西门子S7-400开关量输入模块SM421

西门子S7-400开关量输入模块SM421

西门子S7-400开关量输入模块SM421

西门子S7-400开关量输入模块SM421

1) S7-200在扫描循环中完成一系列任务。任务循环执行一次称为一个扫描周期。S7-200的工作过程如图4所示。在一个扫描周期中，S7-200主要执行下列五个部分的操作：

（Ⅰ）读输入：S7-200从输入单元读取输入状态，并存入输入映像寄存器中。

（Ⅱ）执行程序：CPU根据这些输入信号控制相应逻辑，当程序执行时刷新相关数据。程序执行后，S7-200将程序逻辑结果写到输出映像寄存器中。

（Ⅲ）处理通讯请求：S7-200执行通讯处理。

（Ⅳ）执行CPU自诊断：S7-200检查固件、程序存储

器和扩展模块是否工作正常

（Ⅴ）写输出：在程序结束时，S7-200将数据从输出映像寄存器中写入把输出锁存器，后复制到物理输出点，驱动外部负载。

（2）、S7-200 CPU的工作模式

   S7-200有两种操作模式：停止模式和运行模式。CPU面板上的LED状态灯可以显示当前的操作模式。

   在停止模式下，S7--200不执行程序，您可以下载程序和CPU组态。在运行模式下，S7-200将运行程序。

   S7-200提供一个方式开关来改变操作模式。您可以用方式开关（位于S7-200前盖下面）手动选择操作模式：当方式开关拨在停止模式，停止程序执行；当方式开关拨在运行模式，启动程序的执行；也可以将方式开关拨在TERM（终端）（暂态）模式，允许通过编程软件来切换CPU的工作模式，即停止模式或运行模式。

    如果方式开关打在STOP或者TERM模式，且电源状态发生变化，则当电源恢复时，CPU会自动进入STOP模式。如果方式开关打在RUN模式，且电源状态发生变化，则当电源恢复时，CPU会进入RUN模式

（1）安装方式

S7-200的安装方法有两种：底板安装和DIN导轨安装。底板安装是利用PLC机体外壳四个角上的安装孔，用螺钉将其固定在底版上。DIN导轨安装是利用模块上的DIN夹子，把模块固定在一个标准的DIN导轨上。导轨安装既可以水平安装，也可以垂直安装。

（2）安装环境

PLC适用于工业现场，为了其工作的可靠性，延长PLC的使用寿命，安装时要注意周围环境条件：环境温度在0～55℃范围内；相对湿度在35%～85%范围内（无结霜），周围无易燃或腐蚀性气体、过量的灰尘和金属颗粒；避免过度的震动和冲击；避免太阳光的直射和水的溅射。

（3）安装注意事项

除了环境因素，安装时还应注意：PLC的所有单元都应在断电时安装、拆卸；切勿将导线头、金属屑等杂物落入机体内；模块周围应留出一定的空间，以便于机体周围的通风和散热。此外，为了防止高电子噪声对模块的干扰，应尽可能将S7-200模块与产生高电子噪声的设备（如变频器）分隔开。

（1）每个高速计数器都有一个32位当前值和一个32位预置值，当前值和预设值均为带符号的整数值。要设置高速计数器的新当前值和新预置值，设置控制字节（表6-7），令其第五位和第六位为1，允许更新预置值和当前值，新当前值和新预置值写入特殊内部标志位存储区。然后执行HSC指令，将新数值传输到高速计数器。当前值和预置值占用的特殊内部标志位存储区如表1所示。

表1  HSC0-HSC5当前值和预置值占用的特殊内部标志位存储区

除控制字节以及新预设值和当前值保持字节外，还可以使用数据类型HC（高速计数器当前值）加计数器号码（0、1、2、3、4或5）读取每台高速计数器的当前值。因此，读取操作可直接读取当前值，但只有用上述HSC指令才能执行写入操作。

（2）执行HDEF指令之前，将高速计数器控制字节的位设置成需要的状态，否则将采用默认设置。默认设置为：复位和起动输入高电平有效，正交计数速率选择4×模式。执行HDEF指令后，就不能再改变计数器的设置，除非CPU进入停止模式。

（3）执行HSC指令时，CPU检查控制字节和有关的当前值和预置值

 plc变量表是用来监控或修改程序中某个或者某些变量值的工具。变量表上可以显示用户感兴趣的变量，它可以用于监视和修改变量值。今天就和大家来聊聊PLC变量表的功能有哪些：

