西门子PLC模块6ES7216-2AD23-0xB8 西门子PLC模块6ES7216-2AD23-0xB8
CPU
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| CPU 221、CPU 222、CPU 224、CPU 224XP、CPU 224XPsi 与 CPU 226 相同技术参数 | |
| 特点 | CPU 221, 222, 224, 224 XP, 226 |
| 32 位浮点计算，符合 IEEE 标准 | √ |
| 可完全组态的全集成 PID 控制器 | √， 多可集成 8 个单独的 PID 控制器 |
| 位处理速度 | 0.22 μs |
| 时间控制中断 | 2（循环时间为 1 到 255 ms 之间，分辨率为 1 ms） |
| 硬件中断（输入处进行边沿检测） | 多 4 个输入 |
| 标志、定时器、计数器 | 每个 256 |
| 高速计数器 | 4–6（取决于 CPU）， 多 30 kHz，CPU 224 XP 为 200 kHz |
| 脉冲输出（脉宽或调频） | 2 个输出，每个为 20 kHz（对于 DC），CPU 224 XP 为 100 kHz |
| 程序和数据存储器 | 掉电保护（非易失） |
| 掉电时动态数据的储存 | 掉电保护：内部高性能电容和/或附加电池模块保证了非易失性：使用 STEP 7-Micro/WIN、TD200C 或用户程序向集成的 EEPROM 装载数据 |
| 使用电池模块对动态数据的掉电保护 | 一般 200 天 |
| 集成通信接口 | √，RS 485 接口支持下列工 作模式：PPI 主站或从站/MPI 从站/自由口（自由组态的 ASCII 协议） |
| 大波特率 | 187.5 kbaud (PPI/MPI) 或 115.2 kbaud（自由口） |
| 编程软件 | STEP 7-Micro/WIN 支持所有标准，如 STL、CSF 或 LAD |
| 可选的程序存储模块 | √，CPU 中编程，用于程序传输、数据记录、配方、文档记录 |
| DC/DC/DC | √ |
| 电源电压 | 24 V DC |
| 数字量输入 | 24 V DC |
| 数字量输出 | 24 V DC， 大 0.75 A，并联，具有更高的切换能力 |
| AC/DC/继电器 | √ |
| 电源电压 | 85 – 264 V AC |
| 数字量输入 | 24 V DC |
| 数字量输出 | 5 – 30 V DC 或 5–250 V AC， 大 2 A |
自动升降电梯的设计注意事项
1． 安全事项，设计始终要把安全放在 位，这是对每一个客户、每一位有可能接近或接触到设备人员的不可推卸的终身责任。在程序中要注意使用相应的中断处理和相应的电器连锁，在硬件上要采取机械互锁、机械限位、电气联动、外部传感器、安全继电器等措施和元件来完成安全设计。安全始终贯穿整个设计，如果一个设备设计的再精巧，却存在安全隐患，那设计人员难辞其咎。
2． 智能化的设计，自动化设备的设计要求具有相应的智能化设计，当设备发生故障或是动作不协调时，设备能够自动地切换至应急工作态，或是设备能自动的自我调整。减少因为设备故障或动作失调造成整个生产线停机事故地发生。智能化太低或是使得配套生产线频繁停机的自动化设备等于一堆废铁。
3． 如果升降电机的功率较大，那升降电机的工频应急运行可能会存在一定问题，在大功率升降电梯的设计上应考虑由变频器低速点动来完成检修运行，这就要求变频器的质量和品质一定要高。同时变频器应该注意选用制动电阻，输出电抗器等附件。
4． 外部传感器的使用要充分考虑到外部传感器误动的发生，在程序上考虑互锁，在硬件上注意选型。光电传感器和电磁感应式接近开关在使用上存在一定差别，应当注意。
5． 在PLC的配置上应充分考虑设备的扩展和功能的增加。
6． 在低压元气件的选择上建议使用 原装进口（带序列号）知名品牌，自动化程度越高的设备不使用低档次低压元气件。这与爱不爱国无关，也与成不成本无关。
