运动控制
三轴 100 kHz 高速脉冲输出,**实现精确定位.
•运动控制基本功能- 标准型晶体管输出CPU 模块,ST40/ST60 提供3 轴100 kHz 高速脉冲输出,支持PWM(脉宽调制)和PTO 脉冲输出
- 在PWM 方式中,输出脉冲的周期是固定的,脉冲的宽度或占空比由程序来调节,可以调节电机速度、阀门开度等
- 在PTO 方式(运动控制)中,输出脉冲可以组态为多种工作模式,包括自动寻找原点,可实现对步进电机或伺服电机的控制,达到调速和定位的目的
- CPU 本体上的Q0.0,Q0.1 和Q0.3 可组态为PWM 输出或高速脉冲输出,均可通过向导设置完成上述功能
•PWM 和运动控制向导设置
为了简化您应用程序中位控功能的使用,STEP 7- Micro/WINSMART 提供的位控向导可以帮助您在几分钟内全部完成PWM、PTO 的组态。该向导可以生成位控指令,您可以用这些指令在您的应用程序中对速度和位置进行动态控制。
PWM 向导设置根据用户选择的PWM 脉冲个数, 生成相应的PWMx_RUN 子程序框架用于编辑。
运动控制向导较多提供3 轴脉冲输出的设置,脉冲输出速度从20 Hz 到100 kHz 可调。
•运动控制功能特点- 提供可组态的测量系统,输入数据时既可以使用工程单位(如英寸或厘米),也可以使用脉冲数
- 提供可组态的反冲补偿
- 支持**、相对和手动位控模式
- 支持连续操作
- 提供多达32 组运动动包络,每组包络较多可设置16 种速度
- 提供4 种不同的参考点寻找模式,每种模式都可对起始的寻找方向和较终的接近方向进行选择
•运动控制的监控
为了帮助用户开发运动控制方案,STEP 7- Micro/WIN SMART 提供运动控制面板。其中的操作、组态和包络组态的设置使用户在开发过程的启动和测试阶段就能轻松监控运动控制功能的操作。
- 使用运动控制面板可以验证运动控制功能接线是否正确,可以调整组态数据并测试每个移动包络
- 显示位控操作的当前速度、当前位置和当前方向,以及输入和输出LED(脉冲LED 除外)的状态
- 查看修改在CPU 模块中存储的位控操作的组态设置
编程
人性化软件,提升编程效率
STEP 7- Micro/WIN SMART 是专门为S7-200 SMART 开发的编程软件,能在Windows XP SP3/Windows 7 上运行,支持LAD、FBD、STL语言。安装文件小于100 MB。在沿用STEP 7- Micro/WIN 优秀编程理念的同时,更多的人性化设计使编程更*上手,项目开发更加高效。
•全新菜单设计
摒弃了传统的下拉式菜单,采用了新颖的带状式菜单设计,所有菜单选项一览无余,形象的图标显示,操作更加方便快捷。
双击菜单即可隐藏,给编程窗口提供更多的可视空间。
•全移动式窗口设计
软件界面中的所有窗口均可随意移动、并提供八种拖拽放置方式。
主窗口、程序编辑窗口、输出窗口、变量表、状态图等窗口均可按照用户的习惯进行组合,较大限度的提高编程效率。
•变量定义与程序注释
用户可根据工艺需求自定义变量名,并且直接通过变量名进行调用,完全享受高级编程语言的便利。根据实现的功能,特殊功能寄存器调用后自动命名,更加便捷。
STEP 7- Micro/WIN SMART 提供了完善的注释功能,能为程序块、编程网络、变量添加注释,大幅提高程序的可读性。当鼠标移动到指令块时,自动显示各管脚支持的数据类型。
•强大的密码保护
STEP 7- Micro/WIN SMART 不仅对计算机中的程序源提供密码保护,同时对CPU 模块中的程序也提供密码保护,满足用户对密码保护的不同需求,**保护用户的知识产权。
STEP 7- Micro/WIN SMART 对程序源实现三重保护:包括为为工程、POU(程序组织单元)、数据页设置密码,只有授权的用户才能查看并修改相应的内容。
编程软件对 CPU 模块里的程序提供4 级不同权限密码保护。
•新颖的设置向导
STEP 7- Micro/WIN SMART 集成了简易快捷的向导设置功能,只需按照向导提示设置每一步的参数即可完成复杂功能的设定。新的向导功能允许用户直接对其中某一步的功能进行设置,修改已设置的向导便*重新设置每一步。
向导设置支持以下功能:
• HSC(高速计数)
• 运动控制
• PID
• PWM(脉宽调制)
• 文本显示
•状态监控
