S7-200系列PLC的主要技術(shù)性能
下面以S7-200 CPU224為例說明S7系列PLC的主要技術(shù)性能。
1.一般性能
S7-200 CPU224的一般性能如表4-13所示。
表4-13 S7-200 CPU224一般性能
電源電壓 |
DC 24V,AC 100~230V |
電源電壓波動(dòng) |
DC 20.4-28.8V,AC 84-264V(47-63Hz) |
環(huán)境溫度、濕度 |
水平安裝0~550C,垂直安裝0~450C,5~95% |
大氣壓 |
860~1080hPa |
保護(hù)等級(jí) |
IP20到IEC529 |
輸出給傳感器的電壓 |
DC 24V (20.4-28.8V) |
輸出給傳感器的電流 |
280mA,電子式短路保護(hù)(600mA) |
為擴(kuò)展模塊提供的輸出電流 |
660mA |
程序存儲(chǔ)器 |
8K字節(jié)/典型值為2.6K條指令 |
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 |
2.5K字 |
存儲(chǔ)器子模塊 |
1個(gè)可插入的存儲(chǔ)器子模塊 |
數(shù)據(jù)后備 |
整個(gè)BD1在EEPROM中無需維護(hù) 在RAM中當(dāng)前的DB1標(biāo)志位、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等通過高能電容或電池維持,后備時(shí)間190h(400C時(shí)120h),插入電池后備200天 |
編程語言 |
LAD,FBD,STL |
程序結(jié)構(gòu) |
一個(gè)主程序塊(可以包括子程序) |
程序執(zhí)行 |
自由循環(huán)。中斷控制,定時(shí)控制(1~255ms) |
子程序級(jí) |
8級(jí) |
用戶程序保護(hù) |
3級(jí)口令保護(hù) |
指令集 |
邏輯運(yùn)算、應(yīng)用功能 |
位操作執(zhí)行時(shí)間 |
0.37μs |
掃描時(shí)間監(jiān)控 |
300ms(可重啟動(dòng)) |
內(nèi)部標(biāo)志位 |
256,可保持:EEPROM中0~112 |
計(jì)數(shù)器 |
0~256,可保持:256,6個(gè)高速計(jì)數(shù)器 |
定時(shí)器 |
可保持:256, 4個(gè)定時(shí)器,1ms~30s 16個(gè)定時(shí)器,10ms~5min 236個(gè)定時(shí)器,100ms~54min |
接口 |
一個(gè)RS485通信接口 |
可連接的編程器/PC |
PG740P = 2 \* ROMAN II,PG760P = 2 \* ROMAN II,PC(AT) |
本機(jī)I/O |
數(shù)字量輸入:14,其中4個(gè)可用作硬件中斷,14個(gè)用于高速功能 數(shù)字量輸出:10,其中2個(gè)可用作本機(jī)功能, 模擬電位器:2個(gè) |
可連接的I/O |
數(shù)字量輸入/輸出:最多94/74 模擬量輸入/輸出:最多28/7(或14) AS接口輸入/輸出:496 |
最多可接擴(kuò)展模塊 |
7個(gè) |
2.輸入特性
S7-200 CPU224的輸入特性如表4-14所示。
表4-14 S7-200 CPU224輸入特性
類型 |
源型或匯型 |
輸入電壓 |
DC 24V,“1信號(hào)”:14-35A,“0信號(hào)”:0-5A, |
隔離 |
光耦隔離,6點(diǎn)和8點(diǎn) |
輸入電流 |
“1信號(hào)”:最大4mA |
輸入延遲(額定輸入電壓) |
所有標(biāo)準(zhǔn)輸入:全部0.2-12.8ms(可調(diào)節(jié)) 中斷輸入:(I0.0-0.3)0.2-12.8ms(可調(diào)節(jié)) 高速計(jì)數(shù)器:(I0.0-0.5)最大30kHz |
3.輸出特性
S7-200 CPU224輸出特性如表4-15所示。
表4-15 S7-200 CPU224的輸出特性
類型 |
晶體管輸出型 |
繼電器輸出型 |
額定負(fù)載電壓 |
DC 24V(20.4-28.8V) |
DC 24V(4-30V) AC24-230V(20-250V) |
輸出電壓 |
“1信號(hào)”:最小DC 20V |
L+/L- |
隔離 |
光耦隔離,5點(diǎn) |
繼電器隔離,3點(diǎn)和4點(diǎn) |
