西门子CPU模块6ES7288-1CR40-0AA0 量大从优

即处理单元(CPU)是可编程逻辑控制器的控制**。主要有运算器，控制器，寄存器以及实现它们之间联系的数据，控制及状态总线构成。它按照可编程逻辑控制器系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据;检查电源、存储器、I/O以及戒定时器的状态，并能用户程序中的语法错误。当可编程逻辑控制器投入运行时，先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。
至此已经配置完成了Smart 1000 IE与S7-200 SMART CPU的PPI通信。 04启动操作画面 给Smart 1000 IE设备上电时屏幕会短暂出现启动画面，三个按钮代表的含义如下。 Transfer：HMI设备设置为“传送”模式。 Start：启动装载在HMI设备上的项目。 Control Panel：点击该按钮后进入HMI设备的控制面板，用户在控制面板可以选择传输模式，添加等。 05项目文件 要将配置好的项目到Smart 1000 IE设备上，先要保证HMI设备的通信口处于状态，可通过HMI设备的“Control Panel”>“Transfer”进行设置，如果选择串口方式项目，先需要勾选“Serial”右侧的“Enable Channel”。 其次，要使用Siemens原装的PPI编程电缆项目，RS-232/PPI电缆（订货号6ES7 901-3CB30-0xA0）和USB/PPI电缆（订货号6ES7 901-3DB30-0xA0）都可以。当使用的电缆是USB/PPI时，要求其E-STAN本是05或更高版本。 接着在WinCC flexible 软件的菜单栏选择“项目”>“传送”>“传输”，单击“传输”即可打开“选择设备进行传送”窗口，在“选择设备进行传送”窗口，用户可以选择传输模式为“串行”或“串口（通过USB-PPI电缆）”，在此选择后者进行传输。 给Smart 1000 IE设备断电再上电后，HMI设备将会出现启动画面，单击Transfer按钮，使HMI设备处于“传送”模式。 接着在WinCC flexible软件中选择“项目”>“传送”>“传输”，“传送”按钮，待HMI设备中的传送状态显示为“传输完成”时，至此已成功通过串口模式将项目传送到HMI设备。
至此已经配置完成了Smart 1000 IE与S7-200 SMART CPU的PPI通信。 04启动操作画面 给Smart 1000 IE设备上电时屏幕会短暂出现启动画面，三个按钮代表的含义如下。 Transfer：HMI设备设置为“传送”模式。 Start：启动装载在HMI设备上的项目。 Control Panel：点击该按钮后进入HMI设备的控制面板，用户在控制面板可以选择传输模式，添加等。 05项目文件 要将配置好的项目到Smart 1000 IE设备上，先要保证HMI设备的通信口处于状态，可通过HMI设备的“Control Panel”>“Transfer”进行设置，如果选择串口方式项目，先需要勾选“Serial”右侧的“Enable Channel”。 其次，要使用Siemens原装的PPI编程电缆项目，RS-232/PPI电缆（订货号6ES7 901-3CB30-0xA0）和USB/PPI电缆（订货号6ES7 901-3DB30-0xA0）都可以。当使用的电缆是USB/PPI时，要求其E-STAN本是05或更高版本。 接着在WinCC flexible 软件的菜单栏选择“项目”>“传送”>“传输”，单击“传输”即可打开“选择设备进行传送”窗口，在“选择设备进行传送”窗口，用户可以选择传输模式为“串行”或“串口（通过USB-PPI电缆）”，在此选择后者进行传输。 给Smart 1000 IE设备断电再上电后，HMI设备将会出现启动画面，单击Transfer按钮，使HMI设备处于“传送”模式。 接着在WinCC flexible软件中选择“项目”>“传送”>“传输”，“传送”按钮，待HMI设备中的传送状态显示为“传输完成”时，至此已成功通过串口模式将项目传送到HMI设备。
矩阵式交—交控制方式VVVF变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频都是交—直—交变频中的一种。《S7-200系统手册》上给出的数据是一个网段50m，这是在符合规范的网络条件下，能够保证的通讯距离。凡**出50m的距离，应当加中继器。加一个中继器可以延长通讯网络50米。
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。

