S7200SMART PLC接线图及常见问题解答.docx

一、S7-200SMART数字量I/O接线图不同型号CPU输入/输出接线：DC三三三f2024OVAGW.1叫OMXlM1.MDIWTxfipb匕1.O.12JCti_.靠naCRJSR20JUUUUUI同"BtfTK>M4RQHl÷¾OOCCXXX)ONilIlll图1.CPUSR20接线图三三三三三三2.CPUSR40接线图I三三11三三。(D。京曷卜'一T一&、产一'1口匕二诙TIr11iOOCOOOOCOOOO0000000©BIWOtlSnd3;国©ooHnCQ。(D。(D(D。(D(DjBav三UntltlPClCltlO3D0OO11tlHDflrrm'dor"»gtrTTOtlSfkDrwrryyrr,yorrrrrrrojrrrrFiTJ5.CPUSR60接线图+IiiiiiiiiiiiiiiiiiiiIidcE三三三DCDCQDDDDU三三ffl三m三DCDCfDOooooOOOooOOoOoOoOoo*lJAJa>1JN4H7nM图6.CPUST60接线图数字量输入接线：图7.漏型输入接法图8.源型输入接法对于大多数输入来讲，都是24VDC输入，其中STCPU的10.0-10.3支持5-24V输入，另外ST20/30的10.6、10.7也支持5-24V输入。如下表所示：S7-200SMART的数字量输入点内部为双向二级管，可以接成漏型（图7）或源型（图8）,只要每一组接成一样就行。对于数字量输入电路来说，关键是构成电流回路。输入点可以分组接不同的电源，这些电源之间没有联系也可以。数字量输出接线：图9.源型输出图10.继电器输出晶体管输出只能接成源型输出（图9）,不能接成漏型，即输出为24V。继电器输出是一组共用一个公共端的干节点，可以接交流或直流，电压等级最高到220Vo例：可以接24V/110V/220V交直流信号。但要保证一组输出接同样的电压（一组共用一个公共端，如I1.、21.）对于弱小信号，如小于5V的信号，需要自己验证其输出的可靠性。继电器输出点（图10）接直流电源时，公共端接正或负都可以。对于数字量输出电路来说，关键是构成电流回路。输出点可以分组接不同的电源，这些电源之间没有联系也可以。1代表24VDC传感器电源输出二、常见问题1、同一个模块的数字量输入端可以同时接NPN和PNP两种信号的设备吗？不可以，因为NPN和PNP两种类型的信号在DI端形成的回路中对于Dl点的电流方向相反，同样地M点的电流方向也相反，如图7和图8,NPN和PNP回路的电流方向不同所示，如果把两种信号接到一个M端，则M端有两种电流流向，这是不正确的。因此不能在同一个模块的Dl输入端同时接NPN和PNP两种信号的设备。2、Do分成晶体管和继电器两种类型，它们的区别是什么继电器的负载电流比晶体管的大，但是输出频率受到机械装置的影响不能太快，同时存在机械寿命的限制。晶体管的负载电流比继电器的小，但是输出频率快，可以用于高速脉冲输出，没有机械寿命的限制。3、S7-200SMARTCPU数字量输出可以接漏型的设备吗？不可以，S7-200SMARTCPU本体和扩展模块的DO端都只能接源型24V类型的设备，即集电极开路的PNP设备。4、S7-200SMART1/0扩展模块DIAG指示灯以红色闪烁的原因？对于数字量扩展模块的DIAG指示灯以红色闪烁的原因主要是缺少24V直流供电电源,建议查看CPU的信息来确认具体报错原因，查看CPU信息的方法请见硬件诊断或诊断方法举例。I/O扩展模块缺少24V直流供电电源时，所有通道指示灯也以红色闪烁。建议核对模块接线图，尤其是模块供电端含两排端子的，确定供电接线是否正确，以EMDR32为例，正确的接线方式如下图所示。图11.EMDR32接线图S7-200SMART开关量输出的典型抑制电路S7-200SMART开关量输出驱动感性负载时，需要配备抑制电路。抑制电路可以限制开关量输出断开时感应电压升高，可保护输出，并防止切断感性负载时产生的高压导致CPU损坏或CPU内部固件错误。此外，抑制电路还可以限制关断感性负载时产生的电气噪声。配备一个外部抑制电路,使其从电路上跨接在负载两端并且在位置上接近负载，这样对降低电气噪声最有效。S7-200SMART晶体管输出内部回路己经包括抑制电路，该电路足以满足大多数应用中感性负载的要求。继电器输出触点由于可用于直流或交流负载，所以未提供内部保护。