湖南 长沙 西门子 6ES7223-1BF22-0XA8 数字量输入/输出模块
CP243-1 作为服务器端和S7-300/S7-400建立S7连接
本文讲解一个实际的通信案例，S7-200组态为服务器端进行S7通讯，S7-300和S7-400将主动建立与S7-200的S7连接，S7-200将被动响应建立好的S7连接：
本例中, S7-200，S7-300 和 S7-400 各自用一个CPU 和一个通讯模板，其中CP243-1组态的第三、四个连接分别为服务器连接，与S7-300、S7-400进行S7通讯。具体操作步骤如下：
1、项目硬件组态和定义通信数据区
本例中使用的硬件配置如下:
网络组态概览图如下：
在本例中, S7-200, S7-300 和 S7-400的下列区域定义为发送和接收缓冲区：
2、组态S7-200为服务器
通过以太网向导将以太网模块CP243-1配置为服务器，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。
第一步是对以太网通信的描述，点击下一步开始以太网配置。
在此处选择模块的位置，CPU后的第一个模块位置为0，往后依次类推；或者点击读取模块搜寻在线的CP243-1模块（且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；
选择模块相匹配的MLFB版本，如下图所示：
在此处填写IP地址和子网掩码。本例中将IP地址设置为：140.80.0.60，点击下一步；
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。本例中CP243-1的第三、四个连接分别为服务器连接。
组态一个到S7-300的服务器连接：
本例中第三个S7连接将(S7-200)组态为服务器连接，带CP343-1的S7-300站将作为客户端用于服务器连接。 S7-200和S7-300的S7连接通过TSAP来定义。
注意：分别组态S7-200和S7-300时，本地和远程的TSAP号是必须完全对应的。通常本地TSAP是默认的，所以在组态此步骤时，需要两边确认一下。
本地TSAP为12.00无法更改，远程TSAP设置为10.04（这是在STEP7网络组态得到的参数）。激活“接受所有连接请求”复选框，点击“下一步”按钮继续组态。
组态一个到S7-400的服务器连接：
组态步骤同上，注意远程TSAP的确定，需要与STEP7软件中网络组态里的属性设置保持一致。
选择CRC校验,使用缺省的时间间隔30秒，点击下一步按钮。
填写模块所占用的V存储区的起始地址。你也可以通过建议地址按钮来获得系统建议的V存储区的起始地址, 点击下一步按钮。
点击”完成”按钮完成以太网向导设置。
之后功能块ETHx_CTRL 和 ETHx_XFR将被创建，必须在STEP 7-MicroWIN的主循环块MAIN (OB1)中调用这些功能块。
功能块ETHx_CTRL 用于建立通讯。编写图中的通讯程序，保存组态并下载到S7-200 CPU上。
注意：功能块ETHx_XFR 仅在用于客户端进行数据传送时才被调用。
3、组态S7-300/400为客户端进行S7通讯
S7连接组态
本例中使用S7-300作为样例建立S7连接，对于S7-400的组态步骤是一样的。
在STEP7中打开S7-300项目文件，通过Options--Configure Network或者是相对应的图标打开NetPro对话框。
在NetPro中选中S7-300站的CPU并通过菜单命令，Insert--New Connection添加一个新连接。
选择连接伙伴为“unspecified”及连接类型为“S7 connection”。点击“Apply”按钮，之后S7连接的属性对话框将打开。
由于S7连接是由S7-300创建，因此在S7连接的属性对话框中须激活“Establish an active connection“复选框。输入通信伙伴CP243-1的IP地址，之后点击“Address Details”按钮。
在“Address Details”对话框中，本地的TSAP通常选用默认，输入通信伙伴的TSAP，本例中S7-200的TSAP为12.00。
注意：分别组态S7-200和S7-300时，本地和远程的TSAP号是必须完全对应的。通常本地TSAP是默认的，所以在组态此步骤时，需要两边确认一下。
在NetPro中选中S7-300站，保存及编译后下载到S7-300 中，此处注意需要下载网络组态。
对于S7-400的组态步骤一样，需要对应本地TSAP及伙伴S7-200的TSAP (例子中为13.00)。
接下来，在S7程序中调用功能块，进行编程。
4、STEP7编写PUT/GET程序
需要在S7-300程序中，调用功能块FB14 “GET” 和 FB15 “PUT”。可以在Standard Library--Communication Blocks--Blocks下找到这些功能块。
注意：
1. ID：为Netpro里组态S7连接属性窗口中的Block paramters-Local ID。
2.ADDR_1为伙伴PLC的数据区域，由于通信伙伴是S7-200的V区，V区与S7-300的DB1地址相对应。
3.RD_1为本地PLC的数据接收区；SD_1为本地PLC的数据发送区。
如果通信无法建立，请查看“PUT”和“GET”指令的错误代码，STATUS仅在一个周期内有效，需要在ERROR=1时捕捉错误状态。如下图所示：
对于FB14 “GET” 和 FB15 “PUT”的输入参数'ID"，也可通过鼠标右击功能块ID引脚，可以自动插入本地ID连接。如下图所示：
如果使用S7-400必须调用功能块SFB14 “GET” 和 SFB15 “PUT”。可以在Standard Library--System Function Blocks--Blocks 找到这些功能块.
