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西门子S7-200网络的通讯设置和元件选择

S7-200的端口是不隔离的，如果想使网络隔离，应考虑使用RS-485中继器或者EM277。

注意：

●具有不同电位的互联设备有可能导致不希望的电流流过连接电缆。

●这种不希望的电流可能导致通讯失败或者设备损坏。

●要确保用通讯电缆连接的所有设备有相同的参考电位，或者彼此隔离，来避免产生这种不希望的电流。

为网络确定通讯距离、通讯速率和电缆类型

网段的大长度取决于两个因素：隔离（用RS-485中继器）和波特率。但连接具有不同电位的设备是需要隔离。当接地点之间的距离很远时，有可能具有不同的地电位。即使距离较近，大型机械的负载电流也能导致地电位的不同。

表1 网络电缆的大长度

 

波特率	非隔离CPU口1	有中继器的CPU口或者EM277
9.6K到187.5K	50m	1000m
500k	不支持	400m
1M到1.5M	不支持	200m
3M到12M	不支持	100m

1 如果不是用隔离端和中继器，允许的大距离为50m。测量该距离时，从网段的第一个节点开始。到网段的后一个节点。

在网络中使用中继器

RS-485中继器为网段提供偏压电阻和终端电阻。目的是为了：

●增加网络的长度：在网络中使用一个中继器可以使网络的通讯距离扩展50m。如果使用两个中继器而且中间没有其他节点，网络的通讯距离按照所使用的波特率扩展一个网段的长度。在一个串联网络中，多可以使用9个中继器。但网络的长度不能超过9600m.

●为网络增加设备：在9600的波特率下。50米距离之内，一个网段多可以连接32个设备，使用一个中继器允许在网络上增加32个设备。

●在不同的网段之间电隔离：如果不同的网段具有不同的地电位，将他们隔离会提高网络的通讯质量。

一个中继器在网络中被算作网段的一个节点，但没有被指定站地址。

  

 

 

 

 

 

                      图1带有中继器的网络

选择网络电缆

S7-200 网络使用RS-485标准，是用双绞线电缆。在一个网段上可以连接32个设备。

表2 网络电缆的通用指标

技术指标	描述
电缆类型	屏蔽双绞线
回路阻抗	≤115Ω/Km
有效电容	30pF/m
标称阻抗	大约135Ω-160Ω（频率=3MHz-20MHz）
衰减	0.9Db/100m(频率=200KHz)
导线截面积	0.3mm2-0.5mm2
电缆直径	8mm±0.5mm

全模块化连接模块是 SIMATIC S7-300/400 的标准连接模块，其作用在于外围设备方便、快捷、准确地连接到 SIMATIC S7-300/400 上。

• 前连接器模块、连接电缆和连接模块插入方便。
• 快速和低成本布线
• 前连接器模块或数字和模拟信号连接模块可连接电源电压。
• 减少了配线错误，增强了机柜布线的条理性
• 数字信号通过单字节或双字节分配。
• 可以单独更换每个部件。
• 每条电缆的长度可进行配置，不必截断，或者直接使用预装电缆。

经调整后的前连接器被称为前连接器模块，可与该模块连接， 将其插入该模块而不是前连接器进行连接。 前连接器模块有各种型号可供选择。 SIMATIC S7-300和SIMATIC S7-400分别有数字式和模拟式两种型号。 连接电缆插入前连接器模块。

连接前连接器模块时，请注意以下事项：

每字节的综合电流小于4 A，

外部电源电压的正极与该连接模块连接， 使电源电压通过连接电缆传送。 考虑到连接电缆的载流能力，综合电流不得超过4 A/byte。

当每字节的综合电流大于4 A时

需单独增加电缆传送高于4 A的综合电流， 该增加电缆连接于前连接器的特殊连接插座上。

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6FX2007-1AE14电缆

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• 具有不同的性能等级，满足不同的应用领域。
• 5种故障安全型CPU (CPU 315F-2 DP, CPU 315F-2 PN/DP, CPU 317F-2 DP, CPU 317F-2 PN/DP, CPU 319F-3 PN/DP)
• 4 个 CPU，也适用于 -25 °C 至 +60 °C 的宽环境温度范围 (SIPLUS)

可用于 S7-300 的其他故障安全 CPU：

• 分布式故障安全 CPU ET 200S（IM151-7F、IM151-8F）
• 故障安全软控制器 WinAC RTX F

提供有以下故障安全型 CPU：

PROFIBUS DP

• CPU 315F-2 DP，用于采用 PROFIBUS DP 进行分布式组态、对程序量有中/高要求的故障安全型工厂
• CPU 317F-2 DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP进行分布式组态的故障安全工厂

PROFIBUS DP 和 PROFINET IO

• CPU 315F-2 PN/DP，用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
• CPU 317F-2 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
• CPU 319F-3 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的故障安全型工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统