7． 机械结构的设计要有足够的强度，充分考虑安全性能。加工要求需要高品质，只要严格按照国家GB标准生产，一般问题不大。
8． 人性化设计，电气控制柜设计要符合日常习惯，凡是涉及安全的按钮、旋转开关应放在左手侧，必要时加锁。急停按钮应放在右手侧，位置应该易于按压，但不易被人误碰。电气柜内设计照明灯、散热风扇、电脑插座等附件。机械部件的设计应该首先满足安全的要求，在此基础上方便操作人员工作，减小体力劳动强度。
9． 变频器和PLC的安装位置要有一定的距离空间，防止因为变频器的高频干扰使得PLC误动。注意屏蔽线的正确使用。严格按照国家GB标准进行电气设计和安装，严格按照西门子产品硬件手册进行设计和安装。
西门子STEP 7-Micro/WIN 32编程软件的安装与参数设置
1 系统要求
操作系统：Windows 95、Windows 98、Windows ME或 Windows 2000
计算机：IBM 486以上兼容机，内存8MB以上，VGA显示器，至少50MB以上硬盘空间，Windows 支持的鼠标。
通信电缆：PC/PPI电缆（或使用一个通信处理器卡），用来将计算机与PLC连接。
2 软件安装
STEP 7-Micro/WIN 32编程软件在一张光盘上，用户可按以下步骤安装：
①将光盘插入光盘驱动器。
②系统自动进入安装向导，或单击“开始”按钮启动Windows 菜单。
③单击“运行”菜单。
④按照安装向导完成软件的安装。
⑤在安装结束时，会出现是否重新起动计算机选项 。
3 硬件连接
可以用PC/PPI电缆建立个人计算机与PLC之间的通信。这是单主机与个人计算机的连接，不需要其他硬件，如调制解调器和编程设备等。
典型的单主机连接及CPU组态如下图所示。
4 参数设置
安装完软件并且设置连接好硬件之后，可以按下面的步骤核实默认的参数：
（1）在STEP 7-Micro/WIN 32运行时单击通信图标，或从菜单中选择View中选择选项，则会出现一个通信对话框。
（2）在对话框中双击PC/PPI电缆的图标，将出现PG/PC接口的对话框。
（3）单击Properties按钮，将出现接口属性对话框，如图8.16所示。检查各参数的属性是否正确，其中通信波特率默认值为9600波特。
S7 PLC画出梯形图的步骤与规则
根据控制系统的动作要求，画出梯形图。
梯形图设计规则
（1）触点应画在水平线上，并且根据自左至右、自上而下的原则和对输出线圈的控制路径来画。
（2）不包含触点的分支应放在垂直方向，以便于识别触点的组合和对输出线圈的控制路径。
（3）在有几个串联回路相并联时，应将触头多的那个串联回路放在梯形图的 上面。在有几个并联回路相串联时，应将触点 多的并联回路放在梯形图的 左面。这种安排，所编制的程序简洁明了，语句较少。
（4）不能将触点画在线圈的右边。
利用西门子提供的两种网络连接器可以把多个设备很容易的连到网络中。两种连接器都有两组螺钉端子，可以连接网络的输入和输出。一种连接器仅提供连接到CPU的接口，而另一种连接器增加了一个编程接口。两种网络连接器还有网络偏置和终端偏置的选择开关，该开关在ON位置时的内部接线图，在OFF位置时未接终端电阻。接在网络端部的连接器上的开关应放在ON位置。如下图所示：
图1网络连接器
带有编程器接口的连接器可以把SIMATIC编程器或操作员面板接到网络中，而不用改动现有的网络连接。编程器接口的连接器把CPU来的信号传到编程器接口。
在其通讯模式中还有自由端口通讯、工业以太网通讯、调制解调器通讯、无线以太网通讯，
仓库存储PLC控制系统设计
仓库存储控制系统模型如下图所示：
在两台传送带之间有一个仓库区。传送带1将包裹运送至仓库区，传送带1由电动机M1驱动。传送带2将包裹运出仓库区，传送带2有电动机M2驱动。传送带1靠近仓库一端安装光电开关PEB1确定入库的包裹数，传送带2靠近库区一端安装光电开关PEB2确定出库的包裹数。