  1)监视变量。可以在编程设备上显示用户程序或CPU中每个变量值的当前值。

  2)修改变量。可以将固定值赋给用户程序或CPU中的每个变量，使用程序状态测试时进行一次数值修改。

  3)使用外部设备输出并激活修改值，允许在停机状态下将固定值赋给CPU的I/O。

  4)强制变量。可以为用户程序或CPU中的每个变量赋予一个固定值，这个值是不能被用户程序覆盖的。

  用户可以显示或者赋值的变量包括：输入、输出、位存储、定时器、计数器、数据块的内容和I/O。

根据不同的PLC配置情况确定I/O地址是PLC编程的前提与基础，程序中的地址必须与实际物理连接点一对应，才能确保动作的正确执行。

  当选择了PLC之后，首先需要确定的是系统中各I/O点的juedui地址。在S7系列PLC中I/Ojuedui地址的分配方式共有固定地址型、自动分配型、用户定义型3种。实际所使用的方式取决于所采用的PLC的CPU型号、编程软件、软件版本、编程人员的选择等因素。

  (1) 固定地址型。固定地址分配方式是一种对PLC安装机架上的每一个安装位置(插槽)都规定地址的分配方式。其特点如下：

  1) PLC的每一个安装位置都按照该系列PLC全部模块中可能存在的Zui大I/O点数分配地址。

  例如：S7-300系列I/O模块中Zui大开关量输入/输出为32点，因此，每一个安装位置部都必须分配32 点地址;如果实际安装的模块只有16点输入，那么剩余的I/O地址将不可以再作为物理输入点使用。

  2) 对于输入或输出来说，I/O地址是间断的。而且，在输入与输出中不可以使用相同的二进制字节与位。

  例如：S7-300系列I/O模块的第1安装位中安装了32点输入模块，地址数据中的0.0~3.7就被该模块所占用了，其他地固定为10.0~13.7;即使第2安装位中安装了32点输出模块，其输出地址也只能是04.0~07.7，而不可以是00，00.0~03.7，在实际编程时00.0~03.7就变成了不存在的输出。同样，如果在第3安装位中接着安装了16点输入模块，其地址将为18.0~19.7，在实际编程时I4.0~17.7就变成了不存在的输入。

  以上分配原则对模拟量模块同样适用。

  (2) 自动分配型。自动地址分配方式是一种通过自动检测PLC所安装的实际模块，自动、连续分配地址的分配力式。其特点如下：

  1) PLC的每一个安装位置的I/O点数量无规定，PLC根据模块自动分配地址。

  例如：当每一个安装位置安装了32点模块后，PLC自动分配给该模块0.0~3.7的地址;实际安装的模块只有16点输入，那么PLC自动分配给该模块的地址就成为0.0~1.7。

  2) 输入与输出的地址均从0.0起连续编排、自动识别，I/O地址连续、有序。

  例如：PLC的第1安装位中安装了32点输入模块，地址为10.0~13.7;当第2安装位中安装了32点输出模块后，其输出地址自动分配为00.0~03.7。同样，如果在第3安装位中接着安装了16点输入模块，其地址将为14.0~15.7。I/O地址中没有不存在的输入与输出。

  以上分配原则对模拟量模块同样适用。

  对于S7-300系列，由于生产时间、软件版本的不同，安装在PLC主机上的部分I/O模块，CPU的地址分配可能会出现断续的情况，CPU仍然按照Zui大开关量输入/输出进行地址分配，当使用32点以下模块时，多余的地址不可以再使用。但是，对于远程I/O单元，地址总是连续分配的。

  (3) 用户设定型。用户设定型地址分配方式是一种可以通过编程软件进行任意定义的地址分配方式。其特点如下：

  1) PLC的每一个安装位置的地址可以任意定义，I/O点数量无规定，但同一PLC中不可以重复。例如：当每一个安装位置安装了32点输入模块后，用户可以分配给该模块10.0~13.7的地址;也可以分配其他任意地址，如 18.0～111.7 等。但在分配10.0～13.7后，后续的同类模块中不可以再使用地址IO.0~I3.7。

  2) 输入与输出的地址既可以是间断的，也可以不按照次序排列。

  例如：PLC的第1安装位中安装了32点输入模块，地址定义为18.0~ll1.7;第2安装位中再安装32点输入模块，地址定义为10.0~13.7，这样的分配同样也允许。

