西门子数字量模块EMDI08 安装调试

西门子S7-200 SMART模块
西门子PLC控制系统设计的几个步骤
（一）决定系统所需的动作及次序。
当使用可编程控制器时，重要的一环是决定系统所需的输入及输出。输入及输出要求：
(1) *步是设定系统输入及输出数目。
(2) 第二步是决定控制先后、各器件相应关系以及作出何种反应。
（二）对输入及输出器件编号
每一输入和输出，包括定时器、计数器、内置寄存器等都有一个一的对应编号，不能混用。
（三）画出梯形图。
根据控制系统的动作要求，画出梯形图。
（四）将梯形图转化为程序
把继电器梯形图转变为可编程控制器的编码，当完成梯形图以后，下一步是把它的编码编译成可编程控制器能识别的程序。
这种程序语言是由序号（即地址）、指令（控制语句）、器件号（即数据）组成。地址是控制语句及数据所存储或摆放的位置，指令告诉可编程控制器怎样利用器件作出相应的动作。
（五）在编程方式下用键盘输入程序。
（六）编程及设计控制程序。
（七）测试控制程序的错误并修改。
（八）保存完整的控制程序。
S7-200 SMART 软件在 V2.3 开始支持使用 USB-PPI （6ES7 901-3DB30-0XA0）电缆通过串行端口对所有型号的 CPU 进行编程。
不论是Modbus通信还是USS通信，在 S7-200 SMART CPU 通信口上实现的是 RS485 半双工通信，使用的是 S7-200 SMART 的自由口功能，以下说明以CPU Port0 自由口功能切换为例。
紧凑型 CRs CPU 模式切换方法
由于紧凑型 CRs CPU（CR20s、CR30s、CR40s 和 CR60s）无以太网端口，所以 RS485 端口为编程端口。因此，如果用户程序使用 RS485 端口作为自由端口，则会引起冲突。用户程序将RS485 端口用作自由端口时，STEP 7-Micro/WIN SMART V2.3 无法与CPU 通信。
功能强大的AS-Interface连接
接收指令支持几种结束消息的。结束消息的可以是以下一种或者几种的组合：
结束字符检测：结束字符是用于消息结束的任意字符。在找到起始条件之后，接收指令检 查每一个接收到的字符，并且判断它是否与结束字符匹配。如果接收到了结束字符，将其存入 消息缓冲区，接收结束。
通常，对于所有消息都使用同一字符作为结束的ASCII码协议，您可以使用结束字符检测。您可以使用结束字符检测与字符间定时器、消息定时器或者字符计数相结合来结束一条消息。
设置： ec = 1，SMB89/SMB189 = 结束字符
字符间定时器：字符间时间是从一个字符的结束(停止位)到下一个字符的结束(停止位)的时间。
如果两个字符之间的时间间隔(包括*二个字符)**过了SMW92或者SMW192中的毫秒数，接收消息功能结束。接收到每个字符后，字符间定时器重新启动。
当协议没有特定的消息结束字符时，您可以用字符间定时器来结束一条消息。由于定时器总是    包含接收一个完整字符(包括起始位、数据位、校验位和停止位)的时间，因而该时间值应设置为大于在波特率下传输一个字符的时间。
您可以使用字符间定时器与结束字符检测或者字符计数相结合，来结束一条消息。
设置：c/m = 0，tmr = 1，SMW92/SMW192 = **时(毫秒)
CPU有一些非常有用的功能：
从工程工作站通过网络更新固件实现更简单和快速的升级
通过一个系统功能实现额外的写保护（例如没有从PC器件下载到CPU）
通过读取存储卡的序列号获得保护，因此，保证了程序只与特定的存储卡一起运行
集成的路由功能允许在不同总线系统和网络访问数据记录，例如控制级PC可以通过S7 -400控制器与连接在PROFINET或者PROFIBUS接口上的现场设备进行通讯。
信号变换中的数学问题
信号的变换需要经过以下过程：物理量－传感器信号－标准电信号－A/D转换－数值显示。
声明：为简单起见，我们在此讨论的是线性的信号变换。同时略过传感器的信号变换过程。
假定物理量为A，范围即为A0－Am，实时物理量为X；标准电信号是B0－Bm，实时电信号为Y；A/D转换数值为C0-Cm，实时数值为Z。
如此，B0对应于A0，Bm对应于Am，Y对应于X，及Y=f(X)。由于是线性关系，得出方程式为Y=(Bm-B0)*(X-A0)/(Am-A0)+B0。又由于是线性关系，经过A/D转换后的数学方程Z=f(X)可以表示为Z=(Cm-C0)*(X-A0)/(Am-A0)+C0。那么就很容易得出逆变换的数学方程为X=(Am-A0)*(Z-C0)/(Cm-C0)+A0。方程中计算出来的X就可以在显示器上直接表达为被检测的物理量。