最大輸出電流 |
“1信號(hào)”:0.75A |
“1信號(hào)”:2A |
最小輸出電流 |
“0信號(hào)”:10μsA |
“0信號(hào)”:0mA |
輸出開關(guān)容量 |
阻性負(fù)載:0.75A 燈負(fù)載:5W |
阻性負(fù)載:2A 燈負(fù)載:DC30W,AC200W |
4.?dāng)U展單元的主要技術(shù)特性
S7-200系列PLC是模塊式結(jié)構(gòu),可以通過配接各種擴(kuò)展模塊來達(dá)到擴(kuò)展功能、擴(kuò)大控制能力的目的。目前S7-200主要有三大類擴(kuò)展模塊。
(1)輸入/輸出擴(kuò)展模塊 S7-200 CPU上已經(jīng)集成了一定數(shù)量的數(shù)字量I/O點(diǎn),但如用戶需要多于CPU單元I/O點(diǎn)時(shí),必須對(duì)系統(tǒng)做必要的擴(kuò)展。CPU221無I/O擴(kuò)展能力,CPU 222最多可連接2個(gè)擴(kuò)展模塊(數(shù)字量或模擬量),而CPU224和CPU226最多可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊。
S7-200 PLC系列目前總共提供共5大類擴(kuò)展模塊:數(shù)字量輸入擴(kuò)展板EM221(8路擴(kuò)展輸入);數(shù)字量輸出擴(kuò)展板EM222(8路擴(kuò)展輸出);數(shù)字量輸入和輸出混合擴(kuò)展板EM223(8I/O,16I/O,32I/O);模擬量輸入擴(kuò)展板EM231,每個(gè)EM231可擴(kuò)展3路模擬量輸入通道,A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間為25μs,12位;模擬量輸入和輸出混合擴(kuò)展模板EM235,每個(gè)EM235可同時(shí)擴(kuò)展3路模擬輸入和1路模擬量輸出通道,其中A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間為25μs,D/A轉(zhuǎn)換時(shí)間]100μs,位數(shù)均為12位。
基本單元通過其右側(cè)的擴(kuò)展接口用總線連接器(插件)與擴(kuò)展單元左側(cè)的擴(kuò)展接口相連接。擴(kuò)展單元正常工作需要+5VDC工作電源,此電源由基本單元通過總線連接器提供,擴(kuò)展單元的24VDC輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)電源,可由基本單元的24VDC電源供電,但要注意基本單元所提供的最大電流能力。
(2)熱電偶/熱電阻擴(kuò)展模塊 熱電偶、熱電阻模塊(EM231)是為CPU222,CPU224,CPU226設(shè)計(jì)的,S7-200與多種熱電偶、熱電阻的連接備有隔離接口。用戶通過模塊上的DIP開關(guān)來選擇熱電偶或熱電阻的類型,接線方式,測(cè)量單位和開路故障的方向。
(3)通訊擴(kuò)展模塊 除了CPU集成通訊口外,S7-200還可以通過通訊擴(kuò)展模塊連接成更大的網(wǎng)絡(luò)。S7-200系列目前有兩種通訊擴(kuò)展模塊:PROFIBUS-DP擴(kuò)展從站模塊(EM277)和AS-i接口擴(kuò)展模塊(CP243-2)。
S7-200系列PLC輸入/輸出擴(kuò)展模塊的主要技術(shù)性能如表4-16所示。
表4-16 S7-200系列PLC輸入/輸出擴(kuò)展模塊的主要技術(shù)性能
類型 |
數(shù)字量擴(kuò)展模塊 |
模擬量擴(kuò)展模塊 |
||||
型號(hào) |
EM221 |
EM222 |
EM223 |
EM231 |
EM232 |
EM235 |
輸入點(diǎn) |
8 |
無 |
4/8/16 |
3 |
無 |
3 |
輸出點(diǎn) |
無 |
8 |
4/8/16 |
無 |
2 |
1 |
隔離組點(diǎn)數(shù) |
8 |
2 |
4 |
無 |
無 |
無 |
輸入電壓 |
DC24V |
|
DC24V |
|
|
|
輸出電壓 |
|
DC24V或AC24-230V |
DC24V或AC24-230V |
|
|
|
A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間 |
|
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|
