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西門子S7-200P 通訊模塊

在SIMATIC S7-200的CPU上多可以通訊模塊。實(shí)現(xiàn)S7-200的、DP通訊、以太網(wǎng)通訊、AS- Interface通訊等。

概述

主要特點(diǎn)在SIMATIC S7-200的CPU上多可以通訊模塊。實(shí)現(xiàn)S7-200的、DP通訊、以太網(wǎng)通訊、AS- Interface通訊等。

應(yīng)用

快速PROFIBUS連接

通過EM277通訊模塊可以運(yùn)行222以上所有CPU，作為PROFIBUS DP網(wǎng)絡(luò)上的從站，傳輸速率高達(dá)12 Mbit/s。S7- 200對更高水平PROFIBUS DP控制水平的開放特點(diǎn)，確保您可以將單臺機(jī)器集成到生產(chǎn)線中。使用EM 277擴(kuò)展模塊，您可以實(shí)現(xiàn)配備了S7-200的單獨(dú)機(jī)器的PROFIBUS能力。

功能強(qiáng)大的AS-Interface連接

在AS- Interface網(wǎng)絡(luò)上CP243-2將從CPU從222上升到功能強(qiáng)大的主站。根據(jù)新的AS- V2.1接口規(guī)范，可以多連接62個站，甚至易于集成的模擬傳感器。使用AS-Interface，可以在高配置中多連接248個DI+186 DO。大 62站的數(shù)量多可以包括31個模擬模塊。方便AS-Interface接口向?qū)еС謴恼竞妥x/寫入數(shù)據(jù)的配置。

強(qiáng)大的以太網(wǎng)連接

Internet Technology模塊CP243-1 IT還為您提供快速訪問功能。以太網(wǎng)模塊CP243-1可以通過以太網(wǎng)快速訪問S7 - 200的數(shù)據(jù)，進(jìn)行歸檔或進(jìn)一步處理。STEP 7-Micro/WIN的配置支持確保簡單的調(diào)試和方便的診斷方案。

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是代可編程序控制器，稱Programmable Controller（PC）。
　　個人計算機(jī)（簡稱PC）發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC）。
　　上世紀(jì)80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展快的時期，年增長率一直保持為30~40%。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。
　　PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗力強(qiáng)、編程簡單等特點(diǎn)。PLC在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預(yù)見的將來，是無法取代的。
2　PLC的構(gòu)成
　　從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。
3　CPU的構(gòu)成
　　CPU是PLC的核心，起中樞的作用，每套PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去指揮有關(guān)的控制電路。
　　CPU主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，CPU單元還包括芯片、總線接口及有關(guān)電路。內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是PLC*的組成單元。
　　在使用者看來，不必要詳細(xì)分析CPU的內(nèi)部電路，但對各部分的工作機(jī)制還是應(yīng)有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運(yùn)算，并存儲運(yùn)算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。
　　CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。
4　I/O模塊
　　PLC與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將號變換成數(shù)字信號進(jìn)入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。I/O分為開關(guān)量輸入（DI），開關(guān)量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。
　　常用的I/O分類如下：
　　開關(guān)量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。
　　模擬量：按信號類型分，有電流型（4-20mA,0-20mA）、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。

