希殿电气技术（上海）有限公司

西门子S7-200 SMART 系统手册

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SIMATIC S7 S7-200 SMART 系统手册 V2.3, 07/2017 A5E03822234-AF 前言 产品概述 1 入门指南 2 安装 3 PLC 概念 4 编程概念 5 PLC 设备组态 6 程序指令 7 通信 8 库 9 调试和故障排除 10 PID 回路和整定 11 开环运动控制 12 技术规范 A 计算功率预算 B 错误代码 C 特殊存储器 (SM) 和系统符号名称 D 参考 E 订购信息 F Siemens AG Division Digital Factory Postfach 48 48 90026 NüRNBERG 德国 A5E03822234-AF ? 06/2017 本公司保留更改的权利 Copyright ? Siemens AG 2017. 保留所有权利 法律资讯 警告提示系统 为了您的人身安全以及避免财产损失，必须注意本手册中的提示。人身安全的提示用一个警告三角表示，仅 与财产损失有关的提示不带警告三角。警告提示根据危险等级由高到低如下表示。 危险 表示如果不采取相应的小心措施，将会导致死亡或者严重的人身伤害。 警告 表示如果不采取相应的小心措施，可能导致死亡或者严重的人身伤害。 小心 表示如果不采取相应的小心措施，可能导致轻微的人身伤害。 注意 表示如果不采取相应的小心措施，可能导致财产损失。 当出现多个危险等级的情况下，每次总是使用等级的警告提示。如果在某个警告提示中带有警告可能导 致人身伤害的警告三角，则可能在该警告提示中另外还附带有可能导致财产损失的警告。 合格的人员 本文件所属的产品/系统只允许由符合各项工作要求的合格人员进行操作。其操作必须遵照各自附带的文件说 明，特别是其中的安全及警告提示。 由于具备相关培训及经验，合格人员可以察觉本产品/系统的风险，并避免可能的危险。 按规定使用Siemens 产品 请注意下列说明： 警告 Siemens 产品只允许用于目录和相关技术文件中规定的使用情况。如果要使用其他公司的产品和组件，必须得到 Siemens 推荐和允许。正确的运输、储存、组装、装配、安装、调试、操作和维护是产品安全、正常运行的前提。必 须保证允许的环境条件。必须注意相关文件中的提示。 商标 所有带有标记符号 ? 的都是西门子股份有限公司的注册商标。本印刷品中的其他符号可能是一些其他商标。 若第三方出于自身目的使用这些商标，将侵害其所有者的权利。 责任免除 我们已对印刷品中所述内容与硬件和软件的一致性作过检查。然而不排除存在偏差的可能性，因此我们不保 证印刷品中所述内容与硬件和软件完全一致。印刷品中的数据都按规定经过检测，必要的修正值包含在下一 版本中。 S7-200 SMART 系统手册, V2.3, 07/2017, A5E03822234-AF 3 前言 手册用途 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完美解决方案 。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： ● STEP 7-Micro/WIN SMART V2.3 ● S7-200 SMART CPU 固件版本 V2.3 要了解手册中 S7-200 SMART 产品和产品编号的完整列表，请参见技术规范 (页 751)。 证书、CE 标签和其它标准 有关详细信息，请参见技术规范。 服务与支持 除了文档之外，我们还在 Internet 的客户支持网站 (https://www.siemens.com/automation/)上提供了技术知识。 如需要回答任何技术问题、培训或订购 S7 产品方面的帮助，请与西门子经销商或销售部联系。 因为西门子销售代表都经过技术培训并掌握有关操作、过程和工业以及有关您使用的各种 西门子产品的体的知识，所以他们能够快效地回答您可能遇到的任何问题。 前言 S7-200 SMART 4 系统手册, V2.3, 07/2017, A5E03822234-AF 安全信息 Siemens 为其产品及解决方案提供了工业安全功能，以支持工厂、系统、机器和网络的安全运行。 为了防止工厂、系统、机器和网络受到网络攻击，需要实施并持续维护先进且全面的工业 安全保护机制。Siemens 的产品和解决方案仅构成此类概念的其中一个要素。 客户负责防止其工厂、系统、机器和网络受到未经授权的访问。只有在必要时并采取适当 安全措施（例如，使用防火墙和网络分段）的情况下，才能将系统、机器和组件连接到企 业网络或 Internet。 此外，应考虑遵循 Siemens 有关相应安全措施的指南。更多有关工业安全的信息，请访问 (https://www.siemens.com/industrialsecurity)。 Siemens 不断对产品和解决方案进行开发和完善以提高安全性。Siemens 强烈建议您及时更新产品并始终使用产品版本。如果使用的产品版本不再受支持，或 者未能应用的更新程序，客户遭受网络攻击的风险会增加。 要及时了解有关产品更新的信息，请订阅 Siemens 工业安全 RSS 源，网址为 (https://www.siemens.com/industrialsecurity)。 S7-200 SMART 系统手册, V2.3, 07/2017, A5E03822234-AF 5 目录 前言 .................................................................................................................................................. 3 1 产品概述 ......................................................................................................................................... 19 1.1 S7-200 SMART CPU....................................................................................................... 20 1.2 新功能 .............................................................................................................................. 23 1.3 CPU 特性差异.................................................................................................................. 25 1.4 S7-200 SMART 扩展模块 ................................................................................................ 28 1.5 适用于 S7-200 SMART 的 HMI 设备 ............................................................................... 29 1.6 通信选项........................................................................................................................... 30 1.7 编程软件........................................................................................................................... 31 2 入门指南 ......................................................................................................................................... 33 2.1 连接到 CPU...................................................................................................................... 33 2.1.1 组态 CPU 以进行通信...................................................................................................... 34 2.1.1.1 概述.................................................................................................................................. 34 2.1.1.2 建立以太网硬件通信连接 ................................................................................................. 35 2.1.1.3 与 CPU 建立以太网通信 .................................................................................................. 36 2.1.1.4 建立 RS485 硬件通信连接............................................................................................... 39 2.1.1.5 与 CPU 建立 RS485 通信 ................................................................................................ 39 2.2 创建示例程序 ................................................................................................................... 43 2.2.1 程序段 1： 启动定时器 .................................................................................................... 44 2.2.2 程序段 2： 接通输出........................................................................................................ 46 2.2.3 程序段 3： 复位定时器 .................................................................................................... 47 2.2.4 为项目设置 CPU 的类型和版本 ....................................................................................... 48 2.2.5 保存示例项目 ................................................................................................................... 49 2.3 示例程序 ................................................................................................................... 50 2.4 更改 CPU 的工作模式...................................................................................................... 51 3 安装 ................................................................................................................................................ 53 3.1 S7-200 SMART 设备安装准则......................................................................................... 53 3.2 功率预算........................................................................................................................... 56 3.3 安装和拆卸步骤................................................................................................................ 58 3.3.1 S7-200 SMART 设备的安装尺寸 ..................................................................................... 58 3.3.2 安装和拆卸 CPU .............................................................................................................. 59 3.3.3 安装和拆卸信号板或电池板.............................................................................................. 62 目录 S7-200 SMART 6 系统手册, V2.3, 07/2017, A5E03822234-AF 3.3.4 拆卸和重新安装端子块连接器.......................................................................................... 64 3.3.5 安装和拆卸扩展模块 ........................................................................................................ 66 3.3.6 安装和卸下扩展电缆 ........................................................................................................ 68 3.4 接线准则........................................................................................................................... 70 4 PLC 概念 ........................................................................................................................................ 77 4.1 控制逻辑的执行................................................................................................................ 77 4.1.1 读取输入和写入输出 ........................................................................................................ 78 4.1.2 立即读取或写入 I/O.......................................................................................................... 79 4.1.3 执行用户程序 ................................................................................................................... 80 4.2 访问数据........................................................................................................................... 82 4.2.1 访问存储区....................................................................................................................... 