S7-200 SMART PLC

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概述

設計

功能

編程

技術規范

概述

西門子公司一直致力于工業自動化技術的研發、推廣及應用，在過去的 160 多年里，為廣大的工業客戶帶來了可靠的自動化產品，完善的自動化解決方案，提高了客戶的生產效率，增強了客戶的市場競爭力。
西門子 SIMATIC 控制器系列是一個完整的產品組合，包括從基本的智能邏輯控制器LOGO！以及 S7 系列高性能可編程控制器，再到基于 PC 的自動化控制系統。無論多么嚴苛的要求，它都能根據具體應用需求及預算，靈活組合、定制，并一一滿足。
SIMATIC S7-200 SMART 是西門子公司經過大量市場調研，為中國客戶量身定制的一款高性價比小型 PLC 產品。結合西門子 SINAMICS 驅動產品及 SIMATIC 人機界面產品，以 S7-200 SMART 為核心的小型自動化解決方案將為中國客戶創造更多的價值。

SIMATIC S7-200 SMART 產品亮點:

• 機型豐富，更多選擇
  提供不同類型、I/O 點數豐富的CPU 模塊，單體I/O 點數可達60 點，可滿足大部分小型自動化設備的控制需求。另外，CPU 模塊配備標準型和經濟型供用戶選擇，對于不同的應用需求，產品配置更加靈活，大限度的控制成本。
• 選件擴展，定制
  新穎的信號板設計可擴展通信端口、數字量通道、模擬量通道。在不額外占用電控柜空間的前提下，信號板擴展能更加貼合用戶的實際配置，提升產品的利用率，同時降低用戶的擴展成本。
• 高速芯片，性能
  配備西門子高速處理器芯片，基本指令執行時間可達0.15 μs，在同級別小型PLC
• 。一顆強有力的“芯”，能讓您在應對繁瑣的程序邏輯，復雜的工藝要求時表現的從容不迫。
• 以太互聯，經濟便捷
  CPU 模塊本體標配以太網接口，集成了強大的以太網通信功能。一根普通的網線即可將程序下載到PLC 中，方便快捷，省去了編程電纜。通過以太網接口還可與其它CPU 模塊、觸摸屏、計算機進行通信，輕松組網。
• 三軸脈沖，運動自如
  CPU 模塊本體多集成3 路高速脈沖輸出，頻率高達100 kHz，支持PWM/PTO輸出方式以及多種運動模式，可自由設置運動包絡。配以方便易用的向導設置功能，快速實現設備調速、定位等功能。
• 通用SD 卡，方便下載
  本機集成Micro SD 卡插槽，使用市面上通用的Micro SD 卡即可實現程序的更新和PLC 固件升級，地方便了客戶工程師對用戶的服務支持，也省去了因PLC 固件升級返廠服務的不便。
• 軟件友好，編程
  在繼承西門子編程軟件強大功能的基礎上，融入了更多的人性化設計，如新穎的帶狀式菜單、全移動式界面窗口、方便的程序注釋功能、強大的密碼保護等。在體驗強大功能的同時，大幅提高開發效率，縮短產品上市時間。
• 整合，無縫集成
  SIMATIC S7-200 SMART 可編程控制器，SIMATIC SMART LINE 觸摸屏和SINAMICSV20 變頻器整合，為OEM 客戶帶來高性價比的小型自動化解決方案，滿足客戶對于人機交互、控制、驅動等功能的需求。

設計

S7-200 SMART 帶來兩種不同類型的CPU 模塊:

• 標準型
  • 繼電器輸出型(SR20 / SR40 / SR60)
  • 晶體管輸出型(ST40 / ST60)
• 經濟型
    -    繼電器輸出型(CR40)

標準型作為可擴展CPU 模塊，可滿足對I/O 規模有較大需求，邏輯控制較為復雜的應用；而經濟型CPU 模塊直接通過單機本體滿足相對簡單的控制需求。具有：

• 以太網接口
• RS485 串口
• 支持 Micro SD 卡
• 高速計數
• I/O 模塊擴展 1)
• 信號板擴展 1)
• 實時時鐘 1)
• 高速脈沖輸出 2)

