S7-200 CPU22X 系列PLC I/O 点数扩展和编址

  S7-200 CPU22X 系列的每种主机所提供的本机I/O点的I/O地址是固定的，进行扩展时，可以在CPU右边连接多个扩展模块。如图所示，每个扩展模块的组态地址编号取决于各模块的类型和该模块在I/O链中所处的位置。输入与输出模块的地址不会冲突，模拟量控制模块地址也不会影响数字量。

    编址方法是同样类型输入或输出点的模块在链中按所处的位置而递增，这种递增是按字节进行的，如果CPU或模块在为物理I/0点分配地址时未用完一个字节，那些未用的位也不能分配给I/O链中的后续模块。

    例如，某一控制系统选用CPU224，系统所需的输入／输出点数为：数字量输入24点、数字量输出20点、模拟量输入6点和模拟量输出2点。

本系统可有多种不同模块的选取组合，并且各模块在I/O链中的位置排列方式也可能有多种，图2所示为其中的一种模块连接形式。表1所示为其对应的各模块的编址情况。

    表1  各模块的编址

● 同类型输入或输出的模块按顺序进行编制。 
● 数字量模块总是保留以8位（1个字节）递增的过程映象寄存器空间。如果模块没有给保留字节中每一位提供相应的物理点，那些未用位不能分配给I/O链中的后续模块。对于输入模块，这些保留字节中未使用的位会在每个输入刷新周期中被清零。
● 模拟量I/O点总是以两点递增的方式来分配空间。如果模块没有给每个点分配相应的物理点，则这些I/O点会消失并且不能够分配给I/O链中的后续模块。

Overview

• 将 SIMATIC S7-400 连接到工业以太网
  • 多协议运行，用于 ISO、TCP/IP、UDP 与 PROFINET IO 协议
  • 可调节的 Keep Alive 功能
• 两个独立的接口（集成的网络分离）：
  • 千兆以太网接口，带有 RJ45 端口，10/100/1000 Mbit/s 全双工/半双工，具有自动侦测功能
  • PROFINET 接口，带有四个 RJ45 端口，10/100 Mbit/s 全双工/半双工，通过 4 端口交换机执行自动感测和自动交叉功能
• 通过两个接口进行通讯
  • 开放式通讯（ISO、TCP/IP 和 UDP），使用 UDP 多点传送，包括两个接口之间的路由
  • 编程器/OP通讯：
    通过 S7 路由的交叉网络
  • S7 通讯（客户端、器、多路复用），包括两个接口之间的路由
  • IT 通讯：
    HTTP 通讯支持通过自己的 web 页访问过程数据；
    电子邮件客户端功能，直接从用户程序发送包含身份验证信息的电子邮件；
    FTP 通讯支持程序控制的 FTP 客户端通讯；
    通过 FTP 器访问数据块
• 通过 PROFINET 接口进行通讯
  • PROFINET IO 控制器，具有实时属性（RT 和 IRT）
  • PROFINET CBA
  • 通过 DHCP、简单的 PC 工具或通过用户程序（例如 HMI）进行 IP 地址分配
  • 支持 PROFINET IO 设备的优先启动
  • 使用 STEP 7 组态
• 介质冗余 (MRP)；
  在采用环形拓扑结构的以太网网络内，CP 支持介质冗余程序 MRP。
• 通过可组态的 IP 访问列表进行访问保护
• 无需编程器即可进行模板更换；
  所有信息都保存在 C-PLUG 中（即使是用于 IT 功能的文件系统）。
• 丰富的诊断功能，可用于机架中的所有模板
• 通过 SNMP V1 MIB-II，集成在网络管理系统中
• 运行于冗余 S7 通讯或 DP 主站通讯的 SIMATIC H 系统。
• 在与 SIMATIC S7-400 CPU 416F 一起使用的故障安全型应用程序 (PROFIsafe) 中操作

