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西門子SM1223數(shù)字量輸入輸出模塊        西門子SM1223數(shù)字量輸入輸出模塊

潯之漫智控技術(shù)（上海）有限公司  上海詩慕自動(dòng)化設(shè)備有限公司

本公司銷售西門子自動(dòng)化產(chǎn)品，*，質(zhì)量保證，價(jià)格優(yōu)勢
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為CPU的本機(jī)I/O提供更多的數(shù)字量輸入/輸出

• 用于使控制器靈活地適應(yīng)相關(guān)任務(wù)的要求
• 用于使用附加輸入端和輸出端對系統(tǒng)進(jìn)行后續(xù)擴(kuò)展

數(shù)字量 I/O 模塊允許：

• 將控制器與過程中的數(shù)字信號(hào)連接
• 將數(shù)字信號(hào)從控制器輸出到過程

這為用戶提供了下列優(yōu)勢：

• 適應(yīng)性：
  使用可以根據(jù)需要混合的信號(hào)模塊，用戶可以使其控制器準(zhǔn)確地滿足相關(guān)任務(wù)的要求。這可以避免產(chǎn)生不必要的投資。可以使用帶有 8 個(gè)、16 個(gè)和 32 個(gè)輸入/輸出通道的模塊。
• 靈活性：
  如果任務(wù)后續(xù)有所擴(kuò)展，可以升級(jí)控制器。更新用戶程序非常簡單。

SM 1223 數(shù)字量輸入/輸出信號(hào)模塊

• 將過程中的外部數(shù)字信號(hào)電平轉(zhuǎn)換為 S7-1200 的內(nèi)部信號(hào)電平，
• 還可將 SIMATIC S7-1200 的內(nèi)部信號(hào)電平轉(zhuǎn)換為過程所需的外部信號(hào)電平。

數(shù)字量信號(hào)模塊的訂貨數(shù)據(jù)：

模擬量/數(shù)字量信號(hào)模塊的訂貨數(shù)據(jù)：

通信模塊的訂貨數(shù)據(jù)：

CPU 1211C 
1211 CPU AC/DC/Rly 6ES7 211 1BD30 0XB0
1211 CPU DC/DC/DC 6ES7 211 1AD30 0XB0
1211 CPU DC/DC/Rly 6ES7 211 1HD30 0XB0
CPU 1212C 
1212 CPU AC/DC/Rly 6ES7 212 1BD30 0XB0
1212 CPU DC/DC/DC 6ES7 212 1AD30 0XB0
1212 CPU DC/DC/Rly 6ES7 212 1HD30 0XB0
 CPU 1214C 
1214 CPU AC/DC/Rly 6ES7 214 1BE30 0XB0
1214 CPU DC/DC/DC 6ES7 214 1AE30 0XB0
1214 CPU DC/DC/Rly 6ES7 214 1HE30 0XB0
數(shù)字量 
SM 1222 8 x 繼電器輸出          6ES7 222 1HF30 0XB0
擴(kuò)展模塊
SM 1222 8 x 24V DC 輸出          6ES7 222 1BF30 0XB0
SM 1223 8 x 24V DC 輸入/8 x  6ES7 223 1PH30 0XB0
繼電器輸出