83 4.2.2 实数格式........................................................................................................................... 91 4.2.3 字符串格式....................................................................................................................... 91 4.2.4 分配指令的常数值............................................................................................................ 92 4.2.5 对本地 I/O 和扩展 I/O 进行寻址....................................................................................... 93 4.2.6 使用指针进行间接寻址..................................................................................................... 94 4.2.7 指针示例........................................................................................................................... 95 4.3 保存和恢复数据................................................................................................................ 98 4.3.1 项目组件 ................................................................................................................... 98 4.3.2 上传项目组件 ................................................................................................................. 101 4.3.3 存储类型......................................................................................................................... 102 4.3.4 使用存储卡..................................................................................................................... 103 4.3.5 在标准 CPU 中插入存储卡............................................................................................. 105 4.3.6 通过存储卡传送程序 ...................................................................................................... 106 4.3.7 上电后恢复数据.............................................................................................................. 108 4.4 更改 CPU 的工作模式.................................................................................................... 109 4.5 状态 LED........................................................................................................................ 110 5 编程概念 ....................................................................................................................................... 113 5.1 设计 PLC 系统的指南..................................................................................................... 113 5.2 用户程序的元素.............................................................................................................. 115 5.3 创建用户程序 ................................................................................................................. 118 5.3.1 早期版本的 STEP 7-Micro/WIN 项目............................................................................. 118 5.3.2 使用 STEP 7-Micro/WIN SMART 用户界面................................................................... 120 5.3.3 使用 STEP 7-Micro/WIN SMART 创建程序................................................................... 121 5.3.4 借助向导创建控制程序................................................................................................... 123 5.3.5 LAD 编辑器的特点 ......................................................................................................... 123 5.3.6 FBD 编辑器的特点......................................................................................................... 124 5.3.7 STL 编辑器的特点.......................................................................................................... 125 5.4 数据块 (DB) 编辑器........................................................................................................ 126 目录 S7-200 SMART 系统手册, V2.3, 07/2017, A5E03822234-AF 7 5.5 符号表 ............................................................................................................................ 128 5.6 变量表 ............................................................................................................................ 132 5.7 PLC 错误响应................................................................................................................. 138 5.7.1 非致命错误和 I/O 错误 ................................................................................................... 139 5.7.2 致命错误......................................................................................................................... 141 5.8 在 RUN 模式下执行程序编辑......................................................................................... 142 5.9 用于调试程序的功能 ...................................................................................................... 145 6 PLC 设备组态 ............................................................................................................................... 147 6.1 组态 PLC 系统的运行..................................................................................................... 147 6.1.1 系统块 ............................................................................................................................ 147 6.1.2 对通信进行组态.............................................................................................................. 149 6.1.3 组态数字量输入.............................................................................................................. 152 6.1.4 组态数字量输出.............................................................................................................. 154 6.1.5 组态保持范围 ................................................................................................................. 155 6.1.6 组态系统安全 ................................................................................................................. 157 6.1.7 组态启动选项 ................................................................................................................. 162 6.1.8 组态模拟量输入.............................................................................................................. 163 6.1.9 模拟量输入技术规范参考 ............................................................................................... 165 6.1.10 组态模拟量输出.............................................................................................................. 166 6.1.11 模拟量输出技术规范参考 ............................................................................................... 167 6.1.12 组态 RTD 模拟量输入 .................................................................................................... 168 6.1.13 组态 TC 模拟量输入....................................................................................................... 173 6.1.14 组态 RS485/RS232 CM01 通信信号板.......................................................................... 177 6.1.15 组态 BA01 电池信号板................................................................................................... 179 6.1.16 清除 PLC 存储区............................................................................................................ 180 6.1.17 创建复位为出厂默认存储卡。........................................................................................ 183 6.2 高速 I/O .......................................................................................................................... 184 7 程序指令 ....................................................................................................................................... 187 7.1 位逻辑 ............................................................................................................................ 187 7.1.1 标准输入......................................................................................................................... 187 7.1.2 立即输入......................................................................................................................... 189 7.1.3 逻辑堆栈概述 ................................................................................................................. 190 7.1.4 STL 逻辑堆栈指令.......................................................................................................... 