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西門子電纜6ES7902-3AG00-0AA0
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產品簡介
詳細介紹
西門子電纜6ES7902-3AG00-0AA0
西門子PLC作為PLC行業內的之一，在我國的應用相當廣泛，在冶金、化工、印刷生產線等領域都有應用。西門子PLC近年來推出了大量被客戶高度認可的PLC產品，其中包括S7-1500、S7-1200、S7-400、S7-300、S7-200、等。 西門子S7系列PLC體積小、速度快、標準化，具有網絡通信能力，功能更強，可靠性高。尤其是西門子推出了西門子S7-1500系列PLC之后，其優異的性能讓初次使用的工程人員愛不釋手。那么，相對于西門子傳統的SIMATIC S7-300、S7-400系列PLC，S7-1500系列PLC都有哪些優勢呢？
1、S7-200
針對低性能要求的摸塊化小控制系統，它多可有7個模塊的擴展能力，在模塊中集成背板總線，它的網絡聯接有rs-485通訊接口和profibus兩種，可通過編程器pg訪問所有模塊，帶有電源、cpu和i/o的一體化單元設備。其中的擴展模塊(em)有以下幾種：數字量輸入模塊(di)——24vdc和120/230vac;數字量輸出(do)——24vdc和繼電器;模擬量輸入模塊(ai)——電壓、電流、電阻和熱電偶;模擬量輸出模塊——電壓和電流。還有一個比較特殊的模塊-通訊處理器(cp)——該塊的功能是可以把s7-200作為主站連接到as-接口(傳感器和執行器接口)，通過as-接口的從站可以控制多達248個設備，這樣就可以顯著的擴展s7-200的輸入和輸出點數。
2、S7-300
相比較s7-200，s7-300針對的是中小系統，他的模塊可以擴展多達32個模塊，背板總線也在模塊內集成，它的網絡連接已比較成熟和流行，有mpi、工業以太網，使通訊和編程變得簡單，選擇性也比較多，并可借助工具進行組態和設置參數。s7-300的模塊稍微多一點，除了信號模塊(sm)和200的em模塊同類型之外，它還有接口模塊(im)——用來進行多層組態，把總線從一層傳到另一層;占位模塊(dm)——為沒有設置參數的信號模塊保留一個插槽或為以后安裝的接口模塊保留一個插槽;功能模塊(fm)——執行特殊功能，如計數、定位、閉環控制相當于對cpu功能的一個擴展或補充;通訊處理器(cp)——提供點對點連接、profibus和工業以太網。針對cpu設計模式選擇器有：mres=模塊復位功能;stop=停止模式，程序不執行;run=程序執行，編程器只讀操作;run-p=程序執行，編程器可讀寫操作。狀態指示器：sf，batf=電池故障;dc5v=內部5vdc電壓指示;frce=表示至少有一個輸入或輸出被強制;run=當cpu啟動時閃爍，在運行模式下常亮;stop=在停止模式下常亮，有存儲器復位請求時慢速閃爍，正在執行復位時快速閃爍。mpi接口用來連接到編程設備或其它設備，dp接口用來直接連接到分布式i/o。
3、S7-400
同300的區別主要在于熱啟動(wrst)這一部分，其他基本一樣。它還有一個外部的電池電源接口，當在線更換電池時可以向ram提供后備電源。編程設備主要有pg720pg740pg760——可以理解成裝有編程軟件的手提電腦;也可以直接用安裝有step7(siemens的編程軟件)的pc來完成。而實現通訊(要編程首先要和plc的cpu通訊上)的要求主要在于接口：1.可以在pc上裝cp5611卡——上面有mpi口，可用電纜直接連接。2.加個pc適配器，把mpi口轉換成rs-232口后接到pc上。3.plc加cp343卡，使它具有以太網口。
4、西門子plc在工程中的應用
