西門子模塊S7-200EM223數字量輸入輸出模塊

西門子模塊S7-200EM223數字量輸入輸出模塊

     2012德國SPS IPC Drives展會在紐倫堡舉行，西門子全新的SIMATIC S7-1500控制器正式亮相。2013年3月12日，西門子在京國家會議中心隆重舉行了新一代博途和S7-1500的中國發布會，這標志位S7-1500正式的進入中國。中國的工程師可以深入的了解這款產品，接下來老鬼就跟大伙分享幾點我覺得有價值的功能。

      總體來講S7-1500體形要比S7-300略微“健碩”，但是性能相比而言確實強悍不少，同時S7-1500對與機柜的安裝空間要求并沒有增加，這點可以方便我們對之前的系統做硬件升級。

       S7-1500在性能上已經全面的了之前的產線，這個很好理解硬件的性能更新的速度已經越來越快。S7-1500使用之初給留下的主要印象有幾點。

淺灰色的整體色彩搭配，依舊有很強的家族識別性。跟西門子之前的產品相比年輕時尚了很多，但是我想說的是依舊不失成熟穩重的風范，西門子的工業設計功底從來不會讓我們失望，而今之世界，我們要的是即好用又好看的產品。

大屏幕LED的設計，Nice。不光讓整個產品的科技感更強，而且真正的提供了很多直觀方便的功能。

簡約、高度集成 。S7-1500在很多硬件設計上都融合了集成、簡約和簡化的理念。如：產品的整體型號數量、產品的前連接器、通訊方式(ProfiNET已成為的主流)。簡約而不簡單。

貼心 兼具人文關懷。S7-1500較之前產品有了很多更加人性化的設計。如：前連接器、TRACE等等。在技術化泛濫的今天，賦予技術更多的人文內涵，這或許是值得大家深思。

做項目的朋友可能都會遇到一些個問題，經常我們的項目調試完成后，客戶在現場使用過程中，會偶爾出現一些設備異常，其中的部分問題不是很容易處理，等工程師到現場的時候發現一切又正常了。要*的解決潛在的隱患，必須能夠在故障再次發生的時候能夠準確的檢測到和故障相關的所有信號的邏輯變化關系，這樣我們就能夠可靠的評估軟件的缺陷。

      SIMATIC S7-1500 追蹤功能 TRACES功能的產生就是為了解決這個問題。TRACE 功能在所有 CPU 上都能夠執行。因此可以精確地診斷應用程序和運動應用程序，并優化驅動器。

(一) 問題自由口通信功能的用途：

    1. 通過RS-232或RS-485串口連接多種智能儀表或RTU，根據智能儀表或RTU定義的通信協議編寫用戶程序與智能儀表或RTU通信

    2.使用USS協議與西門子MicroMaster系列變頻器通信，STEP7-Micro/WIN提供USS協議庫，S7-200 CPU是主站，變頻器是從站。

    3. 創建用戶程序來模擬另外一種網絡上的從站器件。例如S7-200的用戶程序模仿一個Modbus從站。STEP7-Micro/WIN提供Modbus協議庫。

    4. 采用自定義通信協議與PC通信。PC上的應用軟件可以采用此方法方便的訪問S7-200的數據。這曾經是第三方軟件訪問S7-200PLC比較簡便，廉價的方法。不過現在西門子提供了PC ACCESS軟件，一個連接S7-200系列PLC的OPC服務器。這是PC與S7-200PLC連接更好的選擇。

(二) 問題

    S7-200 的內存格式與我們常用的 PC 機正好相反，它是高字在前，低字在后的。所以我們可以將字變量放在后兩個字節，在程序初始化時將前兩個字節清零(程序的其它地方不得使用這兩個字節)。

