西門子工廠機(jī)械設(shè)備

西門子工廠機(jī)械設(shè)備

S7-200模擬量模塊系列

模擬信號是指在一定范圍內(nèi)連續(xù)的信號（如電壓、電流)，這個“一定范圍”可以理解為模擬量的有效量程。在使用S7-200模擬量時，需要注意信號量程范圍，撥碼開關(guān)設(shè)置，模塊規(guī)范接線，指示燈狀態(tài)等信息。

本文中，我們按照S7-200模擬量模塊類型進(jìn)行分類介紹：

模擬量輸入模塊?

模擬量輸出模塊?

/AO模擬量輸入輸出模塊

4.常見問題分析

首先，請參見“S7-200模擬量全系列總覽表”，初步了解S7-200模擬量系列的基本信息，具體內(nèi)容請參見下文詳細(xì)說明：

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A. 普通模擬量輸入模塊：

如果，傳感器輸出的模擬量是電壓或電流信號（如±10V或0~20mA），可以選用普通的模擬量輸入模塊，通過撥碼開關(guān)設(shè)置來選擇輸入信號量程。注意：按照規(guī)范接線，盡量依據(jù)模塊上的通道順序使用（A->D），且未接信號的通道應(yīng)短接。具體請參看《S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊》的附錄A-模擬量模塊介紹。

4AI EM231模塊：

首先，模擬量輸入模塊可以通過設(shè)置撥碼開關(guān)來選擇信號量程。開關(guān)的設(shè)置應(yīng)用于整個模塊，一個模塊只能設(shè)置為一種測量范圍，且開關(guān)設(shè)置只有在重新上電后才能生效。也就是說，撥碼設(shè)置一經(jīng)確定后，這4個通道的量程也就確定了。如下表所示：

注：表中0~5V和0~20mA（4~20mA）的撥碼開關(guān)設(shè)置是一樣的，也就是說，當(dāng)撥碼開關(guān)設(shè)置為這種時，輸入通道的信號量程，可以是0~5V，也可以是0~20mA。

8AI EM231模塊：

8AI的EM231模塊，第0->5通道只能用做電壓輸入，只有第6、7兩通道可以用做電流輸入，使用撥碼開關(guān)1、2對其進(jìn)行設(shè)置：當(dāng)sw1=ON，通道6用做電流輸入；sw2=ON時，通道7用做電流輸入。反之，若選擇為OFF，對應(yīng)通道則為電壓輸入。

注：當(dāng)?shù)?、7道選擇為電流輸入時，第0->5通道只能輸入0-5V的電壓。

B. 測溫模擬量輸入模塊（熱電偶TC；熱電阻RTD）：

如果，傳感器是熱電阻或熱電偶，直接輸出信號接模擬量輸入，需要選擇特殊的測溫模塊。測溫模塊分為熱電阻模塊EM231RTD和熱電偶模塊EM231TC。注意：不同的信號應(yīng)該連接至相對應(yīng)的模塊，如：熱電阻信號應(yīng)該使用EM231RTD，而不能使用EM231TC。且同一模塊的輸入類型應(yīng)該*，如：Pt1000和Pt100不能同時應(yīng)用在一個熱電阻模塊上。

熱電偶模塊TC：

EM231 TC支持J、K、E、N、S、T和R型熱電偶，不支持B型熱電偶。通過撥碼設(shè)置，模塊可以實現(xiàn)冷端補(bǔ)償，但仍然需要補(bǔ)償導(dǎo)線進(jìn)行熱電偶的自由端補(bǔ)償。另外，該模塊具有斷線檢測功能，未用通道應(yīng)當(dāng)短接，或者并聯(lián)到旁邊的實際接線通道上。?

