西门子6ES75221BL000AB0

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上海腾桦电气设备有限公司

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上海腾桦电气设备有限公司，成立于2018年3月，注册500万，是一家从事技术设备销售的公司。主要从事工业自动化产品销售和系统集成的高新技术企业

长期与德国SIMATIC（西门子）.瑞士ABB.美国罗克韦尔（AB).法国施耐德.美国霍尼韦尔.美国艾默生合作。

公司有专业的技术团队，销售团队，公司成员150于人.为客户提供专业的技术支持，产品资料，售后。

在工控领域，公司以精益求精的经营理念，从产品、方案到，致力于塑造一个“行业专家”品牌，以实现可持续的发展。

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。

STEP7-Mirco/WIN编程元素及项目组件

    s7-200的三种程序组织单位（POU）指主程序、子程序和中断程序。STEP 7-Micro/WIN为每个控制程序在程序编辑器窗口提供分开的制表符，主程序总是第一个制表符，后面是子程序或中断程序。

一个项目（Project）包括的基本组件有程序块、数据块、系统块、符号表、状态图表、交叉引用表。程序块、数据块、系统块须下载到PLC，而符号表、状态图表、交叉引用表不下载到PLC。

程序块由可执行代码和注释组成，可执行代码由一个主程序和可选子程序或中断程序组成。程序代码被编译并下载到PLC，程序注释被忽略。

2        2        在“指令树”中 右击“程序块”图标可以插入子程序和中断程序。

数据块由数据（包括初始内存值和常数值）和注释两部分组成。

数据被编译后，下载到可编程控制器，注释被忽略。

系统块用来设置系统的参数，包括通信口配置信息、保存范围、模拟和数字输入过滤器、背景时间、密码表、脉冲截取位和输出表等选项。系统块如图1所示。

2        2        单击“浏览栏”上的“系统块”按钮，或者单击“指令树”内的“系统块”图标，可查看并编辑系统块。

系统块的信息须下载到可编程控制器，为PLC提供新的系统配置。

S7 控制器中的控制器

控制器尤其适用于具有中等和较高复杂程度的应用。SIMATIC S7-1500 ActiveX Control 是 SIMATIC S7-300 和 SIMATIC 的长期后续产品

S7-400 控制器，未来工厂的标准控制器 – 的性能和创新的设计与操作方式产生令人信服的结果。具有模块化扩展能力的 SIMATIC S7 控制器具有长期兼容性，免维护且可以扩展，当然也能在 TIA 博途中进行组态。它们是任何自动化任务的理想解决方案。

• 模块化、可扩展通用系统，IP20 防护等级
• 适用于离散自动化领域中各种自动化应用的系统解决方案
• 具有极高性能和可用性
• 可专门通过 Totally Integrated Automation Portal 平台中的 STEP 7 Professional V12 及更高的型号进行组态

性能

• 提高性能
  • 高速指令执行:
  • 语言扩展
  • 新数据类型
  • 更快速的背板总线
  • 经过的代码生成
• 功能强大的通信：
  • PROFINET IO（2 端口交换机）标准接口；
    从 CPU 1515-2 PN 起，具有一个更多额外的集成 PROFINET 接口，例如，用于网络分离
  • 可针对总线系统和点到点连接，通过通信模块进行扩展

集成技术

• 无需附加模块就可集成运动控制功能：
  • 通过标准化的块 (PLCopen) 来连接模拟驱动器和 PROFIdrive 驱动器
  • 运动控制功能支持转速控制轴和定位轴以及外部编码器
  • 轴之间实现位置精确的齿轮传动
• 全面跟踪所有 CPU 标签，以进行实时诊断和间歇错误检测；
  拥有有效调试和快速驱动器和控制装置
• 广泛的控制功能：
  例如，可轻松组态的块可进行控制参数的自动以实现优控制质量
• 通过提供的工艺模块获得附加功能：
  例如，高速计数、位置检测或高达 1 MHz 信号的测量

安全集成

人身安全和机器安全 – 在集成式完整系统框架内

• 故障安全 SIMATIC S7-1500F 控制器可在同一控制器上处理标准程序和安全程序。
  在 TIA 博途中，使用相同的编辑器生成故障安全和标准用户程序；例如，这样就能向标准用户程序中的标准数据那样，故障安全数据。由于这种软件集成，故障安全应用也可利用 SIMATIC 的系统有点和全面功能。

