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西門子SIMATIC S7-200系列PLC的特點(diǎn)、產(chǎn)品類型及編程軟件

S7-200系列PLC的特點(diǎn)：

是SIEMENS公司推出的一種小型PLC

（1）它結(jié)構(gòu)緊湊

（2）擴(kuò)展性良好

（3）指令功能強(qiáng)大

（4）價格低廉

成為當(dāng)代各種小型控制工程的理想控制器。

2．S7-200PLC的產(chǎn)品：

（1）集成一定數(shù)字I/O點(diǎn)的CPU：CPU221、CPU 222、CPU 224、CPU 226、CPU 226XM

（2）擴(kuò)展模塊：主要有

數(shù)字量擴(kuò)展模塊：EM221、EM222、EM223

模擬量擴(kuò)展模塊：EM231、EM 232、EM 235

通訊模塊：EM277、EM241等

其它模塊：特殊功能模塊

可以十分方便地組成不同規(guī)模的控制器。其控制規(guī)?？梢詮膸c(diǎn)到幾百點(diǎn)。S7-200PLC可以方便地組成PLC-PLC網(wǎng)絡(luò)和微機(jī)-PLC網(wǎng)絡(luò)，從而完成規(guī)模更大的工程。

3．S7-200的編程軟件：STEP7-Micro/WIN32。該編程軟件可以方便地在Windows環(huán)境下對PLC編程、調(diào)試、監(jiān)控。使得PLC的編程更加方便、快捷。可以說，S7-200可以完美地滿足各種小規(guī)?？刂葡到y(tǒng)的要求。

• 用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400F/FH。
• 可用于 S7-400H 容錯系統(tǒng)
• 可通過 F 運(yùn)行版授權(quán)作為具有 F 功能的 CPU 在 S7-400F/FH 安全相關(guān)系統(tǒng)中使用
• 帶偶集成的 PROFIBUS DP 主站和組合 MPI/PROFIBUS DP 主站接口
• 帶集成 PROFINET 接口（2 端口交換機(jī)）
• 帶兩個用于 Sync 模塊的插槽

CPU 416-5H 可用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400F/FH。它可建立故障容錯 S7-400H 系統(tǒng)。也可結(jié)合 F 運(yùn)行授權(quán)一起用于 S7-400F/FH 故障安全自動化系統(tǒng)。

內(nèi)置的 PROFIBUS-DP 接口使它能夠作為主站直接連接到 PROFIBUS-DP 現(xiàn)場總線。

基于帶交換機(jī)功能的內(nèi)置 PROFINET 接口，提供 2 個可外部訪問的 PROFINET 端口。這樣，可實(shí)現(xiàn)線性或環(huán)形結(jié)構(gòu)。

• CPU 用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400F/FH
• 可在高可用性 S7-400H 系統(tǒng)中使用
• 可結(jié)合故障安全 S7-400F/FH 系統(tǒng)中的 F-Runtime 授權(quán)和 F 兼容 CPU 使用
• 帶有集成 PROFIBUS DP 主站接口
• 帶有 2 個用于同步模塊的插槽

CPU 417-5H 是用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400 F/FH 的功能強(qiáng)大的 CPU， 可以用于實(shí)現(xiàn) S7-400H 高可用性系統(tǒng)。也可結(jié)合 F 運(yùn)行授權(quán)一起用于 S7-400F/FH 故障安全自動化系統(tǒng)。

通過內(nèi)置 PROFIBUS-DP 接口，還可使它作為主站，直接連接到 PROFIBUS-DP 現(xiàn)場總線。

基于帶交換機(jī)功能的內(nèi)置 PROFINET 接口，提供 2 個可外部訪問的 PROFINET 端口。這樣，可實(shí)現(xiàn)總線性或環(huán)形結(jié)構(gòu)。

• SIMOTION CX32-2 控制器擴(kuò)展模塊
• CBE30-2 通信板
• TB30 端子模板

SIMOTION CX32-2 控制器擴(kuò)展模塊是一個 SINAMICS S120 書本型變頻調(diào)速柜模塊。通過此模塊，可將 SIMOTION D4x5-2 控制單元的驅(qū)動端計(jì)算性能加以擴(kuò)展。

