西門子G120變頻器7.5千瓦

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S7-200支持的通信協議

表1. S7-200系統支持的通信協議略表

協議類型	端口位置	接口類型	傳輸介質	通信速率	備注
PPI	EM241模塊	RJ11	模擬電話	33.6Kbits/s	數據傳輸速率
	CPU口0/1	DB-9針	RS-485	9.6K,19.2K,187.5K	主、從站
MPI				19.2K,187.5K	僅從站
	EM277	DB-9針	RS-485	19.2K...187.5K...12M	速率自適應 從站
PROFIBUS-DP				9.6K,19.2K...187.5K...12M
S7協議	CP243-1/ CP243-1 IT	RJ45	以太網	10Mbits/s, 100Mbits/s	自適應
AS-Interface	CP243-2	接線端子	AS-i網絡	5/10ms循環周期	主站
USS	CPU口0	DB-9針	RS-485	1200bits/s...9.6K...115.2K	主站 自由口庫指令
Modbus RTU					主站/從站 自由口庫指令
	EM241	RJ11	模擬電話	33.6Kbits/s	數據傳輸速率
自由口	CPU口0/1	DB-9針	RS-485	1200...9.6K...115.2K

 S7-200 CPU上的通信口（Port0，Port1）可以工作在“自由口”模式下。 所謂自由口就是建立在RS-485半雙工硬件基礎上的串行通信功能，其字節傳輸格式為：一個起始位、7位或8位數據、一個可選的奇偶校驗位、一個停止位。凡支持此格式的通信對象，一般都可以與S7-200通信。在自由口模式下，通信協議完全由通信對象，或者用戶決定。

 

網絡通信

一些通信標準只支持一對一的通信方式；另一些支持網絡通信。S7-200支持多種網絡通信方式。

網絡通信協議要比一對一的通信更為復雜。網絡通信對網絡中的設備也有一定的要求，通信設備能否完全符合網絡通信協議的要求會影響、制約實現整個網絡通信的完整功能。考察這些網絡通信協議的要求，對于項目的規劃、設計、調試具有重要的意義。選用適當的設備可以有目的地利用網絡通信要求的特點，做到經濟合理。

 在用戶的實際工作中，上述的制約更多地在使用了非西門子的第三方產品時出現。

 S7-200的特點就是支持網絡通信。連接到S7-200編程口的設備都可以認為是連接到了S7-200通信網絡上。一個典型的例子是安裝了編程軟件Micro/WIN的計算機，通過編程電纜與CPU通信口相連，這也可以認為是一個通信網絡。

 

通信主站和從站

通信協議規定了通信設備在網絡中的角色，可分為：

• 通信從站：從站不能主動發起通信數據交換，只能響應主站的訪問，提供或接受數據。從站不能訪問其他從站。在多數情況下，S7-200在通信網絡中作為從站，響應主站設備的數據請求。
• 通信主站：可以主動發起數據通信，讀寫其他站點的數據。
  S7-200 CPU在讀寫其他S7-200 CPU數據時（使用PPI協議）就作為主站（PPI主站也能接受其他主站的數據訪問）；S7-200通過附加擴展的通信模塊也可以充當主站。

 安裝編程軟件Micro/WIN的計算機一定是通信主站；所有的HMI（人機操作界面）也是通信主站；與S7-200通信的S7-300/400往往也作為主站。

只有一個主站，其他通信設備都處于從站通信模式的網絡就是單主站網絡。單主站網絡的例子有：

• 一個S7-200 CPU和Micro/WIN（編程計算機）的通信
• 一個S7-200 CPU和一個HMI（如TD200）的通信
• 多個CPU聯網（但它們都處于PPI從站模式時），與Micro/WIN的通信
• 多個CPU聯網，網絡上只有一個HMI（如TP170B等）
• 一個CPU使用USS協議與一個或多個西門子驅動裝置通信
• 一個Modbus RTU主站與從站的通信

