S7-200 SMART CPU模块支持高速脉冲输入计数。以CPU ST40为例,*多支持6个高速脉冲计数器(HSC),如果使用单相输入,*高支持200kHz的输入频率;如果使用A/B相输入,*高支持100kHz的输入频率。
S7-200 SMART CPU模块支持高速脉冲输出。CPU ST40*多支持3个100kHz的高速脉冲输出,支持脉冲串输出(PTO)和脉宽调制(PWM)两种方式,可以用来控制伺服驱动器进行调速或定位。
CPU模块集成的这些工艺功能,可以进行PID控制和运动控制。同时其内部提供了PID和运动控制的指令库,编程十分方便。
浔之漫智控技术(上海)有限公司(sqw-xzm-ssm)
本公司是西门子授权代理商 自动化产品,全新,西门子PLC,西门子屏,西门子数控,西门子软启动,西门子以太网西门子电机,西门子变频器,西门子直流调速器,西门子电线电缆我公司**供应,德国进口
西门子K-TP178触摸屏
(8)更加友好的编程开发环境
STEP7 Micro-WIN/SMART是西门子专门为S7-200 SMART PLC打造的软件编程开发平台,秉承西门子编程软件的强大功能,融入了很多人性化的设计(例如全新的软件界面、新颖的带状菜单、移动式窗口界面、方便的程序注释及强大的密码保护功能),可以更快、更方便地进行编程开发。
(9)支持PROFINET通信协议
2019年3月,V2.4版本的S7-200 SMART标准型CPU集成的以太网口正式支持PROFINET协议。这标志着SMART系列PLC已经完全融入SIMATIC家族,这必将对SMART系列产品的更广泛的应用打下更加坚实的基础。V2.4版本的S7-200 SMART标准型CPU*多支持8个PROFINET设备,每台设备*大支持128个字节的输入和128个字节输出;PROFINET网络*多可以有64个模块。
2020年1月,V2.5版本发布,新版本可以使S7-200 SMART标准型CPU作为智能设备(I-Device)使用,*大支持128个输入字节和128个输出字节的数据交换区。
电源模块
2.1.1 供电功率计算
S7-200 SMART的CPU模块可以向外提供两种电源:直流24V (DC)电源和直流 5V (DC)电源。直流24V电源用于模块的输入通道、输出继电器线圈及其他外部的传感器的供电。若输入/输出及外部传感器消耗的电流总和超过了CPU模块的供电能力,可以通过外接24V DC电源的方法进行补充。直流5V 电源用来给扩展模块和信号板供电。
CPU模块提供的5V DC的电流的大小,决定了能连接的模块的数量。若系统对5V DC电流需求的总和超过了CPU可提供的*大电流,则不能通过增加外部5V电源的方法进行补充,必须移除某些模块。
下面我们举例来讲解如何计算S7-200 SMART的电源需求。
假设系统由如下硬件组成:
① CPU ST40 DC/DC/DC;
② 2个EM DR08 (8通道数字量继电器输出);
③ 2个EM DE16 (16通道数字量输入);
④ 1个EM AQ02(2通道模拟量输出)。
CPU ST40可向外提供5V DC的*大电流为1400mA;可向外提供24V DC的*大电流为300mA。本身集成24个数字量输入通道,每个通道消耗24V电流4mA,因此CPU ST40本身消耗24V电流=4×24=96(mA)。EM DR08每个输出通道消耗24V电流11mA;整个模块消耗5V电流120mA。EM DE16每个输入通道消耗24V电流4mA;整个模块消耗5V电流105mA。EM AQ02每个模拟量通道消耗24V电流90mA;整个模块消耗5V电流60mA。
CPU ST40能满足该系统对5V电源的需求(电流差值890mA),但是不能满足系统对24V 电源的需求(电流差值为-280mA)。因此,该系统必须增加外部电源才能满足所有输入、输出对24V电流的消耗。
PM207是西门子为S7-200 SMART量身打造的电源模块。名称中的“PM”为“电源模块”。PM207目前总共有三种型号:PM207 24V/3A、PM207 24V/5A和PM207 24V/10。其外形和设计与S7-200 SMART完美匹配,能够把输入的交流电(AC)经过整流、滤波后变成直流电(DC)进行输出。同时,也能连接直流电网。也就是说,输入端也能接受直流电。当输入端连接交流电时,其输入电压的范围为85~264V AC,电流的频率为50Hz或者60Hz(我国交流电的频率为50Hz);当输入端连接直流电时,其输入电压的范围为88~370 V DC。以PM207 24V/5A为例,其额定输出电压为24V DC,且输出电压的范围可调,为22.8~26.4V DC,额定输出电流为5A;建议使用额定电流为10A、脱扣特性为C型的微型断路器。
PM207模块的下端有三个接线端子:L、N和PE。当使用交流供电时,“L”接相线,“N”接中性线,“PE”接保护地线;当使用直流电供电时,“L”接正极,“N”接负极。在底部接线端子的上部,有一个可调旋钮,可以调节输出电压的大小,其范围为:22.8~26.4V DC。可调旋钮的上面有一个LED指示灯,当输出电压正常时会点亮,为绿色。*上部的四个接线端子为输出电压的接线端子,左边两个为正极,右边两个为负极。
PM207(24V/3A 、24V/5A和24V/10A)三种型号的模块有很多相似之处,比如:输入电压/频率;输出电压范围;防护等级(均为IP20);安装导轨尺寸(35mm DIN)。其主要区别在于额额定输出电流的不同, 分别是3A、5A和10A。当然,其输入电流也是不同的。另外在外形尺寸上,PM207 24V/10A模块是*大的,为60mm×125mm×125mm,其质量为0.925kg;PM207 24V/3A模块的外形尺寸*小,为45mm×100mm×81mm,质量为0.46kg。
