西门子变频器 西门子MM440通用型变频器

西门子MM440通用型变频器

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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

	电压信号	电流信号
模拟量输入x 2	±10 V	－
模拟量输出x 1	0 - 10 V	0 - 20 mA

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

没有。

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。

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。

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。

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：

西门子MM440通用型变频器

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

单极性			满量程输入	分辨率
SW1	SW2	SW3
ON	OFF	ON	0 - 10V	2.5mV
	ON	OFF	0 - 5V	1.25mV
			0 - 20mA	5μA
双极性			满量程输入	分辨率
SW1	SW2	SW3
OFF	OFF	ON	±5V	2.5mV
	ON	OFF	±2.5V	1.25mV

表. EM235DIP开关设置

单极性						满量程输入	分辨率
SW1	SW2	SW3	SW4	SW5	SW6
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
						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
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

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

CP 卡编程通信

可用于S7-200编程的CP卡包括CP5611（用于PCI总线的PC机），CP5511/CP5512（用于笔记本电脑）。以下统称为CP卡。

使用CP卡进行编程通信，应使用MPI电缆，或者PROFIBUS电缆连接CPU上的编程口，或者带编程口的网络连接器上的扩展编程口，或者EM277模块上的通信口。

 

通过CPU的PPI通信口下载程序

 

在MicroWin 编程软件的Set PG/PC Interface中选择CP5611（PPI）、CP5611（MPI）或CP5611（PROFIBUS），然后在“properties”中选择合适的波特率。

注意：

• 选择“CP 卡（PPI）”方式时 ， 如果在通信卡的属性中选中“Advanced PPI”，则不能与网络上的 PPI 主站通信。
• 如果要通过“CP卡（MPI）”方式与S7-200通信，应注意CPU通信口的当前通信速率。S7-200 CPU通信口的缺省速率为9.6 K，而MPI的低速率为19.2 K。应使两者一致，必要时须重新设置CPU通信口的速率。
• 选择“CP卡（PROFIBUS）”和“CP卡（MPI）”方式时，必须在通信卡的属性中选中“PG/PC is the only master on the bus”。

通过EM277模块的编程

在Micro/Win 编程软件的Set PG/PC Interface中选择CP5611（PPI）
CP5611（PROFIBUS）或CP5611（MPI）；然后在“properties（属性）”中选择合适的波特率及其它设置。

注意：

• 选择“CP卡（PPI）”时，必须在属性中选中“Advanced PPI"
• CP卡连接到EM277模块时，可以使用MPI电缆或者PROFIBUS电缆
• 注意检查EM277地址设置开关是否到位，如果重新设置了地址开关，必须重新上电一次
• 一定要注意通信硬件是否符合标准，特别是连接EM277做高速通信时
• 选择“CP卡（PROFIBUS）”和“CP卡（MPI）”方式时，必须在通信卡的属性中选中“PG/PC is the only master on the bus”

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

CPU型号	电流供应
	＋5VDC	+24VDC
CPU221	0 mA	180mA
CPU222	340 mA	180mA
CPU224/224 XP	660 mA	280mA
CPU226/226 XM	1000 mA	400mA

表2. CPU上及扩展模块上的数字量输入所消耗的电流

CPU上及扩展模块上的数字量	电流需求
	＋5VDC	+24VDC
每点输入	-	4mA/每输入

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-	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

智能模块订货号	电流需求
	＋5VDC	+24VDC
EM277	150 mA	－
		30 mA；通信端口激活时
		60 mA；通信端口加90mA/5V负载时
		180 mA；通信端口加120mA/24V负载时
EM241	80 mA	70 mA
EM253	190mA	不一定，详见技术数据
CP243-1	55 mA	60 mA
CP243-1 IT	55 mA	60 mA
CP243-2	220 mA	100 mA

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。

S7-200支持的通信协议

表1. S7-200系统支持的通信协议略表

协议类型	端口位置	接口类型	传输介质	通信速率	备注
PPI	EM241模块	RJ11	模拟电话	33.6Kbits/s	数据传输速率
	CPU口0/1	DB-9针	RS-485	9.6K,19.2K,187.5K	主、从站
MPI				19.2K,187.5K	仅从站
	EM277	DB-9针	RS-485	19.2K...187.5K...12M	速率自适应 从站
PROFIBUS-DP				9.6K,19.2K...187.5K...12M
S7协议	CP243-1/ CP243-1 IT	RJ45	以太网	10Mbits/s, 100Mbits/s	自适应
AS-Interface	CP243-2	接线端子	AS-i网络	5/10ms循环周期	主站
USS	CPU口0	DB-9针	RS-485	1200bits/s...9.6K...115.2K	主站 自由口库指令
Modbus RTU					主站/从站 自由口库指令
	EM241	RJ11	模拟电话	33.6Kbits/s	数据传输速率
自由口	CPU口0/1	DB-9针	RS-485	1200...9.6K...115.2K

