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SIMATIC S7-200 SMART 產品亮點:

機型豐富，更多選擇提供不同類型、I/O 點數豐富的CPU 模塊，單體I/O 點數可達60 點，可滿足大部分小型自動化設備的控制需求。另外，CPU 模塊配備標準型和經濟型供用戶選擇，對于不同的應用需求，產品配置更加靈活，限度的控制成本。

選件擴展，精確定制新穎的信號板設計可擴展通信端口、數字量通道、模擬量通道。在不額外占用電控柜空間的前提下，信號板擴展能更加貼合用戶的實際配置，提升產品的利用率，同時降低用戶的擴展成本。

高速芯片，性能配備西門子高速處理器芯片，基本指令執行時間可達0.15 μs，在同級別小型PLC 中遙遙。一顆強有力的“芯"，能讓您在應對繁瑣的程序邏輯，復雜的工藝要求時表現的從容不迫。

以太互聯，經濟便捷CPU 模塊本體標配以太網接口，集成了強大的以太網通信功能。一根普通的網線即可將程序下載到PLC 中，方便快捷，省去了編程電纜。通過以太網接口還可與其它CPU 模塊、觸摸屏、計算機進行通信，輕松組網。

三軸脈沖，運動自如CPU 模塊本體***多集成3 路高速脈沖輸出，頻率高達100 kHz，支持PWM/PTO輸出方式以及多種運動模式，可自由設置運動包絡。配以方便易用的向導設置功能，快速實現設備調速、定位等功能。

通用SD 卡，方便下載本機集成Micro SD 卡插槽，使用市面上通用的Micro SD 卡即可實現程序的更新和PLC 固件升級，*地方便了客戶工程師對***終用戶的服務支持，也省去了因PLC 固件升級返廠服務的不便。

軟件友好，編程高效在繼承西門子編程軟件強大功能的基礎上，融入了更多的人性化設計，如新穎的帶狀式菜單、全移動式界面窗口、方便的程序注釋功能、強大的密碼保護等。在體驗強大功能的同時，大幅提高開發效率，縮短產品上市時間。

*整合，無縫集成SIMATIC S7-200 SMART 可編程控制器，SIMATIC SMART LINE 觸摸屏和SINAMICSV20 變頻器*整合，為OEM 客戶帶來高性價比的小型自動化解決方案，滿足客戶對于人機交互、控制、驅動等功能的*需求。

對S7-1500 PLC的模擬量模塊進行接線，為保證信號安全，必須帶有屏蔽支架和屏蔽線夾。另外，模擬量模塊還需要使用電源元件，將電源元件插入前連接器，可為模擬量模塊供電。電源元件的接線如圖5-186所示，其中端子41(L+)和44(M)連接電源電壓，通過端子42(L+)和43(M)為下一個模塊供電。

模擬量輸出模塊是指驅動硬件輸出和相關數據通路，按照運行方式選擇當前的設定值，也可根據需要反向并提供結果給硬件輸出或軟件輸出。模塊可以設置為CAS_IN和RCAS_IN自動方式。SP經選擇器（SPSELECTOR）對CASIN、SPLOCAL（本機設定）和RCASIN以及反饋值進行選擇后輸出設定值。 [1]

為避免設定值SP的劇烈變化設置了限制器（(rate limiter)，對SP進行速率限制，再經限位器(clamper)對SP進行值限制后，進入一個按特殊功能做的特性補償器（characterization）。特性補償后，SP與偏置值相加后分三路：*路返回SP選擇器；第二路進入反向通路輸出參數選擇器；第三路在轉換器中將工程單位轉換為百分數，標度參數為PVSCALE（SP%），也可通過開關（INCCLOSE）輸出反向（INVERT SPAN 100 VALUE)設定值（INV.SP%），并由傳送輸出給轉換器（塊）。SP支持串聯（級)結構，CAS方式必須把其他模塊的輸出作為A0模塊的SP，SP設有標準的速率和值限制。

