西门子S7-200系列PLC元件
PLC中的每个输入/输出、内部存储单元、定时器和计数器等称为软元件。各元件有不一样的功能,有固定的地址。软元件的数量决定了PLC的规模和性能,每一种PLC软元件的数量是有限的。
软元件是PLC内部的具有一定功能的器件,实际上由电子电路和寄存器及存储器单元等组成。如输入继电器由输入电路和输入映像寄存器构成输出继电器由输出电路和输出映像寄存器构成定时器和计数器由特定功能的寄存器构成。都具有继电器特性,无机械触点。为便于区别这类元件与低压电器中的元件,故称为软元件或软继电器,其最大特点是触点(包括常开触点和常闭触点)可无限次使用,且寿命长。编程时,只记住软元件的地址即可。每个软元件都有一个地址与之相对应,地址编排用区域号加区域内编号的方式,即PLC根据软元件的功能不同,分成了不同区域,如输入/输出继电器区、定时器区、计数器区、特殊继电器区等,分别用I、Q、T、C、SM等来表示。
输入继电器
(1)输入继电器一般都有一个PLC的输入端子与之对应,用于接收外部的开关信号。当外部的开关信号闭合时,输入继电器的线圈得电,常开触点闭合,常闭触点断开。触点可在编程时任意使用,不受次数限制。
扫描周期开始时,PLC对各输入点采样,并把采样值传到输入映像寄存器。接下来的本周期各阶段不再改变输入映像寄存器中的值,直到下一个扫描周期的输入采样阶段。
使用时输入点数不能超过这个数量,没有使用输入映像区可作其他编程元件使用,可作通用辅助继电器或数据寄存器,只能在寄存器的某个字节的8位都未被使用的情况下才可作他用,否则会出现错误的执行结果。
(2)输出继电器(Q)输出继电器一般都有一个PLC上的输出端子与之对应。当输出继电器线圈得电时,输出端开关闭合,可控制外部负载的开关信号,同时常开触点闭合,常闭触点断开。触点可在编程时任意使用,不受次数限制。
扫描周期的输入采样、程序执行时,并不把输出结果直接送到输出映像寄存器,而是直接送到输出继电器,只有在每个扫描周期的末尾才将输出映像寄存器的结果同步送到输出锁存器并对输出点进行更新,未被占用的输出映像区的用法与输入继电器相同。
(3)通用辅助继电器(M)通用辅助继电器与低压电器的中间继电器作用一样,在PLC中无输入/输出端与之对应,故触点不能直接负载。这是与输出继电器的显著区别,主要起逻辑控制作用。
(4)特殊继电器(SM)某些辅助继电器具有特殊功能或用来存储系统的状态变量、有关的控制参数和信息,称为特殊继电器。如可读取程序运行时设备工作状态和运算结果信息,利用某些信息实现控制动作,也可通过直接设置某些特殊继电器位来使设备实现某种功能。如∶
①SM0.1 首次扫描为1,以后为0,常用作初始化脉冲,属只读型。
②SM36.5HSCO 当前计数方向控制,置位时,递增计数,属可写型。
③SMB28和SMB29分别存储模拟电位器0和1的输入值,CPU 每次扫描时该值更新,属只读型。
常用特殊继电器的功能参见表12-5。
(5)变量存储器(V)变量存储器存储变量。可存放程序执行时控制逻辑操作的结果,也可用变量存储器来保存与工程相关的某些数据。数据处理时,经常用到变量存储器。
(6)局部变量存储器(L)局部变量存储器存放局部变量。局部变量存储器与变量存储器的相同点是存储的全局变量十分相似,不同点在于全局变量是全局有效的,而局部变量是局部有效的。全局有效是指同个变量可被任何程序(包括主程序、子程序和中断程序)访问而局部有效是指变量只和特定的程序相关联。
S7-200系列PLC提供64个字节的局部存储器,有60个可作暂时存储器给予程序传递参数。主程序、子程序和中断程序都有64个字节的局部存储器可供使用。不同程序中局部存储器不能相互访问。根据需要动态地分配局部存储器,主程序执行时,分配给子程序或中断程序的局部变量存储区是不存在的,当调用子程序或中断程序时,需为之分配局部存储器,新的局部存储器可以是曾经分配给其他程序块的同一个局部存储器。
(7)顺序控制继电器(S)顺序控制继电器也称为状态器,应用在顺序控制或步进控制中。
(8)定时器(T)定时器是PLC中重要的元件,是累计时间增量的内部器件。大部分自动控制领域都用定时器进行时间控制,灵活方便。使用定时器可以编制出复杂动作的控制程序。
定时器的工作原理与时间继电器基本相同,只是缺少瞬动触点,要提前输入时间预设值。当定时器满足输入条件时便开始计时,当前值从0开始按一定的时间单位增加,当前值达到预设值时,定时器常开触点闭合,常闭触点断开,其触点便可得到控制所需的时间。
(9)计数器(C)计数器用来累计输入脉冲的个数,通常对产品进行计数或进行特定功能的编程,应提前输入设定值(计数的个数)。当输入条件满足时,计数器开始累计它的输入端脉冲上升沿(正跳变)的个数;计数达到预定的设定值时,常开触点闭合,常闭触点断开。(10)模拟量输入映像寄存器(Al)、模拟量输出映像寄存器(AQ)模拟量输入电路可实现模拟量/数字量(A/D)之间的转换,而模拟量输出电路可实现数字量/模拟量(D/A)之间的转换。
在模拟量输入/输出映像寄存器中,数字量的长度为1个字长(16 位),且从偶字节进行编址来存取转换过的模拟量值,如0、2、4、6、8等。编址内容包括元件名称、数据长度和起始字节的地址,如∶AIWO、AQW2等。
这两种寄存器的存取方式的区别∶模拟量输入寄存器只能进行读取操作,而对模拟量输出寄存器只能进行写入操作。
(11)高速计数器(HC)高速计数器的工作原理与普通计数器没有太大区别,用来累计比主机扫描速率更快的高速脉冲。高速计数器的当前值是一个双字长(32)的整数,且为只读取。高速计数器的数量很少,编址时只用名称HC和编号,如HCO。
(12)累加器(AC)S7-200系列PLC提供4个32位累加器,分别为AC0、AC1、AC2、AC3。累加器(AC)用来暂时存放数据,如运算数据、中间数据和结果数据,也可用来向子程序传递参数,或从子程序返回参数。使用时只表示出累加器的地址编号,如AC0。累加器可进行读、写两种操作。累加器的可用长度为32位,数据长度可为字节(8位)、字(16位)或双字(32位)。在使用时,数据长度取决于进出累加器的数据类型。