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西门子S7200-简介
S7-200
概述 ---- S7-200 是一种小型的可编程控制器,适用于各行各业,各种场合中的检测、检测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中,或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有较高的性能/价格比。
出色表现
S7-200系列出色表现在以下几个方面:
1)较高的可靠性。
2)较丰富的指令集。
3)易于掌握。
4)便捷的操作。
5)丰富的内置集成功能。
6) 实时特性。
7) 强劲的通讯能力。
8) 丰富的扩展模块。
适用范围
----S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域较为广泛,覆盖所有与自动检测,自动化控制有关的工业及民用领域,包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如:冲压机床,磨床,印刷机械,橡胶化工机械,中央空调,电梯控制,运动系统。
CPU单元设计
集成的24V负载电源:可直接连接到传感器和变送器(执行器),CPU 221,222具有180mA输出, CPU 224,CPU 224XP,CPU 226分别输出280,400mA。可用作负载电源。
不同的设备类型。
CPU 221~226各有2种类型CPU,具有不同的电源电压和控制电压。
本机数字量输入/输出点。
CPU 221具有6个输入点和4个输出点,CPU 222具有8个输入点和6个输出点,CPU 224具有14个输入点和10个输出点,CPU 224XP具有14个输入点和10个输出点,CPU 226具有24个输入点和16个输出点。
本机模拟量输入/输出点。
CPU 224XP具有2个输入点,1个输出点。
中断输入。
允许以较快的速度对过程信号的上升沿作出响应。
高速计数器。
CPU 221/222
4个高速计数器(30KHz),可编程并具有复位输入,2个独立的输入端可同时作加、减计数,可连接两个相位差为90°的A/B相增量编码器。
CPU224/224XP/226。
6个高速计数器(30KHz),具有CPU221/222相同的功能。
CPU 222/224/224XP/226。
可方便地用数字量和模拟量扩展模块进行扩展。可使用仿真器(选件)对本机输入信号进行仿真,用于调试用户程序。
CPU221/222 1个。
CPU224/224XP/226 2个。
CPU221/222/224/224XP/226还具有。
2路高频率脉冲输出(zui大20KHz),用于控制步进电机或伺服电机实现定位任务。
例如为信息加注时间标记,记录机器运行时间或对过程进行时间控制。
EEPROM存储器模块(选件)
可作为修改与拷贝程序的快速工具(*编程器),并可进行辅助软件归档工作。
用于长时间数据后备。用户数据(如标志位状态,数据块,定时器,计数器)可通过内部的**级电容存贮大约5天。选用电池模块能延长存贮时间到200天(10年寿命)。电池模块插在存储器模块的卡槽中。
STEP 7-Micro/WIN32 V3.1编程软件可以对所有的CPU 221/222/224/224XP/226功能进行编程。同时也可以使用STEP 7-Micro/WIN16 V2.1软件包,但是它只支持对S7-21x同样具有的功能进行编程。
STEP 7-Micro/DOS不能对CPU 221/222/224/224XP/226编程。如果使用PG/PC的串口编程,则需要使用PC/PPI电缆。
如果使用STEP 7-Micro/WIN32 V3.1编程软件,则也可以通过SIMATIC CP 5511或CP 5611编程。在这种情况下,通讯速率可高达187.5kbit/s。
可以利用PC/PPI 电缆和自由口通讯功能把 S7-200 CPU 连接到许多和RS-232标准兼容的设备。
带有RS-232口的隔离型 PC/PPI 电缆,用5个DIP开关设置波特率和其它配置项 (见下图)。
带有RS-232口的非隔离型 PC/PPI 电缆,用4个DIP开关设置波特率。 有关非隔离型PC/PPI电缆的技术规范,请参阅S7-200 可编程控制器系统手册。
当数据从RS-232传送到RS-485口时,PC/PPI 电缆是发送模式。当数据从RS-485传送到RS-232口时,PC/PPI 电缆是接收模式。当检测到RS-232的发送线有字符时,电缆立即从接收模式转换到发送模式。当RS-232发送线处于闲置的时间**过电缆切换时间时,电缆又切换到接收模式。这个时间与电缆上的DIP开关设定的波特率选择有关。
CPU 221
本机集成6输入/4输出共10个数字量I/O点。无I/O扩展能力。6K字节程序和数据存储空间。4个独立的30kHz高速计数器,2路独立的20kHz高速脉冲输出。1个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。非常适合于小点数控制的微型控制器。