集成安全功能

• 通过密码进行知识保护，防止未经授权读取和修改程序块
• 通过复制保护来提高保护程度，防止未经授权而复制程序块：
  通过复制保护，可将 SIMATIC 存储卡上的程序块与其序列号绑定，以便只有在将配置的存储卡插到 CPU 中时，该程序块才可运行。
• 具有四个不同授权级别的权限：
  可向各个用户组分配不同访问权限。通过新的保护级别 4，还可以限制与 HMI 设备之间的通信。
• 改进了操作保护：
  控制器将会检测到组态数据的更改或未授权传输。
• 用于以太网通信处理器 (CP 1543-1)：
  • 通过防火墙提供附加访问保护
  • 建立安全 VPN 连接（V12 SP1 或更高版本）

设计与操作

• CPU 带有用于显示普通文本信息的显示屏：
  • 可显示所有连接模块的订货号、固件版本和序列号信息
  • 直接在现场设置 CPU 的 IP 地址以及进行其它网络设置，无需使用编程设备
  • 直接以普通文本形式显示错误消息，可缩短停机时间
• 所有模块采用统一的前连接器，并具有用于灵活形成电压组的集成式电压桥接件，从而简化了库存，降低了接线成本
• S7-1500 安装导轨上集成有 DIN 导轨：
  快速、方便地安装小型断路器、继电器等附加组件
• 通过信号模块进行集中扩展：
  可根据任何应用的要求进行灵活调整
• 数字量信号模块的系统电缆连接：
  可快速、清晰地进行安排，以连接至现场的传感器和执行器并在控制柜中进行简便接线
• 电源：
  • 负载电源模块（电源模块）为模块提供 24 V 电源
  • 电源模块可通过背板总线向模块内部电路供电
• 分布式扩展：
  • 通过 PROFINET 接口模块 IM 155-5，可针对 ET 200MP I/O 系统使用多 30 个信号模块、通信模块和工艺模块
  • 在集中和分布式运行的操作和系统功能方面没有差别

集成系统诊断

• CPU 的集成系统诊断，默认情况下已激活：
  • 在显示屏上以及 TIA Portal、HMI 和 Web 器中以普通文本形式一致地显示系统诊断信息，甚至可显示变频器消息。即使 CPU 处于停止状态，也会更新消息。
  • 系统诊断功能集成在 CPU 固件中。无需由用户进行组态。组态发生改变时，会自动对诊断信息进行更新。

数据记录（归档）和配方

• SIMATIC 存储卡：
  • 插入式装载存储器
  • 可进行固件更新
  • STEP 7 项目（包括注释和符号）、附加文档或 csv 文件（用于配方和归档）的存储选项
  • 通过 SD 读卡器并使用 Office 工具，可方便地访问与设备相关的运行数据和组态数据（与控制器之间的双向数据交换）
• 集成 wed 器：
  - 通过 Web 浏览器，可方便地访问与设备相关的运行数据和组态数据

SIMATIC S7-1500 符合以下和国际标准：

• cULus
• cULus HazLoc
• FM
• ATEX 仅限于 24 V，不适用于 230 V
• CE
• C-TICK
• KCC
• IECEx（仅限 24 V；不适用于 230 V）
• EN 61000-6-4
• EN 60068-2-1/ -2/ -6/ -14/ -27/ -30/ -32
• EN 61131-2

西门子S7系列PLC的主要种类及应用软件

德国西门子（SIEMENS）公司生产的可编程序控制器在我国的应用也相当广泛，在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子（SIEMENS）公司的PLC产品包括LOGO，S7-200，S7-300，S7-400，工业网络，HMI人机界面，工业软件等。

西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性更高。S7系列PLC产品可分为微型PLC（如S7-200），小规模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。

1．SIMATIC S7-200 PLC

S7-200 PLC是超小型化的PLC，它适用于各行各业，各种场合中的自动检测、监测及控制等。S7-200 PLC的强大功能使其无论单机运行，或连成网络都能实现复杂的控制功能。