熱電阻模塊RTD：

熱電阻的阻值能夠隨著溫度的變化而變化，且阻值與溫度具有一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，這種關(guān)系是電阻變化率α。RTD模塊的撥碼開關(guān)設(shè)置與α有關(guān)，如下圖所示，就算同是 Pt100，α值不同時撥碼開關(guān)的設(shè)置也不同。在選擇熱電阻時，請盡量弄清楚α參數(shù)，按 照對應(yīng)的撥碼去設(shè)置。具體請參看《S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊》的附錄A-熱電偶和熱電阻擴(kuò)展模塊介紹。

EM231 RTD模塊具有斷線檢測功能，未用通道不能懸空，接法方式如下：

（1）請將一個電阻按照與已用通道相同的接線方式連接到空的通道，注意：電阻的阻值必須和RTD的標(biāo)稱值相同；

（2）將已經(jīng)接好的那一路熱電阻的所有引線，一一對應(yīng)連接到空的通道上。

因為熱電阻分2線制、3線制、4線制，所以RTD模塊與熱電阻的接線有3種方式，如圖所示。其中，精度蕞高的是4線連接，精度zui低的是2線連接。

SMART 小型自動化解決方案
西門子 SIMATIC 自動化產(chǎn)品與 SINAMICS 驅(qū)動產(chǎn)品更優(yōu)結(jié)合，高性價比的 SIMATIC S7-200 SMART PLC，SIMATIC SMART LINE 觸摸屏，SINAMICS V20 變頻器及 SINAMICS V90 伺服系統(tǒng)，為機(jī)器制造商帶來更優(yōu)的小型自動化解決方案，覆蓋用戶對于人機(jī)交互、自動化控制以及驅(qū)動的位需求。該解決方案有利于用戶提升機(jī)器設(shè)備的性能，降低開發(fā)成本，大幅縮短機(jī)器設(shè)備的上市時間，真正有效地提高用戶的市場競爭力。

SIMATIC S7-200 SMART 產(chǎn)品亮點(diǎn)

機(jī)型豐富，更多選擇
提供多類型、I/O點(diǎn)數(shù)豐富的CPU模塊，單體I/O點(diǎn)數(shù)更高可達(dá)60點(diǎn)，可滿足大部分小型自動化設(shè)備的控制需求。另外，CPU模塊配備標(biāo)準(zhǔn)型和經(jīng)濟(jì)型供用戶選擇，對于不同的應(yīng)用需求，產(chǎn)品配置更加靈活，更大限度的控制成本。

選件擴(kuò)展，定制
新穎的信號板設(shè)計可擴(kuò)展通信端口、數(shù)字量通道、模擬量通道、時鐘保持功能。在不額外占用電控柜空間的前提下，信號板擴(kuò)展能更加貼合用戶的實際配置，提升產(chǎn)品的利用率，同時降低用戶的擴(kuò)展成本。

高速芯片，性能
配備西門子專用高速處理器芯片，基本指令執(zhí)行時間可達(dá)0.15μs，在同級別小型PLC中。一顆強(qiáng)有力的“芯”，能讓您在應(yīng)對繁瑣的程序邏輯，復(fù)雜的工藝要求時表現(xiàn)的從容不迫。

以太互聯(lián)，經(jīng)濟(jì)便捷
CPU模塊本體標(biāo)配以太網(wǎng)接口，集成了強(qiáng)大的以太網(wǎng)通信功能。
通過一根普通的網(wǎng)線即可將程序下載到PLC中，無需專用編程電纜，不僅方便獲取，而且有效的降低用戶的成本 。
通過以太網(wǎng)接口還可與其他CPU模塊、觸摸屏、計算機(jī)進(jìn)行通信，輕松組網(wǎng)。

三軸脈沖，運(yùn)動自如
CPU模塊本體更多集成3路高速脈沖輸出，頻率高達(dá)100KHz，支持PWM/PTO輸出方式以及多種運(yùn)動模式，可自由設(shè)置運(yùn)動包絡(luò)。配以方便易用的向?qū)гO(shè)置功能，快速實現(xiàn)設(shè)備調(diào)速，定位等功能。
通用SD卡，快速更新
CPU本體集成Micro SD卡插槽，使用市面上通用的Micro SD卡即可實現(xiàn)程序的更新和PLC固件升級，操作步驟簡單，極大地方便了客戶工程師對更終用戶的遠(yuǎn)程服務(wù)支持，也省去了因PLC固件升級返廠服務(wù)的不便。

