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西门子CPU314C-2DP
1.1通过 OPC 进行通信
1.2使用 PROFIBUS DP 的通信
2.1网络配置
2.2 所使用的硬件和软件
2 配置网卡
插入一个CP5611, 并创建一个 PROFIBUS 网络,设置网络地址,及波特率, 如图4所示。配置CP5611 作为 DP-MASTER, 如图5所示。
3 插入 EM277
在STEP7中,点击选项“Option”--- “Install New GSD”,找到 EM277 GSD 文件的目录,安装GSD文件到 STEP7 中,如图6所示。EM277安装后,可以在硬件目录“PROFIBUS DP”--“Additions Field Devices”--“SIMATIC”中找到EM277。
将 EM277挂到PROFIBUS 网络上。设置地址为4,为通信配置通信接口区,以 S7-200中 VW1200以后16字节输入,16字节输出作为S7-200侧的数据交换区,VB1200-1231作为S7-200 的输入区,VB1232-1263作为S7-200 的输出区,如图7所示。
双击EM277 ,配置EM277 的地址偏移量为 1200,如图8所示,即S7-200侧从 VB1200开始的地址为数据交换区
4 编译下载西门子CPU314C-2DP
1) 点击点击“Start”— “Simatic”— “SIMATIC NET”— “Settings”— “Configuration Console”进入网卡配置界面,选择“CP5611”,在“General”界面中将操作模式选择为“Configured Mode”,在 Index中选择 4,点击“Apply”按钮,如图9所示。
2) 点击“Start”—“Station Configurator”进入组态画面,点击“Add”,添加“Application”, Index表示行数,如图10、图11所示。
模拟信号是指在一定范围内连续的信号(如电压、电流),这个“一定范围”可以理解为模拟量的有效量程。在使用S7-200模拟量时,需要注意信号量程范围,拨码开关设置,模块规范接线,指示灯状态等信息。
本文中,我们按照S7-200模拟量模块类型进行分类介绍:
1.AI 模拟量输入模块?
2.AO模拟量输出模块?
3.AI/AO模拟量输入输出模块
4.常见问题分析
首先,请参见“S7-200模拟量全系列总览表”,初步了解S7-200模拟量系列的基本信息,具体内容请参见下文详细说明:
AI 模拟量输入模块
A. 普通模拟量输入模块:
如果,传感器输出的模拟量是电压或电流信号(如±10V或0~20mA),可以选用普通的模拟量输入模块,通过拨码开关设置来选择输入信号量程。注意:按照规范接线,尽量依据模块上的通道顺序使用(A->D),且未接信号的通道应短接。具体请参看《S7-200可编程控制器系统手册》的附录A-模拟量模块介绍。
4AI EM231模块:
首先,模拟量输入模块可以通过设置拨码开关来选择信号量程。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,且开关设置只有在重新上电后才能生效。也就是说,拨码设置一经确定后,这4个通道的量程也就确定了。如下表所示:
注:表中0~5V和0~20mA(4~20mA)的拨码开关设置是一样的,也就是说,当拨码开关设置为这种时,输入通道的信号量程,可以是0~5V,也可以是0~20mA。
8AI EM231模块:
8AI的EM231模块,*0->5通道只能用做电压输入,只有第6、7两通道可以用做电流输入,使用拨码开关1、2对其进行设置:当sw1=ON,通道6用做电流输入;sw2=ON时,通道7用做电流输入。反之,若选择为OFF,对应通道则为电压输入。
注:当第6、7道选择为电流输入时,*0->5通道只能输入0-5V的电压。
B. 测温模拟量输入模块(热电偶TC;热电阻RTD):
如果,传感器是热电阻或热电偶,直接输出信号接模拟量输入,需要选择特殊的测温模块。测温模块分为热电阻模块EM231RTD和热电偶模块EM231TC。注意:不同的信号应该连接至相对应的模块,如:热电阻信号应该使用EM231RTD,而不能使用EM231TC。且同一模块的输入类型应该一致,如:Pt1000和Pt100不能同时应用在一个热电阻模块上。
热电偶模块TC:
EM231 TC支持J、K、E、N、S、T和R型热电偶,不支持B型热电偶。通过拨码设置,模块可以实现冷端补偿,但仍然需要补偿导线进行热电偶的自由端补偿。另外,该模块具有断线检测功能,未用通道应当短接,或者并联到旁边的实际接线通道上。?
热电阻模块RTD:
热电阻的阻值能够随着温度的变化而变化,且阻值与温度具有一定的数学关系,这种关系是电阻变化率α。RTD模块的拨码开关设置与α有关,如下图所示,就算同是 Pt100,α值不同时拨码开关的设置也不同。在选择热电阻时,请尽量弄清楚α参数,按 照对应的拨码去设置。具体请参看《S7-200可编程控制器系统手册》的附录A-热电偶和热电阻扩展模块介绍。
EM231 RTD模块具有断线检测功能,未用通道不能悬空,接法方式如下:
(1)请将一个电阻按照与已用通道相同的接线方式连接到空的通道,注意:电阻的阻值必须和RTD的标称值相同;
(2)将已经接好的那一路热电阻的所有引线,一一对应连接到空的通道上。
因为热电阻分2线制、3线制、4线制,所以RTD模块与热电阻的接线有3种方式,如图所示。其中,精度较高的是4线连接,精度较低的是2线连接。
提示:
(1). 在STEP7 Micor/WIN软件中(S7-200的编程软件),对于模拟量输入通道设有软件滤波功能,如图所示,具体请参见《S7-200 ? LOGO? SITOP 参考》->系统块-模拟量滤波。
但是,在系统块中设置模拟量通道滤波时,RTD和TC模块占用的模拟量通道,应禁止滤波功能。
(2) EM231 TC和RTD模块上,均有24V电源指示灯和SF故障指示灯。如图所示:(a)若24V电源指示灯=OFF,则说明该模块没有24V工作电源;(b)若SF红灯闪烁,原因可能是:模块内部软件检测出外接断线,或者输入**出范围。
注:具体请参见:《S7-200 ? LOGO? SITOP 参考》->EM231 RTD/EM231 TC。
AO模拟量输出模块
S7-200的扩展模块里,分别有2路、4路的模拟量输出模块EM232。根据接线方式(M-V或M-I)选择输出信号类型,电压:±10V,电流:0~20mA(4~20mA)。
AI/AO模拟量输入输出模块
(A) CPU模块本体集成的2路AI和1路AO
S7-200只有CPU 224XP和CPU224XPsi,本体集成有模拟量通道。其中,2路AI是:电压信号±10V,1路AO是:电压信号0~10V;或者电流信号0~20mA(4~20mA),输出信号类型可以通过硬件接线来选择。
(B) EM235模拟量输入输出模块
EM235模块有4路AI和1路AO。通过拨码开关设置来选择4路AI通道的输入信号程,如下表所示,这个模块可以测量毫伏级(mV)的信号;1路AO是:电压信号 ±10V;或电流信号0~20mA(4~20mA),可以根据硬件接线方式(M-V或M-I)选择输出信号类型。
注:模块上的电位计是用来调节输入信号和转换数值的放大关系,在模块出厂时已经设置好了,如*要,请不要随意更改。
常见问题分析
A.模拟量输入与数字量的对应关系:
模拟量信号(0~10V,0~5V或0~20mA)在S7-200 CPU内部用0~32000的数值表示(注:4~20mA对应6400~32000),这两者之间有一定的数学关系,如图所示:
B.模拟量模块的硬件接线介绍
(1)CPU 224 XP集成有2路电压输入,接线方法见a:分别为A+和M、B+和M,此时只能输入±10V 电压信号。
CPU 224XP还集成有1路模拟量输出信号。电流输出如图b,将负载接在I和M端子之间;电压输出如图c,将负载接在V和M端子之间。
(2)模拟量输入的接线方式
以4AI EM231模块为例,分别介绍电压、电流型输入信号的接线方式,如图所示。注意:此接线图是一个示意图,表述的是不同的接线方式,并不是指该模块只有A通道可以接入电压,B通道必须悬空,C和D通道只能接入电流。
当您的信号为电压输入时可以参考接线方法a,以此类推。
方式a. 电压输入方式:信号正接A+;信号负接A-;
方式b. 未用通道接法(不要悬空):未用通道需短接,如B+和B-短接;
方式c. 电流输入方式(四线制):信号正接C+,同时C+与RC短接;信号负接C-,同时C-和模块的M端短接。
方式d. 电流输入方式(两线制):信号线接D+,同时D+与RD短接;电源M端接D-,同时和模块的M端短接。
注:具体请参见:《S7-200 ? LOGO? SITOP 参考》->模拟量模块接线。
(3)电流型信号输入接线方式
电流型信号的接线方式,分为四线制、三线制、二线制接法。这里讨论的“几线制”,是以传感器或仪表变送器是否需要外供电源来区别的,而并不是指EM231模块需要几根信号线,或该变送器的信号线输出。
a. 四线制-电流型信号的接法:
四线制信号是指信号设备本身外接供电电源,同时有信号+、信号-两根信号线输出。供电电源可有220VAC或24VDC,接线如图所示:
b. 三线制-电流型信号的接法:
三线制信号是指信号设备本身外接供电电源,只有一根信号线输出,该信号线与电源线共用公共端,通常情况是共负端的。接线如图所示:
注:若设备的24VDC供电电源与EM231模块的供电电源不是同一个电源,那么,需要将模块的M端与该通道的负端引脚短接(如,M和C-短接)。这是为了使模块与测量通道工作在同一的参考电压,也就是等电位。下面的二线制接法同理。
c. 二线制-电流型信号的接法:
二线制信号是指信号设备本身只有两根外接线,设备的工作电源由信号线提供,即其中一根线接电源,另一根线是信号输出。接线如图所示:
C.224XP本体集成的AI,能否接电流信号0~20mA?
S7-200 PC Access
使用 S7-200 的 OPC server PC Access 可以建立 S7-200 和 WinCC 之间的 OPC 通信。
SIMATIC NET OPC Server
可以使用 SIMATIC NET 的 OPC server 建立S7-200 和 WinCC 之间的连接。
通过 PROFIBUS DP 的连接是比较快的通信方式。为了使用 PROFIBUS DP 进行通信,需要 S7-200 通信模块 EM277。本文档主要针对这种方法做详细介绍。
2 WinCC 如何通过 EM277 与 200PLC 进行 Profibus DP 通信
CP5611作为主站, EM277作为从站的一个标准的主从网络,如图1所示。
图1
硬件:
1) S7-200 CPU224
2) EM277
3) CP5611
4) PROFIBUS电缆及接头
软件:
1) WinCC 7.0 SP1
2) SOFTNET-DP V7.1
2.3网络组态及参数设置
组态PC 站
1 插入 PC 站
在 STEP7 中创建一个新项目,在硬件组态中,根据 WINCC及Simatic Net 版本选择对应的 Application,插入槽中, ,如图2、图3所示。
图2
图3
图4
图5
EM277作为从站的一个标准的主从网络。
从网上下载EM277 的GSD文件,保存到本机路径下。
下载地址: 113652
图6
图7
图8
编译存盘后,配置 PC STATION,
图9
图10
S7-200模拟量模块系列
西门子CPU314C-2DP