1.1.2 S7-200 SMART的特点
SIMATIC S7-200 SMART是西门子公司经过大量的市场调研,为中国客户量身定制的一款高性价比的微型PLC产品。
1.S7-200 SMART的亮点
1)S7-200 SMART(见图1-2)有12种CPU模块,分为标准型和紧凑型。CPU模块集成的最大I/O点数由S7-200的40增大到60,标准型CPU最多可以配置6个扩展模块和一块安装在CPU内的信号板,产品配置更加灵活。因为配备了西门子的专用高速处理器芯片,基本指令执行时间为0.15μs。
2)标准型CPU的PROFINET以太网端口(见图1-3)除了下载和监控程序,还集成了强大的通信功能,通过该端口可以与远程I/O、其他PLC、触摸屏和计算机通信。
3)场效应晶体管输出的标准型CPU可以输出2路或3路(与型号有关)100kHz的高速脉冲。可通过脉冲方式控制伺服/步进驱动器,还可以使用集成的PROFINET端口,用通信的方式控制伺服驱动器,实现位置控制。
4)标准型CPU最多可以使用6个高速计数器,最高计数频率为单相200kHz、A/B相100kHz(见表1-2)。紧凑型CPU有4个高速计数器,最高计数频率为单相100kHz、A/B相50kHz。
图1-2 S7-200 SMART的模块
图1-3 标准型CPU模块
5)标准型CPU集成了Micro SD卡插槽,使用Micro SD卡(即手机存储卡)就可以实现程序的更新和CPU固件的升级。笔者用它将V1.0的CPU多次升级到了V2.5。
6)编程软件STEP 7-Micro/WIN SMART的界面友好,编程高效,融入了更多的人性化设计,例如新颖的带状式菜单、全移动式界面窗口、方便的程序注释功能以及强大的密码保护等。可以用3种编程语言监控程序的执行情况,用状态图表监视、修改和强制变量。用系统块设置参数方便直观。它具有强大的中文帮助功能,在线帮助、右键快捷菜单、指令和子程序的拖拽功能等使编程软件的使用非常方便。
7)S7-200 SMART PLC、SMART LINE IE触摸屏、V20变频器和V90伺服驱动系统完美整合,无缝集成,为OEM(原始设备制造商)客户带来高性价比的小型自动化解决方案,可以满足客户对人机交互、控制和驱动等功能的全方位需求。
2.便于实现结构化编程
S7-200 SMART的程序结构简单清晰,在编程软件中,主程序、子程序和中断程序分页存放。子程序用输入、输出参数作为软件接口变量,便于实现结构化编程。如果尽量使用子程序的局部变量,易于将这样的子程序移植到别的项目。
3.灵活方便的存储器结构
S7-200 SMART的输入(I)、输出(Q)、位存储器(M)、顺序控制继电器(S)、变量存储器(V)和局部变量(L)均可以按位(bit)、字节、字和双字读/写。
4.简化复杂编程任务的向导功能
高速计数器、运动控制、PID控制、高速输出、文本显示器、GET/PUT以太网通信、数据记录、PROFINET网络和Web服务器等编程和应用是PLC程序设计中的难点,用普通的方法对它们编程既烦琐又容易出错。S7-200 SMART的编程软件为此提供了对应的编程向导,只需在向导的对话框中输入一些参数,就可以自动生成完成特定任务的子程序、中断程序、数据页和符号表。
5.强大的通信功能
S7-200 SMART的标准型CPU集成了一个以太网端口和一个RS-485端口,通过CM01信号板,可以扩展一个RS-232/RS-485串行端口(简称为串口),还可以扩展一块EM DP01 PROFIBUS-DP从站模块。紧凑型CPU只有一个RS-485端口。
CPU的以太网端口可以与编程计算机和HMI(人机界面)通信,可作为现场总线PROFINET的IO控制器和智能IO设备,支持S7通信、开放式用户通信和Modbus TCP通信。标准型和紧凑型CPU的串口都可以与编程计算机、HMI和变频器通信。
6.支持多种人机界面
S7-200 SMART支持用“文本显示”向导组态的文本显示器TD 400C和精彩系列面板SMART LINE IE,还支持精智(Comfort)系列面板和精简(Basic)系列面板。
视频“S7-200 SMART与S7-200的比较”可通过扫描二维码1-2播放。
二维码1-2
7.运动控制功能
(1)用脉冲方式控制伺服/步进驱动器
场效应晶体管输出型的CPU最多提供3轴100kHz的高速脉冲输出,通过向导可组态为PWM输出或运动控制输出。
S7-200 SMART CPU提供了3种开环运动控制方法。
1)脉冲串输出(PTO)以指定频率和指定的脉冲数提供占空比为50%的方波,PTO可使用脉冲包络生成一个或多个脉冲串。详细的情况见脉冲输出指令PLS的在线帮助。
2)脉宽调制(PWM):可用编程软件的“PWM”向导生成的子程序来指定PWM的脉冲周期和脉冲宽度,通过脉冲持续时间的变化来控制转速或位置。
3)运动轴内置于CPU中,用于速度和位置控制。提供带有集成了方向控制的单脉冲串输出,可用输出点禁用或启用电机驱动器/放大器;可组态最多6个数字量输入,并提供包括自动参考点搜索等多种操作模式。“运动”向导最多提供3轴脉冲输出的设置,脉冲频率范围为20~100kHz可调。可以用该向导生成的位控指令对速度和位置进行动态控制。
(2)用集成的PROFINET接口控制伺服驱动器
伺服驱动器V90 PN可以作为标准型CPU的IO设备,通过编程软件集成的SINAMICS库指令和PROFINET通信实现基本定位控制。