湖南 長沙 西門子 6ES7231-7PB22-0XA0 數(shù)字量輸入/輸出模塊
CP243-1 作為服務(wù)器端和S7-300/S7-400建立S7連接
本文講解一個實際的通信案例，S7-200組態(tài)為服務(wù)器端進行S7通訊，S7-300和S7-400將主動建立與S7-200的S7連接，S7-200將被動響應(yīng)建立好的S7連接：
本例中, S7-200，S7-300 和 S7-400 各自用一個CPU 和一個通訊模板，其中CP243-1組態(tài)的第三、四個連接分別為服務(wù)器連接，與S7-300、S7-400進行S7通訊。具體操作步驟如下：
本例中使用的硬件配置如下:
網(wǎng)絡(luò)組態(tài)概覽圖如下：
在本例中, S7-200, S7-300 和 S7-400的下列區(qū)域定義為發(fā)送和接收緩沖區(qū)：
通過以太網(wǎng)向?qū)⒁蕴W(wǎng)模塊CP243-1配置為服務(wù)器，使用STEP 7 Micro/WIN中的向?qū)нM行通信的配置即可。在命令菜單中選擇工具--以太網(wǎng)向?qū)А?/p>
第一步是對以太網(wǎng)通信的描述，點擊下一步開始以太網(wǎng)配置。
在此處選擇模塊的位置，CPU后的第一個模塊位置為0，往后依次類推；或者點擊讀取模塊搜尋在線的CP243-1模塊（且將該模塊的命令字節(jié)載入模塊命令字節(jié)向?qū)聊唬?。點擊下一步；
選擇模塊相匹配的MLFB版本，如下圖所示：
在此處填寫IP地址和子網(wǎng)掩碼。本例中將IP地址設(shè)置為：140.80.0.60，點擊下一步；
下面的對話框?qū)⒔M態(tài)CP243-1進行S7連接的連接數(shù)量的設(shè)置。通過S7連接可以與通信伙伴進行讀寫數(shù)據(jù)操作，點擊“下一步”按鈕繼續(xù)進行S7連接組態(tài)。本例中CP243-1的第三、四個連接分別為服務(wù)器連接。
組態(tài)一個到S7-300的服務(wù)器連接：
本例中第三個S7連接將(S7-200)組態(tài)為服務(wù)器連接，帶CP343-1的S7-300站將作為客戶端用于服務(wù)器連接。 S7-200和S7-300的S7連接通過TSAP來定義。
注意：分別組態(tài)S7-200和S7-300時，本地和遠程的TSAP號是必須完全對應(yīng)的。通常本地TSAP是默認的，所以在組態(tài)此步驟時，需要兩邊確認一下。
本地TSAP為12.00無法更改，遠程TSAP設(shè)置為10.04（這是在STEP7網(wǎng)絡(luò)組態(tài)得到的參數(shù)）。激活“接受所有連接請求”復(fù)選框，點擊“下一步”按鈕繼續(xù)組態(tài)。
組態(tài)一個到S7-400的服務(wù)器連接：
組態(tài)步驟同上，注意遠程TSAP的確定，需要與STEP7軟件中網(wǎng)絡(luò)組態(tài)里的屬性設(shè)置保持一致。
選擇CRC校驗,使用缺省的時間間隔30秒，點擊下一步按鈕。
填寫模塊所占用的V存儲區(qū)的起始地址。你也可以通過建議地址按鈕來獲得系統(tǒng)建議的V存儲區(qū)的起始地址, 點擊下一步按鈕。
點擊”完成”按鈕完成以太網(wǎng)向?qū)гO(shè)置。
