【西门子s7200】S7-200 SMART在血液透析水机中的应用 S7-200编程的几个实例的编程技巧解析

【西门子s7200】S7-200 SMART在血液透析水机中的应用 用S7-200编程的几个实例的编程技巧解析

在本次对水处理设备的升级改造中，使用了SMART系列PLC的SR40型号CPU作为控制器，SAMRT700IE人机界面作为监视操作器，EMAM06(4AI/2AQ)对电导率、压力、温度等模拟量信号进行处理。通过次改造，充分发挥了SR40型号CPU的系统功能，来实现对设备的控制和监控，也使我对小型机的功能有了新的认识。

一、项目简介

随着我国经济的快速发展，综合国力的显著提高，科学技术在各学术领域内交流与合作的广泛开展;作为血液透析水处理设备净化领域内重要组成部分之一—— 水处理，得到了越来越多的关注。它的进步与发展，将直接影响医用检验分析纯水机到患者的生存质量，对改善和延续患者的生命有着深远的意义。

衡量透析用水处理产品优劣的标准是其能否为血液透析提供优质的纯化水。其本身作为一种医疗设备，功能的完备性、性能的稳定性、操作的方便性也是一项十分重要的指标。

2015年3月国家药监局即将实施新的透析用水标准(YY0572-2015)，新标准对水处理设备提出了更高的要求，为了响应国家要求同时适应市场发展，公司决定对整套系统升级改造。考虑到医疗设备对系统稳定性的要求，决定控制系统改用西门子控制系统。

二、工艺原理

市政自来水—— 原水箱—— 原水泵—— 砂滤器—— 炭滤器—— 软化器—— 精密过滤器—— 反渗透主机—— 纯水箱—— 纯水泵—— UV杀菌器—— 精密过滤器—— 纯水

1、原水箱

作用：克服管网供水的不稳定性，保证整个系统的供水稳定连续;同时也给各设备长期性能可靠提供了保障。

2、原水泵

作用：给预处理各设备提供必需的工作压力。

3、机械过滤器(石英砂过滤器)

作用：原水首先经过机械过滤器，在过滤器中放置12-24目的精致石英砂，使原水中的絮凝 体、铁锈等悬浮杂质在此过程中被截留。由于机械过滤器在工作中截留了大量的悬浮杂质。

4、活性碳过滤器

作用：本工艺采用活性碳过滤器，作为反渗透装置的予处理，是非常重要的。反渗透系统要求进水指标SDI≤5，余氯<0.1mg/L。为满足其进水要求，需进一步纯化原水，使之达到反渗透的进水指标。在反渗透装置前设置碳滤器。

5、全自动软化水器或加药装置

作用：除去水中硬度(Ca2+ 、Mg2+)的过程称为软化。本设备装填001×7强酸型Na离子交换树脂，用钠离子置换原水中的钙、镁离子，使原水中的残余硬度低于0.03mmol/L。软化的目的是防止反渗透膜表面结垢，以延长反渗透膜的使用寿命和处理效率。

6、精密过滤器

作用：精密过滤又称为保安过滤器。它是原水进入反渗透膜装置前的一道处理工艺。PP过滤芯具有过滤流量大，纳污量大，压力损耗小的特点，可阻截不同粒径的杂质颗粒，集表面过滤与深层过滤于一体。精密过滤器使用一定时期后也有堵塞现象，因此，一定时期后PP熔喷滤芯必须更换，更换依据：精密过滤前后的压力差在0.05-0.1Mpa时更换。

7、高压泵

作用：高压泵是提供给反渗透系统所需产水流量及水质的工作压力。使过滤水经过泵体后达 到10公斤左右的压力，以满足膜体的进水压力，保证纯水的出水量。

8、反渗透装置(纯水装置)