通过热电偶信号板 SB 1231，可使用连接的热电偶进行高精度温度记录。另外，也可记录低电平模拟信号 ±80 mV。可将热电偶信号板 SB 1231 直接插到所有 SIMATIC S7-1200 CPU 中。

这为用户提供了下列优势：

• 佳适应性：
  使用号板，用户可以使其控制器佳地满足更加复杂的任务要求
• 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。

信号板直接插到每个 S7-1200-CPU 前面的支架中。

• 安装：
  信号板直接插到 SIMATIC S7-1200 CPU 中，因此可以电气、机械地连接到 CPU。
• CPU 的安装尺寸保持不变。
• 所有信号板上的端子均可拆卸，便于更换（“固定接线”）。

SM 1231 RTD 模块的结构特点和其他 S7-1200 系列模块的相同：

• 安装在 DIN 导轨上：
  将模块卡装到 CPU 右侧的导轨上，互相连接以后再通过集成背板总线连接到 CPU 12xx。
• 直接安装：
  通过钻孔，可将模块直接螺栓安装到墙壁上。在易受剧烈振动的场合建议采用这种安装方式。
• 电阻传感器：
  可使用为常用的电阻温度监测器：Pt 100、Pt 200、Pt 500、Pt 1000、Pt 10000、Ni 100、Ni 120、Ni 1000、Cu 10、FS 150、FS 30、FS 600。可以无需使用放大器直接连接到模块上，并且所有 RTD 的类型必须相同。探测器可以采用 2、3 或 4 线制连接。
• 安装位置：
  为了实现大的测量和重复精度，应将 RTD 模块安装在温度变化较小的位置。
• DIP 开关：
  所需设置（如所连 RTD 的选择）应通过模块上的 DIP 开关进行。

通过 RTD 信号板 SB 1231，可使用电阻式温度检测器进行高精度温度记录。可将 RTD 信号板 SB 1231 用于 SIMATIC S7-1200 CPU。可将 RTD 信号板 SB 1231 直接插到所有 SIMATIC S7-1200 CPU 中。

这为用户提供了下列优势：

• 佳适应性：
  使用号板，用户可以使其控制器佳地满足更加复杂的任务要求
• 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。

CU310 PN

Benefits

Design

使用SIMOTION D的自动化解决方案的典型设计

SIMOTION D元件和接口

• 显示各种状态/误差显示
• 内置数字量 I/O
• 选件插槽（接口，仅限于 D4x5-2），例如，用于通过 TB30 端子板的附加 I/O 进行扩展
• 用于连接的综合通信接口：
  • SINAMICS S120 变频调速柜
  • 分布式 I/O
  • HMI 系统
  • 编程器/PC
  • 运动控制器和自动化系统之间
  • 其它带数字整定值接口的 SINAMICS S110/S120 变频调速柜
• 用于数据备份的 CF 卡插槽

带 SIMOTION D410-2 的单轴结构

以下组件构成 SIMOTION D410-2 单轴系统：

• 一个 SIMOTION D410-2 控制单元，用于单驱动器的开环及闭环
• 一个SINAMICS S120 PM340电源模块，块形式（结合馈电模块和电源模块）
• 其他驱动元件，如
  • 电源电压
  • 滤波器
  • 扼流圈等。

SIMOTION D410-2 和 SINAMICS S120 PM340 功率模块之间可通过集成 PM-IF 接口或通过 DRIVE-CLiQ 接口（若使用的是 CUA31/CUA32 控制单元适配器）进行连接。

采用 SIMOTION D410-2 的单轴系统结构

为了创建带 SIMOTION D410-2 的多轴系统，通过 PROFIBUS 或 PROFINET 将附加的 SINAMICS S110/S120 控制单元连接至 SIMOTION D410-2。

SIMOTION D410-2 通过使用 SIMOTION 技术功能来集中进行运动控制。

采用 SIMOTION D4x5-2 的单轴系统结构

以下组件可用于构建 SIMOTION D4x5-2 多轴系统：

• 一个 SIMOTION D4x5-2 控制单元，用于控制多轴系统的开环及闭环
• 一个SINAMICS S120线路模块（馈电模块）
• 一个或以上SINAMICS S120电机模块（电源模块）
• 其他驱动元件，如
  • 电源电压
  • 滤波器
  • 扼流圈等。

SIMOTION D 控制单元与 SINAMICS S120 变频调速柜模块之间通过 DRIVE-CLiQ 进行连接。

注意：
通过使用 CUA31/CUA32 控制单元适配器，SINAMICS S120 PM340 块型功率模块可运行在 SIMOTION D4x5-2上。

使用 I/O 进行扩展

SIMOTION D可扩展出下列I/O：

• 分布式 I/O 站，(例如，SIMATIC ET 200)
• 基于驱动的的控制柜I/O（如：TM15、TM31端子模块等）
• 书本型变频调速柜中的 I/O 模块（例如，TMC1080 PN 等）

