S7-200 SMART，EM DR32，数字量输入/输出模块

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品牌：SIEMENS/西门子

名称： 西门子SMART模块

型号：6ES7288-2DR32-0AA0

 产地：西门子（中国）有限公司

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SIMATIC S7-200 SMART 是西门子公司经过大量市场调研，为中国客户量身定制的一款高性价比小型 PLC 产品。结合西门子 SINAMICS 驱动产品及 SIMATIC 人机界面产品，以 S7-200 SMART 为核心的小型自动化解决方案将为中国客户创造更多的价值。

SIMATIC S7-200 SMART 产品亮点:

机型丰富，更多选择

提供不同类型、I/O 点数丰富的CPU 模块，单体I/O 点数较高可达60 点，可满足大部分小型自动化设备的控制需求。另外，CPU 模块配备标准型和经济型供用户选择，对于不同的应用需求，产品配置更加灵活，较大限度的控制成本。
选件扩展，精确定制
新颖的信号板设计可扩展通信端口、数字量通道、模拟量通道。在不额外占用电控柜空间的前提下，信号板扩展能更加贴合用户的实际配置，提升产品的利用率，同时降低用户的扩展成本。
高速芯片，性能**
配备西门子**高速处理器芯片，基本指令执行时间可达0.15 μs，在同级别小型PLC 中遥遥。一颗强有力的“芯”，能让您在应对繁琐的程序逻辑，复杂的工艺要求时表现的从容不迫。
以太互联，经济便捷
CPU 模块本体标配以太网接口，集成了强大的以太网通信功能。一根普通的网线即可将程序下载到PLC 中，方便快捷，省去了**编程电缆。通过以太网接口还可与其它CPU 模块、触摸屏、计算机进行通信，轻松组网。
三轴脉冲，运动自如
CPU 模块本体较多集成3 路高速脉冲输出，频率高达100 kHz，支持PWM/PTO输出方式以及多种运动模式，可自由设置运动包络。配以方便易用的向导设置功能，快速实现设备调速、定位等功能。
通用SD 卡，方便下载
本机集成Micro SD 卡插槽，使用市面上通用的Micro SD 卡即可实现程序的更新和PLC 固件升级，较大地方便了客户工程师对较终用户的服务支持，也省去了因PLC 固件升级返厂服务的不便。
软件友好，编程高效
在继承西门子编程软件强大功能的基础上，融入了更多的人性化设计，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、强大的密码保护等。在体验强大功能的同时，大幅提高开发效率，缩短产品上市时间。
**整合，无缝集成
SIMATIC S7-200 SMART 可编程控制器，SIMATIC SMART LINE 触摸屏和SINAMICSV20 变频器**整合，为OEM 客户带来高性价比的小型自动化解决方案，满足客户对于人机交互、控制、驱动等功能的*需求。

Design

S7-200 SMART 带来两种不同类型的CPU 模块:

标准型
继电器输出型(SR20 / SR40 / SR60)
晶体管输出型(ST40 / ST60)
经济型
-    继电器输出型(CR40)

标准型作为可扩展CPU 模块，可满足对I/O 规模有较大需求，逻辑控制较为复杂的应用；而经济型CPU 模块直接通过单机本体满足相对简单的控制需求。具有：

以太网接口
RS485 串口
支持 Micro SD 卡
高速计数
I/O 模块扩展 1)
信号板扩展 1)
实时时钟 1)
高速脉冲输出 2)

1) 仅有标准型 CPU 模块支持  2) 只有标准型、晶体管输出型才支持

信号板
对于少量的 I/O 点数扩展及更多通信端口的需求，全新设计的信号板能够提供更加经济、灵活的解决方案。

信号板基本信息：

型号

规格

描述

SB DT04

2DI/2DO 晶体管输出

提供额外的数字量I/O 扩展，支持2 路
数字量输入和2 路数字量晶体管输出

SB AQ01

1AO

提供额外的模拟量I/O 扩展，支持1 路
模拟量输出，精度为12 位

SB CM01

RS232/RS485

提供额外的RS232 或RS485 串行通信接
口，在软件中简单设置即可实现转换

信号板组态：

在系统块选择标准型CPU模块后，SB选项里会出现上述三种信号板：

选择SB DT04 时，系统自动分配I7.0 和Q7.0 做为I/O 映像区的起始位
选择SB AQ01 时，系统自动分配AQW12 做为I/O 映像区
选定SB CM01 时，在端口类型设置框里选择RS232 或RS485 即可

Functions

网络通信

S7-200 SMART CPU 模块本体集成1 个以太网接口和1 个RS485 接口，通过扩展CM01 信号板，其通信端口数量较多可增至3 个。可满足小型自动化设备连接触摸屏、变频器等第三方设备的众多需求。