常見的PLC模有：
CPU模塊，它是PLC的硬件核心。PLC的主要性能，如速度、規(guī)模都由它的性能來體現(xiàn)。
電源模塊，它為PLC運(yùn)行提供內(nèi)部工作電源，而且，有的還可為輸入信號提供電源。
I/O模塊，它包括I/O電路，并依點(diǎn)數(shù)及電路類型劃分為不同規(guī)格的模塊。
內(nèi)存模塊，它主要存儲用戶程序，有的還為系統(tǒng)提供輔加的工作內(nèi)存。在結(jié)構(gòu)上內(nèi)存模塊都是附加于CPU模塊之中。
底板、機(jī)架模塊，它為PLC各模塊的安裝提供基板，并為模塊間的提供總線。若干底板間的有的用接口模塊，有的用總線接口。不同廠家或同一廠家但不同類型的PLC都不大相同。
箱體式的小型PLC的主箱體就是把上述幾種模塊集成在一個箱體內(nèi)的，并依可能提供I/O點(diǎn)數(shù)的多少，劃分為不同的規(guī)格。
箱體式的PLC還有I/O擴(kuò)展箱體，它不含CPU，僅有電源及I/O單元的功能。擴(kuò)展箱體也依I/O點(diǎn)數(shù)的多少劃分有不同的規(guī)格。
除上述模塊，PLC還有特殊的或稱智能或稱功能模塊。如A/D（模入）模塊、D/A（模出）模塊、高速計數(shù)模塊、位控模塊、溫度模塊等等。這些模塊有自己的CPU，可對信號作預(yù)處理或后處理，以簡化PLC的CPU對復(fù)雜的程控制量的控制。智能模塊的種類、特性也大不相同，性能好的PLC，這些模塊種類多，性能也好。
通訊模塊，它接人PLC后，可使PLC與計算機(jī)，或PLC與PLC進(jìn)行通訊，有的還可實(shí)現(xiàn)與其它控制部件，如變頻器、溫控器通訊，或組成局部網(wǎng)絡(luò)。通訊模塊代表PLC的組網(wǎng)能力，代表著當(dāng)今PLC性能的重要方面。
掌握PLC性能，一定要了解它的模塊，并通過了解模塊的性能，去弄清楚PLC的性能。
除了模塊，PLC還有外部設(shè)備。
盡管用PLC實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的控制可不用外部設(shè)備，配置好合適的模塊就行了。然而，要對PLC編程，要監(jiān)控PLC及其所控制的系統(tǒng)的工作狀況，以及存儲用戶程序、打印數(shù)據(jù)等，就得使用PLC的外部設(shè)備。故一種PLC的性能如何，與這種PLC所具外部設(shè)備豐富與否，外部設(shè)備好用與否直接相關(guān)。
PLC的外部設(shè)備有四大類：
編程設(shè)備：簡單的為簡易編程器，多只接受助記將編程，個別的也可用圖形編程（如日本東芝公司的EX型可編程控制器）。復(fù)雜一點(diǎn)的有圖形編程器，可用梯形圖語編程。有的還有的計算機(jī)，可用其它高級語編程。編程器除了用于編程，還可對系統(tǒng)作一些設(shè)定，以確定PLC控制方式，或工作方式。編程器還可監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，以進(jìn)行PLC用戶程序的調(diào)試。
監(jiān)控設(shè)備：小的有數(shù)據(jù)監(jiān)視器，可監(jiān)視數(shù)據(jù)；大的還可能有圖形監(jiān)視器，可通過畫面監(jiān)視數(shù)據(jù)。除了不能改變PLC的用戶程序，編程器能做的它都能做，是使用PLC很好的界面。性能好的PLC，這種外部設(shè)備已越來越豐富。
存儲設(shè)備：它用于性地存儲用戶數(shù)據(jù)，使用戶程序不丟失。這些設(shè)備，如存儲卡、存儲磁帶、軟磁盤或只讀存儲器。而為實(shí)現(xiàn)這些存儲，相應(yīng)的就有存卡器、磁帶機(jī)、軟驅(qū)或ROM寫入器，以及相應(yīng)的接口部件。各種PLC大體都有這方面的配套設(shè)施。
輸入輸出設(shè)備：它用以接收信號或輸出信號，便于與PLC進(jìn)行人機(jī)對話。輸入的有條碼讀入器，輸入模擬量的電位器等。輸出的有打印機(jī)、編程器、監(jiān)控器雖也可對PLC輸入信息，從PLC輸出信息，但輸入輸出設(shè)備實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話更方便，可在現(xiàn)場條件下實(shí)現(xiàn)，并便于使用。隨著技術(shù)進(jìn)步，這種設(shè)備將更加豐富。
西門子變頻器故障分析及處理方法：
　　一般來說，當(dāng)遇到西門子變頻器故障時，再上電之前首先要用萬用表檢查一下整流橋和IGBT模塊有沒有燒，線路板上有沒有明顯燒損的痕跡。