控制要求如下：
（1）5个指示灯（HL1~HL5）显示仓库区的占用程度。
（2）电机M1的起停由按钮SB1和SB2控制，若仓库装满则传送带1自动停止。电动机M2的起停由按钮SB3和SB4控制，若仓库已空，则传送带2自动停止。
（3）库区存储量由MW0中的值决定，MW0的初值为100。MW0中的内容可以通过按钮SB5增加，每按一次SB5，MW0中的内容增加10，每按一次按钮SB6，MW0中的内容减10。MW0的内容 小不能少于10， 大不能大于200。只用当两台电动机都处于停止状态时才可修改MW0中的值。
（4）仓库内剩余空间的包裹存储数以BCD码格式保存在MW10中。
1. PLC硬件配置
控制系统中的硬件配置如下：
| 序号 | 名称 | 型号说明 | 数量 |
| 1 | CPU | CPU313 | 1 |
| 2 | 电源模块 | PS307 | 1 |
| 3 | 开关量输入模块 | SM321 | 1 |
| 4 | 开关量输出模块 | SM322 | 1 |
| 5 | 前连接器 | 20针 | 2 |
2．分析控制要求进行输入输出点分配，并根据分配画出外部接线图。
输出：
| 序号 | 输入信号名称 | 地址 |
| 1 | M1开始按钮SB1（常开） | I0.0 |
| 2 | M1停止按钮SB2（常开） | I0.1 |
| 3 | M2开始按钮SB3（常开） | I0.2 |
| 4 | M2停止按钮SB4（常开） | I0.3 |
| 5 | 加数按钮SB5（常开） | I0.4 |
| 6 | 减数按钮SB6（常开） | I0.5 |
| 7 | 光电开关PEB1 | I0.6 |
| 8 | 光电开关PEB2 | I0.7 |
输入：
| 序号 | 输出信号名称 | 地址 | 序号 | 输出信号名称 | 地址 |
| 1 | 指示灯HL1 | Q4.0 | 5 | 指示灯HL5 | Q4.4 |
| 2 | 指示灯HL2 | Q4.1 | 6 | 电动机M1（KM1） | Q4.5 |
| 3 | 指示灯HL3 | Q4.2 | 7 | 电动机M2（KM2） | Q4.6 |
| 4 | 指示灯HL4 | Q4.3 |
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装入和传输指令 ——西门子S7系列PLC
装入(L)和传送(T)指令可以在存储区之间或存储区与过程输入、输出之间交换数据。L指令将源操作数装入累加器l中，而累加器原有的数据移入累加器2中，累加器2中原有的内容被覆盖。T指令将累加器1中的内容写入目的存储区中，累加器的内容保持不变。L和T指令可对字节(8位)、字(16位)、双字(32位)数据进行操作，当数据长度小于32位时，数据在累加器右对齐(低位对齐)，其余各位填0。基本的装入和传送指令如下：
l L 通用装入指令
l L 将状态字寄存器的内容装入到累加器1
l LAR1 AR2将地址寄存器2的内容装入到地址寄存器1
l LAR1 <D>将32位的长整数装入到地址寄存器1
l LAR1 将累加器1的内容装入到地址寄存器1
l LAR2 <D>将32位的长整数装入到地址寄存器2
l LAR2 将累加器1的内容装入到地址寄存器2
l T 通用传输指令
l T 将累加器1的内容传输到状态字寄存器
l TAR1 AR2将地址寄存器1的内容传输到地址寄存器2
l TAR1 <D>将地址寄存器1的内容传输到目的单元（32位）
l TAR2 <D>将地址寄存器1的内容传输到目的单元（32位）
l TAR1 将地址寄存器1的内容传输到累加器1
l TAR2 将地址寄存器1的内容传输到累加器2
l CAR 交换地址寄存器的1的内容和地址寄存器2的内容交换
西门子PLC模块6ES7216-2AD23-0B8
基于PLC的温度检测和控制系统
控制要求
