【導(dǎo)讀】包裝是產(chǎn)品進入流通領(lǐng)域的必要條件，而實現(xiàn)包裝的主要手段是使用包裝機械。業(yè)發(fā)展越來越快，各個行業(yè)對自動包裝設(shè)備的需求越來越大。成生產(chǎn)效率低下，物料嚴重浪費，能源耗費大。在包裝過程中，通過稱重傳感器測量物料重量信號并利用PLC的PID功能對進料。度越大，反之偏差越小電動閥開度越小。這樣一來就使得物料稱重更加精確，大大地。提高了物料的利用率，更重要的是提高了生產(chǎn)效率，也就為企業(yè)創(chuàng)造了更多的價值。良好，相信會有良好的發(fā)展前景。

　　

【正文】 200系列可編程控制器結(jié)構(gòu) （ 1） 中央處理器 CPU： 和一般微機一樣， CPU是可編程控制器的 運算和控制核心，控制其它所有部件的運行，功能相當于人的大腦。 CPU由運算器，控制器和寄存器組成，通過地址總線，數(shù)據(jù)總線和控制總線與存儲器、 I/O接口電路連接。 （ 2） 存儲器： 存儲器是具有記憶功能的半導(dǎo)體電路，一般由存儲體、地址譯碼電路、讀寫控制電路和數(shù)據(jù)寄存器組成，用來存放系統(tǒng)程序和用戶程序。 （ 3） 輸入輸出接口： 輸入輸出接口是 PLC 主機與外部設(shè)計之間的連接電路。來自現(xiàn)場的檢測元件、指令元件的信號經(jīng)輸入接口進入 PLC， 由 PLC 發(fā)出的各種控制信號經(jīng)輸出接口去控制和驅(qū)動負載。 （ 4） 擴展接口： 有兩個含義， 一個是單純的 I/O擴展接口，它是為彌補原系統(tǒng)中 I/O接 口有限而設(shè)置的，用于擴展輸入、輸出點數(shù)，可以通過 I/O擴展接口將主機與 I/O擴展單元鏈接起長春工業(yè)大學學士學位論文 17 來。另一個是 CPU模板的擴充，它是在原系統(tǒng)中只有一塊 CPU模板而無法滿足系統(tǒng)工作要求時使用的，實現(xiàn)擴充 CPU模板與原系統(tǒng) CPU模板，以及擴充 CPU模板之間的相互控制和信息交換。 （ 5） 電源： PLC的電源包括系統(tǒng)電源和后備電池 ， 大多使用開管型穩(wěn)壓電源 ， 其穩(wěn)壓性能好 ，抗干擾能力強 ， 可為用戶提供 24V電源 ， 作為輸入傳感器或輸出負載的電源。 （ 6） 外部設(shè)備： 外部設(shè)備包括 編程器、打印機、外存儲器（磁帶或磁盤）、寫入器等等。 S7200 系列 PLC 的數(shù)據(jù) （ 1） 數(shù)據(jù)的長度 ： 在計算機中使用的都是二進制數(shù)，其最基本的存儲單位是位 （ bit） ， 8 位二進制數(shù)組成 1 個字節(jié) （ Byte） ，其中的第 0 位為最低位 （ LSB） ，第 7 位為最高位 （ MSB） 。兩個字節(jié)（ 16 位）組成 1 個字 （ Word） ，兩個字（ 32 位）組成 1 個雙字 （ Double Word） 。把位、字節(jié)、字和雙字占用的連續(xù)位數(shù)稱為長度。 （ 2） 數(shù)據(jù)的類型 ： S7200系列 PLC的數(shù)據(jù)類型可以是字符串、布爾型 （ 0或 1） 、整數(shù)型和 實數(shù)型（浮點數(shù)）。布爾型數(shù)據(jù)包括字節(jié)型無符號整數(shù)， 整數(shù)型數(shù)據(jù)包括 16位符號整數(shù) （ INT）和 32位符號整數(shù) （ DINT） ， 實數(shù)型數(shù)據(jù)采用 32位單精度數(shù)來表示。 （ 3） 常數(shù)： S7200的許多指令中常會使用常數(shù)。常數(shù)的數(shù)據(jù)長度可以是字節(jié)、字和雙字。 CPU以二進制的形式存儲常數(shù)，書寫常數(shù)可以用二進制、十進制、十六進制、 ASCII碼或?qū)崝?shù)等多種形式。 