5、PLC中逆变换的计算方法
以S7-200和4－20mA为例，经A/D转换后，我们得到的数值是6400－32000，及C0=6400，Cm=32000。于是，X=(Am-A0)*(Z-6400)/(32000-6400)+A0。
例如某温度传感器和变送器检测的是-10－60℃，用上述的方程表达为X=70*(Z-6400)/25600-10。经过PLC的数算指令计算后，HMI可以从结果寄存器中读取并直接显示为工程量。
用同样的原理，我们可以在HMI上输入工程量，然后由软件转换成控制系统使用的标准化数值。
在S7-200中，(Z-6400)/25600的计算结果是非常重要的数值。这是一个0－1.0（100）的实数，可以直接送到PID指令（不是指令向导）的检测值输入端。PID指令输出的也是0－1.0的实数，通过前面的计算式的反计算，可以转换成6400－32000，送到D/A端口变成4－20mA输出。
主要特点
•**数据记录用记忆卡，配方管理，STEP7-Micro/WIN的项目节约，以及各种格式的文件存储
•PID自动调谐功能
•用于扩展通讯选项的2个内置串口，例如：与其它制造商的设备配套使用（CPU224XP,CPU226）
•具有内置模拟输入/输出的CPU224XP
实时响应
的技术直至更后的细节确保我们的CPU发挥**的实时响应率：
•4个或6个立的硬件计数器，每个30kHz，带有CPU224XP的2x200kHz，例如：通过增量编码器或者高速记录过程事件的路径监测
•4个立的报警输入，输入滤波时间0.2毫秒至程序起动－更大过程安全
•对应用程序快速事件大于0.2ms信号的脉冲捕捉功能
•2个脉冲输出，每个20kHz，或者具有脉冲宽度调制和脉冲无脉冲设**的CPU224XP的2x100kHz－例如：用于控制步进电机
•2个定时中断，在1ms处开始，以1ms的增量进行调节－用于迅速变化过程的无扰控制
•快速模拟输入－具有25μs的信号转换，12位分辨率

西门子PLC系列S7-200 smart是西门子PLC S7-200的加强版，与S7-200相比，它在性能上，硬件配置和软件组态方面都有提高，也得到了用户的广泛认可。在实际的工程项目中，客户越来越多地选择S7-200 smart系列PLC，并且在各个工程项目现场S7-200 smart都有良好的表现。在自动化控制系统的通讯过程中，有时会用到USS通信功能。本文下面将针对西门子PLC S7-200 smart的USS通信功能做一个详细说明，供用户在系统设计及调试时进行参考。
二、西门子PLC系列S7-200 smart系列USS通信
西门子PLC S7-200 smart CPU本体集成的RS485通信口可以实现USS通讯。它的功能特点如下：
1. USS (Universal Serial Interface, 即通用串行通信接口) 是西门子专为驱动装置开发的通信协议，多年来也经历了一个不断发展、完善的过程。*初 USS 用于对驱动装置进行参数化操作，即更多地面向参数设置。在驱动装置和操作面板、调试软件的连接中得到广泛的应用。近来 USS 因其协议简单、硬件要求较低，也越来越多地用于和控制器的通信，实现一般水平的通信控制。
2. 需要用户注意的是，USS 提供了一种低成本的，比较简易的通信控制途径，由于其本身的设计，USS 不能用在对通信速率和数据传输量有较高要求的场合。在这些对通信要求高的场合，应当选择实时性更好的通信方式，如 PROFIBUS-DP 等。在进行系统设计时，必须考虑到 USS 的这一局限性。
3. 举例说明，如果在一些速度同步要求比较高的应用场合，对十几甚至数十台变频器采用 USS 通信控制，其效果可能会不太理想。
4. USS 协议的基本特点如下：
（1）支持多点通信（因而可以应用在 RS 485 等网络上）
（2）采用单主站的“主－从”访问机制
（3）一个网络上*多可以有 32 个节点（*多 31 个从站）
（4）简单可靠的报文格式，使数据传输灵活
（5）容易实现，成本较低
5. USS 的工作机制是，通信总是由主站发起，USS 主站不断循环轮询各个从站，从站根据收到的指令，决定是否、以及如何响应。从站不会主动发送数据。从站在以下条件满足时应答：接收到的主站报文没有错误，并且本从站在接收到主站报文中被寻址上述条件不满足，或者主站发出的是广播报文，从站不会做任何响应。对于主站来说，从站必须在接收到主站报文之后的一定时间内发回响应。否则主站将视为出错。