192 7.1.5 NOT................................................................................................................................ 194 7.1.6 正跳变和负跳变检测器................................................................................................... 195 7.1.7 线圈: 输出和立即输出指令 ............................................................................................. 196 7.1.8 置位、复位、立即置位和立即复位功能 ......................................................................... 197 7.1.9 置位和复位优先双稳态触发器........................................................................................ 198 7.1.10 NOP（空操作）指令...................................................................................................... 200 7.1.11 位逻辑输入示例.............................................................................................................. 200 目录 S7-200 SMART 8 系统手册, V2.3, 07/2017, A5E03822234-AF 7.1.12 位逻辑输出示例.............................................................................................................. 202 7.2 时钟................................................................................................................................ 204 7.2.1 读取和设置实时时钟 ...................................................................................................... 204 7.2.2 读取和设置扩展实时时钟............................................................................................... 206 7.3 通信................................................................................................................................ 211 7.3.1 GET 和 PUT（以太网）................................................................................................. 211 7.3.2 发送和接收（RS485/RS232 为自由端口）................................................................... 219 7.3.3 获取端口地址和设置端口地址（RS485/RS232 上的 PPI 协议）.................................. 234 7.3.4 获取 IP 地址和设置 IP 地址（以太网） ......................................................................... 235 7.3.5 开放式用户通信.............................................................................................................. 237 7.3.5.1 OUC 指令....................................................................................................................... 238 7.3.5.2 OUC 指令错误代码 ........................................................................................................ 250 7.4 比较................................................................................................................................ 252 7.4.1 比较数值......................................................................................................................... 252 7.4.2 比较字符串..................................................................................................................... 256 7.5 转换................................................................................................................................ 258 7.5.1 标准转换指令 ................................................................................................................. 258 7.5.2 ASCII 字符数组转换....................................................................................................... 262 7.5.3 数值转换为 ASCII 字符串............................................................................................... 268 7.5.4 ASCII 子字符串转换为数值............................................................................................ 273 7.5.5 编码和解码..................................................................................................................... 276 7.6 计数器 ............................................................................................................................ 278 7.6.1 计数器指令..................................................................................................................... 278 7.6.2 高速计数器指令.............................................................................................................. 283 7.6.3 高速计数器汇总.............................................................................................................. 286 7.6.4 高速输入降噪 ................................................................................................................. 288 7.6.5 高速计数器编程.............................................................................................................. 290 7.6.6 高速计数器的初始化顺序示例........................................................................................ 303 7.7 脉冲输出......................................................................................................................... 311 7.7.1 脉冲输出指令 (PLS)....................................................................................................... 311 7.7.2 脉冲串输出 (PTO).......................................................................................................... 313 7.7.3 脉宽调制 (PWM) ............................................................................................................ 315 7.7.4 使用 SM 位置组态和控制 PTO/PWM 操作.................................................................... 316 7.7.5 计算包络表值 ................................................................................................................. 322 7.8 数学................................................................................................................................ 326 7.8.1 加法、减法、乘法和除法............................................................................................... 326 7.8.2 产生双整数的整数乘法和带余数的整数除法.................................................................. 330 7.8.3 三角函数、自然对数/自然指数和平方根 ........................................................................ 332 7.8.4 递增和递减..................................................................................................................... 335 7.9 PID ................................................................................................................................. 337 7.9.1 使用 PID 向导................................................................................................................. 339 目录 S7-200 SMART 系统手册, V2.3, 07/2017, A5E03822234-AF 9 7.9.2 PID 算法......................................................................................................................... 344 7.9.3 转换和标准化回路输入................................................................................................... 348 7.9.4 将回路输出转换为标定整数值........................................................................................ 349 7.9.5 正作用或反作用回路 ...................................................................................................... 350 7.10 中断................................................................................................................................ 354 7.10.1 中断指令......................................................................................................................... 354 7.10.2 中断例程概述和 CPU 型号事件支持 .............................................................................. 357 7.10.3 中断编程准则 ................................................................................................................. 359 7.10.4 S7-200 SMART CPU 支持的中断事件类型 ................................................................... 361 7.10.5 中断优先级、排队和示例程序........................................................................................ 363 7.11 逻辑运算......................................................................................................................... 369 7.11.1 取反................................................................................................................................ 369 7.11.2 与、或和异或 ................................................................................................................. 370 7.12 传送................................................................................................................................ 372 7.12.1 字节、字、双字或实数传送............................................................................................ 