    如我們定義符號時將字變量定義在 VW2，同時保持 VW0 的值為零。則程序中可以用 VW2 以字型訪問該變量，同時也可以 VD0 以雙字型訪問，避免了類型轉換。

    為了避免使用時混淆，以明確的符號定義來區分字類型和雙字類型。在此強烈推薦類匈牙利命名法：以前綴指示變量類型，用首字母大寫的有意義的英文單詞的組合作變量名。本人習慣用以下綴：

     b ---- 字節型變量(byte)

     w ---- 字型變量(word)

     d ---- 雙字變量(double)

     r ---- 實型變量(real)

     f ---- 位變量(flag)

     btn --- 自復位按鈕式輸入(button)

     sw ---- 切換開關或自鎖按鈕輸入(switch)

     sig --- 傳感器、編碼等電平信號輸入(signal)

     rly --- 輸出繼電器位(relay)

    當然，這個根據個人習慣來，沒有定則，主要是利于自己區分。

    假如有一個字類型變量名為 VarName，為使用前面的轉換技巧，我們可以這樣定義：

    在程序初始化時將 VW0 清零(如果是不需要記憶的變量，直接將 dVarName 清零也可)或者在數據塊中將 VW0 設置為零。則以后需要以字類型訪問變量時就用 wVarName，需要以雙字類型訪問變量時就用 dVarName。*不需要類型轉換。

    本方法可以極大的減少程序語句數，使程序更簡潔、可讀性更好，由于不需要做耗時的類型轉換，程序運行效率也得到提高。且數學運算量越大，效率提高越明顯。

    缺點是要多占用兩字節的內存，以后程序中不能使用 VW0。但 S7-200 的 RAM 空間很大，一般是用不完的，以 226 為例，有多達 10K 的 RAM，偶從來沒有超過 1K。 這些 RAM 都是花錢買來的，不用白不用，不用也是浪費了。

    同理，如果有字節型變量經常需要與字類型變量相互轉換，讓字節變量占用一個字的內存寬度浪費一個字節，避免類型轉換。

(三) 問題

     S7-200 CN CPU 必須配合 STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP3 或以上版使用。STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP3 配合 S7-200 CN 使用時，必須設置語言環境為中文才能正常工作。

     STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP3 離線編程時不能在“PLC > 類型”中選擇到 S7-200 CN CPU。用戶可以選擇相應的 SIMATIC S7-200 CPU，并選擇 CPU 固件版本號為 2.01。在線通信時，Micro/WIN 可以自動識別 S7-200 CN CPU。

     PC Access 使得S7-200與PC機間的數據交換簡單而完美。PC Access 作為S7-200的OPC服務器，也就是說：

     使用MS Excel可以讀/寫S7-200的數據

     ProToolPro,

     WinCC flexible RT, WinCC,

     WonderWare等

     可以作為OPC客戶端訪問S7-200

     可視化的界面

     支持以下任一種連接方式，多可建立8個通信連接（連接8個CPU）：

     PPI（智能多主站電纜）

     Modem（EM241）

     Ethernet/IT CP（CP243-1，

     使用軌跡和邏輯分析器功能來記錄設備變量并對記錄進行評估。 例如，變量為 CPU 的驅動參數或系統和用戶變量。內存空間限制大記錄時長。記錄可用的內存空間取決于所使用的硬件。記錄數據保存于設備上，且在需要時可由工程系統（ES）讀出，保存。

