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西门子PLC与组态软件的通讯方式

一、西门子PLC硬件介绍

德国西门子公司生产的可编程序控制器在我国的应用相当广泛，在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子公司的PLC产品包括LOGO，S7-200，S7-300，S7-400，工业网络，HMI人机界面，工业软件等。 西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性更高。S7系列PLC产品可分为微型PLC：S7-200，S7-1200，小规模性能要求的PLC：S7-300和中、高性能要求的PLC：S7-400。

1、西门子S7-200

S7-200 PLC是**小型化的PLC，它适用于各行各业，各种场合中的自动检测、监测及控制等。S7-200 PLC的强大功能使其无论单机运行，或连成网络都能实现复杂的控制功能。

2、西门子S7-1200

S7-1200是西门子公司新推出的一款PLC，主要面向简单而又高精度的自动化任务。他集成了PROFINET接口，采用模块化设计并集成了强大的工艺功能，适用于多种场合，满足不同的自动化需求。集成的 PROFINET 接口用于编程、HMI 通讯和 PLC 间的通讯。此外它还通过开放的以太网协议支持与第三方设备的通讯。该接口带一个具有自动交叉网线（auto-cross-over）功能的 RJ45 连接器，提供10/100 Mbit/s 的数据传输速率，它支持较多 16 个以太网连接以及下列协议：TCP/IPnative、ISO-on-TCP 和 S7 通讯。

3、西门子S7-300

S7-300是模块化小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用。各种单独的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的系统。与S7-200 PLC比较，S7-300 PLC采用模块化结构，具备高速（0.6~0.1μs）的指令运算速度；用浮点数运算比较有效地实现了更为复杂的算术运算；一个带标准用户接口的软件工具方便用户给所有模块进行参数赋值；方便的人机界面服务已经集成在S7-300操作系统内，人机对话的编程要求大大减少。SIMATIC人机界面（HMI）从S7-300中取得数据，S7-300按用户*的刷新速度传送这些数据。S7-300操作系统自动地处理数据的传送；CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件（例如：**时，模块更换，等等）；多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改；S7-300 PLC设有操作方式选择开关，操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就不能改变操作方式，这样就可防止非法删除或改写用户程序。具备强大的通信功能，S7-300 PLC可通过编程软件Step 7的用户界面提供通信组态功能，这使得组态非常容易、简单。S7-300 PLC具有多种不同的通信接口，并通过多种通信处理器来连接AS-I总线接口和工业以太网总线系统；串行通信处理器用来连接点到点的通信系统；多点接口（MPI）集成在CPU中，用于同时连接编程器、PC机、人机界面系统及其他SIMATIC S7/M7/C7等自动化控制系统。

4、西门子S7-400

S7-400 PLC是用于中、高档性能范围的可编程控制器。

S7-400 PLC采用模块化无风扇的设计，可靠耐用，同时可以选用多种级别（功能逐步升级）的CPU，并配有多种通用功能的模板，这使用户能根据需要组合成不同的**系统。当控制系统规模扩大或升级时，只要适当地增加一些模板，便能使系统升级和充分满足需要。

技术规范

型号

CPU CR40 AC/DC/RLY

订货号（MLFB）

6ES7 288-1CR40-0AA0

常规

尺寸 W x H x D（mm）

125 x 100 x 81

重量

440 g

功耗

18 W

可用电流（EM 总线）

较大 740 mA （5 V DC）

可用电流（24 V DC）

较大 300 mA（传感器电源）

数字输入电流消耗（24 V DC）

所用的每点输入 4 mA

CPU 特征

用户储存器

12 KB 程序存储器/8 KB 数据存储器 / 10 KB 保持性存储器

板载数字 I/O

24 点输入/16 点数出

过程映像大小

256 位输入 (I)/256 位输出 (Q)

位存储器（M）

256 位

临时（局部）存储

主程序中 64 字节，每个子程序和中断程序中 64 字节

高速计数器

共 4 个

? 单相 4 个，30 kHz

? 正交相位 2 个，20 kHz

脉冲捕捉输入

14 个

循环中断

共 2 个，分辨率为 1 ms

沿中断

4 个上升沿和 4 个下降沿

存储卡

Micro SD 卡（选件）

性能

布尔运算

0.15 μs/指令

移动字

1.2 μs/指令

实数数学运算

3.6 μs/指令

S7-200 SMART 支持的用户程序元素

POUs

类型/数量

? 主程序：1 个

? 子程序：128 个（0 到 127）

? 中断程序：128 个（0 到 127）

嵌套深度

? 来自主程序：8 个子程序级别

? 来自中断程序：4 个子程序级别

累加器

4 个

定时器

类型/数量

? 非保持性（TON，TOF）：192 个

? 保持性：64 个

计数器

256 个

通信

端口数

1 个以太网口/1 个串口（RS485）/1 个附加串口（可选 RS232/485 信号板，**于 SR40 和 ST40）

HMI

设备每个端口 4 个

编程设备（PG）

以太网：1 个

连接数

以太网：1 个用于编程设备，4 个用于 HMI

RS485：4 个用于 HMI

数据传输率

以太网: 10/100 Mb/s

RS485 系统协议：9600，19200 和 187500 b/s

RS485 自由端口：1200 到 115200 b/s

隔离（外部信号与 PLC 逻辑侧）

以太网：变压器隔离，1500 V DC

RS485：无

电缆类型

以太网：CAT5e 屏蔽电缆

RS485：PROFIBUS 网络电缆

电源

电压范围

85 ~ 264 V AC

电源频率

47 ~ 63 Hz

输入电流 (仅包括 CPU)

120 V AC 时 130 mA （无 300 mA 的传感器电源输出）

120 V AC 时 250 mA （带300mA的传感器电源输出）

240 V AC 时 80 mA （无 300 mA 的传感器电源输出）

240 V AC 时 150 mA （带300mA的传感器电源输出）

浪涌电流（较大）

264 V AC 时 7.3 A

隔离（输入电源与逻辑侧）

1500 V AC

漏地电流，AC 线路对功能地

0.5 mA

保持时间（掉电）

120 V AC 时 50 ms

240 V AC 时 400 ms

内部保险丝（用户不可更换）

3 A，250 V，慢速熔断

传感器电源

电压范围

20.4 ~ 28.8 V DC

额定输出电流（较大）

300 mA

较大波纹噪声（＜10MHz）

＜1 V 峰峰值

隔离（CPU 逻辑侧与传感器电源）

未隔离

数字输入

输入点数

24

类型

漏型/源型（IEC 1类漏型）

额定电压

4 mA 时 24 V DC，额定值

允许的连续电压

较大 30 V DC

浪涌电压

35 V DC，持续 0.5 s

逻辑 1 信号（较小）

2.5 mA 时 15 V DC

逻辑 0 信号（较大）

1 mA 时 5 V DC

隔离（现场侧与逻辑侧）

500 V AC 持续 1 min

隔离组

滤波时间

每个通道可单独选择（仅前 14 个板载输入，包括信号板的数字输入）：

HSC 时钟输入频率（较大）

（逻辑 1 电平 = 15 ~ 26 V DC）

单相：4 个，30 kHz

正交相位：2 个，20 kHz

同时接通的输入数

24

电缆长度

屏蔽：500m（正常输入），50m（HSC 输入）；非屏蔽：300m（正常输入）

数字输出

输出点数

16

类型

继电器，干触点

电压范围

5 ~ 30 V DC 或 5 ~ 250 V AC

每点的额定电流（较大）

2.0 A

灯负载

30 W DC/200 W AC

通态电阻

新设备较大为 0.2 Ω

浪涌电流

触电闭合时为 7A

过载保护

无

隔离（现场侧与逻辑侧）

1500 V AC 持续 1 min（线圈与触电）

无（线圈与逻辑侧）

隔离电阻

新设备较小为 100 MΩ

断开触点间的绝缘

750 V AC 持续 1 min

隔离组

4

开关延迟（Qa.0-Qa.3)

较长 10 ms

开关延迟（Qa.4-Qb.7）

较长 10 ms

机械寿命（无负载）

10,000,000 断开/闭合周期

额定负载下的触点寿命

100,000 断开/闭合周期

STOP 模式下的输出状态

上一个值或替换值（默认值为 0）

同时接通的输出数

16

电缆长度

500m（屏蔽），150m（非屏蔽）