西门子S7-200 SMART7C寸触摸屏6AV6648-0BC11-3AX0 诚心交易

浔之漫智控技术(上海)有限公司

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(包括第二个字符)超过了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 = 超时(毫秒)
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。

工艺设计及电控触摸屏和PLC控制思路：
1、在本次在离心机热能回收系统的升级改造中，使用了SMART系列PLC的SR60型号CPU作为控制器，通过对现场设备的IO控制以及MODBUS协议通信控制，实现了热回收系统的自动控制功能，并通过以太信实现了与中控室上位机的连接，实现了对温度，压力，流量的显示，以及必要的修改操作。本次改造，充分发挥了SR60型号CPU的系统功能，来实现对设备的控制和，也使我对小型机的功能有了新的认识。
2、IO表设计及PLC选型
根据现场设备，汇总需要输入点13个，输出点12个，其中两个输出点为220V交流输出驱动接触器动作，所以选择继电器输出型的PLC，根据IO点数要求，我们选择了S7-200 SMART系列的SR40型号CPU（实际采用SR60），并根据需求设计了IO表。
3、其它主要电气设备选型4、确定通讯方案
1）、MODBUS通讯方案
①英威腾CH100A变频器提供modbus 协议地址表，能够方便地接入系统。
②英威腾CH100A变频器参数设置
通信种类：2：MODBUS RTU形式
机器地址：1
传送速度：1：9600bps
数据长度：1：8位
校验形式：0：无校验
编程与调试
1、IO控制程序编程与调试
热水回收系统工艺流程比较简单，采用过程和分时段送水控制，这里采用了时序控制。
利用hmi 读取和设定PLC时钟在面板显示，以达到时钟一致不变。设定不同时段的送水激活指令以达到自动满足条件送水的目的。
2、MODBUS通信程序编程与调试：
samrt 200 plc自带modbus 库指令，组态应用变得简
3、上位机组态
上位机首先与PLC通过网线连接，然后在软件中添加新设备。然后建立相关的变量连接
PLC的基本概念
可编程控制装置(Programmable Controller)是电脑家族中的一员，是为工业控制应用所设计制造的。早期的可编程控制装置称作可编程逻辑控制装置(Programmable Logic Controller)，一般称作PLC，它通常作为代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，所以，今天这种装置称作可编程控制装置，一般称作PC。但是为了杜绝与个人电脑(Personal Computer)的一般称作混淆，所以将可编程控制装置一般称作PLC
2、PLC的基本结构PLC实质是一种于工业控制的电脑，其硬件结构基本上与微型电脑相同，如图所示：
a. 处理单元(CPU)
处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的客户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，可以诊断客户程序中的语法错误。当PLC投入运行时，首先它以扫描的方法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，然后从客户程序存储器中逐条读取客户程序，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。等全部的客户程序执行完成之后，后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据输送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。
为了进一步提高PLC的可*性，近些年来对大型PLC还采用双CPU产生冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。如此，即便某个CPU发生故障，整个系统依然能正常运行。b、存储器存放系统软件的存储器叫作系统程序存储器。
存放应用软件的存储器叫作客户程序存储器。