    S7-200PLC可提供4个不同的基本型号与8种CPU可供选择使用。

2．SIMATIC S7-300 PLC

    S7-300是模块化小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用。各种单独的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的系统。与S7-200 PLC比较，S7-300 PLC采用模块化结构，具备高速（0.6~0.1μs）的指令运算速度；用浮点数运算比较有效地实现了更为复杂的算术运算；一个带标准用户接口的软件工具方便用户给所有模块进行参数赋值；方便的人机界面已经集成在S7-300操作系统内，人机对话的编程要求大大减少。SIMATIC人机界面（HMI）从S7-300中取得数据，S7-300按用户指定的刷新速度传送这些数据。S7-300操作系统自动地处理数据的传送；CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件（例如：超时，模块更换，等等）；多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改；S7-300 PLC设有操作方式选择开关，操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就不能改变操作方式，这样就可防止非法删除或改写用户程序。具备强大的通信功能，S7-300 PLC可通过编程软件Step 7的用户界面提供通信组态功能，这使得组态非常容易、简单。S7-300 PLC具有多种不同的通信接口，并通过多种通信处理器来连接AS-I总线接口和工业以太网总线系统；串行通信处理器用来连接点到点的通信系统；多点接口（MPI）集成在CPU中，用于同时连接编程器、PC机、人机界面系统及其他SIMATIC S7/M7/C7等自动化控制系统。

3． SIMATIC S7-400 PLC

S7-400 PLC是用于中、性能范围的可编程序控制器。

S7-400 PLC采用模块化无风扇的设计，可靠耐用，同时可以选用多种级别（功能逐步升级）的CPU，并配有多种通用功能的模板，这使用户能根据需要组合成不同的专用系统。当控制系统规模扩大或升级时，只要适当地增加一些模板，便能使系统升级和充分满足需要。

4． 工业通讯网络

通讯网络是自动化系统的支柱，西门子的全集成自动化网络平台提供了从控制级一直到现场级的一致性通讯，“SIMATIC NET”是全部网络系列产品的总称，他们能在工厂的不同部门，在不同的自动化站以及通过不同的级交换数据，有标准的接口并且相互之间完全兼容。

5． 人机界面（HMI）硬件

HMI硬件配合PLC使用，为用户提供数据、图形和事件显示，主要有文本操作面板TD200（可显示中文），OP3，OP7，OP17等；图形/文本操作面板OP27，OP37等，触摸屏操作面板TP7，TP27/37，TP170A/B等；SIMATIC面板型PC670等。个人计算机（PC）也可以作为HMI硬件使用。HMI硬件需要经过软件（如ProTool）组态才能配合PLC使用。

6． SIMATIC S7工业软件

西门子的工业软件分为三个不同的种类：

（1）编程和工程工具  编程和工程工具包括所有基于PLC或PC用于编程、组态、模拟和维护等控制所需的工具。STEP 7标准软件包SIMATIC S7是用于S7-300/400，C7 PLC和SIMATIC WinAC基于PC控制产品的组态编程和维护的项目管理工具，STEP 7-Micro/WIN是在Windows平台上运行的S7-200系列PLC的编程、在线仿真软件。

（2）基于PC的控制软件  基于PC的控制系统WinAC允许使用个人计算机作为可编程序控制器（PLC）运行用户的程序，运行在安装了Windows NT4.0操作系统的SIMATIC工控机或其它任何商用机。WinAC提供两种PLC，一种是软件PLC，在用户计算机上作为视窗任务运行。另一种是插槽PLC（在用户计算机上安装一个PC卡），它具有硬件PLC的全部功能。WinAC与SIMATIC S7系列处理器完全兼容，其编程采用统一的SIMATIC编程工具（如STEP 7），编制的程序既可运行在WinAC上，也可运行在S7系列处理器上。

（3）人机界面软件  人机界面软件为用户自动化项目提供人机界面（HMI）或SCADA系统，支持大范围的平台。人机界面软件有两种，一种是应用于机器级的ProTool，另一种是应用于监控级的WinCC。

ProTool适用于大部分HMI硬件的组态，从操作员面板到标准PC都可以用集成在STEP 7中的ProTool有效地完成组态。ProTool/lite用于文本显示的组态，如：OP3，OP7，OP17，TD17等。ProTool/Pro用于组态标准PC和所有西门子HMI产品，ProTool/Pro不只是组态软件，其运行版也用于Windows平台的监控系统。

WinCC是一个真正开放的，面向监控与数据采集的SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）软件，可在任何标准PC上运行。WinCC操作简单，系统可靠性高，与STEP 7功能集成，可直接进入PLC的硬件故障系统，节省项目开发时间。它的设计适合于广泛的应用，可以连接到已存在的自动化环境中，有大量的通信接口和全面的过程信息和数据处理能力，其新的WinCC5.0支持在办公室通过IE浏览器动态监控生产过程。

西门子S7-400PLC 6ES7407-0KA02-0AA0

Design

IM154-8 PN/DP CPU 智能接口模块包含两个部件：

• IM154-8 PN/DP CPU (6ES7154-8ABxx-0AB0) 和
• CM IM PN DP M12 7/8” 连接模块 (6ES7194-4AN00-0AA0)

