西门子模块6ES7231-7PD22-0XA8代理直销
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S7-200 PLC的存储器空间大致分为三个空间,即程序空间、数据空间和参数空间。
1.程序空间
该空间主要用于存放用户应用程序,程序空间容量在不同的CPU中是不同的。另外CPU中的RAM区与内置EEPROM上都有程序存储器,但它们互为映像,且空间大小一样。
2.数据空间
该空间的主要部分用于存放工作数据称为数据存储器,另外有一部分作寄存器使用称为数据对象。
(1)数据存储器 它包括变量存储器(V),输入信号缓存区(输入映象存储器I),输出信号缓冲区(输出映象存储区Q),内部标志位存储器(M)又称内部辅助继电器,特殊标志位存储器(SM)。除特殊标志位外,其他部分都能以位、字节、和双字的格式自由读取或写入。
变量存储器(V)是保存程序执行过程中控制逻辑操作的中间结果,所有的V存储器都可以存储在*存储器区内,其内容可在与EEPROM或编程设备双向传送。
输入映象存储器(I)是以字节为单位的寄存器,它的每一位对应于一个数字量输入结点。在每个扫描周期开始,PLC依次对各个输入结点采样,并把采样结果送入输入映象存储器。PLC在执行用户程序过程中,不再理会输入结点的状态,它所处理的数据为输入映象存储器中的值。
输出映象存储器(Q)是以字节为单位的寄存器,它的每一位对应于一个数字输出量结点。PLC在执行用户程序的过程中,并不把输出信号随时送到输出结点,而是送到输出映象存储器,只有到了每个扫描周期的末尾,才将输出映象寄存器的输出信号几乎同时送到各输出结点。使用映象寄存器优点:①同步地在扫描周期开始采样所有输入点,并在扫描的执行阶段冻结所有输入值;②在程序执行完后再从映象寄存器刷新所有输出点,使被控系统能获得更好稳定性;⑧存取映象寄存器的速度高于存取I/O速度,使程序执行的更快;④I/O点只能以位为单位存取,但映象寄存器则能以位、字节、双字进行存取。因此,映象寄存器提供了更高的灵活性。另外对控制系统中个别I/O点要求实时性较高的情况下,可用直接I/O指令直接存取输入/输出点。
内部标志位(M)又称内部线圈(内部继电器等),它一般以位为单位使用,但也能以字、双字为单位使用。内部标志位容量根据CPU型号不同而不同。
特殊标志位(SM)用来存储系统的状态变量和有关控制信息,特殊标志位分为只读区和可写区,具体划分随CPU不同而不同。
(
高速计数器与一般计数器不同之处在于,计数脉冲频率更高可达2kHz/7kHz,计数容量大,一般计数器为16位,而高速计数器为32位,一般计数器可读可写,而高速计数器一般只能作读操作。
在S7-200CPU中有4个32位累加器,即AC0~AC3,用它可把参数传给子程序或任何带参数的指令和指令块。此外,PLC在响应外部或内部的中断请求而调用中断服务程序时,累加器中的数据是不会丢失的,即PLC会将其中的内容压入堆栈。因此,用户在中断服务程序中仍可使用这些累加器,待中断程序执行完返回时,将自动从堆栈中弹出原先的内容,以恢复中断前累加器的内容。但应注意,不能利用累加器作主程序和中断服务子程序之间的参数传递。
S7-200系列PLC是模块式结构,可以通过配接各种扩展模块来达到扩展功能、扩大控制能力的目的。目前S7-200主要有三大类扩展模块。
S7-200的扩展配置是由S7-200的基本单元和扩展模块组成。其扩展模块的数量受两个条件约束:一个是基本单元能带扩展模块的数量;另一个是基本单元的电源承受扩展模块消耗DC5V总线电流的能力。
编址举例
由CPU222组成的扩展
由CPU222组成的扩展配置可以由CPU222基本单元和zui多两个扩展模块组成,CPU222可以向扩展单元提供的DC5V电流为340mA。
例1:若扩展单元为16DI/16DO的EM223模块,查得该模块耗DC5V总线电流为150/160 mA。小于CPU222可以提供DC5V的电流,所以这种配置是可行的。
CPU222基本单元(8DI/6DO)
EM223(16DI/16DO)
I0.0 Q0.0
I0.1 Q0.1
I0.2 Q0.2
I0.3 Q0.3
I0.4 Q0.4
I0.5 Q0.5
I0.6
I0.7
I1.0 Q1.0
I1.1 Q1.1
I1.2 Q1.2
I1.3 Q1.3
I1.4 Q1.4
I1.5 Q1.5
I1.6 Q1.6
I1.7 Q1.7
I2.0 Q2.0
I2.1 Q2.1
I2.2 Q2.2
I2.3 Q2.3
I2.4 Q2.4
I2.5 Q2.5
I2.6 Q2.6
I2.7 Q2.7
编址举例
CPU224组成的扩展
由CPU224组成的扩展配置可以由CPU224基本单元和zui多7个扩展模块组成,CPU224可以向扩展单元提供的DC5V电流为660mA。
