142_144.pdf

A U T O M A T Y K A

Dzia³anie sterowników S7-200 - podstawy

DziÍki wielu artyku³om na

temat sterownikÛw PLC

publikowanym dotychczas

w†EP, ich moøliwoúci s¹

dobrze znane Czytelnikom.

W†praktyce doúÊ istotne jest

takøe zrozumienie sposobu

ich dzia³ania. To w³aúnie

zagadnienie jest tematem

prezentowanego artyku³u.

Obszar danych z†podtrzymaniem jest

wykorzystywany do zapamiÍtywania war-

toúci zdeklarowanych zakresÛw danych,

licznikÛw, zegarÛw, stanÛw i†wartoúci

zmiennych po zaniku napiÍcia zasilaj¹ce-

go. Podtrzymanie realizowane jest po-

przez kondensator o†duøej pojemnoúci

i†ma³ej up³ywnoúci. åredni czas podtrzy-

mania danych wynosi 50 do 190 godzin.

W†przypadku potrzeby uzyskania

d³uøszych czasÛw podtrzymania zawar-

toúci pamiÍci stosuje siÍ opcjonaln¹ ba-

teriÍ podtrzymuj¹c¹ dane. åredni czas

podtrzymania danych wynosi oko³o 200

dni. Obszar pamiÍci w†sterowniku ozna-

czony jako OB1 jest wywo³ywany cyk-

licznie przez system operacyjny sterow-

nika, jak to pokazano na rys. 2 .

Wykonywanie programu w†pÍtli OB1

koÒczy siÍ w†momencie natrafienia na in-

strukcjÍ MEND koÒcz¹c¹ wykonywanie

programu, po czym system operacyjny za-

czyna wykonywaÊ ponownie pierwsz¹ na-

potkan¹ instrukcjÍ na pocz¹tku bloku

OB1. W†bloku tym mog¹ znajdowaÊ siÍ

instrukcje wywo³aÒ podprogramÛw - SBR.

Wydzielenie w†bloku OB1 podprogramÛw

ma na celu taki podzia³ zadaÒ programu,

aby moøna by³o np. utworzyÊ osobne pro-

gramy np. do obs³ugi przekszta³tnika czÍs-

totliwoúci, komunikacji poprzez modemy

(procedury inicjalizacji, odbioru i†nadawa-

nia) lub obs³ugi paneli operatorskich OP.

W†kaødym podprogramie moøna wywo³aÊ

kolejny podprogram. Maksymalna g³Íbo-

koúÊ zagnieødøenia podprogramÛw wyno-

si 8. Podprogram koÒczy siÍ w†momencie

wyst¹pienia instrukcji powrotu RET.

OprÛcz obs³ugi podprogramÛw sterow-

niki S7-200 mog¹ obs³ugiwaÊ takøe prze-

rwania. Dziel¹ siÍ one na:

- procesowe, wywo³ywane poprzez naras-

taj¹ce lub opadaj¹ce zbocze sygna³u do-

prowadzonego do wejúÊ sterownika lub

- czasowe, wywo³ywane poprzez odmie-

rzenie przez wewnÍtrzne zegary okreú-

lonego czasu, po ktÛrym nastÍpuje wy-

wo³anie programu obs³ugi przerwania.

Rodzina sterownikÛw PLC SIMATIC

S7-200 sk³ada siÍ z†piÍciu jednostek cen-

tralnych: CPU221, CPU222, CPU224,

CPU226 i†CPU226XM. RÛøni¹ siÍ one miÍ-

dzy sob¹†iloúci¹ dostÍpnej pamiÍci progra-

mu oraz pamiÍci danych, a†takøe liczb¹

zintegrowanych wejúÊ-wyjúÊ binarnych.

Zasada pracy sterownika S7-200 pole-

ga na cyklicznym przetwarzaniu programu

zapisanego w†nieulotnej pamiÍci programu

typu EEPROM. Sterownik ma dwa rodza-

je pamiÍci ( rys. 1 ) wykorzystywanej do

przechowywania, przenoszenia i†wykony-

wania programu. ZewnÍtrzna pamiÍÊ EEP-

ROM s³uøy przenoszenia i†archiwizacji

programÛw. Program z†zewnÍtrznej pamiÍ-

ci kopiowany jest po za³¹czeniu napiÍcia

zasilaj¹cego do wewnÍtrznej pamiÍci EEP-

ROM, gdzie jest zapamiÍtywany i†po wy-

³¹czeniu zasilania nie ulega zniszczeniu.