　　具體方是：用萬用表（好是用模擬表）的電阻1K檔，黑表棒接變頻器的直流端(-)極，用紅表棒分別測量變頻器的三相輸入端和三相輸出端的電阻，其阻值應(yīng)該在5K-10K之間，三相阻值要一樣，輸出端的阻值比輸入端略小一些，并且沒有充放電現(xiàn)象。然后，反過來將紅表棒接變頻器的直流端(+)極，黑表棒分別測量變頻器三相輸入端和三相輸出端的電阻，其阻值應(yīng)該在5K-10K之間，三相阻值要一樣，輸出端的阻值比輸入端略小一些，并且沒有充放電現(xiàn)象。否則，說明模塊損壞。這時候不能盲目上電，特別是整流橋損壞或線路板上有明顯的燒損痕跡的情況下尤其禁止上電，以免造成更大的損失。
　　如果以上測量西門子變頻器故障結(jié)果表明模塊基本沒問題，可以上電觀察。
　　1、上電后面板顯示[F231]或[F002](MM3變頻器)，這種故障一般有兩種可能。常見的是由于電源驅(qū)動板有問題，也有少部分是因?yàn)橹骺匕逶斐傻?，可以先換一塊主控板試一試，否則問題肯定在電源驅(qū)動板部分了。
　　2、上電后面板無顯示(MM4變頻器)，面板下的指示燈[綠燈不亮，黃燈快閃]，這種現(xiàn)象說明整流和開關(guān)電源工作基本正常，問題出在開關(guān)電源的某一路不正常(整流二極管擊穿或開路，可以用萬用表測量開關(guān)電源的幾路整流二極管，很容易發(fā)現(xiàn)問題。換一個相應(yīng)的整流二極管問題就解決了。這種問題一般是二極管的耐壓偏低，電源脈動沖擊造成的。
　　3、有時顯示[F0022,F0001,A0501]不定(MM4)，敲擊機(jī)殼或動一動面板和主板時而能正常，一般屬于接插件的問題，檢查一下各部位接插件。也發(fā)現(xiàn)有個別機(jī)器是因?yàn)榫€路板上的阻容元件質(zhì)量問題或焊接不良所致。
　　4、上電后顯示[-----](MM4)，一般是主控板問題。多數(shù)情況下?lián)Q一塊主控板問題就解決了，一般是因?yàn)榭刂凭€路有強(qiáng)電干擾造成主控板某些元件（如帖片電容、電阻等）損壞所至，或與主控板散熱不好也有一定的關(guān)系。但也有個別問題出在電源板上。
　　5、上電后顯示正常，一運(yùn)行即顯示過流。[F0001](MM4)[F002](MM3)即使空載也一樣，一般這種現(xiàn)象說明IGBT模塊損壞或驅(qū)動板有問題，需更換IGBT模塊并仔細(xì)檢查驅(qū)動部分后才能再次上電，不然可能因?yàn)轵?qū)動板的問題造成IGBT模塊再次損壞！這種問題的出現(xiàn)，一般是因?yàn)樽冾l器多次過載或電源電壓波動較大(特別是偏低)使得變頻器脈動電流過大主控板CPU來不及反映并采取保護(hù)措施所造成的。
西門子 200 plc 使用 MPI 協(xié)議與組態(tài)王進(jìn)行通訊時需要哪些設(shè)置?
1)在運(yùn)行組態(tài)王的機(jī)器上需要安裝西門子公司提供的 STEP7 Microwin 3.2 的編程軟件，我們的驅(qū)動需要調(diào)用編程軟件提供的 MPI 接口庫函數(shù);
2)需要將 MPI 通訊卡 CP5611 卡安裝在計算機(jī)的插槽中，使用西門子公司提供的電纜和網(wǎng)絡(luò)接頭將 CP5611 卡和 S7-200 的 Port 口相連(CP5611 卡的 3，8 分別和 S7200的 PORT 口 3，8 連接)，一般情況下 MPI 網(wǎng)絡(luò)中連接后一個設(shè)置得網(wǎng)絡(luò)接頭的終端電阻應(yīng)打到 ON(有效)狀態(tài);
3)PLC 中 MPI 網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)建和通訊波特率的正確設(shè)置;
4)在控制面板中 SetPG/PC 接口參數(shù)的設(shè)置;具體可參考組態(tài)王電子幫助。
(二)
組態(tài)王與西門子 200 plc 自由口協(xié)議通過 modem 通訊，硬件接線怎樣實(shí)現(xiàn)?
設(shè)備上插標(biāo)準(zhǔn) PPI 電纜，modem9 針口通過一個標(biāo)準(zhǔn) 232 交叉線接到 PPI 電纜上即可，232 交叉線的 modem 側(cè)需要 1 4 6 短接，7 和 8 短接。
(三)
一臺 S7 200 PLC通過串口方式能否接兩個上位機(jī)通訊?
通過串行電纜的方式不行，可以考慮使用以下兩種方式：
1)PLC 配置為 MPI 協(xié)議，這樣兩個上位機(jī)需要各配置一塊 MPI 卡;
2)兩個 PC 機(jī)中，一個作為采集站和 PLC 通訊，另外一個作為客戶端和采集站通訊。
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西門子 200Plc 通過 PPI 協(xié)議與組態(tài)王通訊失敗，為何?
請檢查如下設(shè)置是否正確：
