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西门子SIEMENS专业销售S7-200模块CPU221处理单元      西门子SIEMENS专业销售S7-200模块CPU221处理单元

浔之漫智控技术（上海）有限公司 上海诗慕自动化设备有限公司
本公司销售西门子自动化产品，，质量保证，价格优势
西门子PLC,西门子触摸屏，西门子数控系统，西门子软启动，西门子以太网
西门子电机，西门子变频器，西门子直流调速器，西门子电线电缆
我公司大量现货供应，价格优势，*，德国

Overview

• 智能化小型解决方案
• 本机带10个输入/输出点
• 不能扩展

Design

CPU 221 安装有：

• 集成式 24 V 编码器/负载电源:
  用于直接连接传感器和编码器。 用 180 mA 时，它也可用作负载电源。
• 2种型号：
  带多种电源和控制电压
• 内置数字量输入/输出：
  6个输入和 4 个输出。
• 1 个通讯接口:
  可选
  • 作为 PPI接口，用于编程功能、HMI 功能（TD 200、OP），S7-200 内部 CPU / CPU 通信（9.6/19.2/187.5 kbps），或作为 MPI从站，用于和 MPI 主站（S7-300 / -400、OP、TD、按钮板）进行数据交换。
  • 用户可编程接口（FreePort），带中断能力，用于和非西门子设备进行串行数据交换，例如在 ASCII 协议下、波特率为 1.2/2.4/4.8/9.6/19.2/38.4/57.6/115.2 Kbit/s时，可将 PC / PPI 电缆用作为 RS 232/ RS 485 适配器。
• 中断输入：
  对过程信号的上升沿或下降沿作出*速响应
• 高速计数器：
  4 个高速计数器(30 kHz), 可通过参数设置使能和复位输入，具有2个单独的输入端，可同时用作增/减计数器；或者可以连接2个具有90°相差的增量编码器。
• 仿真器（可选）：
  用于集成输入的仿真和用户程序的检验。
• 模拟电位计:
  1 个模拟电位计，可在日常工作中用作一个设定值计数器，例如设定时间。
• 脉冲输出：
  2 个高频脉冲输出 (大 20 kHz)；
  可用于定位任务，驱动变频电机和步进电机。
• 实时时钟（可作为可选模块连接）:
  例如用于给报文加时间标记、纪录机器运行时间或用于基于时间的过程控制。
• EEPROM 子模块(选件):
  用于保存完整的 STEP 7-Micro/WIN 用户程序及其它文档。
  用于支持数据记录功能和配方管理。
  允许快速修改程序(即使没有编程器)和其它程序归档。
• 通过电池提供长时间后备：
  可将存储时间提高到200天。无电池模块时，用户数据（如存储器位状态、数据块、定时器和计数器）通过内部的超级电容进行保护,大约 5 天。可以保存用户程序(免维护)。电池模块插入存储器子模块插槽中。

• 适合拖曳的坚固混合电缆，带有两条用于数据传输的铜导线和两条用于 ET 200pro 的电源的铜导线
• SIENOPYR FR 船用电缆
  无卤素、抗踩压、阻燃、经过船级社认证的光纤电缆，可安装在船甲板及船舱内。按米销售

• 与称重变送器和称重仪表不同，SIWAREX系列称重模块可以直接接收称重传感器输出的mV，并与西门子控制（包括S7 200/300/1200/ET200M/ ET200S）无缝集成，具有扩展灵活、精度高、响应速度快等优点。SIWAREX系列称重模块其设计用于各种工业，具备很高的抗能力，但是为了保证模块运行可靠，在安装接线等方面必须要规范操作。

   之一。自从公司成立以来，可性就一直是西门子公司的显著特征。在西门子，
   可性意味着的经济成功以及一个好的企业公民所应具备的意识和 社会责任感。
  2008财年（截止于9月30日），公司在拥有大约461,000名 雇员，实现销售额800.45亿欧元，

