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S7-200PLC中断源的类型介绍

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**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。
（1）通信中断
在自由口通信模式下，用户可通过编程来设置波特率、奇偶校验和通信协议等参数。用户通过编程控制通讯端口的事件为通信中断。
（2）I/O中断
I/O中断包括外部输入上升/下降沿中断、高速计数器中断和高速脉冲输出中断。S7-200用输入（I0.0、I0.1、I0.2或I0.3）上升/下降沿产生中断。这些输入点用于捕获在发生时必须立即处理的事件。高速计数器中断指对高速计数器运行时产生的事件实时响应，包括当前值等于预设值时产生的中断，计数方向的改变时产生的中断或计数器外部复位产生的中断。脉冲输出中断是指预定数目脉冲输出完成而产生的中断。
（3）时基中断
时基中断包括定时中断和定时器T32/T96中断。定时中断用于支持一个周期性的活动。周期时间从1毫秒至255毫秒，时基是1毫秒。使用定时中断0，必须在SMB34中写入周期时间；使用定时中断1，必须在SMB35中写入周期时间。将中断程序连接在定时中断事件上，若定时中断被允许，则计时开始，每当达到定时时间值，执行中断程序。定时中断可以用来对模拟量输入进行采样或定期执行PID回路。定时器T32/T96中断指允许对定时间间隔产生中断。这类中断只能用时基为1ms的定时器T32/T96构成。当中断被启用后，当前值等于预置值时，在S7-200执行的正常1毫秒定时器更新的过程中，执行连接的中断程序。

S7-200 CPU 214的高速计数器HSC应用举例

用S7-200 CPU 214的高速计数器HSC累计来自模拟量/频率转换器(A/F的脉冲来计算模拟电压值 

   本例说明了如何利用CPU 214的高速计数器HSC及频率转换器来计算模拟电压。首先频率转换器将输入电压(0~10V)转换为矩形脉冲信号(0~2000Hz)，再将此信号送入CPU214高速记数器的输入端并累计脉冲数。当预置的问隔时问到后，通过累计脉冲数，计算出被测模拟电压值。

例图

硬件要求

程序结构

主程序 在**个扫描周期调用子程序SBR0

SBR0 高速计数器和定时中断的初始化

INT0 对高速计数器求值的定时中断程序

程序和注释

主程序在**个扫描周期调用初始化程序SBR0，仅在**个扫描周期标志位SM0.1=1由子程序SBR0实现初始化。首先，把高速记数器HSC1的控制字节SMB47置为16进制‘FC'，其含义是:正方向计数，可更新预置值（PV），可更新当前值（CV），激活HSC1。然后，用指令‘HDEF’把高速计数器HSC1置成工作模式0}即没有复位或起始输入，也没有外部的方向选择。当前值SMD48复位为0，预置值SMD52置为FFFF (16进制)。定时中断0间隔时间SMB34置为100ms，中断程序0分配给定时中断0(中断事件10)，并允许中断。用指令HSC1启动高速计数器。

每100ms调用一次中断程序0，读出高速计数器的数值后将其置零。通过HSC1计数值及变换关系(0~2KHz对应于0~10V)来求被测的模拟电压值。本例中，计数值仅除以2，然后置入输出字节QB0，以便通过LED来显示被测的模拟电压值。显示值与10倍真实电压值相对应。例如，计数值为200除以2是100，那么，被测的模拟电压值就是10.0V。因为计数器100ms内共有200个计数脉冲，这正与2000Hz=>10V相对应。假设计数值为104，则实际电压值应为5.2V。

注意:定时中断时间可在5~255ms的范围内变化，然而，通过设立一个标志，可根据需要来延长高速计数器的求值和复位时间，这样就有更长的扫描间隔，以便提高**度，同时也会带来更长的更新时间。例如，定时中断设为100ms，每调用一次，标志增加1，仅当标志满10时，才对高速计数器求值和复位。也就是说，10V 电压可接收的**脉冲为2000，这样，求值**到5/1000V即**度是上例的10倍，但同时速度也减慢了10倍。

PLC的输出模块电路简介

 输出模块的功率放大元件有驱动直流负载的大功率晶体管和场效应管、驱动交流负载的双向晶闸管，以及既可以驱动交流负载又可以驱动直流负载的小型继电器。输出电流的典型值为0.3～2A，负载电源由外部现场提供。

    图2-5是继电器输出电路。内部电路使继电器的线圈通电，它的常开触点闭合，使外部负载得电工作。继电器同时起隔离和功率放大作用，每一路只给用户提供一对常开触点。与触点并联的RC电路和压敏电阻用来消除触点断开时产生的屯弧，以减轻它对CPU的干扰。

    图2.6是晶体管集电极输出电路。。输出信号送给内部电路中的输出锁存器，再经光耦合器送给输出晶体管，后者的饱和导通状态和截止状态相当于触点的接通和断开。图中的稳压管用来抑制关断过电压和外部的浪涌电压，以保护晶体管，晶体管输出电路的延迟时间<1ms。场效应管输出电路的结构与晶体管输出电路基本上相同。

 

    除了上述几种输出电路外，还有双向晶闸管输出电路，它用光电晶闸管实现隔离。双向晶闸管由关断变为导通的延迟时间小于1ms，由导通变为关断的延迟时间小于10ms。晶闸管在负载电流过小时不能导通，遇到这种情况时可以在负载两端并联电阻。

