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S7-200系列PLC的基本硬件組成

S7-200系列PLC可提供4種不同的基本單元和6種型號(hào)的擴(kuò)展單元。其系統(tǒng)構(gòu)成包括基本單元、擴(kuò)展單元、編程器、存儲(chǔ)卡、寫(xiě)入器、文本顯示器等。

1．基本單元

S7-200系列PLC中可提供4種不同的基本型號(hào)的8種CPU供選擇使用，其輸入輸出點(diǎn)數(shù)的分配見(jiàn)表4-11：

表4-11  S7-200系列PLC中CPU22X的基本單元

2．?dāng)U展單元

S7-200系列PLC主要有6種擴(kuò)展單元，它本身沒(méi)有CPU，只能與基本單元相連接使用，用于擴(kuò)展I/O點(diǎn)數(shù)，S7-200系列PLC擴(kuò)展單元型號(hào)及輸入輸出點(diǎn)數(shù)的分配如表4-12所示。

表4-12  S7-200系列PLC擴(kuò)展單元型號(hào)及輸入輸出點(diǎn)數(shù)

3．編程器

PLC在正式運(yùn)行時(shí)，不需要編程器。編程器主要用來(lái)進(jìn)行用戶(hù)程序的編制、存儲(chǔ)和管理等，并將用戶(hù)程序送入PLC中，在調(diào)試過(guò)程中，進(jìn)行監(jiān)控和故障檢測(cè)。S7-200系列PLC可采用多種編程器，一般可分為簡(jiǎn)易型和智能型。

簡(jiǎn)易型編程器是袖珍型的，簡(jiǎn)單實(shí)用，價(jià)格低廉，是一種很好的現(xiàn)場(chǎng)編程及監(jiān)測(cè)工具，但顯示功能較差，只能用指令表方式輸入，使用不夠方便。智能型編程器采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程操作，將專(zhuān)用的編程軟件裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)，可直接采用梯形圖語(yǔ)言編程，實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，非常直觀，且功能強(qiáng)大，S7-200系列PLC的專(zhuān)用編程軟件為STEP7-Micro/WIN。

4．程序存儲(chǔ)卡

為了程序及重要參數(shù)的安全，一般小型PLC設(shè)有外接EEPROM卡盒接口，通過(guò)該接口可以將卡盒的內(nèi)容寫(xiě)入PLC，也可將PLC內(nèi)的程序及重要參數(shù)傳到外接EEPROM卡盒內(nèi)作為備份。程序存儲(chǔ)卡EEPROM有6ES 7291-8GC00-0XA0和6ES 7291-8GD00-0XA0兩種，程序容量分別為8K和16K程序步。

5．寫(xiě)入器

寫(xiě)入器的功能是實(shí)現(xiàn)PLC和EPROM之間的程序傳送，是將PLC中RAM區(qū)的程序通過(guò)寫(xiě)入器固化到程序存儲(chǔ)卡中，或?qū)?/span>PLC中程序存儲(chǔ)卡中的程序通過(guò)寫(xiě)入器傳送到RAM區(qū)。

6．文本顯示器

文本顯示器TD200不僅是一個(gè)用于顯示系統(tǒng)信息的顯示設(shè)備，還可以作為控制單元對(duì)某個(gè)量的數(shù)值進(jìn)行修改，或直接設(shè)置輸入/輸出量。文本信息的顯示用選擇/確認(rèn)的方法，多可顯示80條信息，每條信息多4個(gè)變量的狀態(tài)。過(guò)程參數(shù)可在顯示器上顯示，并可以隨時(shí)修改。TD200面板上的8個(gè)可編程序的功能鍵，每個(gè)都分配了一個(gè)存儲(chǔ)器位，這些功能鍵在啟動(dòng)和測(cè)試系統(tǒng)時(shí)，可以進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和診斷。