西门子PLC S7-300系列可编程控制器

S7-300 模块化微型PLC 系统，满足中、小规模的性能要求 
各种性能的模块可以非常好地满足和适应自动化控制任务 
简单实用的分布式结构和多界面网络能力，使得应用十分灵活 
方便用户和简易的无风扇设计 
当控制任务增加时，可自由扩展 
大量的集成功能使它功能非常强劲
S7-300 用于恶劣环境条件下的PLC 
扩展温度范围从-25°C 到+70°C 
适用于特殊的环境( 污染空气中使用) 
允许短时冷凝以及短时机械负载的增加 
S7-300 采用经过认证的PLC 技术 
易于操作、编程、维护和 
特别适用于汽车工业、环境技术、采矿、化工厂、生产技术以及食品加工等领域 
低成本的解决方案 

西门子PLC S7-200系列可编程控制器

S7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。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系列具有极高的性能/价格比。
S7-200系列出色表现在以下几个方面： 
* 极高的可靠性 
* 极丰富的指令集 
* 易于掌握 
* 便捷的操作 
* 丰富的内置集成功能 
* 实时特性 
* 强劲的通讯能力 
* 丰富的扩展模块 
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。应用领域极为广泛，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。
S7-200系列PLC可提供4个不同的基本型号的8种CPU供您使用。

SM 1231 模拟量输入信号模块允许将控制器与过程中的模拟信号连接。

这为用户提供了下列优势：

• 佳适应性：
  使用模拟信号模块，用户可以使其控制器佳地满足更加复杂的任务要求
• 直接连接传感器：
  高达 14 位的分辨率和不同的输入范围允许在没有附加放大器的情况下连接传感器
• 灵活性：
  如果任务后续有所扩展，可以升级控制器。更新用户程序非常简单。

使用 SB 1231 信号板模拟量输入模块，可连接控制器与过程中的模拟信号。

这为用户提供了下列优势：

• 佳适应性：
  使用模拟量信号板，用户可以使其控制器佳地满足更加复杂的任务要求。
• 直接连接传感器：
  高达 11 位的分辨率和不同的输入范围允许在没有附加放大器的情况下连接传感器
• 灵活性：
  如果任务后续有所扩展，可以升级控制器。更新用户程序非常简单。
• 在空间有限的场合使用：
  可将信号板直接插到 CPU 中，从而在不占用额外空间的情况下对控制器进行扩展。

SM 1232 模拟量输出信号模块允许使用模拟量输出。

这为用户提供了下列优势：

• 佳适应性：
  使用模拟信号模块，用户可以使其控制器佳地满足更加复杂的任务要求
• 直接连接执行器：
  高达 14 位的分辨率允许在没有附加放大器的情况下连接执行器
• 灵活性：
  如果任务后续有所扩展，可以升级控制器。更新用户程序非常简单。

一个方案，3 个平台

自动化系统主要通过以下特性来识别：

• 系统特定的特性，如功能和工程
• 硬件相关特性，如性能、设计和可扩展性

但是，机械工程需求差异非常大，取决于具体的机器型号。

每个硬件平台在特定应用中使用时都有其优点。

不同的平台之间还可以非常轻松地进行组合，这是模块化机器和设备的突出优点。因为单个的硬件平台总是具有相同的系统特性，即不论使用什么平台，功能和工程总是一样。

PROFIBUS 或 PROFINET 可以用来创建驱动和 I/O 之间的远程连接。

PROFINET/PROFIBUS 还可以用于 HMI 设备（如 SIMATIC HMI 或 SIMATIC S7 之类的上位控制器）之间的通信。这就意味着，SIMATIC HMI 面板以及安装有 WinCC 的 PC 可以用作操作员系统。甚至第 3 方应用也可以通过 OPC 接口与 SIMOTION 进行通信。

SIMOTION D – 紧凑型，集成在驱动中

在 SIMOTION D 中，SIMOTION 的功能直接集成于 SINAMICS S120 驱动系统的闭环控制模块中。因此，整个系统（包括开环控制和驱动）都极其紧凑且响应快速。

SIMOTION D 提供两种型号：

• SIMOTION D410-2 单轴系统，也可选配多轴（模块型）
• SIMOTION D4x5-2 多轴系统，四种性能型号多提供 128 轴（书本型）

这种性能细分确保大程度的可扩展性和灵活性。应用领域从单轴机器到高性能的多轴机器。为了实现可视化和操作，SIMATIC HMI 设备可通过 PROFIBUS、以太网或 PROFINET 进行连接，具体取决于SIMOTION D 的型号。通过 PROFINET 或 PROFIBUS 来连接分布式 I/O。