西门子PLC程序优化方法
1,没必要共享信号时,放置在同一网络里的多条指令,会产生额外的进出栈操作(具体可以转成STL来分析),而且如果不是逻辑要求,应避免横向串联,这样至少可以减少一个“与”指令。好处仅仅是放在一个网络里,感觉紧凑一点。
2,合理使用立即IO指令(尽量减少使用)节约PLC处理立即指令的转换时间。
3,计算中尽量使用计算结果存储器,而不用过渡存储器。
4,可以用“字”的时候尽量避免用“双字”,可以用整数时,尽量避免用实数。
5,尽量避免数据类型转换,不得不用时,尽量用AC存放中间变量,减少转换次数。或者编程时先预留出存储空间,比如：用VW2存整数时,VW0空出不用,就可以直接以VD0的形式来进行访问VW2中的数据;
6,减少非必要网络扫描,把可以设条件执行的网络(特别是AIW,AQW),归类到子程序中作条件调用(例如定时中断);
7,在保证工艺要求前提下,适当减小发生中断的频率;

SIMATIC S7工业软件
西门子的工业软件分为三个不同的种类：
（1）编程和工程工具  编程和工程工具包括所有基于PLC或PC用于编程、组态、模拟和维护等控制所需的工具。STEP 7标准软件包SIMATIC S7是用于S7-300/400，C7 PLC和SIMATIC WinAC基于PC控制产品的组态编程和维护的项目管理工具，STEP 7-Micro/WIN是在Windows平台上运行的S7-200系列PLC的编程、在线仿真软件。
（2）基于PC的控制软件  基于PC的控制系统WinAC允许使用个人计算机作为可编程序控制器（PLC）运行用户的程序，运行在安装了Windows NT4.0操作系统的SIMATIC工控机或其它任何商用机。WinAC提供两种PLC，一种是软件PLC，在用户计算机上作为视窗任务运行。另一种是插槽PLC（在用户计算机上安装一个PC卡），它具有硬件PLC的全部功能。WinAC与SIMATIC S7系列处理器完全兼容，其编程采用统一的SIMATIC编程工具（如STEP 7），编制的程序既可运行在WinAC上，也可运行在S7系列处理器上。
（3）人机界面软件  人机界面软件为用户自动化项目提供人机界面（HMI）或SCADA系统，支持大范围的平台。人机界面软件有两种，一种是应用于机器级的ProTool，另一种是应用于级的WinCC。
ProTool适用于大部分HMI硬件的组态，从操作员面板到标准PC都可以用集成在STEP 7中的ProTool有效地完成组态。ProTool/lite用于文本显示的组态，如：OP3，OP7，OP17，TD17等。ProTool/Pro用于组态标准PC和所有西门子HMI产品，ProTool/Pro不只是组态软件，其运行版也用于Windows平台的系统。
WinCC是一个真正开放的，面向与数据采集的SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）软件，可在任何标准PC上运行。WinCC操作简单，系统可靠性高，与STEP 7功能集成，可直接进入PLC的硬件故障系统，节省项目开发时间。它的设计适合于广泛的应用，可以连接到已存在的自动化环境中，有大量的通信接口和全面的过程信息和数据处理能力，其 的WinCC5.0支持在办公室通过IE浏览器动态生产过程。
PDU的寻址方式也在Modbus应用层协议中作出了具体的定义。在ModbusPDU中每一个数据都赋予从0~65535中的一个值作为该数据的地址。而在Modbus数据模型中，每一种数据类型块中的数据单元都定义了一个从1到n(设备容量决定)的值作为其地址。
Modbus数据模型要与符合IEC-61131标准的实际设备内存或者其他模型对应起来，这方面的映射关系是由设备生产厂家制定的。图二给出了Modbus寻址模型，设备内存中的四种数据模式的组织方式是由厂家决定的。由图2可知，一个ModbusPDU地址所对应的Modbus数据模型地址为该PDU地址加1。
2.2Modbus通信实现方式
要实现设备间的通信，需要将Modbus应用层协议嵌入到ISO/OSI参考模型中的低层协议中。现行的通信方式有三种:
(1)通过串行链路实现的异步数据传输(Modbus-RTUandModbus-ASCII)，又称标准Modbus通信;
(2)高速令牌环信(Modbus-Plus);