注：给定抑制电路的有效性取决于具体应用，必须进行验证其是否适合您的具体应用。开关直流感性负载的晶体管或继电器输出的典型抑制电路见表1所示：直流感性负我图在多数应用中，在狂流感性负载两端增加一个二极管即可，但加果您的应用褥要更快的断开时间，则建仪增加一个稔压二极管.确保选择适当大小的积压二极管,保证其适合输出电路中的电流大小.G)®AB-WOf-Jnnnnr1.-©1N4001:极钟或同等元件8.2V稳压二极管（直流输出），36V稳压：极沟（维电器物出）输出点开关交流感性负载的继电器输出的典型抑制电路见表2所示:交流感性负载图当使用继电器输出来切换115V/230V交流负载时,请在交流负或两端适当地跨接额定电阻电容金他氧化物变阻器（MoV）电路，确保MOV的工作电压至少比额定线电双高20%.0.1FTlw-j11nn100到120输出点三、S7-200SMART模拟量模块接线图1、普通模拟量模块接线模拟量类型的模块有三种：普通模拟量模块、RTD模块和TC模块。普通模拟量模块可以采集标准电流和电压信号。其中，电流包括：0-20mA,4-2OmA两种信号,电压包括：+/-2.5V、+/-5V、+AlOV三种信号。注意：S7-200SMARTCPU普通模拟量通道值范围是0-27648或-27648276480普通模拟量模块接线端子分布如下图1模拟量模块接线所示,每个模拟量通道都有两个接线端。24VDCANA1.OGMPUTS4线制24V电源1.+MDC+丁ooo卜q，已yT2«VDCANA1.NPUTSAMA1.OOVTSb<23÷8OOQXllM4r0÷0UHOOOOOOO图I、模拟量模块接线图2、模拟量电压/电流四线制接线模拟量电流、电压信号根据模拟量仪表或设备线缆个数分成四线制、三线制、两线制三种类型，不同类型的信号其接线方式不同。四线制信号指的是模拟量仪表或设备上信号线和电源线加起来有4根线。仪表或设备有单独的供电电源，除了两个电源线还有两个信号线。四线制信号的接线方式如下图2模拟量电压/电流四线制接线所示。三线制信号是指仪表或设备上信号线和电源线加起来有3根线,负信号线与供电电源M线为公共线。三线制信号的接线方式如下图3模拟量电压/电流三线制接线所示。图3模拟量电压/电流三线制接线图4模拟量电压/电流两线制接线两线制信号指的是仪表或设备上信号线和电源线加起来只有两个接线端子。由于S7-200SMARTCPU模拟量模块通道没有供电功能，仪表或设备需要外接24V直流电源。两线制信号的接线方式如下图4模拟量电压/电流两线制接线所示。不使用的模拟量通道要将通道的两个信号端短接,接线方式如下图5不使用的通道需要短接所示。图5不使用的通道需要短接2.RTD模块接线RTD热电阻温度传感器有两线、三线和四线之分，其中四线传感器测温值是最准确的。S7-200SMARTEMRTD模块支持两线制、三线制和四线制的RTD传感器信号，可以测量PTlO0、PTlOo0、NiIo0、Nil000>Cu100等常见的RTD温度传感器，具体型号请查阅S7-200SMART系统手册。S7-200SMARTEMRTD模块还可以检测电阻信号，电阻也有两线、三线和四线之分。EMRTD模块的接线方法如下图6传感器RTD/电阻信号接线所示。图6RTD传感器/电阻信号接线3、TC模块接线热电偶测量温度的基本原理是：两种不同成份的材质导体组成闭合回路，当两端存在温度梯度时回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势。S7-200SMARTEMTC模块可以测量J、K、T、E、R&S和N型等热电偶温度传感器，具体型号请查阅S7-200SMART系统手册。TC模块的接线说明参考图7TC信号接线。图7TC信号接线注意：每个模块的接线图请参考S7-200SMART系统手册中“技术规范”章节。四、模拟量常见问题1、S7-200SMART普通模拟量模块可以连接4-2OmA的信号吗？可以，S7-200SMARTCPU模拟量模块可以检测020mA和420mA的标准电流信号；两种电流信号的接线、在STEP7-Micro/WlNSMART软件中的参数设置都是一样的。区别在于：020mA对应的通道值量程是027648,而420mA对应的通道值量程是5530-27648O2、S7-200SMARTRTD模块可以测量电阻值吗？