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S7-200 SMART 系统硬件选型3
发布时间:2024-11-27

  接下来我们来看下在CPU右侧的扩展模块,第一类是数字量的模块;S7-200Smart的数字量模块分为了数字量的输入,数字量的输出以及数字量的输入输出混合模块;其数字量的输入支持源性输入以及漏型输入分DE08和DE16……….,数字量的输出仅支持源性,分为DR08,DT08,DR16.DT16………。

   那么我们这里讲到了源性与漏型,那什么是源性,什么是漏型?看右边这张图,对于漏型的输入来讲,电流信号是从外部流向CPU的输入点,或者数字量模块的输入点的,而对于源性来讲电流信号是从CPU或者数字量模块的输入点向外部流出的。

   而对于数字量的输入输出混合模块分了DR16,DR32,DT32如下图所示。

   而对于晶体管与继电器的输出也是有区别的,相对于晶体管的输出,继电器是一个干接点,继电器的输出点公共端可以接直流,也可以接交流。

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   刚刚我们了解了数字量的扩展模块,接下来我们看一下模拟量的扩展模块以及它的特征;模拟量模块对应S7-200SmartCPU有AE04、AE08模拟量输入;对应的通道是4通道和8通道的;那么它支持±10V,5V 或0-20MA12位分辨率的一个输入;以及AQ02、AQ04模拟量输出,模拟量输出是2通道和4通道的,那么它支持±10V………;以及模拟量输入输出混合模块AM03 2通道输入1通道输出和AM064通道模拟量输入2通道模拟量输出,那么它支持±10V如下图所示。

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   以上我们讲了S7-200 SmartCPU的扩展模块,接下来我们再来看一下它的扩展能力是怎么样的;S7-200SmartCPU加扩展模块的时候是否要使用其他的连接器呢?答案是不用的,CPU跟扩展模块之间靠连接插槽和连接插头连接即可,不需要单独购买其他的连接器。

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   S7-200 SmartCPU最大的扩展能力、模块数对于SR和ST的CPU都是6+1;就是6个扩展模块,一个面板模块;

   DI输入SR20,ST20是110个点,DQ输出当晶体管输出SR20是98个,ST20是106个;DQ输出当继电器输出SR20是104个,ST20是96个;DI/DQ混合晶体管输出SR20是110/ST20是98个;DI/DQ混合继电器输出SR20是110/ST20是104个………..。

   那这些输入输出点数是怎么算出来的呢!以SR20和ST20为例,SR20和ST20扩展模块的数量都是6个,本身集成了12点的输入和8个点的输出,那么我们来看一下DI110个点是什么算出来的,扩展模块最多是6个,而扩展输入模块最多是16通道,16×6=96再加上本体12个点输入等于108个点,而CPU我们还可以去扩展一个信号面板,这个信号板是2个输入,即108+2=110个点的输入;其他点的计算方法跟这个是类似的,我就不一一介绍了。

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   对于S7-200 SmartCPU模拟量的扩展能力,AI电流电压输入的时候是49个;AI热电阻输入的时候是24个;AI热电偶输入的时候是24个; AQ电流电压输出的时候是25个;AI/AQ电流电压输出的时候是24/12个。

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   下面我们通过一个案例来看看,我们S7-200Smart系统的选型;这是来自于用户的一个实际需求,用户要求运行温度5-40℃的环境,安装高度在0-800M,CPU的电源输入为24VDC,而要求的数字量输入为28点 24VDC 漏型,输出的数字量为20点 24VSC 源性;并且用户需要连接两个增量型编码器,其信号类型是24VDC 源性输出,A/B相最大频率100KHZ;还需要连接3个伺服驱动器,3个伺服驱动器信号为24 VDC源性输入,最大频率80KHZ;在通信方面,用户还需要去连接一个RS485接口的仪表,与仪表之间进行数据交互,仪表采用的通信协议为ModBUSRTU;那么通过这个用户的实际需求,我们应该选择什么样的CPU,什么样的扩展模块。

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   根据以上的要求,我们可以选择ST40CPU和EM DT16扩展模块;ST40CPU是标准型晶体管输出的CPU,正好满足了连接高速计数器,高速脉冲的控制要求;并且ST40的CPU是源性输出的,符合了伺服驱动器要求的24C DC源性输入,而ST40最大的高速脉冲输出频率为100KHZ,也可以满足最大的控制频率80KHZ的控制要求;ST40最多是24个DI点和16个DO点;但是呢,我们的要求是28点 24VDC 漏型输入和20点输出的数字量24VDC 源性;在集成的输入输出点数不满足要求的情况下,我们需要去选择扩展模块,我们在选择DT168点漏型输入8点源性输出的扩展模块来实现总共是24+8和16+8一共是32个输入和24个输出的配置。对于通信方面的要求,ST40本身还集成一个RS485通信接口,该端口在前面也讲了它支持ModBUS RTU通信协议;也可以满足与仪表之间的一个数据交互。

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   那用户的要求除了以上要点以外,还需要连接一个SINAMICSV20的变频器,该变频器采用的是USS的通信协议,并且要有两路模拟量输入,其信号要求是电流0-20MA,在模拟量输出方面,我们还需要3路PID去控制被控对象;而且还需要3个连接热电阻和2个连接热电偶进行测温;通信和模拟量的要求我们来看一下应该选择哪些扩展模块呢?

   对于USS通信要求,刚刚提到RS485集成的口已经被作为了仪表通信,那么这里我们要跟V20变频器USS通信,我们可以再集成的模块上加一个  SB CMO1的通信信号板来实现USS通信要求;而对于模拟量输入我们选择的是AE04模拟量输入模块,该模块有4个模拟量输入,3路PID我们选择的是AQ04模拟量输出模块,该模块有4路模拟量输出;对于热电阻和热电偶的连接,我们选择的是AR04热电阻输入模块和AT04热电偶输入模块。

   通过这个选型案例,我们对选型的思路和要点应该有一定的了解,我们在来回顾一下,结合第一讲的内容,在选型的时候的要点,包括了使用的温度环境,如果通过了S7-200Smart的使用环境的要求,我们在考虑编程软件,编程软件考虑完成之后,在硬件选型的基础上,我们考虑CPU的供电,模拟量,数字量的输入输出点数,以及型号类型;其次在考虑通信的连接资源,以及通信的协议,在最后是高速计数,和运动控制功能。根据这些要点我们即可完成S7-200Smart的系统选型。

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