西门子控制器模块CPUST60 量大从优

全新的S7-200 SMART 带来两种不同类型的CPU 模块，标准型和经济型，满足不**业、不同客户、不同设备的各种需求。 标准型作为可扩展CPU 模块，可满足对I/O规模有较大需求，逻辑控制较为复杂的应用；而经济型CPU 模块直接通过单机本体满足相对简单的控制需求。
S7-200 SMART
S7-200 SMART家族提供各种各样的模块以扩展CPU的性能。通过扩展模块，您可以很容易的扩展控制器的本地I/O，以满足您的应用需求。我们分别提供了数字/模拟模块以提供额外的数字/模拟 I/O通道。
S7-200 SMART-扩展模块
提供不同类型、I/O点数丰富的CPU模块，单体I/O点数可达60点，可满足大部分小型自动化设备的控制需求。另外，CPU模块配备标准型和经济型供用户选择，对于不同的应用需求，产品配置更加灵活，限度的控制成本。
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、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。
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中遥遥。一颗强有力的“芯”，能让您在应对繁琐的程序逻辑，复杂的工艺要求时表现的从容不迫。
CPU模块本体标配以太网接口，集成了强大的以太信功能。一根普通的网线即可将程序下载到PLC中，方便快捷，省去了编程电缆。通过以太网接口还可与其他CPU模块、触摸屏、计算机进行通讯，轻松组网。
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。
本机继承Micro SD卡插槽，使用市面上通用的Micro SD卡即可实现程序的更新和PLC固件升级，较大地方便了客户对***终用户的服务支持，也省去了因PLC固件升级返厂服务的不便。
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。
西门子6ES7288-1SR20-0AA0
S7-200 SMART CPU 模块本体集成1 个以太网接口和1 个RS485 接口，通过扩展CM01 信号板，其通信端口数量多可增至3 个。可满足小型自动化设备连接触摸屏、变频器等第三方设备的众多需求。
以太信
所有CPU 模块标配以太网接口，支持西门子S7 协议、TCP/IP 协议、有效支持多种终端连接：
可作为程序下载端口（使用普通网线即可）
与SMART LINE HMI 进行通信
通过交换机与多台以太网设备进行通信，实现数据的快速交互
多支持4 个设备通信
串口通信
S7-200 SMART CPU 模块均集成1 个RS485 接口，可以与变频器、触摸屏等第三方设备通信。如果需要额外的串口，可通过扩展CM01 信号板来实现，信号板支持RS232/RS485 自由转换，多支持4 个设备。串口支持下列协议：
Modbus-RTU
PPI
USS
自由口通信
与上位机的通信
通过PC Access，操作人员可以轻松通过上位机读取S7-200 SMART 的数据，从而实现设备或者进行数据存档管理。
（PC Access 是为S7-200 系列PLC 开发的OPC 服务器协议，用于小型PLC 与上位机交互的OPC 软件）
运动控制
三轴 100 kHz 高速脉冲输出，实现定位.