可以，S7-200SMARTRTD模块最大可以测量3000。的电阻值。如下图所示，在“类型“下拉菜单中选择电阻类型；在“电阻”下拉菜单中中选择可测量电阻的最大值，如图2.31选择阻值量程范围所示。图I.选择阻值量程范围3、S7-200SMARTRTD和TC模块如何得到实际温度值？把S7-200SMARTEMRTD和TC模块的通道值除以10就是实际的温度值。由于RTD和TC模块的通道值是整数值，需要把整数值转换成浮点数才能在计算后得到带有小数位的温度值。4、模拟量模块分辨率和转换精度的区别？分辨率是A/D模拟量转换芯片的转换精度，即用多少位的数值来表示模拟量。以下举例说明10位分辨率和11位分辨率的区别。S7-200SMARTCPU模拟量020mA的通道值范围为027648.如果分辨率为10位，则表示当外部电流信号的变化大于0.01953125mA时，模拟量A/D转换芯片才认为外部信号有变化。如果分辨率为11位，则表示当外部电流信号的变化大于0.009765625mA时，模拟量A/D转换芯片即认为外部信号有变化。(20-O)TT1.420=mA=0.01953125nl2101024(20-0)mA20=mA=0.009765625ttl42112048图2.模拟量分辨模拟量转换的精度除了取决于A/D转换的分辨率，还受到转换芯片的外围电路的影响。在实际应用中，输入的模拟量信号会有波动、噪声和干扰，内部模拟电路也会产生噪声、漂移，这些都会对转换的最后精度造成影响。这些因素造成的误差要大于A/D芯片的转换误差。表1.模拟量扩展模块基础技术参数分微率精度(25C0到55C)范围模拟品于展横块型号电后模式电流模式电压模式电流模式电压电流EMAE0411位,将号位Ilffi浜量程的±0.1%/±0.2%满量程的±0.2%/*0.3%110V.15V±2.5V020mAEMAQ0210位+符号位10位涧量程的i.5%1.0%涌量理的±0.5%/1.0%10V020mAEMAMo610位+符号位IOffi浜斑程的±0.5%/±1.0%加程的10.5%/±1.0%±10V0-20mA5、S7-200SMART1/0扩展模块DIAG指示灯以红色闪烁的原因？S7-200SMART1/0扩展模块的DIAG指示灯以红色闪烁的原因有两个，建议查看CPU的信息来确认具体报错原因，查看CPU信息的方法请见硬件诊断或诊断方法举例。(1)模块缺少24V直流供电电源；I/O扩展模块缺少24V直流供电电源时，所有通道指示灯也以红色闪烁。建议核对模块接线图，尤其是模块供电端含两排端子的，确定供电接线是否正确，以EMDR32为例，正确的接线方式如下图所示。U-1.-JJR21.4.$JIgIlis.0.!3iUl.4S.7DGbIeeeeeeee三图3.EMDR32接线图(2)模拟量模块上通道断线或是输入值超量程。模拟量模块上通道断线或是输入值超量程，除了会引起模块的DIAG指示灯以红色闪烁，断线或是超量程的通道的指示灯也以红色闪烁，以提示用户存在故障通道。以RTD或TC模块为例，如果RTD或TC模块选择了断线报警，如图2.39启动断线报警所示。则模块会检测每个通道的断线情况。默认情况下，该选项是没有被激活的。RTD或TC模块对于没有使用的通道的处理方法如下：RTD模块：将一个100ohm的电阻按照与己用通道相同的接线方式连接到空的通道;或者将已经接好的那一路热电阻的所有引线，一一对应连接到空的通道上。TC模块：短接未使用的通道，或者并联到旁边的实际接线通道上。图2.39启动断线报警如果不是通道断线引起的报警，就是输入值超量程了。默认情况下，RTD和TC模块的通道输入值超上下限报警是激活的。发生了该报警,用户需要判断引起通道值超量程的原因：是信号问题还是模块硬件的问题。图4.模拟量断线报警6.为什么使用S7-200SMART模拟量输入模块时接收到变动很大的不稳定的值？可能的原因如下：1）可能模拟量输入模块和现场传感器分别使用了自供电或隔离的电源，而两个电源没有彼此连接，即模拟量输入模块的电源和现场传感器的信号地没有连接；这将会产生一个很高的上下振动的共模电压，影响模拟量输入值。2）另一个原因可能是模拟量输入模块接线太长或绝缘不好受到电磁干扰。可以用如下方法解决：A.连接现场传感器的负端与模块上的公共M端以补偿此波动,如图I所示：（但要注意，确保这是两个电源系统之间的唯一联系°）背景是：模拟量输入模块内部是非隔离的；共模电压必须小于12V且大于-12V；对于60HZ干扰信号的共模抑制比为40dB；一线制24V««通语0(AIY16)图5.