S7-200 CPU22X 系列PLC I/O 點(diǎn)數(shù)擴(kuò)展和編址
S7-200 CPU22X 系列的每種主機(jī)所提供的本機(jī)I/O點(diǎn)的I/O地址是固定的，進(jìn)行擴(kuò)展時(shí)，可以在CPU右邊連接多個(gè)擴(kuò)展模塊。如圖所示，每個(gè)擴(kuò)展模塊的組態(tài)地址編號(hào)取決于各模塊的類型和該模塊在I/O鏈中所處的位置。輸入與輸出模塊的地址不會(huì)沖突，模擬量控制模塊地址也不會(huì)影響數(shù)字量。
編址方法是同樣類型輸入或輸出點(diǎn)的模塊在鏈中按所處的位置而遞增，這種遞增是按字節(jié)進(jìn)行的，如果CPU或模塊在為物理I/0點(diǎn)分配地址時(shí)未用完一個(gè)字節(jié)，那些未用的位也不能分配給I/O鏈中的后續(xù)模塊。
例如，某一控制系統(tǒng)選用CPU224，系統(tǒng)所需的輸入／輸出點(diǎn)數(shù)為：數(shù)字量輸入24點(diǎn)、數(shù)字量輸出20點(diǎn)、模擬量輸入6點(diǎn)和模擬量輸出2點(diǎn)。
本系統(tǒng)可有多種不同模塊的選取組合，并且各模塊在I/O鏈中的位置排列方式也可能有多種，圖2所示為其中的一種模塊連接形式。表1所示為其對(duì)應(yīng)的各模塊的編址情況。
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圖2 模塊連接形式 |
表1 各模塊的編址
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主機(jī) |
模塊 1 |
模塊 2 I/O |
模塊 3 |
模塊 4 |
模塊 5 |
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I0．0 Q0．0 |
I2．0
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Q2．0
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AIW0 AQW0
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I3．0 Q3．0
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AIW8 AQW4
AIW10
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● 同類型輸入或輸出的模塊按順序進(jìn)行編制。
● 數(shù)字量模塊總是保留以8位（1個(gè)字節(jié)）遞增的過程映象寄存器空間。如果模塊沒有給保留字節(jié)中每一位提供相應(yīng)的物理點(diǎn)，那些未用位不能分配給I/O鏈中的后續(xù)模塊。對(duì)于輸入模塊，這些保留字節(jié)中未使用的位會(huì)在每個(gè)輸入刷新周期中被清零。
● 模擬量I/O點(diǎn)總是以兩點(diǎn)遞增的方式來分配空間。如果模塊沒有給每個(gè)點(diǎn)分配相應(yīng)的物理點(diǎn)，則這些I/O點(diǎn)會(huì)消失并且不能夠分配給I/O鏈中的后續(xù)模塊。
下列本安型設(shè)備可以連接到 EX 數(shù)字量輸入模板：
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Ex 模板 |
通道數(shù)量 |
可連接的本安設(shè)備 |
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數(shù)字量輸入 |
4 |
啟動(dòng)器，符合 DIN 19 234（NAMUR），接線的觸點(diǎn) |
Ex 數(shù)字量輸入模塊具有以下機(jī)械特點(diǎn)：
以下 SIPLUS S7-300 防爆數(shù)字量模塊可在惡劣環(huán)境條件下使用：
SIPLUS S7-300 防爆數(shù)字量模塊可在以下惡劣環(huán)境條件下使用：
基本型控制器是適合中低端應(yīng)用的智能控制器。包括標(biāo)準(zhǔn)型和安全型。通過其集成輸入和輸出以及工藝功能，可實(shí)現(xiàn)高性價(jià)比的緊湊解決方案。使用基本型控制器，可通過集成和可選通信接口，實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)便的靈活解決方案。
基本型控制器可在 TIA 博途平臺(tái)中進(jìn)行組態(tài)和編程。工程組態(tài)效率高，而且，隨著應(yīng)用復(fù)雜性的增加，還可方便地轉(zhuǎn)為使用型控制器。
SIMATIC S7-1200 控制器用于處理機(jī)械設(shè)備制造和工廠建造中的開環(huán)和閉環(huán)控制任務(wù)。