运动控制基本功能
标准型晶体管输出CPU 模块，ST40/ST60 提供3 轴100 kHz 高速脉冲输出，支持PWM（脉宽调制）和PTO 脉冲输出
在PWM 方式中，输出脉冲的周期是固定的，脉冲的宽度或占空比由程序来调节，可以调节电机速度、阀门开度等
在PTO 方式（运动控制）中，输出脉冲可以组态为多种工作模式，包括自动寻找原点，可实现对步进电机或伺服电机的控制，达到调速和定位的目的
CPU 本体上的Q0.0，Q0.1 和Q0.3 可组态为PWM 输出或高速脉冲输出，均可通过向导设置完成上述功能
PWM 和运动控制向导设置
为了简化您应用程序中位控功能的使用，STEP 7- Micro/WINSMART 提供的位控向导可以帮助您在几分钟内全部完成PWM、PTO 的组态。该向导可以生成位控指令，您可以用这些指令在您的应用程序中对速度和位置进行动态控制。
PWM 向导设置根据用户选择的PWM 脉冲个数， 生成相应的PWMx_RUN 子程序框架用于编辑
运动控制向导多提供3 轴脉冲输出的设置，脉冲输出速度从20 Hz 到100 kHz 可调
电阻小的物质称为电导体，简称导体。电阻大的物质称为电绝缘体，简称绝缘体。 应小于屏蔽层电阻的1／10。  交流输出线和直流输出线不要用同一根电缆  电缆是一种用以传输电能信息和实现电磁能转换的线材产品。既有导体和绝缘层，有时还加有防止水份侵入的严密内护层，或还加机械强度大的外护层，结构较为复杂，截面积较大的产品叫做电缆。 ，输出线应尽量远离高压线和动力线，避免并行。  (3)I／O端的接线  输入接线：输入接线一般不要太长。但如果环境***较小，电压降不大时，输入接线可适当长些；输入／输出线不能用同一根电缆，输入／输出线要分开；尽可能采用常开触点形式连接到输入端，使编制的梯形图与继电器原理图一致，便于阅读。  输出连接：输出端接线分为立输出和公共输出。在不同组中，可采用不同类型和电压等级的输出电压，但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。由于PLC的输出元件被封装在印制电路板上，并且连接至端子  端子通常指由铜材等冲制而成的连接器接触件。
端子是连接电气线路的常用元件，主要在器件与组件、组件与机柜、系统与子系统之间起电连接和***传递的作用，并且尽量保持系统与系统之间不发生***失真和能量损失的变化. 板，若将连接输出元件的负载短路，将烧毁印制电路板。采用继电器输出时，所承受的电感性负载的大小，会影响到继电器的使用寿命，因此，使用电感性负载时应合理选择，或加隔离继电器。PLC的输出负载可能产生***，因此要采取措施加以控制，如直流输出的续流管保护，交流输出的阻容吸收电路，晶体管  晶体管是由三层杂质半导体构成的器件，有三个电极，所以又称为半导体三极管，晶体三极管等，可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、***调制和许多其它功能。  晶闸管（Thyristor）是晶体闸流管的简称，又可称做可控硅整流器，以前被简称为可控硅；1957年美国通用电器公司开发出 ** 上款晶闸管产品，并于1958年将其商业化；晶闸管是PNPN四层半导体结构，它有三个较：阳极，阴极和门较; 晶闸管具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。

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。

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

客户程序执行阶段在客户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序顺序地扫描客户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点产生的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点产生的控制线路进行逻辑运算，然后按照逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是不是要执行该梯形图所规定的功能指令。即，在客户程序执行流程中，仅有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生改变，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生改变，并且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。
(三) 输出刷新阶段
当扫描客户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新全部的输出锁存电路，再经输出电路推动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。
比较下二个程序的异同：
这两段程序执行的结果完全一样，但在PLC中执行的流程却不同。
※ 程序1只用一次扫描周期，就可完成对%M4的刷新；
※ 程序2要用四次扫描周期，才能完成对%M4的刷新。
这两个例子说明：相同的若干条梯形图，其排列次序不同，执行的结果也不一样。另外，也可看到：采用扫描客户程序的运行结果与继电器控制装置的硬逻辑并行运行的结果有所区分。当然，如果扫描周期所占用的时间对整个运行来讲可以忽略，那么二者之间就没有什么区分了。
