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模块类型
S7-200数字量模块有进口与国产两种类型。进口与国产模块在功能上没有区别,并且在一个S7-200系统中可以混合使用。
S7-200 数字量模块根据模块功能分为以下三个类型:
• DI:数字量输入模块EM221
• DO:数字量输出模块EM222
• DI/DO:数字量输入/输出模块EM223
具体可参见下表所示:
注:(1)表中未标注“只有进口模块”注释的其它模块都有进口与国产两种类型的模块
(2)EM223中输入/输出类型中:24V DC/24VDC-0.75A是指:输入类型是直流24V,输出类型是直流24V且最大每点电流为0.75A
模块技术规范
在使用S7-200 数字量模块时,我们需要了解模块的很多的具体参数,如:输入输出类型、输入输出的点数、模块功耗﹑输入/输出点额定电流等,您可以在以下文档中获得这些具体参数
《S7-200可编程控制器系统手册》附录A 技术规范表A-12至表A-14
如何查询西门子产品的技术数据,请点击 查看
在众多参数中,需要特别提醒您注意模块的以下两个重要参数:
• 模块的电源消耗
• 输出点的切换频率
参数1: 模块的电源消耗:主要指模块对5V电源和24V电源的消耗能力。
(1) 5V电源消耗:5V电源是CPU通过I/O总线电缆供给模块使用的,5V电源是无法通过外接电源补充和扩展的。我们需计算所有S7-200数字量模块的5V电源消耗总和,以保证其不超过CPU 5V电源供应能力。
(2) 24V电源消耗:部分S7-200数字量模块的供电、数字量输入点及输出点需要使用24V电源。24V电源可由CPU模块的24V DC传感器输出电源提供,也可外加24V DC电源。通常,我们需计算S7-200数字量模块的24V电源消耗总和,以保证其不超过CPU模块的电源定额或选用正确容量的24V电源模块。
模块5V/24V电源消耗请参考《S7-200可编程控制器系统手册》附录A 技术规范表A-12 。
5V/24V电源计算请参考《S7-200可编程控制器系统手册》附录B 计算电源定额。
参数2:输出点的切换频率
S7-200数字量模块晶体管输出类型的DO点不能输出高速脉冲;继电器输出的DO点最大切换频率为1HZ且有机械寿命,因此不能频繁开关。
除了以上重要参数外,还需要提醒您注意模块连接的负载类型,尤其对于数字量输出点连接接感性负载时,应设计保护电路。
感性负载设计请参考《S7-200可编程控制器系统手册》第3章 S7-200的安装->感性负载设计指南
模块安装
S7-200数字量模块可安装在CPU模块右侧的任意位置。
每个S7-200数字量模块都自带一根带状I/O总线电缆,如果该电缆满足模块之间的安装宽度需求,可直接将该电缆插接在其它模块上的10针插槽内,如下图:
如果S7-200数字量模块自带的电缆不能满足模块之间的安装宽度需求,可选用0.8米I/O扩展电缆。安装示意图如下:
注:每套系统仅允许使用一条I/O扩展电缆.