由于具有模塊化的緊湊型設(shè)計(jì)，同時(shí)又具有高性能，SIMATIC S7-1200 適用于廣泛的自動(dòng)化應(yīng)用。其應(yīng)用范圍從取代繼電器和接觸器，一直延伸到網(wǎng)絡(luò)中以及分布式結(jié)構(gòu)內(nèi)的復(fù)雜自動(dòng)化任務(wù)。
S7-1200 在先前出于經(jīng)濟(jì)原因而開發(fā)專用電子裝置的領(lǐng)域中日益得到應(yīng)用。
例如，應(yīng)用的例子包括：
SIMATIC S7-1200 系列包括以下模塊：
機(jī)械特性
設(shè)備特性
SIMATIC S7-1200 支持各種通信機(jī)制：
PROFINET 接口
通過集成 PROFINET 接口，可與以下設(shè)備通信：
支持以下協(xié)議：
可連接以下設(shè)備：
在編程器和 SIMATIC S7-1200 的 CPU 之間建立連接
在精簡(jiǎn)面板和 SIMATIC S7-1200 的 CPU 之間建立連接
通過 CSM 1277 以太網(wǎng)交換機(jī)連接多臺(tái)設(shè)備
點(diǎn)到點(diǎn)接口，可自由編程的接口模式
通信模塊可通過點(diǎn)到點(diǎn)連接進(jìn)行通信。采用 RS232 和 RS485 物理傳輸介質(zhì)。在 CPU 的“自由口 (Freeport)”模式下進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。采用面向位的用戶特定通信協(xié)議（例如，ASCII 協(xié)議、USS 或 Modbus）。
可以連接任何具有串行接口的終端設(shè)備，如驅(qū)動(dòng)、打印機(jī)、條碼讀碼器、調(diào)制解調(diào)器等。
在可編程接口模式下，通過 CM 1241 實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)連接
S7-200PLC中斷指令介紹
中斷指令有4條，包括開、關(guān)中斷指令，中斷連接、分離指令。指令格式如表1所示。
開中斷（ENI）指令全局性允許所有中斷事件。關(guān)中斷（DISI）指令全局性禁止所有中斷事件，中斷事件的每次出現(xiàn)均被排隊(duì)等候，直至使用全局開中斷指令重新啟用中斷。
PLC轉(zhuǎn)換到RUN（運(yùn)行）模式時(shí)，中斷開始時(shí)被禁用，可以通過執(zhí)行開中斷指令，允許所有中斷事件。執(zhí)行關(guān)中斷指令會(huì)禁止處理中斷，但是現(xiàn)用中斷事件將繼續(xù)排隊(duì)等候。
中斷連接指令（ATCH）指令將中斷事件（EVNT）與中斷程序號(hào)碼（INT）相連接，并啟用中斷事件。
分離中斷（DTCH）指令取消某中斷事件（EVNT）與所有中斷程序之間的連接，并禁用該中斷事件。
注意：一個(gè)中斷事件只能連接一個(gè)中斷程序，但多個(gè)中斷事件可以調(diào)用一個(gè)中斷程序。
表1 中斷指令格式
LAD
STL
ENI
DISI
ATCH INT，EVNT
DTCH EVNT
操作數(shù)及數(shù)據(jù)類型
無
無
INT：常量 0-127
EVNT：常量，CPU 224: 0-23; 27-33
INT/EVNT數(shù)據(jù)類型：字節(jié)
EVNT：常量， CPU 224: 0-23; 27-33
數(shù)據(jù)類型：字節(jié)
1. 開、關(guān)中斷指令
2. 中斷連接、分離指令
SIMATIC S7-1500 軟控制器用于在 SIMATIC IPC 上實(shí)現(xiàn) SIMATIC S7-1500 控制器。
它特別適用于專用機(jī)器制造中的控制解決方案，涉及高性能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制任務(wù)、集成 PC 應(yīng)用程序或在一臺(tái)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)多個(gè)任務(wù)。
S7-1500 軟控制器是 SIMATIC WinAC RTX 的長(zhǎng)期后續(xù)產(chǎn)品。它可提供顯著提高的可用性和系統(tǒng)診斷，可在 TIA Portal 中完成全面組態(tài)。與 S7-1500 控制器一樣，該軟控制器具有集成運(yùn)動(dòng)控制功能以及經(jīng)過改進(jìn)的信息安全機(jī)制，適合知識(shí)產(chǎn)權(quán)和復(fù)制保護(hù)。
S7-1500 軟控制器執(zhí)行 S7-1500 控制器的功能，作為軟件在 SIMATC IPC 上的 Windows 系統(tǒng)中運(yùn)行。這樣，SIMATIC IPC 就能用于控制機(jī)器設(shè)備。
要通過 PROFINET 或 PROFIBUS 連接分布式 I/O，可以使用 SIMATIC IPC 的集成以太網(wǎng)和 PROFIBUS 接口。另外，CPU 通過易組態(tài)的塊提供全面控制功能，以及通過標(biāo)準(zhǔn)化 PLC-open 塊 提供連接至驅(qū)動(dòng)器的能力。
