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西門子S7-200網絡的通訊設置和元件選擇

S7-200的端口是不隔離的，如果想使網絡隔離，應考慮使用RS-485中繼器或者EM277。

注意：

●具有不同電位的互聯設備有可能導致不希望的電流流過連接電纜。

●這種不希望的電流可能導致通訊失敗或者設備損壞。

●要確保用通訊電纜連接的所有設備有相同的參考電位，或者彼此隔離，來避免產生這種不希望的電流。

為網絡確定通訊距離、通訊速率和電纜類型

網段的大長度取決于兩個因素：隔離（用RS-485中繼器）和波特率。但連接具有不同電位的設備是需要隔離。當接地點之間的距離很遠時，有可能具有不同的地電位。即使距離較近，大型機械的負載電流也能導致地電位的不同。

表1 網絡電纜的大長度

1 如果不是用隔離端和中繼器，允許的大距離為50m。測量該距離時，從網段的第一個節(jié)點開始。到網段的后一個節(jié)點。

在網絡中使用中繼器

RS-485中繼器為網段提供偏壓電阻和終端電阻。目的是為了：

●增加網絡的長度：在網絡中使用一個中繼器可以使網絡的通訊距離擴展50m。如果使用兩個中繼器而且中間沒有其他節(jié)點，網絡的通訊距離按照所使用的波特率擴展一個網段的長度。在一個串聯網絡中，多可以使用9個中繼器。但網絡的長度不能超過9600m.

●為網絡增加設備：在9600的波特率下。50米距離之內，一個網段多可以連接32個設備，使用一個中繼器允許在網絡上增加32個設備。

●在不同的網段之間電隔離：如果不同的網段具有不同的地電位，將他們隔離會提高網絡的通訊質量。

一個中繼器在網絡中被算作網段的一個節(jié)點，但沒有被指定站地址。

• 用于簡便、快捷地對S7-300模板進行接線

可提供下列內容：

• 前連接器，當更換模板時無需重新接線
• SIMATIC TOP Connect, 用于快速、無故障地連接傳感器和執(zhí)行器，連接距離可達30m
• 可以快速、直接地將SIMATIC S7-300連接到控制柜中的各個控制單元上。

• 用于方便地將傳感器和執(zhí)行器連接到 S7-300 I/O 模塊
• 用于更換模塊時保持接線（“固定式接線”）
• 帶有用于防止更換模塊時出錯的機械編碼

前連接器可方便地將傳感器和執(zhí)行器連接到I/O模塊上。

前連接器的使用：

• 數字量和模擬量 I/O 模塊
• S7-300 系列的緊湊型 CPU

分為 20 針和 40 針。

前連接器插入到模塊上并通過前門蓋好。更換模塊時，只需斷開前連接器，不需要耗時的重新更換所有接線。為了避免在更換模塊時發(fā)生錯誤，在第一次插入時，前連接器要進行機械編碼。之后，只能插入相同類型的模塊。例如，這樣可以避免將 230 V AC 輸入信號錯誤地插入 24 V DC 模塊中。

另外，連接器有“預嚙合位置”。在此位置，可以在進行電接觸前將連接器卡裝在模塊上。連接器被卡裝在模塊上，隨后可以方便地進行接線。接線后，將連接器插牢以便接觸良好。

前連接器包括：

• 連線觸點。
• 導線松緊件。
• 更換模塊時用于復位前連接器的復位鍵。
• 用于對附屬元件編碼的進口。不帶附件的模塊上有兩個編碼元件。連接前連接器時，附件會鎖入。

40 針前連接器還具有一個更換模塊時用于安裝和松開連接器的固定螺絲。

前連接器具有下列連接方式：

• 螺釘型接線端子
• 彈簧型端子

西門子S7-200 CPU的類型

從CPU模塊的功能來看，SIMATIC S7-200系列小型PLC發(fā)展至今，大致經歷了兩代：

     第一代產品，其CPU模塊為CPU 21X，主機都可進行擴展，它具有四種不同配置的CPU單元：CPU 212，CPU 214，CPU 215和CPU 216，本書不介紹該產品。