C、电源 PLC的电源在整个系统中起着十分重要得作用。如果没有一个优良的、可*得电源系统是无法工作正常的，所以PLC的生产商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。
3、PLC的工作方式
一. 扫描技术当PLC投入运行后，其工作流程一般分为三个阶段，即输入采样、客户程序执行和输出刷新三个阶段。完成以上三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行以上三个阶段。(一) 输入采样阶段
在输入采样阶段，PLC以扫描方法顺序地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入客户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即便输入状态和数据发生改变，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不改。所以，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必需超过一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。

S7-200需要扩展CP243-1模块进行以太信，S7-200 SMART集成以太网口，不需要扩展模块。8个连接用于CPU与其他S7-200 SMART CPU之间的PUT/GET连接，8个连接用于CPU与其他S7-200 SMART CPU之间的PUT/GET被动连接。
与S7-300/400以太信移植
S7-200通过扩展CP243-1与与S7-300/400以太信，CP243-1即可以作为客户端、也可以作为，移植至S7-200 SMART时，S7-200 SMART只能作为，需要在S7-300/400侧调用PUT/GET。
S7-300/400配置S7连接时设置伙伴方的TSAP为03.01。
S7-200 SMART不能与CP343-1 Lean 模块以太信，V2.2及以上版本和硬件支持开放式以太信，可以与CP343-1 Lean通过TCP通信。
与S7-1200/1500以太信移植
S7-200通过扩展CP243-1与与S7-1200/1500以太信，CP243-1即可以作为客户端、也可以作为，移植至S7-200 SMART时，S7-200 SMART也可以作为客户端、。做时需要在S7-1200/1500侧调用PUT/GET，做客户端操作详见：《西门子 S7-200 SMART PLUS V1.7 技术参考》
S7-1200/1500配置S7连接时设置伙伴方的TSAP为03.01。
S7-1200/1500用于通信的数据块需要取消属性中"的块访问"选项。
S7-200 SMART作为客户端时，S7-1200/1500需要允许PUT/GET访问。
S7-200 OPC通信主要有以下2种情况：
1、S7-200扩展CP243-1通过以太网口以S7协议进行OPC通信，OPC站安装以太网卡。移植时，使用S7-200 SMART本体集成以太网口即可，OPC可以选择PC ACCESS SMART 或者SIMATIC NET。
2、通过S7-200 CPU本体集成的RS485端口以PPI协议进行OPC通信或者扩展EM277通过DP口以S7协议进行OPC通信，OPC站安装CP5611卡等。移植时，S7-200 SMART可以使用以太网也可以扩展DP01模块，OPC使用SIMATIC NET。
S7-200 SMART 开关量输出的典型抑制电路
S7-200 SMART 开关量输出驱动感性负载时，需要配备抑制电路。抑制电路可以限制开关量输出断开时感应电压升高，可保护输出，并防止切断感性负载时产生的高压导致CPU损坏或CPU内部固件错误。
此外，抑制电路还可以限制关断感性负载时产生的电气噪声。配备一个外部抑制电路，使其从电路上跨接在负载两端并且在位置上接近负载，这样对降低电气噪声有效。
S7-200 SMART晶体管输出内部回路已经包括抑制电路，该电路足以满足大多数应用中感性负载的要求。
继电器输出触点由于可用于直流或交流负载，所以未提供内部保护。
系统块
系统块提供S7-200 SMART CPU、信号板和扩展模块的组态。
系统块组态相关视频教程的链接如下：
S7-200 SMART 系统块的组态——跟我学35/52
S7-200 SMART 系统块的组态——跟我做36/52