在不同的通信方式中都要对ModbusPDU进行封装，组成不同的Modbus帧，这种帧在Modbus协议中有的名词称之为应用数据单元(ADU)。在Modbus-RTU和Modbus-Plus通信中采用的是标准应用数据单元，它只是在PDU前面加上了占用一个字节的附加地址和在PDU结束增加了占用两个字节的校验码。在Modbus-TCP/IP网络通信中需要对Modbus应用层协议进行重新封装，该封装是通过在ModbusPDU前加上了Modbus应用层协议帧头来实现。
基于串行链路的Modbus通信网络是一种主从式网络，在串行网络中只允许存在一个主节点和多247个从节点，在这种网络下，标准ModbusADU中的附加地址域只包含从节点的地址，可寻址范围是0~247，地址0作为广播模式地址使用，从节点地址的有效取值范围是1~247，并且每个从节点的地址必须是的，主节点不存在具体的地址值。主节点设备将要访问的从节点设备的地址放入到请求帧的地址域中，当该地址的从节点设备作出响应时，将会把从节点设备的地址复制到响应帧的地址域中，主节点设备通过该地址得知是由哪个从节点设备发来的响应。

门子PLC S7-200 smart CPU本体集成的RS485通信口和扩展信号板RS485或RS232可以设置为自由口模式。选择自由口模式后，用户程序就可以完全控制通信端口的操作，通信协议也完全受用户程序控制。它的功能特点如下：
1. 西门子PLC S7-200 smart CPU本体集成的通信口在电气上是标准的RS485半双工串行通信口。此串行字符通信的格式可以包括：
（1）一个起始位；
（2）7或8位字符，即数据字节；
（3）一个奇/偶校验位，或者没有校验位；
（4）一个停止位。
2. 自由口通信速波特率可以设置为1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600或115200；
3. 所有符合这些格式的串行通信设备，理论上都可以和西门子PLC S7-200 smart CPU通信；
4. 自由口模式可以灵活应用。编程软件STEP7  Micro/WIN SMART的两个指令库，USS和Modbus RTU就是使用自由口模式编程实现的；
5. 自由口通信的核心指令是发送和接收指令。自由口通信常用的中断有“接收指令结束中断”、“发送指令结束中断”，以及“字符接收中断”。用户程序不能直接控制通信芯片而必须通过操作系统。用户程序使用通信数据缓冲区和存储器与操作系统交换相关的信息。
实现组态连接通讯方法：在项目的NETPRO中设置S7网络连接，在建立连接中块参数ID时需要留意下，它是作为识别发送数据和接收数据的地址标识，在客户端编程需要调用SFB14、SFB15系统功能块，后保存编译下载至PLC中即可实现通讯。
④PLC某个输入点外部没有被接通（即使拆开该输人端子上的连接线效果也相同），但该输入点实际已经被接通而且相应输入指示灯常亮故障分析：判断该端子的相邻端子已经被接通，而PLC的输入端子之间存在铁屑，导致了该输入点被接通，或该输入点已经被损坏故障处理：拆开PLC的所有输入端子的连线，发现输入端子排上存在。
分辨率 13 位
模拟量部分与 CPU 和负载电压隔离
通道之间或通道与 MANA 之间允许的大共模电压为 3 V DC
调试 SM 432；AO 8 x 13 位
参数
将参数分配给模拟模块的常规步骤在各中有介绍。
有关可组态参数和缺省值的概述，请参见“模拟量输出模块的参数”表格所述。
为通道分配参数
可分别为每个 SM 432；AO 8 x 13 位的输出通道设置参数。 因而，您可为每个输出通道
分配各自的参数。
SM 432; AO 8 x 13 位的输出范围
模拟量输出电路的组态
可根据操作需要，将输出组态为电压或电流输出，或禁用它们。 在 STEP 7 中的“输出类
型”参数中对输出电路进行组态。
未使用的通道
要关闭 SM 432; AO 8 x 13 位的未使用输出通道，请将“输出类型”参数设置为“禁用”，
并保持端子为开路状态。
模块可以连接到CPU的右侧，进一步扩展数字或模拟输入/输出能力。CPU 1212C接受两个，CPU1214C接受八个信号模块.大量不同的数字量和模拟量模块可提供每种任务所需的输入/输出。数字量和模拟量模块在通道数目、电压和电流范围、隔离、诊断和报警功能等方面有所不同。 对于在此列举的所有模块系列，SIPLUS 部件也可应用在扩展温度范围 -25 - +60℃ 以及腐蚀性环境/冷凝环境中。S7-1200 信号板SIMATIC S7-1200集成通讯支持新用户和人员通过增加一个信号板，可以在控制器上增加数字或模拟I/O来满足您的需求

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
产工作原理由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，