一個通信網絡中，如果有多個通信主站存在，就稱為多主站網絡。屬于多主站網絡的情況有：

• 一個S7-200 CPU連接一個HMI，同時需要Micro/WIN的編程通信
• S7-200 CPU聯網，有CPU做PPI主站訪問其他CPU的數據，同時需要Micro/WIN編程、監視
• CPU聯網，有兩個以上的CPU做PPI通信主站
• 一個S7-200 CPU連接多個HMI
• 聯網的多個CPU，連接多個HMI
• 上述情況的組合

單主站和多主站網絡的狀態并不總是**不變的。例如一個僅包括一個CPU和一個TD200的單主站網絡，如果要與Micro/WIN進行編程通信，它就變成了多主站網絡。

 并不是所有的設備都支持多主站網絡通信！在多主站網絡中，主站要輪流控制網絡上的通信，這就要求它們有交換令牌的能力。不是所有的設備都有這個能力。參見多主站通信能力。

 S7-200 CPU使用自由口通信模式時，既可以做主站，又可以做從站。如S7-200用USS協議控制西門子驅動裝置時是主站；使用Modbus RTU從站指令庫時它就是從站。這說明所謂主、從是由通信協議決定的，用戶在編制通信協議時自己定義各通信設備在通信活動中的角色。

 

服務器和客戶端

服務器（Server）與客戶端（Client）的關系有些像從站與主站的關系。服務器總是等待客戶端發起數據訪問。這個概念常常在以太網通信中使用。

一個通信對象是服務器還是客戶端取決于它們在通信活動中的具體作用。例如，CP243-1以太網模塊既可以配置為服務器等待客戶端來訪問，也可以配置為客戶端訪問其他服務器。CP243-1作為服務器時，運行在計算機上的PC Access軟件作為客戶端通過CP243-1訪問CPU的數據；而PC Access軟件本身是OPC Server，OPC Client軟件（如支持OPC的HMI軟件）可以訪問它。

 CP243-1/CP243-1 IT與S7-300/400的以太網模塊一樣，既可以做服務器，也可以做客戶端；S7-200的OPC Server——PC Access與CP243-1連接時是客戶端，同時對上位的監控軟件是服務器。

 

PPI, MPI和PROFIBUS

PPI，MPI和PROFIBUS都是基于OSI（開放系統互聯）的七層網絡結構模型，符合歐洲標準EN50170所定義的PROFIBUS標準，基于令牌的的網絡通信協議。這些協議是非同步的（串行的）基于字符的通信協議，字符格式包括一個起始位、8個數據位、一個偶校驗位和一個停止位。其通信幀包括特定的起始和結束字符、源和目的站的地址、幀長度和數據校驗和。

 在波特率一致、各站地址不同的情況下，PPI，MPI和PROFIBUS可以同時在一個網絡上運行，并且互不干擾。

這就是說如果一個網絡上有S7-300、S7-200，S7-300之間可以通過MPI或PROFIBUS通信，而在同時在同一個網絡上的TP170 micro觸摸屏可以與一個S7-200 CPU通信。

CP 卡編程通信

可用于S7-200編程的CP卡包括CP5611（用于PCI總線的PC機），CP5511/CP5512（用于筆記本電腦）。以下統稱為CP卡。

使用CP卡進行編程通信，應使用MPI電纜，或者PROFIBUS電纜連接CPU上的編程口，或者帶編程口的網絡連接器上的擴展編程口，或者EM277模塊上的通信口。

 CP5613不能連接S7-200 CPU通信口編程。

 CP5511/CP5512/CP5611不能在Windows XP Home版下使用。

 所有的CP卡不支持S7-200的自由口編程調試。

 CP卡與S7-200通信時，不能選擇“CP卡（auto）”

 MPI的較低通信速率為19.2K。

 

通過CPU的PPI通信口下載程序

在MicroWin 編程軟件的Set PG/PC Interface中選擇CP5611（PPI）、CP5611（MPI）或CP5611（PROFIBUS），然后在“properties”中選擇合適的波特率。

 注意：西門子G120變頻器7.5千瓦

• 選擇“CP 卡（PPI）”方式時 ， 如果在通信卡的屬性中選中“Advanced PPI”，則不能與網絡上的 PPI 主站通信。
• 如果要通過“CP卡（MPI）”方式與S7-200通信，應注意CPU通信口的當前通信速率。S7-200 CPU通信口的缺省速率為9.6 K，而MPI的較低速率為19.2 K。應使兩者一致，必要時須重新設置CPU通信口的速率。
• 選擇“CP卡（PROFIBUS）”和“CP卡（MPI）”方式時，必須在通信卡的屬性中選中“PG/PC is the only master on the bus”。