當(dāng)必須使用編程語言 C 或 C++ 來集成特殊自動(dòng)化功能或需要將 Windows 軟件與軟控制器直接連接時(shí)，該軟控制器顯示出特殊優(yōu)勢(shì)。
為此，可使用 SIMATIC ODK 1500S 來開發(fā)這種應(yīng)用程序。這些應(yīng)用程序可用于接口至 Windows 和 Windows 軟件（例如，數(shù)據(jù)庫、可視化系統(tǒng)或 Windows 文件系統(tǒng)），或用于實(shí)時(shí)應(yīng)用（例如，算法、控制器）。
標(biāo)準(zhǔn) CPU：
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特點(diǎn) |
CPU 1507S |
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程序用工作存儲(chǔ)器，集成 |
5 MB |
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數(shù)據(jù)用工作存儲(chǔ)器，集成 |
20 MB |
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裝載存儲(chǔ)器 |
320 MB |
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命令執(zhí)行時(shí)間（Microbox IPC427D，Core i7，1.7 GHz） |
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0.001 μs |
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0.002 μs |
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0.002 μs |
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0.006 μs |
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位存儲(chǔ)器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器 |
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S7 計(jì)數(shù)器/定時(shí)器 |
各 2048 |
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IEC 計(jì)數(shù)器 |
任意（僅受工作存儲(chǔ)器限制） |
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IEC 定時(shí)器 |
任意（僅受工作存儲(chǔ)器限制） |
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位存儲(chǔ)器 |
16 KB |
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I/O 地址范圍 |
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輸入 |
32 KB（所有輸入都保存在過程映像中） |
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輸出 |
32 KB（所有輸出都保存在過程映像中） |
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運(yùn)動(dòng) |
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軸數(shù) |
多 60 |
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通信 |
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PROFINET |
√（通過 PC 接口） |
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PROFIBUS |
√（通過 PC 接口） |
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Web 器 |
√ |
SIMATIC S7-300 提供多種性能等級(jí)的 CPU。除了標(biāo)準(zhǔn)型 CPU 外，還提供緊湊型 CPU。
同時(shí)還提供技術(shù)功能型 CPU 和故障安全型 CPU。
下列標(biāo)準(zhǔn)型CPU 可以提供：
下列緊湊型CPU 可以提供：
下列技術(shù)型CPU 可以提供：
下列故障安全型CPU 可以提供：
西門子S7系列PLC的主要種類及應(yīng)用軟件