S7200 系列 PLC 的尋址方式 （ 1） 直接尋址： 直接尋址是在指令中直接使用存儲器或寄存器的元件名稱（區(qū)域標志）和地址編號，直接到指定的區(qū)域讀取或?qū)懭霐?shù) 據(jù)。 （ 2） 間接尋址： 間接尋址時操作數(shù)并不提供直接數(shù)據(jù)位置，而是通過使用地址指針來存取存儲器中的數(shù)據(jù)。 程序 中幾個關(guān)鍵存儲器的功能 （ 1） SMB34：用于存儲定時中斷間隔時間。 （ 2） 累加器 （ AC） ：累加器是可像存儲器那樣使用的讀 /寫設(shè)備，是用來暫存長春工業(yè)大學學士學位論文 18 數(shù)據(jù)的寄存器，它可以向子程序中傳遞參數(shù)，或從子程序返回參數(shù)，也可以用來存放運算數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)及結(jié)果數(shù)據(jù)。 S7200共有 4個 32位累加器，為 AC0AC3。 （ 3） 變量寄存器 （ V） ： S7200中有大量的變量寄存器，用于模擬量控制、數(shù)據(jù)運算、參數(shù)設(shè) 置及存取程序執(zhí)行過程中控制邏輯操作的中間結(jié)果。變量寄存器可以位為單位使用，也可按字節(jié)、字、雙字為單位使用。變量寄存器的數(shù)量與 CPU型號有關(guān)，CPU 226為 。 （ 4） 模擬量輸入 /輸出映像寄存器 （ AIW/AQW） ： 模擬量信號經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換后編程數(shù)字量存儲在模擬量輸入寄存器中，通過 PLC處理后將要轉(zhuǎn)換成模擬量的數(shù)字量寫入模擬量輸出寄存器，再經(jīng) D/A轉(zhuǎn)換成模擬量輸出。 S7200 系列 PLC CPU 型號選擇 S7200 系列 PLC 提供 CPU21X 和 CPU22X 兩種系列，其中 CPU22X 型 PLC 提供了 4 種不同的基本型號，常見的有 CPU 221， CPU 222， CPU 224 和 CPU 226 四種基本型號。 根據(jù)本次設(shè)計 的數(shù)字量（開關(guān)量）、模擬量輸入輸出分配，以及 指令功能、 CPU的擴展能力和通信口配置等指標的要求，選擇了性能更 加 出色的 CPU 226 型。 CPU 226 型的技術(shù)指標 （ 1） 24輸入 /16輸出共 40個數(shù)字量 I/O點 ； （ 2） 可接 7個擴展模板單元，最大可擴展至 248個數(shù)字量 I/O點或 35路模擬量 I/O； （ 3） 13KB的程序和數(shù)據(jù)存儲區(qū)空間 ； （ 4） 6個獨立的 30KHz的高速計數(shù)器， 2路獨立的 20KHz的高速脈沖輸出 ； （ 5） 具有 PID控制器 ； （ 6） 2個 RS485通信 /編程口 ； （ 7） 具有多點接口 MPI（ Multi Point Interface） 通信協(xié)議 ； （ 8） 具有點對點接口 PPI（ Point To Point Interface） 通信協(xié)議 ； （ 9） 具有自由通信口 ； （ 10） I/O 端子排可以很容易 的 整體拆卸 。 S7200 CPU 226 型 PLC 的外型 其輸入、輸出、 CPU、電源模塊均裝設(shè)在一個基本單元的機殼內(nèi)，是典型的整體式結(jié)構(gòu)，當系統(tǒng)需要擴展時，選用 需要的擴展模塊與基本單元鏈接。 S7200 CPU 226型 PLC外觀 ， 如圖 33所示。 