CPU 裝配有：

• 功能強(qiáng)大的處理器： 
  CPU 執(zhí)行每條二進(jìn)制指令時(shí)間僅為 0.045μs 。
• CPU 414-2: 1 MB RAM (其中，程序和數(shù)據(jù)各使用 512 KB); 
  CPU 414-3: 2.8 MB RAM (其中，程序和數(shù)據(jù)各使用 1.4 MB); 
  CPU 414-3 PN/DP: 2.8 MB RAM (其中，程序和數(shù)據(jù)各使用 1.4 MB); 
  快速 RAM 用于執(zhí)行部分用戶(hù)程序
• 靈活擴(kuò)展： 
  高 131072 個(gè)數(shù)字量以及 81932 個(gè)模擬量輸入/輸出。
• MPI多點(diǎn)接口： 
  通過(guò) MPI，可將多 32 個(gè)站連成簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá) 12 Mbit/s。CPU 可與通訊總線(xiàn)（C 總線(xiàn)）和 MPI 的站之間建立多 32 個(gè)連接。
• 模式選擇開(kāi)關(guān)： 
  波動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)。
• 診斷緩沖區(qū)： 
  后的故障和中斷事件保存在一個(gè)環(huán)形緩沖器中，用于進(jìn)行診斷。 可以對(duì)輸入數(shù)目進(jìn)行設(shè)定。
• 實(shí)時(shí)時(shí)鐘： 
  日期和時(shí)間附加在 CPU 的診斷消息后面
• 存儲(chǔ)卡: 
  用于擴(kuò)展內(nèi)置的裝載存儲(chǔ)器。 存儲(chǔ)在裝載存儲(chǔ)器中的信息包括S7-400參數(shù)數(shù)據(jù)以及程序，因此需要2倍的存儲(chǔ)空間。 其結(jié)果是：
  • 內(nèi)置的裝載存儲(chǔ)器不能滿(mǎn)足大程序量的要求，因此需要存儲(chǔ)卡。 可使用 RAM 和 FEPROM 卡。
• PROFIBUS-DP 接口和組合的MPI/DP 接口： 
  通過(guò) PROFIBUS DP 主站接口，可以實(shí)現(xiàn)分布式自動(dòng)化組態(tài)，從而提高了速度，便于使用。 對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō),分布式I/O單元可作為一個(gè)集中式單元來(lái)處理(相同的組態(tài)、編址和編程). 
  組合式配置： SIMATIC S5和SIMATIC S7可以作為PROFIBUS主站符合EN 50 170規(guī)范。

CPU 414-3 和 CPU 414-3 PN/DP 還包括：

• 附加模塊插槽： 
  可用IF 964-DP 接口子模板進(jìn)行連接到PROFIBUS DP主站系統(tǒng)中。

CPU 414-3 PN/DP 另外包括：

• PROFINET 接口，帶 2 個(gè)端口（交換機(jī)）：
  • PROFINET I/O，可連接 256 個(gè) IO 設(shè)備
  • PROFINET CBA

Overview

SIMOTION D 控制單元：D410?2，D4x5?2（4 個(gè)性能級(jí)別）

SIMOTION D 是 SIMOTION 的結(jié)構(gòu)緊湊、基于 SINAMICS S120 變頻調(diào)速柜系列的版本。

SIMOTION D 控制單元有以下幾種型號(hào)：

• SIMOTION D410-2 是帶多軸選項(xiàng)的單軸應(yīng)用的緊湊型控制單元。此控制單元有 D410-2 DP 和 D410-2 DP/PN 等型號(hào)，可卡裝到塊型 SINAMICS S120 PM340 功率模塊上。
• SIMOTION D4x5-2 是適用于 SINAMICS S120 書(shū)本型變頻調(diào)速柜多軸應(yīng)用的控制單元，有以下幾種型號(hào)：
  • SIMOTION D425-2 DP 和 D425-2 DP/PN 控制單元（基本性能），用于多 16 個(gè)軸
  • SIMOTION D435-2 DP 和 D435-2 DP/PN 控制單元（標(biāo)準(zhǔn)性能），用于多 32 個(gè)軸
  • SIMOTION D445-2 DP/PN（高性能型）控制單元，用于多 64 個(gè)軸
  • SIMOTION D455-2 DP/PN 控制單元（超高性能），用于多 128 個(gè)軸，或者帶有非常短的控制時(shí)鐘周期的應(yīng)用