S7-200 SMART PLC CPU系统属性Part1
S7-200 SMART PLC CPU系统属性Part2
使用以下方法之一查看和编辑系统块以设置CPU的选项：
• 在导航栏上单击“系统块”（System Block）按钮。
• 在“视图”（View）菜单功能区的“窗口”（Windows）区域内，从“组件”（Component）下拉列表中选择“系统块”（System Block）。
• 选择“系统块”（System Block）节点，然后按Enter，或在项目树中双击“系统块”（System Block）节点。STEP 7-Micro/WIN SMART 打开系统块 ，并显示适用于CPU类型的组态选项

接口模板(IM)：
用于连接控制器和扩展单元。SIMATIC S7-400的控制器工作时可支持多达21个扩展单元。 SIMATIC S5 模块：
在相关的SIMATIC S5扩展单元中可以寻址SIMATIC S5-115U/-135U/-155U的所有输入/输出模块。此外，在S5 EU 或者直接在CC（借助适配器套接件）中都有可能使用SIMATIC S5的特定IP和WF模块。
扩展
当用户需要在应用中使用一个以上的控制器时，可以对S7-400进行扩展：
-多 21 个扩展单元：
控制器（CC）上-多可以连接21个扩展单元（EU）。 接口模块（IM）的连接：
控制器（CC）和扩展单元（EU）是通过发送接口模块（IM）和接收接口模块（IM）完成连接的。发送接口模块插在控制器（CC）上，相应的接收接口模块则插在串行连接的扩展单元（EU）上。控制器（CC）上-多可以插接6个发送接口模块（IM）（其中-多有2个配5-V传输器），扩展单元（EU）上则只能插接1个接收接口模块（IM）。每个发送接口模块均有2个接口，每个接口均用于连接1条线路。发送接口模块的每个接口均可以连接至多4个扩展单元（无5-V传输器）或者至多1个扩展单元（配5-V传输器）。 电源模块的固定插槽：
在控制器（CC）和扩展单元（EU）的-左侧必须始终连接电源模块。 C总线受限数据交换：
C总线数据交换仅用于控制器（CC）和6个扩展单元（EU）
（EU 1 - EU 6）之间。 扩展：
**用于直接安装在机床旁边的小型装置或者小型控制柜。也可以选择提供5-V电源。 控制器（CC）和-后一个扩展单元（EU）之间的-大单线距离：
使用5 V传输器时为1.5 m；无5-V传输器时为3 m。 用EU进行分布式扩展：
**用于占地面积较大、在同一个位置安装多个扩展单元（EU）的工厂。甚至于可以使用S7-400 EU或者SIMATIC S5 EU。 控制器（CC）和-后一个扩展单元（EU）之间的-大单线距离：
对于S7 EU为100 m，对于S5 EU为600 m。 注意 用于S5扩展单元至某个S7-400的分布式连接：
IM 463-2可以用于S7-400的控制器（CC），IM 314则用于S5-EU。以下S5 EU可连接S7-400： EG 183U EG 185U EG 186 U ER 701-2 ER 701-3 通过EU 200实现的分布式扩展：
**用于占地面积极大的工厂。使用CPU的PROFIBUS DP接口，单条线路可以连接多达125个总线节点。控制器与-后一个节点之间的单线-大距离：23 km（使用光缆）。6ES7414-3XJ00-0AB0 6ES7414-4HJ00-0AB0 6ES7416-2XK02-0AB0
DI（Digital Input）开关量输入， 亦称数字量输入。以开关状态为输出的传感器，如水流开关、风速开关、压差开关等，将高/低电平（相当于开关）两种状态输入到控制器，控制器将其转换为数字量1或0，进而对其进行逻辑分析和计算，这种控制器通道即为DI通道。
DO（Digital Output）开关量输出， 亦称数字量输出，它可由控制软件将输出通道变成高电平或低电平，通过驱动电路即可带动继电器或其他开关元件动作，也可驱动指示灯显示状态。开关量输出DO信号可用来控制开关、交流接触器、变频器以及可控硅等执行元件动作。
AI（Analogy Input）模拟量输入， 模拟量输入的物理量有温度、压力、流量等，这些物理量由相应的传感器感应测得，往往经过变送器转变为电信号送入控制器的模拟输。
AO（Analogy Output）模拟量输出， 模拟量输出的信号是电压（如0~5V、0~10V间的电压）或电流（如0~10mA间的电流），其输出电压或电流的大小由控制软件决定。