每個自動化過程都是由許多較小的部分和子過程組成，所以工程建立的 個任務是分解子任務。而每個子任務定義了自動化系統要完成的硬件和軟件要求。其中硬件包括輸入/輸出數目和類型，對應模塊序號和類型，所用機架號，cpu型號和容量，hmi系統，網絡系統。軟件方面主要是程序結構，自動化過程中的數據管理，組態數據、通訊數據及程序和項目文檔。在siemens的s7中，上述工作都在項目管理(simatic管理器)，包括必須的硬件(+組態)，網絡(+組態)，所有程序和自動化解決方案的數據管理。f1在線幫助。simatic管理器管理step7項目，編寫step7用戶程序的工具，有梯形圖lad，語句表stl，和功能塊圖fbd，編程語言。利用編程器或外部編程器可以把用戶程序保存到eprom卡上。simatic管理器是一個在線/離線編輯s7對象的圖形化用戶界面，這些對象包括項目、用戶程序、快、硬件站和工具。此管理器的用戶界面中工具條和windows差不多，就是多了幾個plc菜單——顯示訪問節點、存儲器卡、 、仿真模塊。
step7項目結構：項目中，數據以對象形式存儲，按樹型結構組織。 級：包含項目圖表，每個項目代表和項目存儲有關的一個數據結構。第二級：站(如s7-300)用于存放硬件組態和模塊參數等信息，站是組態硬件的起點。s7程序文件夾是編寫程序的起點，所有s7系列的軟件均放在s7程序文件夾下，它包含程序塊文件和源文件夾。simatic的網絡圖表(mpi、profibus、工業以太網)第三級和其他級：和上級對象類型有關。編程器可離線/在線查看項目——offline：編程器硬盤上的內容;online：通過網線從plc讀到的內容。
西門子S7-1200 小型可編程控制器
西門子SIMATIC S7-1200是一款緊湊型、模塊化的PLC，可完成簡單邏輯控制、高級邏輯控制、HMI 和網絡通信等任務 。
單機小型自動化系統的解決方案。 對于需要網絡通信功能和單屏或多屏HMI的自動化系統，易于設計和實施。
具有支持小型運動控制系統、過程控制系統的高級應用功能
新的模塊化SIMATIC S7-1200控制器是我們新推出產品的核心，可實現簡單卻高度的自動化任務。SIMATIC S7-1200 控制器實現了模塊化和緊湊型設計，功能強大、投資并且*適合各種應用。
可擴展性強、靈活度高的設計，可實現標準工業通信的通信接口以及一整套強大的集成技術功能，使該控制器成為完整、的自動化解決方案的重要組成部分。
使用*集成的新工程組態 SIMATICSTEP 7 Basic，并借助 SIMATIC WinCC Basic 對 SIMATIC S7-1200 進行編程。SIMATIC STEP 7 Basic 的設計理念是直觀、易學和易用。這種設計理念可以使您在工程組態中實現效率。一些智能功能，例如直觀編輯器、拖放功能和“IntelliSense”（智能感知）工具，能讓您的工程進行的更加迅速。這款新軟件的體系結構源于對未來創新的不斷追求，西門子在軟件開發領域已經有很多年的經驗，因此 SIMATIC STEP 7 的設計是以未來為導向的 。
SIMATIC S7-1200 系統有五種不同模塊，分別為 CPU 1211C、CPU 1212C 、 CPU 1214C、CPU1215C和CPU1217C。其中的每一種模塊都可以進行擴展，以*您的系統需要。可在任何 CPU 的前方加入一個信號板，輕松擴展數字或模擬量 I/O，同時不影響控制器的實際大小。可將信號模塊連接至 CPU 的右側，進一步擴展數字量或模擬量 I/O 容量。CPU 1212C 可連接 2 個信號模塊，CPU 1214C 、CPU1215C和CPU1217C可連接 8 個信號模塊。，所有的 SIMATIC S7-1200 CPU 控制器的左側均可連接多達 3 個通訊模塊，便于實現端到端的串行通訊。
西門子S7-1500可編程控制器
的SIMATICS7-1500控制器除了包含多種創新技術之外，還設定了新標準，提高生產效率。無論是小型設備還是對速度和準確性要求較高的復雜設備裝置，都一一適用。SIMATICS7-1500無縫集成到TIA博途中，極大提高了工程組態的效率。