  .西门子PLC控制系统关于热插拔功能的定义：

      1．带电插拔模块时，确保不造成模块的硬件损坏；

      2．带电插拔模块时，CPU不停机，并产生报警；

      3．带电插拔模块时，该模块I/O通道的数值保持不变，而其他模块的运行不受影响；

      4．带电插拔模块时，CPU中触发中断组织块或通过DP诊断程序块，得到模块拔出或插入的事件信息，在用户程序或中断组织块OB中进行相应控制逻辑和I/O通道的处理；

      二.SIEMENS的PLC控制系统中：

      1.S7-200系列PLC不支持热插拔功能；

      2.S7-300CPU直接带I/O模块的方式不支持热插拔；

      3.S7-300作为PROFIBUSDP主站下挂DP从站ET200M、ET200S、ET200iS，支持热插拔功能；（ET200M作从站时需要使用有源总线底板，如下说明）

      注：采用S7-300作为主站的软冗余系统无法实现热插拔全部功能，不具备以上所列第3，4条目中的功能。当您将ET200M从站上的模块拔出时，CPU不停机，主CPU、备用CPU上的SF灯亮，BUSF灯闪烁，ET200M从站上的2块IM153-2模块的SF灯亮，BF灯闪烁，该ET200M从站上所有模块的I/O值被清0，S7-300主站失去对该ET200M从站的控制能力。当您再次将模块插入到ET200M站上时，系统从主CPU切换到备用CPU，SF、BUSF、BF灯熄灭，软冗余系统重新回到正常运行状态。

      若要在软冗余系统中实现热插拔的4项功能，必须使用S7-400作为软冗余系统的主站。

      4.S7-400作为PROFIBUSDP主站下挂DP从站ET200M、ET200S、ET200iS，支持热插拔功能；（ET200M作从站时需要使用有源总线底板，如下说明）

      5.S7-400CPU直接带I/O模块的方式支持热插拔。

      S7-400系统由于很好的电磁兼容性和抗冲击、耐震动性能，因而能大限度的满足各种工业标准，模板能够带电插、拔，当S7-400机架上插入或取出模板时，都会在CPU中产生一个中断信息，供客户在用户程序中对模板更换的动作进行相应的处理。

      三.ET200M的有源总线底板配置与说明：

      ET200M是在工业现场经常使用的PROFIBUSDP分布式从站，一个ET200M从站一般由导轨（S7-300系列通用导轨）、IM153接口模块、若干块S7-300系列的模块（PS电源模块、I/O模块、CP通讯模块、FM功能模块）组成：

  

      这样的ET200M从站是不支持热插拔功能的。为了实现ET200M从站的热插拔功能，我们需要对ET200M的硬件配置进行一些调整，通用导轨更换成带有有源总线模板的导轨，下图向您展示了1个有源总线导轨和5个有源总线模板组装后的情形：

  

      下图比对了有源总线导轨与S7-300通用导轨的区别

  

      下图展示有源总线导轨、有源总线模板和2个IM153-2接口模块组装后的情形：

      "Modulechangeduringoperation"(or"Insert/Removemodule")功能使得你能够在系统下运行过程中，在ET200M站上带电拔出或插入模板，即热插拔功能。

      硬件要求:

      使用普通的S7-300导轨和U型总线连接器是不能实现热插拔功能的，您必须购买有源总线底板，才能实现该功能。另外，您在配置时，必须使用MLFB6ES7153-1AA02-0B0版本以上的接口模块，因为它支持DP协议的DPV1版本，而MLFBIM153-1AA00-0B0模块是不支持该功能的。目前您能够购买到的IM153接口模块都支持热插拔，只有2-3年以前的IM153接口模块不支持热插拔。

      注意:

      如果想知道你的模块是否支持热插拔功能，你可以在STEP7的HWConfig硬件组态窗口中的产品目录里选择对应模块，阅读窗口右下角对该模块功能的描述.

      软件要求：必须在STEP75.1版本以上进行配置；

      如果您采用S7-400CPU或S7-400CP作为DP主站，那么您可以直接在IM153的属性窗口的"OperatingParameters"标签页里配置热插拔功能。如下图所示：

  

      关于ET200M站

      关于ET200M站"Modulechangeduringoperation"（运行中更换模块）功能实现的说明：

  

      STEP1：在STEP7的硬件组态窗口的PROFIBUSDP目录中选择相应IM153模块，可以看出该模块支持“moduleexchangeinopration”（热插拔）；