SM 1223 8 x 24V DC 輸入/8 x 24V DC輸出 6ES7 223 1BH30 0XB0
8 x 24V DC 輸入 
SM 1221 16 x 繼電器輸出         6ES7 221 1BF30 0XB0
SM 1222 16 x 24V DC 輸出        6ES7 222 1HH30 0XB0
SM 1222 16 x 24V DC 輸入/16 x 6ES7 222 1BH30 0XB0
SM 1223 繼電器輸出         6ES7 223 1PL30 0XB0
16 x 24V DC 輸入/16 x 24V DC 輸出 
SM 1223 16 x 24V DC 輸入 6ES7 223 1BL30 0XB0
SM 1221                  6ES7 221 1BH30 0XB0
模擬量 SM 1234 4 x 模擬量輸入/2 x 模擬量 
6ES7 234 4HE30 0XB0
擴(kuò)展模塊  輸出 
SM 1231 4 x 模擬量輸入         6ES7 231 4HD30 0XB0
SM 1232 2 x 模擬量輸出         6ES7 232 4HB30 0XB0
通訊擴(kuò) CM 1241 RS 485         6ES7 241 1CH30 0XB0
展模塊 CM 1241 RS 232         6ES7 241 1AH30 0XB0
信號(hào)板 SB 1223 2 x 24V DC 輸入/2 x 24V DC 輸出
                         6ES7 223 0BD30 0XB0
數(shù)字量/  1 x 模擬量輸出 
模擬量 SB 1232          6ES7 232 4HA30 0XB0
模擬器 SIM 1274 
1214C 模擬器                 6ES7 274 1XH30 0XA0
SIM 1274 1211C/1212C 模擬器 6ES7 274 1XF30 0XA0
KTP400 Basic mono PN 3.8 寸單色，       6AV6 647-0AA11-3AX0
KTP600 Basic mono PN 5.7 寸單色， 6AV6 647-0AB11-3AX0
KTP600 Basic color PN 5.7 寸 256 色， 6AV6 647-0AD11-3AX0
KTP1000 Basic color PN 10.4 寸 256 色 6AV6 647-0AF11-3AX0
TP1500 Basic color PN 15 寸 256 色， 6AV6 647-0AG11-3AX0

圖1 S7—200硬件系統(tǒng)組成

        CPU模塊又稱為主機(jī)是系統(tǒng)的核心，它包括CPU、存儲(chǔ)器、基本輸入輸出點(diǎn)和電源等。它實(shí)

際就是一個(gè)完整的控制系統(tǒng)，可以單獨(dú)完成一定的控制任務(wù)。主機(jī)I/O數(shù)量不能滿足控制系統(tǒng)的要求

時(shí)，用戶可以根據(jù)需要擴(kuò)展各種I/O模塊，所能連接的擴(kuò)展單元的數(shù)量和實(shí)際所能使用的I／O點(diǎn)數(shù)是

由多種因素共同決定的。當(dāng)需要完成某些特殊功能的控制任務(wù)時(shí)，可擴(kuò)展特殊功能模塊，以完成某

種特殊的控制任務(wù)。利用網(wǎng)絡(luò)接口，可以充分和方便地利用為SIMATICS7—200系統(tǒng)的硬件和軟件資

源而開發(fā)和使用的一些設(shè)備，主要有編程設(shè)備、人機(jī)操作界面和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。

所有以上這些硬件設(shè)備，都在一個(gè)統(tǒng)一的工業(yè)軟件平臺(tái)上編程和運(yùn)行，為了更好地管理和使用這些

設(shè)備，S7—200PLC配備了許多功能強(qiáng)大的功能指令，方便地實(shí)現(xiàn)各種控制目的。

@
S7—200PLC系統(tǒng)主機(jī)（CPU）模塊的外形和模塊功能簡介

S7—200系統(tǒng)CPU 22*系列PLC主機(jī)(CPU模塊)的外形如圖1所示。 S7—200CPU模塊包括一個(gè)*處理

單元、存儲(chǔ)器、電源以及數(shù)字I／O點(diǎn)，這些都被集成在一個(gè)緊湊、獨(dú)立的設(shè)備中。CPU負(fù)責(zé)執(zhí)行程序

，以便對工業(yè)自動(dòng)化控制任務(wù)或過程進(jìn)行控制。輸人部分從現(xiàn)場設(shè)備中采集信號(hào)，輸出部分則輸出

控制信號(hào)，控制工業(yè)過程中的設(shè)備。

1

圖1 CPU 22*系列PLC的CPU外形

從CPU模塊的功能來看，SIMATICS7—200系列小型可編程序控制器發(fā)展至今，經(jīng)歷了兩代產(chǎn)

