西門子G120變頻器11千瓦

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S7-200的電源需求與計算

S7-200 CPU模塊提供5VDC和24VDC電源：

• 當有擴展模塊時CPU通過I/O總線為其提供5V電源，所有擴展模塊的5V電源消耗之和不能超過該CPU提供的電源額定。若不夠用不能外接5V電源。
• 每個CPU都有一個24VDC傳感器電源，它為本機輸入點和擴展模塊輸入點及擴展模塊繼電器線圈提供24VDC。如果電源要求超出了CPU模塊的電源定額，你可以增加一個外部24VDC電源來提供給擴展模塊。

所謂電源計算，就是用CPU所能提供的電源容量，減去各模塊所需要的電源消耗量。

電源計算的例子可參見《S7-200系統手冊》。

以下為S7-200系統電源數據簡表。詳情請參考新的《S7-200系統手冊》或模塊說明書。

表1. CPU的供電能力

表2. CPU上及擴展模塊上的數字量輸入所消耗的電流

如果數字量輸入點使用外接24VDC電源，則不必納入計算。

表3. 數字擴展模塊所消耗的電流

數字擴展模塊型號	電流需求
	＋5VDC	+24VDC
EM 221 DI 8 x 24VDC	30 mA	4 mA/輸入
EM 221 DI 8 x 120/230VAC	30 mA	-
EM 221 DI 16 x 24VDC	70 mA	4 mA/輸入
EM 222 DO4 x 24VDC-5A	50 mA	-
EM 222 DO 4 x Relays-10A	40 mA	20mA/輸出
EM 222 DO8 x 24VDC	30 mA	-
EM 222 DO 8 x Relays	40 mA	9mA/輸出
EM 222 DO 8 x 120/230VAC	110 mA	-
EM 223 24VDC 4 In/4 Out	40 mA	4 mA/輸入
EM 223 24VDC 4 In/4 Relays	40 mA	4 mA/輸入 9mA/輸出
EM 223 24VDC 8 In/8 Out	80 mA	4 mA/輸入
EM 223 24VDC 8 In/8 Relays	80 mA	4 mA/輸入 9 mA/輸出
EM 223 24VDC 16 In/16 Out	160 mA	4 mA/輸入
EM 223 24VDC 16 In/16 Relays	150 mA	4 mA/輸入 9mA/輸出
EM 223 24VDC 32 In/32 Out	240 mA	4 mA/輸入
EM 223 24VDC 32 In/32 Relays	205 mA	4 mA/輸入 9mA/輸出

表4. 模擬擴展模塊所消耗的電流

模擬擴展模塊訂貨號	電流需求
	＋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（熱電偶）和RTD（熱電阻）模塊所消耗的電流

熱電偶和熱電阻模塊型號	電流需求
	＋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. 智能模塊所消耗的電流

 注意：

• EM277模塊本身不需要24VDC電源，這個電源是通信端口用的。24VDC電源需求取決于通信端口上的負載大小。
• CPU上的通信口，可以連接PC/PPI電纜和TD 200并為它們供電，此電源消耗已經不必再納入計算。

S7-200PC/PPI電纜

通過PC/PPI電纜的編程通信是為常見的S7-200編程方式，很多人也在此遇到問題。

影響通信的因素很多，要順利通信首先需要注意：

• 檢查Micro/WIN和Windows操作系統的版本兼容性
  
  未經西門子版本兼容測試的往往有通信問題。
   
• 使用西門子的原裝PC/PPI電纜
  
  包括用于連接PC機RS232串口的RS232/PPI電纜，和連接USB口的USB/PPI電纜。

2.1 為什么要使用SIEMENS的編程電纜

西門子目前提供兩種串口編程電纜，統稱為PC/PPI電纜：RS-232/PPI電纜和USB/PPI電纜。

我們強烈建議用戶使用西門子生產的上述兩種原裝電纜，也有義務告知用戶從中所能獲得的好處：

• 安全：西門子原裝PC/PPI電纜的兩個通信端口在電氣上是隔離的。這就意味著編程計算機和PLC通信口之間的共模干擾不會造成雙方通信口硬件的損壞，或者通信斷續。在必須帶電拔插電纜的情況下，原裝電纜提供了可靠的保障
• 穩定：原裝電纜針對西門子的通信協議進行了專門設計、優化，其穩定性和抗干擾能力出色
• 高速：使用原裝電纜可以工作在187.5K通信速率下，充分發揮PLC和HMI通信口的潛力，不會制約整個網絡的通信速度
• 完備：原裝智能多主站電纜能夠*支持西門子的PPI網絡協議，如多主站通信功能，配合西門子的軟、硬件使用，不會發生編程、監控時在某些情況下無法通信的問題