      STEP2：将IM153模块拖到PROFIBUS总线上；

      STEP3：选择I/O模块，插入到ET200M站的各个槽位中；

      STEP4：双击ET200M站，打开属性窗口，选中“Replacemodulesduringoperation“(热插拔)选项；

      STEP5：属性窗口中提供了ET200M站热插拔功能所需的有源总线导轨的订货号；

      STEP6：属性窗口中提供了该型号IM153，插入的I/O模块对应使用的有源总线底板的订货号；

      除了以上的硬件组态之外，还要向S7-400中下载OB82、OB83、OB84、OB85、OB86、OB87、OB121、OB122等组织块。当ET200M从站上进行模块的热插拔时，中断组织块OB83，OB85，OB122被调用。

      如果你采用S7-300CPU或CP342-5作为DP主站，那么您只能够通过安装GSD文件的方式将IM153模块组态成DP从站，并双击IM153，打开它的属性窗口，进行设置。否则您在STEP7的硬件组态窗口中直接将PROFIBUSDP目录ET200M文件夹下IM153模块挂在PROFIBUS总线上，如下图：

  净收入30.58亿欧元。其中80%的销售额来 自德国境外。  西门子是一家大型公司
  ，其业务遍及190多个，在全拥有 大约600家工厂、研发中心和销售办事处
  。公司的业务主要集中于6大领域：信 息和通讯、自动化和控制、电力、交通、和照明。
  西门子的业务运 营分别由13个业务集团负责，其中包括西门子财务服务有限公司和西门子房地 资产集团
  。此外，西门子还拥有两家合资企业--博世－西门子家用电器集团 和富士通西门子计算机（控股）公司

  
  图1 SIWAREX集成化解决方案替代称重变送器/仪表

  EMC即电磁兼容性，描述了电气设备在特定的电磁下，既不受到电磁的影响，也不会对周围产生影响的能力。在安装之前，一定要执行EMC设计规范，分析各种可能存在的源。

  电磁可以通过以下几种到控制和称重模块的正常工作：
  （1） 电磁场直接作用于控制；
  （2） 通过现场总线引入，如PROFIBUS DP；
  （3） 通过电缆引入；
  （4） 通过电源或者保护地引入；

  根据传输介质（导电还是非导电）以及源与设备之间的距离，可以通过四种耦合到控制：
  （1） 电导耦合
  （2） 电容耦合
  （3） 电感耦合
  （4） 辐射耦合

  安装接线注意事项

  原则1：接地面积要大
  安装自动化设备时，不可动的金属部件要接地，接地面积要大，接地电阻要小，比如通过扁钢、铜排、截面积比较大的电缆等。喷漆或者阳极化处理的金属部件，通过螺丝接地时，需要通过专门的接地片或者去掉面的防腐层。因为铝很容易氧化，不适宜作为接地材料。

  
  图2 接地铜排及电缆

  原则2：电缆敷设要分类
  在敷设电缆时，将其按照主电源线、电源线、线、现场总线等进行分类，电源线与线一定要走不同的穿线管或者走线槽，线尽可能贴着支撑梁、金属导轨、机柜背板等走线。

  
  原则3：等电势体
  创建等电势体，并将内的所有电气设备都通过等电势体连接到大地。对于防爆应用，必须建立等电势体。

  
  原则4：电缆屏蔽层要连接
  称重模块与传感器之间使用西门子提供的电缆，如图3所示。
  电缆型号：Li2Y 1 x 2 x 0.75 ST + 2 x (2 x 0.34 ST) – CY
  订货号： 非防爆 7MH4702-8AG 防爆 7MH4702-8AF
  注意：如果使用第三方电缆，请使用两两双绞屏蔽，外面还要有一层总屏蔽的双屏蔽电缆：

  
  图3 称重模块与传感器之间连接电缆

  当传感器与称重模块之间距离很远时，在有等电势体的前提下，建议屏蔽层在接线盒和模块处均大面积接地，如下图所示：

  在模块侧电缆的屏蔽层压直接压在屏蔽安装单元上，如下图所示：

  
  图4 电缆屏蔽层的连接

  原则5 各种屏蔽连接单元的使用
  在称重模块侧，称重传感器电缆的屏蔽层通过各种屏蔽连接元件与安装背板或者导轨进行大面积连接。
  对于S7 200中使用的SIWAREX MS模块其屏蔽连接端子如下图所示，订货号：6ES5728-8MA11，每包10个。

  
  图5 SIWAREX MS屏蔽连接端子

  对于SIWAREX U、SIWAREX FTC和SIWAREX FTA模块，屏蔽连接元件和屏蔽连接端子需要配合使用，其中：
  屏蔽连接单元，订货号：6ES7390-5AA00-0AA0，可供两个SIWAREX U 使用，（对于SIWAREX FTC和SIWAREX FTA模块一个连接单元只能连接一个模块。）
  屏蔽连接端子，订货号：6ES7390-5CA00-0AA0，每包两个，适合线径为4 到13mm 的传感器电缆。

  

  

  
  图6 SIWAREX U/FTA/FTC屏蔽连接单元及端子

  对于SIWAREX CS模块
  屏蔽连接元件，订货号：6ES7193-4GA00-0AA0，每包5个；
  屏蔽连接端子，订货号：6ES7193-4GB00-0AA0，每包5 个；

  
  图7 SIWAREX CS屏蔽连接单元及端子

  屏蔽连接端子和单元组装后，如下图所示：

  
  图8 SIWAREX CS屏蔽连接单元及端子装配图

  原则6：接线盒的选择
  当一台秤使用多个称重传感器时，传感器电缆必须通过接线盒将电缆进行并联。西门子提供的接线盒，有不锈钢和铝两种材质，外壳喷漆处理，如下图所示。盒子上面有4个进线空，下面有一个出线孔，即多允许四个传感器并联。
  订货号： 不锈钢材质 7MH4710-1EA 铝材质 7MH4710-1BA

  
  图9 西门子称重传感器接线盒

  接线盒的电缆密封格兰头内有4个金属片，当电缆从该格兰头穿过时，电缆的屏蔽层通过四个金属片压紧，并与金属格兰头大面积，而金属格兰头与接线盒壳体是导通的，这样连到接线盒上的所有传感器的屏蔽层通过金属壳体导通，而且导通电阻非常小。

  
  图10 接线盒电缆密封格兰头

   

  
  图11 电缆屏蔽层通过电缆密封格兰头内金属片压紧图

  在有等电势体的情况下，接线盒可以通过其接地端子进行接地。该接地端子与电缆密封格兰及壳体都是连通的。

  
  图12 接线盒接地端子西门子DP紫色通信电缆接头

  注意：如果需用第三方接线盒，要求接线盒的壳体及其电缆密封格兰都必须是金属的。

  EMC问题通常会引起称重模块的SF指示灯亮或者重量显示错误，通常可以检查下列几点：

  （1） 在称重模块侧，电缆屏蔽层是否通过各种屏蔽连接元件接地；
  （2） 在接线盒处，电缆屏蔽层是否通过接线盒的金属密封格兰与接线盒连接，而不是将屏蔽层连接到内部端子上；
  （3） 称重传感器接地电缆，截面积大于16mm2，这样可以一定程度上防止现场电焊等操作造成传感器过电流损坏。如果从西门子采购，该电缆订货号为7MH3701-1 AA1

  
  图13 称重传感器接地电缆

  （4） 电缆屏蔽层接是否等电势，等电势体的截面积是否足够大。
  （5） 称重模块与传感器之间的连接电缆与电源或者电机（尤其变频器控制的电机）的动力电缆距离是否太近了。
  （6） 检查控制柜中称重模块与变频器或者它的的电缆太近了。
  （7） 继电器、开关或者电磁阀门是否有保护电路，或者保护电路是否工作正常。
  （8） 24V供电电源也可能引起模块故障。在这种情况下，24V电源可以并联稳压二极管，1N6285的效果就很好，击穿电压不高于34V。
  （9） 在某些特殊还可能用到滤波器。经过EPCOS的SIFI-B或D型滤波器效果很好。如果故障来源于传感器电缆，那么EXC、SENSE和SIG各需要一个滤波器。

  在使用OLM的时候考虑到光纤电缆的组态，这样PROFIBUS总线的参数就被STEP 7重新计算并改变。

  在使用OLM（光纤链路模块）时，必须考虑到光纤电缆的组态。STEP 7会根据光纤电缆的组态重新计算PROFIBUS的参数。在这里，必须使“时间间隙”适应网络规模，网络拓扑结构和传输速率。 
  用户必须改变PROFIBUS参数，因为电缆和网络元件以及网络元件的监控机制会信息。如果给“时间间隙”组态了一个太低的值，可能会OLM（LED会闪红/绿灯）的功能错误和错误显示。