编码器（有光电发射和件读取，获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差（相对于一个周波为360度），将C、D信号反向，叠加在A、B两相上，可增强稳定信号；另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。
由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高，金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级，塑料码盘是经济型的，其成本低，但精度、热稳定性、寿命均要差一些。
分辨率—编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率，也称解析分度、或直接称多少线，一般在每转分度5~10000线。
6主要作用它是一种将旋转位移转换成一串数字脉冲信号的旋转式传感器，
编码器这些脉冲能用来控制角位移，如果编码器与齿轮条或螺旋丝杠结合在一起，也可用于测量直线位移。
编码器产生电信号后由数控制置CNC、可编程逻辑控制器PLC、控制系统等来处理。这些传感器主要应用在下列方面：机床、材料加工、电动机反馈系统以及测量和控制设备。在ELTRA编码器中角位移的转换采用了光电扫描原理。读数系统是基于径向分度盘的旋转，该分度由交替的透光窗口和不透光窗口构成的。此系统全部用一个红外光源垂直照射，这样光就把盘子上的图像投射到表面上，该覆盖着一层光栅，称为准直仪，它具有和光盘相同的窗口。的工作是感受光盘转动所产生的光变化，然后将光变化转换成相应的电变化。一般地，旋转编码器也能得到一个速度信号，这个信号要反馈给变频器，从而调节变频器的输出数据。故障现象：1、旋转编码器坏（无输出）时，变频器不能正常工作，变得运行速度很慢，而且一会儿变频器保护，显示“PG断开”...联合动作才能起作用。要使电信号上升到较高电平，并产生没有任何干扰的方波脉冲，这就必须用电子电路来处理。编码器pg接线与参数矢量变频器与编码器pg之间的连接方式，必须与编码器pg的型号相对应。一般而言，编码器pg型号分差动输出、集电开路输出和推挽输出三种，其信号的传递方式必须考虑到变频器pg卡的接口，因此选择合适的pg卡型号或者设置合理.
编码器一般分为增量型与型，它们存着大的区别：在增量编码器的情况下，
编码器位置是从零位标记开始计算的脉冲数量确定的，而型编码器的位置是由输出代码的读数确定的。在一圈里，每个位置的输出代码的读数是*的； 因此，当电源断开时，型编码器并不与实际的位置分离。如果电源再次接通，那么位置读数仍是当前的，有效的； 不像增量编码器那样，必须去寻找零位标记。
编码器的厂家生产的系列都很全，一般都是的，如电梯型编码器、机床编码器、伺服电机型编码器等，并且编码器都是智能型的，有各种并行接口可以与其它设备通讯。
编码器是把角位移或直线位移转换成电信号的一种装置。前者成为码盘，后者称码尺．按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种．接触式采用电刷输出，一电刷接触导电区或绝缘区来表示代码的状态是“1”还是“0”；非接触式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件时以透光区和不透光区来表示代码的状态是“1”还是“0”。
按照工作原理编码器可分为增量式和式两类。
编码器增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。
旋转增量式编码器以转动时输出脉冲，通过计数设备来知道其位置，当编码器不动或停电时，依靠计数设备的内部记忆来记住位置。这样，当停电后，编码器不能有任何的移动，当来电工作时，编码器输出脉冲过程中，也不能有干扰而丢失脉冲，不然，计数设备记忆的零点就会偏移，而且这种偏移的量是无从知道的，只有错误的生产结果出现后才能知道。解决的方法是增加参考点，编码器每经过参考点，将参考位置修正进计数设备的记忆位置。在参考点以前，是不能保证位置的准确性的。为此，在工控中就有每次操作先找参考点，开机找零等方法。这样的编码器是由码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响。
编码器由机械位置决定的每个位置的*性，它*记忆，*找参考点，而且不用一直计数，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取它的位置。这样，编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。
由于编码器在定位方面明显地优于增量式编码器，
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