(3)基于TCP/IP的客户/服务器结构通信(Modbus-TCP)。
表2给出这三种通信方式与ISO/OSI参考模型的比较。

构成系统
PROFIBUS-DP允许构成单主站或多主站系统。在同一总线上*多可连接126个站点。系统配置的描述包括：站数．站地址．输入/输出地址．输入/输出数据格式．诊断信息格式及所使用的总线参数。每个PROFIBUS-DP系统可包括以下三种不同类型设备：
① 上等DP主站（DPM1）：上等DP主站是控制器，它在预定的周期内与分散的站（如DP从站）交换信息。典型的DPM1如PLC或PC。
②二级DP主站（DPM2）：二级DP主站是编程器．组态设备或操作面板，在DP系统组态操作时使用，完成系统操作和监视目的。
③ DP从站：DP从站是进行输入和输出信息采集和发送的设备（I/O设备．驱动器．HMI．阀门等）。
④单主站系统：在总线系统的运行阶段，只有一个活动主站。
⑤ 多主站系统：总线上连有多个主站。这些主站与各自从站构成相互立的子系统。每个子系统包括一个DPMI．的若干从站及可能的DPM2设备。任何一个主站均可读取DP从站的输入/输出映象，但只有一个DP主站允许对DP从站写入数据。
系统行为
系统行为主要取决于DPM1的操作状态，这此状态由本地或总线的配置设备所控制。主要有以下三种状态：
·停止：在这种状态下，DPM1和DP从站之间没有数据传输。
·：在这种状态下，DPM1读取DP从站的输入信息并使输出信息保持在故障状态。
·运行：在这种状态下，DPM1处于数据传输阶段，循环数据通信时，DPM1从DP站读取输入信息并向从站写入输出信息。
①DPM1设备在一个预先设定的时间间隔内，以有选择的广播方式将其本地状态周期性地发送到每一个有关的DP从站。
② 如果在DPM1的数据传输阶段中发生错误，DPM1将所有有关的DP从站的输出数据立即转入状态，而DP从站将不在发送用户数据。在次之后,DPM1转入状态。
循环数据
DPM1和相关DP从站之间的用户数据传输是由DPM1按照确定的递归顺序自动进行。在对总线系统进行组态时，用户对DP从站与DPM1的关系作出规定，确定哪些DP从站被纳入信息交换的循环周期，哪些被排斥在外。
DMP1和DP从站之间的数据传送分三个阶段：参数设定．组态．数据交换。在参数设定阶段，每个从站将自己的实际组态数据与从DPM1接受到的组态数据进行比较。只有当实际数据与所需的组态数据相匹配时，DP从站才进入用户数据传输阶段。因此，设备类型．数据格式．长度以及输入输出数量必须与实际组态一致。
电缆敷设
采用 RS485 和 IEC 61158-2 传输协议的总线网段通过网段耦合器/链接器进行链接。西门子S7-200SMART模拟量输入/输出模块EM AM06 性能可靠，接线方便： I/O 信号是通过统一的 40 针前连接器来连接的。 信号模块和前连接器之间具**械编码，可防止因意外的错误插入而对电路造成破坏。 为了对前连接器进行简单接线，可将该连接器置于“预接线位置”。 在此位置上，插头尚未与模块电路接触。 此位置还可用于在运行过程中进行改动。 用户可借助于前盖内侧的一个印制电缆连接图进行连接。 前连接器作为带螺钉型端子或推入式端子的型号提供。 两个型号都可以连接线芯截面积为 0.252 ~ 1.5 mm2（AWG 24 ~ AWG 16）的导线。 另外，数字量信号模块可通过 TOP Connect 进行系统接线。 通过 TOP Connect，可以快速而清晰地连接到现场的传感器和执行器，并可在控制柜中进行简便接线。 对于模拟量模块，可以直接在模块上进行屏蔽；随模块提供了一个屏蔽连接套件，*工具即可进行安装。 德国品质轻松拥有以太互联，经济便捷CPU 模块本体多集成3 路高速脉冲输出，频率高达100 kHz，支持PWM/PTO输出方式以及多种运动模式，可自由设置运动包络。配以方便易用的向导设置功能，快速实现设备调速、定位等功能。软件友好，编程SIMATIC S7-200 SMART 可编程控制器，SIMATIC SMART LINE 触摸屏和SINAMICS V20 变频器整合，为OEM 客户带来高性价比的小型自动化解决方案，满足客户对于人机交互、控制、驱动等功能的需求。制造的灵活性。这样就可以实现机器制造成本的进一步优化。间。 2012 年 3 月 15 日，西门子工业自动化产品成都生产及研发基地在成都开工建设，这是西门子在中国设立的大的现代化数字工厂，它具备高度自动化水平并满足严格的环保要求。工厂计划于 2013 年竣工投产。该项目位于成都高新区西部园区，总建筑面积将近 4 万平方米。新的工厂能为当地新增就业岗位 1000 余个。通过总线电缆外皮和 SpliTConnect 系统的接地端子，可实现系统范围内的接地方案。