在STEP 7- Micro/WIN SMART 状态图中,可监测PLC 每一路输入/ 输出通道的当前值,同时可对每路通道进行强制输入操作来检验程序逻辑的正确性。
状态监测值既能通过数值形式,也能通过比较直观的波形图来显示,二者可相互切换。
另外,对PID 和运动控制操作,STEP 7- Micro/WIN SMART 通过专门的操作面板可对设备运行状态进行监控。
•便利的指令库
在PLC 编程中,一般将多次反复执行的相同任务编写成一个子程序,将来可以直接调用。使用子程序可以更好地组织程序结构,便于调试和阅读。
STEP 7- Micro/WIN SMART 提供便利的指令库功能,将子程序转化成指令块,与普通指令块一样,直接拖拽到编程界面就能完成调用。指令库功能提供了密码保护功能,防止库文件被随意查看或修改。
另外,西门子公司提供了大量完成各种功能的指令库,均可轻松添加到软件中。
说明
CPU 型号 CPU CR20s、CPU CR30s、CPU CR40s 和 CPU CR60s无以太网端口,不支持与使用以太网通信相关的所有功能。
PROFIBUS:
适用于分布式 I/O的高速通信(高达 12 Mbps)
一个总线控制器连接许多 I/O设备(支持 126 个可寻址设备)。
主站和 I/O设备间的数据交换
EMDP01 模块是 PROFIBUS I/O 设备。
RS485:
使用USB-PPI 电缆时,提供一个适用于编程的 STEP 7-Micro/WIN SMART 连接
总共支持 126个可寻址设备(每个程序段 32 个设备)
支持PPI(点对点接口)协议
HMI与 CPU 间的数据交换
使用自由端口在设备与CPU 之间交换数据(XMT/RCV 指令)
RS232:
支持与一台设备的点对点连接
支持PPI 协议
HMI与 CPU 间的数据交换
使用自由端口在设备与CPU 之间交换数据(XMT/RCV 指令)
编程软件
STEP7-Micro/WIN SMART
提供了一个用户友好的环境,供用户开发、编辑和监视控制应用所需的逻辑。
**部是常见任务的快速访问工具栏, 其后是所有公用功能的菜单。
左边是用于对组件和指令进行便捷访问的项目树和导航栏。
打开的程序编辑器和其他组件占据用户界面的剩余部分。
STEP7-Micro/WIN SMART
提供三种程序编辑器(LAD、FBD 和
STL),用于方便高效地开发适合用户应用的控制程序。
为帮助您找到所需信息,STEP7-Micro/WIN SMART 提供了内容丰富的在线帮助系统。
计算机要求
STEP 7-Micro/WIN SMART 在个人计算机上运行。计算机应满足以下较低要求:
操作系统:Windows7 或 Windows 10(32 位和 64 位两种版本)
至少 350M字节的空闲硬盘空间
鼠标(推荐)
安装 STEP 7-Micro/WIN SMART
将 STEP 7-Micro/WIN SMART CD 插入到计算机的 CD-ROM 驱动器中,或联系您的
Siemens 分销商或销售部门,从客户支持网站 下载 STEP7-Micro/WIN SMART。安装程序将自动启动并引导您完成整个安装过程。 有关安装 STEP 7-Micro/WIN SMART的详细信息,请参见自述文件。
S7-200 SMART 系列包括许多微型可编程逻辑控制器 (Micro PLC, Micro Programmable Logic Controller),这些控制器可以控制各种自动化应用。S7-200 SMART结构紧凑、成本低廉且具有功能强大的指令集,这使其成为控制小型应用的**解决方案。S7-200 SMART 产品多种多样且提供基于 Windows的编程工具,这使得您可以灵活地解决各种自动化问题。
本手册提供了有关 S7-200 SMART CPU的安装和编程信息,适用于具备可编程逻辑控制器基本知识的工程师、编程人员、安装人员和电气人员。
所需的基本知识
要理解本手册,需要具备自动化和可编程逻辑控制器的基本知识。
本手册适用范围
本手册介绍了以下产品:
STEP7-Micro/WIN SMART V2.3
S7-200SMART CPU 固件版本 V2.3
产品概述
S7-200 SMART 系列微型可编程逻辑控器 (Micro PLC, Micro Programmable LogicController) 可以控制各种设备以满足您的自动化控制需要。
CPU