• 故障安全型 CPU 具有大容量程序存储器，可用于要求很高的应用
• 用于构建故障安全型自动化系统，提高工厂的安全性
• 安全等级可达 SIL 3 (IEC 61508) 和 PL e (ISO 13849.1)
• 可以通过集成的 PROFIBUS DP 接口 (PROFIsafe) 在分布式组态中连接故障安全型 I/O 模块
• 也可以集中式连接 ET200M 故障安全型 I/O 模块
• 在非安全型应用中，可集中式或分布式使用标准模块

CPU 运行需要 SIMATIC 微存储卡(MMC)。

CPU 317F-2 DP 安装有：

• 微处理器;
  每条二进制指令执行时间约25ns，每条浮点数运行指令约160μs.CPU 317F-2 DP具有极高的字指令、双字指令和32位定点数指令处理速度。
• 存储器；
  1.5 MB 高速工作存储器，用于与安全相关的程序段和标准程序段；对于与安全相关的程序段，则必须考虑增加存储空间（5倍以上）。作为程序装载存储器的微型存储卡（大为 8 MB）也允许将可以项目（包括符号和注释）保存在 CPU 中。装载存储器还可用于数据归档和配方管理。
• 灵活扩展
  多达 32 个模块，（４排结构）
• MPI/DP 组合接口
  个 MPI/DP 集成接口多可以同时建立与 S7-300/400 或编程设备、PC、OP 的 32 条连接。在这些连接中，始终分别为 PG 和 OP 各保留一个连接。通过MPI接口和“全局数据通讯”可以对32个CPU进行简单组网。
• 该接口可从MPI接口重新设置为DP接口。DP 接口可用作 DP 主站或 DP 从站运行。
• PROFIBUS DP 接口；
  CPU 317F-2 DP 的第二个集成接口是可以用作 DP 主站或 DP 从站的纯 PROFIBUS DP 接口。可以组建一个高速的、易于处理的分布式自动化结构。对用户来说,分布式I/O单元可作为一个集中式单元来处理(相同的组态、编址和编程)。
  全面支持 PROFIBUS DP V1 标准。这将增加 DP V1 标准从站在诊断和参数赋值能力的范围。
  限制：两个接口不能同时作为从站来运行。

包括故障安全I/O模块的分布式I/O站可以通过内置的 PROFIBUS DP 接口连接。ET 200 M 故障安全型 I/O 模块可以满足安全相关的应用。ET 200 M 故障安全型 I/O 模块可集中实现。通过PROFIBUS DP，使用PROFIsafe实现安全相关的通讯。

CPU 319F-3 PN/DP是快速的S7-300 CPU,具有大容量程序存储器. 它特别是用于具有扩展自动化任务以及具有严格的安全要求的工厂使用。

可在SIMATIC S7-300中用作一个PROFINET IO控制器和一个标准PROFIBUS DP主站。CPU 319F-3 PN/DP也可用作分布式智能从站(DP从站)。

带故障安全I/O模块的分布式I/O设备可以通过三个内置的接口连接。 ET 200M故障安全型I/O模块也可满足安全相关的应用。

无需其他组件，通过CPU的内置通讯选件就可以实现网络自动化解决方案(也可以使故障安全型解决方案)。

什么是编址 S7-200的编址方法

该指令的助记符、指令代码、操作数、程序步如表 1 所示。

表 1 乘法指令的要素

MUL 乘法指令是将指定的源元件中的二进制数相乘，结果送到指定的目标元件中去。 MUL 乘法指令使用说明如图1 所示。它分 16 位和 32 位两种情况。

图 1 乘法指令使用说明

当为 16 位运算，执行条件 X0 由 OFF → ON 时， [D0]x[D2] → [D5 ， D4] 。源操作数是 16 位，目标操作数是 32 位。当 [D0]=8 ， [D2]=9 时， [D5 ， D4]=72 。高位为符号位， 0 为正， 1 为负。

当为 32 位运算，执行条件 X0 由 OFF → ON 时， [D1 、 D0]x[D3 、 D2] → [D7 、 D6 、 D5 、D4] 。源操作数是 32 位，目标操作数是 64 位。当 [D1 、 D0]=238 ， [D3 、 D2]=189 时， [D7 、 D6 、 D5 、D4]=44982 ，高位为符号位， 0 为正， 1 为负。

如将位组合元件用于目标操作数时，限于 K 的取值，只能得到低位 32 位的结果，不能得到高位 32 位的结果。这时，应将数据移入字元件再进行计算。

用字元件时，也不可能监视 64 位数据，只能通过监视高位 32 位和低 32 位。 V 、 Z 不能用于 [D] 目标元件。