西門子6ES7211-1HE40-0XB0詳細(xì)說明

S7-200 PLC可以連接型編碼器嗎？

　　解答：S7-200 PLC可以連接型編碼器，但應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

　　（1）S7-200 PLC可連接并行輸出的型編碼器。串行輸出、總線型輸出、變送一體型輸出等型編碼器需PLC具有相應(yīng)的接口或組態(tài)能力，不能與西門子S7-200 PLC 直接連接。

　　（2）接入S7-200 PLC 的型編碼器信號(hào)輸出是格雷碼。如是純二進(jìn)制碼，在數(shù)據(jù)刷新時(shí)可能有多位變化，讀數(shù)會(huì)在短時(shí)間里造成錯(cuò)碼。

　　（3）型編碼器在每圈的每個(gè)位置都有的編碼，由于 PLC數(shù)據(jù)更新受程序掃描周期的影響，因此經(jīng)PLC讀取并換算后的編碼器位置值相對于編碼器當(dāng)前位置值存在一定的誤差。

　　（4）對型編碼器進(jìn)行接線時(shí)，必須確保其與PLC輸入點(diǎn)連接好。如有個(gè)別連接不良點(diǎn)，該點(diǎn)電位始終是0，將會(huì)造成錯(cuò)碼而無法判斷。

　　問題2：S7-200 PLC與型編碼器怎樣接線？

　　解答：并行輸出的型編碼器輸出有多少位就要占用PLC的多少位接點(diǎn)，以S7-200 PLC CPU224 為例，如使用12位輸出的單圈型編碼器（PNP集電極開路輸出) ，需要占用CPU224的12位輸入點(diǎn)。型編碼器的12位信號(hào)輸出線L0—L11依次接入CPU224 的I0.0—I0.7，I1.0—I1.3。如圖1所示：

　　圖1 CPU224輸入端與型編碼器接線圖

　　問題3：怎樣處理格雷碼碼值？

　　解答：西門子S7-200 PLC的寄存器中地址越高，字節(jié)位越低。如在輸入寄存器中IW0 的

　　IB0 是高字節(jié)，IB1是低字節(jié)，因此必須將IW0 中的格雷碼值左循環(huán)8 次，將高、低位字節(jié)調(diào)換一次位置得到正確排序的格雷碼值存入VW0中。如圖2所示：

　　圖2 字循環(huán)左移8次

　　而且，由于接入12位輸出的單圈型編碼器，需屏蔽掉IW0字內(nèi)的I1.4—I1.7，將需要的格雷碼數(shù)據(jù)存入VW2中。如圖3所示：

　　圖3 邏輯與運(yùn)算

　　在實(shí)際應(yīng)用中，為了計(jì)算編碼器轉(zhuǎn)過的角度或位置，需使用格雷碼指令GRAY_BIN_W功能塊將格雷碼解碼為字類型的標(biāo)準(zhǔn)二進(jìn)制碼，對應(yīng)放到VW4中。如圖4所示：

　　圖4 格雷碼轉(zhuǎn)換

　　SIMATIC S7-300和S7-400使用廣泛，應(yīng)用在各行各業(yè)的工業(yè)環(huán)境中。在調(diào)試和使用PLC和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)過程中，發(fā)生一些PLC或者網(wǎng)絡(luò)故障是不可避免的。故障出現(xiàn)后，用戶可能無法從上位機(jī)獲取相關(guān)診斷信息，只有通過連接PG到PLC上，使用Step7在線的方式或者查看CPU的診斷信息來分析和判斷故障原因，根據(jù)所提示的內(nèi)容來解決現(xiàn)場問題。

　　但是通過上述方法，由于獲取故障信息緩慢，從而不能快速有效的解決現(xiàn)場問題。西門子對于PLC和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)提供多種多樣的診斷方式，包括使用故障組織塊例如OB82,OB86，診斷功能塊，例如SFC51,SFC13,SFB52等，使用RSE/WinCC/WinCC flexible方式，使用Web服務(wù)（集成在新的PN CPU中），使用已有的診斷方式，例如FB126，或者使用Maintenance station(維護(hù)站)等方式。其中使用 OB8x ( 359 KB ) 是簡單基本的獲取基本故障信息的方法，同時(shí)也可以配合診斷功能塊進(jìn)行詳細(xì)故障的診斷。