之后功能塊ETHx_CTRL 和 ETHx_XFR將被創(chuàng)建，必須在STEP 7-MicroWIN的主循環(huán)塊MAIN (OB1)中調(diào)用這些功能塊。
功能塊ETHx_CTRL 用于建立通訊。編寫圖中的通訊程序，保存組態(tài)并下載到S7-200 CPU上。
注意：功能塊ETHx_XFR 僅在用于客戶端進行數(shù)據(jù)傳送時才被調(diào)用。
S7連接組態(tài)
本例中使用S7-300作為樣例建立S7連接，對于S7-400的組態(tài)步驟是一樣的。
在STEP7中打開S7-300項目文件，通過Options--Configure Network或者是相對應(yīng)的圖標打開NetPro對話框。
在NetPro中選中S7-300站的CPU并通過菜單命令，Insert--New Connection添加一個新連接。
選擇連接伙伴為“unspecified”及連接類型為“S7 connection”。點擊“Apply”按鈕，之后S7連接的屬性對話框?qū)⒋蜷_。
由于S7連接是由S7-300創(chuàng)建，因此在S7連接的屬性對話框中須激活“Establish an active connection“復(fù)選框。輸入通信伙伴CP243-1的IP地址，之后點擊“Address Details”按鈕。
在“Address Details”對話框中，本地的TSAP通常選用默認，輸入通信伙伴的TSAP，本例中S7-200的TSAP為12.00。
注意：分別組態(tài)S7-200和S7-300時，本地和遠程的TSAP號是必須完全對應(yīng)的。通常本地TSAP是默認的，所以在組態(tài)此步驟時，需要兩邊確認一下。
在NetPro中選中S7-300站，保存及編譯后下載到S7-300 中，此處注意需要下載網(wǎng)絡(luò)組態(tài)。
對于S7-400的組態(tài)步驟一樣，需要對應(yīng)本地TSAP及伙伴S7-200的TSAP (例子中為13.00)。
接下來，在S7程序中調(diào)用功能塊，進行編程。
需要在S7-300程序中，調(diào)用功能塊FB14 “GET” 和 FB15 “PUT”?？梢栽赟tandard Library--Communication Blocks--Blocks下找到這些功能塊。
注意：
1. ID：為Netpro里組態(tài)S7連接屬性窗口中的Block paramters-Local ID。
2.ADDR_1為伙伴PLC的數(shù)據(jù)區(qū)域，由于通信伙伴是S7-200的V區(qū)，V區(qū)與S7-300的DB1地址相對應(yīng)。
3.RD_1為本地PLC的數(shù)據(jù)接收區(qū)；SD_1為本地PLC的數(shù)據(jù)發(fā)送區(qū)。
如果通信無法建立，請查看“PUT”和“GET”指令的錯誤代碼，STATUS僅在一個周期內(nèi)有效，需要在ERROR=1時捕捉錯誤狀態(tài)。如下圖所示：
對于FB14 “GET” 和 FB15 “PUT”的輸入?yún)?shù)'ID"，也可通過鼠標右擊功能塊ID引腳，可以自動插入本地ID連接。如下圖所示：
如果使用S7-400必須調(diào)用功能塊SFB14 “GET” 和 SFB15 “PUT”?？梢栽赟tandard Library--System Function Blocks--Blocks 找到這些功能塊.