SIMOTION C – 模块化和灵活性

SIMOTION C 是采用 SIMATIC S7-300 设计的运动控制器。

其提供两种型号，接口不同，但运动控制功能或性能都相同。除了已经集成的 I/O 外，两种控制器还可通过 SIMATIC S7-300 系列的 I/O 模块加以扩展。

SIMOTION C240 是采用模拟量设定值接口和步进驱动器的应用的理想解决方案。它具有四个内置驱动器和编码器接口，非常适合机器改装项目。

SIMOTION C240 PN 可用于基于 PROFINET 的机器自动化项目。这种控制器具有三个 PROFINET 端口，除支持 TCP/IP 和 RT 通信外，还支持具有 IRT 功能的 PROFINET。它能够操作采用 PROFIdrive 行规的 PROFINET 驱动器以及 PROFINET I/O（如高速 SIMATIC ET 200SP）。

两种型号都另外配备两个 PROFIBUS 接口，通过这两个接口可以连接支持 PROFIdrive 行规和标准 I/O 的驱动。除此以外，两个控制器还具有工业以太网接口，从而提供更多的通信选项。

SIMOTION P – 对其他任务开放

SIMOTION P 是基于 PC 的运动控制系统，具有两种型号：

• SIMOTION P320-4 E（嵌入式）
  处理器：高性能 Intel i3 处理器
  存储器：内部 CFast/外部可访问 CFast 
  操作系统：Windows Embedded Standard 7
• SIMOTION P320-4 S（标准型）
  处理器：高性能型 Intel i7 处理器
  存储器：内置固态硬盘 (SSD)/外部可访问 CFast
  操作系统：Windows 7 Ultimate

由于 PC 中不含旋转部件，SIMOTION P320-4 系统适用于恶劣环境中的应用。两个 PC 都配有针对 SIMOTION 的常见实时扩展系统。这就意味着，除了 SIMOTION 机器应用程序以外，还可能随时运行其他 PC 应用程序，例如 SIMOTION 工程系统、操作员应用程序、过程数据例程或标准的 PC 应用程序。

借助其的处理器性能，SIMOTION P350-4 特别适合对性能要求较高的应用（如具有高动态配置和压力控制回路的液压应用）。

SIMOTION P320-4 特别适合恶劣的操作环境。由于其尺寸小，因此对于许多可用空间有限并且需要设计非常坚固的应用均是佳选择。

SIMOTION P320-4 可通过各种不同的 SIMOTION 工业平板显示器来操作 (IFP)。提供了不同的屏幕大小，既可以使用键盘和鼠标，也可以使用触摸屏进行操作。

这两个型号都标配有一个现场总线接口，其形式为集成式 PROFINET 接口（3 个端口）。IsoPROFIBUS board 板可安装在扩展插槽内以实现 PROFIBUS 应用。IsoPROFIBUS 板具有两个附加 PROFIBUS 接口。

具有分级性能的以下 SIPLUS S7-400 高可用性 CPU 可用于恶劣环境条件下的各种不同应用：

• SIPLUS S7-400 CPU 412H
• SIPLUS S7-400 CPU 414H
• SIPLUS S7-400 CPU 416H
• SIPLUS S7-400 CPU 417H

SIPLUS S7-400 高可用性 CPU 可在以下环境条件下使用：

• 环境温度范围宽：-25 °C 到 +70 °C
• 在需要较高抗化学腐蚀性以及需能够承受较高机械和生物负荷和盐雾的场合
• 安装海拔高
• 相对湿度

SIMATIC S7-400 具有两种不同的通讯接口：

• 集成在CPU上的MPI接口：为您提供经济型解决方案
• 通过通讯模板进行点对点连接以及连接到PROFIBUS和工业以太网总线系统：为您提供高性能解决方案。

可为您提供下列通讯模板：

• CP 440, CP 441-1 和 CP 441-2：提供点对点连接
• CP 443-5：连接到 PROFIBUS
• CP 443-1：连接到工业以太网
• CP 444：按照 MAP 3.0 使用 MMS 连接到工业以太网

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。