以太网通信
所有CPU 模块标配以太网接口，支持西门子S7 协议、TCP/IP 协议、有效支持多种终端连接：

可作为程序下载端口（使用普通网线即可）
与SMART LINE HMI 进行通信
通过交换机与多台以太网设备进行通信，实现数据的快速交互
较多支持4 个设备通信

 
串口通信
S7-200 SMART CPU 模块均集成1 个RS485 接口，可以与变频器、触摸屏等第三方设备通信。如果需要额外的串口，可通过扩展CM01 信号板来实现，信号板支持RS232/RS485 自由转换，较多支持4 个设备。串口支持下列协议：
Modbus-RTU
PPI
USS
自由口通信
与上位机的通信
通过PC Access，操作人员可以轻松通过上位机读取S7-200 SMART 的数据，从而实现设备监控或者进行数据存档管理。
（PC Access 是专门为S7-200 系列PLC 开发的OPC 服务器协议，专门用于小型PLC 与上位机交互的OPC 软件）
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

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WINOOWs XP SP3/WINOOWs 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容易上手，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。

硬件特性:
高分辨率 64K 真彩宽屏显示
800×480 dpi 宽屏显示设计和传统屏幕相比具有更大的可视面积，使单个画面中可以显示更多的信息，让操作员具有更舒适的视觉体验
高分辨率 64K 色真彩显示，使得画面更清晰，画质更细腻
强大且丰富的通讯能力
集成的工业以太网接口，可以和 S7-200 SMART 以及 LOGO！0BA7 建立高速无缝的连接。同时，程序下载速度也有大幅度的提升
通过以太网可以同时连接 3 台控制器
通过串口可以连接西门子 S7-200 以及 S7-200 SMART PLC，通讯速率高达187.5kb/s
集成的串口（支持Modbus，RS422/485 自适应切换），使精彩系列面板的通讯更加灵活，可以和市场主流的小型 PLC 建立稳定可靠的通讯连接。（三菱 FX 系列；欧姆龙 CP1 系列；台达 DVP-SV/ES2 系列）
LED 背光，节能降耗
LED 较之 CCFL，背光板厚度降低一半左右，使精彩系列面板更轻巧。同时，操作屏亮度更高，色彩更均匀，表现力更强，可视范围提高到 140°
LED 背光可以降低设备能耗，结合屏保功能较大程度地延长操作屏的使用寿命
高性能处理器、高速外部总线及 64M DDR 内存
高端的 ARM 处理器，主频达到 400MHz，使数据处理更快，画面显示更流畅
高速的外部总线充分发挥处理器的强大性能
增强的 64M DDR 内存使得画面的切换速度更快
先进的工业设计理念
*特的边框倒角设计，让操作屏的外观更具流线型，给人以舒适感
优雅清新的绿色边框设计，给人以视觉上的开阔感，缓解操作员的视觉疲劳
使用符合 UL 标准的 PC + ABS 合金材料，耐高温、抗腐蚀，特别适用于工业现场的应用环境
可靠的电源设计
内置的 24V 电子自恢复反接保护，避免因误接线而导致的产品损坏
供电电源范围可达 ±20%
德国品质 轻松拥有
精彩系列面板的 ESD、RS 等关键指标比国际标准（IEC）提高 50%
精彩系列面板通过 CE 认证
先进的生产失效故障模式分析
潜在的缺陷及故障分析模型贯穿产品从研发到生产的每个环节，较大程度确保产品可靠性
成熟的生产流程及完善的质量控制体系确保产品质量

软件特点：
作为精彩系列面板的组态软件，WinCC flexible 简单直观、功能强大、应用灵活且智能高效，非常适合机械设备或生产线中人机界面的应用。
随着新一代精彩系列人机界面的发布，WinCC fl exible 的软件功能也得到了进一步的加强。

