电气控制与PLC技术 向晓汉 第8章 S7-200系列PLC的高级应用

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1、第8章S7-200系列PLC的高级应用特殊功能指令及其应用8.1S7-200PLC的通信8.2HMI与PLC的应用8.3S7-200系列PLC对变频器的速度控制8.4基于PLC的控制系统设计8.58.1特殊功能指令及其应用8.1.1高速脉冲输出指令高速脉冲输出功能即在PLC的指定输出点上实现脉冲输出（PTO）和脉宽调制（PWM）功能。S7-200系列PLC配有两个PTO/PWM发生器，它们可以产生一个高速脉冲串或者一个脉冲调制波形。一个发生器输出点是Q0.0，另一个发生器输出点是Q0.1。PLS指令格式见表8-1。1．脉冲串操作（PTO）脉冲串操作（PTO）按照给定的脉冲个数和周期输

2、出一串方波（占空比50%），如图8-1所示。2．与PLS指令相关的特殊寄存器的含义如果要装入新的脉冲数（SMD72或SMD82）、脉冲宽度（SMW70或SMW80）或周期（SMW68或SMW78），应该在执行PLS指令前装入这些值和控制寄存器，然后PLS指令会从特殊存储器SM中读取数据，并按照存储数值控制PTO/PWM发生器。图8-1脉冲串输出使用PTO/PWM功能相关的特殊存储器SM还有以下几点需要注意。①如果要装入新的脉冲数（SMD72或SMD82）、脉冲宽度（SMW70或SMW80）或者周期（SMW68或SMW78），应该在执行PLS指令前装入这些数值到控制寄存器。②如果要手动

3、终止一个正在进行的PTO包络，要把状态字中的用户终止位（SM66.5或者SM76.5）置1。③PTO状态字中的空闲位（SM66.7或者SM76.7）标志着脉冲输出完成。另外，在脉冲串输出完成时，可以执行一段中断服务程序。如果使用多段操作时，可以在整个包络表完成后执行中断服务程序。8.1.2高速脉冲输出指令应用【例8-1】存储站上有两套步进驱动系统，步进电动机的型号为17HS111，是两相四线直流24V步进电动机，要求：压下按钮SB1时，步进电动机带动X方向和Y方向的机构复位，当X方向靠近接近开关SQ1时停止，Y方向靠近接近开关SQ2时停止，复位完成。请画出I/O接线图并编写程序。【解

4、】（1）步进电动机与步进驱动器的接线本系统选用的步进电动机是两相四线的步进电机，其型号是17HS111，这种型号的步进电动机的出线接线图如图8-2所示。其含义是：步进电动机的4根引出线分别是红色、绿色、黄色和蓝色；其中红色引出线应该与步进驱动器的A接线端子相连，绿色引出线应该与步进驱动器的接线端子相连，黄色引出线应该与步进驱动器的B接线端子相连，蓝色引出线应该与步进驱动器的接线端子相连。（2）PLC与步进电动机、步进驱动器的接线步进驱动器有共阴和共阳两种接法，这与控制信号有关系，西门子PLC输出信号是+24V信号（即PNP接法），所以应该采用共阴接法，所谓共阴接法就是步进驱动器的DI

5、R−和CP−与电源的负极短接，如图8-3所示。顺便指出，三菱的PLC输出的是低电位信号（即NPN接法），因此应该采用共阳接法。图8-217HS111型步进电动机出线接线图图8-3PLC接线图（3）程序编写编好的程序如图8-4所示。图8-4复位程序图8-4复位程序（续）8.1.3PID指令1．PID算法PID控制回路的参数表见表8-5。2．PID指令PID指令的使能输入有效时，根据参数表（TBL）中的输入测量值、控制设定值及PID参数进行PID计算。PID指令格式见表8-6。PID指令使用注意事项：①程序中最多可以使用8条PID指令，回路号为0～7，不能重复使用。②PID指令不对参数表

6、的输入值进行范围检查。必须保证过程变量、给定值积分项前值和过程变量前值在0.0～1.0之间。③使ENO＝0的错误条件：0006（简介地址），SM1.1（溢出，参数表起始地址或指令中指定的PID回路指令号操作数超出范围）。8.1.4PID指令的应用【例8-2】某温控系统由S7-200PLC、EM231、EM232和控制对象（电炉）等组成，温度控制的原理是：通过电压加热使电炉产生温度，再通过温度变送器使温度变送为电压。电炉根据加热时间的长短产生不同的热能。这就需要用到脉冲，输入电压对应不同的脉冲宽度，输入电压越大，脉冲越宽，通电时间越长，热能越大，温度越高。【解】温控系统的PID参数表见

7、表8-7，程序如图8-5所示。图8-5电路PID控制程序图8-5电路PID控制程序（c）中断服务程序图8-5电路PID控制程序（续）8.2S7-200PLC的通信8.2.1通信相关的概念1．与通信的基本概念（1）串行通信与并行通信串行通信和并行通信是两种不同的数据传输方式。（2）异步通信与同步通信异步通信与同步通信也称为异步传送与同步传送，这是串行通信的两种基本信息传送方式。从用户的角度上说，两者最主要的区别在于通信方式的“帧”不同。同步通信方式在传递数据