品的CPU模塊為CPU 21*，現(xiàn)已停產(chǎn)。第二代產(chǎn)品的CPU模塊為CPU 22*，是在21世紀(jì)初投放市場的。

其速度快，具有*的通訊能力。它具有四種不同結(jié)構(gòu)配置的CPU單元。

(1)CPU 221 CPU 221具有6輸入／4輸出，共計(jì)10個(gè)點(diǎn)的I／O，無擴(kuò)展能力，有6 KB程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

空間。還具有4個(gè)獨(dú)立的30 kHz高速計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)立的20 kHz高速脈沖輸出端，1個(gè)RS—485通訊／

編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由通訊方式。非常適合于小點(diǎn)數(shù)的控制系統(tǒng)。

(2)CPU 222 CPU 222除了具有CPU 221的功能外，其不同點(diǎn)在于：它有8輸人／6輸出，共計(jì)14點(diǎn)I／O

?？梢詭蓚€(gè)擴(kuò)展模塊，多擴(kuò)展8路模擬量和64個(gè)I／O，因此是更廣泛的全功能控制器。

(3)CPU 224 它在CPU 222的基礎(chǔ)上使主機(jī)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)增為24點(diǎn)，有14輸入／10輸出，可以帶7個(gè)

擴(kuò)展模塊，大可擴(kuò)展為168點(diǎn)數(shù)字量或者35點(diǎn)模擬量的輸入和輸出；存儲(chǔ)容量也進(jìn)一步增加，有內(nèi)

置時(shí)鐘，還增加了一些數(shù)學(xué)指令和高速計(jì)數(shù)器的數(shù)量，具有較強(qiáng)的控制能力。

(4)CPU 226 這種模塊在CPU 224的基礎(chǔ)上功能又進(jìn)一步增強(qiáng)，有24輸入／16輸出，主機(jī)輸入和輸出

點(diǎn)數(shù)增到40點(diǎn)，大可擴(kuò)展為248點(diǎn)數(shù)字量或35點(diǎn)模擬量；增加了通訊口的數(shù)量，通訊能力大大增強(qiáng)

；它可用于點(diǎn)數(shù)較多、要求較高的小型或中型控制系統(tǒng)。
現(xiàn)在西門子公司新推出了一種增強(qiáng)型的CPU 226XM，它在用戶程序存儲(chǔ)容量上擴(kuò)大到8K字，其他指標(biāo)

和CPU 226相同。

每一款主機(jī)模塊上都集成了24V直流電源，可以直接用于連接傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。利用EEPROM存儲(chǔ)存

儲(chǔ)程序和配置信息。用戶數(shù)據(jù)可通過主機(jī)的超級(jí)電容存儲(chǔ)若干天，電池模塊可選，可使數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)

時(shí)間延長到200天?？梢杂闷胀ㄝ斎攵俗硬蹲奖菴PU掃描周期更快的脈沖信號(hào)，利用中斷輸入，允許

以極快的速度對信號(hào)的上升沿做出響應(yīng)。速度為30 kHz的高速計(jì)數(shù)器可以編程，并具有復(fù)位輸入端

，多個(gè)獨(dú)立的輸入端，可同時(shí)用作加減計(jì)數(shù)，可以連接相應(yīng)數(shù)量的相位差為90度的A／B相增量編碼

器。2路大可達(dá)20kHz的高頻脈沖輸出，可用以驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位任務(wù)?？?/p>

以用模塊上的電位器來改變它對應(yīng)的特殊寄存器中的數(shù)值，可以即時(shí)更改程序運(yùn)行中的一些參數(shù)，

如定時(shí)／計(jì)數(shù)器的設(shè)定值、過程量的控制參數(shù)等。實(shí)時(shí)時(shí)鐘可用以對信息加注時(shí)間標(biāo)記，記錄機(jī)器

運(yùn)行時(shí)間或?qū)^程進(jìn)行時(shí)間控制。

@
西門子PLC S7-200處理快速響應(yīng)信號(hào)的對策有那些？

使用CPU內(nèi)置的高速計(jì)數(shù)器和高速脈沖發(fā)生器處理序列脈沖信號(hào)