温度控制原理：通过电压加热电热丝产生温度，温度再通过温度变送器变送为电压。加热电热丝时根据加热时间的长短可产生不一样的热能，这就需用到脉冲。输入电压不同就能产生不一样的脉宽，输入电压越大，脉宽越宽，通电时间越长，热能越大，温度越高，输出电压就越高。
PID闭环控制：通过PLC+A/D+D/A实现PID闭环控制，接线图及原理图如图40，41所示。比例，积分，微分系数取得合适系统就容易稳定，这些都可以通过PLC软件编程来实现。
2. 程序设计
如图42所示梯形图模拟量模块以EM235或EM231+EM232为例。
图42 PID控制梯形图
图42（续）
图40 温度检测和控制示意图
图41 PID控制示意图
可编程控制器梯形图设计规则
1．触点的安排
梯形图的触点应画在水平线上，不能画在垂直分支上。
2．串、并联的处理
在有几个串联回路相并联时，应将触点 多的那个串联回路放在梯形图 上面。在有几个并联回路相串联时，应将触点 多的并联回路放在梯形图的 左面。
3．线圈的安排
不能将触点画在线圈右边，只能在触点的右边接线圈。
4．不准双线圈输出
如果在同一程序中同一元件的线圈使用两次或多次，则称为双线圈输出。这时前面的输出无效，只有 一次才有效，所以不应出现双线圈输出。
5．重新编排电路
如果电路结构比较复杂，可重复使用一些触点画出它的等效电路，然后再进行编程就比较容易。
6．编程顺序
对复杂的程序可先将程序分成几个简单的程序段，每一段从 左边触点开始，由上之下向右进行编程，再把程序逐段连接起来。
1．控制要求
XCXDXEXF用PLC-01的常开开关表示，当XCXDXEXF取值不是（0001，0010，0011，0100，0101）时，L1闪亮表示出错，按停止按扭无效。必须取XCXDXEXF为（0001，0010，0011，0100，0101）后，再按停止按扭，复位一下，再按起动按钮，则L2亮表示可以进邮件，同时M5亮，S1产生1s的脉冲闪亮。在这基础上当XCXDXEXF取值0001时，表示邮编 个数字为1，当按下S2表示检测到了，脉冲开始计数，经五个脉冲后M1亮2s，表示开头为1的邮编进北京的邮箱，同时M5,L2,S1灭2s。当XCXDXEXF取值0010时，表示邮编 个数字为2，当按下S2表示检测到了，脉冲开始计数，经十个脉冲后M2亮2s，表示开头为2的邮编进上海的邮箱，同时M5,L2,S1灭2s。当XCXDXEXF取值0011时，表示邮编 个数字为3，当按下S2表示检测到了，脉冲开始计数，经十五个脉冲后M3亮2s，表示开头为3的邮编进天津的邮箱，同时M5,L2,S1灭2s。当XCXDXEXF取值0100时，表示邮编 个数字为4，当按下S2表示检测到了，脉冲开始计数，经二十个脉冲后M4亮2s，表示开头为4的邮编进武汉的邮箱，同时M5,L2,S1灭2s。当XCXDXEXF取值0101时，表示邮编 个数字为5，当按下S2表示检测到了，脉冲开始计数，经二十五个脉冲后，M5,L2,S1灭2s，表示开头为5的邮编进广州的邮箱。当开头为1的邮编检测到了，但M1还没亮时，转变XCXDXEXF的值，发生错误L1闪亮，情况就跟开头说的一样了，以此类推当其他号码检测到了，但还没投进箱子时，转变号码就发生错误。当邮编投进邮箱后再按S2表示检测到邮件工作。
图1 邮件分拣控制示意图
2．I/O分配
3．邮件分拣控制梯形图
图2 邮件分拣控制梯形图
西门子S300系列PLC的模拟量模块介绍
1. 模拟量输入模块SM331
（1）AI模板的类型
模拟量输入(简称AI)模块SM331目前有三种规格型号，即8AI×l2位模块、2AI×l2位模块和8AI×l6位模块。
（2）AI模板的特点
SM331主要由A/D转换部件、模拟切换开关、补偿电路、恒流源、光电隔离部件、逻辑电路等组成。
2. 模拟量输出模块SM332
（1）AO模板的类型
模拟量输出(简称模出(AO))模块SM332目前有三种规格型号，即4AO×l2位模块、2AO×12位模块和4AO×l6位模块。
（2）AO模板的特点
SM332与负载/执行装置的连接：SM332可以输出电压，也可以输出电流。