  以上分配原则对模拟量模块同样适用。

  S7-200PLC的地址分配

  (1) S7200 PLC的地址分配方式与特点。

  S7-200 PLC采用的是自动分配型地址分配方式。CPU模块本身带有集成的I/O，这些I/O点具有固定不变的地址，地址从字节0开始分配;通过扩展模块，PLC可以增加I/O点，扩展模块布置在CPU模块的右侧。扩展模块的I/O地址取决于模块的类型与模块在扩展连接中的安装位置。

  S7-200PLC地址分配的特点如下：

  1) S7-200 PLC采用的是自动分配型地址分配方式，地址连续、有序。

  2) 开关量输入/输出的地址以字节为单位进行分配，当模块输入/输出点的数量不为整字节时，该字节多余的输入/输出点不可以再作为实际输入/输出点分配给后续的其他模块，但可以作为内部标志位使用。

  3) 模拟量输入、模拟量输出的地址是以字为单位各自独立分配的，而且Zui少需要分配2个字(即使模块只使用1点模拟量输入/输出)。如果模块本身无物理输入/输出与之对应，多余地址不但不可以分配给后续模块，而且也不可再作其他用途。

  (2) 地址分配实例。

  【例3-1】某S7-200 PLC的控制系统，采用CPU 224模块，并选配一个4/4点输入/输出混合模块、一个8点输入模块、一个8点输出模块与两个4/1点模拟量输入/输出混合模块，其输入/输出地址的分配如图3-13所示。

  1) 开关量输入地址的分配。CPU模块集成的输入点为14点，占用2个字节。其中，10.0~11.5为物理输入，可以连接外部输入信号;ll.6、11.7为CPU模块占用的多余输入，既不可以连接输入信号，也不能分配给后续单元。

  从CPU模块向右，PLC安装的第一个具有输入点的扩展模块为4/4点输入/输出混合模块，需要占用1 个字节的输入地址，地址从12.0开始进行分配。其中，12.0~12.3为物理输入，可以连接引部输入信号

  图3-13 输入/输出地址的分配

  12.4~12.7为CPU模块占用的多余输入，不能再分配给后续单元。

  PLC安装的第2个扩展模块为8点输入模块，占用1个字节的输入地址，地址从13.0开始进行分配，无多余输入。

  2) 开关量输出地址的分配。CPU模块集成的输出点为10点，占用2个字节。其中，Q0.0~Q1.1为物理输出，可以连接外部输出信号;Q1.2~Q1.7为CPU模块占用的多余输出，不可以连接外部输出信号，也不能分配给后续单元，但在PLC编程时可以作为内部标志位使用。

  从CPU模块向右、PLC安装的第一个具有输出点的扩展模块为4/4点输入/输出混合模块，同样需要占用1个字节的输出地址，地址从Q2.0开始进行分配。其中，Q2.0~Q2.3为物理输入，可以连接外部输出芯号;Q2.4~Q2.7为CPU模块占用的多余输出，不能再分配给后续单元，但在PLC编程时同样可以作为内部标志位使用。

  PLC安装的第2个具有输出点的扩展模块为8点输出模块，占用1个字节的输出地址，地址从Q3.0开始进行分配，无多余输出。

  3) 模拟量输入地址的分配。CPU224模块无集成模拟量输入点，不占用模拟量输入地址。

  从CPU模块向右，PLC安装的第一个只有模拟量输入的扩展模块为4/1点模拟量输入/输出混合模块，以字为单位，4点模拟量需要占用8个字节，地址从AIWO开始进行分配，依次为AIWO、AIW2、AIW4、AIW6。

  PLC安装的第2个具有模拟量输入的扩展模块仍然为4/1点模拟量输入/输出混合模块，同样占用8个字节，地址从AIW8开始连续分配，依次为AIW8、AIW10、AIW12、AIW14。

  4) 模拟量输出地址的分配。CPU224模块无集成模拟量输出点，不占用模拟量输出地址。

  从CPU模块向右，PLC安装的第一个具有模拟量输出的扩展模块为4/1点模拟量输入/输出混合模块，以字为单位，1点模拟量需要占用2个字节，但由于模拟量地址分配的Zui小单位是2个字，因此，模块实际需要占用2个字(4个字节)。模拟量输出地址AQWO具有物理输出，AQW2被占用，不可以分配给后续模块，也不可再作其他用途。

  PLC安装的第2个具有模拟量输出的扩展模块仍然为4/1点模拟量输入/输出混合模块，模块同样实际需要占用2个字(4个字节)，地址从AQW4开始分配，AQW4具有物理输出，AQW6被占用，不可以分配给后续模块，也不可再作其他用途。