長春工業(yè)大學學士學位論文 19 圖 33 S7200 CPU 226型 PLC外觀 長春工業(yè)大學學士學位論文 20 第四章 其它元器件選擇 模擬量擴展單元模板 的選擇 本 次 設(shè)計 中 涉及到了模擬量 （重量 信號 ） 的控制，因此在硬件上除了西門子 S7200 PLC本身，還需要增加一塊 EM235模擬量擴展單元模板 （ 模擬量混合輸入 /輸出模板 ） 。 EM235 模塊 的 技術(shù)指標 EM235模塊 的 技術(shù)指標 ， 如表 41所示 。 表 41 EM235的 技術(shù)指標 型號 EM235模擬量混合模塊 輸入特性 本機輸入： 4路模擬量輸入 電源電壓 ：標準 DC24V/4mA 輸入類型：電壓： 0~ 10V， 0~ 5V， 0~ 1V， 0~ 500mV， 0~ 100mV， 0~ 50mV， ? 10V， ? 5V， ? ， ? 1V， ? 500mV， ? 250mV， ? 100mV， ? 50mV， ? 25mV 電流： 0~ 20mA 分辨率： 12bit 轉(zhuǎn)換速度： 250 s? 隔離：有 輸出特性 本機輸出： 1路模擬量輸出 電源電壓：標準 DC24V/4mA 輸出類型： ? 10V、 0~ 20mA 分辨率： 12bit 轉(zhuǎn)換速度：電壓 100 s? ，電流 2ms 隔離：有 耗電 從 CPU DC 5V（ I/O總線）耗電 10mA EM235 模塊 的 接線端子 說明 及接線方法 （ 1） M為 DC 24V電源負極端， L+為電源正極端 。 （ 2） M0、 V0、 I0為模擬量輸出端 。 （ 3） 電壓輸出時， V0為電壓 正 端， M0為電壓負端 。 （ 4） 電流輸出時， I0為電流的進入端， M0為電流 的 流出端 。 長春工業(yè)大學學士學位論文 21 （ 5） 電壓輸入時，按正、負極直接接入 X＋和 X－ 。 （ 6） 電流輸入時，將 RX和 X＋短接后接入電流輸入信號的 “＋ ”端 。 （ 7） 未連接傳感器的通道要將 X＋和 X－短接。 EM235 模塊 的數(shù)據(jù)字格式 輸入數(shù)據(jù)字格式： 12位數(shù)據(jù)值在 CPU的模擬量輸入字中的位置 ， 如圖 41所示。 1 51 40 數(shù) 據(jù) 值 1 2 位單 極 數(shù) 據(jù)3 20 0 00L S BM S B00 0 0034數(shù) 據(jù) 值 1 2 位雙 極 數(shù) 據(jù)M S BL S B1 5 圖 41 12位數(shù)據(jù)值在 CPU的模擬量輸入字中的位置 模擬量到數(shù)字量轉(zhuǎn)換器的 12位讀數(shù)是左對齊的。最高有效位是符號位， 0表示正值。在單極性格式中， 3個連續(xù)的 0使得模擬量到數(shù)字量轉(zhuǎn)換器每變化 1個單位，數(shù)據(jù)字則以 8個單位變化。在雙極性格式中， 4個連續(xù)的 0使得模擬量到數(shù)字量轉(zhuǎn)換器每變化 1個單位，數(shù)據(jù)字則以 16為單位變化。 輸出數(shù)據(jù)字格式： 數(shù)字量到模擬量轉(zhuǎn)換器的 12位讀數(shù)在其輸出格式中是左端對齊的，最高有效位是符號位， 0表示正值。 12位數(shù)據(jù)值在 CPU的模擬量輸出字中的位置 ，如圖 42所示。 長春工業(yè)大學學士學位論文 22 1 40 數(shù) 據(jù) 值 1 1 位電 流 輸 出 數(shù) 據(jù) 格 式340 0 00L S BM S B00 0 0034數(shù) 據(jù) 值 1 2 位M S BL S B0電 壓 輸 出 數(shù) 據(jù) 格 式 圖 42 12位數(shù)據(jù)值在 CPU的模擬量輸出字中的位置 EM235 模塊的校準 EM235 模塊在使用前應(yīng)進行輸入校準。