S7-200 SMART选型指南之高级功能

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SIMATIC S7-200 SMART

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产品选型

发布时间：2024年01月04日

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介绍了S7-200 SMART控制器的高级功能。用户可以了解到控制器所支持的通信功能、运动控制功能、PID功能和高速计数器能力。这使用户能够评估控制器是否满足其应用的功能要求。

S7-200 SMART 功能

S7-200smart传承了S7-200 系列CPU经典编程理念，可以实现基本编程及高级功能的应用。

1. 通信功能

S7-200 SMART SR/ST CPU 模块本体集成 1 个 PROFINET 接口和 1 个 RS485接口，通过扩展 CM01 信号板或者 EM DP01 模块，其通信端口数量最多可增至 4 个，可满足小型自动化设备与触摸屏、变频器、伺服驱动器及第三方设备通信的需求。

以太网通信
SR/ST CPU集成的PROFINET接口，支持多种协议，高效连接各种设备：
● PROFINET控制器：可与变频器或伺服驱动器进行通信，最多支持8台设备
● PROFINET智能设备：支持与PROFINET控制器通信（S7-200 SMART V2.4只支持做PROFINET的IO控制器，S7-200 SMART V2.5起支持做PROFINET的控制器和IO设备）。
● 支持Web服务器功能，客户可自定义网页界面，（S7-200 SMART V2.6只支持做Web服务器，S7-200 SMART V2.7起支持Web API 客户可自定义网页界面）。
● 与SMART LINE触摸屏进行通信：最多支持8台设备
● S7 通信，支持8个主动和8个被动连接
● 开放式以太网通信：支持TCP，UDP，ISO_on_TCP，Modbus TCP等多种通信协议，支持8个主动和8个被动连接
● 可作为程序下载端口

PROFIBUS 通信
使用EM DP01扩展模块可以将S7-200 SMART SR/ST CPU做为PROFIBUS-DP从站连接到PROFIBUS通信网络。通过模块上的旋转开关可以设置PROFIBUS-DP从站地址。该模块支持9600波特到12M波特之间的任一PROFIBUS波特率，最大允许244输入字节和244输出字节。
支持下列协议：
● MPI从站
● PROFIBUS-DP从站

串口通信
S7-200 SMART CPU模块均集成1个RS485接口，可以与变频器、触摸屏等第三方设备通信。如果需要额外的串口，ST/SR系列可通过扩展CM01信号板来实现，信号板支持RS232/RS485自由转换。
串口支持下列协议：
● Modbus RTU
● USS
● 自由口通信

与上位机的通信
通过PC Access SMART，操作人员可以轻松通过上位机读取S7-200 SMART的数据，从而实现设备监控或者进行数据存档管理。
注：(PC Access SMART 是 S7-200 SMART 与上位机通信的OPC软件)

2. 运动控制

S7-200 SMART CPU本体集成了高速脉冲输出功能，脉冲分成PWM和PTO两种方式：
1）脉宽调制（PWM）：脉冲占空比可调的脉冲输出，脉冲的周期是固定的。
2）脉冲串输出（PTO）：输出脉冲占空比固定为1:1的脉冲输出，脉冲的周期是可调的。
PWM通过修改脉冲占空比控制阀门、加热器这类设备，PTO常用于脉冲控制步进或伺服电机。

S7-200 SMART 晶体管输出类型 CPU 模块本体最多提供 4 轴 100 KHz 高速脉冲输出，通过强大灵活的设置向导可组态为 PWM 输出或运动控制输出，支持多达 3 轴直线插补功能，为步进电机或伺服电机的速度和位置控制提供了统一的解决方案。

S7-200 SMART SR/ST CPU 使用集成的 PROFINET 接口，可利用通信的方式控制伺服驱动器，进一步减少设备间的接线，缩短设备的响应时间，从而满足小型机械设备的定位需求。

CPU型号	CPU本体支持轴数量	通过PROFINET通信可带轴数量
ST20	2	8
ST30	3	8
ST40	3	8
ST60	4（低于V2.8版本只支持3个轴）	8

注：CPU ST20 型号仅支持运动控制轴组进行 2D 直线插补运动；CPU ST30、CPU ST40 和CPU ST60 型号支持运动控制轴组进行 2D 和 3D 直线插补运动。
有关运动控制相关的详细信息，请参见"S7-200 SMART系统手册"。https://support.industry.siemens.com/cs/cn/zh/view/109745610

3. PID 控制

PID是目前自动控制中非常常用的一种控制功能，可以实现被控对象自动控制。S7-200 SMART CPU的PID控制功能可以实现模拟量输出或PWM输出，最多可支持16路PID控制，支持双向（正向/加热和负向/制冷）输出，提供了两种整定方式，预调节和精确调节。用户可以通过PID控制面板对实际对象进行PID控制调节，还可借助PID自整定功能，对具备自整定条件的被控对像进行评估整定，得到较优的PID控制参数。

4. 高速计数器

S7-200 SMART CPU具有集成的、硬件高速计数器，支持计数模式和频率模式。普通的计数指令的计数频率会受到扫描周期的影响，高速计数器则不会。S7-200 SMART CPU可以采集正交、双相脉冲、单脉冲或是脉冲方向的高速脉冲信号，高速计数器比较常见的应用是用来记录增量编码器的计数值。用户可以通过指令编程或是通过高速计数器向导生成子程序编程实现高速计数功能。

S7-200 SMART 标准型CPU支持6路高速计数器，紧凑型CPU支持4路高速计数器，具体请参见下表。