     1) 僅有標準型 CPU 模塊支持  2) 只有標準型、晶體管輸出型才支持

3） 不包括信號板擴展的I/O

信號板

對于少量的 I/O 點數擴展及更多通信端口的需求，全新設計的信號板能夠提供更加經濟、靈活的解決方案。

信號板基本信息：

 信號板組態：

在系統塊選擇標準型CPU模塊后，SB選項里會出現上述三種信號板：

• 選擇SB DT04 時，系統自動分配I7.0 和Q7.0 做為I/O 映像區的起始位
• 選擇SB AQ01 時，系統自動分配AQW12 做為I/O 映像區
• 選定SB CM01 時，在端口類型設置框里選擇RS232 或RS485 即可

功能

網絡通信

S7-200 SMART CPU 模塊本體集成1 個以太網接口和1 個RS485 接口，通過擴展CM01 信號板，其通信端口數量多可增至3 個。可滿足小型自動化設備連接觸摸屏、變頻器等第三方設備的眾多需求。

• 以太網通信
  所有CPU 模塊標配以太網接口，支持西門子S7 協議、TCP/IP 協議、有效支持多種終端連接：
  • 可作為程序下載端口（使用普通網線即可）
  • 與SMART LINE HMI 進行通信
  • 通過交換機與多臺以太網設備進行通信，實現數據的快速交互
  • 多支持4 個設備通信

• 串口通信
  S7-200 SMART CPU 模塊均集成1 個RS485 接口，可以與變頻器、觸摸屏等第三方設備通信。如果需要額外的串口，可通過擴展CM01 信號板來實現，信號板支持RS232/RS485 自由轉換，多支持4 個設備。串口支持下列協議：
  • Modbus-RTU
  • PPI
  • USS
  • 自由口通信

• 與上位機的通信
  通過PC Access，操作人員可以輕松通過上位機讀取S7-200 SMART 的數據，從而實現設備監控或者進行數據存檔管理。
  （PC Access 是專門為S7-200 系列PLC 開發的OPC 服務器協議，專門用于小型PLC 與上位機交互的OPC 軟件）

運動控制

三軸 100 kHz 高速脈沖輸出，實現定位.

• 運動控制基本功能
  • 標準型晶體管輸出CPU 模塊，ST40/ST60 提供3 軸100 kHz 高速脈沖輸出，支持PWM（脈寬調制）和PTO 脈沖輸出
  • 在PWM 方式中，輸出脈沖的周期是固定的，脈沖的寬度或占空比由程序來調節，可以調節電機速度、閥門開度等
  • 在PTO 方式（運動控制）中，輸出脈沖可以組態為多種工作模式，包括自動尋找原點，可實現對步進電機或伺服電機的控制，達到調速和定位的目的
  • CPU 本體上的Q0.0，Q0.1 和Q0.3 可組態為PWM 輸出或高速脈沖輸出，均可通過向導設置完成上述功能

• PWM 和運動控制向導設置
  為了簡化您應用程序中位控功能的使用，STEP 7- Micro/WINSMART 提供的位控向導可以幫助您在幾分鐘內全部完成PWM、PTO 的組態。該向導可以生成位控指令，您可以用這些指令在您的應用程序中對速度和位置進行動態控制。
  PWM 向導設置根據用戶選擇的PWM 脈沖個數， 生成相應的PWMx_RUN 子程序框架用于編輯。
  運動控制向導多提供3 軸脈沖輸出的設置，脈沖輸出速度從20 Hz 到100 kHz 可調。

• 運動控制功能特點
  • 提供可組態的測量系統，輸入數據時既可以使用工程單位（如英寸或厘米），也可以使用脈沖數
  • 提供可組態的反沖補償
  • 支持、相對和手動位控模式
  • 支持連續操作
  • 提供多達32 組運動動包絡，每組包絡多可設置16 種速度
  • 提供4 種不同的參考點尋找模式，每種模式都可對起始的尋找方向和終的接近方向進行選擇