　　SIMATIC PLC判斷發(fā)生故障，會(huì)立即調(diào)用相應(yīng)的故障組織塊OB，如果PLC中沒有加入相應(yīng)的組織塊PLC可能會(huì)停機(jī)，停機(jī)的目的就是保證生產(chǎn)過程處于安全狀態(tài)。如果使用OB8x而沒有編寫任何診斷程序在用戶程序中，PLC雖然不會(huì)因?yàn)榘l(fā)生故障而停機(jī)，但是這種方式并不可取。不能讓產(chǎn)生故障的PLC仍無條件的運(yùn)行，因?yàn)檫@種方式可能導(dǎo)致生產(chǎn)處于某種危險(xiǎn)的狀態(tài)。例如，當(dāng)DO模塊發(fā)生斷線故障，相關(guān)的控制設(shè)備因此停止，但是DO可能并沒有獲取故障信息而停止輸出，如果維護(hù)人員檢查故障并做好接線后，DO會(huì)立刻輸出控制信號(hào)導(dǎo)致相應(yīng)的控制設(shè)備動(dòng)作，這可能會(huì)造成現(xiàn)場人員或者設(shè)備的傷害。的方式之一就是通過OB8x獲取故障信息，然后通過編程連鎖該輸出信號(hào)，使其輸出為“0”，當(dāng)維修完畢后，通過用戶確認(rèn)后（例如上位機(jī)界面中的操作按鈕），然后再輸出信號(hào)“1”。所以使用OB8x就是快速的獲取故障信息，然后根據(jù)此類故障進(jìn)行條件式的監(jiān)視和處理，這樣才是有效使用PLC的方法。

　　本文介紹如何使用OB82,OB83,以及OB86來判斷現(xiàn)場故障，并作出相應(yīng)的處理。OB82為診斷中斷組織塊，相關(guān)的診斷報(bào)警例如“DO模板的DO信號(hào)斷線”會(huì)使PLC調(diào)用OB82；OB83為插拔中斷組織塊，當(dāng)插拔機(jī)架上的模塊時(shí)PLC會(huì)調(diào)用OB83；OB86為機(jī)架故障組織塊，當(dāng)擴(kuò)展機(jī)架丟失，分布式IO掉站時(shí)，PLC會(huì)調(diào)用OB86。各個(gè)組織塊的詳細(xì)信息可以參看下面介紹。

　　上述組織塊都具有20個(gè)字節(jié)的臨時(shí)變量，對于用戶在編程時(shí)不能占用和修改這些臨時(shí)變量。這些臨時(shí)變量會(huì)由PLC在調(diào)用相應(yīng)的故障組織塊時(shí)自動(dòng)生成，所以這些臨時(shí)變量為只讀屬性，用戶只需要讀取這些臨時(shí)變量的數(shù)值或者狀態(tài)來判斷哪里出現(xiàn)什么樣的故障。每一個(gè)故障組織塊的臨時(shí)變量隨診斷功能的不同而不同，另外還可以根據(jù)相應(yīng)故障組織塊的臨時(shí)變量OB8x_Date_Time得到故障出現(xiàn)的時(shí)間日期。該時(shí)間雖然是調(diào)用相關(guān)OB8x的時(shí)間，但是也可以參考故障出現(xiàn)的大致時(shí)間。

　　1， OB82診斷

　　OB82是診斷中斷組織塊。

　　PLC的模板狀態(tài)從嚴(yán)重程度上可以分為兩類，一類表示“完好”，一類表示“故障”。然而對于PROFINET模板其狀態(tài)具有另外一種中間狀態(tài)，該狀態(tài)處于“完好”和“故障”之間，是一種臨界狀態(tài)，稱為“維護(hù)”，利用該狀態(tài)用戶可以盡早的發(fā)現(xiàn)故障，盡快維護(hù)現(xiàn)場設(shè)備，可以有效的防止由于故障導(dǎo)致生產(chǎn)的停頓。

　　使用該組織塊診斷“故障”。首先要求PLC的模板具有診斷能力，然后通過組態(tài)使能相關(guān)診斷(Diagnostics:)去檢測一個(gè)故障事件，例如“斷線”(wire break)，“短路”(short circuit to M)等，參考圖1 ET200S DO模塊的參數(shù)設(shè)置。相關(guān)的診斷“故障”的方法參考上述連接文檔。

　　使用該組織塊診斷“維護(hù)”。對于PROFINET的接口模板，例如ET200S IM151-3 PN HF接口模塊支持檢測網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤，包括同步丟失，端口連接狀態(tài)，光纖信號(hào)質(zhì)量等。這些事件就是維護(hù)中斷事件，同樣也需要通過組態(tài)使能檢測網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤參考圖2，當(dāng)這些事件出現(xiàn)后，接口模板的MAINT/FO燈亮。如果需要CPU獲取這些維護(hù)信息，需要在CPU的PN-IO屬性中設(shè)置使能OB82，參考圖3 使能OB82/I/O fault task。

　　圖1 ET200S DO模塊的參數(shù)設(shè)置

　　圖2 使能檢測ET200S接口模塊的網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤

　　圖3