根据用户程序控制逻辑监视输入并更改输出状态,用户程序可以包含布尔逻辑、计数、定时、复杂数学运算以及与其它智能设备的通信。 S7-200 SMART结构紧凑、组态灵活且具有功能强大的指令集,这些优势的组合使它成为控制各种应用的**解决方案。
S7-200 SMART 支持的用户程序元素
POUs
类型/数量
• 主程序:1 个
• 子程序:128 个(0 到 127)
• 中断程序:128 个(0 到 127)
嵌套深度
• 来自主程序:8 个子程序级别
• 来自中断程序:4 个子程序级别
累加器
4 个
定时器
类型/数量
• 非保持性(TON,TOF):192 个
• 保持性:64 个
计数器
256 个
通信
端口数
1 个以太网口/1 个串口(RS485)/1 个附加串口(可选 RS232/485 信号板,**于 SR40 和 ST40)
HMI
设备每个端口 4 个
编程设备(PG)
以太网:1 个
连接数
以太网:1 个用于编程设备,4 个用于 HMI
RS485:4 个用于 HMI
数据传输率
以太网: 10/100 Mb/s
RS485 系统协议:9600,19200 和 187500 b/s
RS485 自由端口:1200 到 115200 b/s
隔离(外部信号与 PLC 逻辑侧)
以太网:变压器隔离,1500 V DC
RS485:无
电缆类型
以太网:CAT5e 屏蔽电缆
RS485:PROFIBUS 网络电缆
电源
电压范围
85 ~ 264 V AC
电源频率
47 ~ 63 Hz
输入电流 (仅包括 CPU)
120 V AC 时 130 mA (无 300 mA 的传感器电源输出)
120 V AC 时 250 mA (带300mA的传感器电源输出)
240 V AC 时 80 mA (无 300 mA 的传感器电源输出)
240 V AC 时 150 mA (带300mA的传感器电源输出)
浪涌电流(较大)
264 V AC 时 7.3 A
隔离(输入电源与逻辑侧)
1500 V AC
漏地电流,AC 线路对功能地
0.5 mA
保持时间(掉电)
120 V AC 时 50 ms
240 V AC 时 400 ms
内部保险丝(用户不可更换)
3 A,250 V,慢速熔断
传感器电源
电压范围
20.4 ~ 28.8 V DC
额定输出电流(较大)
300 mA
较大波纹噪声(<10MHz)
<1 V 峰峰值
隔离(CPU 逻辑侧与传感器电源)
未隔离
数字输入
输入点数
24
类型
漏型/源型(IEC 1类漏型)
额定电压
4 mA 时 24 V DC,额定值
允许的连续电压
较大 30 V DC
浪涌电压
35 V DC,持续 0.5 s
逻辑 1 信号(较小)
2.5 mA 时 15 V DC
逻辑 0 信号(较大)
1 mA 时 5 V DC
隔离(现场侧与逻辑侧)
500 V AC 持续 1 min
隔离组
1
滤波时间
每个通道可单独选择(仅前 14 个板载输入,包括信号板的数字输入):
0.2、0.4、0.8、1.6、3.2、6.4 和 12.8 μs
0.2、0.4、0.8、1.6、3.2、6.4 和 12.8 ms
HSC 时钟输入频率(较大)
(逻辑 1 电平 = 15 ~ 26 V DC)
单相:4 个,30 kHz
正交相位:2 个,20 kHz
同时接通的输入数
24
电缆长度
屏蔽:500m(正常输入),50m(HSC 输入);非屏蔽:300m(正常输入)
数字输出
输出点数
16
类型
继电器,干触点
电压范围
5 ~ 30 V DC 或 5 ~ 250 V A
每点的额定电流(较大)
2.0 A
灯负载
30 W DC/200 W AC
通态电阻
新设备较大为 0.2 Ω
浪涌电流
触电闭合时为 7A
过载保护
无
隔离(现场侧与逻辑侧)
1500 V AC 持续 1 min(线圈与触电)
无(线圈与逻辑侧)
隔离电阻
新设备较小为 100 MΩ
断开触点间的绝缘
750 V AC 持续 1 min
隔离组
4
开关延迟(Qa.0-Qa.3)
较长 10 ms
开关延迟(Qa.4-Qb.7)
较长 10 ms
机械寿命(无负载)
10,000,000 断开/闭合周期
额定负载下的触点寿命
100,000 断开/闭合周期
STOP 模式下的输出状态
上一个值或替换值(默认值为 0)
同时接通的输出数
16
电缆长度
500m(屏蔽),150m(非屏蔽)
基本单元
S7-200系列PLC中可提供4种不同的基本型号的8种CPU供选择使用.