S7-300中調(diào)用功能塊FB14 “GET” 和FB15 “PUT”的例子程序
可以通過以下ID號找到S7-300中調(diào)用功能塊FB14 “GET” 和 FB15 “PUT”的例子程序: 18610307。
S7-400中調(diào)用功能塊SFB14 “GET”和SFB15 “PUT”的例子程序
可以通過以下ID號找到S7-400中調(diào)用功能塊SFB14 “GET” 和 SFB15 “PUT”的例子程序:: 1819293。
首先，對比S7-200 與 S7-200 SMART的硬件配置。如下表所示：
表1. S7-200 CPU參數(shù)
| CPU類型 | CPU 221 | CPU 222 | CPU 224 | CPU 224 XP | CPU 226 |
|---|---|---|---|---|---|
| 集成 DI/DO | 6/4 | 8/6 | 14/10 | 24/16 | |
| 集成 AI/AO | - | - | - | 2/1 | - |
| 最大 DI/DO/使用擴展模塊的最大通道數(shù) | - | 48/46/94 | 114/110/224 | 128/128/256 | |
| 最大 AI/AO//使用擴展模塊的最大通道數(shù) | - | 16/8/16 | 32/28/44 | ||
| 擴展模塊數(shù)量 | - | 2 | 7 | ||
| 程序存儲器 | 4 KB | 12 KB | 16 KB | 24 KB | |
| 用戶存儲器（V區(qū)） | 2 KB | 8 KB | 10 KB | ||
| 保持性 | 內(nèi)部電容+電池 | ||||
| 高速計數(shù)器 | 4*30 KHz，其中2*20 KHz A/B計數(shù)器可用 | 6*30 KHz，其中4*20 KHz A/B計數(shù)器可用 | 4*30 KHz，2*20 KHz ，其中3*20 KHz+1*100 KHz A/B計數(shù)器可用 | 6*30 KHz，其中4*20 KHz A/B計數(shù)器可用 | |
| 通訊接口 RS485 | 1 | 2 | |||
| - PPI | 支持 | ||||
| - MPI | 支持 | ||||
| - 自由口（ASCII協(xié)議） | 支持 | ||||
| 以太網(wǎng) S7 通訊 | - | 擴展CP 243-1實現(xiàn) | |||
| DC 5V 總線電流 | - | 340 mA | 660 mA | 1000 mA | |
| DC 24V 傳感器電源 | 180 mA | 280 mA | 400 mA | ||
| 尺寸 W * H * D (mm) | 90*80*62 | 120.5*80*62 | 140*80*62 | 196*80*62 | |
表2. S7-200 SMART CPU參數(shù)
| CPU類型 | SR20 | SR30 ST30 | SR40 ST40 | SR60 ST60 | CR40 | CR60 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 集成 DI/DO | 12/8 | 18/12 | 24/16 | 36/24 | 24/16 | 36/24 |
| 集成 AI/AO | - | - | - | - | - | - |
| I/O過程映像區(qū) | DI：256 / DO：256 | |||||
| 模擬映像 | AI：56 / AO：56 | - | - | |||
| 擴展模塊數(shù)量 | 6+1 （信號板） | - | - | |||
| 程序存儲器 | 12 KB | 18 KB | 24 KB | 30 KB | 12 KB | |
| 用戶存儲器（V區(qū)） | 8 KB | 12 KB | 16 KB | 20 KB | 8 KB | |
| 保持性 | 永久保存 | |||||
| 高速計數(shù)器 | 4*200 KHz，其中2*100 KHz A/B計數(shù)器可用 | |||||
| 通訊接口 RS485 | 1+1 （信號板） | 1 | ||||
| - PPI | 支持 | |||||
| - MPI | 支持 | |||||
| - 自由口 （ASCII協(xié)議） | 支持 | |||||
| 以太網(wǎng) S7 通訊 | 1 | |||||
| DC 5V 總線電流 | 1400 mA | - | ||||
| DC 24V 總線電流 | 300 mA | |||||
| 尺寸 W * H * D (mm) | 90*100*81 | 110*100*81 | 125*100*81 | 175*100*81 | 125*100*81 | 175*100*81 |
表3. S7-200 信號模塊
| 模塊類型 | 訂貨號 | 模塊描述 |
|---|---|---|
| DI | 6ES7 221-1BF22-0XA8 | EM221：DI 8* 24V DC |
| 6ES7 221-1BH22-0XA8 | EM221：DI 8* 24V DC | |
| DO | 6ES7 222-1BF22-0XA8 | EM222：DO 8*24V DC |
| 6ES7 222-1HF22-0XA8 | EM222：DO 8*繼電器 | |
| DI/DO | 6ES7 223-1BF22-0XA8 | EM223 ：DI 4* DC 24V / DO 4* DC 24V |
| 6ES7 223-1HF22-0XA8 | EM223 ：DI 4* DC 24V / DO 4* 繼電器 | |