S7-300中调用功能块FB14 “GET” 和FB15 “PUT”的例子程序
可以通过以下ID号找到S7-300中调用功能块FB14 “GET” 和 FB15 “PUT”的例子程序: 18610307。
S7-400中调用功能块SFB14 “GET”和SFB15 “PUT”的例子程序
可以通过以下ID号找到S7-400中调用功能块SFB14 “GET” 和 SFB15 “PUT”的例子程序:: 1819293。
简单移植
硬件对比
首先，对比S7-200 与 S7-200 SMART的硬件配置。如下表所示：
表1. S7-200 CPU参数
| CPU类型 | CPU 221 | CPU 222 | CPU 224 | CPU 224 XP | CPU 226 |
|---|---|---|---|---|---|
| 集成 DI/DO | 6/4 | 8/6 | 14/10 | 24/16 | |
| 集成 AI/AO | - | - | - | 2/1 | - |
| 最大 DI/DO/使用扩展模块的最大通道数 | - | 48/46/94 | 114/110/224 | 128/128/256 | |
| 最大 AI/AO//使用扩展模块的最大通道数 | - | 16/8/16 | 32/28/44 | ||
| 扩展模块数量 | - | 2 | 7 | ||
| 程序存储器 | 4 KB | 12 KB | 16 KB | 24 KB | |
| 用户存储器（V区） | 2 KB | 8 KB | 10 KB | ||
| 保持性 | 内部电容+电池 | ||||
| 高速计数器 | 4*30 KHz，其中2*20 KHz A/B计数器可用 | 6*30 KHz，其中4*20 KHz A/B计数器可用 | 4*30 KHz，2*20 KHz ，其中3*20 KHz+1*100 KHz A/B计数器可用 | 6*30 KHz，其中4*20 KHz A/B计数器可用 | |
| 通讯接口 RS485 | 1 | 2 | |||
| - PPI | 支持 | ||||
| - MPI | 支持 | ||||
| - 自由口（ASCII协议） | 支持 | ||||
| 以太网 S7 通讯 | - | 扩展CP 243-1实现 | |||
| DC 5V 总线电流 | - | 340 mA | 660 mA | 1000 mA | |
| DC 24V 传感器电源 | 180 mA | 280 mA | 400 mA | ||
| 尺寸 W * H * D (mm) | 90*80*62 | 120.5*80*62 | 140*80*62 | 196*80*62 | |
表2. S7-200 SMART CPU参数
| CPU类型 | SR20 | SR30 ST30 | SR40 ST40 | SR60 ST60 | CR40 | CR60 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 集成 DI/DO | 12/8 | 18/12 | 24/16 | 36/24 | 24/16 | 36/24 |
| 集成 AI/AO | - | - | - | - | - | - |
| I/O过程映像区 | DI：256 / DO：256 | |||||
| 模拟映像 | AI：56 / AO：56 | - | - | |||
| 扩展模块数量 | 6+1 （信号板） | - | - | |||
| 程序存储器 | 12 KB | 18 KB | 24 KB | 30 KB | 12 KB | |
| 用户存储器（V区） | 8 KB | 12 KB | 16 KB | 20 KB | 8 KB | |
| 保持性 | 永久保存 | |||||
| 高速计数器 | 4*200 KHz，其中2*100 KHz A/B计数器可用 | |||||
| 通讯接口 RS485 | 1+1 （信号板） | 1 | ||||
| - PPI | 支持 | |||||
| - MPI | 支持 | |||||
| - 自由口 （ASCII协议） | 支持 | |||||
| 以太网 S7 通讯 | 1 | |||||
| DC 5V 总线电流 | 1400 mA | - | ||||
| DC 24V 总线电流 | 300 mA | |||||
| 尺寸 W * H * D (mm) | 90*100*81 | 110*100*81 | 125*100*81 | 175*100*81 | 125*100*81 | 175*100*81 |
表3. S7-200 信号模块
| 模块类型 | 订货号 | 模块描述 |
|---|---|---|
| DI | 6ES7 221-1BF22-0XA8 | EM221：DI 8* 24V DC |
| 6ES7 221-1BH22-0XA8 | EM221：DI 8* 24V DC | |
| DO | 6ES7 222-1BF22-0XA8 | EM222：DO 8*24V DC |
| 6ES7 222-1HF22-0XA8 | EM222：DO 8*继电器 | |
| DI/DO | 6ES7 223-1BF22-0XA8 | EM223 ：DI 4* DC 24V / DO 4* DC 24V |
| 6ES7 223-1HF22-0XA8 | EM223 ：DI 4* DC 24V / DO 4* 继电器 | |
| 6ES7 223-1BH22-0XA8 | EM223 ：DI 8* DC 24V / DO 8* DC 24V | |
| 6ES7 223-1PH22-0XA8 | EM223 ：DI 8* DC 24V / DO 8* 继电器 | |