通常情况下，PLC的扫描周期包括自诊断、通讯等，如下图所示，即一个扫描周期相当于自诊断、通讯、输入采样、客户程序执行、输出刷新等所有时间的总和。
二. PLC的I/O响应时间
为了提高PLC的抗干扰能力，提高其可*性，PLC的每个开关量输入端都采用光电隔离等技术。
为了可实现继电器控制线路的硬逻辑并行控制，PLC使用了不同于一般微型电脑的运行方法(扫描技术)。
以上两个主要原因，导致PLC得I/O响应比一般微型电脑产生的工业控制系统满的多，其响应时间少相当于一个扫描周期，一般均**一个扫描周期甚至更长。
所谓I/O响应时间指从PLC的某一输入信号变化开始到系统相关输出端信号的改变所需的时间。其短的I/O响应时间与长的I/O响应时间如图所示
SIEMENS PLC在的产品，按照规模和性能的大小，主要包括 S7-200 S7-300 和S7-400三种，下面就简单简介一下该三种产品的一些特性。
针对低性能需求的摸块化小控制系统，它多可有7个模块的扩展能力，在模块中集成背板总线，它的网络连接有RS-485通讯接口和Profibus两类，可通过编程器PG访问所有模块，带有电源、CPU和I/O的一体化单元设备。
其中的扩展模块（EM）有以下类别：数字量输入模块（DI）——24VDC 和 120/230VAC；数字量输出（DO）——24VDC 和 继电器；模拟量输入模块（AI）——电压、电流、电阻和热电偶；模拟量输出模块——电压和电流。  还有一个比较的模块-通讯处理器（CP）——该块的功能是可以把S7-200作为主站连接到AS-接口（传感器和执行器接口），经过AS-接口的从站可以控制多达248个设备，如此就能显著的扩展S7-200的输入和输出点数。
功能
在标准化环境中，通过编程器/PC 的串行接口并使用西门子的 USS 协议对西门子变频器进行调试、参数设置和诊断
可在 Windows 操作系统 Windows 2000/XP/7 和 Windows 2003/2008 Server 中运行
使用 RS-232/RS-485 协议并通过编程器/PC 的串行 COM 接口以及 OPC，在编程器/PC 与变频器之间进行数据传输
可以在线（与变频器连接）和离线（不与变频器连接，例如，在办公环境中）进行参数设置
管理参数组（上传、下载、比较、打印）
在屏幕提示下，对 MASTERDRIVES VC 和 MC 设备以及 SIMOREGDC-Master 进行图形化调试
可方便地读出内部状态变量（使用跟踪功能进行记录）并以数字式存储示波器上的显示方式进行显示
可为 MASTERDRIVES 系列的选件卡（如 PROFIBUS 板 CBP2）下载固件
MASTERDRIVESMC 的图形化在线诊断画面用于组态速度控制器、位置控制器、基本定位 (EPOS) 和同步操作
S7-200 SMART PLC可以支持普通的商用 micro SD卡，可以支持4G，8G，16G ,32G其主要有以下三个作用：
（1）对PLC进行初始化设置
（2）对PLC进行程序的传输
（3）实现PLC的固件升级
一、对PLC进行初始化（复位）
步骤一：
用普通读卡器将恢复出厂设置文件拷贝到一个空的 MicroSD卡中。恢复出厂设置文件为文本文件 “S7JOB.S7S”
使用记事本打开文本文件 “S7_JOB.S7S”，应包含字符串“RESET_TO_FACTORY”。
步骤二：
在 CPU 断电状态下插入 MicroSD 卡，给 CPU 上电，CPU 会自动识别存储卡为恢复出厂设置卡并且自动恢复
CPU 出厂设置。恢复出厂设置过程中，RUN 指示灯和 STOP 指示灯以 2 HZ 的频率交替点亮。
步骤三：
当 CPU 只有 STOP 灯开始闪烁，表示“恢复出厂设置”操作成功，从 CPU 上取下存储卡。
步骤四：
“恢复出厂设置”操作包括以下几项操作：将CPUIP地址恢复为出厂默认设置，清空CPU程序块、数据库和系统块。
1.冷启动是断电后重新上电的一种启动;
2.暖启动是在PLC上电后CPU的拨动开关由STOP位置拨到RUN的位置的一种启动;
3.热启动是由PG/PC强制CPU从RUN进入STOP后再强制回到RUN的一种启动.
4.区别: 冷启动CPU从自检开始并调入程序数据等然后从头执行程序;暖启动CPU不再进行自检,
只是从头执行程序;热启动CPU进入STOP前时的程序执行状态接续执行。
S7-200 MODBUS通信移植至S7-200 SMART 时，使用STEP 7-Micro/WIN SMART 直接打开S7-200 MODBUS 通信程序即可，也可以在S7-200 SMART 中使用MODBUS库重新编写程序。
USS通信移植
S7-200 USS通信移植至S7-200 SMART 时，使用STEP 7-Micro/WIN SMART 直接打开S7-200 USS通信程序即可，也可以在S7-200 SMART中使用USS库重新编写程序。
S7-200 SMART只有一个USS库程序，PORT0端口和PORT1端口不能同时用作USS通信，如果两个端口同时USS通信，建议使用STEP 7-Micro/WIN SMART 直接打开S7-200 USS通信程序。
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。
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