠短的采樣周期讓系統工作；(2)僅加入比例控制環節，直到系統對輸入的階躍響應出現臨界振蕩，記下這時的比例放大系數和臨界振蕩周期；(3)在一定的控制度下通過公式計算得到PID控制器的參數。

    PID參數的設定：是靠經驗及工藝的熟悉，參考測量值跟蹤與設定值曲線，從而調整PID的大小。比例I/微分D=2，具體值可根據儀表定，再調整比例帶P，P過頭，到達穩定的時間長，P太短，會震蕩，永遠也打不到設定要求。

    PID控制器參數的工程整定,各種調節系統中P.I.D參數經驗數據以下可參照：

    溫度T：P=20~60%，T=180~600s，D=3-180s；

    壓力P：P=30~70%，T=24~180s；

    液位L：P=20~80%，T=60~300s；

    流量L：P=40~100%，T=6~60s。

    這里介紹一種經驗法，方法的基本程序是先根據運行經驗，確定一組調節器參數，并將系統投入閉環運行，然后人為地加入階躍擾動（如改變調節器的給定值），觀察被調量或調節器輸出的階躍響應曲線。若認為控制質量不滿意，則根據各整定參數對控制過程的影響改變調節器參數。這樣反復試驗，直到滿意為止。

    西門子S7-200PLC集成有高速計數功能，高速計數是PLC的一項非常重要的功能，在工業領域中測量轉動速度與周期一般都是用脈沖式儀器，例如旋轉編碼器。這類儀器的頻率遠遠大于PLC的采集頻率，因此使用高速計數器顯得尤為重要。S7-200高速計數功能的知識點主要分幾個部分：一是輸入地址，二是計數模式，按有無方向，有無復位，外部復位和軟復位等進行分類。三是相應的控制特殊功能寄存器。來控制計數器的模式和預置值等。

    高速計數器復位

    高速計數的復位是使用計數器時非常重要的地方。由于外部器件例如編碼器等，一般都會有累積誤差，那么就需要定期的進行復位。另外編碼器一些功能的實現也要求它具有復位功能。

    高速計數器測量轉速周期等

    使用編碼器和高速計數器，定時中斷等，可以進行旋轉體的速度周期等數據的測量，此功能在對電機測量方面有廣泛的應用。

   實數的格式

    實數（浮點數）由32位單精度數表示，其格式按照ANSI/IEEE754-1985標準中所描述的形式。實數按照雙字長度來存取。對于S7-200來說，浮點數精確到小數點后第六位。因而當使用一個浮點數常數時，多可以到小數點后第六位。

    實數運算的精度

    在計算中涉及到非常大和非常小的數，則有可能導致計算結果不精確。

    字符串的格式

    字符串指的是一系列字符，每個字符以字節的形式存儲。字符串的*個字節定義了字符串的長度，也就是字符的個數。一個字符串的長度可以是0到254個字符，再加上長度字節，一個字符串的大長度為255個字節。而一個字符串常量的大長度為126字節。

    布爾型數據（0或1）。

    S7-200CPU不支持數據類型檢測

    例如：可以在加法指令中使用VW100中的值作為有符號整數，同時也可以在異或指令中將VW100中的數據當作無符號的二進制數。

    S7-200提供各種變換指令，使用戶能方便地進行數據制式及表達方式的變換。

西門子PLC對檢修工藝及技術要求見如下，另外我司還舉一個西門子PLC維修實例供大家參考：

    （1）測量電壓時，要用數字電壓表或精度為1%的萬能表測量

    （2）電源機架，CPU主板都只能在主電源切斷時取下；

    （3）在RAM模塊從CPU取下或插入CPU之前，要斷開PC的電源，這樣才能保證數據不混亂；

    （4）在取下RAM模塊之前，檢查一下模塊電池是否正常工作，如果電池故障燈亮時取下模塊PAM內容將丟失；

    （5）輸入/輸出板取下前也應先關掉總電源，但如果生產需要時I/0板也可在可編程控制器運行時取下，但CPU板上的QVZ（超時）燈亮；

    （6）撥插模板時，要格外小心，輕拿輕放，并運離產生靜電的物品；

    （7）更換元件不得帶電操作；

    （8）檢修后模板安裝一定要安插到位

    西門子PLC維修實例：

    型號：S7-200(CPU226)

    故障現象：錯誤指示燈閃

    故障分析：根據故障問題通電PLC無法將開關撥到RUN狀態，錯誤指示燈一直閃爍，斷電復位后故障依舊，打開外殼測量電源供電電壓都正常。說明錯誤燈閃跟程序和CPU有關系，先把PLC連接電腦讀出程序正常。把PLC程序清空后上電錯誤燈不閃。一切正常。說明程序可能有問題。在檢查程序發現程序有幾處空白段，初步懷疑是程序問題。把程序段根據客戶外部信號條件修改好程序輸入PLC后故障解除。