例:若扩展单元为4个16DI/16DO继电器输出EM223模块和2个8DI的EM221模块组成。查得:EM223继电器输出模块耗DC5V总线电流为150 mA,EM221模块耗DC5V总线电流为30 mA,总消耗电流为660 mA,等于CPU222可以提供DC5V的电流,所以这种配置还是可行的。
S7-200设置了中断功能,用于实时控制、高速处理、通信和网络等复杂和特殊的控制任务。中断就是终止当前正在运行的程序,去执行为立即响应的信号而编制的中断服务程序,执行完毕再返回原先被终止的程序并继续运行。
中断源即发出中断请求的事件,又叫中断事件。为了便于识别,系统给每个中断源都分配一个编号,称为中断事件号。S7-200系列可编程控制器zui多有34个中断源,分为三大类:通信中断、输入/输出中断和时基中断
6EP1961-3BA21
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电路图Pin assignment input module
3RK1 207–1BQ40–0AA3
Current input 4-wire-sensor
3RK1 207–1BQ40–0AA3
Current input 2-wire-sensor
3RK1 207–2BQ40–0AA3
Voltage input 4-wire-sensor
3RK1 207–3BQ40–0AA3
Thermo-resistor 4-wire-sensor
3RK1 207–3BQ40–0AA3
Thermo-resistor 2-wire-sensor
3RK1 207–3BQ40–0AA3
Thermo-resistor 3-wire-sensor
All Pin assignments without external supply of the sensors.
Pin assignment output module
3RK1 107–1BQ40–0AA3
分布式IO的IO模板可分为可编程模板和不可编程模板,其中可编程模板以订货号后4个字母0AB0来表示,不可编程模板则以0AA0来表示。对于可编程的DI模板,可以通过Step7的硬件组态设置其属性相关的硬件中断参数。以ET200s的4DI模板6ES7131-4BD01-0AB0为例,如图1 DI可编程模板的硬件中断参数。
图1 DI可编程模板的硬件中断参数
这样对于该DI模板的通道0如果信号出现上升沿,将给CPU触发硬件中断。当CPU收到该中断,CPU会中断用户程序启动硬件中断组织块,例如OB40处理该通道的硬件中断。触发该中断的事件会出现在OB40的启动信息中。
但是在应用中断过程中,需要注意一些事项。
首先,来了解一下plc在PROFINET应用处理中断的原理。当IO设备产生报警会向PLC发送中断信息,此时的数据是PROFINET IO RTA(Real Time Alarm),与PROFINET IO RT数据相比,RTA数据具有两种优先等级,分别是5和6。对于优先等级是5的报警数据是诊断中断,插拔模块中断以及维护中断等;对于优先等级是6的报警数据是过程中断,即硬件中断。另外,与循环的PROFINET IO RT过程数据交换不同,非实时的报警协议需要控制器应用层的确认,即OB40的确认。参考图2 报警协议过程。
图2 报警协议过程
OB40的确认在这里是非常关键的。只有在OB40处理结束,应用层确认信息才发送给IO设备。IO设备得到该确认后,才能发送下一条报警信息,IO控制器才能进行再次处理。
所以控制OB40的处理时间T是非常重要的,该时间应该尽可能的短,也就是IO设备所产生的报警的周期Ti应尽可能的大于T,只有这样才能快速的响应下一个报警信息。
否则,在OB40处理时间T内,
同一模块上的同一通道所产生的新的报警信息会由于无法处理报警而导致中断信息丢失。
同一模块的其它通道所产生的新的报警信息会被接口模块缓存,当上一通道被应用层确认后,其它通道的报警信息会以一个报警信息发送给CPU。CPU只能一次响应全部的这些报警,而无法一一分开进行响应。
而不同模块上的通道产生新的报警也会被接口模块所缓存,发送报警的顺序以模块-槽为高优先级,这意味着假设存在A和B两个DI模板,且都具有4个通道,分别是0,1,2,3。OB40在处理A0报警的时间T内依次发生A1,A2,A3,B2,B3,接口模板会缓存上述报警信息。当处理完A0报警后,B模板的报警B2发送给CPU,CPU对该报警确认后,A模板的一个报警包含A1,A2,A3发送给CPU,再次确认后,B模板的报警B3才发送给CPU。
注意,分布式IO的接口模块缓存中断的数量是有限制的,这依赖于IO模块的数量和通讯负载的大小,以IM151-3PN(6ES7151-3BA23-0AB0)为例,如果1秒钟产生超过50个硬件中断,那么硬件中断可能会丢失。
注意,过程中断不适用于工艺模式,例如周期性的产生过程中断,高速计数等。