德國西門子（SIEMENS）公司生產(chǎn)的可編程序控制器在我國的應(yīng)用也相當(dāng)廣泛，在冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領(lǐng)域都有應(yīng)用。西門子（SIEMENS）公司的PLC產(chǎn)品包括LOGO，S7-200，S7-300，S7-400，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，HMI人機(jī)界面，工業(yè)軟件等。
西門子S7系列PLC體積小、速度快、標(biāo)準(zhǔn)化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能更強(qiáng)，可靠性更高。S7系列PLC產(chǎn)品可分為微型PLC（如S7-200），小規(guī)模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。
1．SIMATIC S7-200 PLC
S7-200 PLC是超小型化的PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的自動(dòng)檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制等。S7-200 PLC的強(qiáng)大功能使其無論單機(jī)運(yùn)行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。
S7-200PLC可提供4個(gè)不同的基本型號(hào)與8種CPU可供選擇使用。
2．SIMATIC S7-300 PLC
S7-300是模塊化小型PLC系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應(yīng)用。各種單獨(dú)的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合構(gòu)成不同要求的系統(tǒng)。與S7-200 PLC比較，S7-300 PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)，具備高速（0.6~0.1μs）的指令運(yùn)算速度；用浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算比較有效地實(shí)現(xiàn)了更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算；一個(gè)帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值；方便的人機(jī)界面已經(jīng)集成在S7-300操作系統(tǒng)內(nèi)，人機(jī)對(duì)話的編程要求大大減少。SIMATIC人機(jī)界面（HMI）從S7-300中取得數(shù)據(jù)，S7-300按用戶指定的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。S7-300操作系統(tǒng)自動(dòng)地處理數(shù)據(jù)的傳送；CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯(cuò)誤和特殊系統(tǒng)事件（例如：超時(shí)，模塊更換，等等）；多級(jí)口令保護(hù)可以使用戶高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改；S7-300 PLC設(shè)有操作方式選擇開關(guān)，操作方式選擇開關(guān)像鑰匙一樣可以拔出，當(dāng)鑰匙拔出時(shí)，就不能改變操作方式，這樣就可防止非法刪除或改寫用戶程序。具備強(qiáng)大的通信功能，S7-300 PLC可通過編程軟件Step 7的用戶界面提供通信組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常容易、簡(jiǎn)單。S7-300 PLC具有多種不同的通信接口，并通過多種通信處理器來連接AS-I總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)；串行通信處理器用來連接點(diǎn)到點(diǎn)的通信系統(tǒng)；多點(diǎn)接口（MPI）集成在CPU中，用于同時(shí)連接編程器、PC機(jī)、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動(dòng)化控制系統(tǒng)。
3． SIMATIC S7-400 PLC
S7-400 PLC是用于中、性能范圍的可編程序控制器。
S7-400 PLC采用模塊化無風(fēng)扇的設(shè)計(jì)，可靠耐用，同時(shí)可以選用多種級(jí)別（功能逐步升級(jí)）的CPU，并配有多種通用功能的模板，這使用戶能根據(jù)需要組合成不同的專用系統(tǒng)。當(dāng)控制系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大或升級(jí)時(shí)，只要適當(dāng)?shù)卦黾右恍┠０?，便能使系統(tǒng)升級(jí)和充分滿足需要。