S7-200 SMART系列PLC的CPU模块可以分为标准型和经济型两种。标准型CPU的名称以“S”开头(Standard的首字母),比如CPU SR40;经济型CPU的名称以“C”开头(Compact的首字母),比如CPU CR60s。
标准型CPU有如下几个特点:
① *多支持6个扩展信号模块;
② *多支持1个信号板;
③ 集成Micro SD卡的插槽,可以使用市面上通用的Micro SD卡;
④ 集成1个RJ45网口,支持使用以太网连接编程设备(PG/PC)或者人机界面(HMI),支持基于以太网的通信协议(TCP/IP协议集);
⑤ V2.4以上固件版本可通过RJ45网口进行PROFINET通信;
⑥ 支持实时时钟和数据日志。
目前,S7-200 SMART推出的标准型CPU包括:ST20 DC/DC/DC、SR20 AC/DC/Relay、ST30 DC/DC/DC、SR30 AC/DC/Relay、ST40 DC/DC/DC、SR40 AC/DC/Relay、ST60 DC/DC//DC、SR60 AC/DC/Relay。
经济型CPU与标准型CPU相比,具有如下特点:
① 不支持扩展信号模块;
② 不支持信号板;
③ 没有集成Micro SD卡插槽,不能使用Micro SD卡;
④ 没有集成RJ45网口,不支持以太网通信;
⑤ 支持使用RS485接口进行编程,可通过RS485接口连接人机界面(HMI)。
目前,S7-200 SMART推出的经济型CPU模块包括:CR20s AC/DC/Relay、CR30s AC/DC/Relay、CR40s AC/DC/Relay、CR60s AC/DC/Relay。
无论是标准型CPU还是经济型CPU,其模块本身都集成了数字量输入/输出(DI/DO)通道。不同型号的CPU集成的DI/DO的数量不同,但二者的比例都为3∶2。
2.2.2 标准型CPU模块的特点
本节以ST40为代表,介绍标准型CPU模块的特点。CPU ST40的全称是“CPU ST40 DC/DC/DC”。
CPU ST40的尺寸为125mm×100mm×81mm(宽度×高度×厚度),功率为18W。
CPU ST40模块的左下角是RS485接口,编号为X20。其右边是一个端盖,掀开盖子可以看到两个接线端子排,左边编号为X12,右边编号为X13。X12和X13是数字量输出的接线端子排,其具体的针脚定义见表2-2(X12)和表2-3(X13)。
ST40 CPU模块的中央有个方形的盖板,可以用来插接信号板(Signal Board),具体请参考2.9节。
ST40 CPU模块提供了很多指示LED灯,用来指示CPU模块的状态。比如CPU的运行(RUN)、停止(STOP)、报错(ERROR)指示灯,数字量输入/输出指示灯,以太网网络连接(link)和数据传输(Rx/Tx)指示灯等,
S7-200 SMART CPU的存储区分为用户存储区和系统存储区。用户存储区又分为程序存储区、数据存储区和保持存储区。系统存储区包括过程映像区、模拟量存储区、位存储区、临时存储区、顺序控制继电器存储区。
CPU ST40的用户程序存储区的大小为24KB;用户数据存储区的大小为16KB;保持存储区的大小为10KB。CPU ST40的过程映像区包括256位的输入映像和256位的输出映像;模拟量存储区包括56字的输入和56字的输出;位存储区的大小为256位;每一个程序组织单元(POU)都有64个字节的临时存储区;顺序控制继电器存储区的大小为256位。
CPU ST40*多支持6个扩展模块和1个信号板模块。
CPU ST40集成了6路高速脉冲计数器:在单相脉冲输入的情况下,其中4路*大支持200kHz的脉冲输入,两位2路支持30kHz的脉冲输入;在A/B相脉冲输入的情况下,*大支持100kHz的脉冲输入。
CPU ST40集成了3路高速脉冲输出通道,*高输出频率为100kHz;集成了14路脉冲输入捕获,可以捕获快速的脉冲信号。
CPU ST40的接线图见附录中附图1-3。
2.2.3 经济型CPU模块的特点
本节以CR60s为代表,介绍经济型CPU模块的特点。CPU CR60s的全称是“CPU CR60s AC/DC/Relay”。
CPU CR60s的尺寸为175mm×100mm×81mm(宽度×高度×厚度),功率为10W。
与CPU ST40相同,CPU CR60s的左下角也是RS485接口,编号为X20。
在X20的右边是一个端盖,打开盖子可以看到两个接线端子排,左边编号为X12,右边编号为X13。X12和X13均为继电器输出通道的接线端子排。
X12总共有20个端子,各端子的定义见表2-6。X13总共有10个接线端子
CPU模块的上端也有两个接线端子排,左边编号为X10,右边编号为X11,均为数字量输入的接线端子排 。X10总共有20个接线端子,各端子的定义见表2-8。X11总共有20个接线端子,其中第18、19号端子用来给CPU模块供电。该CPU模块使用120~240V的交流电作为电源,18号端子连接相线(L),19号端子连接中性线(N),20号端子为功能性接地。从1号到17号,均为数字量输入
在工控行业中,“数字量”又称为“开关量”。顾名思义,它有“开”和“关”两种状态,反映在信号值上就是“1”和“0”两种值。数字量输入模块(Digital Input Module)用来接收外部的开关信号输入,并把接收到的信号传递给CPU。