西门子WinCC软件6AV6371-1CA07-3AX0

西门子WinCC软件6AV6371-1CA07-3AX0

西门子公司生产的可编程序控制器在我国的应用也相当广泛，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、S7-1200、S7-300、S7-400、S7-1500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，可靠性高。S7系列PLC产品可分为微型PLC，小规模性能要求的PLC和中、要求的PLC等。

河南兆阳自动化科技有限公司

　　联 系：邵经理

　　电 联：191+3998+2730 同号

    　Q : 380 936 531

西门子 S7-1200 I/O模块

　　信号模块和通讯模块具有大量可供选择的信号板,可量身定做控制器系统以满足需求,而不必增加其体积。

　　西门子 S7-1200 CPU

　　西门子 S7-1200 系统的CPU 有三种不同型号：CPU 1211C,CPU 1212C 和CPU1214C。

　　强大的工艺功能

　　西门子 S7-1200将强大的工艺功能集于一身。由于集成了计数和测量,闭环控制和运动控制的工艺,西门子S7-1200的功能面面俱到,可用于多种自动化任务。

　　SIEMENS可编程控制器西门子SIMATIC S7-1200 主要规格

　　CPU1215C CPU1214C CPU1212C CPU1211C SM1221 SM1222 SM1223

　　SM1231 SM1232 SM1234 CSM1277 CM1241 CM1242 CM1243

　　SB1223 SB1222 SB1221 SB1231 SB1232 SIM1274

　　数字量输出模块允许将数字信号从控制器输出到过程。

　　佳适应性：使用可以根据需要混合的信号模块，用户可以使其控制器准确地满足相关任务的要求。这可以避免产生不必要的投资。可以使用带有 8 个、16 个和 32 个输入/输出通道的模块。

　　灵活性：如果任务后续有所扩展，可以升级控制器。更新用户程序非常简单。

　　功能：

　　SM 1222 数字量输出信号模块将 SIMATIC S7-1200 的内部信号电平转换为过程所需的外部信号电平。

　　西门子PLC模块CPU1215C

　　国际标准：

　　SIMATIC S7-1200 符合 VDE、UL、CSA 和 FM（I 类，类别 2；危险区组别 A、B、C 和 D，T4A）。生产质量管理体系已按照 ISO 9001 进行认证。

　　通信：

　　SIMATIC S7-1200 支持各种通信机制：

　　集成 PROFINET IO 控制器接口。

　　带PROFIBUS DP 主站接口的通信模块。

　　带PROFIBUS DP 从站接口的通信模块。

　　GPRS 模块，用于连接到 GSM/G 网络。

　　LTE 模块，用于在第四代 LTE（长期演进）网络中进行通信。

　　通信处理器，可通过以太网接口连接到 eControl Server Basic 控制中心软件，并借助于基于 IP 的网络进行安全通信。

　　通信处理器，可连接到服务应用的控制中心。

　　RF120C，可连接到 SIMATIC Ident 系统。

　　模块 SM1278，用于连接 IO-Link 传感器和执行器。

　　通过通信模块实现点到点连接。

　　在SENTRON PAC 电力监测设备的主菜单中，调用“设置”>“RS485 模块”，出现下面的设置画面：

　　图8： PAC3200 MODBUS RTU 通信参数的设置

　　1. 地址的设置范围：1-247。本例中设为8。

　　2. 波特率的设置范围：4800，9600，19200，38400。本例中设为38400。

　　3. 设置外部通信的数据位、奇偶校验位及停止位：

　　? 8E1=8 个数据位，奇偶校验位为even， 1 个停止位

　　? 8O1=8 个数据位，奇偶校验位为odd， 1 个停止位

　　? 8N2=8 个数据位，无奇偶校验位， 2 个停止位

　　? 8N1=8 个数据位，无奇偶校验位， 1 个停止位

　　本例中根据S7-1200 MODBUS MASTER 的参数设置为 8N1。

　　4. 协议的设置：可选项为：SEABUS,MODBUS RTU。

　　本例中设为MODBUS RTU。

　　5．响应时间的设置：注意与波特率的设置相匹配，本例中设为10mS。

　　6．S71200 与PAC3200的MODBUS RTU通信原理与编程的实现

　　6. 1 S7 1200 PLC与PAC3200 通过MODBUS RTU 通信的基本原理

　　S7 1200提供了的MODBUS库进行MODBUS通信，如下图所示：

　　图9： S7 1200提供的MODBUS库

　　西门子PLC S7-1200的模块CM1241 RS232和CM1241 RS485都可以实现MODBUS RTU的通信，本例中采用CM1241 RS485模块来实现与仪表PAC3200的MODBUS RTU 的通信。

　　S7-1200的MODBUS RTU通信的基本原理是：

　　S7-1200 PLC的程序调用一次MODBUS 库中的功能块MB_COMM_LOAD来组态CM1241 RS232和CM1241 RS485模块上的端口，对端口的参数进行配置。

　　其次调用MODBUS 库中的功能块MB_MASTER或者MB_SLavE作为MODBUS 主站或者从站与支持MODBUS协议的设备进行通信。

　　S7-1200 PLC作为MODUBUS 主站 与PAC3200 进行MODBUS RTU 通信的控制原理如下图所示：

　　图10：S7-1200 PLC作为MODUBUS 主站 与PAC3200 进行MODBUS RTU 通信原理

　　S7-1200 PLC还可以作为MODBUS子站与作为MODBUS主站之间的PLC进行MODBUS RTU通信，其控制原理如下图所示：

　　图11：S7-1200 PLC作为MODBUS子站与作为MODBUS主站之间的PLC进行MODBUS RTU的通信原理

　　每个S7-1200 CPU多可带3个通信模块，而每个CM1241 RS485通信模块理论上多支持247个MODBUS子站。但是在实际应用时需要考虑CPU的性能以及轮循MODBUS子站的时间。

　　6. 2 S7 1200 PLC与PAC3200通过MODBUS RTU通信的编程

　　1．MODBUS RTU 通信接口参数的编程

　　MB_COMM_LOAD 功能块用于组态点对点 (PtP, Point-to-Point) CM 1241RS485 或 CM 1241 RS232 模块上的端口，以进行 Modbus RTU 协议通信。

　　程序开始运行时，调用一次MB_COMM_LOAD功能块，来实现对MODBUS RTU模块

　　的初始化组态。

　　MB_COMM_LOAD执行一次的编程方式采用如下图所示时钟位M10.0来完成。

　　图12：MB_COMM_LOAD执行一次的编程时钟位的设置

　　MB_COMM_LOAD功能块的编程如下图所示。

　　图13：MB_COMM_LOAD功能块的编程

　　PORT：指的是通过哪个通信模块进行MODBUS RTU通信。

　　BAUD：指的是和MODBUS子站进行通信的速率。

　　通信端口的波特率。取值范围为300，600，1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，

　　76800，115200。

　　注意：仪表PAC3200的波特率的设置范围：4800，9600，19200，38400。因此上S7-1200

　　的波特率的设置一定要和仪表PAC3200的波特率的设置相

　　MB_DB：对 MB_MASTER 或 MB_SLavE 指令所使用的背景数据块的引用。 在用户程序中放置

　　MB_SLavE 或 MB_MASTER 后，DB标识符会出现在 MB_DB 功能框连接的助手下拉列表中。

　　如“MB_MASTER_DB”或“MB_SLavE_DB”。

　　STATUS：端口状态代码。具体含义如下表所示。

　　表4: MB_COMM_LOAD组态端口的状态代码

　　2．MODBUS_MASTER功能块的编程

　　MB_MASTER 功能块允许程序作为Modbus 主站使用点对点 (PtP, Point-to-Point) CM 1241 RS485 或 CM 1241RS232 模块上的端口进行通信。 可访问一个或多个 Modbus 从站设备中的数据。

西门子S7系列可编程控制器分为S7-400、S7-300、S7-200三个系列，分别为S7系列的大、中、小型可编程控制器系统。S7-200系列可编程控制器有CPU21X系列，CPU22X系列，其中CPU22X型可编程控制器提供了4个不同的基本型号，常见的有CPU221，CPU222，CPU224和CPU226四种基本型号。

小型PLC中，CPU221价格低廉能满足多种集成功能的需要。CPU 222是S7-200家族中低成本的单元，通过可连接的扩展模块即可处理模拟量。CPU 224具有更多的输入输出点及更大的存储器。CPU 226和226XM是功能强的单元，可完全满足一些中小型复杂控制系统的要求。四种型号的PLC具有下列特点：

（1）集成的24V电源

可直接连接到传感器和变送器执行器，CPU 221和CPU222具有180mA 输出。CPU224输出280mA，CPU 226、CPU 226XM输出400mA 可用作负载电源。