通過EM277模塊的編程

在Micro/Win 編程軟件的Set PG/PC Interface中選擇CP5611（PPI）
CP5611（PROFIBUS）或CP5611（MPI）；然后在“properties（屬性）”中選擇合適的波特率及其它設置。

 注意：

• 選擇“CP卡（PPI）”時，必須在屬性中選中“Advanced PPI"
• CP卡連接到EM277模塊時，可以使用MPI電纜或者PROFIBUS電纜
• 注意檢查EM277地址設置開關是否到位，如果重新設置了地址開關，必須重新上電一次
• 一定要注意通信硬件是否符合標準，特別是連接EM277做高速通信時
• 選擇“CP卡（PROFIBUS）”和“CP卡（MPI）”方式時，必須在通信卡的屬性中選中“PG/PC is the only master on the bus”

電壓電流模擬量信號

用戶可以使用CPU224XP本體集成的模擬量通道和擴展模塊上的模擬量通道接入或者輸出相應信號量程的模擬量信號。

2.1 CPU 224 XP(si)的集成模擬量I/O

新產品CPU 224 XP在CPU上集成了兩個模擬量輸入端口和一個模擬量輸出端口。模擬量I/O有自己的一組端子，如果不用，端子可以移走。

技術規格

表. CPU 224 XP本體模擬量I/O規格

	電壓信號	電流信號
模擬量輸入x 2	±10 V	－
模擬量輸出x 1	0 - 10 V	0 - 20 mA

CPU 224 XP 的模擬量輸入/輸出通道的精度為 12位。具體參數請看《S7-200系統手冊》的附錄－CPU224 XP模擬量I/O參數表。 CPU 224 XP上的模擬量輸入轉換速度比模擬量擴展模塊慢，要求高的場合請使用模擬量擴展模塊。

CPU 224 XP 集成模擬量I/O接線

CPU 224 XP本體集成的模擬量I/O接線圖如下：

圖. 接線圖

圖中：

a:此處表示A+和B+都可以接±10V信號

b:電流型負載接在I和M端子之間

c:電壓型負載接在V和M端子之間

CPU 224 XP 模擬量相關常問問題

CPU 224 XP本體上有沒有電流信號模擬量輸入？

沒有。

CPU 224 XP本體上的模擬量輸入為何響應速度是250ms，不同于模擬量擴展模塊的數據？

是這樣的。CPU 224 XP本體上的模擬量I/O芯片與模擬量模塊所用的不同，應用的轉換原理不同，因此精度和速度不一樣。

CPU 224 XP的本體模擬量I/O如何尋址？

CPU 224 XP本體上的模擬量輸入通道的地址為AIW0和AIW2；模擬量輸出通道的地址為AQW0。

CPU 224 XP后面掛的模擬量模塊的地址如何分配？

S7-200的模擬量I/O地址總是以2個通道/模塊的規律增加。所以CPU 224 XP后面的*一個模擬量輸入通道的地址為AIW4；*一個輸出通道的地址為AQW4，AQW2不能用。

CPU 224 XP上的模擬量輸入是否需要在“系統塊”中設置濾波？

由于CPU 224 XP本體上的模擬量轉換芯片的原理與擴展模擬量模塊不同，不需要選擇濾波。

怎樣使用 S7-224 XP 的模擬量輸入通道接收電流信號？

S7-224 XP 的兩路模擬量輸入通道被出廠設置為電壓信號(0－10V)輸入。為了能夠輸入電流信號，必須在 A+ 與 M 端 (或 B+ 與 M 端) 之間并入一個500 歐姆的電阻。