传感器信号等电位连接图6.设置模拟量输入滤波注意：模块中未使用的通道直接短接本通道的+、已使用的通道将传感器的负端与模块上的公共M端短接。B、使用模拟量输入滤波；选择需要滤波的通道；选择滤波强度；模拟量输入值的滤波过程会产生稳定的模拟信号,通常过滤对于在处理变化缓慢的信号时非常有用，例如温度测量。可以为滤波分为4个级别（无、弱、中、强）。可组态模块在组态的周期数内平滑模拟量输入信号，从而将一个平均值传送给程序逻辑，滤波级别越高，经滤波处理的模拟值就越稳定，但无法反应快速变化的实际信号。S7-200SMART模拟量输入模块接收到测量值波动时的检测方法和步骤；当S7-200SMART模拟量输入模块接收到测量值波动时，可通过如下图的步骤进行检查:图7.测量值波动时的检测方法注意：A、上图中所提到的等电位连接以及不用通道短接请参考本页图5。B、屏蔽层单端接地：是在屏蔽电缆的一端将金属屏蔽层直接接地，另一端不接地或通过保护接地。在屏蔽层单端接地情况下，非接地端的金属屏蔽层对地之间有感应电压存在，感应电压与电缆的长度成正比，但屏蔽层无电势环流通过。单端接地就是利用抑制电势电位差达到消除电磁干扰的目的。每个S7-200SMARTCPU都提供一个以太网端口和一个RS485端口（端口0）,标准型CPU额外支持SBCMOl信号板（端口1）,信号板可通过STEP7-MicroWINSMART软件组态为RS232通信端口或RS485通信端口。CPU通信端口引脚分配1、S7-200SMARTCPU集成的RS485通信端口（端口0）是与RS485兼容的9针D型连接器。CPU集成的RS485通信端口的引脚分配如表l.S7-200SMARTCPU集成RS485端口的引脚分配表所示。迂按暑91W馀号信号引物定义圜1笄薇机壳接地224Y返回运缪公共端3RS-485ffl号BRS-485f8号B4筮送请求RTS(TT1.)55V½S逻舞公共缰65V5Y,i00as：联电诅724V24V8RS785信号ARS-485信号A9不适用10位协议选择（入）外壳屏蔽机壳接地表l.S7-200SMARTCPU集成RS485端口的引脚分配2、标准型CPU额外支持SBCMOl信号板,该信号板可以通过STEP7-MicroWINSMART软件组态为RS485通信端口或者RS232通信端口。表2.S7-200SMARTSBCM01信号板端口（端口1）的引脚分配表使用STEP7-Micro/WlNSMART软件组态SBCMoI信号板为RS485通信端口或者RS232通信端口的过程如图3.SBCM01信号板组态过程所示.图3.SBCM01信号板组态过程图1.S7-200SMARTEMDP01通讯端口的引脚分配EMDPOI通讯端口引脚分配EMDPOl上的RS485串行通信接口是一个RS485兼容的九针迷你D型插口，与欧洲标准EN50170规定的PRoFlBUS标准一致，下图介绍了通讯端口的引脚分配。以太网端口连接S7-200SMARTCPU的以太网端口有两种网络连接方法：直接连接和网络连接。直接连接：当一个S7-200SMARTCPU与一个编程设备、HMI或者另外一个S7-200SMARTCPU通信时，实现的是直接连接。直接连接不需要使用交换机，使用网线直接连接两个设备即可，如图3.通信设备的直接连接所示。图3.通信设备的直接连接网络连接：当两个以上的通信设备进行通信时，需要使用交换机来实现网络连接。可以使用导轨安装的西门子CSM12774端口交换机来连接多个CPU和HMI设备，如图4.多个通信设备的网络连接所示。图4.多个通信设备的网络连接RS485网络连接RS485网络的传输距离和波特率RS485网络为采用屏蔽双绞线电缆的线性总线网络，总线两端需要终端电阻。RS485网络允许每一个网段的最大通信节点数为32个，允许的最大电缆长度则由通信端口是否隔离以及通信波特率大小等两个因素所决定，见表3.RS485网段电缆的最大长度所示。波特率（bit/s）S7-200SMARTCPU端口隔离型CPU端口9.6Kv187.5K50m1000m500K不支持400mIlCl.5M不支持200m3M'12M不支持100m表3.RS485网段电缆的最大长度S7-200SMARTCPU集成的RS485端口以及SBCMOl信号板都是非隔离型通信端口,允许的最大通信距离为50m,该距离为网段中第一个通信节点到最后一个节点的距离。