CPU 222
本机集成8输入/6输出共14个数字量I/O点。可连接2个扩展模块。6K字节程序和数据存储空间。4个独立的30kHz高速计数器,2路独立的20kHz高速脉冲输出。1个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。非常适合于小点数控制的微型控制器。
CPU 224
本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点。可连接7个扩展模块,zui大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高速计数器,2路独立的20kHz高速脉冲输出,具有PID控制器。1个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。是具有较强控制能力的控制器。
CPU 224XP
本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点,2输入/1输出共3个模拟量I/O点,可连接7个扩展模块,zui大扩展值至168路数字量I/O点或38路模拟量I/O点。20K字节程序和数据存储空间,6个独立的高速计数器(100KHz),2个100KHz的高速脉冲输出,2个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。本机还新增多种功能,如内置模拟量I/O,位控特性,自整定PID功能,线性斜坡脉冲指令,诊断LED,数据记录及配方功能等。是具有模拟量I/O和强大控制能力的新型CPU。
CPU 226
本机集成24输入/16输出共40个数字量I/O 点。可连接7个扩展模块,zui大扩展至248路数字量I/O 点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高速计数器,2路独立的20kHz高速脉冲输出,具有PID控制器。2个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。用于较高要求的控制系统,具有更多的输入/输出点,更强的模块扩展能力,更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。可完全适应于一些复杂的中小型控制系统。
S7-200系列PLC是西门子公司的产品,另外,国内外还有一些厂家生产与其完全兼容的产品,例如德国VIPA公司,中国上海正航电子科技有限公司等。
【西门子电线电缆简介】
为了构建 PROFIBUS DP 网络,提供有不同类型的电缆,可满足不同类型应用的要求。一般地,应该使用所列出的电缆。有关网络组态的详细信息,请参见 PROFIBUS 网络手册。
UL 认证
用于网络电缆的 UL 列表(安全标准)对于美国和加拿大市场尤为必需。根据电缆敷设在建筑物中位置来决定适当的认证要求。这适用所有电缆,这些电缆从一个机器敷设到一远程控制柜,位于电缆架上并保护着建筑物。通过 UL 认证的电缆在其名称后面附加字母“GP”(通用)。
Ex认证
用于本质安全 PROFIBUS DP 应用的电缆在其名称后面附加字母“IS”(本质安全)
屏蔽的双绞电缆,圆形截面
所有 PROFIBUS 总线电缆的特点:
电缆类型
全新的快速连接(FC)总线电缆为径向对称设计,可使用剥线工具。以此,可以快速、简便地安装总线接头。
不采用快速连接技术的总线电缆(取决于结构类型)
1 引言
sibas 32是德国西门子公司专为铁路机车动车控制而研制的**微机控制系统,它的全称为siemens bahn automatisierungs system (西门子铁路自动化系统)。sibas 32系统针对驱动装置控制主要功能的发展远景来考虑的,因此对系统提出了较苛刻的要求。sibas 32系统是一种高功能通用计算机系统,它通过标准和**外围组件可与任意设备相连,基本能够完成机车动车所有的控制和监控任务。sibas 32系统可根据司机指令和牵引回路状态以及响应信号进行相应的处理,对各接触器、继电器、电磁阀、发光二极管或数码管、斩波器等发出控制信号。控制单元同时还能够完成多种监测功能,包括对自身功能的诊断和外部数值的**限监测。当牵引电路在运行中**过预先在程序中设置的上 (或下)限值时,系统将根据故障的严重程度做出相应的处理,自动记录这一故障、产生相应的保护并告知司机。sibas 32系统的zui大优点是适用于对各种车辆的控制,不论是相控整流机车、斩波机车还是交流传动机车都可以在其硬件结构基本不变的情况下,通过简单地改换相应的控制程序从而实现对机车的控制。
在德国巴伐利亚州东部小城纽伦堡,有一座外形毫不起眼的电子制造工厂,却被称为欧洲乃至**的工厂之一。
安贝格工厂外景。摄影:熊少翀