| 6ES7 223-1BL22-0XA8 | EM223 ：DI 16* DC 24V / DO 16* DC 24V | |
| 6ES7 223-1PL22-0XA8 | EM223 ：DI 16* DC 24V / DO 16* 继电器 | |
| 6ES7223-1BM22-0XA8 | EM223 ：DI 32* DC 24V / DO 32* DC 24V | |
| 6ES7223-1PM22-0XA8 | EM223 ：DI 32* DC 24V / DO 32* 继电器 | |
| AI | 6ES7 231-0HC22-0XA8 | EM231：4* AI |
| 6ES7 231-0HC22-0XA8 | EM231：8* AI | |
| 6ES7 231-7PB22-0XA8 | EM231：2* RTD | |
| 6ES7 231-7PD22-0XA8 | EM231：4* TC | |
| AO | 6ES7 232-0HB22-0XA8 | EM232：2* AO |
| AI/AQ | 6ES7 235-0KD22-0XA8 | EM235：4* AI/1* AO |
表4. S7-200 SMART 信号模块
| 模块类型 | 订货号 | 模块描述 |
|---|---|---|
| DI | 6ES7 288-2DE08-0AA0 | EM DE08：DI 8* 24V DC |
| DO | 6ES7 288-2DT08-0AA0 | EM DT08：DO 8*24V DC |
| 6ES7 288-2DR08-0AA0 | EM DR08：DO 8*继电器 | |
| DI/DO | 6ES7 288-2DT16-0AA0 | EM DT16：DI 8* 24V DC/DO 8*24V DC |
| 6ES7 288-2DR16-0AA0 | EM DR16：DI 8* 24V DC/DO 8*继电器 | |
| 6ES7 288-2DT32-0AA0 | EM DT32：DI 16* 24V DC/DO 16*24V DC | |
| 6ES7 288-2DR32-0AA0 | EM DT32：DI 16* 24V DC/DO 16*继电器 | |
| AI | 6ES7 288-3AE04-0AA0 | EM AE04：4* AI |
| 6ES7 288-3AE08-0AA0 | EM AE08：8* AI | |
| 6ES7 288-3AR02-0AA0 | EM AR02：2* RTD | |
| 6ES7 288-3AR04-0AA0 | EM AR04：2* RTD | |
| 6ES7 288-3AT04-0AA0 | EM AT04：4* TC | |
| AQ | 6ES7 288-3AQ02-0AA0 | 2* AO |
| 6ES7 288-3AQ04-0AA0 | 4* AO | |
| AI/AO | 6ES7 288-3AM03-0AA0 | 2* AI/1* AO |
| EM232 | 6ES7 288-3AM06-0AA0 | 4* AI/2* AO |
| EM235 | 6ES7 235-0KD22-0XA8 | 4* AI/1* AO |
表5. 其他卡件
| S7-200 | S7-200 SMART | |
|---|---|---|
| DP | EM277 | DP01 |
| CP | CP243-1 | - 已集成 |
| 电池卡 | BC293 | SB BA01（仅保持时钟） |
| 运动控制模块 | EM253 | - 已集成 |
从以上表格可以看出，S7-200 SMART 增加了本体集成 I/O，功能更灵活，性能更好，而且，S7-200 SMART模块接线方式与 S7-200一致，如下图所示：
图1. S7-200 与 S7-200 SMART 数字量输入/输出接线图
图2，S7-200 与 S7-200 SMART 模拟量输入/输出接线图
由上图可见，S7-200 与S7-200 SMART 接线方式基本一致。
移植案例
以下S7-200 224XP CPU移植举例来看，如何从硬件配置到软件编程的移植
确定S7-200 与 S7-200 SMART硬件对比
移植举例，如下表所示：
表6. S7-200 移植到 S7-200 SMART 对照表
| 类型 | S7-200 | S7-200 SMART |
|---|---|---|
| CPU | 224XP：6ES7 214-2AD23-0XB8 | ST30：6ES7 288-1ST30-0AA0 |
| 供电电源 | DC 24V | DC 24V |
| 程序存储器 | 16 KB | 18 KB |
| 用户存储器（V区） | 10 KB | 12 KB |
| 集成DI/DO | DI：14/DO：10 | DI：18/DO12 |
| 扩展DI/DO | EM223：6ES7 223-1BH22-0XA0 DI：8/DO：8 | EM DT16：6ES7 288-2DT16-0AA0 DI：8/DO：8 |
| DI/DO通道总数 | DI：24/DO：18 | DI：26/DO：20 |
| 集成AI/AO | AI：2（±10 V）/AO：1 | EM AE04：6ES7 288-3AE04-0AA0 AI：4 |
| 扩展AI/AO | EM235：6ES7 235-0KD22-0XA8 AI：4/AO：1 | EM AM06：6ES7 288-3AM06-0AA0 AI：4/AO：2 |
| AI/AO通道总数 | AI：6/AO：2 | AI：8/AO：2 |