這種可擴(kuò)展性可確保對(duì)自動(dòng)化方面不斷變化的要求快速做出響應(yīng)，而無(wú)需對(duì)系統(tǒng)做出改變。

設(shè)備理念

通過(guò) SIMOTION D，PLC、運(yùn)動(dòng)控制功能以及 SINAMICS S120 驅(qū)動(dòng)軟件能在一個(gè)共享控制硬件上運(yùn)行。SIMOTION D 中集成有符合 IEC 61131?3 的 PLC，這意味著該系統(tǒng)不僅能夠控制運(yùn)動(dòng)序列，而且還可控制整臺(tái)機(jī)器。

根據(jù)所用的 SIMOTION D 平臺(tái)，HMI 設(shè)備可在內(nèi)置的 PROFIBUS、Ethernet 或 PROFINET 接口上運(yùn)行，以進(jìn)行操作員控制與監(jiān)視。遠(yuǎn)程維護(hù)、診斷和遠(yuǎn)程等功能也可通過(guò)這些接口來(lái)使用。

• SIMATIC S7-1500 和 ET 200MP 的工藝模塊
• 模塊帶有時(shí)間控制控制的輸入和輸出，用于執(zhí)行響應(yīng)時(shí)間為數(shù)微秒的精確開(kāi)關(guān)功能
• 高速計(jì)數(shù)和位置檢測(cè)模塊帶有不同的位置傳感器
• 具有用于完成過(guò)程級(jí)別的任務(wù)且響應(yīng)時(shí)間較短的集成輸入和輸出

• 2 通道高速計(jì)數(shù)器模塊
• 具有大量參數(shù)設(shè)置選項(xiàng)，可根據(jù)具體任務(wù)進(jìn)行佳調(diào)整，降低控制負(fù)荷
• 速度和時(shí)間段測(cè)量
• 存儲(chǔ)和比較功能
• 連接 24 V 編碼器

特別是，計(jì)數(shù)器模塊可以檢測(cè)快速高頻信號(hào)，并將計(jì)數(shù)器讀數(shù)和當(dāng)前速度返回到控制器。計(jì)數(shù)器控制可通過(guò)數(shù)字量輸入和輸出信號(hào)來(lái)確保精確的計(jì)數(shù)器結(jié)果和系統(tǒng)中的快速響應(yīng)。通過(guò)大量參數(shù)設(shè)置選項(xiàng)，可針對(duì)手邊的任務(wù)進(jìn)行佳調(diào)整，降低控制負(fù)荷。

提供有以下計(jì)數(shù)器模塊：

• TM Count 2x24V：
  快速計(jì)數(shù)器模塊，2 通道；計(jì)數(shù)功能高達(dá) 200 kHz；硬件和軟件門(mén)；連接 24 V 編碼器；每通道 3 點(diǎn)數(shù)字量輸入（除計(jì)數(shù)器輸入外）和 2 點(diǎn)數(shù)字量輸出；頻率、速度和時(shí)間段測(cè)量；存儲(chǔ)和比較功能；24 V 編碼器電源；等時(shí)同步模式

• 用一個(gè)螺絲安裝在 S7-1500 安裝導(dǎo)軌上
• 統(tǒng)一的 40 針前連接器，帶螺釘型端子（不久將提供插入式端子）
• 可連接芯線(xiàn)截面積0.25 mm² 至 1.5 mm²（AWG24 至 16）
• 前連接器的預(yù)接線(xiàn)位置
• 前蓋帶有可擴(kuò)充的電纜室，即使完全接線(xiàn)時(shí)也如此
• 集成式屏蔽

