S7-200 SMART基本型CPU搭载了以太网口,可以用一根普通网络线将系统软件下载到CPU中,免去了专用型编程电缆费用,经济发展便捷。该以太网口具有强大的以太网通信作用,可以和工业触摸屏(HMI)、别的CPU控制模块及第三方以太网通信系统进行通讯,能够十分方便地组建局域网。从V2.4版逐渐该网络接口还提供了PROFINET通讯。
(7)CPU控制模块集成化加工工艺作用
S7-200 SMART CPU控制模块适用快速单脉冲键入记数。以CPU ST40为例子,顶多适用6个快速脉冲计数器(HSC),如果采用单相电键入,大适用200kHz的键入工作频率;如果采用A/B相键入,大适用100kHz的键入工作频率。
S7-200 SMART CPU控制模块适用快速脉冲输出。CPU ST40较多适用3个100kHz高速脉冲输出,适用脉冲串导出(PTO)和脉冲宽度调制(PWM)两种形式,可用于操纵伺服控制器开展变速或定位。
CPU控制模块集成化这种加工工艺作用,能够进行PID控制和运动控制系统。同时其内部结构带来了PID和运动控制系统的指令库,程序编写十分方便。
(8)更为友善的编程开发自然环境
STEP7 Micro-WIN/SMART是西门子系统专门为S7-200 SMART PLC推出的程序编程软件开发平台,秉持西门子编程手机软件的强大作用,融进了许多人性化的设计(比如一个全新的程序界面、有创意的带条状菜单栏、移动窗口界面、方便快捷的程序流程注解及强悍的密码设置作用),能够迅速、比较方便地开展编程开发。
(9)适用PROFINET通讯协议
2019年3月,V2.4版本S7-200 SMART基本型CPU集成化以太网口宣布适用PROFINET协议书。标志着SMART系列产品PLC已经彻底融进SIMATIC大家族,这终将对SMART系列产品的更广泛应用奠定更为坚实基础。V2.4版本S7-200 SMART基本型CPU较多适用8个PROFINET机器设备,每一台机器设备较大适用128个字节数的填写和128个字节数导出;PROFINET互联网多可以有64个控制模块。
2020年1月,V2.5版本升级,新版本能使S7-200 SMART基本型CPU做为智能产品(I-Device)应用,较大适用128个键入字节数和128个导出字节数的数据传输区。
电源芯片
2.1.1 供电系统功率换算
S7-200 SMART的CPU控制模块能够往外给予二种开关电源:直流电24V (DC)电源和直流电 5V (DC)开关电源。直流电24V开关电源用以模块键入安全通道、导出继电器线圈及其它外部传感器供电系统。若键入/导出及外界感应器耗费的电流量总数超过CPU模块供电系统水平,能通过外置24V DC电源方法进行填补。直流电5V 开关电源用于给扩展模块和信号板供电系统。
CPU控制模块所提供的5V DC的电流大小,取决于能相连的模块总数。若系统5V DC电流量要求之和超过CPU可以提供的峰值电流,则无法通过增加外界5V开关电源方法进行填补,务必清除一些控制模块。
下面我们就举例说明来介绍怎么计算S7-200 SMART的开关电源要求。
假定系统由如下所示硬件配置构成:
① CPU ST40 DC/DC/DC;
② 2个EM DR08 (8安全通道数字信号继电器输出);
③ 2个EM DE16 (16安全通道数字量输入);
④ 1个EM AQ02(2安全通道模拟量输出)。
CPU ST40可往外给予5V DC的峰值电流为1400mA;可往外给予24V DC的峰值电流为300mA。自身集成化24个数字量输入安全通道,每一个安全通道耗费24V电流量4mA,因而CPU ST40自身耗费24V电流量=4×24=96(mA)。EM DR08每一个导出安全通道耗费24V电流量11mA;全部控制模块耗费5V电流量120mA。EM DE16每一个键入安全通道耗费24V电流量4mA;全部控制模块耗费5V电流量105mA。EM AQ02每一个模拟量输入安全通道耗费24V电流量90mA;全部控制模块耗费5V电流量60mA。
CPU ST40能够满足该系统5V电源要求(电流量误差890mA),可是无法满足系统24V 电源要求(电流量误差为-280mA)。因而,此系统务必提升外界开关电源才能达到全部键入、导出对24V电流耗费。
PM207是西门子系统为S7-200 SMART量身定做的电源芯片。名字里的“PM”为“电源芯片”。PM207现阶段一共有三种型号规格:PM207 24V/3A、PM207 24V/5A和PM207 24V/10。其外观和设计和S7-200 SMART完美结合,能够将输入交流电流(AC)通过整流器、过滤后变为直流(DC)开展导出。与此同时,也可以联接直流电网。换句话说,输入端都可以接受直流电源。当输入端联接交流电流时,其输出电压的范围包括85~264V AC,电流工作频率为50Hz或是60Hz(在我国交流电流的次数为50Hz);当输入端联接直流电源时,其输出电压的范围包括88~370 V DC。以PM207 24V/5A为例子,其额定输出工作电压为24V DC,且电压的范畴可调式,为22.8~26.4V DC,额定输出电流量为5A;好使用额定电压为10A、脱口特点为C型微型断路器。