372 7.12.2 块传送 ............................................................................................................................ 373 7.12.3 交换字节......................................................................................................................... 375 7.12.4 字节立即传送（读取和写入）........................................................................................ 376 7.13 程序控制......................................................................................................................... 377 7.13.1 FOR-NEXT 循环 ............................................................................................................ 377 7.13.2 JMP（跳转至标号） ...................................................................................................... 379 7.13.3 SCR（顺控继电器）...................................................................................................... 380 7.13.4 END、STOP 和 WDR（看门狗定时器复位） ............................................................... 389 7.13.5 GET_ERROR（获取非致命错误代码）......................................................................... 391 7.14 移位与循环移位.............................................................................................................. 392 7.14.1 移位和循环移位.............................................................................................................. 392 7.14.2 移位寄存器位 ................................................................................................................. 396 7.15 字符串 ............................................................................................................................ 398 7.15.1 字符串（获取长度、复制和连接）................................................................................. 398 7.15.2 从字符串中复制子字符串 ............................................................................................... 400 7.15.3 在字符串中查找字符串和个字符............................................................................. 401 7.16 表.................................................................................................................................... 404 7.16.1 添表................................................................................................................................ 404 7.16.2 先进先出和后进先出 ...................................................................................................... 406 7.16.3 存储器填充..................................................................................................................... 408 7.16.4 查表................................................................................................................................ 409 7.17 定时器 ............................................................................................................................ 413 7.17.1 定时器指令..................................................................................................................... 413 7.17.2 定时器编程提示和示例................................................................................................... 417 7.17.3 时间间隔定时器.............................................................................................................. 424 目录 S7-200 SMART 10 系统手册, V2.3, 07/2017, A5E03822234-AF 7.18 子例程 ............................................................................................................................ 425 7.18.1 CALL（子例程）和 RET（有条件返回） ...................................................................... 425 8 通信 .............................................................................................................................................. 433 8.1 CPU 通信连接................................................................................................................ 434 8.2 CPU 通信端口................................................................................................................ 435 8.3 HMI 和通信驱动程序...................................................................................................... 436 8.4 以太网 ............................................................................................................................ 438 8.4.1 概述................................................................................................................................ 438 8.4.2 本地/伙伴连接 ................................................................................................................ 439 8.4.3 以太网网络组态示例 ...................................................................................................... 440 8.4.4 分配 Internet 协议 (IP) 地址........................................................................................... 441 8.4.4.1 为编程设备和网络设备分配 IP 地址............................................................................... 441 8.4.4.2 为项目中的 CPU 或设备组态或更改 IP 地址 ................................................................. 443 8.4.4.3 搜索以太网网络上的 CPU 和设备.................................................................................. 452 8.4.5 查找 CPU 上的以太网 (MAC) 地址................................................................................ 453 8.4.6 HMI 与 CPU 通信........................................................................................................... 455 8.4.7 开放式用户通信.............................................................................................................. 457 8.4.7.1 协议................................................................................................................................ 457 8.4.7.2 连接................................................................................................................................ 458 8.4.7.3 端口和 TSAP.................................................................................................................. 459 8.5 PROFIBUS..................................................................................................................... 461 8.5.1 EM DP01 PROFIBUS DP 模块...................................................................................... 463 8.5.1.1 分布式外设 (DP) 标准通信............................................................................................. 463 8.5.1.2 使用 EM DP01 将 S7-200 SMART 连接为 DP 设备...................................................... 464 8.5.1.3 组态 EM DP01 ............................................................................................................... 465 8.5.1.4 数据一致性..................................................................................................................... 466 8.5.1.5 支持的组态..................................................................................................................... 468 8.5.1.6 安装 EM DP01 GSD 文件.............................................................................................. 469 8.5.1.7 组态 EM DP01 I/O ......................................................................................................... 470 8.5.1.8 V 存储器和 I/O 地址区域的示例..................................................................................... 473 8.5.1.9 用户程序注意事项.......................................................................................................... 474 8.5.1.10 EM DP01 PROFIBUS DP 的 LED 状态指示灯.............................................................. 477 8.5.1.11 使用 HMI 和配有 EM DP01 的 S7-CPU......................................................................... 479 8.5.1.12 设备数据库文件：GSD .................................................................................................. 480 8.5.1.13 与 CPU 进行 PROFIBUS DP 通信的示例程序 .............................................................. 485 8.5.1.14 EM DP01 PROFIBUS DP 模块技术规范参考................................................................ 487 8.6 RS485............................................................................................................................ 