性能：沒有快，只有更快！SIMATIC S7-1500的系統性能極大縮短了系統響應時間，進而優化了控制質量并提高了系統性能。
處理速度：SIMATIC S7-1500 的信號處理速度更為快速，極大縮短系統響應時間，進而提高了生產效率。
高速背板總線：的背板總線技術采用高波特率和傳輸協議，以實現信號的快速處理。
通信：SIMATIC S7-1500帶有多達3個PROFINET接口。
其中，兩個端口具有相同的IP地址，適用于現場級通信；第三個端口具有獨立的IP地址，可集成到公司網絡中。
通過 PROFINET IRT，可定義響應時間并確保高度的設備性能。
集成：無需親臨現場，即可通過Internet瀏覽器隨時查看CPU狀態。過程變量以圖形化方式進行顯示，同時用戶還可以自定義網頁，這些都極大地簡化了信息的采集操作。
西門子S7-1500優勢一:
它的外觀設計更人性化，選用時更容易被工程現場人員所接受。S7-1500模塊大小比S7-300稍大，機架類似于S7-300，前連接器安裝時具有接線位置，并提供專門的電源元件和屏蔽支架及線卡，使接線更方便，可靠性更高；尤其讓工程人員心動的是CPU上配置有LED顯示屏，可方便顯示CPU狀態和故障信息等。
西門子S7-1500優勢二:
從硬件方面來說，S7-1500PLC的處理速度更快，聯網能力更強，診斷能力和性更高，不僅可節省成本，提高生產效率，而且可靠，維護簡單方便，真正成為工廠客戶和現場維護人員的控制器。例如，相對于S7-300/400，S7-1500 PLC采用的背板總線技術，采用高波特率和高傳輸協議，使其信號處理速度更快；S7-1500所有CPU集成1-3個PROFINET接口，可實現低成本快速組態現場級通信和公司網絡通信，而S7-300/400PLC只有個別型號CPU才集成有PROFINET接口；S7-1500 PLC的模塊集成有診斷功能，診斷級別為通道級，無需進行額外編程，當發生故障時，可快速準確地識別受影響的通道，減少停機時間，這是S7-300/400PLC所的。
西門子S7-1500優勢三：
S7-1500PLC的組態和編程效率更高，信息采集和查看更方便，這也是工程設計人員的福音。由于S7-1500PLC是無縫集成到TIA博途軟件中，無論是硬件組態、網絡連接和上位組態，還是軟件編程，其操作均簡單快捷。而S7-300、S7-400PLC專用組態編程軟件為經典STEP7，上位組態軟件為WinCC，相對于TIA博途軟件，某些操作顯得繁瑣（例如對于各個程序塊需要每個單獨存盤，當有語法錯誤時，則無法執行保存操作）。對于S7-1500，可通過Internet瀏覽器、內置CPU顯示屏、TIA博途和HMI設備隨時查看CPU狀態、過程變量和故障信息等，而對于S7-300/400 PLC，則沒有CPU顯示屏，信息采集和查看也沒有S7-1500PLC方便。
西門子S7-1500優勢四：
相對于西門子S7-300、S7400PLC，西門子S7-1500PLC支持的數據類型更廣泛。S7-1500PLC的基本數據類型的長度到64位，而S7-300/400 PLC支持的基本數據類型長度為32位；S7-1500PLC支持Pointer、Any和Variant三種類型指針，S7-300/400PLC只支持前兩種。這些特點，均使S7-1500PLC的編程更加靈活。
西門子S7-1500優勢五：
S7-1500 PLC無需使用其它模塊即可實現運動控制功能。通過PLCopen 技術，控制器可使用標準組件連接支持PROFIdrive 的各種驅動裝置；此外，S7-1500 PLC還支持所有CPU 變量的TRACE 功能，提高了調試效率，優化了驅動和控制器的性能。
相對于S7-300和S7-400PLC，西門子S7-1500功能更加強大，相信在未來的發展中可以得到更廣泛的應用。
西門子電纜6ES7902-3AG00-0AA0
WinCCV7.4使用CP5612通訊卡通過PROFIBUS連接PLC
前提條件：
I) 在安裝有WINCC的計算機上安裝CP5612通訊板卡.