軟件友好，編程高效
在繼承西門子編程軟件強(qiáng)大功能的基礎(chǔ)上，融入了更多的人性化設(shè)計，如新穎的帶狀式菜單，全移動式界面窗口，方便的程序注釋功能，強(qiáng)大的密碼保護(hù)等。在體驗強(qiáng)大功能的同時，大幅提高開發(fā)效率，縮短產(chǎn)品上市時間。

更優(yōu)整合，無縫集成
SIMATIC S7-200 SMART可編程控制器，SMART LINE觸摸屏， SINAMICS V90伺服系統(tǒng)和SINAMICS V20變頻器更優(yōu)整合，為OEM客戶帶來高性價比的小型自動化解決方案，滿足客戶對于自動控制、人機(jī)交互、伺服定位、變頻調(diào)速的需求。

SIMATIC S7-200 SMART 網(wǎng)絡(luò)通信
S7-200 SMART CPU 模塊本體集成1 個以太網(wǎng)接口和1 個RS485 接口，通過擴(kuò)展CM01 信號板或者EM DP01 模塊，其通信端口數(shù)量更多可增至4 個，可滿足小型自動化設(shè)備與觸摸屏、變頻器及其它第三方設(shè)備進(jìn)行通信的需求。

以太網(wǎng)通信
所有CPU 模塊配備以太網(wǎng)接口，支持西門子S7 協(xié)議、有效支持多種終端連接：? 可作為程序下載端口（使用普通網(wǎng)線即可）
? 與SMART LINE 觸摸屏進(jìn)行通信，更多支持8 臺設(shè)備
? 通過交換機(jī)與多臺以太網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速交互，包含8 個主動GET/PUT 連接、8 個被動 GET/PUT 連接
PROFIBUS 通信
使用EM DP01 擴(kuò)展模塊可以將S7-200 SMART CPU 做為PROFIBUS-DP 從站連接到PROFIBUS 通信網(wǎng)絡(luò)。通過模塊上的旋轉(zhuǎn)開關(guān)可以設(shè)置PROFIBUS-DP 從站地址。該模塊支持 9600 波特到 12M 波特之間的任一 PROFIBUS 波特率， 更大允許 244 輸入字節(jié)和 244 輸出字節(jié)。

S7-200 SMART CPU 模塊本體直接提供三軸100KHz 高速脈沖輸出，通過強(qiáng)大靈活的設(shè)置向?qū)7-200 SMART CPU 模塊本體直接提供三軸100KHz 高速脈沖輸出，通過強(qiáng)大靈活的設(shè)置向?qū)Э山M態(tài)為PWM輸出或運(yùn)動控制輸出，為步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的速度和位置控制提供了統(tǒng)一的解決方案，滿足小型機(jī)械設(shè)備的定位需求。

S7-200 SMART CPU 提供了三種開環(huán)運(yùn)動控制方法：
? 脈沖串輸出 (PTO) ：內(nèi)置在 CPU 的速度和位置控制。此功能僅提供脈沖串輸出，方向和限值控制必須通過應(yīng)用程序使用PLC 中集成的或由擴(kuò)展模塊提供的 I/O 來提供。請參見脈沖輸出PLS 指令。
? 脈寬調(diào)制 (PWM)：內(nèi)置在 CPU 的速度、位置或負(fù)載循環(huán)控制。若組態(tài) PWM 輸出，CPU 將固定輸出的周期時間，通過程序控制脈沖的持續(xù)時間或負(fù)載周期?？赏ㄟ^脈沖持續(xù)時間的變化來控制應(yīng)用的轉(zhuǎn)速或位置。請參見脈沖輸出PLS 指令。