使用部分CPU數(shù)字量輸入點(diǎn)的硬件中斷功能，在中斷服務(wù)程序中處理；進(jìn)入中斷的延時(shí)可以忽略S7-

200擁有“直接讀輸入”和“直接寫輸出”指令，可以越過程序掃描周期的時(shí)間限制，使用部分CPU

數(shù)字量輸入點(diǎn)的“脈沖捕捉”功能捕捉短暫的脈沖 。

注意： S7-200系統(tǒng)中小周期的定時(shí)任務(wù)為1ms。所有實(shí)現(xiàn)快速信號(hào)處理的措施，都要考慮所有限

制因素的影響。例如，為一個(gè)需要毫秒級(jí)響應(yīng)速度的信號(hào)選擇500μs輸出延時(shí)的硬件，顯然是不合

理的。

 S7-400可編程控制器I/O模板的默認(rèn)編址與S7-300不同，它的輸入/輸出地址分別按順序排列。數(shù)字

I/O模板的輸入/輸出默認(rèn)首地址為0，模擬I/O模板的輸入/輸出默認(rèn)首地址為512。模擬I/O模板的輸

入/輸出地址可能占用32個(gè)字節(jié)，也可能占用16個(gè)字節(jié)，它是由模擬量I/O模板的通道數(shù)來決定的。
S7-200在CPU單元上設(shè)有硬件電路（芯片等）處理高速數(shù)字量I/O，如高速計(jì)數(shù)器（輸入）、高速脈

沖輸出。這些硬件電路在用戶程序的控制下工作，可以達(dá)到很高的頻率；但點(diǎn)數(shù)受到硬件資源的限

制。

S7-200 CPU按照以下機(jī)制循環(huán)工作：

讀取輸入點(diǎn)的狀態(tài)到輸入映像區(qū)

執(zhí)行用戶程序，進(jìn)行邏輯運(yùn)算，得到輸出信號(hào)的新狀態(tài)

將輸出信號(hào)寫入到輸出映像區(qū)

只要CPU處于運(yùn)行狀態(tài)，上述步驟就周而復(fù)始地執(zhí)行。在第二步中，CPU也執(zhí)行通訊、自檢等工作。

上述三個(gè)步驟是S7-200 CPU的軟件處理過程，可以認(rèn)為就是程序掃描時(shí)間。

實(shí)際上，S7-200對數(shù)字量的處理速度受到以下幾個(gè)因素的限制：

輸入硬件延時(shí)（從輸入信號(hào)狀態(tài)改變的那一刻開始，到CPU刷新輸入映像區(qū)時(shí)能夠識(shí)別其改變的時(shí)間

）

CPU的內(nèi)部處理時(shí)間，包括：

讀取輸入點(diǎn)的狀態(tài)到輸入映像區(qū)

執(zhí)行用戶程序，進(jìn)行邏輯運(yùn)算，得到輸出信號(hào)的新狀態(tài)

將輸出信號(hào)寫入到輸出映像區(qū)

輸出硬件延時(shí)（從輸出緩沖區(qū)狀態(tài)改變到輸出點(diǎn)真實(shí)電平改變的時(shí)間）

上述A,B,C三段時(shí)間，就是限制PLC處理數(shù)字量響應(yīng)速度的主要因素。

一個(gè)實(shí)際的系統(tǒng)可能還需要考慮輸入、輸出器件的延時(shí)，如輸出點(diǎn)外接的中間繼電器動(dòng)作時(shí)間等 。

CPU上的部分輸入點(diǎn)延時(shí)（濾波）時(shí)間可以在編程軟件Micro/WIN的“系統(tǒng)塊”中設(shè)置，其缺省的濾

波時(shí)間是6.4ms。

如果把容易受到干擾的信號(hào)接到CPU上可改變?yōu)V波時(shí)間的DI點(diǎn)上，調(diào)整濾波時(shí)間可能改善信號(hào)檢測的

質(zhì)量。