2.2 RS232與USB的PC/PPI電纜

S7-200 CPU有其的低成本編程電纜，統稱為PC/PPI電纜，用于連接PC機和CPU上的RS-485通信口，可用做STEP 7-Micro/WIN對CPU 的編程調試，或與上位機做監控通信、或與其他具有RS-232端口的設備之間作自由口通信。

西門子提供的所有用于S7-200的編程電纜，長度都是5米。

目前西門子提供兩種PC/PPI編程電纜，它們是：

• RS-232/PPI電纜（訂貨號6ES7 901-3CB30-0XA0）：智能多主站電纜，連接S7-200 CPU/EM277通信口和計算機RS-232串口，作為編程或數據通信電纜；同時也可以用于連接TP170 micro和安裝了WinCC flexible (micro)的計算機RS-232串口，作為配置畫面下載電纜
• USB/PPI電纜（訂貨號6ES7 901-3DB30-0XA0）：智能多主站電纜，用于連接計算機的USB通信口與S7-200 CPU/EM277通信口做編程或數據通信電纜

 用于S7-300/400編程的PC串口電纜（PC-Adapter），不能用于S7-200編程通信

 注意：西門子公司的PC/PPI電纜是帶光電隔離的，不會燒CPU 或PC機的通信口。使用不隔離的自制或假冒的PC/PPI電纜，容易損壞通信口。一般電纜還不支持S7-200 CPU通信端口的高通信速率（187.5K），而且不能支持S7-200的多主站編程模式。

 用計算機串口與CPU通過RS-232/PPI電纜進行編程通信，要求計算機擁有一個UART 16550兼容的串行通信口。有些計算機端口擴展卡上的通信口，Micro/WIN不能直接管理，可能無法通信。

1.多主站RS-232/PPI電纜（6ES7 901-3CB30-0XA0）

圖1. 正版RS-232/PPI電纜及其包裝盒

因為此電纜能夠管理PPI網絡令牌，因而支持多主站PPI網絡。

它有三個綠燈用于指示電纜的運行：RS 232 發送指示（Tx）；RS-232 接收指示（Rx）；RS 485 發送指示(PPI)。

圖2. 正版電纜細部

此種電纜只能在STEP 7-Micro/WIN32 V3.2 SP4以上版本下才能獲得全部的新功能，高波特率可達187.5K。它有兩種工作模式：

• PPI模式：用于編程時，將DIP開關5設置為“1”，其他開關設置為“0”，其波特率可自適應，此時支持多主站網絡通信。
• 自由口模式：只需設置波特率，開關5及其它開關都設為“0”；此時也可以獲得原來普通PC/PPI電纜的功能（不支持多主站）。

 RS-232/PPI電纜還用于TP170 micro和TP070配置下載。此時DIP開關5應為“0”。

2.多主站USB/PPI電纜（6ES7 901-3DB30-0XA0）

圖3. 正版USB/PPI電纜及其包裝盒

此種電纜能夠管理PPI網絡令牌，因而支持多主站PPI網絡。 它支持USB V1.1。用于連接PC機的USB通信口和S7-200。

它有三個綠燈用于指示電纜的運行：USB 發送指示（Tx）；USB接收指示（Rx）；RS 485 發送指示(PPI)。

圖4. 電纜細部

此種電纜只能工作在STEP 7-Micro/WIN32 V3.2 SP4以上版本下，波特率為自適應（高可達187.5K）。它只有一種工作模式即PPI模式，無開關設置。此種電纜不支持自由口通信。

 注意：USB/PPI電纜不能用于TP070（或TP170micro）配置畫面下載（應使用RS-232/PPI電纜并把DIP開關5設置在OFF），也不能用于使用wipeout.exe程序恢復出廠設置，也不能用于S7-200自由口程序，如Modbus RTU協議庫的調試。

3.早期電纜

西門子早期生產的PC/PPI電纜，如6ES7 901-3BF21-0XA0/6ES7 901-3BF30-0XA0，不支持多主站PPI網絡，即在連接有PPI通信主站CPU或TD 200文本顯示器的網絡時，無法通過電纜進行Micro/WIN與CPU的通信。（在CPU執行網絡讀/寫指令時不能用STEP 7 Micro/Win監控也是這個原因）

開關設置：前三個開關按所需波特率進行設置，后三個設為0即可（Micro/WIN編程連接時）。

 西門子生產的電纜都有中間的盒子。西門子G120變頻器11千瓦

 如果使用老電纜與新版本的編程軟件Micro/WIN，應在PC/PPI Cable的屬性中，取消Advanced PPI和Multi Master Network選項（在Set PG/PC Interface中設置）。