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PM207模块下方有三个接线端子排:L、N和PE。当使用沟通交流供电系统时,“L”接火线零线,“N”接中性点,“PE”接保护地线;当使用直流电源供电系统时,“L”接正级,“N”接负级。在底部接线端子排的上部,有一个可调式旋纽,可调节电压大小,其范围包括:22.8~26.4V DC。可调式旋纽的上面还有一个LED显示灯,当电压正常的的时候会照亮,为绿色。上部的四个接线端子排为电压的接线端子排,左侧2个为正级,右侧2个为负级。
PM207(24V/3A 、24V/5A和24V/10A)三种型号控制模块有许多共同之处,例如:输出电压/工作频率;电压范畴;防水等级(均是IP20);组装滑轨规格(35mm DIN)。其核心区别就是额额定输出电流不一样, 各是3A、5A和10A。自然,其输入电流也是不一样的。同时在尺寸上,PM207 24V/10A控制模块是极大的,为60mm×125mm×125mm,其质量为0.925kg;PM207 24V/3A模块尺寸少,为45mm×100mm×81mm,品质为0.46kg。
S7-200 SMART系列产品PLC的CPU控制模块可分为基本型和经济实用二种。基本型CPU的名字以“S”开始(Standard的首字母大写),例如CPU SR40;经济实用CPU的名字以“C”开始(Compact的首字母大写),例如CPU CR60s。
基本型CPU有以下好多个特性:
① 顶多适用6个拓展数据信号控制模块;
② 较多适用1个信号板;
③ 集成化Micro SD卡的扩展槽,可以用目前市面上通用Micro SD卡;
④ 集成化1个RJ45网络接口,适用应用以太网连接程序编写机器设备(PG/PC)或是工业触摸屏(HMI),适用根据以太网接口的通讯协议(TCP/IP协议集);
⑤ V2.4之上固件可以通过RJ45网络接口开展PROFINET通讯;
⑥ 适用实时时钟和信息日志。
现阶段,S7-200 SMART上线的基本型CPU包含:ST20 DC/DC/DC、SR20 AC/DC/Relay、ST30 DC/DC/DC、SR30 AC/DC/Relay、ST40 DC/DC/DC、SR40 AC/DC/Relay、ST60 DC/DC//DC、SR60 AC/DC/Relay。
经济实用CPU与基本型CPU对比,具备以下优点:
① 不兼容拓展数据信号控制模块;
② 不兼容信号板;
③ 并没有集成化Micro SD卡扩展槽,无法使用Micro SD卡;
④ 并没有集成化RJ45网络接口,不兼容以太网通信;
⑤ 适用应用RS485插口开展程序编写,可以通过RS485插口联接工业触摸屏(HMI)。
现阶段,S7-200 SMART上线的经济实用CPU控制模块包含:CR20s AC/DC/Relay、CR30s AC/DC/Relay、CR40s AC/DC/Relay、CR60s AC/DC/Relay。
不论是基本型CPU或是经济实用CPU,其控制模块自身都搭载了数字量输入/导出(DI/DO)安全通道。不同型号的CPU集成化DI/DO的总数不一样,但二者的占比均为3∶2。
2.2.2 基本型CPU模块特性
这节以ST40为首,详细介绍基本型CPU模块特性。CPU ST40的全称为“CPU ST40 DC/DC/DC”。
CPU ST40的尺寸为125mm×100mm×81mm(总宽×相对高度×薄厚),输出功率为18W。
CPU ST40模块左下方是RS485插口,序号为X20。其右边一个轴承端盖,掀起外盖能够看见2个接线端子,左侧序号为X12,右侧序号为X13。X12和X13是数字信号输出接线端子,其具体的针脚定义见表2-2(X12)和表2-3(X13)。
ST40 CPU模块中间有一个正方形的后盖板,可用于压接信号板(Signal Board),实际请见2.9节。
ST40 CPU控制模块提供了很多标示LED灯,用于标示CPU模块情况。例如CPU的运转(RUN)、终止(STOP)、出错(ERROR)显示灯,数字量输入/导出显示灯,以太网接口数据连接(link)和传送数据(Rx/Tx)显示灯等,
S7-200 SMART CPU的存放区分为客户存放区和系统存储区。客户存放区又可分为程序流程存放区、文件存储区并维持存放区。系统软件存放区包含全过程印象区、模拟量输入存放区、位存放区、临时存储区、次序控制开关存放区。