Sterowniki_S7-200.pdf

Elektronika i techniki mikroprocesorowe

Wprowadzenie do sterowników mikroprocesorowych

Politechnika Śląska, Wydział Elektryczny

Sterowniki SIMATIC S7-200

1. STEROWNIKI SIMATIC S7-200

Firma Siemens produkuje kilka odmian sterowników PLC rodziny SIMATIC S7-200.

Sterowniki te są określane mianem mikro-PLC, a to ze względu na swoje niewielkie wymiary.

Jednostka centralna sterownika S7-200 zbudowana jest w postaci bloku, ze zintegrowanymi

wejściami / wyjściami obiektowymi. S7-200 można używać w mniejszych, samodzielnych

aplikacjach tj. np.: podnośniki, myjnie samochodowe, mieszarki czy szlabany, ale może być

również stosowany w bardziej kompleksowych rozwiązaniach typu.

Sterownik S7-200 dostępny jest w pięciu wersjach:

S7-210, S7-212, S7-214, S7-215, S7-216.

Różnią się one między sobą ilością wejść i wyjść, pojemnością pamięci, różną ilością

dostępnych elementów i rozkazów.

Porównanie przykładowych własności sterowników:

Pojemność pamięci

[k bajty]

Ilość wejść/wyjść

xI / xQ

CPU 212 CPU 214 CPU 215 CPU216

1,024

8I / 6Q 14I / 10Q 14I / 10Q 24I / 16Q

Ilość modułów

rozszerzających

Ilość liczników

128

256

czasu i zdarzeń

Zegar czasu

rzeczywistego

Nie

Tak

W Laboratorium Sterowania Programowalnego zastosowano sterowniki w wersji S7-212.

Budowa i zasada działania sterownika programowalnego SIMATIC S7-212.

Sterownik programowalny SIMATIC S7-212 (Rys.1.1) wyposażony jest w:

- 8wejść cyfrowych monitorujących dwustanowe urządzenia np. przełączniki,

- 6wyjść cyfrowych sterujących urządzeniami np. silnikami,

- 9-stykowezłącze przeznaczone do podłączenia urządzenia programującego,

- przełącznik trybu pracy

Przełącznik ten ma do dyspozycji trzy położenia: RUN, STOP i TERM.

Kiedy przełącznik znajduje się w prawym położeniu (RUN), to jednostka centralna (CPU)

znajduje się w trybie pracy i wykonuje program. Natomiast kiedy przełącznik trybu znajduje

się w lewym położeniu (STOP), to działanie CPU jest wstrzymane . Kiedy przełącznik ten

znajduje się w środkowym położeniu(TERM), to tryb pracy można wybrać zdalnie z

przyłączonego programatora.

Sterowniki SIMATIC S7-200

Rys. 1.1. Sterownik programowalny SIMATIC S7-212

Sterownik wyposażony jest dodatkowo we wskaźniki stanu CPU odzwierciedlające bieżący

tryb pracy (Rys.1.2). Jeśli urządzenie znajduje się w trybie pracy (RUN), to zapalony jest

zielony wskaźnik RUN. Kiedy zaś sterownik jest wyłączony, świeci żółty wskaźnik STOP.

Jeżeli zapalony zostanie czerwony wskaźnik SF oznacza to, że w czasie pracy wystąpił błąd

systemowy.

Poza tym sterownik posiada też wskaźnik stanów wejść i wyjść, które zobrazowują stan

załączenia – logiczna jedynka (przez zapalenie zielonej diody) lub wyłączenia odpowiednich

wejść i wyjść.

Rys.1.2.Wskaźniki stanu pracy sterownika

Podłączenie zasilania.

Sterownik może być (zależnie od typu CPU) podłączony poprzez zewnętrzny zasilacz do

napięcia 24 VDC, jak również zasilany z sieci 120 lub 230 VAC. Zaciski do podłączenia

zasilania umieszczone są po prawej stronie górnej listwy zaciskowej. Sterowniki w

Laboratorium są zasilane napięciem 24 VDC.

Sterowniki PLC zbudowane są z modułów wejściowych, jednostki centralnej (CPU) oraz

modułów wyjściowych (Rys.1.3).

Sterowniki SIMATIC S7-200

Rys.1.3. Budowa sterownika programowalnego

Wejścia i wyjścia PLC akceptują różne sygnały:

wejścia (I)i wyjścia(Q) cyfrowe rozróżniają stan logicznej jedynki i logicznego zera,

wejścia analogowe(AIW) sygnały ciągłe o parametrach: dla prądu 0..20 mA, dla napięcia

0..10V,

wyjścia analogowe (AQW) sygnały ciągłe napięciowe o parametrach: 0..10V.