在出廠前其實已經(jīng)進行了輸入校準，但如果 OFFSET 和 GAIN 電位器已被 重新調(diào)整，則需要重新進行輸入校準，其步驟如下： （ 1） 切斷模塊電源，選擇需要的輸入范圍。 （ 2） 接通 CPU 和模塊電源，使模塊穩(wěn)定 15 分鐘。 （ 3） 用一個變送器，一個電壓源或一個電流源，將零值信號加到一個輸入端。 （ 4） 讀取適當?shù)妮斎胪ǖ涝?CPU 中的測量值。 （ 5） 調(diào)節(jié) OFFSET（偏置）電位計，直到讀數(shù)為零，或所需要的數(shù)字數(shù)據(jù)值。 （ 6） 將一個滿刻度值信號接到輸入端子中的一個，讀出送到 CPU 的值。 （ 7） 調(diào)節(jié) GAIN（增益）電位計，直到讀數(shù)為 32020 或所需要的數(shù)字數(shù)據(jù)值。 （ 8） 必要時，重復(fù)偏置和增益校準 過程。 EM235 模塊 的輸入設(shè)置 EM235擴展模塊 使用 DIP開關(guān) 進行 輸入 設(shè)置，如表 42所示。 表 42 EM235模塊的 DIP開關(guān)設(shè)置 EM235 開關(guān) 單 /雙極性選擇 增益 選擇 衰減 選擇 SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6 ON 單極性 OFF 雙極性 OFF OFF X1 OFF ON X10 ON OFF X100 長春工業(yè)大學學士學位論文 23 ON ON 無效 ON OFF OFF OFF ON OFF OFF OFF ON 由上表可知， DIP 開關(guān) SW6 決定 了 模擬量輸入的單雙極性，當 SW6 為 ON 時，模擬量輸入為單極性輸入， 當 SW6 為 OFF 時，模擬量輸入為雙極性輸入。 SW4和 SW5決定輸入模擬量的增益選擇，而 SW1， SW2， SW3共同決定了模擬量的衰減選擇。 根據(jù) 6個 DIP開關(guān)的功能進行排列組合，得到所有的輸入設(shè)置 ， 如表 43所示。 表 43 EM235模塊的輸入設(shè)置 單極性 滿量程 輸入 分辨率 SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6 ON OFF OFF ON OFF ON 050mV OFF ON OFF ON OFF ON 0100mV 25μV ON OFF OFF OFF ON ON 0500mV 125μA OFF ON OFF OFF ON ON 01V 250μV ON OFF OFF OFF OFF ON 05V OFF OFF OFF OFF OFF ON 020mV 5μA OFF ON OFF OFF OFF ON 010V 雙極性 滿量程 輸入 分辨率 SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6 ON OFF OFF ON OFF OFF 177。25mV OFF ON OFF ON OFF OFF 177。50mV 25μV OFF OFF ON ON OFF OFF 177。100mV 50μV ON OFF OFF OFF ON OFF 177。250mV 125μV OFF ON OFF OFF ON OFF 177。500mV 250μV OFF OFF ON OFF ON OFF 177。1V 500μV ON OFF OFF OFF OFF OFF 177。2 .5V OFF ON OFF OFF OFF OFF 177。5V OFF OFF ON OFF OFF OFF 177。10V 5mV 6個 DIP開關(guān)決定了所有的輸入設(shè)置，也就是說開關(guān)的設(shè)置應(yīng)用于整個模塊，開關(guān)設(shè)置也只有在重新上電后才能生效。 EM235 模塊的尋址 每個模擬量擴展模塊，按擴展模塊的先后順序進行排序，其中，模