3. 模拟量I/O模块SM334
模拟量I/O模块SM334有两种规格，一种是有4模入/2模出的模拟量模块，其输入、输出精度为8位，另一种也是有4模入/2模出的模拟量模块，其输入、输出精度为12位。
SM334模块输入测量范围为0～10 V或0～20 mA，输出范围为0～10 V或0～20 mA
西门子PLC的SM322数字量输出模块
（1）DO模板的功能
数字量输出模块SM322将S7-300内部信号电平转换成过程所要求的外部信号电平，可直接用于驱动电磁阀、接触器、小型电动机、灯和电动机启动器等。
（2）DO模板的类型
按负载回路使用的电源不同分为：
直流输出模块、交流输出模块和交直流两用输出模块。
按输出开关器件的种类不同分为：
晶体管输出方式、晶闸管输出方式和继电器触点输出方式。
（3）DI模板的特点
晶体管输出模块只能带直流负载，属于直流输出模块；
晶闸管输出方式属于交流输出模块；
继电器触点输出方式的模块属于交直流两用输出模块。
西门子S7系列PLC 定时器再启动指令FR Enable Timer
定时器再启动指令FR用于重新装载定时时间，定时器以新装入的时间值运行。下面结合一个具体的例子来说明。
STL语句表如下：
A I 2.0
FR T1 \\再启动定时器T1
A I 2.1
L S5T#10s \\装入定时时间到U1
SP T1 \\启动脉冲定时器T1
A I 2.2
R T1 \\定时器T1复位
A T1
= Q4.0
时序如下：
（1）在定时器运行期间，使能输入端I 2.0有一个从“0”到“1”的变化，此时，定时器T1被再启动，定时时间恢复到预置初值从新开始计时。
I 2.0有一个从“1”到“0”的变化没有作用。
（2）虽然定时器没有运行，当使能 输入端I 2.0有一个从“0”到“1”的变化，同时定时器启动输入端I 2.1处于高电平状态，此时，定时器T1也被启动。
（3）当定时器启动输入端I 2.1 处于低电平状态，尽管使能输入端I 2.0有一个从“0”到“1”的变化，此时，定时器T1也不能启动。
什么是编址 S7-200的编址方法
编址：就是对输入/输出模块上的I/O点进行编码，以便程序执行时可以 地识别每个I/O点。
编址方法
1．数字量I/O点的编址是以字长为单位，采用标志域（I或Q）、字节号和位号三部分的组成形式，在字节号和位号之间以点分隔，习惯上称做字节·位编址。每个I/O点就有了 的识别地址，地址的表示如图：
| Q | 1 | · | 5 |
| 标志域（数出Q、数入I） | 字节地址 | 字节号和位号的分隔点 | 字节中位的编号（0_7） |
数字量输入输出的字节和位编址都是从0开始，每个位都是0~7，共8位。
2．模拟量I/O编址是以字长（16位）为单位。在读写模拟量信息时，模拟输入输出按字单位读写。模拟输入只能进行读操作，而模拟输出只能进行写操作，每个模拟输入输出都是一个模拟端口。一模拟端口的地址由标志域（AI/AQ）、数据长度标志（W）以及字节地址（0~30之间的十进制偶数）组成。模拟端口的地址从0开始，以2递增（如：AIW0、AIW2、AIW4等），对模拟端口奇数编址是不允许的。地址的表示如图：
| AI | W | 8 |
| 标志域（模出AQ、 模入AI） | 数据长度（字） | 字节地址（0、2、4……） |
3．扩展模块的编址，由扩展模块I/O端口的类型及其在扩展I/O链中的位置决定。扩展模块的编址按照由左至右，地址编码依次排序。扩展模块的数字量I/O点编址以字节·位编址形式，扩展模块的模拟量I/O编址仍以字长（16位）为单位。
西门子S7-200PLC由I0.1的上升沿产生的中断事件的初始化程序
查表2可知，I0.1上升沿产生的中断事件号为2。所以在主程序中用ATCH指令将事件号2和中断程序0连接起来，并全局开中断。程序如图1所示。
梯形图（主程序）
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