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S7-200数字量模块 西门子S7-200数字量模块

产品信息

西门子S7-200数字量模块

 

湖南嘉普云自动化设备有限公司

数字量输入/输出（DI/DO）响应速度
  • S7-200的数字量（开关量）输入/输出有多快？
  • 数字量输入能接多大频率的脉冲？
  • 数字量输出点能发高速脉冲么？
  • ……

  • SIEMENS 湖南嘉普云自动化设备有限公司

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这些问题都是关于S7-200 PLC在处理开关量（数字量）信号时的快速响应能力。只有在控制任务对数字量信号的处理速度要求很高时才需要考虑。

S7-200可以采用两种方式处理数字量信号：

  • 硬件电路
    S7-200在CPU单元上设有硬件电路（芯片等）处理高速数字量I/O，如高速计数器（输入）、高速脉冲输出。这些硬件电路在用户程序的控制下工作，可以达到很高的频率；但点数受到硬件资源的限制
  • 常规处理
    按照PLC工作原理，以常规方式处理DI/DO

 

S7-200处理DI/DO的限制因素

典型的数字量信号处理包括从输入信号变化，到S7-200识别、进行逻辑运算得到结果并输出，输出信号状态实际改变的整个过程。

S7-200 CPU按照以下机制循环工作：

  1. 读取输入点的状态到输入映像区
  2. 执行用户程序，进行逻辑运算，得到输出信号的新状态
  3. 将输出信号写入到输出映像区

只要CPU处于运行状态，上述步骤就周而复始地执行。在第二步中，CPU也执行通信、自检等工作。

实际上，S7-200对数字量的处理速度受到以下几个因素的限制：

  1. 输入硬件延时（从输入信号状态改变的那一刻开始，到CPU刷新输入映像区时能够识别其改变的时间）
  2. CPU的内部处理时间，包括：
    1. 读取输入点的状态到输入映像区
    2. 执行用户程序，进行逻辑运算，得到输出信号的新状态
    3. 将输出信号写入到输出映像区
  3. 输出硬件延时（从输出缓冲区状态改变到输出点真实电平改变的时间）

上述A,B,C三段时间，就是限制PLC处理数字量响应速度的主要因素。

 

输入硬件延时

表1. 输入点硬件延时

输入点类型CPU集成输入点（部分）扩展模块输入点
24VDC120/230VAC
输入延时0.2 - 12.8ms（可选）4.5ms15ms

 

 

输出硬件延时

表2. CPU输出硬件延时

输出点类型24VDC晶体管24VDC（CPU224 XP继电器
输出延时OFF - ON2μs（Q0.0, Q0.1）, 15μs（其他）0.5μs （Q0.0, Q0.1）, 15μs（其他）-
ON - OFF10μs（Q0.0, Q0.1）, 130μs（其他）1.5μs（0.0, Q0.1）, 130μs（其他）-
开关--10ms

 

表3. 扩展模块输出硬件延时

输出点类型24VDC继电器120/230VAC
0.72A10A
输出延时OFF - ON50μs500μs--0.2ms + 1/2AC周期
ON - OFF200μs
开关--10ms15ms-
开关频率-1Hz10Hz

 

 

S7-200程序扫描时间

程序扫描时间与用户程序的大小成正比。

《S7-200系统手册》中有每个指令所需执行时间的数据。实际上很难事先预先精确计算出程序扫描时间，特别是还没有开始编程序时。

 

S7-200处理快速响应信号的对策

可以单独或组合使用一些S7-200 CPU的高级功能：

  • 使用CPU内置的高速计数器和高速脉冲发生器处理序列脉冲信号
  • 使用部分CPU数字量输入点的硬件中断功能，在中断服务程序中处理；进入中断的延时可以忽略
  • S7-200拥有“直接读输入”和“直接写输出”指令，可以越过程序扫描周期的时间限制
  • 使用部分CPU数字量输入点的“脉冲捕捉”功能捕捉短暂的脉冲

S7-200以太网向导配置

可以把S7-200的以太网模块CP243-1配置为CLIENT，使用STEP 7 Micro/WIN中的向导进行通信的配置即可。在命令菜单中选择工具--以太网向导。


图1 打开以太网向导
步是对以太网通信的描述，点击下一步开始以太网配置。


图2 向导介绍
在此处选择模块的位置，CPU后的个模块位置为0，往后依次类推；或者在线的情况下，点击读取模块搜寻CP243-1模块（在线读取将该模块的命令字节载入模块命令字节向导屏幕）。点击下一步；


图3 读取模块
选择模块相匹配的MLFB版本，本例中的CP243-1模块型号为6GK7243-1EX01-0XE0，如下图所示：


图4 模块版本选择
在此处填写IP地址和子网掩码。点击下一步；


图5 地址设置
下面的对话框将组态CP243-1进行S7连接的连接数量的设置，通过S7连接可以与通信伙伴进行读写数据操作。点击“下一步”按钮继续进行S7连接组态。


图6 模块占用地址设置
选择此为客户机连接，远程属性TSAP （Transport Service Access Point）填写为03.02，输入S7-300侧的IP地址。点击数据传输按钮进入数据交换的定义。
注意：如果连接远程对象是 S7-300，TSAP为03.02；如果连接远程对象是 S7-400，TSAP为03.0x，其中x为CPU模块的槽位，可以从S7-400 站的硬件组态中找出PLC的槽号。


图7 连接设置
选择"数据传输"标记，并单击"新传输"按钮，进行配置：选择是读取数据还是写入数据，填写通讯数据的字节个数，填写发送数据区和接收数据区的起始地址。
本例中为从S7-300的MB200开始读取8个字节到VB1000开始的8个字节的区域中；从S7-200的VB2000开始的8个字节写到S7-300的QB0开始的8个字节的区域中，点击确认按钮：
注意： 本地PLC中的地址必须是V内存字节地址，远程对象中的地址必须代表字节地址。当您为S7-300/ S7-400设备输入远程地址时，若是数据块请使用DBx.DBBy格式。

西门子S7-200数字量模块

 

 

 

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