| 6ES7 223-1BH22-0XA8 | EM223 ：DI 8* DC 24V / DO 8* DC 24V | |
| 6ES7 223-1PH22-0XA8 | EM223 ：DI 8* DC 24V / DO 8* 繼電器 | |
| 6ES7 223-1BL22-0XA8 | EM223 ：DI 16* DC 24V / DO 16* DC 24V | |
| 6ES7 223-1PL22-0XA8 | EM223 ：DI 16* DC 24V / DO 16* 繼電器 | |
| 6ES7223-1BM22-0XA8 | EM223 ：DI 32* DC 24V / DO 32* DC 24V | |
| 6ES7223-1PM22-0XA8 | EM223 ：DI 32* DC 24V / DO 32* 繼電器 | |
| AI | 6ES7 231-0HC22-0XA8 | EM231：4* AI |
| 6ES7 231-0HC22-0XA8 | EM231：8* AI | |
| 6ES7 231-7PB22-0XA8 | EM231：2* RTD | |
| 6ES7 231-7PD22-0XA8 | EM231：4* TC | |
| AO | 6ES7 232-0HB22-0XA8 | EM232：2* AO |
| AI/AQ | 6ES7 235-0KD22-0XA8 | EM235：4* AI/1* AO |
表4. S7-200 SMART 信號模塊
| 模塊類型 | 訂貨號 | 模塊描述 |
|---|---|---|
| DI | 6ES7 288-2DE08-0AA0 | EM DE08：DI 8* 24V DC |
| DO | 6ES7 288-2DT08-0AA0 | EM DT08：DO 8*24V DC |
| 6ES7 288-2DR08-0AA0 | EM DR08：DO 8*繼電器 | |
| DI/DO | 6ES7 288-2DT16-0AA0 | EM DT16：DI 8* 24V DC/DO 8*24V DC |
| 6ES7 288-2DR16-0AA0 | EM DR16：DI 8* 24V DC/DO 8*繼電器 | |
| 6ES7 288-2DT32-0AA0 | EM DT32：DI 16* 24V DC/DO 16*24V DC | |
| 6ES7 288-2DR32-0AA0 | EM DT32：DI 16* 24V DC/DO 16*繼電器 | |
| AI | 6ES7 288-3AE04-0AA0 | EM AE04：4* AI |
| 6ES7 288-3AE08-0AA0 | EM AE08：8* AI | |
| 6ES7 288-3AR02-0AA0 | EM AR02：2* RTD | |
| 6ES7 288-3AR04-0AA0 | EM AR04：2* RTD | |
| 6ES7 288-3AT04-0AA0 | EM AT04：4* TC | |
| AQ | 6ES7 288-3AQ02-0AA0 | 2* AO |
| 6ES7 288-3AQ04-0AA0 | 4* AO | |
| AI/AO | 6ES7 288-3AM03-0AA0 | 2* AI/1* AO |
| EM232 | 6ES7 288-3AM06-0AA0 | 4* AI/2* AO |
| EM235 | 6ES7 235-0KD22-0XA8 | 4* AI/1* AO |
表5. 其他卡件
| S7-200 | S7-200 SMART | |
|---|---|---|
| DP | EM277 | DP01 |
| CP | CP243-1 | - 已集成 |
| 電池卡 | BC293 | SB BA01（僅保持時鐘） |
| 運動控制模塊 | EM253 | - 已集成 |
從以上表格可以看出，S7-200 SMART 增加了本體集成 I/O，功能更靈活，性能更好，而且，S7-200 SMART模塊接線方式與 S7-200一致，如下圖所示：
圖1. S7-200 與 S7-200 SMART 數(shù)字量輸入/輸出接線圖
圖2，S7-200 與 S7-200 SMART 模擬量輸入/輸出接線圖
由上圖可見，S7-200 與S7-200 SMART 接線方式基本一致。
以下S7-200 224XP CPU移植舉例來看，如何從硬件配置到軟件編程的移植
移植舉例，如下表所示：
表6. S7-200 移植到 S7-200 SMART 對照表
| 類型 | S7-200 | S7-200 SMART |
|---|---|---|
| CPU | 224XP：6ES7 214-2AD23-0XB8 | ST30：6ES7 288-1ST30-0AA0 |
| 供電電源 | DC 24V | DC 24V |
| 程序存儲器 | 16 KB | 18 KB |
| 用戶存儲器（V區(qū)） | 10 KB | 12 KB |
| 集成DI/DO | DI：14/DO：10 | DI：18/DO12 |
| 擴展DI/DO | EM223：6ES7 223-1BH22-0XA0 DI：8/DO：8 | EM DT16：6ES7 288-2DT16-0AA0 DI：8/DO：8 |
| DI/DO通道總數(shù) | DI：24/DO：18 | DI：26/DO：20 |
| 集成AI/AO | AI：2（±10 V）/AO：1 | EM AE04：6ES7 288-3AE04-0AA0 AI：4 |
| 擴展AI/AO | EM235：6ES7 235-0KD22-0XA8 AI：4/AO：1 | EM AM06：6ES7 288-3AM06-0AA0 AI：4/AO：2 |
| AI/AO通道總數(shù) | AI：6/AO：2 | AI：8/AO：2 |
| 熱電偶 （TC） | EM231：6ES7 231-7PD22-0XA8 4*TC | EM AT04：6ES7 288-3AT04-0AA0 4*TC |
| 熱電阻 （RTD） | EM231：6ES7 231-7PB22-0XA8 2*RTD | EM AR02：6ES7 288-3AR02-0AA0 2*RTD |
| 以太網(wǎng)口 | CP243-1：6GK7 243-1EX01-0XE0 | 集成 |
| RS485通訊口 | 集成：2個 | 集成：1個+CB CM01：6ES7 288-5CM01-0AA0 |
| DP 從站通訊 | EM277：6ES7 277-0AA22-0XA0 | DP01：6ES7 288-7PD01-0AA0 |
| 模塊總數(shù) | 6 | 6+1 |
注意：以上表格僅用于舉例說明 S7-200 移植到S7-200 SMART著重點，非工程實際應(yīng)用
以下為S7-200 安裝組態(tài)步驟：
步驟1：安裝
圖3. S7-200安裝方式
步驟2：AI 模塊撥碼設(shè)置
表7. EM235 撥碼設(shè)置
| 單極性 | 滿量程輸入 | 分辨率 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SW1 | SW2 | SW3 | SW4 | SW5 | SW6 | ||
| ON | OFF | OFF | ON | OFF | ON | 0 - 50 mV | 12.5μV |
| OFF | ON | OFF | ON | OFF | ON | 0 - 100 mV | 25μV |
| ON | OFF | OFF | OFF | ON | ON | 0 - 500 mV | 125μV |
| OFF | ON | OFF | OFF | ON | ON | 0 - 1 V | 250μV |
| ON | OFF | OFF | OFF | OFF | ON | 0 - 5 V | 1.25mV |
| 0 - 20 mA | 5μA | ||||||
| OFF | ON | OFF | OFF | OFF | ON | 0 - 10 V | 2.5mV |
| 雙極性 | 滿量程輸入 | 分辨率 | |||||
| SW1 | SW2 | SW3 | SW4 | SW5 | SW6 | ||
| ON | OFF | OFF | ON | OFF | OFF | ±25 mV | 12.5μV |
| OFF | ON | OFF | ON | OFF | OFF | ±50 mV | 25μV |
| OFF | OFF | ON | ON | OFF | OFF | ±100 mV | 50μV |
| ON | OFF | OFF | OFF | ON | OFF | ±250 mV | 125μV |
| OFF | ON | OFF | OFF | ON | OFF | ±500 mV | 250μV |
| OFF | OFF | ON | OFF | ON | OFF | ±1 V | 500μV |
| ON | OFF | OFF | OFF | OFF | OFF | ±2.5 V | 1.25mV |
| OFF | ON | OFF | OFF | OFF | OFF | ±5 V | 2.5 mV |
| OFF | OFF | ON | OFF | OFF | OFF | ±10 V | 5 mV |
表8. EM231 2*RTD模塊撥碼
| RTD Type and Alpha1 | SW1 | SW2 | SW3 | SW4 | SW5 | RTD Type and Alpha1 | SW1 | SW2 | SW3 | SW4 | SW5 |
| 100Ω Pt 0.003850 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100Ω Pt 0.003902 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 200Ω Pt 0.003850 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 200Ω Pt 0.003902 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 500Ω Pt 0.003850 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 500Ω Pt 0.003902 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 1000Ω Pt 0.003850 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1000Ω Pt 0.003902 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 100Ω Pt 0.003920 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | SPARE | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 200Ω Pt 0.003920 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 100Ω