I/O扩展电缆的详细信息请点击 查看
安装说明请参考《S7-200可编程控制器系统手册》第3章S7-200的安装。
模块I/O接线
• DI接线:
S7-200数字量模块的DI有以下类型:
• 24V DC输入:
这种输入又分为24V DC漏型输入和24VDC源型输入。“漏型输入”是电流流入DI输入点的形式,如下图箭头所示:电流由外部流入模块的I x.0输入点,1M接0V DC;
“源型输入”是电流由DI输入点流出的形式,如下图箭头所示:电流由模块的I x.0输入点流出,1M接24V DC。
• 120/230V AC输入
只有6ES7221-1EF22-0XA0这一种型号的模块可以接交流输入,具体的接线方式如下:
• DO接线:
S7-200数字量模块的DO有以下三种类型:
• 24V DC输出
S7-200数字量扩展模块的24V DC输出点只能接成源型输出。
“源型输出”是电流由DO输出点流出的形式,如下图箭头所示:电流由模块的Q x.0输出点流出,1M接0V DC,1L+接24V DC。
提示:如果需要输出类型为漏型,只能选择CPU224XPsi本体集成的输出点。
• 继电器输出
继电器输出的DO点可接交流或直流。如下图所示:1L接24V DC或250V AC 都可以。
• 120/230V AC输出
只有6ES7222-1EF22-0XA0为120V/230V AC输出,具体的接线图如下所示:
S7-200数字量模块接线图请参考《S7-200可编程控制器系统手册》附录A 图A-9至图A-12。
模块I/O寻址
S7-200数字量模块的位置和I/O地址不需要在编程软件中配置,模块的位置和I/O地址将按照离CPU的距离递增排列。
S7-200的DI/DO地址总是以8位(一个字节)为单位递增。如果CPU上的物理DI/DO点没有完全占据一个字节,其中剩余未用的位也不能分配给后续模块的DI/DO信号。如下图所示的例子:CPU224 XP未占用的I1.6,I1.7及Q1.2-Q1.7都不能再分配给后续的4输入/4输出数字量扩展模块,此扩展模块将使用从I 2.0和Q 2.0开始的地址。
在Step 7 Micro/Win编程软件中也可以查看到模块的具体地址分配。使用Step 7 Micro/Win编程软件的菜单命令“PLC >信息”,可查看扩展模块实际位置和I/O地址分配。如上范例:CPU224XP扩展4DI/4DO其地址分配如下图所示:可查看到数字量模块的模块位置为0,输入点起始地址为I2.0,输出点起始地址为Q2.0。
S7-200扩展I/O寻址请参考《西门子 S7-200•LOGO!•SITOP 参考》(更新版)S7-200 PLC->功能﹑编程与调试->访问S7-200的数据-寻址->CPU的集成I/O和扩展I/O寻址。
S7-200 PLC与S7-300 PLC之间采用MPI通讯方式时,S7-200 PLC中不需要编写任何与通讯有关的程序,只需要将要交换的数据整理到一个连续的V 存储区当中即可,而S7-300 PLC中需要在组织块OB1(或是定时中断组织块OB35)当中调用系统功能X_GET(SFC67)和X_PUT(SFC68),以实现S7-200 PLC与S7-300 PLC之间的通讯。调用SFC67和SFC68时VAR_ADDR参数填写S7-200的数据地址区,由于S7-200的数据区为v区,这里需填写 P#DB1.DBX×× BYTE n 对应的就是S7200 V存储区当中VB××到VB(××+n)的数据区。例如交换的数据存在S7-200中VB50到VB59这10个字节当中,VAR_ADDR参数应为 P#DB1.DBX50.0 BYTE 10.
