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西门子smart200选型：S7-200SMARTCPU外形结构与电源需求与计算

CPU外形结构

图1.CPU外形结构

电源及传感器输出电源

在安装或任何电气设备之前，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。

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，在数据表中指定为“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

CPU型号	电流供应
	+5 VDC	+24 VDC(传感器电源)
CPU SR20	740mA	300mA
CPU ST40	740mA	300mA
CPU SR40	740mA	300mA
CPU CR40	--	300mA
CPU ST60	740mA	300mA
CPU SR60	740mA	300mA

表2. S7-200 SMART CPU V2.0及以上版本供电能力

CPU型号	电流供应
	+5 VDC	+24 VDC(传感器电源)
CPU SR20/ST20	1400mA	300mA
CPU SR30/ST40	1400mA	300mA
CPU SR60/ST60	1400mA	300mA
CPU CR40/CR60	--	300mA
CPU CR20/30/40/60 s	--	--

表3. CPU上的数字量输入所消耗的电流

CPU上的数字量	电流需求
	＋5VDC	+24VDC
每点输入	-	4mA/每输入

表4. 数字扩展模块所消耗的电流

数字扩展模块型号	电流供应
	+5 VDC	+24 VDC
EM DE08	105mA	8*4mA
EM DT08	120mA	--
EM DR08	120mA	8*11mA
EM DT16	145mA	输入：8*4mA 输出：---------
EM DR16	145mA	输入：8*4mA 输出：8*11mA
EM DT32	185mA	输入：16*4mA 输出：---------
EM DR32	180mA	输入：16*4mA 输出：16*11mA

表5.模拟扩展模块所消耗的电流

模拟扩展模块型号	电流供应
	+5 VDC	+24 VDC
EM AE04	80mA	40mA（无负载）
EM AE08	80mA	70mA（无负载）
EM AQ02	60mA	50mA（无负载）
EM AQ04	60mA	75mA（无负载）
EM AM03	60mA	30mA（无负载）
EM AM06	80mA	60mA（无负载）

表6. RTD、TC扩展模块所消耗的电流

RTD/TC扩展模块型号	电流供应
	+5 VDC	+24 VDC
EM AR02	80mA	40mA
EM AR04	80mA	40mA
EM AT04	80mA	40mA

表7. 信号板和DP扩展模块所消耗的电流

模拟扩展模块型号	电流供应
	+5 VDC	+24 VDC
SB AQ01	15mA	40mA（无负载）
SB DT04	50mA	2*4mA
SB RS485/RS232	50mA	不适用
SB AE01	50mA	不适用
EM DP01	150mA	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

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

CPU功率预算	5 VDC	24 VDC
CPU SR40 AC/DC/继电器	740mA	300mA
减去
系统要求	5 VDC	24 VDC
CPU SR40 ，24点输入	--	24*4mA=96mA
插槽0：EM DR08	120mA	8*11mA=88mA
插槽1：EM DR08	120mA	8*11mA=88mA
插槽2：EM DR08	120mA	8*11mA=88mA
插槽3：EM DE08	105mA	8*4mA=32mA
总要求	465mA	392mA
等于
电流差额	5 VDC	24 VDC
总电流差额	275mA	（92mA）

 

S7-300CPU是否需要MMC卡？

必须配置。由于新型S7-300CPU不包含内置装载存储器，因此必须使用MMC卡。

型号如下：

6ES7953-8LF31-0AA0	64KB
6ES7 953-8LG31-0AA0	128KB
6ES7 953-8LJ31-0AA0	512KB
6ES7 953-8LL31-0AA0	2MB
6ES7 953-8LM31-0AA0	4MB
6ES7 953-8LP31-0AA0	8MB

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选择多大的MMC卡合适？

推荐：选择2倍于CPU工作存储区大小的MMC卡。例如315-2DP的工作存储器为256K，则MMC卡选择512K。

此种选择方式，有余量；确保下载时缓存空间足够。

标准：选择大于CPU工作存储区大小的MMC卡。例如315-2PN/DP的工作存储区为384K，则MMC卡选择512K。

此种选择方式，可保证CPU的工作存储区不会浪费，但如果下载所需缓存空间不足时，需要先清空卡才能下载。

注意：

1. 任何型号的MMC卡均可用于300CPU，只要确保空间足够下载项目程序。

只是如选择存储空间小于CPU工作存储区的MMC卡，无法完全使用CPU工作存储区，造成CPU资源浪费。

2. 如果应用中，PLC工作时要使用大量的过程数据，历史数据，配方数据等或控制工艺中存在较多的用户程序块、STEP7中的应用功能块（如FB41、FB42等）时，建议选用2－8M的MMC卡。

当然，如果程序项目已经编写好，可以直接查看项目所需的装载存储区大小，选择大于所需大小的MMC卡。

如何查看项目程序大小？

STEP7 V5.x软件中：

在SIMATIC Manager下，右键单击300站点中Block（块）---选择object Propetry（对象属性）

选择Block（块）选项卡。查看其中装载存储器的大小。

TIA 软件中：

右键单击站点中程序块文件夹---选择调用结构

SIMATIC S7-1500 系统概述

SIMATIC S7-1500 – 极大提升生产力和生产效率

新型的 SIMATIC S7-1500 控制器除了包含多种创新技术之外，还设定了新标准，提高生产效率。无论是小型设备还是对速度和准确性要求较高的复杂设备装置，都一一适用。SIMATIC S7-1500 无缝集成到 TIA 博途中，极大提高了工程组态的效率。

SIMATIC S7-1500 采用模块化结构，各种功能皆具有可扩展性。

每个控制器中都包含有以下组件：

1. 一个ZY处理器 (CPU)，用于执行用户程序
2. 一个或多个电源
3. 信号模块，用作输入/输出
4. 以及相应的工艺模块和通信模块。

SIMATIC S7-1500性能

没有Z快，只有更快！SIMATIC S7-1500 的系统性能极大缩短了系统响应时间，进而优化了控制质量并提高了系统性能。

处理速度

SIMATIC S7-1500 的信号处理速度更为快速，极大缩短系统响应时间，进而提高了生产效率。

高速背板总线

新型的背板总线技术采用高波特率和GX传输协议，以实现信号的快速处理。

通信

SIMATIC S7-1500 带有多达 3 个 PROFINET 接口。

其中，两个端口具有相同的 IP 地址，适用于现场级通信；第三个端口具有独立的 IP 地址，可集成到公司网络中。

通过 PROFINET IRT，可定义响应时间并确保高度JZ的设备性能。

集成 Web Server

无需亲临现场，即可通过 Internet 浏览器随时查看 CPU 状态。过程变量以图形化方式进行显示，同时用户还可以自定义网页，这些都极大地简化了信息的采集操作。

SIMATIC S7-1500技术集成

SIMATIC S7-1500 中可将运动控制功能直接集成到 PLC 中，而无需使用其它模块。通过 PLCopen 技术，控制器可使用标准组件连接支持 PROFIdrive 的各种驱动装置。

此外，SIMATIC S7-1500 还支持所有 CPU 变量的 TRACE 功能，提高了调试效率的同时优化了驱动和控制器的性能。

TRACE 功能

TRACE 功能适用于所有 CPU，不仅增强了用户程序和运动控制应用诊断的准确性，同时还极大优化了驱动装置的性能。

运动控制功能

通过运动控制功能可连接各种模拟量驱动装置以及支持 PROFIdrive 的驱动装置。同时该功能还支持转速轴和定位轴。

PID 控制。

控制参数可自动优化，实现了各种组件的快速轻松组态，从而提高了控制质量。

SIMATIC S7-1500信息安全集成

SIMATIC S7-1500 中提供一种更为全面的安全保护机制，包括授权级别、模块保护以及通信的完整性等各个方面。

“信息安全集成”机制除了可以确保投资安全，而且还可持续提高系统的可用性。

专有技术保护

加密算法可以有效防范未经授权的访问和修改。这样可以避免机械设备被仿造，从而确保了投资安全。

防拷贝保护

可通过绑定 SIMATIC 存储卡或 CPU 的序列号，确保程序无法在其它设备中运行。

这样程序就无法拷贝，而且只能在指定的存储卡或 CPU 上运行。

访问保护

访问保护功能提供一种全面的安全保护功能，可防止未经授权的项目计划更改。采用为各用户组分别设置访问密码，确保具有不同级别的访问权限。此外，安全 的CP 1543-1 模块的使用，更是加强了集成防火墙的访问保护。