 

 

网络通信

一些通信标准只支持一对一的通信方式；另一些支持网络通信。S7-200支持多种网络通信方式。

网络通信协议要比一对一的通信更为复杂。网络通信对网络中的设备也有一定的要求，通信设备能否完全符合网络通信协议的要求会影响、制约实现整个网络通信的完整功能。考察这些网络通信协议的要求，对于项目的规划、设计、调试具有重要的意义。选用适当的设备可以有目的地利用网络通信要求的特点，做到经济合理。

在用户的实际工作中，上述的制约更多地在使用了非西门子的第三方产品时出现。

 

通信主站和从站

通信协议规定了通信设备在网络中的角色，可分为：

• 通信从站：从站不能主动发起通信数据交换，只能响应主站的访问，提供或接受数据。从站不能访问其他从站。在多数情况下，S7-200在通信网络中作为从站，响应主站设备的数据请求。
• 通信主站：可以主动发起数据通信，读写其他站点的数据。
  S7-200 CPU在读写其他S7-200 CPU数据时（使用PPI协议）就作为主站（PPI主站也能接受其他主站的数据访问）；S7-200通过附加扩展的通信模块也可以充当主站。

只有一个主站，其他通信设备都处于从站通信模式的网络就是单主站网络。单主站网络的例子有：

• 一个S7-200 CPU和Micro/WIN（编程计算机）的通信
• 一个S7-200 CPU和一个HMI（如TD200）的通信
• 多个CPU联网（但它们都处于PPI从站模式时），与Micro/WIN的通信
• 多个CPU联网，网络上只有一个HMI（如TP170B等）
• 一个CPU使用USS协议与一个或多个西门子驱动装置通信
• 一个Modbus RTU主站与从站的通信

一个通信网络中，如果有多个通信主站存在，就称为多主站网络。属于多主站网络的情况有：

• 一个S7-200 CPU连接一个HMI，同时需要Micro/WIN的编程通信
• S7-200 CPU联网，有CPU做PPI主站访问其他CPU的数据，同时需要Micro/WIN编程、监视
• CPU联网，有两个以上的CPU做PPI通信主站
• 一个S7-200 CPU连接多个HMI
• 联网的多个CPU，连接多个HMI
• 上述情况的组合

单主站和多主站网络的状态并不总是不变的。例如一个仅包括一个CPU和一个TD200的单主站网络，如果要与Micro/WIN进行编程通信，它就变成了多主站网络。

并不是所有的设备都支持多主站网络通信！在多主站网络中，主站要轮流控制网络上的通信，这就要求它们有交换令Pai的能力。不是所有的设备都有这个能力。参见多主站通信能力。

 

服务器和客户端

服务器（Server）与客户端（Client）的关系有些像从站与主站的关系。服务器总是等待客户端发起数据访问。这个概念常常在以太网通信中使用。

一个通信对象是服务器还是客户端取决于它们在通信活动中的具体作用。例如，CP243-1以太网模块既可以配置为服务器等待客户端来访问，也可以配置为客户端访问其他服务器。CP243-1作为服务器时，运行在计算机上的PC Access软件作为客户端通过CP243-1访问CPU的数据；而PC Access软件本身是OPC Server，OPC Client软件（如支持OPC的HMI软件）可以访问它。

 

PPI, MPI和PROFIBUS

PPI，MPI和PROFIBUS都是基于OSI（开放系统互联）的七层网络结构模型，符合欧洲标准EN50170所定义的PROFIBUS标准，基于令Pai的的网络通信协议。这些协议是非同步的（串行的）基于字符的通信协议，字符格式包括一个起始位、8个数据位、一个偶校验位和一个停止位。其通信帧包括特定的起始和结束字符、源和目的站的地址、帧长度和数据校验和。

这就是说如果一个网络上有S7-300、S7-200，S7-300之间可以通过MPI或PROFIBUS通信，而在同时在同一个网络上的TP170 micro触摸屏可以与一个S7-200 CPU通信。