II) 將所要連接的PLC的端口設置為PROFIBUS通訊協議，對于MPI/DP類型的端口尤其重要。
4.1 STEP 7硬件組態
使用STEP 7軟件組態PLC的硬件信息，將相應的板卡在Hardware進行硬件組態，選擇將要連接WINCC的對應端口，如果其類型為MPI/DP，則需要將端口為PROFIBUS，如下圖4-1所示：
其中，Interface中的參數Networked(已連網)必須設置為Yes。
圖4-1
點擊上圖所示的Properties…按鈕，如下圖所示：
圖4-2
設置PROFIBUS端口的地址為2。
點擊New按鈕，在Subnet下新建一個PROFIBUS網絡，在彈出的對話框中設置參數，如圖4-3所示。其中重要參數如下：
Highest PROFIBUS Address：
指整個PROFIBUS網絡中的*的站點地址，默認為126，可作修改。
Transmission Rate：
PROFIBUS網絡的通訊速率，整個網絡中所有站點的通訊波特率必須一致。
Profile：
具體的傳輸協議的設置，這里設置為DP。
圖4-3
4.2 設置Set PG/PC Interface
進入Windows操作系統下的控制面板，雙擊Set PG/PC Interface圖標，
在Access Point of the Application:的下拉列表中選擇S7ONLINE ( STEP7 )；在Interface Parameter Assignment :的列表中，點擊CP5611.PROFIBUS.1；
確認后在Access Point of the Application:的下拉列表中顯示為：
S7ONLINE ( STEP7 ) à CP5611.PROFIBUS.1，如圖4-4所示。
圖4-4
設置CP卡的通訊參數,點擊Properties…按鈕，彈出Properties-參數，如圖4-5所示。重要的參數說明如下。
Address:
CP卡的PROFIBUS地址
Transmission Rate:
PROFIBUS網絡的傳輸速率，必須和實際連接PLC的PROFIBUS端口的傳輸速率相同；
Highest Station Address:
PROFIBUS網絡的*站地址，必須和PLC的PROFIBUS網絡參數設置相同；
Profile:
設置具體通訊協議，這里使用DP。
圖4-5
診斷PROFIBUS網絡，點擊Diagnostic…按鈕，進入診斷對話框。如下圖所示，Test按鈕點擊后，顯示OK表示CP卡工作正常。點擊Read按鈕后，將顯示所有接入PROFIBUS網絡中的設備的站地址，如果只能讀到CP卡自己的站地址，此時，請查看PROFIBUS網絡和硬件連接設置，只有成功讀取到CPU的站點地址，才能進行以下的步驟設置，否則不可能建立通訊，如圖4-6所示。
圖4-6
4.3 添加驅動程序和設置系統參數
打開WINCC工程在Tag Management-->SIMATIC S7 PROTOCOL SUITE->PROFIBUS
右鍵單擊PROFIBUS，在彈出菜單中點擊“系統參數”，如圖4-7所示。
圖4-7
彈出System Parameter- PROFIBUS對話框，選擇Unit標簽，
設置Logic device name（邏輯設備名稱）：S7ONLINE，如圖4-8所示。
圖4-8
4.4 添加通道與連接設置
添加驅動連接，設置參數。打開WINCC工程在Tag Management-->SIMATIC S7 PROTOCOL SUITE->PROFIBUS，右鍵單擊PROFIBUS，在下拉菜單中，點擊“新建連接”，如圖4-9所示：
圖4-9
在握手圖標后面輸入連接的名稱。