<250μs |
|
<250μs |
分辨率 |
|
|
|
12bit A/D轉(zhuǎn)換 |
電壓:12bit 電流:11bit |
12bit A/D轉(zhuǎn)換 |
西門子中型PLC系列S7-300的新特性
西門子中型可編程控制器系列S7-300技術(shù)革新啦!S7-300 PLC是SIMATIC S7家族中的中型可編程序控制器,作為以前版本的升級(jí),新一代固件版本為V3.0的S7-300系列的CPU 312、314、315-2 DP 和315F-2 DP已經(jīng)發(fā)布,這些CPU都有新的訂貨號(hào)。
新一代的S7-300系列CPU與以前對(duì)應(yīng)版本備件兼容,具備以下亮點(diǎn):性能方面,性能提升了2倍或者更高。內(nèi)存方面,CPU 314 從96 KB擴(kuò)展到128 KB ,CPU 315-2 DP從128 KB擴(kuò)展到256 KB ,CPU 315F-2 DP從 192 KB擴(kuò)展到384 KB。此外,可以同時(shí)在線監(jiān)控兩個(gè)快,技術(shù)數(shù)據(jù)也趨于一致,I/O過程映像區(qū)增大。同時(shí),CPU 315(F)-2 DP 的PROFIBUS可以使用同步模式,并帶有可以進(jìn)行數(shù)據(jù)設(shè)置的路由。
性能提升
新一代的S7-300 CPU性能比現(xiàn)有的312,314 和315(F)-2 DP CPU有了顯著提升,例如,新一代的CPU的用戶程序執(zhí)行速度是原來CPU的2倍或更高。位運(yùn)算時(shí)間縮減到50ns,字運(yùn)算時(shí)間縮減到90ns,定點(diǎn)和浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算性能也有了較大的提升。
同時(shí)監(jiān)控兩個(gè)塊
新一代S7-300固件版本V3.0CPU的可以同時(shí)在線監(jiān)控兩個(gè)塊,用戶可以選擇在一個(gè)PG或PC上同時(shí)監(jiān)視兩個(gè)塊或在兩個(gè)PG或PC上同時(shí)監(jiān)控一個(gè)塊。此外,增加了在塊狀態(tài)中監(jiān)視的程序行數(shù),只有在STEP 7 V5.4 SP5中才有這個(gè)功能。
技術(shù)數(shù)據(jù)的一致性
S7-300 CPU的技術(shù)數(shù)據(jù)趨于一致。已經(jīng)對(duì)下面這些S7-300 CPU的固件進(jìn)行了一致化或增添了一些功能:
——所有的S7-300 CPU具有相同的塊數(shù)量(FC、FB、DB)
——相同的本地?cái)?shù)據(jù)量大小
——每個(gè)優(yōu)先級(jí)具有相同的嵌套層數(shù):16
——除了CPU312以外的S7-300 CPU具有相同的塊容量:64KB
——所有S7-300 CPU都具備:300個(gè)可同時(shí)激活的Alarm_S塊
——相同的時(shí)間延時(shí)中斷OB塊:OB20 和OB21
——相同的周期中斷OB塊:OB32、 OB33、OB34 和OB35
——相同的全局通信數(shù)量:8
——斷點(diǎn)數(shù)目從2個(gè)增加到4個(gè)
——CPU312 的標(biāo)簽有256 字節(jié)
——CPU 312 具有256個(gè)S7定時(shí)器/S7 計(jì)數(shù)器
——診斷緩沖器
診斷緩沖器的大?。?/span>500條診斷信息,最新的100條具有保持功能
CPU運(yùn)行狀態(tài)下顯示的診斷緩沖器條目可以為10到499條。默認(rèn)值為10條。
兼容性
新一代的S7-300 CPU 在具有備件兼容性的條件下可以替代以前的版本。
舊版本的312、314、315(F)-2 DP CPU仍然可以訂貨,在大約1年的時(shí)間內(nèi),舊版本的312、314、315(F)-2 DP CPU和新一代的CPU可以同時(shí)提供,在此之后,我們只提供V3.0或更高版本的CPU。
SIMATIC S7-1200 是一款適用于機(jī)械設(shè)備制造以及工廠構(gòu)建中開環(huán)和閉環(huán)控制任務(wù)的控制器。它可實(shí)現(xiàn)最大的自動(dòng)化性能以及最為經(jīng)濟(jì)的成本。