488 8.6.1 PPI 协议......................................................................................................................... 489 8.6.2 波特率和网络地址.......................................................................................................... 490 8.6.2.1 波特率和网络地址定义................................................................................................... 490 8.6.2.2 为 S7-200 SMART CPU 设置波特率和网络地址........................................................... 491 目录 S7-200 SMART 系统手册, V2.3, 07/2017, A5E03822234-AF 11 8.6.3 RS485 网络组态示例 ..................................................................................................... 493 8.6.3.1 单主站 PPI 网络 ............................................................................................................. 493 8.6.3.2 多主站和多从站 PPI 网络............................................................................................... 494 8.6.4 分配 RS485 地址............................................................................................................ 495 8.6.4.1 为项目中的 CPU 或设备组态或更改 RS485 地址.......................................................... 495 8.6.4.2 搜索 RS485 网络中的 CPU 和设备................................................................................ 499 8.6.5 构建网络......................................................................................................................... 501 8.6.5.1 通用准则......................................................................................................................... 501 8.6.5.2 确定网络的距离、传输率和电缆长度............................................................................. 501 8.6.5.3 网络中的中继器.............................................................................................................. 502 8.6.5.4 RS485 电缆规范............................................................................................................. 503 8.6.5.5 连接器引脚分配.............................................................................................................. 504 8.6.5.6 偏置和端接网络电缆 ...................................................................................................... 506 8.6.5.7 偏置和端接 CM01 信号板 .............................................................................................. 507 8.6.5.8 在 RS485 网络中使用 HMI 设备 .................................................................................... 508 8.6.6 自由端口模式 ................................................................................................................. 509 8.6.6.1 使用自由端口模式创建用户定义的协议 ......................................................................... 509 8.6.6.2 对 RS232 设备使用 RS232/PPI 多主站电缆和自由端口模式........................................ 512 8.7 RS232 ............................................................................................................................ 514 9 库 .................................................................................................................................................. 515 9.1 库类型（Siemens 及用户定义）.................................................................................... 515 9.2 Modbus 通信概述........................................................................................................... 517 9.2.1 Modbus 寻址.................................................................................................................. 517 9.2.2 Modbus 读取和写入功能................................................................................................ 519 9.3 Modbus RTU 库 ............................................................................................................. 520 9.3.1 Modbus 通信概述........................................................................................................... 520 9.3.1.1 Modbus RTU 库功能...................................................................................................... 520 9.3.1.2 使用 Modbus 指令的要求............................................................................................... 521 9.3.1.3 Modbus 协议的初始化和执行时间 ................................................................................. 523 9.3.2 Modbus RTU 主站.......................................................................................................... 524 9.3.2.1 使用 Modbus RTU 主站指令.......................................................................................... 524 9.3.2.2 MBUS_CTRL/MB_CTRL2 指令（初始化主站）............................................................ 525 9.3.2.3 MBUS_MSG/MB_MSG2 指令........................................................................................ 527 9.3.2.4 Modbus RTU 主站执行错误代码.................................................................................... 531 9.3.3 Modbus RTU 从站.......................................................................................................... 533 9.3.3.1 使用 Modbus RTU 从站指令.......................................................................................... 533 9.3.3.2 MBUS_INIT 指令（初始化从站） .................................................................................. 535 9.3.3.3 MBUS_SLAVE 指令....................................................................................................... 537 9.3.3.4 Modbus RTU 从站执行错误代码.................................................................................... 539 9.3.4 Modbus RTU 主站示例程序........................................................................................... 540 9.3.5 Modbus RTU 用户信息........................................................................................... 542 9.4 开放式用户通信库.......................................................................................................... 545 目录 S7-200 SMART 12 系统手册, V2.3, 07/2017, A5E03822234-AF 9.4.1 OUC 库指令共用的参数................................................................................................. 546 9.4.2 开放式用户通信库指令................................................................................................... 548 9.4.2.1 TCP_CONNECT 指令.................................................................................................... 548 9.4.2.2 ISO_CONNECT 指令..................................................................................................... 552 9.4.2.3 UDP_CONNECT 指令 ................................................................................................... 556 9.4.2.4 TCP_SEND 指令............................................................................................................ 558 9.4.2.5 TCP_RECV 指令............................................................................................................ 561 9.4.2.6 UDP_SEND 指令 ........................................................................................................... 565 9.4.2.7 UDP_RECV 指令 ........................................................................................................... 568 9.4.2.8 DISCONNECT 指令....................................................................................................... 571 9.4.3 开放式用户通信库指令错误代码.................................................................................... 573 9.4.4 开放式用户通信库示例................................................................................................... 576 9.4.4.1 主动伙伴（客户端） ...................................................................................................... 576 9.4.4.2 CheckErrors 子例程....................................................................................................... 586 9.4.4.3 主动伙伴符号表.............................................................................................................. 588 9.4.4.4 被动伙伴（服务器） ...................................................................................................... 589 9.4.4.5 CheckErrors 子例程....................................................................................................... 596 9.4.4.6 被动伙伴符号表.............................................................................................................. 597 9.5 USS 库........................................................................................................................... 598 9.5.1 USS 通信概述................................................................................................................ 598 9.5.1.1 USS 协议概述................................................................................................................ 598 9.5.1.2 使用 USS 协议的要求 .................................................................................................... 599 9.5.1.3 计算与驱动器通信所需的时间........................................................................................ 600 9.5.2 USS 程序指令................................................................................................................ 601 9.5.2.1 使用 USS 协议指令........................................................................................................ 601 9.5.2.2 USS_INIT 指令............................................................................................................... 602 9.5.2.3 USS_CTRL 指令............................................................................................................ 605 9.5.2.4 USS_RPM_x 指令.......................................................................................................... 610 9.5.2.5 USS_WPM_x 指令......................................................................................................... 613 9.5.2.6 USS 协议执行错误代码.................................................................................................. 617 9.5.2.7 USS 协议示例程序......................................................................................................... 618 9.6 创建用户定义的指令库................................................................................................... 621 10 调试和故障排除 ............................................................................................................................ 623 10.1 调试程序......................................................................................................................... 623 10.1.1 书签功能......................................................................................................................... 623 10.1.2 交叉引用表..................................................................................................................... 624 10.2 显示程序状态 ................................................................................................................. 626 10.2.1 显示程序编辑器中的状态............................................................................................... 626 10.2.2 组态 STL 状态选项......................................................................................................... 629 10.3 使用状态图以监视程序................................................................................................... 630 10.4 强制特定值..................................................................................................................... 633 目录 S7-200 SMART 系统手册, V2.3, 07/2017, A5E03822234-AF 13 10.5 在 STOP 模式下写入和强制输出 ................................................................................... 634 10.6 如何执行有限次数的扫描 ............................................................................................... 635 10.7 硬件故障排除指南.......................................................................................................... 637 11 PID 回路和整定 ............................................................................................................................. 639 11.1 PID 回路定义表.............................................................................................................. 640 11.2 先决条件......................................................................................................................... 644 11.3 自滞后和自偏差.............................................................................................................. 644 11.4 自整定序列..................................................................................................................... 645 11.5 例外情况......................................................................................................................... 647 11.6 关于过程变量超限的说明（结果代码 3） ...................................................................... 648 11.7 PID 整定控制面板 .......................................................................................................... 649 12 开环运动控制 ................................................................................................................................ 655 12.1 使用 PWM 输出.............................................................................................................. 656 12.1.1 组态 PWM 输出.............................................................................................................. 657 12.1.2 PWMx_RUN 子例程....................................................................................................... 658 12.2 使用运动控制 ................................................................................................................. 659 12.2.1 速度和启动/停止速度 .............................................................................................. 659 12.2.2 输入加速和减速时间 ...................................................................................................... 661 12.2.3 组态运动包络 ................................................................................................................. 662 12.3 运动控制的特点.............................................................................................................. 665 12.4 编程运动轴..................................................................................................................... 667 12.5 组态运动轴..................................................................................................................... 668 12.6 运动向导为运动轴创建的子例程 .................................................................................... 682 12.6.1 运动控制子例程使用准则 ............................................................................................... 683 12.6.2 AXISx_CTRL 子例程...................................................................................................... 684 12.6.3 AXISx_MAN 子例程 ....................................................................................................... 686 12.6.4 AXISx_GOTO 子例程..................................................................................................... 688 12.6.5 AXISx_RUN 子例程........................................................................................................ 690 12.6.6 AXISx_RSEEK 子例程................................................................................................... 691 12.6.7 AXISx_LDOFF 子例程 ................................................................................................... 692 12.6.8 AXISx_LDPOS 子例程................................................................................................... 693 12.6.9 AXISx_SRATE 子例程 ................................................................................................... 695 12.6.10 AXISx_DIS 子例程 ......................................................................................................... 696 12.6.11 AXISx_CFG 子例程........................................................................................................ 697 12.6.12 AXISx_CACHE 子例程................................................................................................... 698 12.6.13 AXISx_RDPOS 子例程 .................................................................................................. 699 12.6.14 AXISx_ABSPOS 子例程 ................................................................................................ 700 目录 S7-200 SMART 14 系统手册, V2.3, 07/2017, A5E03822234-AF 12.7 使用 AXISx_ABSPOS 子程序从 SINAMICS 伺服驱动读取位置 ............................ 