在連接名稱上右鍵點擊“連接參數”；
彈出Connection Parameter-PROFIBUS屬性對話框，填入參數，如圖4-10所示：
圖4-10
重要的參數如下所示：
Station Address：PROFIBUS端口地址，必須與圖4-2中地址相同；
Rack Number：CPU所處機架號，除特殊復雜使用的情況下，一般填入0；
Slot Number：CPU所處的槽號。
注意：
如果使用S7-300的PLC，那么該參數為2；
如果是S7-400的PLC，那么要根據STEP7項目中的Hardware軟件查看CPU插在第幾號槽內，不能根據經驗和物理安裝位置來隨便填寫，可能的參數為2、3、4（主要是依據電源的大小來決定）否則通訊不能建立。
最后點擊確認，則通訊參數的設置已完成。
WinCC V7.4連接測試與通訊診斷
使用WinCC工具中的通道診斷程序WinCC Channel Diagnosis即可測試通訊是否建立。注意：此時PLC必須處于運行狀態，老版本的PLC必須處于RUN-P或者RUN狀態，WinCC必須激活運行。
根據圖5-1所示的位置，打開通道診斷工具，檢測通訊是否成功建立。
圖5-1
圖5-2
WinCC V7.4同時使用多個驅動通信
如果在一個WinCC項目中同時使用多種驅動進行通訊，因為通訊接口和參數不同，在“系統參數”中就不能將Logic device name（邏輯設備名稱）都設置為S7ONLINE。簡單的做法就是，可以將實際通訊板卡的名稱直接設置為Logic device name（邏輯設備名稱）。
6.1 TCP/IP連接
圖6-1為設置實際TCP/IP通訊網卡名稱的兩種常見格式。
一定不能選擇.Auto.1的網卡。
圖6-1
6.2 Industrial Ethernet連接
圖6-2為設置實際ISO通訊網卡名稱的兩種常見格式。
圖6-2
6.3 MPI連接
圖6-3
6.4 PROFIBUS連接
圖6-4
串口引腳定義及協議說明
串口通訊，又經常被稱為點對點通訊或者PtP通訊，是工業設備中的一種非常通用的通訊方式，常用于獲取相對遠程采集設備的數據。
串行通信，通常利用RS232C或者RS485電氣接口，實現ASCII碼或者Modbus通訊；其特點是通信線路簡單，成本較低，用于解決不同廠商產品之間節點少、數據量小、通訊速率低、實時性要求不高的場合，如過程儀表、變頻器、連接掃描儀、條碼閱讀器等帶有串行通訊接口的設備，CP卡加載通訊協議后，還可以和支持Modbus協議的現場儀表通訊。
為了實現設備相互通訊，通訊雙方的通訊接口和通訊協議要一致，最基本的串行通訊的數據幀格式和波特率也要匹配。
西門子串行通訊支持的數據幀格式：
- 起始位：1位；
- 數據位：7/8位；
- 校驗位：1位奇/偶校驗位，或者沒有校驗位；
- 停止位：1/2位。
凡是符合這些格式的串行通信設備，理論上都可以相互通信。
支持的通訊接口
常用的串行數據接口有:RS232C 和 RS485/422。RS-232C、RS-422/485 標準只對接口的電氣特性做出規定，而不涉及接插件、電纜或協議，在此基礎上用戶可以建立自己的高層通信協議。
注意： 接口和協議是兩個概念。
RS232C接口
RS-232C 是低速率的單端串行通訊，RS-232C 采取不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊。
1.RS232C 通訊接口特點
- RS-232采取不平衡傳輸方式，其收、發端的數據信號是相對于信號地，抗共模干擾能力差；
- 近距離通訊，*通信距離15m；
- 只能用于點對點（即一對收/發設備）通訊。
