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高效工程组态成就高效自动化
S7-200系列PLC的基本硬件组成
S7-200系列PLC可提供4种不同的基本单元和6种型号的扩展单元。其系统构成包括基本单元、扩展单元、编程器、存储卡、写入器、文本显示器等。
1.基本单元
S7-200系列PLC中可提供4种不同的基本型号的8种CPU供选择使用,其输入输出点数的分配见表4-11:
表4-11 S7-200系列PLC中CPU22X的基本单元
型 号 |
输入点 |
输出点 |
可带扩展模块数 |
S7-200CPU221 |
6 |
4 |
— |
S7-200CPU222 |
8 |
6 |
2个扩展模块 78路数字量I/O点或10路模拟量I/O点 |
S7-200CPU224 |
14 |
10 |
7个扩展模块 168路数字量I/O点或35路模拟量I/O点 |
S7-200CPU226 |
24 |
16 |
2个扩展模块 248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点 |
S7-200CPU226XM |
24 |
16 |
2个扩展模块 248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点 |
2.扩展单元
S7-200系列PLC主要有6种扩展单元,它本身没有CPU,只能与基本单元相连接使用,用于扩展I/O点数,S7-200系列PLC扩展单元型号及输入输出点数的分配如表4-12所示。
表4-12 S7-200系列PLC扩展单元型号及输入输出点数
类 型 |
型 号 |
输入点 |
输出点 |
数字量扩展模块 |
EM221 |
8 |
无 |
EM222 |
无 |
8 |
|
EM223 |
4/8/16 |
4/8/16 |
|
模拟量扩展模块 |
EM231 |
3 |
无 |
EM232 |
无 |
2 |
|
EM235 |
3 |
1 |
3.编程器
PLC在正式运行时,不需要编程器。编程器主要用来进行用户程序的编制、存储和管理等,并将用户程序送入PLC中,在调试过程中,进行监控和故障检测。S7-200系列PLC可采用多种编程器,一般可分为简易型和智能型。
简易型编程器是袖珍型的,简单实用,价格低廉,是一种很好的现场编程及监测工具,但显示功能较差,只能用指令表方式输入,使用不够方便。智能型编程器采用计算机进行编程操作,将专用的编程软件装入计算机内,可直接采用梯形图语言编程,实现在线监测,非常直观,且功能强大,S7-200系列PLC的专用编程软件为STEP7-Micro/WIN。
4.程序存储卡
为了程序及重要参数的安全,一般小型PLC设有外接EEPROM卡盒接口,通过该接口可以将卡盒的内容写入PLC,也可将PLC内的程序及重要参数传到外接EEPROM卡盒内作为备份。程序存储卡EEPROM有6ES 7291-8GC00-0XA0和6ES 7291-8GD00-0XA0两种,程序容量分别为8K和16K程序步。
5.写入器
写入器的功能是实现PLC和EPROM之间的程序传送,是将PLC中RAM区的程序通过写入器固化到程序存储卡中,或将PLC中程序存储卡中的程序通过写入器传送到RAM区。
6.文本显示器
文本显示器TD200不仅是一个用于显示系统信息的显示设备,还可以作为控制单元对某个量的数值进行修改,或直接设置输入/输出量。文本信息的显示用选择/确认的方法,多可显示80条信息,每条信息多4个变量的状态。过程参数可在显示器上显示,并可以随时修改。TD200面板上的8个可编程序的功能键,每个都分配了一个存储器位,这些功能键在启动和测试系统时,可以进行参数设置和诊断。
S7-200系列的基本逻辑指令
S7-200系列的基本逻辑指令与FX系列和CPM1A系列基本逻辑指令大体相似,编程和梯形图表达方式也相差不多,这里列表表示S7-200系列的基本逻辑指令(见表)。 表 S7-200系列的基本逻辑指令
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6ES7331-7PF11-0AB0
Benefits
- 通过在变频器中集成 PLC、运动控制和技术功能,可实现高性价比
- 利用更新的SINAMICS S120 设计
- 紧凑的形状因素减少了控制柜尺寸
- 佳适用于模块化或分布式机器解决方案
- 操作方便
-
具有丰富的通讯接口,可进行各种型式的组网:
- D410-2 DP, D4x5-2 DP:内置工业以太网和 PROFIBUS DP 接口
- D410-2 DP/PN(从 autumn 2012 开始可用), D4x5-2 DP/PN:内置工业以太网、PROFIBUS DP 和 PROFINET IO 接口