1)用戶編程電纜的撥碼設(shè)置：在編程電纜的撥碼中，第 5 個端子是設(shè)置通訊協(xié)議的：撥碼設(shè)置為 0，表示 PPI/Freeport ;撥碼設(shè)置為 1，表示 PPI(master);用戶使用 PPI 協(xié)議和組態(tài)王通訊時，撥碼選擇 PPI/Freeport 對應(yīng)撥碼值即可;
2)PPI 通訊傳輸?shù)氖?11 位的數(shù)據(jù)，也就建議客戶撥碼選擇 8 數(shù)據(jù)位 1 停止位偶校驗(yàn)(撥碼默認(rèn)為 11 位)，并且 PLC 的波特率和 PPI、組態(tài)王要*;
3)要求編程軟件必須是離線時啟動運(yùn)行組態(tài)王。
(五)
西門子 200plc 通過 modbus 協(xié)議與組態(tài)王通訊時，組態(tài)王中定義的寄存器地址與plc 地址是如何對應(yīng)的?
映射關(guān)系如下：0-Q，1-I，3、4、8、9-V;
3,4,8,9 的 dd 號與 PLC 中 V 寄存器的偏移地址(實(shí)際地址-1000)的對應(yīng)關(guān)系：組態(tài)王中(寄存器的 dd 號-1)*2=PLC 中的 V 寄存器的偏移地址。組態(tài)王中 40031對應(yīng) PLC：VW1060 (組態(tài)王中寄存器 4 表示 SHORT 型變量)組態(tài)王中 90640 對應(yīng) PLC：VD2278 (組態(tài)王中寄存器 9 表示 FLOAT 型變量)。
(六)
西門子 200plc 通過 modbus 協(xié)議與組態(tài)王通訊，需要注意哪些事項?
需要注意如下幾點(diǎn)：
1)需要向 PLC 中下載對應(yīng)的初始化程序(KVmoddbus.mwp)，由亞控提供。此程序默認(rèn)的 plc 通訊端口為 port0，地址為 2，波特率 9600，無校驗(yàn)(地址和波特率可由程SBR0 中的 VB8，SMB30 進(jìn)行修改);
2)由于 PLCModbus 協(xié)議程序占用 V1000 及以前的地址，所以用戶在編寫邏輯控制程序中用到的寄存器不能和亞控提供的協(xié)議中所占用的 V 區(qū)地址沖突;
3)西門子 S7200PLC 和通過 modbus 協(xié)議和組態(tài)王通訊時，CPU 上的開關(guān)必須撥在RUN 狀態(tài)，否則 PLC 中的 modbus 通訊程序沒有處于運(yùn)行狀態(tài)，組態(tài)王和設(shè)備通過自由口協(xié)議肯定通訊失敗。
(七)
S7 300 MPI 電纜方式是否支持通過 GPRS 和組態(tài)王通訊?
不支持。
組態(tài)王的 GPRS 通訊方式要求必須創(chuàng)建虛擬串口并通過此串口進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。而對于 MPI 協(xié)議，我們的 MPI 驅(qū)動是通過調(diào)用西門子 PLC 的動態(tài)連接庫(s7onlinx.dll等)實(shí)現(xiàn)和 PLC 進(jìn)行通訊的,并不是直接通過串口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。
其他類似調(diào)用方法的驅(qū)動，同樣也不支持 GPRS 連接。
(八)
組態(tài)王和多臺西門子S7-300、400 PLC 通過 DP 協(xié)議通訊時，設(shè)備地址應(yīng)如何定義?
1)硬件連接：計算機(jī)中插入一塊CP5611(或CP5613)可實(shí)現(xiàn)將多個S7-300/400PLC連接在一條 DP 總線上。
2)DP 協(xié)議設(shè)置：所有 PLC 必須設(shè)置的 DP Slave 站， CP5611(或 CP5613)要求通過 Simatic net 設(shè)置的 DP master 站;
3)組態(tài)王中設(shè)備地址定義：選擇 PLC/西門子/S7-200 系列(DP)/Profibus-DP ，設(shè)備地址固定為 1.1 (該地址與從站 PLC 的地址設(shè)置無關(guān))。
(九)
西門子 300 plc 通過 MPI 通訊卡與組態(tài)王進(jìn)行通訊時，能否實(shí)現(xiàn)雙設(shè)備冗余的功能?
可以實(shí)現(xiàn)。
1)一個 cp5611 卡可以連接兩臺 s7300plc(使用西門子廠家提供的可編程插頭來實(shí)現(xiàn));
2)在組態(tài)王軟件中建立兩個 s7300plc，設(shè)備地址分別設(shè)備為 7.2 和 8.2(設(shè)備地址根據(jù)實(shí)際設(shè)備來設(shè)置)，小數(shù)點(diǎn)前面的號指 plc 的地址，后面是 cpu 所在的槽號。這兩個 plc 在 STEP7 編程軟件中是單獨(dú)定義的，所以除 plc 地址不一樣，槽號是一樣的;
3)在組態(tài)王中只須定義主設(shè)備的變量即可。