（2）高速脉冲输出

具有2 路高速脉冲输出端，输出脉冲频率可达20KHz，用于控制步进电机或伺服电机，实现定位任务。

（3）通信口

CPU 221、CPU222和CPU224具有1个RS-485通信口。CPU 226、CPU 226XM具有2个RS-485通信口。支持PPI、MPI通信协议，有自由口通信能力。

（4）模拟电位器

CPU221/222有1个模拟电位器，CPU224/226/226XM有2个模拟电位器。模拟电位器用来改变特殊寄存器（SMB28，SMB29）中的数值，以改变程序运行时的参数。如定时器、计数器的预置值，过程量的控制参数。

（5）中断输入允许以极快的速度对过程信号的上升沿作出响应。

（6）EEPROM 存储器模块（选件）

可作为修改与拷贝程序的工具，无需编程器并可进行辅助软件归档工作。

（7）电池模块

用户数据（如标志位状态、数据块、定时器、计数器）可通过内部的超级电容存储大约5 天。选用电池模块能延长存储时间到200天（10年寿命）。电池模块插在存储器模块的卡槽中。

（8）不同的设备类型

CPU 221~226 各有2种类型CPU，具有不同的电源电压和控制电压。

（9）数字量输入/输出点

CPU 221具有6个输入点和4个输出点；CPU 222具有8个输入点和6个输出点；CPU 224 具有14个输入点和10个输出点；CPU226/226XM 具有24个输入点和16个输出点。CPU22X主机的输入点为24V直流双向光电耦合输入电路，输出有继电器和直流（MOS型）两种类型。

（10）高速计数器

CPU 221/222有4个30KHz高速计数器，CPU224/226/226XM有6个30KHz的高速计数器，用于捕捉比CPU扫描频率更快的脉冲信号。

各型号PLC功能见表2-1。

2.2 S7-200系列CPU224型PLC的结构

2.2.1 CPU224型PLC外型及端子介绍

1. CPU224型PLC外型

CPU224型PLC外型如图2-1所示，其输入、输出、CPU、电源模块均装设在一个基本单元的机壳内，是典型的整体式结构。当系统需要扩展时，选用需要的扩展模块与基本单元连接。

图2-1 S7-200 PLC外型

底部端子盖下是输入量的接线端子和为传感器提供的24V直流电源端子。

基本单元前盖下有工作模式选择开关、电位器和扩展I/O连接器，通过扁平电缆可以连接扩展I/O模块。西门子整体式PLC配有许多扩展模块，如数字量的I/O扩展模块、模拟量的I/O扩展模块、热电偶模块、通信模块等，用户可以根据需要选用，让PLC的功能更强大。

2. CPU224型PLC端子介绍

（1）基本输入端子

CPU224的主机共有14个输入点（I0.0～I0.7、I1.0～I1.5）和10个输出点（Q0.0～Q0.7，Q1.0～Q1.1），在编写端子代码时采用八进制，没有0.8和0.9。CPU224输入电路参见图2-2，它采用了双向光电耦合器，24V直流极性可任意选择，系统设置1M为输入端子（I0.0～I0.7）的公共端，2M为（I1.0～I1.5）输入端子的公共端。

图2-2 PLC输入端子

（2）基本输出端子

CPU224的10个输出端参见图2-3，Q0.0～Q0.4共用1M和1L公共端，Q0.5～Q1.1共用2M和2L公共端，在公共端上需要用户连接适当的电源，为PLC的负载服务。

CPU224的输出电路有晶体管输出电路和继电器输出两种供用户选用。在晶体管输出电路中（型号为6ES7 214-1AD21-0XB0）中，PLC由24V直流供电，负载采用了MOSFET功率驱动器件，所以只能用直流为负载供电。输出端将数字量输出分为两组，每组有一个公共端，共有1L，2L两个公共端，可接入不同电压等级的负载电源。在继电器输出电路中（型号为6ES7 212-1BB21-0XB0），PLC由220V交流电源供电，负载采用了继电器驱动，所以既可以选用直流为负载供电，也可以采用交流为负载供电。在继电器输出电路中，数字量输出分为三组，每组的公共端为本组的电源供给端，Q0.0～Q0.3共用1L，Q0.4～Q0.6共用2L，Q0.7～Q1.1共用3L，各组之间可接入不同电压等级、不同电压性质的负载电源。如图2-4所示