W przypadku sterownika S7-212 sygnały analogowe podłącza się poprzez analogowe moduły

rozszerzające.

Jednostka centralna sterownika programowalnego (CPU) to system mikroprocesorowy,

który zawiera pamięć systemową oraz podejmuje decyzje określające działanie sterownika.

CPU monitoruje wejścia i podejmuje decyzje w oparciu o instrukcje zapisane w pamięci

programu. CPU odpowiada za realizację wszystkich procesów sterowania: przełączania,

zliczania, synchronizację i porównanie danych oraz operacje sekwencyjne.

W sterowniku SIMATIC S7-200 wyróżnić można dwa rodzaje pamięci:

RAM, w której dokonywane są bieżące obliczenia, a której zawartość jest kasowana po

odłączeniu zasilania. W zależności od zastosowanego modułu CPU istnieje możliwość

podtrzymania jej zawartości do kilku dni; może też być opcjonalnie zastosowane

podtrzymanie bateryjne,

EEPROM, która służy do stałego przechowywania programu, wybranych danych oraz

danych konfiguracyjnych.

Pamięć S7-212 podzielona jest na trzy obszary: pamięć programu, pamięć danych oraz

pamięć znaczników (Rys.1.4):

pamięć programu przechowuje program zapisany w postaci schematów drabinkowych

(LAD) lub listy instrukcji (STL); ten obszar pamięci steruje sposobem wykorzystywania

danych i stanów wejść/wyjść,

pamięć danych wykorzystywana jest jako obszar roboczy oraz zawiera obszary dla

obliczeń, chwilowego przechowywania wyników pośrednich i stałych; pamięć danych

zawiera obszary dla obsługi liczników czasu, liczników zdarzeń oraz wejść i wyjść

analogowych, a dostęp do przestrzeni danych jest możliwy z poziomu programu

sterującego.

pamięć znaczników przechowuje stany pośrednie obwodów sterowniczych i dzieli się

ona na pamięć V i M.

Sterowniki SIMATIC S7-200

Rys.1.4 Podział pamięci RAM i EEPROM.

Pamięć EEPROM zawiera ponadto oprogramowanie systemowe, które jest oprogramowaniem

użytkowym dostarczanym wraz ze sprzętem. Nadaje ono sterownikowi jego podstawową

funkcjonalność. Zawiera m.in. informacje dotyczące specjalnych bitów pamięci (SMB-

Special Memory Bits), których funkcje są z góry określone. SMB służą np. do inicjalizowania

trybu pracy swobodnego portu lub związane są z obsługą przerwań.

Część z nich nie posiada konkretnie określonego zadania ale np. związana jest ściśle z tzw.

cyklem skanowania. Do takiej grupy należą bity SM0.x.

SM Bity

Opis

SM0.0

Ten bit jest zawsze włączony.

SM0.1

Bit ten jest włączony jedynie w czasie pierwszego skanowania. Może służyć do

wywoływania podprogramu inicjalizującego.

SM0.2

Bit ten jest włączony na przeciąg jednego skanowania gdyby zapamiętane dane

zostały utracone.

SM0.3

Bit ten jest włączony na przeciąg jednego skanowania gdy tryb RUN został

zainicjowany w po włączeniu zasilania.

SM0.4

Bit ten jest załączany i wyłączany co 30 sekund.

SM0.5

Bit ten jest załączany i wyłączany co 0.5 sekundy.

SM0.6

Bit ten jest przełączany co jeden cykl skanowania.

SM0.7

Bit ten określa położenie przełącznika trybu pracy (wyłączony w położeniu TERM,

włączony w położeniu RUN)

Ładowanie programu do pamięci.

Program wgrywany z programatora do sterownika składa się z trzech części:

Program Code Block zawiera program, który będzie wykonywany przez sterownik,

Data Block zawiera początkowe wartości, które będą użyte w programie,

CPU Configuration zawiera informacje dotyczące m.in. szybkości transmisji danych,

założonego hasła,

W momencie przegrywania elementy te są ładowane do pamięci RAM, a następnie

automatycznie kopiowane do stałej pamięci EEPROM. Automatycznie kopiowane są również

dane z pamięci V i M w momencie zaniku zasilania (Rys.1.5).

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: