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产地类别	进口

详细介绍

哪里卖西门子DP扩展模块

追求，追求精确
要通过“严格”的检验程序，以可编程控制器（PLC）产品为例，在整个生产过程中针对该类产品的质量检测节点就超过20个。视觉检测是数字化工厂*的质量检测方法，相机会拍下产品的图像与Teamcenter数据平台中的正确图像作比对，一点小小的瑕疵都逃不过SIMATIC IT品质管理模块的“眼睛”。对比传统制造企业的人工抽检，这显然要可靠又快速得多。”

问：如何解决G120变频器使用二进制方式多段速在速度切换时DI触点的动作配合不同步造成的速度波动？

答：可使用格雷二进制码方式的多段速解决此问题。

配备CU240B/E-2 和PM240的G120变频器具备多段速给定功能，多段速的给定分为两种：直接给定和二进制给定。
在直接给定方式时，变频器的终速度给定值是由多四个DI对应的速度值之和来决定的，此种应用多用于总的段速较少的情况下，例如只有4个固定速度，较少出现段速切换的速度波动。但是在选择二进制方式给定时，往往会在换档间隙出现设定值的波动，为此我们可以采用格雷码二进制方式来避免这种波动。

在使用二进制给定时，变频器多支持15个速度，在从0速到15速的切换过程中，变频器可能需要同时改变变频器多个DI的状态。
以图2-1所示的应用为例，配置三个DI输入作为多段速信号源，除0速外，一共有7个段速。升速操作时需要从0速档依次增加到7速档，降速操作时，从7速档依次降低至0速档。

图2-1 多段速控制接线示例

使用二进制方式多段速的相关参数设置为：
P1070= 1024
P1001= 50
P1002= 100
P1003= 200
P1004= 300
P1005= 400
P1006= 500
P1007= 600
P1016= 2
P1020= 722.3
P1021= 722.4
P1022= 722.5
正常升降速操作时，例如：从3档（多段速DI状态011）切换到4档（多段速DI状态100），多段速DI的三个位全都发生了变化，如果按图1的接线方式，需要S1，S2，S3三个开关的状态同时改变状态。由于手动操作不可能*同时改变三个开关的状态，此时在换挡的间隙如果有配合不严密，就会造成给定速度的波动。
此时的多段速切换波形如图2-2所示：

图2-2 普通二进制方式下的速度切换波形图示

我们看到，多段速切换间隙会有波动，例如在3档变4档时，由于DI3，DI从1变为0，但是由DI5从0变为1没有与DI3，DI4保持*同步，所以出现了瞬间的000状态，速度设定值发生了波动，影响到负载驱动。6档变5档时，4档变3档时，以及2档变1档时也都出现了类似的波动情况。

为避免二进制方式的固定速度切换时出现的波动，我们可以使用各类二进制码方式对速度进行给定。格雷二进制码的特点是从0000~1111的依次步进时，每次只变化一个位。如表3-1所示为四位5二进制码与格雷二进制码的对照。

表3-1 四位二进制码与格雷二进制码对照表

十进制段速	自然二进制码	格雷码
0	0000	0000
1	0001	0001
2	0010	0011
3	0011	0010
4	0100	0110
5	0101	0111
6	0110	0101
7	0111	0100
8	1000	1100
9	1001	1101
10	1010	1111
11	1011	1110
12	1100	1010
13	1101	1011
14	1110	1001
15	1111	1000

如果我们引入格雷二进制码方式，从3档切换到4档，就是从010切换到110，此过程只需要切换DI5的状态即可，由于只改变了S3的状态，因此不存在需要跟其他开关配合的问题，保证了速度不会产生波动。

此例使用各类二进制码方式的多段速相关参数设置为：

P1070= 1024
P1001= 50
P1003= 100
P1002= 200
P1006= 300
P1007= 400
P1005= 500
P1004= 600
P1016= 2
P1020= 722.3
P1021= 722.4
P1022= 722.5

使用格雷二进制码的多段速切换状态如图3-1所示，看到段速的依次切换不再有突变。

图3-1 格雷二进制码方式多段速切换的波形图

特别是在手动逐级切换速度的场合，使用各类二进制码方式设计主令开关时序，可以提高设备速度平滑性。

硬件对比

首先，对比S7-200 与 S7-200 SMART的硬件配置。如下表所示：

表1. S7-200 CPU参数

CPU类型	CPU 221	CPU 222	CPU 224	CPU 224 XP	CPU 226
集成 DI/DO	6/4	8/6	14/10		24/16
集成 AI/AO	-	-	-	2/1	-
大 DI/DO/使用扩展模块的大通道数	-	48/46/94	114/110/224		128/128/256
大 AI/AO//使用扩展模块的大通道数	-	16/8/16	32/28/44
扩展模块数量	-	2	7
程序存储器	4 KB		12 KB	16 KB	24 KB
用户存储器（V区）	2 KB		8 KB	10 KB
保持性	内部电容+电池
高速计数器	430 KHz，其中220 KHz A/B计数器可用		630 KHz，其中420 KHz A/B计数器可用	430 KHz，220 KHz ，其中320 KHz+1100 KHz A/B计数器可用	630 KHz，其中420 KHz A/B计数器可用
通讯接口 RS485	1			2
- PPI	支持
- MPI	支持
- 自由口（ASCII协议）	支持
以太网 S7 通讯	-	扩展CP 243-1实现
DC 5V 总线电流	-	340 mA	660 mA		1000 mA
DC 24V 传感器电源	180 mA		280 mA		400 mA
尺寸 W * H * D (mm)	908062		120.58062	1408062	1968062

表2. S7-200 SMART CPU参数

CPU类型	SR20 ST20	SR30 ST30	SR40 ST40	SR60 ST60	CR40	CR60
集成 DI/DO	12/8	18/12	24/16	36/24	24/16	36/24
集成 AI/AO	-	-	-	-	-	-
I/O过程映像区	DI：256 / DO：256
模拟映像	AI：56 / AO：56				-	-
扩展模块数量	6+1 （信号板）				-	-
程序存储器	12 KB	18 KB	24 KB	30 KB	12 KB
用户存储器（V区）	8 KB	12 KB	16 KB	20 KB	8 KB
保持性	保存
高速计数器	4200 KHz，其中2100 KHz A/B计数器可用
通讯接口 RS485	1+1 （信号板）				1
- PPI	支持
- MPI	支持
- 自由口（ASCII协议）	支持
以太网 S7 通讯	1
DC 5V 总线电流	1400 mA				-
DC 24V 总线电流	300 mA
尺寸 W * H * D (mm)	9010081	11010081	12510081	17510081	12510081	17510081

表3. S7-200 信号模块

模块类型	订货号	模块描述
DI	6ES7 221-1BF22-0XA8	EM221：DI 8* 24V DC
DI	6ES7 221-1BH22-0XA8	EM221：DI 8* 24V DC
DO	6ES7 222-1BF22-0XA8	EM222：DO 8*24V DC
DO	6ES7 222-1HF22-0XA8	EM222：DO 8*继电器
DI/DO	6ES7 223-1BF22-0XA8	EM223 ：DI 4* DC 24V / DO 4* DC 24V
	6ES7 223-1HF22-0XA8	EM223 ：DI 4* DC 24V / DO 4* 继电器
	6ES7 223-1BH22-0XA8	EM223 ：DI 8* DC 24V / DO 8* DC 24V
	6ES7 223-1PH22-0XA8	EM223 ：DI 8* DC 24V / DO 8* 继电器
	6ES7 223-1BL22-0XA8	EM223 ：DI 16* DC 24V / DO 16* DC 24V
	6ES7 223-1PL22-0XA8	EM223 ：DI 16* DC 24V / DO 16* 继电器
	6ES7223-1BM22-0XA8	EM223 ：DI 32* DC 24V / DO 32* DC 24V
	6ES7223-1PM22-0XA8	EM223 ：DI 32* DC 24V / DO 32* 继电器
AI	6ES7 231-0HC22-0XA8	EM231：4* AI
	6ES7 231-0HC22-0XA8	EM231：8* AI
	6ES7 231-7PB22-0XA8	EM231：2* RTD
	6ES7 231-7PD22-0XA8	EM231：4* TC
AO	6ES7 232-0HB22-0XA8	EM232：2* AO
AI/AQ	6ES7 235-0KD22-0XA8	EM235：4* AI/1* AO

表4. S7-200 SMART 信号模块

模块类型	订货号	模块描述
DI	6ES7 288-2DE08-0AA0	EM DE08：DI 8* 24V DC
DO	6ES7 288-2DT08-0AA0	EM DT08：DO 8*24V DC
DO	6ES7 288-2DR08-0AA0	EM DR08：DO 8*继电器
DI/DO	6ES7 288-2DT16-0AA0	EM DT16：DI 8* 24V DC/DO 8*24V DC
	6ES7 288-2DR16-0AA0	EM DR16：DI 8* 24V DC/DO 8*继电器
	6ES7 288-2DT32-0AA0	EM DT32：DI 16* 24V DC/DO 16*24V DC
	6ES7 288-2DR32-0AA0	EM DT32：DI 16* 24V DC/DO 16*继电器
AI	6ES7 288-3AE04-0AA0	EM AE04：4* AI
	6ES7 288-3AE08-0AA0	EM AE08：8* AI
	6ES7 288-3AR02-0AA0	EM AR02：2* RTD
	6ES7 288-3AR04-0AA0	EM AR04：2* RTD
	6ES7 288-3AT04-0AA0	EM AT04：4* TC
AQ	6ES7 288-3AQ02-0AA0	2* AO
AQ	6ES7 288-3AQ04-0AA0	4* AO
AI/AO	6ES7 288-3AM03-0AA0	2* AI/1* AO
EM232	6ES7 288-3AM06-0AA0	4* AI/2* AO
EM235	6ES7 235-0KD22-0XA8	4* AI/1* AO

表5. 其他卡件

	S7-200	S7-200 SMART
DP	EM277	DP01
CP	CP243-1	- 已集成
电池卡	BC293	SB BA01（仅保持时钟）
运动控制模块	EM253	- 已集成

从以上表格可以看出，S7-200 SMART 增加了本体集成 I/O，功能更灵活，性能更好，而且，S7-200 SMART模块接线方式与 S7-200*，如下图所示：

图1. S7-200 与 S7-200 SMART 数字量输入/输出接线图

图2，S7-200 与 S7-200 SMART 模拟量输入/输出接线图

由上图可见，S7-200 与S7-200 SMART 接线方式基本*。

移植案例

以下S7-200 224XP CPU移植举例来看，如何从硬件配置到软件编程的移植

确定S7-200 与 S7-200 SMART硬件对比

移植举例，如下表所示：哪里卖西门子DP扩展模块

表6. S7-200 移植到 S7-200 SMART 对照表

类型	S7-200	S7-200 SMART
CPU	224XP：6ES7 214-2AD23-0XB8	ST30：6ES7 288-1ST30-0AA0
供电电源	DC 24V	DC 24V
程序存储器	16 KB	18 KB
用户存储器（V区）	10 KB	12 KB
集成DI/DO	DI：14/DO：10	DI：18/DO12
扩展DI/DO	EM223：6ES7 223-1BH22-0XA0 DI：8/DO：8	EM DT16：6ES7 288-2DT16-0AA0 DI：8/DO：8
DI/DO通道总数	DI：24/DO：18	DI：26/DO：20
集成AI/AO	AI：2（±10 V）/AO：1	EM AE04：6ES7 288-3AE04-0AA0 AI：4
扩展AI/AO	EM235：6ES7 235-0KD22-0XA8 AI：4/AO：1	EM AM06：6ES7 288-3AM06-0AA0 AI：4/AO：2
AI/AO通道总数	AI：6/AO：2	AI：8/AO：2
热电偶（TC）	EM231：6ES7 231-7PD22-0XA8 4*TC	EM AT04：6ES7 288-3AT04-0AA0 4*TC
热电阻（RTD）	EM231：6ES7 231-7PB22-0XA8 2*RTD	EM AR02：6ES7 288-3AR02-0AA0 2*RTD
以太网口	CP243-1：6GK7 243-1EX01-0XE0	集成
RS485通讯口	集成：2个	集成：1个+CB CM01：6ES7 288-5CM01-0AA0
DP 从站通讯	EM277：6ES7 277-0AA22-0XA0	DP01：6ES7 288-7PD01-0AA0
模块总数	6	6+1

注意：以上表格仅用于举例说明 S7-200 移植到S7-200 SMART着重点，非工程实际应用

确定S7-200 与 S7-200 SMART 安装与组态

以下为S7-200 安装组态步骤：

步骤1：安装

图3. S7-200安装方式

步骤2：AI 模块拨码设置

表7. EM235 拨码设置

单极性						满量程输入	分辨率
SW1	SW2	SW3	SW4	SW5	SW6	满量程输入	分辨率
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
ON	OFF	OFF	OFF	OFF	ON	0 - 20 mA	5μA
OFF	ON	OFF	OFF	OFF	ON	0 - 10 V	2.5mV
双极性						满量程输入	分辨率
SW1	SW2	SW3	SW4	SW5	SW6	满量程输入	分辨率
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

表8. EM231 2*RTD模块拨码

RTD Type and Alpha1	SW1	SW2	SW3	SW4	SW5	RTD Type and Alpha1	SW1	SW2	SW3	SW4	SW5
100Ω Pt 0.003850 (Default)	0	0	0	0	0	100Ω Pt 0.003902	1	0	0	0	0
200Ω Pt 0.003850	0	0	0	0	1	200Ω Pt 0.003902	1	0	0	0	1
500Ω Pt 0.003850	0	0	0	1	0	500Ω Pt 0.003902	1	0	0	1	0
1000Ω Pt 0.003850	0	0	0	1	1	1000Ω Pt 0.003902	1	0	0	1	1
100Ω Pt 0.003920	0	0	1	0	0	SPARE	1	0	1	0	0
200Ω Pt 0.003920	0	0	1	0	1	100Ω Ni 0.00672	1	0	1	0	1
500Ω Pt 0.003920	0	0	1	1	0	120Ω Ni 0.00672	1	0	1	1	0
1000Ω Pt 0.003920	0	0	1	1	1	1000Ω Ni 0.00672	1	0	1	1	1
100Ω Pt 0.00385055	0	1	0	0	0	100Ω Ni 0.006178	1	1	0	0	0
200Ω Pt 0.00385055	0	1	0	0	1	120Ω Ni 0.006178	1	1	0	0	1
500Ω Pt 0.00385055	0	1	0	1	0	1000Ω Ni 0.006178	1	1	0	1	0
1000Ω Pt 0.00385055	0	1	0	1	1	10000Ω Pt 0.003850	1	1	0	1	1
100Ω Pt 0.003916	0	1	1	0	0	10Ω Cu 0.004270	1	1	1	0	0
200Ω Pt 0.003916	0	1	1	0	1	150Ω FS Resistance	1	1	1	0	1
500Ω Pt 0.003916	0	1	1	1	0	300Ω FS Resistance	1	1	1	1	0
1000Ω Pt 0.003916	0	1	1	1	1	600Ω FS Resistance	1	1	1	1	1

图4. EM231 RTD 模块拨码设置

图5. EM231 TC 模块拨码设置

步骤3：寻址

方式1：S7-200 的地址连续，可按照模块的安装次序分配地址

方式2：可通过查看菜单“PLC”>“信息” 查看模块起始地址，如下图所示：

图6. S7-200 PLC 信息

以下为S7-200 SMART 安装组态步骤：

步骤1：安装

图7. S7-200 SMART 安装步骤

图12. EM AR02 模块组态

图13. EM AT04 模块组态

注：参考点设置仅在检测热电偶时有效

S7-200 到S7-200 SMART 基本程序移植

以模拟量转换加上下限报警的程序为例：输入信号4~20mA；输出信号4~20mA

步骤1：STEP 7-MicroWIN SMART 打开S7-200 程序，如下图所示：

图14. S7-200 SMART 编程界面

步骤2：添加硬件及组态，如下图所示：

图15. S7-200 SMART 组态界面

1,添加当前组态

2,修改通道属性

步骤3：修改程序

1，修改程序的硬件输入/输出地址；

2，模拟量量程替换：

S7-200 ：0~20mA：0~32000；4~20mA：6400~32000

S7-200 SMART：0~20mA：0~27648；4~20mA：5530~27648

图16. 修改硬件地址

图17. 修改程序段

步骤4：修改断电保持区域、修改安全等级及CPU上电运行模式

图18. 修改断电保持、密码、CPU上电模式

1 概述

SINAMICS V90固件版本1.05以上开始，伺服驱动器提供了Modbus RTU 通信功能。PLC可以通过 Modbus 的FC3及FC6功能代码读取或写入伺服驱动的寄存器，S7-200 Smart可通过标准的Modbus功能块完成发送伺服驱动器的控制指令及读写驱动的参数。本文详细描述了S-200 SMART PLC 通过Modbus RTU 通信连接SINAMICS V90实现内部位置的MDI功能。

2 *条件

2.1 使用的硬件

使用的硬件如表2-1所示。

序号	设备名称	订货号
1	SIMATIC S7-200 SMART CPU ST60	6ES7288-1ST60-0AA0
2	V90驱动器	6SL3210-5FE10-4UA0（V1.05版本以上）
3	伺服电机	1FL6042-1AF61-0LG1
4	电机及编码器配套电缆

表2-1使用的硬件

2.2 使用的软件

使用的软件如表2-2所示。

序号	描　　　　　述
1	Window 7 旗舰版 32位或64位
2	STEP 7-Micro/WIN SMART 编程软件
3	SINAMICS V-ASSISTANT V1.02

表2-2使用的软件

2.3 通信连接

SINAMICS V90 伺服驱动通过 RS485 电缆与 PLC 连接，使用标准 Modbus 通信协议进行通讯。通过Modbus PLC给V90发送伺服使能和停止命令并且可以读取伺服驱动器的状态及故障代码。

SINAMICS V90 伺服驱动通过 RS485 接口（X12）使用 MODBUS 协议与 PLC RS485（端口 0）进行通讯，接线如图2-1所示。

图2-1 S7-200 SMART CPU 与V90通讯线连接

3 通过Modbus通信实现V90内部位置控制的MDI功能

3.1 V90 Modbus 寄存器说明

V90内部控制的控制数据寄存器如表3-1所示。

寄存器编号	描述	单位	定标系数	范围
40100	IPOS控制模式控制字
40932/40933	MDI 速度设定值	1000LU/min	1	1至2147482647
40934	MDI 加速度倍率	%	100	0.1 至100
40935	MDI 减速度倍率	%	100	0.1 至100
40102	位置设定值高字	LU	1	-2147482648至 2147482647
40103	位置设定值低字	LU	1	-2147482648至 2147482647

表3-1 V90的内部位置控制数据寄存器

IPOS控制模式寄存器 40100控制字的定义如表3-2所示。

位	信号	描　　述
0	SON_OFF1	通过上升沿使能伺服，=0时驱动通过斜坡函数发生器停车，脉冲被取消
1	OFF2	1：OFF2=1,允许使能 0：OFF2=0,立即取消脉冲
2	OFF3	1：OFF3=1,允许使能 0：OFF3=0，快速停车，脉冲被消除
3	OPER	1：允许运行（脉冲可以被使能） 0：禁止运行（取消脉冲）
4	SETP_ACC	触发上升沿来接收MDI 设定值
5	TRANS_TYPE SE	1：立即接收新的设定值 0：通过触发上升沿来接收新的设定值
6	POS_TYP	1：定位 0：相对定位
7	RESET	复位故障
8	预留
9	预留
10	PLC	使能 PLC 的控制权
11	预留
12	预留
13	SREF	启动回参考点（对于p29240=0，通过REF 信号回参考点）
14	预留
15	预留

表3-2 寄存器 40100控制字的定义

3.2 V90参数设置

按照表3-3设置伺服驱动器的相关参数

参数设置	说明
P29003=1	P29003为内部控制模式
P29303[0]=3	设置DI3为CWL，正限位，连接限位开关为高电平
P29304[0]=4	设置DI4为CCWL，负限位，连接限位开关为高电平
P29004=1	设置SINAMICS V90 的MODBUS站地址为1
P29007=2	设置通信协议为Modbus 协议
P29008=1	选择 Modbus 控制源,设定值和控制字来自于 Modbus PZD
P29009=8	设置传输波特率为38400 波特

表3-3伺服驱动器的相关参数

3.3 PLC的编程

PLC的编程如表3-4所示。

序号
1	初始化Modbus通信接口，需确保 PLC 的波特率与驱动设置*，设置 PLC 校验方式为偶校验（parity = 2）。
2	通过寄存器 40100 写入需要的控制字。必须设置寄存器 40100 的位 10 为1 以允许 PLC 控制驱动。使能驱动器，先将16进制数 40E 写入寄存器40100 中，然后再写入 40F）。
3	如果需要对带增量编码器驱动执行回参考点操作，保持驱动为伺服使能状态，可通过写控制字 40100 第13位，执行回参考点操作。
4	通过MBUS_MSG功能块，将位置设定值和速度设定值写入寄存器 40932、40933、40934、40935、40102 和40103 中。
5	MDI相对定位的40100控制寄存器操作：在IPos 控制模式中，控制字的位6=0选择相对定位模式(40F) 控制字的位5=0，设置使用上升沿来接收MDI 设定值(40F) 将表3-1中的寄存器，写入需要的值 (如40934及40935写入十六进制的4000, 40932/40933写入MDI速度值，40102/40103写入MDI的位置值) 后，通过PLC发送控制字的位4上升沿来接收设定值，驱动进行MDI运行(41F)
	MDI定位的40100控制寄存器操作：在IPos 控制模式中，控制字的位6=1来选择定位模式(44F) MDI设定值的生效有两种：设定值立即生效：控制字的位5=1，设置接收的MDI设定值立即生效(46F)； MDI 设定值：控制字的位5=0，设置使用上升沿来接收MDI 设定值(44F) 将表3-1中的寄存器写入需要的值 (如40934及40935写入十六进制的4000, 40932/40933写入MDI速度值，40102/40103写入MDI的位置值)后，如果是MDI设定值立即生效，则驱动进行MDI运行。如果是通过上升沿接收MDI设定值，则通过PLC发送控制字的位4的上升沿来接收设定值(45F)，驱动进行MDI运行