通過集成驅(qū)動器計(jì)算性能，SIMOTION D4x5-2 控制單元可以操作多 6 個伺服軸、6 個矢量軸或 12 個 V/f 軸。

利用 SIMOTION CX32-2 控制器擴(kuò)展模塊，通過多 6 個附加伺服軸、6 個矢量軸或 12 個 V/f 軸將驅(qū)動器計(jì)算性能進(jìn)行擴(kuò)展。這樣就可以根據(jù)應(yīng)用要求來增加多軸系統(tǒng)的軸數(shù)。

如果需要，還可在一個 SIMOTION D4x5-2 控制單元上操作多個 CX32-2 控制器擴(kuò)展模塊。

• CX32-2 控制器擴(kuò)展模塊的寬度為 25 mm，只需要很小的空間，因此非常適合在結(jié)構(gòu)緊湊的機(jī)器上使用。
• CX32-2 控制器擴(kuò)展模塊通過 DRIVE-CliQ 連接到 SIMOTION D4x5-2，所以無需附加模塊，便可實(shí)現(xiàn)驅(qū)動器的高性能、等時同步閉環(huán)控制。SIMOTION D4x5-2 模塊上的通訊接口可用于其它連接。
• 控制器擴(kuò)展模塊的尋址與 PROFIBUS/PROFINET 上的尋址無關(guān)。這對于模塊化機(jī)器概念十分有利。
• 簡便的布線與組態(tài)
• 來自與 SIMOTION D4x5-2 相連的饋入部分的“控制運(yùn)行”信號可極為方便地與 CX32-2 控制器擴(kuò)展模塊的驅(qū)動器互連。
• CX32-2 控制器擴(kuò)展模塊不需要有自己的 CF 卡。數(shù)據(jù)是在 SIMOTION D4x5-2 控制單元的 CF 卡上集中管理的。這樣做有以下優(yōu)勢：
  • 模塊更換簡便（無需在 CX32-2 上進(jìn)行操作，例如，更換存儲卡）
  • 在固件升級期間，CX32-2 控制器擴(kuò)展模塊會自動通過 SIMOTION D4x5-2 控制單元的集成驅(qū)動器進(jìn)行升級。
  • 通過 SIMOTION D4x5-2 進(jìn)行集中許可證處理

Design

實(shí)例:12 軸系統(tǒng)，配有 SIMOTION D4x5-2 和 SIMOTION CX32-2 控制器擴(kuò)展模塊

SIMOTION CX32-2 控制器擴(kuò)展模塊通過 DRIVE-CLiQ 連接到 SIMOTION D4x5-2。

這樣就可實(shí)現(xiàn)非常緊湊的多軸系統(tǒng)，例如，帶有 12 個伺服軸。

如果需要，還可在一個 SIMOTION D4x5-2 控制單元上操作多個 SIMOTION CX32-2 控制器擴(kuò)展模塊。

• 一個 SIMOTION D425-2 上多可操作 3 個 CX32-2
• 一個 SIMOTION D435-2、D445-2 或 D455-2 上多可操作 5 個 CX32-2

原則上，也可連接第 4 個或第 6 個 CX32-2 控制器擴(kuò)展模塊。在此情況下，不能再將變頻器/變頻器組件連接至 SIMOTION D4x5-2 的集成驅(qū)動控制。所有變頻器隨后必須通過所連接的 控制器擴(kuò)展模塊來運(yùn)行。例如，這在實(shí)現(xiàn)分布式、模塊化機(jī)器概念時十分有用。

通過 SINAMICS S110/S120 控制單元以及 PROFIBUS 或 PROFINET，可執(zhí)行附加驅(qū)動控制。

注意

SIMOTION CX32-2 控制器擴(kuò)展模塊只能與 SIMOTION D4x5-2 控制單元配套使用。不能與 SIMOTION D4x5 控制單元一起使用。