? 運(yùn)動軸：內(nèi)置于CPU 中，用于速度和位置控制。 此功能提供了帶有集成方向控制和禁用輸出的單脈沖串輸出，還包括可編程輸入，并提供包括自動參考點(diǎn)搜索等多種操作模式。

PWM 和運(yùn)動控制向?qū)гO(shè)置
為了簡化您應(yīng)用程序中位控功能的使用，STEP 7- Micro/WINSMART 提供的位控向?qū)Э梢詭椭趲追昼妰?nèi)全部完成PWM、PTO 的組態(tài)。該向?qū)Э梢陨晌豢刂噶?，您可以用這些指令在您的應(yīng)用程序中對速度和位置進(jìn)行動態(tài)控制。
PWM 向?qū)гO(shè)置根據(jù)用戶選擇的PWM 脈沖個數(shù)，生成相應(yīng)的PWMx_RUN 子程序框架用于編輯。
運(yùn)動控制向?qū)Ц嗵峁? 軸脈沖輸出的設(shè)置，脈沖輸出速度從20 Hz 到100 kHz 可調(diào)。

設(shè)計

簡單的結(jié)構(gòu)使得 S7-300 使用靈活且易于維護(hù)：

• 安裝模塊：
  只需簡單地將模塊掛在安裝導(dǎo)軌上，轉(zhuǎn)動到位然后鎖緊螺釘。
• 集成的背板總線：
  背板總線集成到模塊里。模塊通過總線連接器相連，總線連接器插在外殼的背面。
• 模塊采用機(jī)械編碼，更換極為容易：
  更換模塊時，必須擰下模塊的固定螺釘。按下閉鎖機(jī)構(gòu)，可輕松拔下前連接器。前連接器上的編碼裝置防止將已接線的連接器錯插到其他的模塊上。
• 現(xiàn)場證明可靠的連接：
  對于信號模塊，可以使用螺釘型、彈簧型或絕緣刺破型前連接器。
• TOP 連接：
  為采用螺釘型接線端子或彈簧型接線端子連接的 1 線 - 3 線連接系統(tǒng)提供預(yù)組裝接線另外還可直接在信號模塊上接線。
• 規(guī)定的安裝深度：
  所有的連接和連接器都在模塊上的凹槽內(nèi)，并有前蓋保護(hù)。因此，所有模塊應(yīng)有明確的安裝深度。
• 無插槽規(guī)則:
  信號模塊和通信處理器可以不受限制地以任何方式連接。系統(tǒng)可自行組態(tài)。

擴(kuò)展

若用戶的自動化任務(wù)需要 8 個以上的 SM、FM 或 CP 模塊插槽時，則可對 S7-300（除 CPU 312 和 CPU 312C 外）進(jìn)行擴(kuò)展：

• 中央控制器和3個擴(kuò)展機(jī)架多可連接32個模塊：
  總共可將 3 個擴(kuò)展裝置（EU）連接到中央控制器（CC）。每個 CC/EU 可以連接八個模塊。
• 通過接口模板連接：
  每個 CC / EU 都有自己的接口模塊。在中央控制器上它總是被插在 CPU 旁邊的插槽中，并自動處理與擴(kuò)展裝置的通信。
  • 通過 IM 365 擴(kuò)展：
    1 個擴(kuò)展裝置遠(yuǎn)擴(kuò)展距離為 1 米；電源電壓也通過擴(kuò)展裝置提供。
  • 通過 IM 360/361 擴(kuò)展：
    3 個擴(kuò)展裝置， CC 與 EU 之間以及 EU 與 EU 之間的遠(yuǎn)距離為 10m。
• 單獨(dú)安裝：
  對于單獨(dú)的 CC/EU，也能夠以更遠(yuǎn)的距離安裝。兩個相鄰 CC/EU 或 EU/EU 之間的距離：長達(dá) 10m。
• 靈活的安裝選項：
  CC/EU 既可以水平安裝，也可以垂直安裝。這樣可以大限度滿足空間要求。