與傳感器以及電壓源的兩線制連接方式如圖2 所示：

圖2

與傳感器以及電壓源的 3 線制連接方式如圖 3 所示：

圖3

與傳感器以及電壓源的 4 線制連接方式如圖 4 所示：

圖4

與電壓輸出的變送器及電流源的 4 線制連接方式如圖5所示：

圖5

注意：

在所有的連接方式中都必須確保外接電流源具有短路保護以防損壞。

以上所示的各種連接方式同樣適用于LOGO！基本型 (LOGO! 24?和 LOGO! 12/24) 的模擬量輸入。

因為沒有充分隔離，外接電阻也可成為干擾源。
為了得到盡量精確的測量結果，**使用公差盡可能小的電阻。

應確保當在500歐電阻兩端施加較大 28.8V 的電壓時，輸出功率為 1.66W。 市面**通的電阻的功率大都是 0.25W到 0.5W。

2.3 EM231 4AI和EM235模塊的電壓電流輸入

模擬量模塊設置

應用模擬量模塊時，需要根據輸入信號的規格設置右下角的DIP開關（Configuration開關）。DIP開關只對輸入信號有效，并且對所有的輸入通道都是相同的。

EM231、EM235帶模擬量輸入通道的模塊，還分別有電位器用于對輸入信號進行校正。EM231和EM235上的Gain（增益）電位器用于調整輸入信號和轉換數值的放大關系；EM235上的Offset（偏置）用于對輸入信號調零。如果沒有精確的信號源，請不要調整。詳細調整方法請參照《S7-200系統手冊》。

注意：

Gain（增益）和Offset（偏置）電位器不能用于調整0 - 20mA和4 - 20mA輸入轉換！

S7-200模擬量模塊沒有0 - 20mA與4 - 20mA電流型輸入的選擇開關，0/4 - 20mA模擬量信號的DIP開關設置一樣，但相應的變換必須用程序實現。

DIP開關設置

表. EM231 4AI DIP開關設置

單極性			滿量程輸入	分辨率
SW1	SW2	SW3
ON	OFF	ON	0 - 10V	2.5mV
	ON	OFF	0 - 5V	1.25mV
			0 - 20mA	5μA
雙極性			滿量程輸入	分辨率
SW1	SW2	SW3
OFF	OFF	ON	±5V	2.5mV
	ON	OFF	±2.5V	1.25mV

表. EM235DIP開關設置

單極性						滿量程輸入	分辨率
SW1	SW2	SW3	SW4	SW5	SW6
ON	OFF	OFF	ON	OFF	ON	0 - 50 mV	12.5μV
OFF	ON	OFF	ON	OFF	ON	0 - 100 mV	25μV
ON	OFF	OFF	OFF	ON	ON	0 - 500 mV	125μV
OFF	ON	OFF	OFF	ON	ON	0 - 1 V	250μV
ON	OFF	OFF	OFF	OFF	ON	0 - 5 V	1.25mV
						0 - 20 mA	5μA
OFF	ON	OFF	OFF	OFF	ON	0 - 10 V	2.5mV
雙極性						滿量程輸入	分辨率
SW1	SW2	SW3	SW4	SW5	SW6
ON	OFF	OFF	ON	OFF	OFF	±25 mV	12.5μV
OFF	ON	OFF	ON	OFF	OFF	±50 mV	25μV
OFF	OFF	ON	ON	OFF	OFF	±100 mV	50μV
ON	OFF	OFF	OFF	ON	OFF	±250 mV	125μV
OFF	ON	OFF	OFF	ON	OFF	±500 mV	250μV
OFF	OFF	ON	OFF	ON	OFF	±1 V	500μV
ON	OFF	OFF	OFF	OFF	OFF	±2.5 V	1.25mV
OFF	ON	OFF	OFF	OFF	OFF	±5 V	2.5 mV
OFF	OFF	ON	OFF	OFF	OFF	±10 V	5 mV

模擬量接線圖

下列各圖是各種傳感器連接到S7-200 模擬量輸入模塊的示例：

圖. 四線制－外供電－電流型信號接線

圖 . 二線制－電流測量接線

上圖中的L+和M屬于為模擬量模塊供電的 CPU 傳感器電源。如果使用其他外接電源，只要用相應電源的輸出端取代上圖中的L+和M，而且要使其 M 和為模塊供電的 M 連接起來，如圖 三線制電流信號測量接線 。

圖 . 三線制電流信號測量接線

西門子G120變頻器7.5千瓦

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