702 12.7.1 AXISx_ABSPOS 和 AXISx_LDPOS 子程序应用示例.................................................... 702 12.7.2 互连................................................................................................................................ 704 12.7.3 调试................................................................................................................................ 704 12.7.3.1 控制模式......................................................................................................................... 704 12.7.3.2 设定值脉冲输入通道 ...................................................................................................... 704 12.7.3.3 设定值脉冲串输入格式................................................................................................... 705 12.7.3.4 共同的工程单位基础 ...................................................................................................... 705 12.7.4 重要事项须知 ................................................................................................................. 708 12.8 运动轴示例程序.............................................................................................................. 709 12.8.1 运动轴简单相对移动（定长截断应用）示例.................................................................. 709 12.8.2 运动轴 AXISx_CTRL、AXISx_RUN、AXISx_SEEK 和 AXISx_MAN 示例................... 711 12.9 监视运动轴..................................................................................................................... 718 12.9.1 显示和控制运动轴的操作............................................................................................... 719 12.9.2 显示和修改运动轴的组态............................................................................................... 724 12.9.3 显示运动轴的曲线组态................................................................................................... 725 12.9.4 运动轴错误代码（SMW620、SMW670 或 SMW720 的 WORD）............................... 726 12.9.5 运动指令的错误代码（SMB634、SMB684 或 SMB734 的七个 LS 位）...................... 728 12.10 主题......................................................................................................................... 730 12.10.1 理解运动轴的组态/曲线表.............................................................................................. 730 12.10.2 运动轴的特殊存储器 (SM) 位置 ..................................................................................... 741 12.11 了解运动轴的 RP 搜索模式............................................................................................ 744 12.11.1 选择工作区位置以消除反冲 ........................................................................................... 749 A 技术规范 ....................................................................................................................................... 751 A.1 常规规范......................................................................................................................... 751 A.1.1 常规技术规范 ................................................................................................................. 751 A.2 S7-200 SMART CPU..................................................................................................... 757 A.2.1 CPU ST20、CPU SR20 和 CPU CR20s....................................................................... 757 A.2.1.1 常规规范和特性.............................................................................................................. 757 A.2.1.2 数字量输入和输出.......................................................................................................... 762 A.2.1.3 接线图 ............................................................................................................................ 766 A.2.2 CPU ST30、CPU SR30 和 CPU CR30s....................................................................... 769 A.2.2.1 常规规范和特性.............................................................................................................. 769 A.2.2.2 数字量输入和输出.......................................................................................................... 774 A.2.2.3 接线图 ............................................................................................................................ 778 A.2.3 CPU ST40、CPU SR40 和 CPU CR40s....................................................................... 782 A.2.3.1 常规规范和特性.............................................................................................................. 782 A.2.3.2 数字量输入和输出.......................................................................................................... 787 A.2.3.3 接线图 ............................................................................................................................ 790 A.2.4 CPU ST60、CPU SR60 和 CPU CR60s....................................................................... 794 A.2.4.1 常规规范和特性.............................................................................................................. 794 目录 S7-200 SMART 系统手册, V2.3, 07/2017, A5E03822234-AF 15 A.2.4.2 数字量输入和输出.......................................................................................................... 799 A.2.4.3 接线图 ............................................................................................................................ 802 A.2.5 漏型、源型输入和继电器输出的接线图 ......................................................................... 807 A.3 数字量输入和输出扩展模块 (EM)................................................................................... 808 A.3.1 EM DE08 和 EM DE16 数字量输入规范........................................................................ 808 A.3.2 EM DT08、EM DR08、EM QR16 和 EM QT16 数字量输出规范................................. 811 A.3.3 EM DT16、EM DR16、EM DT32 和 EM DR32 数字量输入/输出规范......................... 817 A.4 模拟量输入和输出扩展模块 (EM)................................................................................... 825 A.4.1 EM AE04 和 EM AE08 模拟量输入规范 ........................................................................ 825 A.4.2 EM AQ02 和 EM AQ04 模拟量输出模块规范 ................................................................ 829 A.4.3 EM AM03 和 EM AM06 模拟量输入/输出模块规范........................................................ 833 A.4.4 模拟量输入的阶跃响应................................................................................................... 838 A.4.5 模拟量输入的采样时间和更新时间................................................................................. 838 A.4.6 模拟量输入的电压和电流测量范围（SB 和 SM） ......................................................... 839 A.4.7 模拟量输出的电压和电流测量范围（SB 和 EM） ......................................................... 841 A.5 热电偶模块和 RTD 扩展模块 (EM) ................................................................................ 843 A.5.1 热电偶扩展模块 (EM)..................................................................................................... 843 A.5.1.1 EM AT04 热电偶规范..................................................................................................... 843 A.5.2 RTD 扩展模块 (EM) ....................................................................................................... 850 A.6 数字信号板..................................................................................................................... 857 A.6.1 SB DT04 数字量输入/输出规范...................................................................................... 857 A.7 模拟信号板..................................................................................................................... 860 A.7.1 SB AE01 模拟量输入规范.............................................................................................. 860 A.7.2 SB AQ01 模拟量输出规范.............................................................................................. 863 A.8 RS485/RS232 信号板.................................................................................................... 865 A.8.1 SB RS485/RS232 规范.................................................................................................. 865 A.9 电池板信号板 (SB)......................................................................................................... 