[西门子] 【畅学技术】S7-200 SMART V2.8 新功能解读

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查看23549 | 回复0 | 2024-8-30 16:01:08 | 显示全部楼层 |阅读模式
     S7-200 SMART CPU自面世以来,凭借其出色的性能受到了用户的广泛好评。2023年9月15日,V2.8 固件正式发布,下面为大家介绍一下新版本有什么特点,都增加了哪些新功能。

1.1

增强运动控制功能

对于 V2.8 固件版本之前的 CPU ST60 最多支持3个 PTO 轴,V2.7 固件版本的 CPU 支持基于PTO(脉冲串输出)开环的2D/3D直线插补运动功能。STEP 7 Micro/WIN SMART V2.8  软件配合 S7-200 SMART V2.8 CPU 固件在运动控制上做了以下增强。



    ST60 支持4个 PTO 轴
轴的数量从3个增加到4个。轴组数从1个增加到了2个,轴0和轴1可以组态轴组0,轴2和轴3可以组态轴组1。





    新增轴组停止指令
对于 CPU SR/ST 20、SR/ST 30、SR/ST 40、SR/ST 60新增轴组停止指令 GRPX_STOP。GRPX_STOP 指令的停止模式有减速停止和立即停止。减速停止为梯形曲线减速,减速时间由用户设定。立即停止则轴组运动立即停止。GRPX_STOP 指令只能停止轴组运动,与其他轴组运动指令一样,该指令与单轴的运动指令互斥。




    路径规划表可在线修改
支持动态组态运动路径参数,可以更改在符号表中定义的每个线段参数,这意味着,无需在运动向导中修改参数并再次下载项目。


    说明
如果禁用连续线段中的一个线段,则已禁用的线段和后面的线段将不会运行。如果一个线段正在运行或已完成运行,并且修改了该线段的以下参数,则修改将在下次运行路径时生效。


1.2

增强 ST60 的 PLS 和 PWM 功能


    脉冲输出 (PLS) 的数量从 3 个增加到 4 个:支持第四条 PLS 指令。脉宽调制 (PWM) 的数量从 3 个增加到 4 个:支持第四条 PWM 指令。
    ST60 的四个通道分别是:Q0.0、Q0.1、Q0.3 和 Q0.2。

    ST20 仅两个通道分别是:Q0.0 和 Q0.1。

    ST30、ST40 三个通道分别是:Q0.0、Q0.1 和 Q0.3。

    1.3

    增强PID功能

    V2.8 版本的 STEP 7-Micro/WIN SMART 软件和 CPU 支持 16 个PID回路,支持双向(正向/加热和负向/制冷)输出,提供了两种整定方式,预调节和精确调节。可在执行预调节和精确调节时获得较佳的 PID 参数。

    1.3.1最多支持16个PID回路



    1.3.2支持双向 PID



    1.3.3支持 PID 预调节和增强的精确调节

    STEP 7-Micro/WIN SMART V2.8 具有不同的预调节类型,具体取决于组态:·预调节正向/加热·预调节负向/制冷·预调节正向/加热和负向/制冷如果要调节正向/加热和负向/制冷的 PID 参数,则可通过“预调节正向/加热”然后“预调节反向/制冷”(而非“预调节正向/加热和负向/制冷”)获得更好的控制响应。但是,分两步进行预调节需要更多的时间。

    1、单向预调节的要求

    正向/加热

    ·| 设定值 - 过程值 | > 0.3 × |过程值上限 - 过程值下限 |

    ·| 设定值 - 过程值 | > 0.5 × 设定值

    ·设定值 > 过程值

    负向/制冷

    ·| 设定值 - 过程值| > 0.3 × |过程值上限 - 过程值下限 |

    ·| 设定值 - 过程值| > 0.5 × 设定值

    ·设定值 < 过程值

    2、双向预调节的要求

    正向/加热

    ·| 设定值 - 过程值| > 0.3 × |过程值上限 - 过程值下限 |

    ·| 设定值 - 过程值| > 0.5 × 设定值

    ·设定值 > 过程值

    负向/制冷

    ·成功执行正向/加热预调节

    ·| 设定值 - 过程值| < 0.05 × |过程值上限 - 过程值下限 |

    正向/加热和负向/制冷

    ·| 设定值 - 过程值| > 0.3 × |过程值上限 - 过程值下限 |

    ·| 设定值 - 过程值| > 0.5 × 设定值

    ·设定值 > 过程值

    精确调节会生成恒定的、有限过程值振荡。PID 参数根据该振荡的振幅和频率针对工作点进行调节。根据结果重新计算所有 PID 参数。基于精确调节的 PID 参数通常比基于预调节的 PID 参数具有更好的主控和抗扰动特性。
    在 PID 控制面板中,精确调节类型因不同的组态而异:
    ·如果未在 PID 回路向导中启用双向输出,则只有一种精确调节类型可用:
    o精确调节
    ·如果启用双向输出并在 PID 回路向导中选择“正常”(Normal) 作为“控制器类型”(Controller Type),则以下调节类型可用:
    o精确调节正向o精确调节负向
    ·如果启用双向输出并在 PID 回路向导中选择“温度”(Temperature) 作为“控制器类型”(Controller Type),则以下调节类型可用:
    o精确调节加热o精确调节制冷