System operacyjny sterownika po za³¹cze-

niu zasilania kopiuje program zapisany

w†wewnÍtrznej pamiÍci EEPROM do pa-

miÍci RAM sterownika. Wykonywanie

programu odbywa siÍ w†pamiÍci RAM.

ZarÛwno zewnÍtrzna i†wewnÍtrzna pamiÍÊ

EEPROM oraz pamiÍÊ RAM jest podzielo-

na na obszary:

- pamiÍci programu,

- danych i†parametrÛw,

- obszar danych z†podtrzymaniem.

DostÍpne s¹ rÛwnieø przerwania od

portÛw komunikacyjnych. Zadaniem tych

przerwaÒ jest obs³uga danych nadawanych

i†odbieranych w†odpowiednich chwilach

czasowych poprzez porty komunikacyjne

sterownika. Przerwania maj¹ przydzielone

priorytety. Program obs³ugi przerwania

koÒczy siÍ w†momencie wyst¹pienia in-

strukcji RETI.

ZarÛwno podprogramy jak i†programy

obs³ugi przerwaÒ po ich zakoÒczeniu

przekazuj¹ wykonywanie programu do in-

strukcji nastÍpuj¹cej po instrukcji wywo-

³uj¹cej podprogram lub przerwanie. Odpo-

wiednie adresy powrotÛw zapamiÍtywane

s¹ na stosie, przy czym za prawid³owe

dzia³anie odpowiada system operacyjny

sterownika.

OprÛcz pamiÍci programu w†sterowni-

ku S7-200 przewidziano obszar danych

DB1. W†obszarze tym zapamiÍtywane s¹

wartoúci deklarowanych zmiennych, wyni-

ki operacji matematycznych, wartoúci ini-

cjalizuj¹ce, tabele, parametry. W†obszarze

tym moøna zdeklarowaÊ zakres zmiennych

ktÛre bÍd¹ podtrzymywane po zaniku za-

silania. Obszar pamiÍci danych DB1 jest

oznaczony liter¹ V†( Variable - zmienne).

W†obszarze DB1 moøna przechowywaÊ da-

ne w†dowolnym formacie, np. w†postaci

bajtu (8 bitÛw), s³owa (16 bitÛw) lub po-

dwÛjnego s³owa (32 bity) - rys. 3 .

OprÛcz obszaru DB1, pamiÍÊ danych

sk³ada siÍ z†obszaru danych o†dostÍpie bi-

towym oznaczonym jako M ( Merker -

znacznik) oraz obszaru wejúÊ procesu

oznaczeniu ìEî ( Eingange - wejúcia)

i†wyjúÊ procesu A ( Ausgange - wyjúcia).

Do danych moøna odwo³ywaÊ siÍ

w†sposÛb bezpoúredni, poprzez jawne po-

Rys. 1. Obszary pamięci RAM oraz EEPROM

142

Elektronika Praktyczna 11/2003

A U T O M A T Y K A

Rys. 2. Opis cyklu pracy sterownika S7−200

mÛw. System operacyjny udo-

stÍpnia szereg znacznikÛw†sys-

temowych SM ( System merker ),

ktÛre odpowiadaj¹ za rÛøne

funkcje systemowe np. genera-

cjÍ sygna³u 1†Hz lub s¹ aktyw-

ne tylko w†pierwszym cyklu

sterownika. Opis wszystkich

funkcji znajduje siÍ w†doku-

mentacji do sterownikÛw S7-

200 dostÍpnej w†Internecie pod

adresem znajduj¹cym siÍ na

koÒcu artyku³u.

Sterownik S7-200 posiada

rÛwnieø zintegrowane tzw.

szybkie liczniki. S¹ to liczniki, ktÛre po

zainicjalizowaniu zaczynaj¹ zliczaÊ impul-

sy doprowadzone do ustalonych wejúÊ

sterownika poza cyklem pracy sterownika.

Czas wykonywania i†liczba instrukcji pro-

gramowych nie ma wp³ywu na szybkoúÊ

i†pewnoúÊ zliczania szybkiego licznika.