SIMOTION CX32 控制器擴(kuò)展模塊應(yīng)用于 SIMOTION D435 和 D445-1 控制單元（訂貨號 6SL3040-0NA00-0AA0）。

• 20個不同的CPU:
  • 7種標(biāo)準(zhǔn)型CPU(CPU 312,CPU 314,CPU 315-2 DP,CPU 315-2 PN/DP,CPU 317-2 DP,CPU 317-2 PN/DP,CPU 319-3 PN/DP)
  • 6 個緊湊型 CPU（帶有集成技術(shù)功能和 I/O）（CPU 312C、CPU 313C、CPU 313C-2 PtP、CPU 313C-2 DP、CPU 314C-2 PtP、CPU 314C-2 DP）
  • 5 個故障安全型 CPU（CPU 315F-2 DP、CPU 315F-2 PN/DP、CPU 317F-2 DP、CPU 317F-2 PN/DP、CPU 319F-3 PN/DP）
  • 2種技術(shù)型CPU(CPU 315T-2 DP, CPU 317T-2 DP)
• 18種CPU可在-25°C 至 +60°C的擴(kuò)展的環(huán)境溫度范圍中使用
• 具有不同的性能等級，滿足不同的應(yīng)用領(lǐng)域。

SIMATIC S7-300 提供多種性能等級的 CPU。除了標(biāo)準(zhǔn)型 CPU 外，還提供緊湊型 CPU。
同時還提供技術(shù)功能型 CPU 和故障安全型 CPU。

下列標(biāo)準(zhǔn)型CPU 可以提供：

• CPU 312，用于小型工廠
• CPU 314，用于對程序量和指令處理速率有額外要求的工廠
• CPU 315-2 DP，用于具有中/大規(guī)模的程序量以及使用PROFIBUS DP進(jìn)行分布式組態(tài)的工廠
• CPU 315-2 PN/DP，用于具有中/大規(guī)模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進(jìn)行分布式組態(tài)的工廠，在PROFInet上實(shí)現(xiàn)基于組件的自動化中實(shí)現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)
• CPU 317-2 DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP進(jìn)行分布式組態(tài)的工廠
• CPU 317-2 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進(jìn)行分布式組態(tài)的工廠，在PROFInet上實(shí)現(xiàn)基于組件的自動化中實(shí)現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)
• CPU 319-3 PN/DP，用于具有極大容量程序量何組網(wǎng)能力以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進(jìn)行分布式組態(tài)的工廠，在PROFInet上實(shí)現(xiàn)基于組件的自動化中實(shí)現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)
  

下列緊湊型CPU 可以提供：

• CPU 312C，具有集成數(shù)字量 I/O 以及集成計(jì)數(shù)器功能的緊湊型 CPU
• CPU 313C，具有集成數(shù)字量和模擬量 I/O 的緊湊型 CPU
• CPU 313C-2 PtP，具有集成數(shù)字量 I/O 、2個串口和集成計(jì)數(shù)器功能的緊湊型 CPU
• CPU 313C-2 DP，具有集成數(shù)字量 I/O 、PROFIBUS DP 接口和集成計(jì)數(shù)器功能的緊湊型 CPU
• CPU 314C-2 PtP，具有集成數(shù)字量和模擬量 I/O 、2個串口和集成計(jì)數(shù)、定位功能的緊湊型 CPU
• CPU 314C-2 DP，具有集成數(shù)字量和模擬量 I/O、PROFIBUS DP 接口和集成計(jì)數(shù)、定位功能的緊湊型 CPU
  

下列技術(shù)型CPU 可以提供：

• CPU 315T-2 DP，用于使用 PROFIBUS DP進(jìn)行分布式組態(tài)、對程序量有中/高要求、同時需要對8個軸進(jìn)行常規(guī)運(yùn)動控制的工廠。
• CPU 317T-2 DP，用于使用 PROFIBUS DP進(jìn)行分布式組態(tài)、對程序量有高要求、又必須同時能夠處理運(yùn)動控制任務(wù)的工廠
  