     第二代產品，其CPU模塊為CPU 22X，主機都可進行擴展，它具有五種不同配置的CPU單元：CPU 221，CPU 222，CPU 224和CPU 226和CPU226XM，除CPU 221之外，其它都可加擴展模塊，是目前小型PLC的主流產品。本書將介紹CPU22X系列產品。

     對于每個型號，西門子廠家都提供有產品貨號，根據產品貨號可以購買到指定類型的PLC。

SINAMICS S120 驅動器概述

一個方案，3 個平臺

自動化系統(tǒng)主要通過以下特性來識別：

• 系統(tǒng)特定的特性，如功能和工程
• 硬件相關特性，如性能、設計和可擴展性

但是，機械工程需求差異非常大，取決于具體的機器型號。

每個硬件平臺在特定應用中使用時都有其優(yōu)點。

不同的平臺之間還可以非常輕松地進行組合，這是模塊化機器和設備的突出優(yōu)點。因為單個的硬件平臺總是具有相同的系統(tǒng)特性，即不論使用什么平臺，功能和工程總是一樣。

PROFIBUS 或 PROFINET 可以用來創(chuàng)建驅動和 I/O 之間的遠程連接。

PROFINET/PROFIBUS 還可以用于 HMI 設備（如 SIMATIC HMI 或 SIMATIC S7 之類的上位控制器）之間的通信。這就意味著，SIMATIC HMI 面板以及安裝有 WinCC 的 PC 可以用作操作員系統(tǒng)。甚至第 3 方應用也可以通過 OPC 接口與 SIMOTION 進行通信。

SIMOTION D – 緊湊型，集成在驅動中

在 SIMOTION D 中，SIMOTION 的功能直接集成于 SINAMICS S120 驅動系統(tǒng)的閉環(huán)控制模塊中。因此，整個系統(tǒng)（包括開環(huán)控制和驅動）都極其緊湊且響應快速。

SIMOTION D 提供兩種型號：

• SIMOTION D410-2 單軸系統(tǒng)，也可選配多軸（模塊型）
• SIMOTION D4x5-2 多軸系統(tǒng)，四種性能型號多提供 128 軸（書本型）

這種性能細分確保大程度的可擴展性和靈活性。應用領域從單軸機器到高性能的多軸機器。為了實現可視化和操作，SIMATIC HMI 設備可通過 PROFIBUS、以太網或 PROFINET 進行連接，具體取決于SIMOTION D 的型號。通過 PROFINET 或 PROFIBUS 來連接分布式 I/O。

SIMOTION C – 模塊化和靈活性

SIMOTION C 是采用 SIMATIC S7-300 設計的運動控制器。

其提供兩種型號，接口不同，但運動控制功能或性能都相同。除了已經集成的 I/O 外，兩種控制器還可通過 SIMATIC S7-300 系列的 I/O 模塊加以擴展。

SIMOTION C240 是采用模擬量設定值接口和步進驅動器的應用的理想解決方案。它具有四個內置驅動器和編碼器接口，非常適合機器改裝項目。

SIMOTION C240 PN 可用于基于 PROFINET 的機器自動化項目。這種控制器具有三個 PROFINET 端口，除支持 TCP/IP 和 RT 通信外，還支持具有 IRT 功能的 PROFINET。它能夠操作采用 PROFIdrive 行規(guī)的 PROFINET 驅動器以及 PROFINET I/O（如高速 SIMATIC ET 200SP）。

兩種型號都另外配備兩個 PROFIBUS 接口，通過這兩個接口可以連接支持 PROFIdrive 行規(guī)和標準 I/O 的驅動。除此以外，兩個控制器還具有工業(yè)以太網接口，從而提供更多的通信選項。

SIMOTION P – 對其他任務開放

SIMOTION P 是基于 PC 的運動控制系統(tǒng)，具有兩種型號：

• SIMOTION P320-4 E（嵌入式）
  處理器：高性能 Inb i3 處理器
  存儲器：內部 CFast/外部可訪問 CFast 
  操作系統(tǒng)：Windows Embedded Standard 7
• SIMOTION P320-4 S（標準型）
  處理器：高性能型 Inb i7 處理器
  存儲器：內置固態(tài)硬盤 (SSD)/外部可訪問 CFast
  操作系統(tǒng)：Windows 7 Ultimate