4． 工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)
通訊網(wǎng)絡(luò)是自動(dòng)化系統(tǒng)的支柱，西門子的全集成自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)提供了從控制級(jí)一直到現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的一致性通訊，“SIMATIC NET”是全部網(wǎng)絡(luò)系列產(chǎn)品的總稱，他們能在工廠的不同部門，在不同的自動(dòng)化站以及通過不同的級(jí)交換數(shù)據(jù)，有標(biāo)準(zhǔn)的接口并且相互之間完全兼容。
5． 人機(jī)界面（HMI）硬件
HMI硬件配合PLC使用，為用戶提供數(shù)據(jù)、圖形和事件顯示，主要有文本操作面板TD200（可顯示中文），OP3，OP7，OP17等；圖形/文本操作面板OP27，OP37等，觸摸屏操作面板TP7，TP27/37，TP170A/B等；SIMATIC面板型PC670等。個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）也可以作為HMI硬件使用。HMI硬件需要經(jīng)過軟件（如ProTool）組態(tài)才能配合PLC使用。
6． SIMATIC S7工業(yè)軟件
西門子的工業(yè)軟件分為三個(gè)不同的種類：
（1）編程和工程工具 編程和工程工具包括所有基于PLC或PC用于編程、組態(tài)、模擬和維護(hù)等控制所需的工具。STEP 7標(biāo)準(zhǔn)軟件包SIMATIC S7是用于S7-300/400，C7 PLC和SIMATIC WinAC基于PC控制產(chǎn)品的組態(tài)編程和維護(hù)的項(xiàng)目管理工具，STEP 7-Micro/WIN是在Windows平臺(tái)上運(yùn)行的S7-200系列PLC的編程、在線仿真軟件。
（2）基于PC的控制軟件 基于PC的控制系統(tǒng)WinAC允許使用個(gè)人計(jì)算機(jī)作為可編程序控制器（PLC）運(yùn)行用戶的程序，運(yùn)行在安裝了Windows NT4.0操作系統(tǒng)的SIMATIC工控機(jī)或其它任何商用機(jī)。WinAC提供兩種PLC，一種是軟件PLC，在用戶計(jì)算機(jī)上作為視窗任務(wù)運(yùn)行。另一種是插槽PLC（在用戶計(jì)算機(jī)上安裝一個(gè)PC卡），它具有硬件PLC的全部功能。WinAC與SIMATIC S7系列處理器完全兼容，其編程采用統(tǒng)一的SIMATIC編程工具（如STEP 7），編制的程序既可運(yùn)行在WinAC上，也可運(yùn)行在S7系列處理器上。
（3）人機(jī)界面軟件 人機(jī)界面軟件為用戶自動(dòng)化項(xiàng)目提供人機(jī)界面（HMI）或SCADA系統(tǒng)，支持大范圍的平臺(tái)。人機(jī)界面軟件有兩種，一種是應(yīng)用于機(jī)器級(jí)的ProTool，另一種是應(yīng)用于監(jiān)控級(jí)的WinCC。
ProTool適用于大部分HMI硬件的組態(tài)，從操作員面板到標(biāo)準(zhǔn)PC都可以用集成在STEP 7中的ProTool有效地完成組態(tài)。ProTool/lite用于文本顯示的組態(tài)，如：OP3，OP7，OP17，TD17等。ProTool/Pro用于組態(tài)標(biāo)準(zhǔn)PC和所有西門子HMI產(chǎn)品，ProTool/Pro不只是組態(tài)軟件，其運(yùn)行版也用于Windows平臺(tái)的監(jiān)控系統(tǒng)。
WinCC是一個(gè)真正開放的，面向監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集的SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）軟件，可在任何標(biāo)準(zhǔn)PC上運(yùn)行。WinCC操作簡(jiǎn)單，系統(tǒng)可靠性高，與STEP 7功能集成，可直接進(jìn)入PLC的硬件故障系統(tǒng)，節(jié)省項(xiàng)目開發(fā)時(shí)間。它的設(shè)計(jì)適合于廣泛的應(yīng)用，可以連接到已存在的自動(dòng)化環(huán)境中，有大量的通信接口和全面的過程信息和數(shù)據(jù)處理能力，其新的WinCC5.0支持在辦公室通過IE瀏覽器動(dòng)態(tài)監(jiān)控生產(chǎn)過程。
Monitor V6.2帶10個(gè)客戶機(jī)
不同性能范圍的標(biāo)準(zhǔn) CPU 可用于 SIMATIC S7-400：
CPU 412-1 和 CPU 412-2 的特點(diǎn):
CPU 412-2 還具有：
