硬件配置和软件环境
3.1实验配置
3.1.1 西门子S7-200
S7-200系列PLC可提供4种不同的基本单元和6种型号的扩展单元。其系统构成包括基本单元、扩展单元、编程器、存储卡、写入器、文本显示器等。本论文采用的是CUP224。它具有24个输入点和16个输出点。S7-200系列的基本单元如表3-1所示[13]。
表3-1 S7-200系列PLC中CPU22X的基本单元
型 号 S7-200CPU221 S7-200CPU222 S7-200CPU224 S7-200CPU224XP S7-200CPU226
输入点 输出点 6 4 8 6 14 10 24 16 24 16 可带扩展模块数 0 2个扩展模块 7个扩展模块 7个扩展模块 7个扩展模块 3.1.2 传感器
热电偶是一种感温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号。常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。标准化热电偶我国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。本论文才用的是K型热电阻[14]。
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3.1.3 EM 231模拟量输入模块
传感器检测到温度转换成0～41mv的电压信号，系统需要配置模拟量输入模块把电压信号转换成数字信号再送入PLC中进行处理。在这里，我们选用了西门子EM231 4TC模拟量输入模块。
EM231热电偶模块提供一个方便的，隔离的接口，用于七种热电偶类型：J、K、E、N、S、T和R型，它也允许连接微小的模拟量信号(±80mV范围)，所有连到模块上的热电偶必须是相同类型，且最好使用带屏蔽的热电偶传感器。
EM231模块需要用户通过DIP开关进行选择的有：热电偶的类型、断线检查、测量单位、冷端补偿和开路故障方向，用户可以很方便地通过位于模块下部的组态DIP开关进行以上选择，如图3-2所示。本设计采用的是K型热电偶，结合其他的需要，我们设置DIP开关为00100000。
对于EM231 4TC模块，SW1～SW3用于选择热电偶类型，见表3-3 。SW4没有使用，SW5用于选择断线检测方向，SW6用于选择是否进行断线检测，SW7用于选择测量单位，SW8用于选择是否进行冷端补偿，见表3-4[15]。
为了使DIP开关设置起作用，用户需要给PLC的电源断电再通电。
图3-2 EM231模块DIP开关
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表 3-3 热电偶类型选择
热电偶类型 J（默认） K T E R S N +/-80mv 0 0 0 0 1 1 1 1 SWI 0 0 1 1 0 0 1 1
表 3-4 热电偶其他设置
DIP开关 SW5 SW6 SW7 SW8
熔断方向 断线 测量单位 冷端启用 功能 正向标定 负定方向 启动断线测量电流 禁止断线测量电流 摄氏 华氏 冷端补偿启用 冷端补偿禁止 0 1 0 1 0 1 0 1 开/关状态 SW2 0 1 0 1 0 1 0 1 SW3 3.2 STEP 7 Micro/WIN32软件介绍
STEP 7-MWIN32编程软件是基于Windows的应用软件，是西门子公司专门
为SIMTIC S7-200系列PLC设计开发的。该软件功能强大，界面友好，并有方便的联机功能。用户可以利用该软件开发程序，也可以实现监控用户程序的执行状态，该软件是SIMATIC S7-200拥护不可缺少的开发工具
3.2.1安装STEP 7-MWIN32 V4.0
在开始安装的时候是选择语言界面，对于版本4.0来说，这时候没有选择中文的，但可以先选择其他语言，见图3-5。等软件安装好之后再进行语言的切换。
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图 3-5 语言选择界面
在安装的最后，会出现一个界面，按照硬件的配置，我们需要用232通信电
缆，采用PPI的通信方式，所以要选择PPI/PC Cable(PPI)，这个时候在弹出来的窗口中选择端口地址，通信模式，一般选择默认就可以了，见图3-6。
图 3-6 通信设置界面
如果想改变编程界面的语言，可在软件的主界面的工具栏中选择tools目录下选择option选项，在出现的界面中选择general,然后在右下角就可以选择中文了。见图3-7所示。
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图3-7 语言重设界面
3.2.2 系统参数设置
系统块用来设置S7-200 CPU的系统选项和参数等。系统块更改后需要下载到CPU中，新的设置才能生效。系统块的设置如下，需要注意的是，PLC的地址默认是2，但本设计中需要用到的地址是1，如图3-8。通信端口的设置，同样的，我们用到的地址是1，如图3-9所示。
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