由于 PC 中不含旋轉部件，SIMOTION P320-4 系統(tǒng)適用于惡劣環(huán)境中的應用。兩個 PC 都配有針對 SIMOTION 的常見實時擴展系統(tǒng)。這就意味著，除了 SIMOTION 機器應用程序以外，還可能隨時運行其他 PC 應用程序，例如 SIMOTION 工程系統(tǒng)、操作員應用程序、過程數據例程或標準的 PC 應用程序。

借助其的處理器性能，SIMOTION P350-4 特別適合對性能要求較高的應用（如具有高動態(tài)配置和壓力控制回路的液壓應用）。

SIMOTION P320-4 特別適合惡劣的操作環(huán)境。由于其尺寸小，因此對于許多可用空間有限并且需要設計非常堅固的應用均是佳選擇。

SIMOTION P320-4 可通過各種不同的 SIMOTION 工業(yè)平板顯示器來操作 (IFP)。提供了不同的屏幕大小，既可以使用鍵盤和鼠標，也可以使用觸摸屏進行操作。

這兩個型號都標配有一個現場總線接口，其形式為集成式 PROFINET 接口（3 個端口）。IsoPROFIBUS board 板可安裝在擴展插槽內以實現 PROFIBUS 應用。IsoPROFIBUS 板具有兩個附加 PROFIBUS 接口。

• 具有不同的性能等級，滿足不同的應用領域。
• 5種故障安全型CPU (CPU 315F-2 DP, CPU 315F-2 PN/DP, CPU 317F-2 DP, CPU 317F-2 PN/DP, CPU 319F-3 PN/DP)
• 4 個 CPU，也適用于 -25 °C 至 +60 °C 的寬環(huán)境溫度范圍 (SIPLUS)

可用于 S7-300 的其他故障安全 CPU：

• 分布式故障安全 CPU ET 200S（IM151-7F、IM151-8F）
• 故障安全軟控制器 WinAC RTX F

提供有以下故障安全型 CPU：

PROFIBUS DP

• CPU 315F-2 DP，用于采用 PROFIBUS DP 進行分布式組態(tài)、對程序量有中/高要求的故障安全型工廠
• CPU 317F-2 DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP進行分布式組態(tài)的故障安全工廠

PROFIBUS DP 和 PROFINET IO

• 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進行分布式組態(tài)的工廠，在PROFInet上實現基于組件的自動化中實現分布式智能系統(tǒng)
• CPU 317F-2 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態(tài)的工廠，在PROFInet上實現基于組件的自動化中實現分布式智能系統(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進行分布式組態(tài)的故障安全型工廠，在PROFInet上實現基于組件的自動化中實現分布式智能系統(tǒng)

PLC減法指令要素——助記符、指令代碼、操作數、程序步

減法指令的助記符、指令代碼、操作數、程序步如表 2 所示。

表 2 減法指令的要素

SUB 減法指令是將指定的源元件中的二進制數相減，結果送到指定的目標元件中去。 SUB 減法指令的說明如圖 2 表示。

圖 2 減法指令使用說明

當執(zhí)行條件 X0 由 OFF → ON 時， [D10]-[D12] → [D14] 。運算是代數運算，如 5- （ -8 ）=13 。

各種標志的動作、 32 位運算中軟元件的指定方法、連續(xù)執(zhí)行型和脈沖執(zhí)行型的差異均與上述加法指令相同。

200PLC能在零下20度工作嗎？S7-200的工作環(huán)境要求為：0°C－55°C，水平安裝0°C－45°C，垂直安裝相對濕度95%，不結露西門子還提供S7-200的寬溫度范圍產品（SIPLUS S7-200）：工作溫度范圍：-25°C－+70°C相對濕度：55°C時98%，70°C時45%其他參數與普通S7-200產品相同S7-200的寬溫型產品，每種都有其單獨的訂貨號，可以到SIPLUS產品主頁查詢。如果沒有找到，則說明目前沒有對應的SIPLUS產品。 文本和圖形顯示面板沒有寬溫型產品。 還要注意國內沒有現貨，如需要請和當地西門子辦事處或經銷商聯系。