下列故障安全型CPU 可以提供：

• CPU 315F-2 DP，用于采用 PROFIBUS DP 進(jìn)行分布式組態(tài)、對程序量有中/高要求的故障安全型工廠
• CPU 315F-2 PN/DP，用于具有中/大規(guī)模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進(jìn)行分布式組態(tài)的工廠，在PROFInet上實(shí)現(xiàn)基于組件的自動化中實(shí)現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)
• CPU 317F-2 DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP進(jìn)行分布式組態(tài)的故障安全工廠
• CPU 317F-2 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進(jìn)行分布式組態(tài)的工廠，在PROFInet上實(shí)現(xiàn)基于組件的自動化中實(shí)現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)

• CPU 319F-3 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進(jìn)行分布式組態(tài)的故障安全型工廠，在PROFInet上實(shí)現(xiàn)基于組件的自動化中實(shí)現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)
• 
  

S7-300PLC 6ES7368-3BB01-0AA0

6ES7194-4CA00-0AA0鏈接模塊

S7-200系列 PLC的數(shù)據(jù)存儲器尋址

在S7-200PLC中所處理數(shù)據(jù)有三種，即常數(shù)、數(shù)據(jù)存貯器中的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)對象中的數(shù)據(jù)。

1．常數(shù)及類型

    在S7-200的指令中可以使用字節(jié)、字、雙字類型的常數(shù)，常數(shù)的類型可指定為十進(jìn)制、

十六進(jìn)制（6#7AB4）、二進(jìn)制（2#10001100）或ASCII字符（‘SIMATIC’）。PLC不支持?jǐn)?shù)據(jù)類型的處理和檢查，因此在有些指令隱含規(guī)定字符類型的條件下，必須注意輸入數(shù)據(jù)的格式。

2．?dāng)?shù)據(jù)存貯器的尋址

（1）數(shù)據(jù)地址的一般格式  數(shù)據(jù)地址一般由二個部分組成，格式為：Aal.a2。其中：A區(qū)域代碼（I，Q，M，SM，V），al字節(jié)首址，a2位地址（0~7）。例如I10.1表示該數(shù)據(jù)在I存儲區(qū)10號地址的第1位。

（2）數(shù)據(jù)類型符的使用  在使用以字節(jié)、字或雙字類型的數(shù)據(jù)時，除非所用指令已隱含有規(guī)定的類型外，一般都應(yīng)使用數(shù)據(jù)類型符來指明所取數(shù)據(jù)的類型。數(shù)據(jù)類型符共有三個，即B（字節(jié)），W（字）和D（雙字），它的位置應(yīng)緊跟在數(shù)據(jù)區(qū)域地址符后面。例如對變量存貯器有VBl00、VW100、VDl00。同一個地址，在使用不同的數(shù)據(jù)類型后，所取出數(shù)據(jù)占用的內(nèi)存量是不同的。

3．?dāng)?shù)據(jù)對象的尋址

數(shù)據(jù)對象的地址基本格式為：An，其中A為該數(shù)據(jù)對象所在的區(qū)域地址。A共有6種：T（定時器），C（計(jì)數(shù)器），HC（高速計(jì)數(shù)器），AC（累加器），AIW（模擬量輸入），AQW（模擬量輸出）。

• 數(shù)字量輸入/輸出作為 SIMATIC S7-1200 CPU 的集成 I/O 的補(bǔ)充
• 信號模塊作為獨(dú)立的模塊；
  可以與 SIMATIC S7-1200 的所有 CPU 一起使用（CPU 1211C 除外）
• 信號板將作為模塊插到 CPU 上，在空間有限的情況下使用；
  可以與 SIMATIC S7-1200 的所有 CPU 一起使用
• 用于使控制器靈活地適應(yīng)相關(guān)任務(wù)的要求
• 用于使用附加輸入端和輸出端對系統(tǒng)進(jìn)行后續(xù)擴(kuò)展

