西门子G120变频器75千瓦

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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。”

S7-200 SMART CPU之间的以太网通信

S7-200 SMART CPU 固件版本 V2.0 及以上版本的 CPU 可实现CPU、编程设备和HMI（触摸屏）之间的多种通信：
— CPU与编程设备之间的数据交换。
— CPU与HMI之间的数据交换。
— CPU与其他S7-200 SMART CPU之间的PUT/GET通信。

S7-200 SMART CPU 以太网连接资源如下：
— 1个连接用于与STEP7 Micro/Win SMART软件的通信。
— 8个连接用于CPU与HMI之间的通信。
— 8个连接用于CPU与其他S7-200 SMART CPU之间的PUT/GET主动连接
— 8个连接用于CPU与其他S7-200 SMART CPU之间的PUT/GET被动连接

PUT/GET 指令格式

S7-200 SMART CPU提供了PUT/GET 指令，用于S7-200 SMART CPU之间的以太网通信（PUT/GET 指令格式见 表 1）。PUT/GET 指令只需要在主动建立连接的 CPU 中调用执行，被动建立连接的 CPU不需要进行通信编程。PUT/GET 指令中TABLE 参数用于定义远程CPU的 IP地址、本地CPU和远程 CPU的数据区域以及通信长度（TABLE 参数定义见 表 2）。

表 1 PUT和GET 指令：

表 2 PUT和GET 指令的TABLE参数定义：

1 D ：通信完成标志位，通信已经成功完成或者通信发生错误。
2 A ：通信已经激活标志位。
3 E ：通信发生错误，错误原因需要查询 错误代码4。
4 错误代码 ：见表 3 PUT 和 GET 指令TABLE 参数的错误代码。
5 通信数据长度 ：需要访问远程 CPU通信数据的字节个数，PUT 指令可向远程设备写入多 212 个字节的数据，GET 指令可从远程设备读取多 222 个字节的数据。

表 3 PUT 和 GET 指令TABLE 参数的错误代码：

通信资源数量

S7-200 SMART CPU 以太网端口含有 8 个PUT/GET 主动连接资源和 8 个PUT/GET 被动连接资源。例如：CPU1 调用 PUT/GET 指令与 CPU2 ~ CPU9 建立8主动连接的同时，可以与 CPU10 ~ CPU17 建立8被动连接（CPU10 ~ CPU17 调用 PUT/GET 指令），这样的话 CPU1 可以同时与16台 CPU（CPU2 ~ CPU17）建立连接。关于主动连接资源和被动连接资源的详细解释如下：

1、主动连接资源和被动连接资源

• 调用 PUT/GET 指令的CPU 占用主动连接资源数；相应的远程 CPU 占用被动连接资源。

2、8 个PUT/GET 主动连接资源

• S7-200 SMART CPU 程序中可以包含远多于 8个PUT/GET 指令的调用，但是在同一时刻多只能激活 8 个 PUT/GET 连接资源。
• 同一时刻对同一个远程 CPU 的多个 PUT/GET 指令的调用，只会占用本地 CPU的一个主动连接资源和远程 CPU的一个被动连接资源。本地 CPU 与远程 CPU之间只会建立一条连接通道，同一时刻触发的多个 PUT/GET 指令将会在这条连接通道上顺序执行。
• 同一时刻多能对8个不同 IP 地址的远程 CPU 进行 PUT/GET 指令的调用，第9个 远程CPU的PUT/GET 指令调用将报错，无可用连接资源。已经成功建立的连接将被保持，直到远程 CPU断电或者物理断开。

3、8 个PUT/GET 被动连接资源

• S7-200 SMART CPU 调用 PUT/GET 指令，执行主动连接的同时也可以被动地被其他远程 CPU 进行通信读写。
• S7-200 SMART多可以与被8个不同 IP 地址的远程 CPU 进行 建立被动连接。已经成功建立的连接将被保持，直到远程 CPU断电或者物理断开。

指令编程举例

在下面的例子中，CPU1 为主动端，其 IP 地址为192.168.2.100，调用 PUT/GET 指令；CPU2 为被动端，其 IP 地址为192.168.2.101，不需调用 PUT/GET 指令，网络配置见图 1 。通信任务是把 CPU1 的实时时钟信息写入 CPU2 中，把CPU2 中的实时时钟信息读写到 CPU1 中。

图 1 CPU通信网络配置图

1、CPU1 主动端编程

CPU1 主程序中包含读取 CPU 实时时钟、初始化 PUT/ GET 指令的 TABLE 参数表、调用 PUT 指令和 GET 指令等。

网络1：读取 CPU1 实时时钟，存储到 VB100 ~ VB107 。

图 2 读取 CPU1 实时时钟

 注：READ_RTC 指令用于读取 CPU 实时时钟指令，并将其存储到从字节地址 T 开始的 8 字节时间缓冲区中，数据格式为 BCD 码。

网络2：定义 PUT 指令 TABLE 参数表，用于将 CPU1 的VB100 ~ VB107 传输到远程 CPU2 的VB0 ~ VB7。

图 3 定义 PUT 指令 TABLE 参数表

• a.定义通信状态字节
• b.定义 CPU2 IP 地址
• c.定义 CPU2 的通信区域 ，从 VB0 地址开始
• d.定义通信数据长度
• e.定义 CPU1 的通信区域，从 VB100 地址开始

网络3：定义 GET 指令 TABLE 参数表，用于将远程 CPU2 的VB100 ~ VB107 读取到 CPU1 的 VB0 ~ VB7。

西门子G120变频器75千瓦

图 4 定义 GET 指令 TABLE 参数表

• a.定义通信状态字节
• b.定义 CPU2 IP 地址
• c.定义 CPU2 的通信区域 ，从 VB100 地址开始
• d.定义通信数据长度
• e.定义 CPU1 的通信区域，从 VB0 地址开始

网络4：调用 PUT 指令和 GET 指令。

图 5 调用 PUT 指令和 GET 指令

2、CPU2 被动端编程

CPU2 的主程序只需包含一条语句用于读取 CPU2 的实时时钟，并存储到 VB100 ~ VB107，如图 6 所示。

图 6 读取 CPU2 实时时钟

工业以太网连接器

在S7-200 SMART CPU 本体集成了一个RJ45以太网端口，该端口连接到工业以太网网络中需要以下主要部件：

● 工业以太网电缆：电缆型号有多种，其中常用通信电缆为IE FC TP标准电缆GP 2×2（订货号6XV1 840-2AH10）
● 网络连接器：网络连接器也有多种形式，如出线角度不同等等

IE FC RJ45 Plug 2x2

工业以太网 FC RJ45 Plug 2x2 用于直接连接长达 100m 的 IE FC 2x2 电缆而不使用接插工艺。
4个集成的夹紧-穿刺接线柱使得 IE FC 2x2 电缆(100MBit/s)的连接简单而可靠。打开插头外壳后， 触点盖板上的彩色标记可方便用户将电缆中的导线连接到IDC插针。
表1.FC RJ45 Plug 2x2型号

型号	IE FC RJ45 Plug 180 2x2	E FC RJ45 Plug 90 2x2	IE FC RJ45 Plug 145 2x2
图片
订货号	6GK1901-1BB10-2AA0(1件) 6GK1901-1BB10-2AB0(10件) 6GK1901-1BB10-2AE0(50件)	6GK1901-1BB20-2AA0(1件) 6GK1901-1BB20-2AB0(10件) 6GK1901-1BB20-2AE0(50件)	6GK1901-1BB30-0AA0(1件) 6GK1901-1BB30-0AB0(10件) 6GK1901-1BB30-0AE0(50件)

制作非交叉电缆时 IE FC RJ45 Plug 2x2 的针脚分配和 IE FC 2x2 电缆四种颜色导线之间的对应关系如表2所示。
表2.IE FC RJ45 Plug针脚分配

IE FC RJ45 Plug 4x2

工业以太网 FC RJ45 Plugs 4x2 用于直接连接长达 85m 的 IE FC 4x2 (AWG24) 标准电缆(订货号：6XV1 878-2A)和长达 55m 的 IE FC 4x2 (AWG24) 柔性电缆(订货号：6XV1 878-2B)。
8个集成的夹紧-穿刺接线柱使得 IE FC 4x2 和 2x2 电缆的连接简单而可靠。 打开插头外壳后， 触点盖板上的彩色标记可方便用户将电缆中的导线连接到IDC插针。
表3.FC RJ45 Plug 4x2型号

型号	IE FC RJ45 Plug 180 4x2
图片
订货号	6GK1901-1BB11-2AA0(1件) 6GK1901-1BB11-2AB0(10件) 6GK1901-1BB11-2AE0(50件)

制作非交叉电缆时 IE FC RJ45 Plug 4x2 的针脚分配和 IE FC 4x2 电缆8种颜色导线之间的对应关系如表4所示。
表4.IE FC RJ45 Plug 4x2针脚分配

CPU外形结构

CPU外形结构

图1.CPU外形结构

电源及传感器输出电源

在安装或拆何电气设备之前，请确保已切断该设备的电源。在安装和拆卸CPU之前，必须采取合适的安全预防措施并确保切断该CPU的电源。

将CPU连接至电源，下图显示了直流和交流型CPU的接线。

图2.直流安装图3.交流安装

如果在通电情况下尝试安装CPU或相关设备或者对他们进行接线，则可能会触电或导致设备错误运行。如果在安装和拆卸过程中未切断CPU和相关设备的所有电源，则可能导致人员死亡、重伤、或设备损坏。

传感器输出电源：每一个CPU（除CRs）模块都有一个24VDC传感器电源（CPU的电源都在右上方，而右下方是传感器电源。），它为本机输入点和扩展模块继电器线圈提供24VDC。如果电源要求超出了CPU模块24VDC电源的定额，你可以增加一个外部24VDC电源来供给扩展模块的24VDC。

CPU输入电压范围

直流DC：20.4-28.8 VDC

交流AC：85-264VAC（47-63Hz）

S7-200 SMART 电源需求与计算

S7-200 SMART CPU模块提供5VDC和24VDC电源：

CPU有一个内部电源，用于为CPU、扩展模块、信号板提供电源和满足其他24 VDC用户电源需求。请使用以下信息作为指导，确定CPU可以为组态提供多少电能（或电流）。

请参见特定CPU的技术规范，确定24 VDC传感器电源功率预算，CPU提供的5 VDC 逻辑预算，以及扩展模块和信号板5 VDC功率要求。请参考计算功率预算来确定CPU可以为您的组态提供多少电能（或电流）。

CPU为系统中的所有扩展模块提供5 VDC逻辑电源。请特别注意系统配置，确保CPU可提供所选扩展模块要求的5 VDC电源。如果组态要求的电源超出CPU提供的电源范围，则必须拆下一些模块。

 如果超出CPU功率预算，则可能无法连接CPU允许的大数量模块。

CPU还提供了 24V传感器电源，该电源可以为输入点、扩展模块上的继电器线圈电源或其他需求提供24V电源。必须手动将不同电源的公共端（M）连接在一起。

如果需要外部24 VDC电源，则确保该电源未与CPU的传感器电源并联。为提高电气噪声保护能力，建议将不同电源的公共端（M）连接在一起。

 将外部24 VDC电源与CPU的24 VDC传感器的电源并联会导致这两个电源之间有冲突，因为每个电源都试图建立自己可以选择]的输出电压电平。该冲突可能导致一个电源或两个电源的寿命缩短或立即发生故障，从而导致PLC系统意外运行。意外运行可能导致人员 死亡、重伤或设备损坏。CPU的直流传感器电源和任何外部电源应给不同点供电。允许将多个公共端连接到一起。

S7-200 SMART 系统中的一些24 VDC电源输入端口是互连的，并且通过一个公共逻辑电路连接多个M端子。例如，在数据表中为“非隔离”时，以下电路是互连的：CPU的24 VDC、EM的继电器线圈的电源输入或非隔离模拟输入的电源。所有非隔离的M端必须连接到同一个外部参考电位。

 将非隔离的M端子连接到不同参考电位将导致意外的电流，该电流可能导致PLC和任何连接设备损坏或允许不确定。不遵守这些准则可能会导致设备损坏或运行不确定，而后者可能导致死亡、人员重伤和财产损失。务必确保S7-200 SMART系统中的所有非隔离M端子都连接到同一个参考电位。

表1. S7-200 SMART CPU V1.0 版本供电能力

表2. S7-200 SMART CPU V2.0及以上版本供电能力

表3. CPU上的数字量输入所消耗的电流

表4. 数字扩展模块所消耗的电流

表5.模拟扩展模块所消耗的电流

表6. RTD、TC扩展模块所消耗的电流

表7. 信号板和DP扩展模块所消耗的电流

功率要求计算示例

下表给出了包括以下模块的CPU系统的功率要求计算例子：

? CPU SR40 AC/DC/ 继电器 (固件版本V1.0) 
? 3个 EM 8 点继电器型数字量输出（EMDR08） 
? 一个 EM 8 点数字量输入（EM DE08）

该安装共有32点输入40点输出

该CPU已分配驱动CPU内部继电器线圈所需的功率。功率计算中无需包括内部继电器线圈功率要求。

本例中的CPU提供了足够5VDC电流，但没有通过传感器电源为所有输入和扩展继电器线圈提供足够的24VC电流。I/O需要392mA，但CPU提供了300mA。该安装额外需要一个至少为92mA的24VDC电源以运行所有包括的24 VDC输入和输出。

表8.电源计算示例