如果网络中的通信节点数大于32个或者通信距离大于50m则需要添加RS485中继器拓展网络连接。注意：S7-200SMARTCPU集成的RS485端口以及SBCMOI信号板都是非隔离型，与网段中其它节点通信时需要做好参考点电位的等电位连接或者使用RS485中继器为网络提供隔离。参考点电位不同的节点通信时可能会导致通信错误或者端口烧坏。S7-200SAMRTCPU与其它节点联网时，可以将CPU模块右下角的传感器电源的M端与其它节点通信端口的OV参考点连接起来做到等电位连接。RS485中继器RS485中继器可用于延长网络距离，电气隔离不同网段以及增加通信节点数量。中继器的作用如下：1 .延长网络距离：网络中添加中继器允许将网络再延长50m,如果两台中继器连接在一起，中间无其它节点，则可将网络延长100om,一个网络中最多可以使用9个西门子中继器。如图4.使用RS485中继器拓展网络所示。5050ft."长100O时50»图5.使用RS485中继器拓展网络注意：S7-200SMARTCPU自由口通信、MOdbUSRTU通信和USS通信时，不能使用西门子中继器拓展网络。2 .电气隔离不同网段：隔离网络可以使参考点电位不相同的网段相互隔离，从而确保通信传输质量。3 .增加网络设备：在一个RS485网段中，最多可以连接32个通信节点。使用中继器可以向网络中拓展一个网段，可以再连接32个通信节点，但是中继器本身也占用一个通信节点位置，所以拓展的网段只能再连接31个通信节点。RS485网络连接器西门子提供了两种类型的RS485网络连接器（如图6.RS485网络连接器所示），可使用它们轻松地将多台通信节点连接到通信网络上。一种是标准型网络连接器，另一种则增加了可编程接口。带有可编程接口的网络连接器可以将S7-200SMARTCPU集成的RS485端口所有通信引脚扩展到编程接口，其中2号、7号引脚对外提供24VDC电源，可以用于连接TD400C。开天位置=On接通终端和偏置开天位置=Off没有终端和偏爱开天位置=On接通终端和偏置图6.RS485网络连接器网络连接器上两组连接端子，用于连接输入电缆和输出电缆。网络连接器上具有终端和偏置电阻的选择开关，网络两端的通信节点必须将网络连接器的选择开关设置为On,网络中间的通信节点需要将选择开关设置为Offo典型的网络连接器终端电阻和偏置电阻接线如表4.网络连接器终端和偏置电阻所示。开关位置=ON:接通终端和偏置电阻开关位置=OFF:无终端和偏置电阻TxDRxD÷B电缆屏蔽390QT×DRxD+220QT×DRxD-网络连接器TxD/RxD-aTxDRxD÷BTxD/RxD-a电缆屏蔽网络连接器表4.网络连接器终端和偏置电阻使用SBCMOl信号板可用于连接RS485网络，当信号板为终端通信节点时需要接终端电阻和连接偏置电阻，典型的电路图如图7.SBCM01信号板终端和偏置电阻接线图所示。T×DR×D+T×DR×D-电缆屏蔽SBCMOl信号板图7.SBCM01信号板终端和偏置电阻接线注意：终端电阻用于消除通信电缆中由于特性阻抗不连续而造成的信号反射。信号传输到网络末端时，如果电缆阻抗很小或者没有阻抗的话，在这个地方就会引起信号反射。消除这种反射的方法，就是在网络的两端端接一个与电缆的特性阻抗相同的终端电阻，使电缆阻抗连续。当网络上没有通信节点发送数据时，网络总线处于空闲状态，增加偏置电阻可使总线上有一个确定的空闲电位，保证了逻辑信号“0”、力”的稳定性。RS232连接RS232网络为两台设备之间的点对点连接，最大通信距离为15m,通信速率最大为115.2KbitSoRS232连接可用于连接扫描器、打印机、调制解调器等设备。SBCMOl信号板通过组态可以设置为RS232通信端口，典型的RS232接线方式如图；S7-200Smart的多种通讯方式1 .两台S7-200Smart无线通讯2 .组态王wincc触摸屏作为主站与S7-200smart从站通讯3 .S7-200Smart作为主站，2个从站分别采集4路模拟量信号和4路开关量信号4.西门子触摸屏与S7-200SMART以太网无线通讯5.S7-200SMART与IO模块之间无线PROFINET通信6.威纶通触摸屏与S7-200Smart之间无线Ethernet通信