西门子G120变频器11千瓦

西门子G120变频器11千瓦

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S7-200的电源需求与计算

S7-200 CPU模块提供5VDC和24VDC电源：

• 当有扩展模块时CPU通过I/O总线为其提供5V电源，所有扩展模块的5V电源消耗之和不能超过该CPU提供的电源额定。若不够用不能外接5V电源。
• 每个CPU都有一个24VDC传感器电源，它为本机输入点和扩展模块输入点及扩展模块继电器线圈提供24VDC。如果电源要求超出了CPU模块的电源定额，你可以增加一个外部24VDC电源来提供给扩展模块。

所谓电源计算，就是用CPU所能提供的电源容量，减去各模块所需要的电源消耗量。

电源计算的例子可参见《S7-200系统手册》。

以下为S7-200系统电源数据简表。详情请参考新的《S7-200系统手册》或模块说明书。

表1. CPU的供电能力

表2. CPU上及扩展模块上的数字量输入所消耗的电流

如果数字量输入点使用外接24VDC电源，则不必纳入计算。

表3. 数字扩展模块所消耗的电流

数字扩展模块型号	电流需求
	＋5VDC	+24VDC
EM 221 DI 8 x 24VDC	30 mA	4 mA/输入
EM 221 DI 8 x 120/230VAC	30 mA	-
EM 221 DI 16 x 24VDC	70 mA	4 mA/输入
EM 222 DO4 x 24VDC-5A	50 mA	-
EM 222 DO 4 x Relays-10A	40 mA	20mA/输出
EM 222 DO8 x 24VDC	30 mA	-
EM 222 DO 8 x Relays	40 mA	9mA/输出
EM 222 DO 8 x 120/230VAC	110 mA	-
EM 223 24VDC 4 In/4 Out	40 mA	4 mA/输入
EM 223 24VDC 4 In/4 Relays	40 mA	4 mA/输入 9mA/输出
EM 223 24VDC 8 In/8 Out	80 mA	4 mA/输入
EM 223 24VDC 8 In/8 Relays	80 mA	4 mA/输入 9 mA/输出
EM 223 24VDC 16 In/16 Out	160 mA	4 mA/输入
EM 223 24VDC 16 In/16 Relays	150 mA	4 mA/输入 9mA/输出
EM 223 24VDC 32 In/32 Out	240 mA	4 mA/输入
EM 223 24VDC 32 In/32 Relays	205 mA	4 mA/输入 9mA/输出

表4. 模拟扩展模块所消耗的电流

模拟扩展模块订货号	电流需求
	＋5VDC	+24VDC
EM 231 4 Inputs	20 mA	60 mA
EM 231 8 Inputs	20 mA	60 mA
EM 232 2 Outputs	20 mA	70 mA
EM 232 4 Outputs	20 mA	60 mA
EM 235 4 Inputs / 1 Output	30 mA	60 mA

表5. TC（热电偶）和RTD（热电阻）模块所消耗的电流

热电偶和热电阻模块型号	电流需求
	＋5VDC	+24VDC
EM 231 TC, 4 Inputs	87 mA	60 mA
EM 231 TC, 8 Inputs	87mA	60mA
EM231 RTD, 2 Inputs	87 mA	60 mA
EM231 RTD, 4 Inputs	87 mA	60 mA

表6. 智能模块所消耗的电流

 注意：

• EM277模块本身不需要24VDC电源，这个电源是通信端口用的。24VDC电源需求取决于通信端口上的负载大小。
• CPU上的通信口，可以连接PC/PPI电缆和TD 200并为它们供电，此电源消耗已经不必再纳入计算。

S7-200PC/PPI电缆

通过PC/PPI电缆的编程通信是为常见的S7-200编程方式，很多人也在此遇到问题。

影响通信的因素很多，要顺利通信首先需要注意：

• 检查Micro/WIN和Windows操作系统的版本兼容性
  
  未经西门子版本兼容测试的往往有通信问题。
   
• 使用西门子的原装PC/PPI电缆
  
  包括用于连接PC机RS232串口的RS232/PPI电缆，和连接USB口的USB/PPI电缆。

2.1 为什么要使用SIEMENS的编程电缆

西门子目前提供两种串口编程电缆，统称为PC/PPI电缆：RS-232/PPI电缆和USB/PPI电缆。

我们强烈建议用户使用西门子生产的上述两种原装电缆，也有义务告知用户从中所能获得的好处：

• 安全：西门子原装PC/PPI电缆的两个通信端口在电气上是隔离的。这就意味着编程计算机和PLC通信口之间的共模干扰不会造成双方通信口硬件的损坏，或者通信断续。在必须带电拔插电缆的情况下，原装电缆提供了可靠的保障
• 稳定：原装电缆针对西门子的通信协议进行了专门设计、优化，其稳定性和抗干扰能力出色
• 高速：使用原装电缆可以工作在187.5K通信速率下，充分发挥PLC和HMI通信口的潜力，不会制约整个网络的通信速度
• 完备：原装智能多主站电缆能够*支持西门子的PPI网络协议，如多主站通信功能，配合西门子的软、硬件使用，不会发生编程、监控时在某些情况下无法通信的问题

2.2 RS232与USB的PC/PPI电缆

S7-200 CPU有其的低成本编程电缆，统称为PC/PPI电缆，用于连接PC机和CPU上的RS-485通信口，可用做STEP 7-Micro/WIN对CPU 的编程调试，或与上位机做监控通信、或与其他具有RS-232端口的设备之间作自由口通信。

西门子提供的所有用于S7-200的编程电缆，长度都是5米。

目前西门子提供两种PC/PPI编程电缆，它们是：

• RS-232/PPI电缆（订货号6ES7 901-3CB30-0XA0）：智能多主站电缆，连接S7-200 CPU/EM277通信口和计算机RS-232串口，作为编程或数据通信电缆；同时也可以用于连接TP170 micro和安装了WinCC flexible (micro)的计算机RS-232串口，作为配置画面下载电缆
• USB/PPI电缆（订货号6ES7 901-3DB30-0XA0）：智能多主站电缆，用于连接计算机的USB通信口与S7-200 CPU/EM277通信口做编程或数据通信电缆

 用于S7-300/400编程的PC串口电缆（PC-Adapter），不能用于S7-200编程通信

 注意：西门子公司的PC/PPI电缆是带光电隔离的，不会烧CPU 或PC机的通信口。使用不隔离的自制或假冒的PC/PPI电缆，容易损坏通信口。一般电缆还不支持S7-200 CPU通信端口的高通信速率（187.5K），而且不能支持S7-200的多主站编程模式。

 用计算机串口与CPU通过RS-232/PPI电缆进行编程通信，要求计算机拥有一个UART 16550兼容的串行通信口。有些计算机端口扩展卡上的通信口，Micro/WIN不能直接管理，可能无法通信。

1.多主站RS-232/PPI电缆（6ES7 901-3CB30-0XA0）

图1. 正版RS-232/PPI电缆及其包装盒

因为此电缆能够管理PPI网络令牌，因而支持多主站PPI网络。

它有三个绿灯用于指示电缆的运行：RS 232 发送指示（Tx）；RS-232 接收指示（Rx）；RS 485 发送指示(PPI)。

图2. 正版电缆细部

此种电缆只能在STEP 7-Micro/WIN32 V3.2 SP4以上版本下才能获得全部的新功能，高波特率可达187.5K。它有两种工作模式：

• PPI模式：用于编程时，将DIP开关5设置为“1”，其他开关设置为“0”，其波特率可自适应，此时支持多主站网络通信。
• 自由口模式：只需设置波特率，开关5及其它开关都设为“0”；此时也可以获得原来普通PC/PPI电缆的功能（不支持多主站）。

 RS-232/PPI电缆还用于TP170 micro和TP070配置下载。此时DIP开关5应为“0”。

2.多主站USB/PPI电缆（6ES7 901-3DB30-0XA0）

图3. 正版USB/PPI电缆及其包装盒

此种电缆能够管理PPI网络令牌，因而支持多主站PPI网络。 它支持USB V1.1。用于连接PC机的USB通信口和S7-200。

它有三个绿灯用于指示电缆的运行：USB 发送指示（Tx）；USB接收指示（Rx）；RS 485 发送指示(PPI)。

图4. 电缆细部

此种电缆只能工作在STEP 7-Micro/WIN32 V3.2 SP4以上版本下，波特率为自适应（高可达187.5K）。它只有一种工作模式即PPI模式，无开关设置。此种电缆不支持自由口通信。

 注意：USB/PPI电缆不能用于TP070（或TP170micro）配置画面下载（应使用RS-232/PPI电缆并把DIP开关5设置在OFF），也不能用于使用wipeout.exe程序恢复出厂设置，也不能用于S7-200自由口程序，如Modbus RTU协议库的调试。

3.早期电缆

西门子早期生产的PC/PPI电缆，如6ES7 901-3BF21-0XA0/6ES7 901-3BF30-0XA0，不支持多主站PPI网络，即在连接有PPI通信主站CPU或TD 200文本显示器的网络时，无法通过电缆进行Micro/WIN与CPU的通信。（在CPU执行网络读/写指令时不能用STEP 7 Micro/Win监控也是这个原因）

开关设置：前三个开关按所需波特率进行设置，后三个设为0即可（Micro/WIN编程连接时）。

 西门子生产的电缆都有中间的盒子。西门子G120变频器11千瓦

 如果使用老电缆与新版本的编程软件Micro/WIN，应在PC/PPI Cable的属性中，取消Advanced PPI和Multi Master Network选项（在Set PG/PC Interface中设置）。

4.使用USB/RS-232串口转换器

当编程计算机只有USB通信口，没有RS-232串口时，我们强烈建议客户使用智能USB/PPI电缆，并将编程软件升级到当前发布的新版本。

如果坚持使用自己的USB/RS-232串口转换器，再使用串口PC/PPI电缆，由于转换器品牌众多，西门子无法一一测试，不能就遇到的问题提供支持。

遇到这种情况，只有下面的办法：

• 更换其他USB/RS-232转换器，再做尝试
• 使用西门子的USB/PPI电缆

 在Micro/WIN的系统块中为何不能将通信口设置为187.5K波特率？

新的Mciro/WIN会自动检测通信连接是否支持187.5K，如果不支持（ 如老版电缆），则不能设置为187.5K的通信速率。

新编程电缆支持187.5K速率。

 如何设置PPI电缆属性中的Advanced PPI和Multi Master Network选项？

PPI电缆属性中的这两项设置与多主站通信功能有关。

随着计算机技术的发展，仅通过旧型号的PC/PPI电缆已经不能实现多主站通信，因此这两项设置现在已经没有用处。

采用新型号电缆，配合Micro/WIN V3.2 SP4以上版本，可以轻松实现多主站通信。因此应当取消上述两项的选择：

图5. PC/PPI电缆属性

 老版本的PC/PPI电缆（6ES7 901-3BF21-0XA0等）是否可以用于为新版本的CPU（23版）编程？

可以。但是受到老版电缆的限制，不能做多主站编程，也只能用到9.6K和19.2K波特率。

2.3 PC/PPI电缆引脚定义

关于PC/PPI电缆的详细情况，请参考相应的《S7-200系统手册》，在附录A中由详细的介绍。这里只提示关于电缆的一些有趣的细节。

目前销售的RS-232/PPI多主站电缆（6ES7 901-3CB30-0XA0）与以前销售的PC/PPI电缆（6ES7 901-3BF21-0XA0）略有区别，比较如下：

表1. RS-232/PPI多主站电缆

1. 本地（DCE）与远程（DTE）模式在电缆上用DIP开关6选择，开关位置在“ON”时为DTE模式，在“OFF”时为DCE模式。
2. 这时RTS信号总是为“ON”

 此电缆的RS-232端，4针和6针始终连通，即DTR/DSR是短接的。

表2. PC/PPI电缆（3BF21）

1. DCE与DTE模式在电缆上用DIP开关5选择，开关位置在“ON”时为DTE模式，在“OFF”时为DCE模式。
2. RTS信号可以用DIP开关6在两种状态间选择：开关为“ON”时为“发送 时为1 ”；开关为“OFF”时为 “总是为1”。

 上述的“本地”模式相当于“DCE”模式；“远程”模式相当于“DTE”模式。

 所谓DTE和DCE是RS-232通信中的一对设备，参见PC/PPI电缆的DTE/DCE设置。

将模拟量传感器信号连接到S7-200 模拟量输入模块（EM231，EM235）

模拟量输入模块可以通过DIP拨码开关设置为不同的测量方法。开关的设置应用于整个模块，一个模块只能设置为一种测量范围。(注:开关设置只有在重新上电后才能生效)

DIP拨码开关的具体设置请参照《S7-200系统手册》。

输入阻抗与连接有关：电压测量时，输入是高阻抗为10 MOhm ；电流测量时，需要将Rx 和 x 短接，阻抗降到250 Ohm 。

下列各图是各种传感器连接到S7-200 模拟量输入模块的示例：

图1. 四线制－外供电－电流型信号接线

图 2. 二线制－电流测量接线

 上图中的L+和M属于为模拟量模块供电的 CPU 传感器电源。如果使用其他外接电源，只要用相应电源的输出端取代上图中的L+和M，而且要使其 M 和为模块供电的 M 连接起来，如图 3。

图 3. 三线制电流信号测量接线

注：图 3 中如果传感器电源不是来源于 S7-200 CPU 的 24V DC 传感器电源输出， 则建议将 A- 与传感器电源 M 短接。

图 4. 四线制电压信号测量

图 5. 三线制电压信号测量

 一个模拟量输入模块的不同通道，可以同时分别连接两线制信号、三线制信号和四线制信号。

 注：图 5 中如果传感器电源不是来源于 S7-200 CPU 的 24V DC 传感器电源输出， 则建议将 A- 与传感器电源 M 短接。

电压电流模拟量信号

用户可以使用CPU224XP本体集成的模拟量通道和扩展模块上的模拟量通道接入或者输出相应信号量程的模拟量信号。

2.1 CPU 224 XP(si)的集成模拟量I/O

新产品CPU 224 XP在CPU上集成了两个模拟量输入端口和一个模拟量输出端口。模拟量I/O有自己的一组端子，如果不用，端子可以移走。

技术规格

表. CPU 224 XP本体模拟量I/O规格

CPU 224 XP 的模拟量输入/输出通道的精度为 12位。具体参数请看《S7-200系统手册》的附录－CPU224 XP模拟量I/O参数表。 CPU 224 XP上的模拟量输入转换速度比模拟量扩展模块慢，要求高的场合请使用模拟量扩展模块。

CPU 224 XP 集成模拟量I/O接线

CPU 224 XP本体集成的模拟量I/O接线图如下：

图. 接线图

图中：

a:此处表示A+和B+都可以接±10V信号

b:电流型负载接在I和M端子之间

c:电压型负载接在V和M端子之间

CPU 224 XP 模拟量相关常问问题

CPU 224 XP本体上有没有电流信号模拟量输入？

没有。

CPU 224 XP本体上的模拟量输入为何响应速度是250ms，不同于模拟量扩展模块的数据？

是这样的。CPU 224 XP本体上的模拟量I/O芯片与模拟量模块所用的不同，应用的转换原理不同，因此精度和速度不一样。

CPU 224 XP的本体模拟量I/O如何寻址？

CPU 224 XP本体上的模拟量输入通道的地址为AIW0和AIW2；模拟量输出通道的地址为AQW0。

CPU 224 XP后面挂的模拟量模块的地址如何分配？

S7-200的模拟量I/O地址总是以2个通道/模块的规律增加。所以CPU 224 XP后面的*个模拟量输入通道的地址为AIW4；*个输出通道的地址为AQW4，AQW2不能用。

CPU 224 XP上的模拟量输入是否需要在“系统块”中设置滤波？

由于CPU 224 XP本体上的模拟量转换芯片的原理与扩展模拟量模块不同，不需要选择滤波。

怎样使用 S7-224 XP 的模拟量输入通道接收电流信号？

S7-224 XP 的两路模拟量输入通道被出厂设置为电压信号(0－10V)输入。为了能够输入电流信号，必须在 A+ 与 M 端 (或 B+ 与 M 端) 之间并入一个500 欧姆的电阻。

与传感器以及电压源的两线制连接方式如图2 所示：

图2

与传感器以及电压源的 3 线制连接方式如图 3 所示：

图3

与传感器以及电压源的 4 线制连接方式如图 4 所示：

图4

与电压输出的变送器及电流源的 4 线制连接方式如图5所示：

图5

注意：

在所有的连接方式中都必须确保外接电流源具有短路保护以防损坏。

以上所示的各种连接方式同样适用于LOGO！基本型 (LOGO! 24?和 LOGO! 12/24) 的模拟量输入。

因为没有充分隔离，外接电阻也可成为干扰源。
为了得到尽量精确的测量结果，推荐使用公差尽可能小的电阻。

应确保当在500欧电阻两端施加大 28.8V 的电压时，输出功率为 1.66W。 市面上流通的电阻的功率大都是 0.25W到 0.5W。

2.3 EM231 4AI和EM235模块的电压电流输入

模拟量模块设置

应用模拟量模块时，需要根据输入信号的规格设置右下角的DIP开关（Configuration开关）。DIP开关只对输入信号有效，并且对所有的输入通道都是相同的。

EM231、EM235带模拟量输入通道的模块，还分别有电位器用于对输入信号进行校正。EM231和EM235上的Gain（增益）电位器用于调整输入信号和转换数值的放大关系；EM235上的Offset（偏置）用于对输入信号调零。如果没有精确的信号源，请不要调整。详细调整方法请参照《S7-200系统手册》。

注意：

Gain（增益）和Offset（偏置）电位器不能用于调整0 - 20mA和4 - 20mA输入转换！

S7-200模拟量模块没有0 - 20mA与4 - 20mA电流型输入的选择开关，0/4 - 20mA模拟量信号的DIP开关设置一样，但相应的变换必须用程序实现。

DIP开关设置

表. EM231 4AI DIP开关设置

表. EM235DIP开关设置

模拟量接线图

下列各图是各种传感器连接到S7-200 模拟量输入模块的示例：

图. 四线制－外供电－电流型信号接线

图 . 二线制－电流测量接线

上图中的L+和M属于为模拟量模块供电的 CPU 传感器电源。如果使用其他外接电源，只要用相应电源的输出端取代上图中的L+和M，而且要使其 M 和为模块供电的 M 连接起来，如图 三线制电流信号测量接线 。

图 . 三线制电流信号测量接线