Chc¹c odczytaÊ wartoúÊ szybkiego liczni-

ka naleøy w†danym miejscu programu

umieúciÊ instrukcjÍ odczytuj¹c¹ chwilow¹

wartoúÊ szybkiego licznika. Liczba szyb-

kich licznikÛw w†zaleønoúci od CPU wy-

nosi od 4†do 6. Liczniki mog¹ zliczaÊ syg-

na³y o†czÍstotliwoúci do 30 kHz. OprÛcz

szybkich licznikÛw dostÍpne s¹ rÛwnieø

liczniki i†zegary wykorzystywane w†pro-

gramie uøytkownika. Dodatkowo S7-200

wyposaøony jest w†wyjúcia PWM (modu-

lacja szerokoúci impulsu) oraz PTO (mo-

dulacja czÍstotliwoúci), dziÍki czemu ide-

alnie nadaje siÍ do sterowania silnikami

krokowymi oraz†uk³adami pozycjonowa-

nia. System operacyjny S7-200 dba o†od-

powiednie przydzielenie czasu na spraw-

dzenie wszystkich elementÛw systemu.

System operacyjny sterownika nadzo-

ruje wykonywanie programu, odpowiada

za komunikacjÍ z†innymi zewnÍtrznymi

urz¹dzeniami (sieci sterownikÛw†S7-200),

dokonuje samokontroli pod k¹tem spraw-

noúci systemÛw S7-200, zapisuje stany

wyjúÊ do obrazu wyjúÊ procesu, ostatecz-

nie odczytuje stany wejúÊ z†obrazu wejúÊ

procesu. Obraz wejúÊ i†wyjúÊ procesu to

obszar wydzielonej pamiÍci gdzie zapisy-

wane s¹ stany sygna³Ûw dla wejúÊ i†wyjúÊ

sterownika. ChwilÍ czasow¹ w†ktÛrej od-

czytywany jest stan sygna³u dla wejúÊ

i†zapisu dla wyjúÊ dobiera automatycznie

system operacyjny. Sygna³y analogowe od-

czytywane z†modu³Ûw wejúÊ i†zapisywane

do wyjúÊ analogowych nie posiadaj¹ ob-

razu wejúÊ i†wyjúÊ procesu. W†zwi¹zku

z†tym wartoúci przekazywane lub odczy-

tywane z†modu³Ûw analogowych s¹ war-

toúciami chwilowymi. Bardzo bogaty zbiÛr

instrukcji w†tym instrukcji zmiennoprze-

cinkowych, komunikacyjnych, konwersji,

regulacji PID pozwala na tworzenie

w†oparciu o†sterowniki S7-200 bardzo z³o-

øonych programÛw dostÍpnych do tej po-

ry tylko na duøych systemach sterownia.

DziÍki zintegrowanemu konfigurowalnemu

portowi komunikacyjnemu moøliwe jest

tworzenie zdecentralizowanych struktur

sterowania i†gromadzenia danych w†opar-

ciu o†tryb swobodny portu ASCII.

Micha³ Bereza, Siemens

danie adresu danej np. E3.4 (wejúcie bajt

3, bit 4) lub w†sposÛb poúredni za pomo-

c¹ wskaünika, np. &VW200, gdzie oznacze-

nie & oznacza wskaünik do danej VW200.

OprÛcz obszaru danych DB1, w†prze-

strzeni danych sterownika wydzielono

obszar lokalnych danych L. Dane lokalne

przyporz¹dkowane s¹ do danego podpro-

gramu i†s¹ widoczne tylko w†podprogra-

mie SBRx, w†ktÛrym zosta³y†zadeklarowa-

ne. Dane lokalne nie s¹ dostÍpne poza da-

nym podprogramem SBRx. Dane lokalne

L, wykorzystuje siÍ aby przekazywaÊ war-

toúci z†programu g³Ûwnego do podprogra-

Dodatkowe informacje

Rys. 3. W obszarze pamięci danych DB1 można przechowywać dane w różnych

formatach

Pe³na dokumentacja w jêzyku angielskim do

sterownika S7-200 znajduje siê w Internecie

pod adresem: www.siemens.pl/simatic w pod-

katalogu Katalogi>Instrukcje .

144

Elektronika Praktyczna 11/2003

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: