西門子工業總代理

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潯之漫 智控技術有限公司  上海詩慕自動化設備有限公司
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本機數字量輸入/輸出點。

CPU 221具有6個輸入點和4個輸出點，CPU 222具有8個輸入點和6個輸出點，CPU 224具有14個輸入點和10個輸出點，CPU 224XP具有14個輸入點和10個輸出點，CPU 226具有24個輸入點和16個輸出點。

本機模擬量輸入/輸出點。

CPU 224XP具有2個輸入點，1個輸出點。

中斷輸入。

允許以極快的速度對過程信號的上升沿作出響應。

高速計數器。

CPU 221/222

4個高速計數器（30KHz），可編程并具有復位輸入，2個獨立的輸入端可同時作加、減計數，可連接兩個相位差為90°的A/B相增量編碼器。

CPU224/224XP/226。

6個高速計數器（30KHz），具有CPU221/222相同的功能。

CPU 222/224/224XP/226。

可方便地用數字量和模擬量擴展模塊進行擴展。可使用仿真器（選件）對本機輸入信號進行仿真，用于調試用戶程序。

模擬電位器

CPU221/222 1個。

CPU224/224XP/226 2個。

CPU221/222/224/224XP/226還具有。

脈沖輸出

2路高頻率脈沖輸出（大20KHz），用于控制步進電機或伺服電機實現定位任務。

實時時鐘

例如為信息加注時間標記，記錄機器運行時間或對過程進行時間控制。

EEPROM存儲器模塊（選件）

可作為修改與拷貝程序的快速工具（無需編程器），并可進行輔助軟件歸檔工作。

電池模塊

用于長時間數據后備。用戶數據（如標志位狀態，數據塊，定時器，計數器）可通過內部的超級電容存貯大約5天。選用電池模塊能延長存貯時間到200天（10年壽命）。電池模塊插在存儲器模塊的卡槽中。

編程：CPU 221/222/224/224XP/226

STEP 7-Micro/WIN32 V3.1編程軟件可以對所有的CPU 221/222/224/224XP/226功能進行編程。同時也可以使用STEP 7-Micro/WIN16 V2.1軟件包，但是它只支持對S7-21x同樣具有的功能進行編程。

STEP 7-Micro/DOS不能對CPU 221/222/224/224XP/226編程。如果使用PG/PC的串口編程，則需要使用PC/PPI電纜。

如果使用STEP 7-Micro/WIN32 V3.1編程軟件，則也可以通過SIMATIC CP 5511或CP 5611編程。在這種情況下，通訊速率可高達187.5kbit/s。

 總覽
ET200S 1 步進模板輸出脈沖來控制步進電機 ，輸出脈沖的數量決定步進電機的運動距離，輸出脈沖的頻率決定步進電機的速度。
模板訂貨號: 6ES7138-4DC00-0AB0

1.2 模板參數


圖. 1: 步進電機模板

• 1 通道，可控制1個步進電機
• 數字量輸入的參考點開關
• 外部停止或者外部脈沖使能數字輸入
• 脈沖和方向信號時RS422的差分輸出模式
• 大輸出頻率: 204kHZ
• 大脈沖數: 1048575
• 4 LED 狀態指示燈
• 2 操作模式：尋找參考點和增量模式

2. 模板接線


圖. 2: 步進模板接線圖

• 端子1和5：脈沖差分信號
• 端子4和8：差分輸出的方向信號
• 端子2和3：外部停止或者外部脈沖使能數字量輸入ID。(功能選擇見 4.2 )
• 端子6和7：數字量輸入參考點開關

3. 硬件配置
步進模板可以安裝在ET 200S接口模板或者 ET200S CPU后面。
本文使用 IM151-7 CPU 為例。

表 1: 軟件和硬件配置


圖. 3: ET200S 站的配置圖

4. 硬件和參數設置

4.1 硬件配置
1) 根據圖. 2 和圖. 3完成ET200S的接線
2) 打開STEP7，創建一個新項目，并插入一個S7-300站
3) 從硬件目錄中選擇IM151-7 CPU直接拖拽到站配置窗口

圖. 4: 插入IM151-7 CPU

4) 依次在4槽和5槽插入電源模板 PM-E DC24 和步進模塊

圖. 5: 硬件配置

4.2 模板參數配置


圖. 6: 步進模塊參數接口

4.2.1 模板參數說明
1) 組診斷：組診斷
2) 基準頻率：基準頻率，以Hz為單位，標識Fb
3) 增益 n: 增益系數 n，值范圍 1-255. 此增益系數決定啟動/停止頻率 Fss，并且計算公式為： Fss=Fb×n
4) 時間 i: 時間系數 i, 值范圍 1-255. 該時間系數以Hz/ms決定加速和減速，計算公式為: a = Fb ×R / (i×0.128 ms)
5)功能 DI: 數字量輸入DI 功能可選，可以被組態為外部脈沖輸入或者外部停止信號，缺省是外部脈沖且已使能。
6) 外部 Stop, 限位 Stop: 外部 stop, 信號類型停止開關. 接觸器觸點是常閉信號，以確保該接觸器信號，缺省是讀取常閉信號。

4.2.2 本文所例參數設置如下
本例參數配置見圖. 6.
1) 沒有激活組診斷
2) 基準頻率 4Hz
3) 乘法系數 1, 啟動/停止頻率 4Hz
4) 時間系數 1, 加速/ 減速 31.25 Hz/ms
5) 使能外部輸入脈沖
6) 外部輸入停止和限位信號為常閉類型

5. 編程

5.1 模板輸入/輸出地址分配
與其它ET200S功能塊類似，1STEP步進模板也通過直接讀寫I/O地址來對模板進行控制和訪問的。
反饋信號 (輸入), 占用 8 字節. 如表 2 輸入地址分配所示。
控制信號 (輸出), 占用 8 字節. 如表 3 輸出地址分配所示。

問題1：S7-200 CPU內部存儲區類型？西門子（中國）總代理
回答：S7-200 CPU內部存儲區分為易失性的RAM存儲區和保持的EEPROM兩種，其中RAM包含CPU工作存儲區和數據區域中的V數據存儲區、M數據存儲區、T(定時器)區和C(計數器)區，EEPROM包含程序存儲區、V數據存儲區的全部和M數據存儲區的前14個字節。
也就是說V區和MB0-MB13這些區域都有對應的EEPROM保持區域。
EEPROM的寫操作次數是有限制的(少10萬次，典型值為100萬次)，所以請注意只在必要時才進行保存操作。否則，EEPROM可能會失效，從而引起CPU故障。
EEPROM的寫入次數如果超過限制之后，該CPU即不能使用了，需要整體更換CPU，不能夠只更換CPU內EEPROM，西門子不提供這項服務。

問題2：S7-200 CPU的存儲卡的作用？
回答：S7-200還提供三種類型的存儲卡用于存儲程序，數據塊，系統塊，數據記錄（歸檔）、配方數據，以及一些其他文件等，這些存儲卡不能用于實時存儲數據，只能通過PLC—存儲卡編程的方法將程序塊/數據塊/系統塊的初始設置存于存儲卡內。
存儲卡分為兩種，根據大小共有三個型號。
32K存儲卡：僅用于儲存和傳遞程序、數據塊和強制值。32K存儲卡只可以用于向新版（23版）CPU傳遞程序，新版CPU不能向32K存儲卡中寫入任何數據。而且32K存儲卡不支持存儲程序以外的其他功能。訂貨號：6ES7 291-8GE20-0XA0。
64K/256K存儲卡：可用于新版CPU（23版）保存程序、數據塊和強制值、配方、數據記錄和其他文件（如項目文件、圖片等）。64K/256K新存儲卡只能用于新版CPU（23版）。64K存儲卡訂貨號： 6ES7 291-8GF23-0XA0；256K存儲卡訂貨號：6ES7 291-8GH23-0XA0。
為了把存儲卡中的程序送到CPU中，必須先插入存儲卡，然后給CPU上電，程序和數據將自動復制到RAM及EEPROM中。
存儲卡的使用完整限制條件，請參考《S7-200系統手冊》附錄A 技術規范—可選卡件一節。
S7-200的外部存儲卡有哪些功能？
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問題3：S7-200 CPU內的程序是否具有掉電保持特性？
回答：S7-200 CPU內的程序塊下載時，會同時下載到EEPROM中，也就是說程序下載后，將保持。同樣，系統塊和數據塊下載時，也會同時下載到EEPROM中。

問題4：S7-200 CPU內部的數據的掉電保持特性？
回答：S7-200系統手冊第四章——“PLC基本概念”一章中“理解S7--200如何保存和存儲數據”一節詳細介紹了S7-200 CPU內數據的掉電保持特性，建議用戶仔細閱讀。
S7-200 CPU內的數據分為RAM區和EEPROM區。
其中，RAM區數據需要CPU內置的超級電容或者外插電池卡才能實現掉電保持特性。
對于CPU221和CPU222的內置超級電容，能提供典型值約50小時的數據保持。
對于CPU224，CPU224XP，CPU224XPsi和CPU226的內置超級電容，能提供典型值約100小時的數據保持。
超級電容需要在CPU上電時充電。為達到上述指標的數據保持時間，需要連續充電至少24小時。
當該時間不夠時，可以購買電池卡，以獲得更長時間的數據保持時間。
EEPROM區能實現數據保持，不依靠超級電容或者電池就可以保持數據。

問題5：S7-200 CPU內部數據的工作順序？
回答：S7-200 CPU一上電后，CPU先去檢查RAM區域中的數據，如果在超級電容或者電池有電的情況下，數據并未丟失，則使用該RAM區的數據；如果超級電容或者電池沒電了，導致數據丟失，則CPU去讀EEPROM中相應的區域(包含數據塊中的數據定義內容)，如果在EEPROM中存有保持的數據，則CPU將EEPROM中的數據寫回到RAM區中，再進行下面的工作。
如果EEPROM中也沒有對應存儲區的數據了，則該存儲區的數據將變成0。

問題6：S7-200 CPU電池卡的使用注意事項？
回答：新版S7-200 CPU電池卡有兩種型號。
對于CPU221和CPU222，由于其中沒有實時時鐘，則對應的為時鐘電池卡，訂貨號為：6ES7297--1AA23--0XA0。
對于CPU224，CPU224XP，CPU224XPsi和CPU226，電池卡僅提供電池功能，訂貨號為：6ES7 291--8BA20--0XA0，該款電池卡型號又叫做BC293。
電池卡的壽命典型值約為200天，當插上電池卡后，如果CPU處于工作狀態或者超級電容有電的情況下，并不消耗電池卡的電量。當電池卡的電量消耗完畢之后，該電池卡就報廢了。
S7-200電池卡不能充電，使用完畢就不能再用了，只能購買新的電池卡了。
S7-200沒有檢測電池卡內剩余電量的狀態位和這種功能。
新版S7-200 CPU電池卡不能用于老CPU，即訂貨號為6ES7xxx-xxx21-0XB0和6ES7xxx-xxx22-0XB0以及更老版本的CPU。

圖1

以上為兩種電池卡以及所在插槽位置。
電池卡的使用完整限制條件，請參考《S7-200系統手冊》附錄A 技術規范—可選卡件一節。

問題7：S7-200 CPU內EEPROM的使用方法？
回答：EEPROM的寫入分為如下幾種情況：
1、MB0—MB13的設置，只需要在系統塊—斷電數據保持中設置即可。
默認情況下，系統塊設置如下圖藍框中所示，即MB14—MB31，這些區域沒有對應的EEPROM區域，無須考慮EEPROM寫入次數限制。

圖2

MB0—MB13如果在系統塊中設置成掉電保持區域，如圖2紅框中所示，并將系統塊下載到CPU之后，則這14個字節的數據在掉電的瞬間會將數值寫入EEPROM中，如果掉電時間超過超級電容和電池的保持時間之后，再上電時，CPU會將EEPROM中存儲的數據數值寫回到RAM中對應的存儲區，實現保持數據的目的。
注意：實現該功能一定要將修改過的系統塊下載到CPU中。

可以利用PC/PPI 電纜和自由口通訊功能把 S7-200 CPU 連接到許多和RS-232標準兼容的設備。

有兩種不同型號的 PC/PPI 電纜

帶有RS-232口的隔離型 PC/PPI 電纜，用5個DIP開關設置波特率和其它配置項 （見下圖）。

帶有RS-232口的非隔離型 PC/PPI 電纜，用4個DIP開關設置波特率。 有關非隔離型PC/PPI電纜的技術規范，請參閱S7-200 可編程控制器系統手冊。

當數據從RS-232傳送到RS-485口時，PC/PPI 電纜是發送模式。當數據從RS-485傳送到RS-232口時，PC/PPI 電纜是接收模式。當檢測到RS-232的發送線有字符時，電纜立即從接收模式轉換到發送模式。當RS-232發送線處于閑置的時間超過電纜切換時間時，電纜又切換到接收模式。這個時間與電纜上的DIP開關設定的波特率