首先根据S7-300的硬件配置,在STEP7当中组态S7-300站并且下载,注意S7-200和S7-300出厂默认的MPI地址都是2,所以必须修 改其中一个PLC的站地址,例子程序当中将S7-300 MPI地址设定为2,S7-200地址设定3,另外要分别将S7-300和S7-200的通讯速率设定一致,可设为9.6K,19.2K,187.5K三 种波特率,例子程序当中选用了19.2K的速率。
S7-200 PLC修改MPI地址可以参考下图:
图1 S7-200 设置MPI地址
S7-300 PLC修改MPI地址可以参考下图:
图2 S7-300 设置MPI地址
例子程序在OB1当中调用数据读写功能块:SFC67和SFC68,如下图:
图3 程序编写
分别在STEP7 MicroWin32 和STEP7当中监视S7-200和S7-300 PLC当中的数据,数据监视界面如下:
图4 S7-200监控结果
图5 S7-300监控结果
通过CP5611,STEP7 MicroWin32, Set PG/PC Interface可以读取S7200和S7300的站地址,如下图:
图6 CP5611诊断结果(站地址0为进行编程的计算机)
图7 使用STEP7 MicroWin32诊断结果
2.S7-200和S7-300进行PROFIBUS通信
S7-300与S7-200通过EM277进行 PROFIBUS DP通讯,需要在STEP7中进行S7-300站组态,在S7-200系统中不需要对通讯进行组态和编程,只需要将要进行通讯的数据整理存放在V 存储区,并且S7-300组态EM277从站时设置正确的地址即可。
插入一个S7-300的站:
图8 S7-300组态
选中STEP7的硬件组态窗口中的菜单 Option® Install new GSD(GSD 文件下载:113652)
导入SIEM089D.GSD文件,安装EM277从站配置文件,如下图:
图9 安装GSD
在SIMATIC文件夹中有EM277的GSD文件:
图10 安装GSD
导入GSD文件后,在右侧的设备选择列表中找到EM277从站,PROFIBUS DP®Additional Field Devices®PLC®SIMATIC®EM277,并且根据通讯字节数,选择一种配置,本例选择8字节入/8字节出的方式,如下图:
图11 通信区域组态
根据EM277上的拨位开关设定以上EM277从站的站地址。
图12组态DP通信地址
组态完系统的硬件配置后,将编译下载到S7-300的PLC当中。S7-300的硬件下载完成后,将EM277的拨位开关拨到与以上硬件组 态的设定值一致,在S7-200中编写程序将进行交换的数据存放在VB0-VB15,对应S7-300的PQB0-PQB7和PIB0-PIB7,打开 STEP7中的变量表和STEP7 MicroWin32的状态表进行监控,它们的数据交换结果如下图:
图13 通信数据监控
图14 通信数据监控
注意:VB0-VB7是S7-300写到S7-200的数据,VB8-VB15是S7-300从S7-200读取的值。EM277上拨位开 关的位置一定要和S7-300中组态的地址值一致。如果使用的S7-200通信区域不从VB0开始,则需要设置地址偏移,在S7-300硬件组态中双击 EM277,修改数值0为实际使用的数值即可,如下图所示:
图15 地址区域偏移设置
3.S7-200和S7-300进行以太网通信
可以把S7-200的以太网模块CP243-1配置为CLIENT,使用STEP 7 Micro/WIN32中的向导进行通信的配置即可。在命令菜单中选择工具--> 以太网向导。
图16 打开以太网向导
第一步是对以太网通信的描述.点击下一步开始以太网配置。
图17 向导介绍
在此处选择模块的位置,在线的情况下,您也可以用读取模块按钮搜寻在线的CP243-1模块。点击下一步;
图18 读取模块
在此处填写IP地址和子网掩码。点击下一步;
图19 地址设置
需要填写模块的连接数目,如只和CP343-1通信则在此处填写1,点击下一步。
图20 模块占用地址设置
选择此为客户机连接,远程属性TSAP (Transport Service Access Point)填写为03.02,输入343-1的IP地址.,点击数据传输按钮进入数据交换的定义。
图21 连接设置
点击新传输按钮进入设置:选择是读取数据还是写入数据。填写通讯数据的字节个数,填写发送数据区和接收数据区的起始地址,本例中为从S7-300的MB200开始读取8个字节到vb1000开始的8个字节的区域中。
点击确认按钮:
图22 数据区域设置
选择CRC校验,使用缺省的时间间隔30秒,点击下一步按钮。
图23 使用CRC
填写模块所占用的V存储区的起始地址。你也可以通过Suggest Address按钮来获得系统建议的V存储区的起始地址, 点击下一步按钮。
图24 配置存储区
完成以太网向导配置后需要在程序中调用以太网向导所生成的ETHx_CTRL和ETH0_XFR, 然后,将整个项目下载到作CLIENT的S7-200 CPU上。
图25 程序编写
西门子步进驱动6FC5548-0AA02-0AA0