变量管理
查阅、检索变量更方便 ，可使用变量名称来标识 PLC 变量
通过拖放操作，批量创建名称、类型及地址满足一定关系的变量
快速修改多个变量的类型、地址或名称等属性
报警管理
可以自定义报警类别
支持模拟量及数字量报警
可以自定义报警组，相同组的报警可以同时被确认
支持报警事件函数
包含功能完善的报警显示控件，支持外观自定义
可改变尺寸和颜色的报警提示器
丰富的画面对象库
基本对象库 — 开关、按钮和图形等
增强对象库 — 显示配方、趋势图等
丰富的符号库
丰富的动画效果 简单的生成方式
通过设置对象属性生成动画
支持函数设定动画路径方式
支持通过变量控制对象组生成动画
高效、智能的组态方式
通过拖拽方式自动创建变量的显示对象及画面的切换按钮
支持画面对象的自动排列功能
支持用户自定义对象库
支持向导式快速工程组态
*一**的多语言组态
支持 32 种语言，其中 5 种可以在线转换
支持多语言显示，*重新设计画面
内置系统字典和用户字典功能，支持画面自动翻译
*特的项目文本导入/导出功能，提高并优化工程组态效率
Pack & Go 轻松的项目更新与维护
利用 Pack & Go 功能，工程师编辑修改项目后，*亲临现场就能轻松实现项目的维护和更新
现场客户*安装 WinCC Flexible，一键执行批处理文件即可实现项目传输
安全等级管理
引入用户的概念，可以建立多个用户，每个用户拥有不同的权限
所有画面对象都可以独立设置访问权限
运行期间可以对用户信息进行管理
权限的设置参数可调整
趋势图
控件支持外观显示设置的很多属性，包括坐标轴、刻度、上下限等
提供多个系统函数，用于控制曲线翻页、缩放等操作
配方管理
可以支持显示多个配方预定义数据记录，*手动组态翻页等操作即可实现配方的良好显示
使用配方视图控件，*更多的编程即可动态增加数据记录

AI 模拟量输入模块

A. 普通模拟量输入模块：

如果，传感器输出的模拟量是电压或电流信号（如±10V或0~20mA），可以选用普通的模拟量输入模块，通过拨码开关设置来选择输入信号量程。注意：按照规范接线，尽量依据模块上的通道顺序使用（A->D），且未接信号的通道应短接。具体请参看《S7-200可编程控制器系统手册》的附录A-模拟量模块介绍。

4AI EM231模块：

首先，模拟量输入模块可以通过设置拨码开关来选择信号量程。开关的设置应用于整个模块，一个模块只能设置为一种测量范围，且开关设置只有在重新上电后才能生效。也就是说，拨码设置一经确定后，这4个通道的量程也就确定了。如下表所示：



注：表中0~5V和0~20mA（4~20mA）的拨码开关设置是一样的，也就是说，当拨码开关设置为这种时，输入通道的信号量程，可以是0~5V，也可以是0~20mA。

8AI EM231模块：

8AI的EM231模块，*0->5通道只能用做电压输入，只有第6、7两通道可以用做电流输入，使用拨码开关1、2对其进行设置：当sw1=ON，通道6用做电流输入；sw2=ON时，通道7用做电流输入。反之，若选择为OFF，对应通道则为电压输入。



注：当第6、7道选择为电流输入时，*0->5通道只能输入0-5V的电压。

B. 测温模拟量输入模块（热电偶TC；热电阻RTD）：

如果，传感器是热电阻或热电偶，直接输出信号接模拟量输入，需要选择特殊的测温模块。测温模块分为热电阻模块EM231RTD和热电偶模块EM231TC。注意：不同的信号应该连接至相对应的模块，如：热电阻信号应该使用EM231RTD，而不能使用EM231TC。且同一模块的输入类型应该一致，如：Pt1000和Pt100不能同时应用在一个热电阻模块上。

热电偶模块TC： 

EM231 TC支持J、K、E、N、S、T和R型热电偶，不支持B型热电偶。通过拨码设置，模块可以实现冷端补偿，但仍然需要补偿导线进行热电偶的自由端补偿。另外，该模块具有断线检测功能，未用通道应当短接，或者并联到旁边的实际接线通道上。?

热电阻模块RTD：

热电阻的阻值能够随着温度的变化而变化，且阻值与温度具有一定的数学关系，这种关系是电阻变化率α。RTD模块的拨码开关设置与α有关，如下图所示，就算同是 Pt100，α值不同时拨码开关的设置也不同。在选择热电阻时，请尽量弄清楚α参数，按 照对应的拨码去设置。具体请参看《S7-200可编程控制器系统手册》的附录A-热电偶和热电阻扩展模块介绍。



EM231 RTD模块具有断线检测功能，未用通道不能悬空，接法方式如下：

（1）请将一个电阻按照与已用通道相同的接线方式连接到空的通道，注意：电阻的阻值必须和RTD的标称值相同；

（2）将已经接好的那一路热电阻的所有引线，一一对应连接到空的通道上。

因为热电阻分2线制、3线制、4线制，所以RTD模块与热电阻的接线有3种方式，如图所示。其中，精度较高的是4线连接，精度较低的是2线连接。



提示：

（1）. 在STEP7 Micor/WIN软件中（S7-200的编程软件），对于模拟量输入通道设有软件滤波功能，如图所示，具体请参见《S7-200 ? LOGO? SITOP 参考》->系统块-模拟量滤波。