SIMATIC S7-200SMART PLC
随着西门子的代理商和主要客户们近期陆续收到一封《关于S7-200CN退市规划的预通知》，我们忽然意识到原来这款曾**工业领域的SIMATIC S7-200CN PLC即将退出世界舞台。
曾想SIMATIC S7-200CN自2005年上市以来，十余年业绩表现一直不俗，带领西门子在小型PLC市场排名一路攀升，并稳居地位。而就在不就的将来，SIMATIC S7-200CN即将马上被新的产品所取代。 青出于蓝而胜于蓝  工业品的更新换代虽然没有电子产品那么快，但为了让用户用上性能更优异、功能更与时俱进的产品，就像iPhone不断的更新迭代，老产品退市、新产品取而代之也是“兵家常事”。   作为SIMATIC S7-200CN**产品的“继任者”，自然继承了SIMATIC S7-200CN的优势，也必然在原**产品基础上体现了他到的“魅力”。   继承者诞生啦：“SIMATIC S7-200 SMART PLC”  对于“SIMATIC S7-200 SMART PLC”这款于2012年推向市场的小型PLC产品，很多客户也并不陌生，在其问世4年来凭借优异的性能和稳定可靠的品质，在市场上备受**，在各个行业得到广泛应用。作为S7-200CN的升级替代产品，SIMATIC S7-200 SMART PLC表现出了**高的人气。 SIMATIC S7-200 SMART 亮点
是西门子工业自动化和驱动集团核心分销商一级代理商及系统集成商
1.机型丰富，更多选择  提供多类型、I/O点数丰富的CPU模块，单体I/O点数高可达60点，可满足大部分小型自动化设备的控制需求。CPU模块配备标准型和经济型供用户选择，产品配置更加灵活，大限度的控制成本。 2.选件扩展，定制  新颖的信号板设计可扩展通信端口、数字量通道、模拟量通道、时钟保持功能。在不额外占用电控柜空间的前提下，信号板扩展能更加贴合用户的实际配置，提升产品的利用率，同时降低用户的扩展成本。 3.高速芯片，性能  配备西门子高速处理器芯片，基本指令执行时间可达0.15μs，在同级别小型PLC中。 4.以太互联，经济便捷  CPU模块本体标配以太网接口，集成了强大的以太信功能。通过一根普通的网线即可将程序下载到PLC中，*编程电缆 。通过以太网接口还可与其他CPU模块、触摸屏、计算机进行通信，轻松组网。 5.三轴脉冲，运动自如   CPU模块本体多集成3路高速脉冲输出，频率高达100kHz，支持PWM/PTO输出方式以及多种运动模式，可自由设置运动包络。配以方便易用的向导设置功能，快速实现设备调速，定位等功能。 6.通用SD卡，快速更新  CPU本体集成Micro SD卡插槽，使用市面上通用的Micro SD卡即可实现程序
是西门子工业自动化和驱动集团核心分销商一级代理商及系统集成商
的更新和PLC固件升级，操作步骤简单，较大地方便了客户对终用户的远程服务支持，也省去了因PLC固件升级返厂服务的不便。 7.软件友好，编程  在继承西门子编程软件强大功能的基础上，融入了更多的人性化设计，如新颖的带状式菜单，全移动式界面窗口，方便的程序注释功能，强大的密码保护等。在体验强大功能的同时，大幅提高开发效率，缩短产品上市时间。 8.整合，无缝集成  SIMATIC S7-200 SMART可编程控制器，SMART LINE触摸屏， SINAMICS V90
伺服系统和SINAMICS V20变频器整合，为OEM客户带来高性价比的小型自动化解决方案，满足客户对于自动控制、人机交互、伺服定位、变频调速的需求。
用s7-200程序转换成S7-200smartS7-200SMART PLC   CPUST20的特点： 1、I/O点数为12输入/8输出 2、大可以扩展6个模块  3、具有12KB的程序存储器容量，8KB的数据存储器。  4、支持4路高速脉冲输入，4路单相脉冲频率可以达到200KHZ，2路双相正交脉冲信号输入，输入脉冲频率大为100KHZ  5、支持2路高速脉冲输出，输出频率大为100KHZ
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