西门子模块S7-200EM223数字量输入输出模块

     2012德国SPS IPC Drives展会在纽伦堡举行，西门子全新的SIMATIC S7-1500控制器正式亮相。2013年3月12日，西门子在京会议中心隆重举行了新一代博途和S7-1500的中国发布会，这标志位S7-1500正式的进入中国。中国的工程师可以深入的了解这款产品，接下来老鬼就跟大伙分享几点我觉得有价值的功能。

      总体来讲S7-1500体形要比S7-300略微“健硕”，但是性能相比而言确实强悍不少，同时S7-1500对与机柜的安装空间要求并没有增加，这点可以方便我们对之前的系统做硬件升级。

       S7-1500在性能上已经全面的了之前的产线，这个很好理解硬件的性能更新的速度已经越来越快。S7-1500使用之初给留下的主要印象有几点。

浅灰色的整体色彩搭配，依旧有很强的家族识别性。跟西门子之前的产品相比年轻时尚了很多，但是我想说的是依旧不失成熟稳重的风范，西门子的工业设计功底从来不会让我们失望，而今之世界，我们要的是即好用又好看的产品。

大屏幕LED的设计，Nice。不光让整个产品的科技感更强，而且真正的提供了很多直观方便的功能。

简约、高度集成 。S7-1500在很多硬件设计上都融合了集成、简约和简化的理念。如：产品的整体型号数量、产品的前连接器、通讯方式(ProfiNET已成为的主流)。简约而不简单。

贴心 兼具人文关怀。S7-1500较之前产品有了很多更加人性化的设计。如：前连接器、TRACE等等。在技术化泛滥的今天，赋予技术更多的人文内涵，这或许是值得大家深思。

做项目的朋友可能都会遇到一些个问题，经常我们的项目调试完成后，客户在现场使用过程中，会偶尔出现一些设备异常，其中的部分问题不是很容易处理，等工程师到现场的时候发现一切又正常了。要*的解决潜在的隐患，必须能够在故障再次发生的时候能够准确的检测到和故障相关的所有信号的逻辑变化关系，这样我们就能够可靠的评估软件的缺陷。

      SIMATIC S7-1500 追踪功能 TRACES功能的产生就是为了解决这个问题。TRACE 功能在所有 CPU 上都能够执行。因此可以精确地诊断应用程序和运动应用程序，并优化驱动器。

(一) 问题自由口通信功能的用途：

    1. 通过RS-232或RS-485串口连接多种智能仪表或RTU，根据智能仪表或RTU定义的通信协议编写用户程序与智能仪表或RTU通信

    2.使用USS协议与西门子MicroMaster系列变频器通信，STEP7-Micro/WIN提供USS协议库，S7-200 CPU是主站，变频器是从站。

    3. 创建用户程序来模拟另外一种网络上的从站器件。例如S7-200的用户程序模仿一个Modbus从站。STEP7-Micro/WIN提供Modbus协议库。

    4. 采用自定义通信协议与PC通信。PC上的应用软件可以采用此方法方便的访问S7-200的数据。这曾经是第三方软件访问S7-200PLC比较简便，廉价的方法。不过现在西门子提供了PC ACCESS软件，一个连接S7-200系列PLC的OPC服务器。这是PC与S7-200PLC连接更好的选择。

(二) 问题

    S7-200 的内存格式与我们常用的 PC 机正好相反，它是高字在前，低字在后的。所以我们可以将字变量放在后两个字节，在程序初始化时将前两个字节清零(程序的其它地方不得使用这两个字节)。

    如我们定义符号时将字变量定义在 VW2，同时保持 VW0 的值为零。则程序中可以用 VW2 以字型访问该变量，同时也可以 VD0 以双字型访问，避免了类型转换。

    为了避免使用时混淆，以明确的符号定义来区分字类型和双字类型。在此强烈*类匈牙利命名法：以前缀指示变量类型，用首字母大写的有意义的英文单词的组合作变量名。本人习惯用以下缀：

     b ---- 字节型变量(byte)

     w ---- 字型变量(word)

     d ---- 双字变量(double)

     r ---- 实型变量(real)

     f ---- 位变量(flag)

     btn --- 自复位按钮式输入(button)

     sw ---- 切换开关或自锁按钮输入(switch)

     sig --- 传感器、编码等电平信号输入(signal)

     rly --- 输出继电器位(relay)

    当然，这个根据个人习惯来，没有定则，主要是利于自己区分。

    假如有一个字类型变量名为 VarName，为使用前面的转换技巧，我们可以这样定义：

    在程序初始化时将 VW0 清零(如果是不需要记忆的变量，直接将 dVarName 清零也可)或者在数据块中将 VW0 设置为零。则以后需要以字类型访问变量时就用 wVarName，需要以双字类型访问变量时就用 dVarName。*不需要类型转换。

    本方法可以*的减少程序语句数，使程序更简洁、可读性更好，由于不需要做耗时的类型转换，程序运行效率也得到提高。且数学运算量越大，效率提高越明显。

    缺点是要多占用两字节的内存，以后程序中不能使用 VW0。但 S7-200 的 RAM 空间很大，一般是用不完的，以 226 为例，有多达 10K 的 RAM，偶从来没有超过 1K。 这些 RAM 都是花钱买来的，不用白不用，不用也是浪费了。

    同理，如果有字节型变量经常需要与字类型变量相互转换，让字节变量占用一个字的内存宽度浪费一个字节，避免类型转换。

(三) 问题

     S7-200 CN CPU 必须配合 STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP3 或以上版使用。STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP3 配合 S7-200 CN 使用时，必须设置语言环境为中文才能正常工作。

     STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP3 离线编程时不能在“PLC > 类型”中选择到 S7-200 CN CPU。用户可以选择相应的 SIMATIC S7-200 CPU，并选择 CPU 固件版本号为 2.01。在线通信时，Micro/WIN 可以自动识别 S7-200 CN CPU。

     PC Access 使得S7-200与PC机间的数据交换简单而完美。PC Access 作为S7-200的OPC服务器，也就是说：

     使用MS Excel可以读/写S7-200的数据

     ProToolPro,

     WinCC flexible RT, WinCC,

     WonderWare等

     可以作为OPC客户端访问S7-200

     可视化的界面

     支持以下任一种连接方式，多可建立8个通信连接（连接8个CPU）：

     PPI（智能多主站电缆）

     Modem（EM241）

     Ethernet/IT CP（CP243-1，

     使用轨迹和逻辑分析器功能来记录设备变量并对记录进行评估。 例如，变量为 CPU 的驱动参数或系统和用户变量。内存空间限制大记录时长。记录可用的内存空间取决于所使用的硬件。记录数据保存于设备上，且在需要时可由工程系统（ES）读出，保存。

西门子模块S7-200EM223数字量输入输出模块块表1. CPU的供电能力

CPU型号 电流供应 

＋5VDC +24VDC 

CPU221 0 mA 180mA 

CPU222 340 mA 180mA 

CPU224/224 XP 660 mA 280mA 

CPU226/226 XM 1000 mA 400mA 

    表2. CPU上及扩展模块上的数字量输入所消耗的电流

CPU上及扩展模块上的数字量 电流需求 

＋5VDC +24VDC 

每点输入 - 4mA/每输入 

     表3. 数字扩展模块所消耗的电流

数字扩展模块型号 电流需求 

＋5VDC +24VDC 

EM 221 DI 8 x 24VDC 30 mA 4 mA/输入 

EM 221 DI 8 x 120/230VAC 30 mA - 

EM 221 DI 16 x 24VDC 70 mA 4 mA/输入 

EM 222 DO4 x 24VDC-5A 50 mA - 

EM 222 DO 4 x Relays-10A 40 mA 20mA/输出 

EM 222 DO8 x 24VDC 30 mA - 

EM 222 DO 8 x Relays 40 mA 9mA/输出 

EM 222 DO 8 x 120/230VAC 110 mA - 

EM 223 24VDC 4 In/4 Out 40 mA 4 mA/输入 

EM 223 24VDC 4 In/4 Relays 40 mA 4 mA/输入

9mA/输出 

EM 223 24VDC 8 In/8 Out 80 mA 4 mA/输入 

EM 223 24VDC 8 In/8 Relays 80 mA 4 mA/输入

9 mA/输出 

EM 223 24VDC 16 In/16 Out 160 mA 4 mA/输入 

EM 223 24VDC 16 In/16 Relays 150 mA 4 mA/输入

9mA/输出 

EM 223 24VDC 32 In/32 Out 240 mA 4 mA/输入 

EM 223 24VDC 32 In/32 Relays 205 mA 4 mA/输入

9mA/输出 

    表4. 模拟扩展模块所消耗的电流

模拟扩展模块订货号 电流需求 

＋5VDC +24VDC 

EM 231 4 Inputs 20 mA 60 mA 

EM 231 8 Inputs 20 mA 60 mA 

EM 232 2 Outputs 20 mA 70 mA 

EM 232 4 Outputs 20 mA 60 mA 

EM 235 4 Inputs / 1 Output 30 mA 60 mA 

     表5. TC（热电偶）和RTD（热电阻）模块所消耗的电流

热电偶和热电阻模块型号 电流需求 

＋5VDC +24VDC 

EM 231 TC, 4 Inputs 87 mA 60 mA 

EM 231 TC, 8 Inputs 87mA 60mA 

EM231 RTD, 2 Inputs 87 mA 60 mA 

EM231 RTD, 4 Inputs 87 mA 60 mA 

    表6. 智能模块所消耗的电流

智能模块订货号 电流需求 

＋5VDC +24VDC 

EM277 150 mA － 

30 mA；通信端口激活时 

60 mA；通信端口加90mA/5V负载时 

180 mA；通信端口加120mA/24V负载时 

EM241 80 mA 70 mA 

EM253 190mA 不一定，详见技术数据 

CP243-1 55 mA 60 mA 

CP243-1 IT 55 mA 60 mA 

CP243-2 220 mA 100 mA 

注意：

    EM277模块本身不需要24VDC电源，这个电源是通信端口用的。24VDC电源需求取决于通信端口上的负载大小。

    CPU上的通信口，可以连接PC/PPI电缆和TD 200并为它们供电，此电源消耗已经不必再纳入计算。

(六) 问题

    CPU224和CPU226具有内置实时时钟，CPU221和CPU222需要外接时钟电池卡才能使用实时时钟。全新的CPU需要设置，时钟才能开始正常走动。

(七) 问题

    您应当确保带符号的数字用作不带符号的指令时不得超出正负数界限。若无法确保不带符号的数字用作带符号的指令时不超出正负数界限，可能致使程序或控制器操作出现无法预测的结果。无法预测的控制器操作可能导致人员死亡或严重伤害及／或财产严重损坏。请务必核实不带符号的数字用作带符号的指令时不得超出正负数界限。

    欲间接存取字节，将指针用一递增或递减。欲间接存取字，将指针用二递增或递减。欲间接存取双字，将指针用四递增或递减。如果您从使终止位置超出V内存上限的起始位置递增双字，程序执行时会收到一则运行时间错误信息。欲存取定时器或计