模擬量采集模塊采用RS485通訊網路，將分散的現場數據點的模擬量經AD變換傳輸到主機或由PC控制遠程主站點。 具有*的雙看門狗安全設計。DATA-7215模擬量采集模塊具有計量數據采集、測量數據采集、設備開關狀態采集和對外邏輯控制等多項功能，主要用作各種測控終端的數據采集、控制和顯示設備，適用于各行業的自動化、信息化系統 [1]  。

模

 在上述通信方式下，由于只用兩根線進行數據傳送，所以不能夠利用硬件握手信號作為檢測手段。因而在PC機與PLC通信中發生誤碼時，將不能通過硬件判斷是否發生誤碼，或者當 PC與 PLC工作速率不一樣時，就會發生沖突。這些通信錯誤將導致PLC控制程序不能正常工作，所以必須使用軟件進行握手，以保證通信的可靠性。

由于通信是在PC機以及PLC之間協調進行的，所以PC機以及PLC中的通信程序也必須相互協調，即當一方發送數據時另一方必須處于接收數據的狀態。如圖7-18、圖7-19所示分別是PC、PLC的通信程序流程。

圖7-18  PC機通信程序流程圖

圖7-19  S7-PLC通信程序流程圖

通信程序的工作過程：PC每發送一個字節前首先發送握手信號，PLC收到握手信號后將其傳送回PC，PC只有收到PLC傳送回來的握手信號后才開始發送一個字節數據。PLC收到這個字節數據以后也將其回傳給PC，PC將原數據與PLC傳送回來的數據進行比較，若兩者不同，則說明通信中發生了誤碼，PC機重新發送該字節數據；若兩者相同，則說明PLC收到的數據是正確的，PC機發送下一個握手信號，PLC收到這個握手信號后將前一次收到的數據存入的存儲區。這個工作過程重復一直持續到所有的數據傳送完成。

    采用軟件握手以后，不管PC與PLC的速度相差多遠，發送方永遠也不會超前于接收方。軟件握手的缺點是大大降低了通信速度，因為傳送每一個字節，在傳送線上都要來回傳送兩次，并且還要傳送握手信號。但是考慮到控制的可靠性以及控制的時間要求，犧牲一點速度是值得的，也是可行的。

PLC方的通信程序只是PLC整個控制程序中的一小部分，可將通信程序編制成PLC的中斷程序，當PLC接收到PC發送的數據以后，在中斷程序中對接收的數據進行處理。PC方的通信程序可以采用VB、VC等語言，也可直接采用西門子組態軟件，如STEP7、WinCC。

. 程序設計前的準備工作

程序設計前的準備工作就是要了解控制系統的全部功能、規模、控制方式、輸入/輸出信號的種類和數量、是否有特殊功能的接口、與其它設備的關系、通信的內容與方式等，從而對整個控制系統建立一個整體的概念。接著進一步熟悉被控對象，可把控制對象和控制功能按照響應要求、信號用途或控制區域分類，確定檢測設備和控制設備的物理位置，了解每一個檢測信號和控制信號的形式、功能、規模及之間的關系。

2. 設計程序框圖

根據軟件設計規格書的總體要求和控制系統的具體情況，確定應用程序的基本結構、按程序設計標準繪制出程序結構框圖，然后再根據工藝要求，繪出各功能單元的功能流程圖。

3. 編寫程序

根據設計出的框圖逐條地編寫控制程序。編寫過程中要及時給程序加注釋。長沙西門子一級代理商經銷商長沙西門子一級代理商經銷商

4. 程序調試

調試時先從各功能單元入手，設定輸入信號，觀察輸出信號的變化情況。各功能單元調試完成后，再調試全部程序，調試各部分的接口情況，直到滿意為止。程序調試可以在實驗室進行，也可以在現場進行。如果在現場進行測試，需將可編程控制器系統與現場信號隔離，可以切斷輸入/輸出模板的外部電源，以免引起機械設備動作。程序調試過程中先發現錯誤，后進行糾錯?；驹瓌t是“集中發現錯誤，集中糾正錯誤"。

5. 編寫程序說明書

在說明書中通常對程序的控制要求、程序的結構、流程圖等給以必要的說明，并且給出程序的安裝操作使用步驟等.