由于同時(shí)采用了高性能的緊湊型模塊化設(shè)計(jì),SIMATIC S7-1200 適用于各種自動(dòng)化應(yīng)用。其使用范圍從更換繼電器和接觸器一直到網(wǎng)絡(luò)和分布式結(jié)構(gòu)中復(fù)雜的自動(dòng)化任務(wù)。
S7-1200 還不斷開辟了以前由于經(jīng)濟(jì)原因而開發(fā)的特殊電子元件領(lǐng)域。
應(yīng)用示例包括,例如:
SIMATIC S7-1200 系列由以下模塊組成:
機(jī)械特點(diǎn)
設(shè)備功能
SIMATIC S7-1200 配備不同的通訊機(jī)制:
PROFINET 接口
集成的 PROFINET 接口允許進(jìn)行下列通訊:
支持以下協(xié)議:
可以連接以下設(shè)備:
PG 和 SIMATIC S7-1200 的 CPU 之間的連接
基本面板和 SIMATIC S7-1200 的 CPU 之間的連接
通過 CSM 1277 以太網(wǎng)交換機(jī)連接多臺(tái)設(shè)備
點(diǎn)到點(diǎn)接口,可自由編程接口模式
通訊模塊允許通過點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接進(jìn)行的通訊。使用 RS232 和 RS485 物理傳輸介質(zhì)。在 CPU 的“自由端口 (Freeport)”模式中執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸。使用用戶專用、面向比特的通訊協(xié)議(例如,ASCII 協(xié)議、USS 或 MODBUS)。
可以連接帶有串行接口的任何終端設(shè)備,例如,驅(qū)動(dòng)器、打印機(jī)、條形碼閱讀器、調(diào)制解調(diào)器等。
在可編程的接口模式中,通過 CM 1241 實(shí)現(xiàn)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接
S7-1200 具有以下特點(diǎn):
SIMATIC S7-1200 滿足國內(nèi)和國際標(biāo)準(zhǔn):
基于SIEMENS PLC郵件分揀控制舉例
1.控制要求
XCXDXEXF用PLC-01的常開開關(guān)表示,當(dāng)XCXDXEXF取值不是(0001,0010,0011,0100,0101)時(shí),L1閃亮表示出錯(cuò),按停止按扭無效。必須取XCXDXEXF為(0001,0010,0011,0100,0101)后,再按停止按扭,復(fù)位一下,再按起動(dòng)按鈕,則L2亮表示可以進(jìn)郵件,同時(shí)M5亮,S1產(chǎn)生1s的脈沖閃亮。在這基礎(chǔ)上當(dāng)XCXDXEXF取值0001時(shí),表示郵編第一個(gè)數(shù)字為1,當(dāng)按下S2表示檢測(cè)到了,脈沖開始計(jì)數(shù),經(jīng)五個(gè)脈沖后M1亮2s,表示開頭為1的郵編進(jìn)北京的郵箱,同時(shí)M5,L2,S1滅2s。當(dāng)XCXDXEXF取值0010時(shí),表示郵編第一個(gè)數(shù)字為2,當(dāng)按下S2表示檢測(cè)到了,脈沖開始計(jì)數(shù),經(jīng)十個(gè)脈沖后M2亮2s,表示開頭為2的郵編進(jìn)上海的郵箱,同時(shí)M5,L2,S1滅2s。當(dāng)XCXDXEXF取值0011時(shí),表示郵編第一個(gè)數(shù)字為3,當(dāng)按下S2表示檢測(cè)到了,脈沖開始計(jì)數(shù),經(jīng)十五個(gè)脈沖后M3亮2s,表示開頭為3的郵編進(jìn)天津的郵箱,同時(shí)M5,L2,S1滅2s。當(dāng)XCXDXEXF取值0100時(shí),表示郵編第一個(gè)數(shù)字為4,當(dāng)按下S2表示檢測(cè)到了,脈沖開始計(jì)數(shù),經(jīng)二十個(gè)脈沖后M4亮2s,表示開頭為4的郵編進(jìn)武漢的郵箱,同時(shí)M5,L2,S1滅2s。當(dāng)XCXDXEXF取值0101時(shí),表示郵編第一個(gè)數(shù)字為5,當(dāng)按下S2表示檢測(cè)到了,脈沖開始計(jì)數(shù),經(jīng)二十五個(gè)脈沖后,M5,L2,S1滅2s,表示開頭為5的郵編進(jìn)廣州的郵箱。當(dāng)開頭為1的郵編檢測(cè)到了,但M1還沒亮?xí)r,轉(zhuǎn)變XCXDXEXF的值,發(fā)生錯(cuò)誤L1閃亮,情況就跟開頭說的一樣了,以此類推當(dāng)其他號(hào)碼檢測(cè)到了,但還沒投進(jìn)箱子時(shí),轉(zhuǎn)變號(hào)碼就發(fā)生錯(cuò)誤。當(dāng)郵編投進(jìn)郵箱后再按S2表示檢測(cè)到郵件工作。