- 具有广泛的技术功能,功能强大
- 从驱动器的调试到开环控制和运动控制等工程应用都十分的简单
- CF 卡,更换容易,包含所有数据(程序,数据,驱动参数和许可证),因此,可轻松进行维护
- PLC 和运动控制器之间无需接口,具有的动态性能
能在任何地方使用SIMOTION D
- 使用SINAMICS S120驱动系列
- 直接在传动(SINAMICS S120)中执行运动控制和PLC功能
- 要求结构紧凑、节省空间
- 运动控制和高速I/O需要高性能
- 处于苛刻环境的条件下,要求高电磁兼容性,高抗冲击性和高抗振动性
- 采用了具有高速同步操作功能的模块化机器概念
灵活的模块化机器解决方案
SIMOTION D 适用于单轴和高性能多轴组合系统的模块化机器概念的实施:
- SIMOTION D410-2(块型)为从单机传动到小型多机传动(通常为 2 至 3 个轴)的紧凑型传动设计提供了具性价比的解决方案。
- SIMOTION D4x5-2(书本型)可用于多轴系统(多 128 个轴)的开环和闭环控制。
重要应用包括:
- 包装机
- 塑料和橡胶机械
- 压力机和拉线机
- 纺织机械
- 印刷机械
- 木材、玻璃、陶瓷和石材加工机械
- 转换
- 搬运设备
随着伺服变频器和矢量变频器使用的增加,需要 PLC、运动控制和技术功能的高度集成。
通过 SIMOTION D4x5-2,某些控制模块还可用作 SIPLUS 型号,适合在极为恶劣的环境条件下使用(例如,在有毒环境中)。
Design
使用SIMOTION D的自动化解决方案的典型设计
SIMOTION D元件和接口
- 显示各种状态/误差显示
- 内置数字量 I/O
- 选件插槽(接口,仅限于 D4x5-2),例如,用于通过 TB30 端子板的附加 I/O 进行扩展
-
用于连接的综合通信接口:
- SINAMICS S120 变频调速柜
- 分布式 I/O
- HMI 系统
- 编程器/PC
- 运动控制器和自动化系统之间
- 其它带数字整定值接口的 SINAMICS S110/S120 变频调速柜
- 用于数据备份的 CF 卡插槽
带 SIMOTION D410-2 的单轴结构
以下组件构成 SIMOTION D410-2 单轴系统:
- 一个 SIMOTION D410-2 控制单元,用于单驱动器的开环及闭环
- 一个SINAMICS S120 PM340电源模块,块形式(结合馈电模块和电源模块)
-
其他驱动元件,如
- 电源电压
- 滤波器
- 扼流圈等。
SIMOTION D410-2 和 SINAMICS S120 PM340 功率模块之间可通过集成 PM-IF 接口或通过 DRIVE-CLiQ 接口(若使用的是 CUA31/CUA32 控制单元适配器)进行连接。
采用 SIMOTION D410-2 的单轴系统结构
为了创建带 SIMOTION D410-2 的多轴系统,通过 PROFIBUS 或 PROFINET 将附加的 SINAMICS S110/S120 控制单元连接至 SIMOTION D410-2。
SIMOTION D410-2 通过使用 SIMOTION 技术功能来集中进行运动控制。
采用 SIMOTION D4x5-2 的单轴系统结构
以下组件可用于构建 SIMOTION D4x5-2 多轴系统:
- 一个 SIMOTION D4x5-2 控制单元,用于控制多轴系统的开环及闭环
- 一个SINAMICS S120线路模块(馈电模块)
- 一个或以上SINAMICS S120电机模块(电源模块)
-
其他驱动元件,如
- 电源电压
- 滤波器
- 扼流圈等。
SIMOTION D 控制单元与 SINAMICS S120 变频调速柜模块之间通过 DRIVE-CLiQ 进行连接。
注意:
通过使用 CUA31/CUA32 控制单元适配器,SINAMICS S120 PM340 块型功率模块可运行在 SIMOTION D4x5-2上。
使用 I/O 进行扩展
SIMOTION D可扩展出下列I/O:
- 分布式 I/O 站,(例如,SIMATIC ET 200)
- 基于驱动的的控制柜I/O(如:TM15、TM31端子模块等)
- 书本型变频调速柜中的 I/O 模块(例如,TMC1080 PN 等)
6SL3203-0BE32-5AA0西门子变频器滤波器
|
输入EMC A级滤波器 | 面议 | 大量 |
6SL3203-0BE21-6SA0西门子变频器滤波器
|
输入EMC B级滤波器 | 面议 | 大量 |
6SL3203-0BD23-8SA0西门子变频器滤波器
|
输入EMC B级滤波器 | 面议 | 大量 |
6SL3203-0CD21-0AA0西门子变频器滤波器