4.使用USB/RS-232串口轉換器

當編程計算機只有USB通信口，沒有RS-232串口時，我們強烈建議客戶使用智能USB/PPI電纜，并將編程軟件升級到當前發布的新版本。

如果堅持使用自己的USB/RS-232串口轉換器，再使用串口PC/PPI電纜，由于轉換器品牌眾多，西門子無法一一測試，不能就遇到的問題提供支持。

遇到這種情況，只有下面的辦法：

• 更換其他USB/RS-232轉換器，再做嘗試
• 使用西門子的USB/PPI電纜

 在Micro/WIN的系統塊中為何不能將通信口設置為187.5K波特率？

新的Mciro/WIN會自動檢測通信連接是否支持187.5K，如果不支持（ 如老版電纜），則不能設置為187.5K的通信速率。

新編程電纜支持187.5K速率。

 如何設置PPI電纜屬性中的Advanced PPI和Multi Master Network選項？

PPI電纜屬性中的這兩項設置與多主站通信功能有關。

隨著計算機技術的發展，僅通過舊型號的PC/PPI電纜已經不能實現多主站通信，因此這兩項設置現在已經沒有用處。

采用新型號電纜，配合Micro/WIN V3.2 SP4以上版本，可以輕松實現多主站通信。因此應當取消上述兩項的選擇：

圖5. PC/PPI電纜屬性

 老版本的PC/PPI電纜（6ES7 901-3BF21-0XA0等）是否可以用于為新版本的CPU（23版）編程？

可以。但是受到老版電纜的限制，不能做多主站編程，也只能用到9.6K和19.2K波特率。

2.3 PC/PPI電纜引腳定義

關于PC/PPI電纜的詳細情況，請參考相應的《S7-200系統手冊》，在附錄A中由詳細的介紹。這里只提示關于電纜的一些有趣的細節。

目前銷售的RS-232/PPI多主站電纜（6ES7 901-3CB30-0XA0）與以前銷售的PC/PPI電纜（6ES7 901-3BF21-0XA0）略有區別，比較如下：

表1. RS-232/PPI多主站電纜

1. 本地（DCE）與遠程（DTE）模式在電纜上用DIP開關6選擇，開關位置在“ON”時為DTE模式，在“OFF”時為DCE模式。
2. 這時RTS信號總是為“ON”

 此電纜的RS-232端，4針和6針始終連通，即DTR/DSR是短接的。

表2. PC/PPI電纜（3BF21）

1. DCE與DTE模式在電纜上用DIP開關5選擇，開關位置在“ON”時為DTE模式，在“OFF”時為DCE模式。
2. RTS信號可以用DIP開關6在兩種狀態間選擇：開關為“ON”時為“發送 時為1 ”；開關為“OFF”時為 “總是為1”。

 上述的“本地”模式相當于“DCE”模式；“遠程”模式相當于“DTE”模式。

 所謂DTE和DCE是RS-232通信中的一對設備，參見PC/PPI電纜的DTE/DCE設置。

將模擬量傳感器信號連接到S7-200 模擬量輸入模塊（EM231，EM235）

模擬量輸入模塊可以通過DIP撥碼開關設置為不同的測量方法。開關的設置應用于整個模塊，一個模塊只能設置為一種測量范圍。(注:開關設置只有在重新上電后才能生效)

DIP撥碼開關的具體設置請參照《S7-200系統手冊》。

輸入阻抗與連接有關：電壓測量時，輸入是高阻抗為10 MOhm ；電流測量時，需要將Rx 和 x 短接，阻抗降到250 Ohm 。

下列各圖是各種傳感器連接到S7-200 模擬量輸入模塊的示例：

圖1. 四線制－外供電－電流型信號接線

圖 2. 二線制－電流測量接線

 上圖中的L+和M屬于為模擬量模塊供電的 CPU 傳感器電源。如果使用其他外接電源，只要用相應電源的輸出端取代上圖中的L+和M，而且要使其 M 和為模塊供電的 M 連接起來，如圖 3。

圖 3. 三線制電流信號測量接線

注：圖 3 中如果傳感器電源不是來源于 S7-200 CPU 的 24V DC 傳感器電源輸出， 則建議將 A- 與傳感器電源 M 短接。

圖 4. 四線制電壓信號測量

圖 5. 三線制電壓信號測量

 一個模擬量輸入模塊的不同通道，可以同時分別連接兩線制信號、三線制信號和四線制信號。

 注：圖 5 中如果傳感器電源不是來源于 S7-200 CPU 的 24V DC 傳感器電源輸出， 則建議將 A- 與傳感器電源 M 短接。

電壓電流模擬量信號

用戶可以使用CPU224XP本體集成的模擬量通道和擴展模塊上的模擬量通道接入或者輸出相應信號量程的模擬量信號。

2.1 CPU 224 XP(si)的集成模擬量I/O

新產品CPU 224 XP在CPU上集成了兩個模擬量輸入端口和一個模擬量輸出端口。模擬量I/O有自己的一組端子，如果不用，端子可以移走。

技術規格

表. CPU 224 XP本體模擬量I/O規格

CPU 224 XP 的模擬量輸入/輸出通道的精度為 12位。具體參數請看《S7-200系統手冊》的附錄－CPU224 XP模擬量I/O參數表。 CPU 224 XP上的模擬量輸入轉換速度比模擬量擴展模塊慢，要求高的場合請使用模擬量擴展模塊。