1、在PLC里建立DB1數據塊，里面設兩個開關量“PLC秒開關"和“人機響應開關"；

2、人機變量中連接這兩個變量；

3、在人機“PLC秒開關"變量的屬性----事件----數值變更中添加“取反位"，讓“人機響應開關"變量隨著“PLC秒開關"變化而變化；

4、在PLC程序塊中編程，讓“PLC秒開關"每0.5秒反轉，再用TON延時指令讓“人機響應開關"1秒內沒有動作就輸出 人機通信失敗，因為人機通信異常后“人機響應開關"將不再會發生變化。

位。
這樣就實現了堅固而且具有 EMC 兼容性的設計。
隨用隨建式的背板總線可以通過簡單的插入附加的模塊和總線連接器進行擴展。S7-300 系列豐富的產品既可以用于集中擴展，也可用于構建帶有 ET 200M 的分布式結構；因此實現了經濟高效的備件控制。
擴展選件
如果自動化任務需要超過 8 個模塊，S7-300 的*控制器 (CC) 可以使用擴展裝置 (EU) 擴展。中心架上zui多可以有 32 個模塊，每個擴展裝置上zui多 8 個。接口模塊 (IM) 可以同時處理各個機架之間的通訊。如果工廠覆蓋范圍很寬，CC/EU 還可以相互間隔較長距離安裝（zui長 10m）。
在單層結構中，這可以實現 256 個 I/O 的zui大組態，在多層結構中zui多可以達到 1024 個 I/O。在帶有 PROFIBUS DP 的分布式組態中，可以有 65536 個 I/O 連接（zui多 125 個站點，如通過 IM153 連接的 ET200M）。插槽可自由編址，因此無需插槽規則。
S7-300 模塊種類豐富，還可以用在分布式自動化解決方案中。
與 S7-300 具有相同結構的 ET 200M I/O 系統通過接口模塊不僅可以連接到 PROFIBUS 上還可以連接到 PROFINET 上。

描述
信號模塊是 SIMATIC S7-300 進行過程操作的接口。S7-300 模塊范圍的多面性允許模塊化自定義，以滿足zui多變的任務。
S7-300 支持多面性技術任務，并提供詳盡的通訊選項。除了具有集成功能和接口的 CPU，在 S7-300 設計中還有各種針對技術和通訊的特殊模塊。
優勢
 
更換模塊后，只需將連接器插入相同類型的新模塊中，并保留原來的布線。前端連接器的編碼可避免發生錯誤。
快速連接
連接 SIMATIC TOP 更加簡單、快速（不是緊湊 CPU 的板載 I/O）?？墒褂妙A先裝配的帶有單個電纜芯的前端連接器，和帶有前端連接器模塊、連接線纜和端子盒的完整插件模塊化系統。 在上述通信方式下，由于只用兩根線進行數據傳送，所以不能夠利用硬件握手信號作為檢測手段。因而在PC機與PLC通信中發生誤碼時，將不能通過硬件判斷是否發生誤碼，或者當 PC與 PLC工作速率不一樣時，就會發生沖突。這些通信錯誤將導致PLC控制程序不能正常工作，所以必須使用軟件進行握手，以保證通信的可靠性。
由于通信是在PC機以及PLC之間協調進行的，所以PC機以及PLC中的通信程序也必須相互協調，即當一方發送數據時另一方必須處于接收數據的狀態。如圖7-18、圖7-19所示分別是PC、PLC的通信程序流程。

