教程丨西門子S7-200 SMART PLC入門參考

2021-02-14 工控論壇

最近整理前幾年的資料,偶然翻看到2014年自己初次接觸學習西門子S7-200 SMART時寫的工作筆記,感覺對想學習S7-200 SMART的還是有一點點參考價值。

硬體:CPU SR30 AC/DC/RLY(6ES7 288-1SR30-0AA0),以下所有數據以及描述文字均以此款型號為對象與大家熟悉但已經退市的S7-200CN相近似型號比較而得。

沿襲了S7-200CN包裝樣式,環保硬紙盒包裝,開箱看到的是本體裸機襯墊箱板紙。包裝盒封口標籤紙上型號、名稱、電源規格、輸入輸出類型數量,產地等信息一應俱全。

正面藍底白字「SIEMENS」LOGO標誌做的很有特色,比較醒目。本機CPU SR30 AC/DC/RLY(6ES7 288-1SR30-0AA0)繼電器輸出型,數字量輸入/輸出數量18/12。輸入指示燈以一個字節為單位設置,DIa、DIb兩組各8個,另2個輸入點在DIc組內;輸出指示燈同樣也以一個字節為單位設置,DQa一組8個,另4個在Qb組內;RUN/STOP/ERROR三個指示燈集中在一起;RS485通訊接口標準的DB9母口,旁邊絲印標誌「RS485 ×20」。
「SIMATIC S7-200 SMART」和「CPU SR30」標誌,相比其他字符較大,很醒目,一眼就可以辨識模塊。總體而言整機給人一種簡約集中的第一映像。

S7-200 SMART個頭H×D(mm)=100×81,與S7-200CN的個頭H×D(mm)=80×62相比略有增大。W方向,S7-200 224CN(24點,14/10)120.5mm,226CN(40點,24/16)196mm,而SR30(30點,18/12)125mm,比24點的224CN略微長了一點點,整個外形看起來有點立方體的感覺。查看技術數據,SR60(60點,36/24)W方向175mm,沒有超過226CN的長度。W方向長度SMART200壓縮了不少,控制櫃空間有限的情況下適宜選擇使用。

西門子SMART200摒棄了以往200系列下輸入上輸出的端子布置格局,端子布置改為國內大多用戶比較習慣的上輸入下輸出模式。
打開上端蓋,18個數字量輸入通道共用一個公共端。標誌有「MAC ADDRESS」(MAC地址)、「24VDC INPUTS」(輸入信號端)、「120-240VAC」(工作電源端),同時還有「LINK」(連接)、「RX/TX」(通訊傳送)指示燈。

打開下端蓋就會看到12個輸出量平均分成了3組,每組4個。DQa組公共端1L、DQb組公共端2L、DQc組公共端3L,最右端傳感器電源埠L+/M。最上面絲印的「RELAY OUTPUTS」繼電器輸出以及「DC24V」傳感器電源標誌很明顯,很好理解。傳感器電源端子上層就是插卡位置,「Micro-SD」標誌也很明顯。
特別注意:面板指示燈為了集中,輸出仍然是以一個字節8位布置,分DQa、DQb兩組,實質上輸出分三組。

由於集成了標準尺寸乙太網口佔用了相當空間,導致輸入接線端子距離絲印的標誌有點遠,實際操作接線時容易導致接線錯位錯誤。上下輸入輸出端子蓋非透明塑膠,蓋子開啟不能暴力,否則很容易損壞端子蓋。

沒用過擴展,單看設計靠兩排8針孔插接擴展模塊,感覺顯得有點太秀氣,給人一種連接可靠性的懷疑。

5.1、SMART相較CN橫向安裝尺寸上大幅度減小,利於一條導軌上安排更多模塊
5.2、上端輸入、下端輸出布局更加符合國內從業者的大眾習慣
5.3、提供了方便廉價快速的連接方式——乙太網口
5.4、右上角電源接線端子與輸入信號接線端子共用一塊端子排,雖然有絲印字符「120-240VAC」標誌,感覺在端子上有明顯區別(例如電源接線端子獨立出來或者採用其他不同顏色)會更好,以防錯接電源線
5.5、輸入信號沒有分組,有點遺憾