2. RS232C 接口定義
RS232C并未定義連接器的物理特性，不同類型的連接器引腳定義也各不相同，其中9針和25針的引腳定義對照，如圖 1 所示。
圖1 RS232C 串口管腳定義
*簡單且常用的是三線制接法，即Txd，Rxd和地線三根，如上圖中紅色（2，3）和紫色（5）三個針腳。
RS422/485 接口
RS-422/485 改進 RS-232 通信距離短、速率低的缺點。
1.RS422/485接口特點
- RS-422、RS-485與RS-232不一樣，數據信號采用差分傳輸方式，也稱作平衡傳輸；
- 平衡傳輸抗干擾能力更強，使傳輸距離更遠，通訊距離最長1200米；
- 可以連接多個設備，RS422總線可支持10個節點（單機發送、多機接收的單向傳輸），RS485可支持32個節點（多點、雙向通訊能力）；
- 網絡拓撲一般采用終端匹配的總線型結構，不支持星型或樹形；
- 傳輸距離超過50米，需要在兩端加終端電阻330歐姆（推薦用LIYCY電纜）；
2.RS422/485接口定義
RS422/485 的端口有9針、15針，CP340/341/440/441的接口是15針，如圖 2 所示。
圖2 RS422/485 串口管腳定義
常用支持協議
常用的協議類型
- ASCII 協議，又稱自由口
- Modbus 協議
ASCII 協議
ASCII 協議通過通訊處理器和通訊伙伴之間的點對點連接控制數據傳輸。
由于消息的結構*由用戶定義，用戶可以以 ASCII 協議為基礎開發自己的消息。在接收方只需要定義接收消息的結束方式，發送接收雙方協商一致。
ASCII 驅動程序允許發送和接收任何結構的數據（所有可打印的 ASCII 碼表字符符以及從 00 到 FFH [帶有 8 個數據位字符幀] 的所有其它字符或從 00 到 7FH [帶有 7 個數據位字符幀]的所有其它字符）。
ASCII協議適用于與支持串行通信的智能儀表、條形碼閱讀器、掃描儀、打印機等設備進行通訊。
MODBUS 協議
MODBUS RTU 通信協議是以主從的方式進行數據傳輸的，主動方發送請求，被動方響應請求，應答的方式。
在傳輸的過程中主站是主動方，即主站發送數據請求報文到從站；從站是被動方，即如果正常從站返回正常響應報文，如果故障從站返回異常響應報文，如圖 3 所示。
圖3 MODBUS 請求響應報文格式
MODBUS 系統中，數據交換需要通過功能代碼（Function Code）來控制的，具體分以下兩類。
有些功能碼是對位操作的，通信的用戶數據是以位為單位的：
- FC01讀輸出位的狀態；
- FC02讀輸入位的狀態；
- FC05寫單個輸出位；
- FC15寫多個輸出位。
有些功能碼是對16位寄存器操作的，通信的用戶數據是以字為單位的：
- FC03讀輸出寄存器；
- FC04讀輸入寄存器；
- FC06寫單個輸出寄存器；
- FC16寫多個輸出寄存器。
這些功能碼是對四個數據區位輸入、位輸出、寄存器輸入、寄存器輸出進行訪問的，如圖 4 所示。
圖4 訪問的數據區
Modbus地址由起始的數據類型代號和地址偏移量組成。功能碼決定對Modbus地址進行操作類型，其可根據需要傳輸的數據類型和個數來決定，如圖 5 所示。
圖5 MODBUS 地址對應關系
注意：在傳輸消息楨中，用戶使用的地址是0為基準，而對應的Modbus地址是1為基準，如FC16功能碼時以16進制的0000為起始地址，對應的寄存器是從40001開始。
MODBUS RTU 傳輸模式：消息楨中的每個8位分成2個4位16進制的字符。
每個字符幀格式（11位），如圖 6 所示。
圖6 字符幀格式
注意：如果無奇偶校驗位，停止位是2位。
消息幀格式，如圖 7 所示。