通信程序的工作過程：PC每發送一個字節前首先發送握手信號，PLC收到握手信號后將其傳送回PC，PC只有收到PLC傳送回來的握手信號后才開始發送一個字節數據。PLC收到這個字節數據以后也將其回傳給PC，PC將原數據與PLC傳送回來的數據進行比較，若兩者不同，則說明通信中發生了誤碼，PC機重新發送該字節數據；若兩者相同，則說明PLC收到的數據是正確的，PC機發送下一個握手信號，PLC收到這個握手信號后將前一次收到的數據存入的存儲區。這個工作過程重復一直持續到所有的數據傳送完成。
    采用軟件握手以后，不管PC與PLC的速度相差多遠，發送方永遠也不會超前于接收方。軟件握手的缺點是大大降低了通信速度，因為傳送每一個字節，在傳送線上都要來回傳送兩次，并且還要傳送握手信號。但是考慮到控制的可靠性以及控制的時間要求，犧牲一點速度是值得的，也是可行的。
PLC方的通信程序只是PLC整個控制程序中的一小部分，可將通信程序編制成PLC的中斷程序，當PLC接收到PC發送的數據以后，在中斷程序中對接收的數據進行處理。PC方的通信程序可以采用VB、VC等語言，也可直接采用西門子組態軟件，如STEP7、WinCC。
高組裝密度
模塊中為數眾多的通道使 S7-300 實現了節省空間的設計?？墒褂妹總€模塊中有 8 至 64 個通道（數字量）或 2 至 8 個通道（模擬量）的模塊。
簡單參數化
使用 STEP 7 對這些模塊進行組態和參數化，并且不需要進行不便的轉換設置。數據進行集中存儲，如果更換了模塊，數據會自動傳輸到新的模塊，避免發生任何設置錯誤。使用新模塊時，無需進行軟件升級?？筛鶕枰獜椭平M態信息，例如用于標準機器。返回頁首

設計和功能
模塊
用于測試和時，模擬量模塊可插入到 S7-300。該模塊通過 LED 轉換和指示輸出信號，實現對編碼器信號的模擬。
該模塊可插入到任何地方（不必遵守插槽規則）。該虛擬模塊為未組態的信號模塊預留了一個插槽。稍后安裝該模塊時，整個組態的機械配置和地址分配均不會更改。

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1. SIMATIC NET PC 軟件簡介
SIMATIC NET 是西門子在工業控制層面上提供給您的一個開放的，多元的通訊系統。它意味著您能將工業現場的PLC、主機、工作站和個人電腦聯網通訊，為了適應自動化工程中的種類多樣性，SIMATIC NET推出了多種不同的通訊網絡以因地制宜，這些通訊網絡符合德國或國際標準，他們包括：
?工業以太網
? AS-I
? PROFIBUS
? PROFIBUS-PA
SIMATIC NET系統包括：
? 傳輸介質，網絡配件和相應的傳輸設備
? 協議和服務
? 連接PLC和電腦到LAN網上的通訊處理器（CP模塊）

2．用于PROFIBUS的*PC組態
*PC組態是隨SIMATIC NET V6.0以上提供的。Advanced PC Configuration代表一個PC站的全新、簡單、*和經濟的調試和診斷解決方案。它可以取代以前的PC組態工具COM L S7和COM PROFIBUS PC EDITION。 通過使用NCM PC V5.1+SP2或以上和STEP 7 V5.1+SP2或更高版本，一臺PC 可以和在SIMATIC S7中一樣進行組態，并通過網絡裝入。

這里提到兩種組態工具NCM PC，STEP 7，區別如下：

• NCM PC:
  NCM PC 是隨SIMATIC NET 軟件光盤提供，它可以創建PC項目和打開STEP 7項目。但NCM PC組態軟件不能編輯STEP 7中的S7程序塊