1.4

增强的高速计数器功能

S7-200 SMARTV2.8 固件版本 HSC(高速计数器)除了计数模式之外还增加了频率模式。


    SR 和 ST 型号共支持六个 HSC 设备(HSC0、HSC1、HSC2、HSC3、HSC4 和 HSC5)

    HSC0、HSC2、HSC4 和 HSC5 支持四种频率测量模式(模式 0、3、6 和 9)

    HSC1 和 HSC3 只支持一种频率测量模式(模式 0)




对于频率类型,可在下拉列表中选择频率测量周期(1 s、100 ms、10 ms)。默认值为 1s。

为获得更精确的频率测量,建议:


    对于 10 ms 周期采样,理论频率应大于 100 Hz

    对于 100 ms 周期采样,理论频率应大于 10 Hz


1.5

增强的加密保护功能



    PLC 安全增强:采用更精密高效的算法来保护 PLC 的安全。

说明


    CPU 从之前的版本升级到 V2.8 时,新安全解决方案将自动加载,无需重新下载项目。

    S7-200 SMART CPU V2.8 实现了新安全解决方案。S7-200 SMART CPU V2.8 无法降级到之前的版本。



    POU 安全增强:采用更强大的算法来保护 POU 的安全。

说明


    如果要用 V2.8 的安全解决方案保护旧项目,则需要用 STEP 7-MicroWIN SMART V2.8 打开旧项目、永久删除 POU 的密码,然后再次对 POU 进行密码保护。

    STEP 7-MicroWIN SMART V2.8 中带有密码保护 POU 的项目无法在先前版本的 STEP 7-MicroWIN SMART 中打开。

    在将 STEP 7-MicroWIN SMART V2.8 中带有密码保护 POU 的项目下载到 CPU 后,就无法上传到先前版本的 STEP 7-MicroWIN SMART 中。

注意


    如果需要增强的加密保护功能,需要CPU和编程软件都升级到最新的V2.8版本。

  • 如果用户使用低于V2.8版本的STEP 7-MicroWIN SMART软件对项目加密后,不能直接用STEP7-MicroWIN SMART V2.8 打开加密项目。正确的做法是使用低版本STEP 7-MicroWINSMART 软件先解密,用STEP 7-MicroWIN SMART V2.8打开项目之后,再进行加密。


1.6

增强的存储器范围

对于CPU SR/ST 20、SR/ST 30、SR/ST 40 和 SR/ST 60,用户数据分别增加 4KB。
对于 CPU SR/ST 20、SR/ST 30、SR/ST 40 和 SR/ST 60,保持范围分别增加 2KB。


1.7

新增指令

S7-200 SMART CPU V2.8 新增多种运算指令。



    位逻辑





      交替输出:ALT
      脉冲交替输出指令 (ALT) 在每个扫描周期取反输出位的状态。





      脉冲交替输出:ALTP



      脉冲交替输出指令 (ALTP) 在每个上升沿取反输出位的状态。









    转换



        双精度浮点到实数:DF_R将双精度浮点值 IN 转换为实数值,并将结果存入分配给 OUT 的地址处。如果转换的值过大以至于无法在输出中表示,则溢出位将置位,并且输出不受影响。

        BCD 到双精度整数:BCD_DI将二进制编码的十进制 DINT 数据类型值 IN 转换为双精度整数 DINT 数据类型的值,并将结果加载至分配给 OUT 的地址中。IN 的有效范围为 0 到 99999999 BCD。

        双精度整数到 BCD:DI_BCD将输入双精度整数 DINT 数据类型值 IN 转换为二进制编码的十进制 DINT 数据类型,并将结果加载至分配给 OUT 的地址中。IN 的有效范围为 0 到 99999999(整数)。

        量程变换:S_ITR、S_RTR、S_RTI可使用“量程变换”指令通过将 IN 输入的值映射到指定的值范围来缩放该值。







OUT = [(OSH - OSL) * (IN - ISL)/(ISH - ISL)] + OSL

OUT:转换结果

OSH:转换结果上限

OSL:转换结果下限

IN:换算对象

ISH:转换对象上限

lSL:转换对象下限

S_ITR:可使用此指令将模拟量输入转换为 S7-200 SMART 的内部数据。执行该指令时,输入 IN 处的整数值被缩放到由参数 OSH 和 OSL 定义的值范围。缩放的结果是实数,该实数存储在输出 OUT 处。