作用：反渗透装置是纯化水生产线的主要部分。本装置选用美国陶氏公司生产的节能型复合膜ESPA型反渗透膜元件。ESPA系列为高脱盐率苦咸水淡化膜。可在较低操作压力下，获取高水通量，其平均脱盐率99.5%。由于ESPA膜具有上述的优点，从而为水泵、压力容器、管道、阀门等配套设备的选择提供了更为广泛的空间。而且使用功率更小的电机即可满 足工作的需要。同时，ESPA膜的高水通量、高脱盐率的特性，这些都使设备制造成本和系统设备投资费用大为降低，并且可大量的节省能源，降低了系统的运行费用，提高水质。

9、水箱(原水箱)

作用：储备反渗透产品水，并为下一级系统工作提供稳定的供水。控制：水箱内设有高，低液位开 关，控制高压泵和增压泵。当平衡水箱处于低水位时，增压泵自动启动，开始产水。 当水箱处于高水位时，高压泵停止工作。

10、增压泵

作用：给后级混床提供必需的工作压力。

11、纯化水箱(成品水箱)

作用：混床出水，进入纯化水箱，再通过纯化水箱送至各用水点。

12、精过滤处理器

作用：选用1μm聚丙烯材料滤芯，可有效截留管道内的极微小颗粒及杀灭的细菌。

预处理部分

设备主机

设备整体

设备管路

应用大厅

纯水用于透析机

三、方案选型

1、控制方案设计

针对本系统特点，选用小型plc，系统需要对压力，电导，温度等模拟量控制加装模拟量控制模块，使用人机界面完成对设备的操作与监控。

2、IO表设计及PLC选型

3、其它主要电气设备选型

另外选择了其他主要设备如下：

设备控制柜

四、编程与调试

1、IO控制程序编程与调试

主程序：程序初始化→主程序→子程序调用→输出控制

子程序：1，自动 2，手动 3，定时开关机 4，脉动冲洗 5，数据处理 6，化学消毒 7，热消毒 8，pid运算 9，应急供水 10，记录操作 11，报警处理

2、画面的编程与调试

五、应用体会

S7-200 SMART 麻雀虽小，五脏俱全，本次使用的SR40型号CPU的PLC进行系统设计和编程，整体感觉使用性能良好，很适合在系统点数要求不高的场合使用。与之前的控制系统相比，虽然控制点数上略有减少，但是本体集成的串口为通讯总线的建立提供了非常便利的条件，使得许多较为复杂的设备可以简单地与PLC连接，也使得PLC本身具有了可以扩展的特性。

用S7-200编程的几个实例的编程技巧解析

本文用 编写的几个实例都是在网上发表或在回答网友的求助编写的，程序短小，针对性强，有程序解析，特别适合初学者学习参考。

一、

网友求助“西门子PLC用一个按钮控制电机启停，不容许用中继，可用计数器定时器…”

答复：只用PLC一条指令，就可实现电机启停。见下图：

该梯形图是：在SR触发器的输出端接Q0.0的输出线圈，再用Q0.0的常开与常闭点串接在R、S输入端上，这样的处理可确保动作的可靠性。该梯形图的工作原理说明，请见“用S7-200编程的三个实例解析”中的第1例。

二、

用S7-200编程，可实现用一个按钮可控制电机的正传、反转、停车的梯形图

该梯形图编程技巧是：用按钮的输入点（I1.0）连接断电延时定时器（T101），及通电延时定时器（T102），T101延时为0.2 S，T102延时为1 S，T101作用是防按钮颤动而形成连发现象，确保按一下按钮只产生一个脉冲（即T101）从而确保对MB5加1运算的正确性，二次连续按钮的时间间隔控制在0.5S以下，T102 延时为 1S，故在连续按钮时，由于间隔时间小于1S，它不断的被切断。只有按下按钮不抬起（保持I1.0=1），当延时大于1S时，T102动作，其前沿将MB5的内容传入MB6，再将MB5清0。