西門子模塊S7-200EM223數字量輸入輸出模塊塊表1. CPU的供電能力

CPU型號 電流供應 

＋5VDC +24VDC 

CPU221 0 mA 180mA 

CPU222 340 mA 180mA 

CPU224/224 XP 660 mA 280mA 

CPU226/226 XM 1000 mA 400mA 

    表2. CPU上及擴展模塊上的數字量輸入所消耗的電流

CPU上及擴展模塊上的數字量 電流需求 

＋5VDC +24VDC 

每點輸入 - 4mA/每輸入 

     表3. 數字擴展模塊所消耗的電流

數字擴展模塊型號 電流需求 

＋5VDC +24VDC 

EM 221 DI 8 x 24VDC 30 mA 4 mA/輸入 

EM 221 DI 8 x 120/230VAC 30 mA - 

EM 221 DI 16 x 24VDC 70 mA 4 mA/輸入 

EM 222 DO4 x 24VDC-5A 50 mA - 

EM 222 DO 4 x Relays-10A 40 mA 20mA/輸出 

EM 222 DO8 x 24VDC 30 mA - 

EM 222 DO 8 x Relays 40 mA 9mA/輸出 

EM 222 DO 8 x 120/230VAC 110 mA - 

EM 223 24VDC 4 In/4 Out 40 mA 4 mA/輸入 

EM 223 24VDC 4 In/4 Relays 40 mA 4 mA/輸入

9mA/輸出 

EM 223 24VDC 8 In/8 Out 80 mA 4 mA/輸入 

EM 223 24VDC 8 In/8 Relays 80 mA 4 mA/輸入

9 mA/輸出 

EM 223 24VDC 16 In/16 Out 160 mA 4 mA/輸入 

EM 223 24VDC 16 In/16 Relays 150 mA 4 mA/輸入

9mA/輸出 

EM 223 24VDC 32 In/32 Out 240 mA 4 mA/輸入 

EM 223 24VDC 32 In/32 Relays 205 mA 4 mA/輸入

9mA/輸出 

    表4. 模擬擴展模塊所消耗的電流

模擬擴展模塊訂貨號 電流需求 

＋5VDC +24VDC 

EM 231 4 Inputs 20 mA 60 mA 

EM 231 8 Inputs 20 mA 60 mA 

EM 232 2 Outputs 20 mA 70 mA 

EM 232 4 Outputs 20 mA 60 mA 

EM 235 4 Inputs / 1 Output 30 mA 60 mA 

     表5. TC（熱電偶）和RTD（熱電阻）模塊所消耗的電流

熱電偶和熱電阻模塊型號 電流需求 

＋5VDC +24VDC 

EM 231 TC, 4 Inputs 87 mA 60 mA 

EM 231 TC, 8 Inputs 87mA 60mA 

EM231 RTD, 2 Inputs 87 mA 60 mA 

EM231 RTD, 4 Inputs 87 mA 60 mA 

    表6. 智能模塊所消耗的電流

智能模塊訂貨號 電流需求 

＋5VDC +24VDC 

EM277 150 mA － 

30 mA；通信端口激活時 

60 mA；通信端口加90mA/5V負載時 

180 mA；通信端口加120mA/24V負載時 

EM241 80 mA 70 mA 

EM253 190mA 不一定，詳見技術數據 

CP243-1 55 mA 60 mA 

CP243-1 IT 55 mA 60 mA 

CP243-2 220 mA 100 mA 

注意：

    EM277模塊本身不需要24VDC電源，這個電源是通信端口用的。24VDC電源需求取決于通信端口上的負載大小。

    CPU上的通信口，可以連接PC/PPI電纜和TD 200并為它們供電，此電源消耗已經不必再納入計算。

(六) 問題

    CPU224和CPU226具有內置實時時鐘，CPU221和CPU222需要外接時鐘電池卡才能使用實時時鐘。全新的CPU需要設置，時鐘才能開始正常走動。

(七) 問題

    您應當確保帶符號的數字用作不帶符號的指令時不得超出正負數界限。若無法確保不帶符號的數字用作帶符號的指令時不超出正負數界限，可能致使程序或控制器操作出現無法預測的結果。無法預測的控制器操作可能導致人員死亡或嚴重傷害及／或財產嚴重損壞。請務必核實不帶符號的數字用作帶符號的指令時不得超出正負數界限。

    欲間接存取字節，將指針用一遞增或遞減。欲間接存取字，將指針用二遞增或遞減。欲間接存取雙字，將指針用四遞增或遞減。如果您從使終止位置超出V內存上限的起始位置遞增雙字，程序執行時會收到一則運行時間錯誤信息。欲存取定時器或計