含在供貨范圍之內(nèi)：

• 用于手工貼標(biāo)簽的一個(gè)標(biāo)簽條
• 一個(gè) U 型連接器
• 印制有文字的前門(mén)
• 饋電元件、屏蔽夾和屏蔽端子

• 統(tǒng)一的顯示和診斷方式：
  • 故障（紅色 LED）和運(yùn)行（綠色 LED）模塊狀態(tài)顯示
  • 邏輯“0”和邏輯“1”信號(hào)狀態(tài)的通道狀態(tài)顯示（綠色 LED）或診斷指示（紅色 LED）
  • 顯示 24 V DC 電源電壓（綠色 LED）
  • 顯示計(jì)數(shù)器的活動(dòng)狀況和計(jì)數(shù)方向
• 支持的功能：
  • 加/減高速計(jì)數(shù)
  • 計(jì)數(shù)器范圍可調(diào)節(jié)至高達(dá) +/-31 位
  • 通過(guò)集成數(shù)字量輸入和輸出獲得高速響應(yīng)
  • 測(cè)量當(dāng)前信號(hào)頻率
  • 增量式編碼器的位置檢測(cè)
  • 每個(gè)通道兩個(gè)比較器，用于控制數(shù)字量輸出
  • 通過(guò)數(shù)字量輸入來(lái)保存或設(shè)置計(jì)數(shù)
  • 硬件中斷，可設(shè)置參數(shù)
  • 等時(shí)同步模式
  • 通過(guò)命令和工藝對(duì)象進(jìn)行用戶(hù)友好的組態(tài)
• SIMATIC S7-1500 和 ET 200MP 的統(tǒng)一系統(tǒng)功能：
  • 識(shí)別和維護(hù)數(shù)據(jù) IM0
  • 固件更新
  • 模塊正面的清晰標(biāo)簽
  • 統(tǒng)一的前連接器

西門(mén)子PLC S7-200 主控觸點(diǎn)指令（MC、MCR）

主控觸點(diǎn)通常解決這樣一類(lèi)問(wèn)題：編程時(shí)如果每個(gè)線(xiàn)圈控制都串入同樣觸點(diǎn)，將適用很多存儲(chǔ)單元，使程序運(yùn)行速度下降。用主控指令能這類(lèi)電路結(jié)構(gòu)。

使用注意事項(xiàng)：

（1）    MC起點(diǎn)，M為嵌套層數(shù)（0~7層）；MC與MCR必須成對(duì)使用。

（2）    MCR/MC只使用于Y或 M（不包括特M）。

ENTRON3NE4120

SIMATIC S7-200 6ES7214-1AD23-0XB0

CPU 1511C-1 PN 是入門(mén)級(jí) CPU，用于非連續(xù)生產(chǎn)技術(shù)中對(duì)處理速度和響應(yīng)速度要求不高的應(yīng)用。

CPU 1511C-1 PN 具有 5 點(diǎn)模擬量輸入；通過(guò)這些輸入，可以記錄壓力或溫度等模擬過(guò)程信號(hào)。其中 4 點(diǎn)個(gè)輸入可用于電流或電壓測(cè)量，1 點(diǎn)輸入可用于電阻測(cè)量。
CPU 上的集成模擬量輸出將 16 位數(shù)字值轉(zhuǎn)換為電流或電壓并輸出到過(guò)程。例如，它們適合控制比例閥。
借助于 16 點(diǎn)集成式數(shù)字量輸入，可在控制器上直接記錄來(lái)自設(shè)備的 24 V DC 信號(hào)。
16 點(diǎn)集成式數(shù)字量輸出可以切換 24 V DC 電壓，從而將內(nèi)部信號(hào)從控制器傳送到設(shè)備。
集成的計(jì)數(shù)器可記錄速度高達(dá) 100 kHz 的信號(hào)并直接在控制器中分析計(jì)數(shù)器狀態(tài)或當(dāng)前速度，無(wú)需使用附加模塊。速度可以頻率或周期的形式輸出，或以用戶(hù)歸一化速度的形式輸出。
CPU 的運(yùn)動(dòng)控制功能可將計(jì)數(shù)器用作實(shí)際位置值，將模擬量輸出用作速度設(shè)定值輸出。另外，CPU 通過(guò)易組態(tài)的塊提供全面控制功能，以及通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化 PLC-open 塊 提供連接至驅(qū)動(dòng)器的能力。

CPU 1511C-1 PN 可被用作 PROFINET IO 控制器或分布智能系統(tǒng)（PROFINET 智能設(shè)備）。集成式 PROFINET IO IRT 接口設(shè)計(jì)為雙端口交換機(jī)以便在系統(tǒng)中設(shè)立總線(xiàn)型拓?fù)洹?