工作原理及操作说明：

1）开机SM0.1将MB5置1、MB6清0，由于M6.0、M6.1皆为0，使Q0.0与Q0.1都=0，故电机停止不动。

2）电机正传运行：点击一下按钮（I1.0），产生一个(T101=1)的正脉冲，其后沿触发MB5计数器，使其+1，再按下按钮不抬起，此时MB5=0000_0010。经1秒延时，T102闭合，其前沿将MB5的内容送入MB6，随之将MB5清0。此时M6.0=0、M6.1=1，故使Q0.0=1，电机正传运行。随后将按钮抬起，T101的后沿使MB5+1，此时MB5=0000_0001。

3）电机停转：按下按钮不抬起，此时MB5=0000_0001。延时1秒后T102动作，T102=1的前沿，将MB5送入MB6，之后MB5清0，此时M6.0=1、M6.1=0，故Q0.0、Q0,1皆为0，电机停止转动。当按钮抬起时，T101的后沿触发MB0，使MB5=1。

4）电机反转运行：点击二下按钮（I1.0），产生二个(T101=1)的正脉冲，其后沿触发MB5计数器，使其+2，再按下按钮不抬起，此时MB5=0000_0011。经1秒延时，T102闭合，其前沿将MB5的内容送入MB6，随之将MB5清0。此时M6.0=1、M6.1=1，故使Q0.1=1，电机反传运行。随后将按钮抬起，T101的后沿使MB5+1，此时MB5=0000_0001。

该程序不需任何外围硬件，而且程序简短，经上机运行考验，程序正确，动作可靠。可以实用。

三、

网友求助：“s7-300里的定时器t1，怎么循环启动? 现在是，使用完一次，t1就停止了！而我想用T1实现每隔2秒重复一个动作！请大家帮忙，谢谢！”

又提出：“其实，我就是想用定时器来实现每隔3秒，QB0循环右移一位。我现在比较菜鸟哈，希望高手们能指点详细点，最好能有梯形图！嘿嘿，感谢！！”

回复：“ 楼主：根据你的要求“其实，我就是想用定时器来实现每隔3秒，QB0循环右移一位。”我给你编出用S7-200和用S7-300编出的功能一样的梯形图。从图中可以看出，S7-200由于采用字节循环右移指令，所以编出程序简短易懂。S7-300由于没有字节循环右移指令，就得通过编程来达到同样的功能作用，编出的程序相对长了一些，看懂梯形图也相对难了一点。有什么问题可以提出，我可以解答。 ”

解析梯形图：

1、图一是用S7200编写的图形图，其编程技巧有二：（1）用通电延时定时器T101的常闭点连接T101的线圈构成振荡器，其脉冲的低电平为3秒宽度，高电平为连续二个扫描周期的间隔时间，即只出现一次，故可直接用T101的常开触点去触发QB0的循环右移，而不需选用其前沿触发，就可确保QB0只右移一次。（2）、选用字节循环右移指令，在T101=1的这一扫描周期里将此时刻的QB0内容右移一位，同时又自动的将移出的QB0的最高位（Q0.7）送回QB0的最低位（Q0.0）（如不需循环右移，可改用字节右移一位的指令），使编程简短易懂。

2、图二是用S7300编写的图形图，其编程技巧也是使用T101构成的振荡器，利用该振荡脉冲的正方波在程序扫描中只出现一次的特点，完成将QB0右移一位。由于S7-300没有字节移位指令，编程是这样处理：将QBO送入MW7的低字节MB8中，右移一位MW7，MB8也随之右移一位， MB8的最高位移到MB7的最低位（即M8.0），再把M8.0送入M7.0中，再把MB8送回QB0，从而实现了将QB0内容的循环右移一位的功能，如程序不需要循环右移，可将“M7.0àM8.0”这条语句去掉就可以了。

四、

网友求助：“如何把一个字节的全部位，高位低位反向重排。”