SMART 小型自动化解决方案西门子 SIMATIC 自动化产品与 SINAMICS 驱动产品更优结合，高性价比的 SIMATIC S7-200 SMART PLC，SIMATIC SMART LINE 触摸屏，SINAMICS V20 变频器及 SINAMICS V90 伺服系统，为机器制造商带来更优的小型自动化解决方案，覆盖用户对于人机交互、自动化控制以及驱动的需求。该解决方案有利于用户提升机器设备的性能，降低开发成本，大幅缩短机器设备的上市时间，真正有效地提高用户的市场竞争力。
C与S7-200系列PLC通信的连接 西门子PLC
S7-200系列PLC有通信方式有三种：一种是点对点（PPI）方式，用于与该公司PLC编程器或其它人机接口产品的通信，其通信协议是公公开的。另一种为DP方式，这种方式使得PLC可以通过Profibus-DP通信接口接入Profibus现场总线网络，从而扩大PLC的使用范围。后一种方式是自由口通信（Freeport）方式，由用户定义通信协议，实现PLC与外设的通信。以下采用自由口通信方式，实现PC与S7-200系列PLC通信。
PC与S7-200系列PLC通信连接
PC为RS232C接口，S7-200系列自由口为RS485。因此PC的RS232接口必须先通过RS232/RS485转换器，再与PLC通信端口相连接，连接媒质可以是双绞线或电缆线。西门子公司提供的PC/PPI电缆带有RS232/RS485转换器，可直接采用PC/PPI电缆，因此在不增加任何硬件的情况下，可以很方便地将PLC和PC的连接，如图7-17所示。也可实现多点连接。
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。
西门子自动调节阀注意事项：
1、建议将阀门安装在回水管上，因为在供暖系统中，回水管的温度较低。这样可以延长阀芯密封的寿命。
2、在水质方面要求符合 VDI 2035标准。
3、在开式系统中，存在因水垢沉积导致阀塞抱死的可能（阀杆不能正常起落）。因此，在此类应用中，应选用驱动力较大的SKB或SKC系列的执行器。此外，必须定期（每星期二至三次）驱动阀杆运行。注意：阀门的上游必须安装过滤器。
4、我们经常建议在闭式系统中，阀前也要安装过滤器来增强阀门的工作可靠性。
5、介质温度低于0°C时，需使用ASZ6.5电子阀杆加热元件来防止密封套内的阀芯冻结。出于安全性的考虑，该加热元件的工作电压设计为AC 24 V，功率为30 W。
数字量和模拟量模块在通道数量、电压和电流范围、电气隔离、诊断和警报功能等方面都存 在着差别。
在这里提到的所有模块范围中， SIPLUS 组件可用于扩展的温度范围 -25…+60°C 和 有害的空气/冷凝。
诊断、中断 许多模块还会信号采集（诊断）和从过程（过程中断）中传回的信号。
这样便可对过程 中出现的错误（例如断线或短路）以及任何过程（例如数字输入时的上升边或下降边）立刻 做出反应。
使用 STEP 7，即可轻松对控制器的响应进行编程。
主要特征：
200V-240V ±10%，单相/三相，交流，0.12kW-45kW； 380V-480V±10%，三相，交流，0.37kW-250kW；
矢量控制方式，可构成闭环矢量控制，闭环转矩控制；
高过载能力，内置制动单元；
三组参数切换功能。控制功能： 线性v/f控制，平方v/f控制，可编程多点设定v/f控制，磁通电流控制免测速矢量控制，闭环矢量控制，闭环转矩控制，节能控制模式；
标准参数结构，标准调试软件；
数字量输入6个，模拟量输入2个，模拟量输出2个，继电器输出3个；
立I/O端子板，方便维护；
连接速度，现场过程控制器之间可以共享实时数据信息，自动扫描Momentum I/O模件和其他任何基于Modbus通信协议的现场控制设备，采用一个嵌入式Web服务器提供HTML通信服务，同时提供了SNMP用于标准网络通信管理。在一次展览会上，Schneider公司还向工业用户展示了他们有关透明工厂的观念。 S7-300自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块，且这些模块均可以立地组合使用。
一个系统包含下列组件：CPU：
不同的 CPU 可用于不同的性能范围，包括具有集成 I/O 和对应功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和点对点接口的 CPU。