圖1 郵件分揀控制示意圖
2.I/O分配
3.郵件分揀控制梯形圖
圖2 郵件分揀控制梯形圖
圖2 (續(xù))
圖2 (續(xù))
4、郵件分揀控制語句表
1872年:西門子成立25年之后,即1872年,和中國開始了業(yè)務(wù)往來。西門子在中國的第一筆訂單是向中國提供指針式電報(bào)機(jī),這標(biāo)志著中國現(xiàn)代電信事業(yè)的開展。
S7-200系列可編程控制器的特點(diǎn)分類及主要功能元件
西門子S7系列可編程控制器分為S7-400、S7-300、S7-200三個(gè)系列,分別為S7系列的大、中、小型可編程控制器系統(tǒng)。S7-200系列可編程控制器有CPU21X系列,CPU22X系列,其中CPU22X型可編程控制器提供了4個(gè)不同的基本型號(hào),常見的有CPU221,CPU222,CPU224和CPU226四種基本型號(hào)。
小型PLC中,CPU221價(jià)格低廉能滿足多種集成功能的需要。CPU 222是S7-200家族中低成本的單元,通過可連接的擴(kuò)展模塊即可處理模擬量。CPU 224具有更多的輸入輸出點(diǎn)及更大的存儲(chǔ)器。CPU 226和226XM是功能最強(qiáng)的單元,可完全滿足一些中小型復(fù)雜控制系統(tǒng)的要求。四種型號(hào)的PLC具有下列特點(diǎn):
(1)集成的24V電源
可直接連接到傳感器和變送器執(zhí)行器,CPU 221和CPU222具有180mA 輸出。CPU224輸出280mA,CPU 226、CPU 226XM輸出400mA 可用作負(fù)載電源。
(2)高速脈沖輸出
具有2 路高速脈沖輸出端,輸出脈沖頻率可達(dá)20KHz,用于控制步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī),實(shí)現(xiàn)定位任務(wù)。
(3)通信口
CPU 221、CPU222和CPU224具有1個(gè)RS-485通信口。CPU 226、CPU 226XM具有2個(gè)RS-485通信口。支持PPI、MPI通信協(xié)議,有自由口通信能力。
(4)模擬電位器
CPU221/222有1個(gè)模擬電位器,CPU224/226/226XM有2個(gè)模擬電位器。模擬電位器用來改變特殊寄存器(SMB28,SMB29)中的數(shù)值,以改變程序運(yùn)行時(shí)的參數(shù)。如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的預(yù)置值,過程量的控制參數(shù)。
(5)中斷輸入允許以極快的速度對(duì)過程信號(hào)的上升沿作出響應(yīng)。
(6)EEPROM 存儲(chǔ)器模塊(選件)
可作為修改與拷貝程序的快速工具,無需編程器并可進(jìn)行輔助軟件歸檔工作。
(7)電池模塊
用戶數(shù)據(jù)(如標(biāo)志位狀態(tài)、數(shù)據(jù)塊、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器)可通過內(nèi)部的超級(jí)電容存儲(chǔ)大約5 天。選用電池模塊能延長(zhǎng)存儲(chǔ)時(shí)間到200天(10年壽命)。電池模塊插在存儲(chǔ)器模塊的卡槽中。
(8)不同的設(shè)備類型
CPU 221~226 各有2種類型CPU,具有不同的電源電壓和控制電壓。
(9)數(shù)字量輸入/輸出點(diǎn)
CPU 221具有6個(gè)輸入點(diǎn)和4個(gè)輸出點(diǎn);CPU 222具有8個(gè)輸入點(diǎn)和6個(gè)輸出點(diǎn);CPU 224 具有14個(gè)輸入點(diǎn)和10個(gè)輸出點(diǎn);CPU226/226XM 具有24個(gè)輸入點(diǎn)和16個(gè)輸出點(diǎn)。CPU22X主機(jī)的輸入點(diǎn)為24V直流雙向光電耦合輸入電路,輸出有繼電器和直流(MOS型)兩種類型。
(10)高速計(jì)數(shù)器
CPU 221/222有4個(gè)30KHz高速計(jì)數(shù)器,CPU224/226/226XM有6個(gè)30KHz的高速計(jì)數(shù)器,用于捕捉比CPU掃描頻率更快的脈沖信號(hào)。