扩展单元
S7-200系列PLC主要有6种扩展单元,它本身没有CPU,只能与基本单元相连接使用,用于扩展I/O点数.
编程器
PLC在正式运行时,不需要编程器。编程器主要用来进行用户程序的编制、存储和管理等,并将用户程序送入PLC中,在调试过程中,进行监控和故障检测。S7-200系列PLC可采用多种编程器,一般可分为简易型和智能型。
简易型编程器是袖珍型的,简单实用,价格低廉,是一种很好的现场编程及监测工具,但显示功能较差,只能用指令表方式输入,使用不够方便。智能型编程器采用计算机进行编程操作,将**的编程软件装入计算机内,可直接采用梯形图语言编程,实现在线监测,非常直观,且功能强大,S7-200系列PLC的**编程软件为STEP7-Micro/WIN。
程序存储卡
为了保证程序及重要参数的安全,一般小型PLC设有外接EEPROM卡盒接口,通过该接口可以将卡盒的内容写入PLC,也可将PLC内的程序及重要参数传到外接EEPROM卡盒内作为备份。程序存储卡EEPROM有6ES
7291-8GC00-0XA0和6ES 7291-8GD00-0XA0两种,程序容量分别为8K和16K程序步。
写入器
写入器的功能是实现PLC和EPROM之间的程序传送,是将PLC中RAM区的程序通过写入器固化到程序存储卡中,或将PLC中程序存储卡中的程序通过写入器传送到RAM区。
文本显示器
文本显示器TD200不仅是一个用于显示系统信息的显示设备,还可以作为控制单元对某个量的数值进行修改,或直接设置输入/输出量。文本信息的显示用选择/确认的方法,较多可显示80条信息,每条信息较多4个变量的状态。过程参数可在显示器上显示,并可以随时修改。TD200面板上的8个可编程序的功能键,每个都分配了一个存储器位,这些功能键在启动和测试系统时,可以进行参数设置和诊断
型号
CPU ST40 DC/DC/DC
CPU ST60 DC/DC/DC
订货号(MLFB)
6ES7 288-1ST40-0AA0
6ES7 288-1ST60-0AA0
常规
尺寸 W x H x D(mm)
125 x 100 x 81
125 x 100 x 81
重量
410.3 g
528.2 g
功耗
18 W
20 W
可用电流(EM 总线)
较大 740 mA (5 V DC)
较大 300 mA(传感器电源)
可用电流(24 V DC)
较大 300 mA(传感器电源)
较大 300 mA(传感器电源)
数字输入电流消耗(24 V DC)
所用的每点输入 4 mA
所用的每点输入 4 mA
CPU特征
用户储存器
24 KB 程序存储器/16 KB 数据存储器/10 KB 保持性存储器
30 KB 程序存储器/16 KB 数据存储器/10 KB 保持性存储器
板载数字 I/O
24 点输入/16 点数出
36 点输入/24 点数出
过程映像大小
256 位输入 (I)/256 位输出 (Q)
256 位输入 (I)/256 位输出 (Q)
位存储器(M)
256 位
256 位
临时(局部)存储
主程序中 64 字节,每个子程序和中断程序中 64 字节
主程序中 64 字节,每个子程序和中断程序中 64 字节
I/O 模块扩展
较多 4 个扩展模块
较多 4 个扩展模块
信号板扩展
较多 1 个信号板
较多 1 个信号板
高速计数器
共 4 个
• 单相 4 个,60 kHz
• 正交相位 2 个,40 kHz
共 4 个
• 单相 4 个,60 kHz
• 正交相位 2 个,40 kHz
脉冲输出
3 路,100 kHz
3 路,100 kHz
脉冲捕捉输入
14 个
14 个
循环中断
共 2 个,分辨率为 1 ms
共 2 个,分辨率为 1 ms
沿中断
4 个上升沿和 4 个下降沿(使用可选信号板时,各 6 个)
4 个上升沿和 4 个下降沿(使用可选信号板时,各 6 个)
存储卡
Micro SD 卡(选件)
Micro SD 卡(选件)
实时时钟精度
+/- 120 秒/月
+/- 120 秒/月
实时时钟保持时间
通常为 7 天,25˚C 时较少为 6 天
通常为 7 天,25˚C 时较少为 6 天