CPU 224 XP 集成模擬量I/O接線

CPU 224 XP本體集成的模擬量I/O接線圖如下：

圖. 接線圖

圖中：

a:此處表示A+和B+都可以接±10V信號

b:電流型負載接在I和M端子之間

c:電壓型負載接在V和M端子之間

CPU 224 XP 模擬量相關常問問題

CPU 224 XP本體上有沒有電流信號模擬量輸入？

沒有。

CPU 224 XP本體上的模擬量輸入為何響應速度是250ms，不同于模擬量擴展模塊的數據？

是這樣的。CPU 224 XP本體上的模擬量I/O芯片與模擬量模塊所用的不同，應用的轉換原理不同，因此精度和速度不一樣。

CPU 224 XP的本體模擬量I/O如何尋址？

CPU 224 XP本體上的模擬量輸入通道的地址為AIW0和AIW2；模擬量輸出通道的地址為AQW0。

CPU 224 XP后面掛的模擬量模塊的地址如何分配？

S7-200的模擬量I/O地址總是以2個通道/模塊的規律增加。所以CPU 224 XP后面的*個模擬量輸入通道的地址為AIW4；*個輸出通道的地址為AQW4，AQW2不能用。

CPU 224 XP上的模擬量輸入是否需要在“系統塊”中設置濾波？

由于CPU 224 XP本體上的模擬量轉換芯片的原理與擴展模擬量模塊不同，不需要選擇濾波。

怎樣使用 S7-224 XP 的模擬量輸入通道接收電流信號？

S7-224 XP 的兩路模擬量輸入通道被出廠設置為電壓信號(0－10V)輸入。為了能夠輸入電流信號，必須在 A+ 與 M 端 (或 B+ 與 M 端) 之間并入一個500 歐姆的電阻。

與傳感器以及電壓源的兩線制連接方式如圖2 所示：

圖2

與傳感器以及電壓源的 3 線制連接方式如圖 3 所示：

圖3

與傳感器以及電壓源的 4 線制連接方式如圖 4 所示：

圖4

與電壓輸出的變送器及電流源的 4 線制連接方式如圖5所示：

圖5

注意：

在所有的連接方式中都必須確保外接電流源具有短路保護以防損壞。

以上所示的各種連接方式同樣適用于LOGO！基本型 (LOGO! 24?和 LOGO! 12/24) 的模擬量輸入。

因為沒有充分隔離，外接電阻也可成為干擾源。
為了得到盡量精確的測量結果，推薦使用公差盡可能小的電阻。

應確保當在500歐電阻兩端施加大 28.8V 的電壓時，輸出功率為 1.66W。 市面上流通的電阻的功率大都是 0.25W到 0.5W。

2.3 EM231 4AI和EM235模塊的電壓電流輸入

模擬量模塊設置

應用模擬量模塊時，需要根據輸入信號的規格設置右下角的DIP開關（Configuration開關）。DIP開關只對輸入信號有效，并且對所有的輸入通道都是相同的。

EM231、EM235帶模擬量輸入通道的模塊，還分別有電位器用于對輸入信號進行校正。EM231和EM235上的Gain（增益）電位器用于調整輸入信號和轉換數值的放大關系；EM235上的Offset（偏置）用于對輸入信號調零。如果沒有精確的信號源，請不要調整。詳細調整方法請參照《S7-200系統手冊》。

注意：

Gain（增益）和Offset（偏置）電位器不能用于調整0 - 20mA和4 - 20mA輸入轉換！

S7-200模擬量模塊沒有0 - 20mA與4 - 20mA電流型輸入的選擇開關，0/4 - 20mA模擬量信號的DIP開關設置一樣，但相應的變換必須用程序實現。

DIP開關設置

表. EM231 4AI DIP開關設置

表. EM235DIP開關設置

模擬量接線圖

下列各圖是各種傳感器連接到S7-200 模擬量輸入模塊的示例：

圖. 四線制－外供電－電流型信號接線

圖 . 二線制－電流測量接線

上圖中的L+和M屬于為模擬量模塊供電的 CPU 傳感器電源。如果使用其他外接電源，只要用相應電源的輸出端取代上圖中的L+和M，而且要使其 M 和為模塊供電的 M 連接起來，如圖 三線制電流信號測量接線 。

圖 . 三線制電流信號測量接線