• STEP 7:
  完整版本STEP 7軟件的安裝是包含NCM PC的，在STEP 7硬件組態環境中即可配置PC站

3．用于PROFIBUS的OPC服務器
OPC服務器隨SIMATIC NET 軟件光盤提供。
OPC(OLE For Process Control，用于過程控制的OLE)的基本原理是，OPC客戶應用程序可以通過一個標準、開放的多供應商接口，與OPC服務器進行通訊。

OPC服務器提供：

• 數據訪問接口2.05

• 報警和事件接口1.02（單一事件）

• 在不同制造商自動化產品之間的標準化。

• 用于不同部件的相同的、用戶友好的用戶接口。

• 從工業網/廣域網中每個計算機的可訪問性。

• 經過客戶機接口（C++）的高性能數據存取。

• 經過自動化接口（VB）或包含OCX數據控制，使用容易。

• 因特網通訊可通過XML DA接口實現。

• 變量（項目）的成組化；這樣可以在很短的時間內進行大容量的數據存取。

以下通訊訪問組件可以通過OPC用于PROFIBUS:

•  用于PROFIBUS-DP的DP通訊

•  DP V0主站Class 1和主站Class 2；DP V1主站Class 1和主站Class 2；PROFIDRIVE V3接口，用于服務器

•  用于PROFIBUS-FMS的FMS通訊

•  S7通訊

•  S5兼容通訊（發送/接收）基于FDL通訊界面

4．PC機的軟件和硬件需求

•  軟件： SIMATIC NET PC SOFTWARE V6.0 SP5 或以上版本
  NCM PC V5.1+SP2或以上版本
  STEP 7 V5.1+SP2或以上版本
  SOFTNET-S7*(CP5611)或S7-5613*(CP5613)

• 硬件： CP5611或CP5613(A2)

• PC機操作系統：根據不同版本SIMATIC NET 軟件來選擇，如WINDOWS2000; WINDOWSXP…

相關信息請點擊 9859007 查閱SIMATIC NET軟件兼容性列表。

5．SIMATIC NET軟件產品性能及使用注意事項
請點擊 15227599 查閱SIMATIC NET軟件系列產品的性能數據及使用注意事項。

二．通過MPI建立OPC 服務器與S7 PLC 的S7連接（基于*的PC組態）

1．例子中所用的軟件與硬件

•  SIMATIC NET PC SOFTWARE V6.2 SP1

•  STEP 7 V5.3 SP1

•  CP5613

•  S7 300 CPU315-2DP; SM374

•  S7 CP5613*
  注：CP5611、Simatic net V6.0或V6.1與本例組態過程相同。

2．OPC服務器與PLC S7 連接通訊的組態

> 步驟一： 配置PC站的硬件機架
當SIMATIC NET軟件成功安裝后，在PC機桌面上可看到Station Configurator的快捷圖標，同時在任務欄(Taskbar)中也會有Station Configuration Editor的圖標。

           
圖1: Station Configurator 桌面快捷圖標        圖2：任務欄中的圖標

1） 通過點擊圖標打開Station Configuration Editor配置窗口

圖3：Station Configuration Editor配置窗口

2） 選擇一號插槽，點擊Add按鈕或鼠標右鍵選擇添加，在添加組件窗口中選擇OPC Server點擊OK即完成。

圖4：添加OPC Server

3） 選擇三號插槽添加CP5613,并分配CP5613 MPI參數，如地址、波特率等。這里我們將CP5613 MPI地址設為1，波特率為187.5K，Bus profile為“Standard"實際參數設定以用戶應用為準。點擊“OK"確認每一步設定后，完成CP5613的添加。

圖5： 添加CP5613

圖6： 分配CP5613參數

4） 點擊“Station Name"按鈕，PC站的名稱，這里命名為“MPIOPC"。點擊“OK"確認即完成了PC站的硬件組態。

圖7：命名PC站名稱

注：Station Name并不是特指PC機本機的名稱