867 A.9.1 SB BA01 电池板............................................................................................................. 867 A.10 EM DP01 PROFIBUS DP 模块...................................................................................... 870 A.10.1 支持 EM DP01 PROFIBUS DP 模块的 S7-200 SMART CPU ...................................... 872 A.10.2 EM DP01 连接器引脚分配 ............................................................................................. 873 A.10.3 EM DP01 PROFIBUS DP 模块接线图........................................................................... 874 A.11 S7-200 SMART 电缆 ..................................................................................................... 875 A.11.1 S7-200 SMART I/O 扩展电缆 ........................................................................................ 875 A.11.2 RS-232/PPI 多主站电缆和 USB/PPI 多主站电缆........................................................... 876 A.11.2.1 概述................................................................................................................................ 876 A.11.2.2 RS-232/PPI 多主站电缆................................................................................................. 878 A.11.2.3 USB/PPI 多主站电缆...................................................................................................... 881 目录 S7-200 SMART 16 系统手册, V2.3, 07/2017, A5E03822234-AF B 计算功率预算 ................................................................................................................................ 883 B.1 功率预算......................................................................................................................... 883 B.2 功率要求计算示例.......................................................................................................... 885 B.3 计算功率要求 ................................................................................................................. 887 C 错误代码 ....................................................................................................................................... 889 C.1 时间戳不匹配 ................................................................................................................. 889 C.2 PLC 非致命错误代码...................................................................................................... 890 C.3 PLC 非致命错误 SM 标志.............................................................................................. 894 C.4 PLC 致命错误代码 ......................................................................................................... 895 D 特殊存储器 (SM) 和系统符号名称 ................................................................................................. 897 D.1 SM（特殊存储器）概述................................................................................................. 897 D.2 SMB0： 系统状态.......................................................................................................... 900 D.3 SMB1： 指令执行状态................................................................................................... 901 D.4 SMB2： 自由端口接收字符 ........................................................................................... 902 D.5 SMB3： 自由端口字符错误 ........................................................................................... 903 D.6 SMB4： 中断队列溢出、运行时程序错误、中断启用、自由端口发送器空闲和强制值............... 904 D.7 SMB5： I/O 错误状态 .................................................................................................... 905 D.8 SMB6-SMB7： CPU ID、错误状态和数字量 I/O 点...................................................... 905 D.9 SMB8-SMB19： I/O 模块 ID 和错误.............................................................................. 907 D.10 SMW22-SMW26： 扫描时间......................................................................................... 908 D.11 SMB28-SMB29： 信号板 ID 和错误.............................................................................. 908 D.12 SMB30：（端口 0）和 SMB130：（端口 1）.............................................................. 909 D.13 SMB34-SMB35： 定时中断的时间间隔......................................................................... 910 D.14 SMB36-SMB45 (HSC0)、SMB46-SMB55 (HSC1)、SMB56-SM65 (HSC2)、SMB136-SMB145 (HSC3)、SMB146-SMB155 (HSC4)、SMB156- SMB165 (HSC5)：高速计数器 ...................................................................................... 911 D.15 SMB66-SMB85（PTO0/PWM0、PTO1/PWM1）、SMB166-SMB169 (PTO0)、SMB176-SMB179 (PTO1) 和 SMB566-SMB579 (PTO2/PWM2)：高速输出............................................................................................. 920 D.16 SMB86-SMB94 和 SMB186-SMB194： 接收信息控制................................................. 924 D.17 SMW98：扩展 I/O 总线通信错误................................................................................... 926 D.18 SMW100-SMW114 系统报警 ........................................................................................ 927 目录 S7-200 SMART 系统手册, V2.3, 07/2017, A5E03822234-AF 17 D.19 SMB130： 端口 1 的自由端口控制（请参见 SMB30）................................................. 928 D.20 SMB146-SMB155 (HSC4) 和 SMB156-SMB165 (HSC5)............................................. 928 D.21 SMB186-SMB194： 接收消息控制（请参见 SMB86-SMB94） ................................... 928 D.22 SMB480-SMB515： 数据日志状态................................................................................ 928 D.23 SMB600-SMB749： 轴（0、1 和 2）开环运动控制 ..................................................... 930 D.24 SMB650-SMB699： 轴 1 开环运动控制（请参见 SMB600-SMB740） ....................... 932 D.25 SMB700-SMB749： 轴 2 开环运动控制（请参见 SMB600-SMB740） ....................... 932 D.26 SMB1000-SMB1049： CPU 硬件/固件 ID .................................................................... 932 D.27 SMB1050-SMB1099： SB（信号板）硬件/固件 ID...................................................... 933 D.28 SMB1100-SMB1399： EM（扩展模块）硬件/固件 ID.................................................. 934 D.29 SMB1400-SMB1699：EM（扩展模块）模块特定的数据.............................................. 940 E 参考 .............................................................................................................................................. 941 E.1 常用特殊存储器位.......................................................................................................... 941 E.2 按优先级别顺序排列的中断事件 .................................................................................... 942 E.3 高速计数器汇总.............................................................................................................. 944 E.4 STL 指令 ........................................................................................................................ 946 E.5 存储器范围和特性.......................................................................................................... 955 F 订购信息 ....................................................................................................................................... 959 F.1 CPU 模块 ....................................................................................................................... 959 F.2 扩展模块 (EMs) 和信号板 (SBs) .................................................................................... 960 F.3 编程软件......................................................................................................................... 961 F.4 通信................................................................................................................................ 961 F.5 备件和其它硬件.............................................................................................................. 962 F.6 人机界面设备 ................................................................................................................. 966 索引 .............................................................................................................................................. 967