操作保护

系统对传输到控制器的数据进行保护，防止对其进行未经授权的访问。控制器可以识别发生变更的工程组态数据或者来自陌生设备的工程组态数据。

SIMATIC S7-1500设计与操作

SIMATIC S7-1500中包含有诸多新特性，确保了工程组态的GX性和可用性。

内置 CPU 显示屏

可快速访问各种文本信息和详细的诊断信息，以提高设备的可用性同时也便于全面了解工厂的所有信息。

标准前连接器

标准化的前连接器不仅极大简化了电缆的接线操作，同时还节省了更多的接线时间。

集成短接片

通过集成短接片的连接，可以更为灵活便捷地建立电位组。

集成 DIN 导轨

可快速便捷地安装自动断路器、继电器之类的其它组件。

灵活电缆存放方式

凭借两个预先设计的电缆定位槽装置，即使存放粗型电缆，也可以轻松地关闭模块前盖板。

预接线位置

通过带有定位功能的转向布线系统，无论是初次布线还是重新连接，都非常快速便捷。

集成的屏蔽夹

对模拟量信号进行适当屏蔽，可确保高质量地识别信号并有效防止外部电磁干扰。同时，使用插入式接线端子，无需借助任何工具既可实现快速安装。

可扩展性

灵活的可组装性以及向上兼容性，便于系统的快速扩展，从而在上确保了投资回报和投资安全性。

设计与操作

SIMATIC S7-1500 中包含有诸多新特性，确保了工程组态的GX性和可用性。

内置 CPU 显示屏

可快速访问各种文本信息和详细的诊断信息，以提高设备的可用性同时也便于全面了解工厂的所有信息。

标准前连接器

标准化的前连接器不仅极大简化了电缆的接线操作，同时还节省了更多的接线时间。

集成短接片

通过集成短接片的连接，可以更为灵活便捷地建立电位组。

集成 DIN 导轨

可快速便捷地安装自动断路器、继电器之类的其它组件。

灵活电缆存放方式

凭借两个预先设计的电缆定位槽装置，即使存放粗型电缆，也可以轻松地关闭模块前盖板。

预接线位置

通过带有定位功能的转向布线系统，无论是初次布线还是重新连接，都非常快速便捷。

集成的屏蔽夹

对模拟量信号进行适当屏蔽，可确保高质量地识别信号并有效防止外部电磁干扰。同时，使用插入式接线端子，无需借助任何工具既可实现快速安装。

可扩展性

灵活的可组装性以及向上兼容性，便于系统的快速扩展，从而在上确保了投资回报和投资安全性。

SIMATIC S7-1500集成系统诊断

SIMATIC S7-1500 中集成有诊断功能，无需再进行额外编程。统一的显示机制可将故障信息以文本方式显示在 TIA 博途、HMI、Web server和 CPU 的显示屏上。

一键生成诊断信息

只需简单一击，无需额外编程操作，既可生成系统诊断信息。整个系统中集成有包含软硬件在内的所有诊断信息。

统一的显示机制

无论是在本地还是通过 Web 远程访问，文本信息和诊断信息的显示都完全相同，从而确保所有层级上的投资安全。

接线端子 / LED 标签的 1:1 分配

在测试、调试、诊断和操作过程中，通过对端子和标签进行快速便捷的显示分配，节省了大量操作时间。

通道级的显示机制

发生故障时，可快速准确地识别受影响的通道，从而缩短了停机时间，并提高了工厂设备的可用性。

TRACE 功能

TRACE 功能适用于所有 CPU，不仅增强了用户程序和运动控制应用诊断的准确性，同时还极大优化了驱动装置的性能。

使用 TIA 博途进行工程组态

SIMATIC S7-1500 无缝集成到 TIA 博途平台中，该平台是一个适用于所有自动化任务的创新型工程组态软件平台。因此，在使用 SIMATIC S7-1500 进行工程组态时就可以应用 TIA 博途中的所有先进功能。

TIA 博途 intuitiv

在直观的用户界面中应用的软件技术

TIA 博途 efficient

提高质量，降低工程组态工作量

TIA 博途 proven

TIA Portal 成熟可靠的高品质源自融洽的客户关系以及与合作伙伴的紧密合作

TIA 博途

在 TIA 博途中，可以对控制器、HMI 和驱动装置进行统一的项目规划和控制操作。

在这一工程组态平台中集成有适用于未来应用的所有硬件组件，实现了数据的统一存储，从而确保了整个项目内数据的一致性。

统一的工程组态平台

TIA 博途工程组态平台界面直观，易于掌握。通过快速启动功能，可以轻松进行项目规划。由于可以重复使用之前的程序和现有的专有知识，极大简化了移植操作。此外，它还可以传输所有更改，从而确保传送到 CPU 中数据的完整性，以及所有组件的处于激活状态。

故障安全

在 TIA 博途中，所有故障安全功能的工程组态都具有相同界面和操作方式，不但节省了操作时间而且还提高了安全性。

在线功能

在线项目可与控制器上的离线项目进行比较。

通过在线组件状态，可提高调试效率，并轻松查找编程错误，不但缩短了停机时间，同时还增加了工厂设备的可用性。

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