S_RTR:可使用此指令将 REAL 转换为另一个 REAL。执行该指令时,输入 IN 处的实数值被缩放到由参数 OSH 和 OSL 定义的值范围。缩放的结果是实数,该实数存储在输出 OUT 处。

S_RTI:可使用此指令将 S7-200 SMART 的内部数据转换为模拟量输出。执行该指令时,输入 IN 处的实数值被缩放到由参数 OSH 和 OSL 定义的值范围。缩放的结果是整数,该整数存储在输出 OUT 处。


    数学运算






        取最大值或最小值:MIN_MAX_B



        “MIN_MAX_B”指令比较可用输入的值,然后将最小值和最大值的值及索引写入 MinValue, MinValueIndex, MaxValue 和 MaxValueIndex 的输出。如果数组中有多个最小值或最大值,则会输出第一个最小值或最大值的索引号。数组的索引从 0 开始。

        取随机值:RAND_B



        随机指令向 OUT 输出生成所设定范围内的一个随机值。

        数组进行排序:SORT_B



        SORT 指令Mode有2中模式0和1,0:按升序排序;1:按降序排序,按照给定的模式对数组排序并将其写入 OUT 输出。

        取数组的平均值:AVG_B



        AVG_B 指令计算给定数组的平均值,并将其写入到 OUT 输出。

        取绝对值:ABS_I、ABS_DI、ABS_R



        该指令会对输入 IN 处指定的值取绝对值,并将结果加载到存储器位置 OUT 中。注:该指令不会影响边界值。例如,对于类型 INT,当输入为 -32768 时,则输出会保持 -32768。

        低通滤波器:LPF



        可使用“低通滤波器”指令来衰减高频分量,例如信号中的噪声。使用以下公式计算指令的结果:y(n) = Coef*y(n-1) + (1- Coef)* x(n);

        y(n) 为当前滤波器输出,Coef 为滤波器系数,y(n-1) 为上一个滤波器输出,x(n) 为当前采样值。

        可指定以下滤波器参数:

        Coef:滤波器系数,必须处于范围 [0, 1) 内

        如果作为命令中的比率参数的滤波器系数被设为 0,则不执行滤波。

        N:必须处于范围 [0, 63] 内,目前,S7-200 SMART 支持 64 个一阶低通滤波器,因此在编程时必须指定使用哪个滤波器。

        相同编号的低通滤波器将使用历史滤波值和当前采样值一起计算,得到当前滤波值。

        ARCSIN、ARCCOS、ARCTAN

        反正弦 (ARC_SIN)、反余弦 (ARC_COS) 和反正切 (ARC_TAN) 指令计算角度值 IN 的反三角函数,并在 OUT 中输出结果。

        ARCSIN 和 ARCCOS 的 IN 取值范围为 [-1,1]。

        输入角度值以弧度为单位。





    逻辑运算







        与非:NAND、或非:NOR 和 异或非:NXOR

        “与非”字节、“与非”字以及“与非”双字指令,两个输入值 IN1 和 IN2 的相应位进行逻辑“与非”运算,并将计算结果加载到 OUT 的存储单元中。

        “或非”字节、“或非”字以及“或非”双字指令,两个输入值 IN1 和 IN2 的相应位进行逻辑“或非”运算,并将计算结果加载到 OUT 的存储单元中。

        “异或非”字节、“异或非”字以及“异或非”双字指令,两个输入值 IN1 和IN2 的相应位进行逻辑“异或非”运算,并将计算结果加载到存储单元 OUT 中。




2

产品订货信息

以上内容就是本次 S7-200 SMART V2.8 版本固件新增功能的大致描述,对于 V2.7 固件的 CPU 若需要使用以上功能,需要将固件升级到 V2.8 版本。V2.8 版本 CPU 订货号与 V2.7 版本 CPU 订货号相同,可以通过 STEP 7 Micro/WIN SMART 编程软件在线查看 CPU 固件版本,如果使用的 STEP 7 Micro/WIN SMART 软件版本低于 V2.8 在线查看 V2.8 CPU 版本时会提示未知版本。下表列出了 V2.8 固件对应的 CPU 型号。



说明:


    固件版本为 V2.8 的 CPU 型号不能降级到 V2.7 或任何以前的版本

    先前订货号以 0AA0 结尾的任何 SR 或 ST 型号都不能升级到 V2.8

    订货号以 0AA1 结尾的 CPU 型号不能降级为任何之前的固件版本


S7-200 SMART V2.8 软件、固件、手册下载链接:

https://new.siemens.com/cn/zh/products/automation/systems/industrial/plc/simatic-s7200-smart.html



   

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