• 運動控制的監控
  為了幫助用戶開發運動控制方案，STEP 7- Micro/WIN SMART 提供運動控制面板。其中的操作、組態和包絡組態的設置使用戶在開發過程的啟動和測試階段就能輕松監控運動控制功能的操作。
  • 使用運動控制面板可以驗證運動控制功能接線是否正確，可以調整組態數據并測試每個移動包絡
  • 顯示位控操作的當前速度、當前位置和當前方向，以及輸入和輸出LED（脈沖LED 除外）的狀態
  • 查看修改在CPU 模塊中存儲的位控操作的組態設置

編程

人性化軟件，提升編程效率

STEP 7- Micro/WIN SMART 是專門為S7-200 SMART 開發的編程軟件，能在Windows XP SP3/Windows 7 上運行，支持LAD、FBD、STL語言。安裝文件小于100 MB。在沿用STEP 7- Micro/WIN 編程理念的同時，更多的人性化設計使編程更容易上手，項目開發更加。

• 全新菜單設計
  摒棄了傳統的下拉式菜單，采用了新穎的帶狀式菜單設計，所有菜單選項一覽無余，形象的圖標顯示，操作更加方便快捷。
  雙擊菜單即可隱藏，給編程窗口提供更多的可視空間。

• 全移動式窗口設計
  軟件界面中的所有窗口均可隨意移動、并提供八種拖拽放置方式。
  主窗口、程序編輯窗口、輸出窗口、變量表、狀態圖等窗口均可按照用戶的習慣進行組合，大限度的提高編程效率。

• 變量定義與程序注釋
  用戶可根據工藝需求自定義變量名，并且直接通過變量名進行調用，*享受編程語言的便利。根據實現的功能，特殊功能寄存器調用后自動命名，更加便捷。
  STEP 7- Micro/WIN SMART 提供了完善的注釋功能，能為程序塊、編程網絡、變量添加注釋，大幅提高程序的可讀性。當鼠標移動到指令塊時，自動顯示各管腳支持的數據類型。

• 強大的密碼保護
  STEP 7- Micro/WIN SMART 不僅對計算機中的程序源提供密碼保護，同時對CPU 模塊中的程序也提供密碼保護，滿足用戶對密碼保護的不同需求，保護用戶的知識產權。
  STEP 7- Micro/WIN SMART 對程序源實現三重保護：包括為為工程、POU（程序組織單元）、數據頁設置密碼，只有*的用戶才能查看并修改相應的內容。
  編程軟件對 CPU 模塊里的程序提供4 級不同權限密碼保護。

• 新穎的設置向導
  STEP 7- Micro/WIN SMART 集成了簡易快捷的向導設置功能，只需按照向導提示設置每一步的參數即可完成復雜功能的設定。新的向導功能允許用戶直接對其中某一步的功能進行設置，修改已設置的向導便無需重新設置每一步。
  向導設置支持以下功能：
  • HSC（高速計數）
  • 運動控制
  • PID
  • PWM（脈寬調制）
  • 文本顯示

• 狀態監控
  在STEP 7- Micro/WIN SMART 狀態圖中，可監測PLC 每一路輸入/ 輸出通道的當前值，同時可對每路通道進行強制輸入操作來檢驗程序邏輯的正確性。
  狀態監測值既能通過數值形式，也能通過比較直觀的波形圖來顯示，二者可相互切換。
  另外，對PID 和運動控制操作，STEP 7- Micro/WIN SMART 通過專門的操作面板可對設備運行狀態進行監控。

• 便利的指令庫
  在PLC 編程中，一般將多次反復執行的相同任務編寫成一個子程序，將來可以直接調用。使用子程序可以更好地組織程序結構，便于調試和閱讀。
  STEP 7- Micro/WIN SMART 提供便利的指令庫功能，將子程序轉化成指令塊，與普通指令塊一樣，直接拖拽到編程界面就能完成調用。指令庫功能提供了密碼保護功能，防止庫文件被隨意查看或修改。
  另外，西門子公司提供了大量完成各種功能的指令庫，均可輕松添加到軟件中。

技術規范