CPU 1511C-1 PN 具有：

• 功能強(qiáng)大的處理器：
  該 CPU 的單條二進(jìn)制命令的命令執(zhí)行時(shí)間可低至 60 ns。
• 大容量工作存儲(chǔ)器：
  175 KB 用于程序，1 MB 用于數(shù)據(jù)
• 集成輸入/輸出；
  16 點(diǎn)數(shù)字量輸入和 16 點(diǎn)數(shù)字量輸出以及 5 點(diǎn)模擬量輸入和 2 點(diǎn)模擬量輸出（用于電流/電壓信號(hào)），并具有一個(gè)用于測(cè)量 CPU 溫度的附加輸入。
• SIMATIC 存儲(chǔ)卡作為裝載存儲(chǔ)器：
  具有數(shù)據(jù)記錄和歸檔等附加功能
• 靈活的擴(kuò)展功能：
  單層組態(tài)多可支持 32 個(gè)模塊（CPU + 31 個(gè)模塊）
• 具有以下功能的屏幕畫(huà)面：
  • 顯示概覽信息，例如：集成接口的 IP 地址、站名稱(chēng)、設(shè)備名稱(chēng)、位置標(biāo)識(shí)符等
  • 顯示診斷信息
  • 模塊信息顯示
  • 顯示可由用戶(hù)定義的徽標(biāo)
  • 顯示顯示屏設(shè)置
  • 設(shè)置 IP 地址
  • 設(shè)置日期和時(shí)間
  • 選擇運(yùn)行模式
  • 將 CPU 復(fù)位為出廠設(shè)置
  • 禁用/啟用顯示
  • 啟用保護(hù)級(jí)別。
• PROFINET IO IRT 接口：
  具有通過(guò) PROFINET 連接分布式 I/O 的選件。

Overview

CBE30-2 通信板可用于為 SIMOTION D4x5-2 DP/PN 提供另一個(gè) PROFINET 接口。

另一個(gè) PROFINET 接口的應(yīng)用如下：

• 兩個(gè)獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)（例如，一個(gè)本地網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)上層網(wǎng)絡(luò)）
• 地址空間可加倍為 2 × 4 KB
• 可連接的設(shè)備的大數(shù)量可加倍為 2 × 64
• 分離為高速和低速總線(xiàn)系統(tǒng)/執(zhí)行系統(tǒng)是為了高效利用控制器容量（僅適用于 SIMOTION D435-2 DP/PN、D445-2 DP/PN 和 D455-2 DP/PN）

CBE30-2 通信板具備以下功能：

• PROFINET IO 控制器、智能設(shè)備（也可同時(shí)支持控制器和設(shè)備）
• 100 Mbps 全雙工/自動(dòng)交叉
• 支持 PROFINET IO 的實(shí)時(shí)類(lèi)別：
  • RT（實(shí)時(shí)）
  • IRT（等時(shí)同步實(shí)時(shí)）
• 將分布式 I/O 作為 PROFINET IO 設(shè)備集成
• 按照 V4 規(guī)范，通過(guò) PROFIdrive 將各變頻器作為 PROFINET IO 設(shè)備集成
• 支持標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)通信，例如
  • 與 SIMOTION SCOUT 接口
  • 連接 HMI 系統(tǒng)
  • 通過(guò) TCP/IP 或 UDP 通信與任何其它設(shè)備通信
• 集成式 4 端口交換機(jī)，帶 4 個(gè) RJ45 接口。因此，無(wú)需附加交換機(jī)即可組態(tài)佳拓?fù)洌偩€(xiàn)型、星型、樹(shù)型）。
• 支持介質(zhì)冗余 (MRP/MRPD)。

CBE30-2 通信板插在 SIMOTION D4x5-2 DP/PN 的選件插槽中。

注意

CBE30-2 通信板只能與 SIMOTION D4x5-2 DP/PN 控制單元結(jié)合使用。

該通信板與 SIMOTION D425、D435、D445-1 和 D4x5-2 DP 不兼容。