两个部件均可单独订购。

IM 154-8 PN/DP CPU 接口模块具有：

• 3 个 PROFINET 端口 (2 x M12, 1 x RJ45)
• 2 个 MPI/PROFIBUS 连接 (输入和输出, M12)
• 集成 CPU 具有 S7-300 CPU 315-2 PN/DP 的性能
• RUN/STOP 开关和 RJ45 PROFINET 端口，位于密封盖后
• SIMATIC 微存储卡, 位于连接模板下方

• 密码保护；
  通过密码，可保护用户程序免受未经授权的访问。
• 函数 (FC) 
  和功能块 (FB) 可以通过 S7 块加密功能加密存储于 CPU 以保护专有技术。
• 诊断缓冲区
  中可存储后 500 条错误和中断事件，其中的 100 条事件可以长期存储。
• 免维护数据备份；
  如果电源发生故障，CPU 会自动将保留的数据（多可达 128 KB），这样一旦电源再次接通，数据依然能被使用。

可组态的参数属性

STEP 7可用于对S7组态设置参数以及设置CPU的属性和响应参数：

• I/O 设定：型号和范围
• 概要：定义名称、工厂名称和位置名称
• 准备工作：定义 CPU 的调试特性和监视时间
• 同步循环中断；设置 DP 主站系统/IO 系统编号、过程映像分区编号和延时时间
• 循环/时钟存储器：定义大循环时间和负载以及自检测功能设置时钟存储器地址
• 保持性：定义具有保持功能的存储位、计数器、定时器和数据块的数量
• 日期时间中断：设定起始日期、起始时间和间隔周期。
• 循环中断：周期设定
• 系统诊断：定义诊断报文的处理和范围
• 时钟：设定 AS 内或 MPI 上的同步方式
• 保护等级：指定对程序和数据的访问权。
• 通信：预留连接资源
• Web：CPU 的 Web 器设置
• MPI/PROFIBUS DP接口设置接口类型。定义节点地址对操作模式进行参数化，并组态使用 PROFIBUS DP 时的传输区对时间同步进行参数化
• PROFIBUS DP 主站/从站接口：针对分布式 I/O 的用户自定义地址分配。对操作模式进行参数化，并组态使用 PROFIBUS DP 时的传输区。对时间同步进行参数化
• PROFINET接口：设置地址。对 PROFINET 属性、PROFINET 上的 I-Device 功能、使用 NTP 步骤的时间同步、介质冗余和 KeepAlive 功能进行参数化。
• 参数化端口 1、端口 2 和端口 3

显示功能与信息功能

状态和错误指示；
LED 指示,硬件、编程、时间、I/O 或 总线错误，以及工作状态，如运行、停止和重启。护报警导和 PROFINET 连接/动作

测试功能；
编程设备可用于显示在程序执行过程中的信号状态、独立地于用户程序之外修改过程变量并输出存储器堆栈的内容。

信息功能；
编程设备能使用户获得有关存储容量和 CPU 工作状态，以及工作内存和负载内存的当前负荷，当前的循环时间和诊断缓冲器内容等方面的信息（纯文本）。

集成通信功能

• 编程器/OP 通信
• 共享数据通讯
• S7 基本通信
• S7 通信
• S5 兼容通信
• 路由
• 数据集路径
• PROFIBUS DP 主站/从站
• 通过 TCP/IP、UDP 和 ISO-on-TCP (RFC1006) 进行开放式通信
• PROFINET IO 控制器
• PROFINET 智能设备
• PROFINET CBA
• Web 器

系统功能

CPU 可以提供大量的系统功能，用于诊断、参数化、同步、中断、时间测量等。请参考手册了解详情。

西门子S7-200 CPU的类型

从CPU模块的功能来看，SIMATIC S7-200系列小型PLC发展至今，大致经历了两代：

     第一代产品，其CPU模块为CPU 21X，主机都可进行扩展，它具有四种不同配置的CPU单元：CPU 212，CPU 214，CPU 215和CPU 216，本书不介绍该产品。

     第二代产品，其CPU模块为CPU 22X，主机都可进行扩展，它具有五种不同配置的CPU单元：CPU 221，CPU 222，CPU 224和CPU 226和CPU226XM，除CPU 221之外，其它都可加扩展模块，是目前小型PLC的主流产品。本书将介绍CPU22X系列产品。

     对于每个型号，西门子厂家都提供有产品货号，根据产品货号可以购买到指定类型的PLC。