Ni 0.00672 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 500Ω Pt 0.003920 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 120Ω Ni 0.00672 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 1000Ω Pt 0.003920 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1000Ω Ni 0.00672 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 100Ω Pt 0.00385055 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 100Ω Ni 0.006178 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 200Ω Pt 0.00385055 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 120Ω Ni 0.006178 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 500Ω Pt 0.00385055 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1000Ω Ni 0.006178 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 1000Ω Pt 0.00385055 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 10000Ω Pt 0.003850 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 100Ω Pt 0.003916 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 10Ω Cu 0.004270 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 200Ω Pt 0.003916 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 150Ω FS Resistance | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 500Ω Pt 0.003916 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 300Ω FS Resistance | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 1000Ω Pt 0.003916 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 600Ω FS Resistance | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
圖4. EM231 RTD 模塊撥碼設(shè)置
圖5. EM231 TC 模塊撥碼設(shè)置
步驟3：尋址
方式1：S7-200 的地址連續(xù)，可按照模塊的安裝次序分配地址
方式2：可通過查看菜單“PLC”>“信息” 查看模塊起始地址，如下圖所示：
圖6. S7-200 PLC 信息
以下為S7-200 SMART 安裝組態(tài)步驟：
步驟1：安裝
圖7. S7-200 SMART 安裝步驟
步驟2：硬件組態(tài)及尋址
圖8. S7-200 SMART 模塊組態(tài)
步驟3：模塊設(shè)置
圖9. SB CM01 組態(tài)
圖10. EM AE04 組態(tài)
注：EM AE04 的設(shè)置以2個通道為一組設(shè)置
圖11. EM AM06 組態(tài)
注：
表9. EM AM06 輸出通道報警
| 電壓 | 電流 | |
|---|---|---|
| 超出上限 | √ | √ |
| 超出下限 | √ | √ |
| 斷線 | x | √ |
| 短路 | √ | x |
圖12. EM AR02 模塊組態(tài)
圖13. EM AT04 模塊組態(tài)
注：參考點設(shè)置僅在檢測熱電偶時有效
以模擬量轉(zhuǎn)換加上下限報警的程序為例：輸入信號4~20mA；輸出信號4~20mA
步驟1：STEP 7-MicroWIN SMART 打開S7-200 程序，如下圖所示：
圖14. S7-200 SMART 編程界面
步驟2：添加硬件及組態(tài)，如下圖所示：
圖15. S7-200 SMART 組態(tài)界面
1,添加當前組態(tài)
2,修改通道屬性
步驟3：修改程序
1，修改程序的硬件輸入/輸出地址；
2，模擬量量程替換：
S7-200 ：0~20mA：0~32000；4~20mA：6400~32000
S7-200 SMART：0~20mA：0~27648；4~20mA：5530~27648
圖16. 修改硬件地址
圖17. 修改程序段
步驟4：修改斷電保持區(qū)域、修改安全等級及CPU上電運行模式
圖18. 修改斷電保持、密碼、CPU上電模式
湖南 長沙 西門子 6ES7231-7PB22-0XA0