| 热电偶 （TC） | EM231：6ES7 231-7PD22-0XA8 4*TC | EM AT04：6ES7 288-3AT04-0AA0 4*TC |
| 热电阻 （RTD） | EM231：6ES7 231-7PB22-0XA8 2*RTD | EM AR02：6ES7 288-3AR02-0AA0 2*RTD |
| 以太网口 | CP243-1：6GK7 243-1EX01-0XE0 | 集成 |
| RS485通讯口 | 集成：2个 | 集成：1个+CB CM01：6ES7 288-5CM01-0AA0 |
| DP 从站通讯 | EM277：6ES7 277-0AA22-0XA0 | DP01：6ES7 288-7PD01-0AA0 |
| 模块总数 | 6 | 6+1 |
注意：以上表格仅用于举例说明 S7-200 移植到S7-200 SMART着重点，非工程实际应用
确定S7-200 与 S7-200 SMART 安装与组态
以下为S7-200 安装组态步骤：
步骤1：安装
图3. S7-200安装方式
步骤2：AI 模块拨码设置
表7. EM235 拨码设置
| 单极性 | 满量程输入 | 分辨率 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SW1 | SW2 | SW3 | SW4 | SW5 | SW6 | ||
| ON | OFF | OFF | ON | OFF | ON | 0 - 50 mV | 12.5μV |
| OFF | ON | OFF | ON | OFF | ON | 0 - 100 mV | 25μV |
| ON | OFF | OFF | OFF | ON | ON | 0 - 500 mV | 125μV |
| OFF | ON | OFF | OFF | ON | ON | 0 - 1 V | 250μV |
| ON | OFF | OFF | OFF | OFF | ON | 0 - 5 V | 1.25mV |
| 0 - 20 mA | 5μA | ||||||
| OFF | ON | OFF | OFF | OFF | ON | 0 - 10 V | 2.5mV |
| 双极性 | 满量程输入 | 分辨率 | |||||
| SW1 | SW2 | SW3 | SW4 | SW5 | SW6 | ||
| ON | OFF | OFF | ON | OFF | OFF | ±25 mV | 12.5μV |
| OFF | ON | OFF | ON | OFF | OFF | ±50 mV | 25μV |
| OFF | OFF | ON | ON | OFF | OFF | ±100 mV | 50μV |
| ON | OFF | OFF | OFF | ON | OFF | ±250 mV | 125μV |
| OFF | ON | OFF | OFF | ON | OFF | ±500 mV | 250μV |
| OFF | OFF | ON | OFF | ON | OFF | ±1 V | 500μV |
| ON | OFF | OFF | OFF | OFF | OFF | ±2.5 V | 1.25mV |
| OFF | ON | OFF | OFF | OFF | OFF | ±5 V | 2.5 mV |
| OFF | OFF | ON | OFF | OFF | OFF | ±10 V | 5 mV |
表8. EM231 2*RTD模块拨码
| RTD Type and Alpha1 | SW1 | SW2 | SW3 | SW4 | SW5 | RTD Type and Alpha1 | SW1 | SW2 | SW3 | SW4 | SW5 |
| 100Ω Pt 0.003850 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100Ω Pt 0.003902 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 200Ω Pt 0.003850 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 200Ω Pt 0.003902 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 500Ω Pt 0.003850 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 500Ω Pt 0.003902 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 1000Ω Pt 0.003850 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1000Ω Pt 0.003902 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 100Ω Pt 0.003920 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | SPARE | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 200Ω Pt 0.003920 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 100Ω Ni 0.00672 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 