除了現(xiàn)有的集成數(shù)字量輸入/輸出之外，數(shù)字?jǐn)U展模塊還可以提供更多的數(shù)字量輸入/輸出使用選項(xiàng)s。

這為用戶提供了下列優(yōu)勢：

• 佳適應(yīng)性：
  • 使用可以根據(jù)需要混合的信號模塊，用戶可以使其控制器準(zhǔn)確地滿足相關(guān)任務(wù)的要求。這可以避免產(chǎn)生不必要的?？梢允褂脦в?8 個、16 個和 32 個輸入/輸出通道的模塊
  • 在空間有限的情況下，或只需要少數(shù)附加輸入/輸出的情況下，可以使用信號板。通過信號板可以對 S7-1200 CPU 進(jìn)行模塊化擴(kuò)展。這不會增加控制器所需的安裝空間
• 靈活性：
  如果任務(wù)后續(xù)有所擴(kuò)展，可以升級控制器。更新用戶程序非常簡單。

信號模板

信號模塊具有與基本設(shè)備相同的設(shè)計(jì)特點(diǎn)：

• 安裝在 DIN 導(dǎo)軌上：
  模塊安裝在右側(cè) CPU 旁邊的導(dǎo)軌上，相互電氣、機(jī)械地連接，并且通過滑塊機(jī)構(gòu)連接到 CPU
• 直接安裝：
  水平或垂直安裝在 DIN 導(dǎo)軌上或使用集成的鉆孔直接安裝在控制柜中
• 由于所有數(shù)字模塊均配備可拆卸的連接端子（“獨(dú)立接線”），所以更換方便。

信號板

信號板直接插到每個 S7-1200 CPU 前面的插座中。

• 安裝：
  信號板直接插到 SIMATIC S7-1200 CPU 中，因此可以電氣、機(jī)械地連接到 CPU
• CPU 的安裝尺寸保持不變
• 由于所有信號板均配備可拆卸的連接端子（“獨(dú)立接線”），所以更換方便。

說明

信號模塊不能與 CPU 1211C 一起使用。
信號板可以與 SIMATIC S7-1200 的所有 CPU 一起使用。

需要以緊湊室外結(jié)構(gòu)提供單軸運(yùn)動控制和 PLC 功能時，SIMOTION D410-2 是理想解決方案。不過，該解決方案也可用于塊型小型多軸組（通常為 2 到 3 軸，大 8 軸）。實(shí)現(xiàn)這些應(yīng)用時，SINAMICS 控制單元通過 PROFIBUS 或 PROFINET 與 SIMOTION D410-2 連接。

SIMOTION D410-2 應(yīng)用示例包括：

• 自主控制單軸
• 橫向切斷機(jī)
• 纏繞機(jī)應(yīng)用
• 送料裝置/滾柱進(jìn)給/印刷機(jī)送料機(jī)
• 同步加工設(shè)備
• 緊湊型機(jī)器模塊，例如
  • 印后應(yīng)用中的送料機(jī)
  • 收縮包裝機(jī)。
• 模塊型小型多軸組（通常為 2 至 3 軸）

含 3 個軸（1 × D410-2 DP/PN，2 × CU310-2 PN）的 SIMOTION D410-2 軸組

SIMOTION D410-2 支持“定位”(POS)、“同步運(yùn)行/電子齒輪”(GEAR) 和“凸輪”(CAM) 這些工藝功能在內(nèi)的運(yùn)動控制。但 V4.4 不支持“軌跡插補(bǔ)”(PATH)。

接口

顯示和診斷

• 使用 LED 指示燈來顯示運(yùn)行狀態(tài)和錯誤
• 3 個測量插座
• 維修開關(guān)和模式選擇開關(guān)
• 診斷按鈕

內(nèi)置 I/O

• 5 點(diǎn)數(shù)字量輸入
• 8 點(diǎn)數(shù)字量輸入/輸出（多 8 點(diǎn)用作凸輪輸出或者多 8 點(diǎn)用作測量輸入）
• 3 點(diǎn)故障安全雙通道輸入 (F-DI)；也可用作 6 DI
• 1 點(diǎn)故障安全輸出 (F-DO)；也可用作 1 DO
• 1 點(diǎn)模擬量輸入（可以是 ± 10 V 或 ± 20 mA）