成立于1989年的安贝格电子制造工厂(德文缩写:EWA),是西门子旗下zui重要的Simatic可编程逻辑控制器(PLC)及相关产品生产基地。目前,其生产的产品型号**过1000种。这些产品用于控制机械设备和实现生产过程自动化,可节省时间和资金,并提高产品合格率。
Simatic控制器。摄影:熊少翀
依赖于自动化系统生产效率提升,自投产至今,安贝格在工厂生产面积始终保持约一万平方米、员工数量保持约1200名不变的情况下,产能提升了八倍。在三班制生产中,安贝格每年生产约1500万件Simatic产品。按每年生产230天计算,平均每秒就能生产出一台控制设备。
产品合格率亦大幅提高。相比于该工厂成立zui初的每百万次电子产品加工过程出错500次,现在出错率只有12次。
“安贝格是自己生产自己。”该工厂产品工程师ChristophRaum介绍称,Simatic设备不仅在安贝格工厂被大量生产,而且遍布自身生产线,控制Simatic产品的生产过程,从而实现自身生产的高度自动化。
在安贝格工厂内部,所有生产线和员工办公区域**分布其中。尚处于生产过程中的设备工件,在错综复杂的自动化传输线上有序流转,它们像“自然人”一样,明确知道自己的目的地。在每一个分岔路口,工件会暂停1-2秒,然后选择正确的去向。
安贝格工厂内部。摄影:熊少翀
工件在生产线上自动流转。摄影:熊少翀
Christoph解释称,生产线上的所有工件都已在虚拟环境中进行规划,有自己的“名称”和“地址”,具备各自的身份信息,因此“知道”什么时候、哪条生产线或哪个工艺过程需要它们。工件在运输线分岔路口暂停,是在识别去向信息。
到达加工中心后,工件被识别出来,生产设备实时调用所需要的全部加工信息,并自动调整生产参数。加工过程中,产品的所有相关数据,都储存在自己的“数字化产品记忆库”中,以便精确追踪生产的每个步骤。加工完成后,通过光学设备或其它测量设备对工件自动进行检测,在现场发现并剔除不合格的产品。
如果机器设备需要补给或者维护保养,则在缺料或故障产生之前发出请求。系统会记录所使用的资源数量,并对库存及时更新。
3.1 中央控制单元 ccu(central control unit type 3)
ccu是整个系统的核心单元,机车的控制、调节和监视由ccu实施和控制。hxd1机车的ccu采用type 3型32位微处理器,由网关gateway、*处理器cpu、mvb32-4、电源组成,zui多可以实现2台(4节)机车的重联。ccu采用冗余设计,每节车有2个ccu,一个主ccu,另一个为从ccu,结构功能完全相同,一个故障后另一个可以继续工作,不影响机车正常运行。
ccu的主要功能是为本节机车参数设置存储、本节机车事件记录、重联机车事件显示、整车通讯检测、通过rs232接口读或转储数据,并且作为机车中央控制单元系统软件上载的输入端口。
3.2 牵引控制单元 tcu(traction control unit)
tcu是机车牵引的核心控制单元,由*处理器模块、存储器模块、斩波器控制模块、数字接口模块、数字输入/输出模块、模拟接口模块、控制系统检测模块、列车控制信号输入变换模块、数字信号输入转换模块、接触器驱动模块、igbt触发模块、启动单元等组成。其作用是控制和调节机车牵引、再生制动,从电气上实现防空转/滑行保护,并且实现了开闭环控制、速度频率同步、故障处理与监测等功能。
3.3 智能终端接口单元 sks1a、sks1b、sks3(sibas kilp)
sks1a、sks1b、sks3为智能外围设备连接终端,sks1a、sks1b是紧凑设计的数字输入/输出接口,专为司机室所用,它把司机控制指令转化为数字信号,并通过编码将信号传输给ccu;sks3采用分散化输入/输出,减少车内所需布线,增加控制和诊断能力。
注
CPU 的运行需要 SIMATIC 存储卡
总线适配器不在供货范围内,须单独订购。
CPU 1512SP F-1 PN 适用于分散生产技术中对处理性能和响应速度具有中等要求的标准应用和故障安全应用。CPU 1512SP F-1 PN 可以用作 PROFINET IO 控制器,也可以用作分布式智能设备 (PROFINET 智能设备)。集成式 PROFINET IO IRT 接口的设计形式为 3 端口交换机,这样就可以在系统中通过端口 1 和 2 建立总线型拓扑,并且也可通过端口 3 来连接编程设备/PC 或 HMI 设备。
作为智能设备使用时,CPU 1512SP F-1 PN 可实现在本地对过程数据进行分布式预处理,并且仅将实际需要的信息传输到上位控制器。这种方式有以下优点:
CPU 1512SP F-1 PN 完全独立于中央控制器运行。如果发生故障,CPU 1512SP F-1 PN 仍继续运行。
按位模块化的 ET 200SP I/O 系统组态加上 CPU 1512SP F-1 PN,可实现面向功能的站组态。
另外,CPU 还通过易组态的块提供全面控制功能,并能够通过标准化 PLC-open 块连接到驱动器。
CPU 1512SP F-1 PN 可直接卡装到标准安装导轨上,并具有以下配置:
供货范围
CPU 1512SP F-1 PN(包括服务器模块)、24 V DC 连接器和总线适配器端口盖(总线适配器须单独订购)