    除了输入模块和输出模块，还有一种既有输入电路又有输出电路的模块，输入、输出的点数一般相同，这种模块使用户确定PLC的硬件配置更为方便。

    输出电流的额定值与负载的性质有关，例如FX的继电器输出模块可以驱动2A/220V AC的电阻性负载，但是只能驱动80VA／220V AC的电感性负载和100W的白炽灯。额定输出电流还与温度有关，温度升高时额定输出电流减小，有的PLC提供了有关的曲线。

    由于散热的原因，有的输出模块需要考虑属于同一公共点(COM)的几个输出点的总电流，例如FX的晶体管输出模块的额定输出电流是0.5A/点，0.8A/COM。

    继电器输出模块的使用电压范围广，导通压降小，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，但是动作速度较慢，寿命(动作次数)有一定的限制。如果负载的通断变化不是很频繁，建议优先选用继电器型的。

    晶体管型与双向晶闸管型模块分别用于直流负载和交流负载，它们的可靠性高，反应速度快，寿命长，但是过载能力稍差。

西门子PLC的SM322数字量输出模块简介

西门子PLC的SM322数字量输出模块

（1）DO模板的功能

数字量输出模块SM322将S7-300内部信号电平转换成过程所要求的外部信号电平，可直接用于驱动电磁阀、接触器、小型电动机、灯和电动机启动器等。

（2）DO模板的类型

按负载回路使用的电源不同分为：

直流输出模块、交流输出模块和交直流两用输出模块。

按输出开关器件的种类不同分为：

晶体管输出方式、晶闸管输出方式和继电器触点输出方式。

（3）DI模板的特点

晶体管输出模块只能带直流负载，属于直流输出模块；

晶闸管输出方式属于交流输出模块；

继电器触点输出方式的模块属于交直流两用输出模块。

S7-300 CPU模板的运行方式选择和状态指示
（1）CPU模板的运行方式选择
   RUN-P：可编程运行方式。 RUN：运行方式。
   STOP：停止方式。 MRES：清除存储器，不能保持。
（2）CPU的LED状态及故障指示灯
   SF（红色）：系统出错/故障指示灯。
   BATF（红色）：电池故障指示灯（只有CPU313和314配备）。
   DC5V（绿色）：＋5V电源指示灯。 FRCE（黄色）：强制有效指示灯。
   RUN（绿色）：运行状态指示灯。 STOP（黄色）：停止状态指示灯。
（3）CPU315-2DP CPU的另外两个状态及故障指示灯
   BUS DF（BF）（红色）：总线出错指示灯（只适用于带有DP接口的CPU）。
   SF DP(红色)：DP接口错误指示灯（只适用于带有DP接口的CPU）。

电动机起动、自保持及停止控制电路的PLC程序设计

  传统的继电器—接触器控制的电动机的起动、自保持及停止电路，按下起动按钮SB2，接触器KM线圈得电并自锁，电动机起动运行，按下停止按钮SB1，接触器KM线圈失电，电动机停止运行。

和继电器控制系统类似，PLC也是由输入部分，逻辑部分和输出部分组成。其相对应的元件安排如下

按下起动按钮SB2，X000接收外部信号置“1”，Y000置“1”并自锁，自锁的目的是当起动按钮SB2松开，X000置“0”时，Y000仍然能保持置“1”状态，使电动机连续运行。需要停车时，按下停止按钮SB1，X001常闭触电置“0”，断开Y000，使Y000置“0”，使电动机停止运行。其相应的控制梯形图如图1所示：

程序清单：

LD  X000

OR  Y000

ANI  X001

OUT  Y000

END

电动机起动、自保持及停止控制电路是梯形图中**典型的单元，它包含了梯形图程序的全部要素，具体体现如下几点：

1．事件：每一个梯形图支路都针对一个事件。事件用输出线圈表示，本例中为Y000。

2．事件发生的条件：梯形图支路中除了线圈外还有触点的组合，使线圈置“1”的条件即是事件发生的条件，本例中为起动按钮SB2使X000“1”。

3．事件得以延续得条件：触点组合中使线圈置“1”得以保持得条件是与X000并联得Y000自锁触点闭合。

4．使事件终止的条件：触点组合中使线圈置“1”中断的条件。本例中为停止按钮SB1使X001常闭触点断开。

 

设计PLC控制系统时应遵循的基本原则

任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：

1. **限度地满足被控对象的控制要求

 

充分发挥PLC的功能，**限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC控制系统的首要前提，这也是设计中**的一条原则。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究，收集控制现场的资料，收集相关**的国内、国外资料。同时要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员紧密配合，拟定控制方案，共同解决设计中的重点问题和疑难问题。

 

2. 保证PLC控制系统安全可靠

 

保证PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。例如：应该保证PLC程序不仅在正常条件下运行，而且在非正常情况下（如突然掉电再上电、按钮按错等），也能正常工作。

 

3. 力求简单、经济、使用及维修方便

 

一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统的使用和维护方便、成本低，不宜盲目追求自动化和高指标。

 

4. 适应发展的需要

 

由于技术的不断发展，控制系统的要求也将会不断地提高，设计时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。这就要求在选择PLC、输入/输出模块、I/O点数和内存容量时，要适当留有裕量，