通信

• 1 x DRIVE-CLiQ
• 1 x PROFINET IO（1 個接口帶兩個 端口，僅限 D410-2 DP/PN）
• 1 x PROFIBUS DP（(D410-2 DP：2 × PROFIBUS DP）

數(shù)據(jù)備份

• 1 個 SIMOTION CF 卡插槽

其它接口

• 24 V 電路電源端子
• 1 點(diǎn)編碼器輸入，用于
  • HTL/TTL 增量編碼器
  • SSI 值編碼器（不帶增量信號）
• 1 點(diǎn)溫度傳感器輸入（KTY84-130 或 PTC）
• 背面的 PM IF 接口（功率模塊接口），用于直接連接模塊型 SINAMICS S120 PM240-2 或 PM340 功率模塊

組裝/安裝

SIMOTION D410-2 可直接插到模塊型 SINAMICS S120 功率模塊中。

或者，可以將 SIMOTION D410-2 安裝在安裝板（需單獨(dú)訂購）上，然后通過 DRIVE-CLiQ 連接到電源模塊。這種情況下，必須將 CUA31/CUA32 控制單元適配器連接到電源模塊。SIMOTION D410-2 只能連接一個控制單元適配器。

注：

通過 CUA31/CUA32 連接電源模塊時，不能通過內(nèi)置端子（F-DI、F-DO）使用安全集成擴(kuò)展功能。

AC/AC 裝置型功率模塊通過 DRIVE-CLiQ 接口連接到 SIMOTION D410-2。書本型逆變單元無法連接 SIMOTION D410-2。

安裝在安裝板上的 SIMOTION D410-2 也可在不使用功率模塊的情況下運(yùn)行，例如

• 在液壓應(yīng)用中，將 TM31 用于模擬量輸入和模擬量輸出
• 用于連接帶模擬 ± 10 V 設(shè)定值接口 (IM 174/ADI 4) 的驅(qū)動器

數(shù)據(jù)存儲/數(shù)據(jù)備份

SIMOTION D410-2 控制單元將以免維護(hù)的方式存儲保持性過程數(shù)據(jù)（有關(guān)所需的存儲器大小，請參見技術(shù)數(shù)據(jù)）。將通過 SuperCap 備份實(shí)時時鐘數(shù)天時間。

運(yùn)行系統(tǒng)軟件、用戶數(shù)據(jù)和用戶程序均在 SIMOTION CF 卡上備份。控制單元的保持性過程數(shù)據(jù)也可以通過系統(tǒng)命令存儲在此 CF 卡上，例如在需要備件時。

可連接的 I/O

PROFINET IO：（僅限 D410-2 DP/PN）

• 通過認(rèn)證的 PROFINET 設(shè)備
• 分布式 SIMATIC ET 200S/SP/M/MP/eco PN/pro
• SIMATIC HMI

PROFIBUS DP：

• 通過認(rèn)證的 PROFIBUS 標(biāo)準(zhǔn)從站（DP-V0、DP-V1 和 DP-V2）
• SIMATIC ET 200S/SP/M/MP/eco/pro 分布式 I/O 系統(tǒng)
• SIMATIC HMI

DRIVE-CLiQ：

SINAMICS 系列中的模塊：

• 終端模塊（多 8 個），其中
  • 多 3 個為 TM15、TM17 高性能型或 TM41
  • 多 8 個為 TM15 DI/DO 或 TM31
  • 多 1 個為 TM54F
  • SMC/SME 編碼器單元（通過 DRIVE-CLiQ 多連接 5 個編碼器系統(tǒng)）
  • DMC20/DME20 DRIVE?CLiQ 集線器模塊（多 1 個）
  • 帶 DRIVE-CLiQ 接口的電機(jī)