|
输入电抗器 | 面议 | 大量 |
6SL3203-0CD21-4AA0西门子变频器滤波器
|
输入电抗器 | 面议 | 大量 |
6SL3203-0CD22-2AA0西门子变频器滤波器
|
输入电抗器 | 面议 | 大量 |
6SL3203-0CD23-5AA0西门子变频器滤波器
|
输入电抗器 | 面议 | 大量 |
6SL3203-0CJ24-5AA0西门子变频器滤波器
|
输入电抗器 | 面议 | 大量 |
6SL3203-0CD25-3AA0西门子变频器滤波器
|
输入电抗器 | 面议 | 大量 |
6SL3203-0CJ28-6AA0西门子变频器滤波器
|
输入电抗器 | 面议 | 大量 |
6SL3201-0BE12-0AA0西门子变频器滤波器
|
制动电阻 | 面议 | 大量 |
6SL3202-0AE21-0CA0西门子变频器滤波器
|
输出电抗器 | 面议 | 大量 |
6SL3202-0AJ23-2CA0西门子变频器滤波器
|
输出电抗器 |
Overview
TB30 端子模板
通过 TB30 端子扩展板,可以向控制单元添加数字量输入/数字量输出以及模拟量输入/模拟量输出。
TB30 端子模板
通过 TB30 端子扩展板,可以向控制单元添加数字量输入/数字量输出以及模拟量输入/模拟量输出。
TB30 端子板上有以下接口:
- 数字量输入和数字量输出的供电
- 4 点数字量输入
- 4 点数字量输出
- 2 点模拟量输入
- 2 点模拟量输出
信号电缆屏蔽的屏蔽接口位于控制器上。
TB30 端子板插在控制器的选件 CU320?2 插槽内。
供应西门子6GK7342-5DAO2-OXEO
SIMATIC S7-300 CPU 具有高性能、所需空间小以及小的维护成本,因此提高了性价比。
-
高处理速度;
例如,在 CPU 315-2 DP 中,位运算时,0.05 μs;浮点运算时,0.45 μs,
在 CPU 319-3 PN/DP 中,位运算时,0.004 μs;浮点运算时,0.04 μs - 扩展数量
-
作为装载存储器的 SIMATIC 微型存储卡(MMC):
可在微型存储卡中存储一个完整的项目,包括符号和注释。RUN 模式下也可以进行读/写操作。这样可以降低成本 -
无需电池即可在 MMC 上备份 RAM 数据
编程
使用STEP7中的 LAD、FBD STL 对 CPU 进行编程。可以使用下列编程工具:STEP 7 Basis 和 STEP 7 Professional。
可以运行 CPU 314 的工程与组态工具(例如,S7-GRAPH、S7-HiGraph、SCL、CFC 或 SFC)。
标准型CPU
对标准型 CPU 进行编程时需要 STEP 7 V5.2+SP1 以上的软件。
紧凑型 CPU
对紧凑型 CPU 进行编程时需要 STEP 7 V5.3+SP2 以上的软件。老版本的STEP 7需要升级。

- 7种标准型CPU(CPU 312,CPU 314,CPU 315-2 DP,CPU 315-2 PN/DP,CPU 317-2 DP,CPU 317-2 PN/DP,CPU 319-3 PN/DP)
- 7种CPU可在-25°C 至 +60°C的扩展的环境温度范围中使用
- 具有不同的性能等级,满足不同的应用领域。
提供了以下标准 CPU
- CPU 312,用于小型工厂
- CPU 314,用于对程序量和指令处理速率有额外要求的工厂
- CPU 315-2 DP,用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP进行分布式组态的工厂
- CPU 315-2 PN/DP,用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂,在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
- CPU 317-2 DP,用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP进行分布式组态的工厂
- CPU 317-2 PN/DP,用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂,在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
- CPU 319-3 PN/DP,用于具有极大容量程序量何组网能力以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂,在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统