但是，在系统块中设置模拟量通道滤波时，RTD和TC模块占用的模拟量通道，应禁止滤波功能。



（2） EM231 TC和RTD模块上，均有24V电源指示灯和SF故障指示灯。如图所示：（a）若24V电源指示灯=OFF，则说明该模块没有24V工作电源；（b）若SF红灯闪烁，原因可能是：模块内部软件检测出外接断线，或者输入**出范围。



注：具体请参见：《S7-200 ? LOGO? SITOP 参考》->EM231 RTD/EM231 TC。

AO模拟量输出模块

S7-200的扩展模块里，分别有2路、4路的模拟量输出模块EM232。根据接线方式（M-V或M-I）选择输出信号类型，电压：±10V，电流：0~20mA（4~20mA）。

AI/AO模拟量输入输出模块

(A) CPU模块本体集成的2路AI和1路AO

S7-200只有CPU 224XP和CPU224XPsi，本体集成有模拟量通道。其中，2路AI是：电压信号±10V，1路AO是：电压信号0~10V；或者电流信号0~20mA(4~20mA)，输出信号类型可以通过硬件接线来选择。

(B) EM235模拟量输入输出模块

EM235模块有4路AI和1路AO。通过拨码开关设置来选择4路AI通道的输入信号程，如下表所示，这个模块可以测量毫伏级（mV）的信号；1路AO是：电压信号 ±10V；或电流信号0~20mA（4~20mA），可以根据硬件接线方式（M-V或M-I）选择输出信号类型。



注：模块上的电位计是用来调节输入信号和转换数值的放大关系，在模块出厂时已经设置好了，如*要，请不要随意更改。

常见问题分析

A．模拟量输入与数字量的对应关系：

模拟量信号（0~10V，0~5V或0~20mA）在S7-200 CPU内部用0~32000的数值表示（注：4~20mA对应6400~32000），这两者之间有一定的数学关系，如图所示：



B．模拟量模块的硬件接线介绍

（1）CPU 224 XP集成有2路电压输入，接线方法见a：分别为A+和M、B+和M，此时只能输入±10V 电压信号。

CPU 224XP还集成有1路模拟量输出信号。电流输出如图b，将负载接在I和M端子之间；电压输出如图c，将负载接在V和M端子之间。



（2）模拟量输入的接线方式

以4AI EM231模块为例，分别介绍电压、电流型输入信号的接线方式，如图所示。注意：此接线图是一个示意图，表述的是不同的接线方式，并不是指该模块只有A通道可以接入电压，B通道必须悬空，C和D通道只能接入电流。



当您的信号为电压输入时可以参考接线方法a，以此类推。

方式a. 电压输入方式：信号正接A+；信号负接A-；

方式b. 未用通道接法（不要悬空）：未用通道需短接，如B+和B-短接；

方式c. 电流输入方式（四线制）：信号正接C+，同时C+与RC短接；信号负接C-，同时C-和模块的M端短接。

方式d. 电流输入方式（两线制）：信号线接D+，同时D+与RD短接；电源M端接D-，同时和模块的M端短接。

注：具体请参见：《S7-200 ? LOGO? SITOP 参考》->模拟量模块接线。

（3）电流型信号输入接线方式

电流型信号的接线方式，分为四线制、三线制、二线制接法。这里讨论的“几线制”，是以传感器或仪表变送器是否需要外供电源来区别的，而并不是指EM231模块需要几根信号线，或该变送器的信号线输出。

a. 四线制-电流型信号的接法：

四线制信号是指信号设备本身外接供电电源，同时有信号+、信号-两根信号线输出。供电电源可有220VAC或24VDC，接线如图所示：



b. 三线制-电流型信号的接法：

三线制信号是指信号设备本身外接供电电源，只有一根信号线输出，该信号线与电源线共用公共端，通常情况是共负端的。接线如图所示：



注：若设备的24VDC供电电源与EM231模块的供电电源不是同一个电源，那么，需要将模块的M端与该通道的负端引脚短接（如，M和C-短接）。这是为了使模块与测量通道工作在同一的参考电压，也就是等电位。下面的二线制接法同理。

c. 二线制-电流型信号的接法：

二线制信号是指信号设备本身只有两根外接线，设备的工作电源由信号线提供，即其中一根线接电源，另一根线是信号输出。接线如图所示：



C．224XP本体集成的AI，能否接电流信号0~20mA？

首先，这两路模拟量输入通道可以接收±10V的电压信号，不能直接接收电流信号。若使用该通道接收电流信号，会有一定的风险，可能导致测量的不准确或模块的损坏等等。具体说明请点击  查看

D．如何对 S7-200 的 CPU224XP 和扩展模块 EM 231, EM 232 及 EM 235 的模拟量值进行比例换算?

S7-200模拟量输入通道所采集的信号，是以0~32000中的数值表示，存储在AIW中。也就是说，这个数值与实际的物理量之间，存在一定的比例换算关系。