回复：现用S7-200编出一个字节内容反排列的程序梯形图，供你参考

程序解析：该程序编程的技巧就是巧妙地运用字节的循环左移与字节右移：MB10为原数据，MB12为转换后的反排列数据，启动此程序，先将MB0=7,再使M1.0、M1.1置1。M1.0=1，先将M10,7àM12.7,再将MB10循环左移一次，这样原MB10的内容左移一位，原M10.0àM10.7,而MB12右移一位,M12.7àM12.6, 0àM12.7’,接着MB0减1，再判断MB0等不等0，不等0，下一周期再进行上述移位运算及判断，当MB0=0时，MB10循环左移7次，同时使M1.0=0,停止此段程序再运行，M1.0=0、M1.1=1，使MB10又右移一位，使MB10正好恢复原数值，而MB12的内容变为MB10的内容的反排列数值。

由于PLC指令没有位信号交换指令，对于字或双字的内容反排列用此思路编程最好，对单字节也可这样编程：将M10.7－－>M12.0 M10.6－－>M12.1 M10.5>M12.2 M10.4－－>M12.3 .....M10.0－－>M12.7即可。再将MB12－－>MB10，就可实现将一个字节的内容反排列仍放在原字节中。

五、

网友求助：“用西门子200梯形图编写总共有八个灯泡，通电后第一个灯泡亮三秒灭五秒接着下个灯泡亮，直到第八个灯泡亮三秒灭五秒后自动返回到第一个灯泡继续循环，你搞下，我那天面试的题目，不是很难，但也没编好”

回复：根据你的要求用S7-200给你编出如下梯形图.，供你参考。如有看不明白之处，可告知，给你解释。

程序解析：该程序编程的特点，就是巧妙地运用T101、T102构成的振荡器与MB8的循环左移相结合，使编出的程序短小精炼：T101与T02二个定时器构成负3秒正5秒的方波振荡器，利用T102=1只占1个扫描周期将MB8循环左移一位，这样用MB0中的各位为信号与T101的常闭点相与，去连接QB0的各个位输出，就可达到控制目的。

以下是相关提问：

1、s7-200程序怎样转成S7-200smart？

直接用S7-200smart软件就可以打开200plc的程序。不用转换，直接软件打开就可以了！只要不是特殊的指令，打开都能编译通过的。可以看看下面的：

2、

s7--200编程求实例{}用s7-200怎样完成下面的动作：1、2、3、4、5、6、7、8、9和1、2、3、4、5、6、7、8、9两组数，完成 1*1、1*2、1*3.....1*9 2*1、2*2、2*3.....2*9 3*1、3*2、3*3.....3*9 . . . 直到 9*1、9*2、9*3.....9*9 将结果放入寄存器中

不知道你所谓的寄存器是什么，所以暂时用V区寄存器代替

程序说明：

START1：按下程序启动，M0.0

DATA1：乘数1,VW0

DATA2：乘数2,VW2

RESULT：结果,VW4

CLOCK_1S:系统1S定时器

程序过程：

START1按下，程序启动，给DATA1和DATA2 赋初值1，

DATA1与DATA2相乘后，DATA1自加1，当DATA1>=10,DATA1赋值1，data2+=1

当data2>=10，data2=1，如此循环。

很简单的一个小程序，可以连上PLC用电脑查看下V区数据，每隔1秒变化一次。

程序：

网络1：

LD    START1:M0.0

EU

MOVW   1, DATA1:VW0

AENO

MOVW   1, DATA2:VW2

网络2

LD    START1:M0.0

A      Clock_1s:SM0.5

EU

LPS

MOVW   DATA1:VW0, RESULT:VW4

AENO

*I     DATA2:VW2, RESULT:VW4

AENO

+I     1, DATA1:VW0

LRD

AW>=   DATA1:VW0, 10

MOVW   1, DATA1:VW0

AENO

+I     1, DATA2:VW2

LPP

AW>=   DATA2:VW2, 10

MOVW   1, DATA2:VW2

附上LAD程序，见附件