500Ω Pt 0.003920 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 120Ω Ni 0.00672 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 1000Ω Pt 0.003920 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1000Ω Ni 0.00672 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 100Ω Pt 0.00385055 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 100Ω Ni 0.006178 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 200Ω Pt 0.00385055 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 120Ω Ni 0.006178 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 500Ω Pt 0.00385055 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1000Ω Ni 0.006178 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 1000Ω Pt 0.00385055 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 10000Ω Pt 0.003850 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 100Ω Pt 0.003916 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 10Ω Cu 0.004270 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 200Ω Pt 0.003916 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 150Ω FS Resistance | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 500Ω Pt 0.003916 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 300Ω FS Resistance | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 1000Ω Pt 0.003916 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 600Ω FS Resistance | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
图4. EM231 RTD 模块拨码设置
图5. EM231 TC 模块拨码设置
步骤3：寻址
方式1：S7-200 的地址连续，可按照模块的安装次序分配地址
方式2：可通过查看菜单“PLC”>“信息” 查看模块起始地址，如下图所示：
图6. S7-200 PLC 信息
以下为S7-200 SMART 安装组态步骤：
步骤1：安装
图7. S7-200 SMART 安装步骤
步骤2：硬件组态及寻址
图8. S7-200 SMART 模块组态
步骤3：模块设置
图9. SB CM01 组态
图10. EM AE04 组态
注：EM AE04 的设置以2个通道为一组设置
图11. EM AM06 组态
注：
- 输入通道设置与EM AE04 相同；
- 输出通道0 与通道1 替代值设置为一组
- 选择不同的输出类型，通道诊断的报警设置不同，如下表
表9. EM AM06 输出通道报警
| 电压 | 电流 | |
|---|---|---|
| 超出上限 | √ | √ |
| 超出下限 | √ | √ |
| 断线 | x | √ |
| 短路 | √ | x |
图12. EM AR02 模块组态
图13. EM AT04 模块组态
注：参考点设置仅在检测热电偶时有效
S7-200 到S7-200 SMART 基本程序移植
以模拟量转换加上下限报警的程序为例：输入信号4~20mA；输出信号4~20mA
步骤1：STEP 7-MicroWIN SMART 打开S7-200 程序，如下图所示：
图14. S7-200 SMART 编程界面
步骤2：添加硬件及组态，如下图所示：
图15. S7-200 SMART 组态界面
1,添加当前组态
2,修改通道属性
步骤3：修改程序
1，修改程序的硬件输入/输出地址；
2，模拟量量程替换：
S7-200 ：0~20mA：0~32000；4~20mA：6400~32000
S7-200 SMART：0~20mA：0~27648；4~20mA：5530~27648
图16. 修改硬件地址
图17. 修改程序段
步骤4：修改断电保持区域、修改安全等级及CPU上电运行模式
图18. 修改断电保持、密码、CPU上电模式
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