    故障修復：修改程序重新輸入后故障解除。

　　一、 S7-200PLC內部RS485接口電路圖

　　圖中R1、R2是阻值為10歐的普通電阻，其作用是防止RS485信號D+和D-短路時產生過電流燒壞芯片，Z1、Z2是鉗制電壓為6V，大電流為10A的齊納二極管，24V電源和5V電源共地未經隔離，當D+或D-線上有共模干擾電壓灌入時，由橋式整流電路和Z1、Z2可將共模電壓鉗制在±6.7V，從而保護RS485芯片SN75176（RS485芯片的允許共模輸入電壓范圍為：-7V～+12V）。該保護電路能承受共模干擾電壓功率為60W，保護電路和芯片內部沒有防靜電措施

西門子PLC模塊6ES7214-1AG40-0XB0

CPU 上的通信口（Port0）支持 Modbus RTU 從站通信協議

S7-200 CPU上的通信口Port0可以支持Modbus RTU協議，成為Modbus RTU從站。此功能是通過S7-200的自由口通信模式實現，因此可以通過無線數據電臺等慢速通信設備傳輸。

 詳情請參考《S7-200系統手冊》之相關章節。

要實現Modbus RTU通信，需要STEP 7-Micro/WIN32 V3.2以上版本的編程軟件，而且須安裝STEP 7-Micro/WIN32 V3.2 Instruction Library（指令庫）。Modbus RTU功能是通過指令庫中預先編好的程序功能塊實現的。

 Modbus RTU從站指令庫只支持CPU上的通信0口（Port0）。

2.2 編程基本步驟：

檢查Micro/WIN的軟件版本，應當是STEP 7-Micro/WIN V3.2以上版本。

檢查Micro/WIN的指令樹中是否存在Modbus RTU從站指令庫（圖1），庫中應當包括MBUS_INIT和MBUS_SLAVE兩個子程序。如果沒有，須安裝Micro/WIN32 V3.2的Instruction Library（指令庫）軟件包；

圖1. 指令樹中的庫指令

編程時使用SM0.1調用子程序MBUS_INIT進行初始化，使用SM0.0調用MBUS_SLAVE，并相應參數。關于參數的詳細說明，可在子程序的局部變量表中找到；

圖2. 調用Modbus RTU通信指令庫

圖中參數意義如下：

• 模式選擇：啟動/停止Modbus，1=啟動；0=停止

• 從站地址：Modbus從站地址，取值1~247

• 波特率：可選1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200

• 奇偶校驗：0=無校驗；1=奇校驗；2=偶校驗

• 延時：附加字符間延時，缺省值為0

• zui大I/Q位：參與通信的zui大I/O點數，S7-200的I/O映像區為128/128，缺省值為128

• zui大AI字數：參與通信的zui大AI通道數，可為16或32

• zui大保持寄存器區：參與通信的V存儲區字（VW）

• 保持寄存器區起始地址：以&VBx（間接尋址方式）

• 初始化完成標志：成功初始化后置1

• 初始化錯誤代碼

• Modbus執行：通信中時置1，無 Modbus 通信活動時為 0。

• 錯誤代碼：0=無錯誤

表 1. 從站錯誤代碼

在CPU的V數據區中分配庫指令數據區（Library Memory）；

如有必要，使用主站軟件測試。

注意：由子程序參數HoldStart和MaxHold的保持寄存器區，是在S7-200 CPU的V數據存儲區中分配，此數據區不能和庫指令數據區有任何重疊，否則在運行時會產生錯誤，不能正常通信。注意Modbus 中的保持寄存器區按"字"尋址，即MaxHold規定的是VW而不是VB的個數。

在圖2的例子中，規定了 Modbus 保持寄存器區從 VB0 開始（HoldStart ＝ VB0），并且保持寄存器為1000個字（MaxHold＝1000），因保持寄存器以字（兩個字節）為單位，實際上這個通信緩沖區占用了VB0～VB1999共2000個字節。因此分配庫指令保留數據區時至少要從VB2000開始。當然保持區不一定要從VB0開始。

注意：你選用的CPU的V存儲區大小！CPU型號不同V數據存儲區大小不同。應根據需要選擇Modbus保持寄存器區域的大小。

包含 Modbus RTU 從站指令庫的項目編譯、下載到CPU中后，在編程計算機（PG/PC）上運行一些 Modbus 測試軟件可以檢驗S7-200的Modbus RTU通信是否正常，這對查找故障點很有用。測試軟件通過計算機串口（RS-232）和PC/PPI電纜連接CPU。如果必要，須將PC/PPI電纜設置在自由口通信方式。

可到一些軟件下載尋找類似軟件，如 ModScan32 等。

2.3 Modbus RTU 從站地址與S7-200的地址對應

Modbus地址總是以00001、30004之類的形式出現。S7-200內部的數據存儲區與Modbus的0、1、3、4共4類地址的對應關系如下：

表2. Modbus地址對應表

其中T為S7-200中的緩沖區起始地址，即 HoldStart。

如果已知S7-200中的V存儲區地址，推算Modbus地址的公式如下：

Modbus地址 = 40000 + (T/2+1) ; T為偶數

2.4 Modbus RTU 從站指令庫支持的功能碼

Modbus RTU 從站指令庫支持特定的 Modbus 功能。訪問使用此指令庫的主站必須遵循這個指令庫的要求。

表 3. Modbus RTU 從站功能碼