通信

S7-300 具有不同的通信接口：

• 連接 AS-Interface、PROFIBUS 和 PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)的通信處理器。
• 用于點(diǎn)到點(diǎn)連接的通信處理器
• 多點(diǎn)接口 (MPI), 集成在 CPU 中；
  是一種經(jīng)濟(jì)有效的方案，可以同時連接編程器/PC、人機(jī)界面系統(tǒng)和其它的 SIMATIC S7/C7 自動化系統(tǒng)。

PROFIBUS DP進(jìn)行過程通信

SIMATIC S7-300 通過通信處理器或通過配備集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 連接到 PROFIBUS DP 總線系統(tǒng)。通過帶有 PROFIBUS DP 主站/從站接口的 CPU,可構(gòu)建一個高速的分布式自動化系統(tǒng)，并且使得操作大大簡化。

從用戶的角度來看，PROFIBUS DP 上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒有區(qū)別（相同的組態(tài)，編址及編程）。

以下設(shè)備可作為主站連接：

• SIMATIC S7-300
  （通過帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC S7-400
  （通過帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC C7
  （通過帶 PROFIBUS DP 接口的 C7 或 PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H，帶IM 308
• SIMATIC 505

出于性能原因，每條線路上連接的主站不得超過 2 個。

以下設(shè)備可作為從站連接：

• ET 200 分布式 I/O 設(shè)備
• S7-300，通過 CP 342-5
• CPU 313C-2 DP, CPU 314C-2 DP, CPU 314C-2 PN/DP, CPU 315-2 DP, CPU 315-2 PN/DP, CPU 317-2 DP, CPU 317-2 PN/DP and CPU 319-3 PN/DP
• C7-633/P DP, C7-633 DP, C7-634/P DP, C7-634 DP, C7-626 DP, C7-635, C7-636

雖然帶有 STEP 7 的編程器/PC 或 OP 是總線上的主站，但是只使用 MPI 功能，另外通過 PROFIBUS DP 也可部分提供 OP 功能。

通過 PROFINET IO 進(jìn)行過程通信

SIMATIC S7-300 通過通信處理器或通過配備集成 PROFINET 接口的 CPU 連接到 PROFINET IO 總線系統(tǒng)。通過帶有 PROFIBUS 接口的 CPU,可構(gòu)建一個高速的分布式自動化系統(tǒng)，并且使得操作大大簡化。

從用戶的角度來看，PROFINET IO 上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒有區(qū)別（相同的組態(tài)，編址及編程）。

可將下列設(shè)備作為 IO 控制器進(jìn)行連接：

• SIMATIC S7-300
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• SIMATIC ET 200
  （使用配備 PROFINET 接口的 CPU）
• SIMATIC S7-400
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）

可將下列設(shè)備作為 IO 設(shè)備進(jìn)行連接：

• ET 200 分布式 I/O 設(shè)備
• ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200pro IM154-8 PN/DP CPU
• SIMATIC S7-300
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• 現(xiàn)場設(shè)備

通過 AS-Interface 進(jìn)行過程通信

S7-300 所配備的通信處理器 (CP 342-2) 適用于通過 AS-Interface 總線連接現(xiàn)場設(shè)備（AS-Interface 從站）。

通過 CP 或集成接口（點(diǎn)對點(diǎn)）進(jìn)行數(shù)據(jù)通信

通過 CP 340/CP 341 通信處理器或 CPU 313C-2 PtP 或 CPU 314C-2 PtP 的集成接口，可經(jīng)濟(jì)有效地建立點(diǎn)到點(diǎn)連接。有三種物理傳輸介質(zhì)支持不同的通信協(xié)議：

• 20 mA (TTY)（僅 CP 340/CP 341）
• RS 232C/V.24（僅 CP 340/CP 341）
• RS 422/RS 485

• 本公司還供應(yīng)上述產(chǎn)品的同類產(chǎn)品：西門子變頻器，西門子模塊，西門子數(shù)控

  公司系列產(chǎn)品： 西門子PLC、西門子觸摸屏、西門子變頻器