二、STEP 7-MicroWIN SMART軟體

(新增加)

有點⊙﹏⊙b汗,最早聽說SMART 200時我以為SMART集成在博途之中,對於學習SMART,一直有點發怵。SMART 200作為西門子200家族親子,還是沿襲了200CN的獨立編程體系,熟悉200CN,入門掌握SMART 200就是很容易的事情了。
目前編程軟體STEP 7-MicroWIN SMART最新版本應該是V2.4了,打開界面風格如下:

支持拖曳功能,是一大亮點。
官方資料,STEP 7?Micro/WIN SMART V2.4 版本提供了以下新功能:
PROFINET 通信
STEP 7 Micro/WIN SMART V2.4 和 S7-200 SMART V2.4 CPU 固件增加了 PROFINET 通信的功能。
PROFINET 設備的 LED 狀態
LED 狀態指示燈顯示 PROFINET 設備的信息。
查找 PROFINET 設備
「工具」(Tools) 菜單包括「查找 PROFINET 設備」(Find PROFINET Devices) 菜單項,用於分配 PROFINET 設備的名稱並檢查其信息。
GSDML 管理
GSDML 管理 是用於導入和刪除 PROFINET 的 GSDML 文件的新工具。
新的編程嚮導:PROFINET
PROFINET 嚮導提供組態、分配參數以及互連單個 PROFINET 硬體組件的功能。
新的程序指令:PROFINET
PROFINET 指令組提供以下指令:
RDREC 指令:從 PROFINET 設備讀取數據記錄。
WRREC 指令:將數據記錄寫入 PROFINET 設備。
BLKMOV_BIR 指令:讀取物理 PROFINET 輸入的多個字節,並將結果寫入存儲地址。
BLKMOV_BIW 指令:從存儲器地址讀取多個字節,並寫入物理 PROFINET 輸出。
網絡診斷
PROFINET 設備提供診斷功能。
狀態圖表
PROFINET 設備提供狀態圖表功能。
Modbus TCP 庫
Modbus TCP 庫:該庫使與 Modbus 設備的通信更加容易。
PN Read Write Record 庫
PN Read Write Record 庫:該庫提供從/向 PROFINET 設備讀取/寫入數據記錄的功能。
SINAMICS 庫
SINAMICS 庫:該庫包含預組態的子程序,更易控制驅動器。可使用 SINAMICS 庫控制物理驅動器和驅動參數。
存儲卡
在 STEP 7-Micro/Win SMART V2.4 中,可直接將 S7-200 SMART 項目下載到計算機,然後通過讀卡器將其保存在 Micro SD 卡上。

項目使用2臺測試機聯網(機器均為CPU SR30 AC/DC/RLY,6ES7 288-1SR30-0AA0,以下文中均稱A機、B機)。在PC網口插上A機乙太網線——拔掉——插上B機乙太網線——拔掉……很麻煩。使用一臺4LAN口的路由器,全部網線都通過路由,這樣不但解決了每次下載要插拔網線的痛苦,而且還能連接上外網,隨時暢遊Internet。

兩臺PLC的網口都連接到路由LAN口,路由4個LAN口由左到右分別連接A機、PC、B機、外網。如下圖:兩臺PLC的網口都連接到路由LAN口

編程軟體界面,雙擊「通訊」,彈出通訊界面,點擊「查找」,系統自動查找CPU,圖示界面因為連接了2臺CPU,所以查找後就顯示出2臺CPU信息。選中查找到的某個CPU,點擊「編輯」,就可以編輯改變這臺CPU的IP位址以及站名稱。以上2臺A/B機就分別編輯改變IP位址為192.168.2.100/192.168.2.101;站名稱為20140520/20140521。另外「閃爍指示燈」功能對於多臺CPU連接很重要,單擊後連接的那臺PLC的「RUN」、「STOP」、「ERROR」指示燈就會走馬燈閃現,這樣就很容易發現聯機的是那臺PLC。
解決了連接問題,趕緊試一下程序下載。一如既往的弄一個起保停電路下載。如圖:

點擊「下載」彈出下載界面類似於CN下載界面,可以勾選「程序塊」、「系統塊」、「數據塊」。下載後點擊「程序狀態」工具條,進入到在線監控模式。右鍵單擊觸點可以強制接通、斷開。單擊「全部取消強制」工具條,可以取消所有強制點。
簡單寫一個起保停電路,基本都是雙擊,然後選擇自動給出來的結果。界面很人性化。

200CN之間PPI聯網,軟體自帶的PPI嚮導組態很是方便,整個網絡基於RS485接口傳輸。現在SMART自帶的DB9口不支持PPI聯網通訊,但它具有了乙太網口支持Get/Put通訊,下面一起來完成 Get/Put 通訊聯機過程。
2臺SR30,一臺做主機(192.168.2.200),一臺做從機(192.168.2.201)。
主機中程序編寫如下:

主機中利用嚮導組態 Get/Put 網絡通訊過程:
1. 進入嚮導
2. 點擊添加,操作項目樹下添加一個名稱,與默認名稱共2個分別組態成PUT/GET
3. 雙擊可以修改名稱以及添加注釋
4. 完成後自動出現組態的數量,上圖為2個

2個操作——Put、Get的具體組態步驟:
雙擊組態Put界面,相當於將主站VB0映射到分站QB0(寫一個字節的數據)

雙擊或者「下一頁」組態Get界面,相當於將分站VB0映射到主站QB0(讀一個字節的數據)

繼續點擊「下一頁」,出現「存儲器分配」界面。表明剛剛組態的數據交換佔用主站PLC的43個字節(VB43~VB85)

繼續點擊「下一頁」,出現「組件」界面。剛剛的組態生成一個邏輯控制塊、一個符號表、一個數據塊。

繼續點擊「下一頁」,出現「生成」界面。完成整個組態過程。

主機檢測到自己I0.0上升沿,將255  MOV到VB0(即就是VB0的8個位都為1),而組態的聯機Put指令將主站VB0映射到了分站QB0,那麼此時分機(192.168.2.201)Q0.0~Q0.7整個QB0全部都有輸出;同理,主機檢測到自己I0.0下降沿,將0  MOV到VB0(即就是VB0的8個位都為0),此時分機(192.168.2.201)Q0.0~Q0.7整個QB0全部沒有輸出。

從機檢測到自己I0.0上升沿,將255  MOV到VB0(即就是VB0的8個位都為1),而組態的聯機Get指令將從機VB0映射到了主機QB0,那麼此時主機(192.168.2.200)Q0.0~Q0.7整個QB0全部都有輸出;同理,從機檢測到自己I0.0下降沿,將0  MOV到VB0(即就是VB0的8個位都為0),此時主機(192.168.2.200)Q0.0~Q0.7整個QB0全部沒有輸出。

簡單點說,就是用主機I0.0點控制從機QB0一個字節的輸出;用從機I0.0點控制主機QB0一個字節的輸出。

到底是不是這樣子?下載程序後看看運行情況。連接網線,將主控程序下載進主機PLC,下圖右側為主機(192.168.2.200)。

監控主機程序截圖。監控時可以發現Rx/Tx指示燈亮(上圖右側PLC上橘黃色燈光)。

下載從機PLC程序,如下圖將2臺PLC網口用網線連接起來,紅色按鍵按下鎖定(接於主機I0.0位),此時主機檢測到I0.0上升沿,分機PLC的Q0.0~Q0.7全部輸出(下圖左邊PLC下端一排綠燈)

綠色自復位按鍵按下不放(接於從機I0.0位),此時從機檢測到I0.0上升沿,主機PLC的Q0.0~Q0.7全部輸出(下圖右邊PLC下端一排綠燈)

OK!在STEP 7-MicroWIN SMART V2.0環境下採用Get/Put嚮導完成PLC之間Get/Put乙太網通訊就是這樣簡單。

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