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大 I/O 能力計算

S7-1200 大I/O能力取決于以下幾個因素，這些因素之間互相影響、制約，必須綜合考慮：

• CPU 輸入/輸出過程變量映像區(qū)大小
• CPU 本體的 I/O 點數(shù)
• CPU 帶擴展模塊的數(shù)目，見表1（CPU 所帶智能通訊模塊安裝于 CPU 左側，不占用擴展模板資源數(shù)）
• CPU 的 5 VDC 電源是否滿足所有擴展模塊的需要

5 VDC 電源需求請參考 S7-1200 PLC 電源需求與計算，其它影響因素請參考如下表1 。

表1. S7-1200 PLC 影響 I/O 能力的性能參數(shù)

CPU 參數(shù)	CPU 1211C	CPU 1212C	CPU 1214C	CPU 1215C	CPU 1217C
3 CPUs	DC/DC/DC, AC/DC/RLY, DC/DC/RLY
集成數(shù)字量 I/O	6 輸入 / 4 輸出	8 輸入/ 6 輸出	14 輸入 / 10 輸出
集成模擬量 I/O	2 輸入			2 輸入/ 2 輸出	2 輸入/ 2 輸出
過程映像區(qū)	1024 字節(jié)輸入 / 1024 字節(jié)輸出
信號板擴展	多1個
信號模塊擴展	無	多2個	多8個
大本地數(shù)字量 I/O	14	82	284
大本地模擬量 I/O	3	19	67	69	69
通信模塊擴展	多3個

S7-1200 PLC 電源需求與計算

S7-1200 CPU 提供 5 VDC 和 24 VDC 電源：

• 當有擴展模板時，CPU 通過 I/O 總線為其提供 5 VDC 電源，所有擴展模塊的 5 VDC 電源消耗之和不能超過該 CPU 提供的電源額定值。若不夠用不能外接 5 VDC 電源。
• 每個 CPU 都有一個 24 VDC 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 24 VDC。如果電源要求超出了 CPU 模塊的電源額定值，你可以增加一個外部 24 VDC 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。

S7-1200 系統(tǒng)電源數(shù)據(jù)簡表

詳情請參考新的《 S7-1200 系統(tǒng)手冊》或模塊說明書。

表2. CPU 的供電能力

CPU 型號	電流供應 (mA)
	5 VDC	24 VDC
CPU 1211C	750	300
CPU 1212C	1000	300
CPU 1214C	1600	400
CPU 1215C	1600	400
CPU 1217C	1600	400

表3. CPU 上及擴展模塊上的數(shù)字量輸入所消耗的電流

CPU 上及擴展模塊上的數(shù)字量	電流需求 (mA)
	5 VDC	24 VDC
每點輸入	----	4 mA/輸入

注意：如果數(shù)字量輸入點使用外接24VDC電源，則不必納入計算。

表4. 數(shù)字擴展模塊所消耗的電流

數(shù)字擴展模塊型號	訂貨號	電流需求
		5 VDC (mA)	24 VDC
SM 1221 8 x 24 VDC輸入	6ES7 221-1BF30-0XB0	105	4 mA/輸入
SM 1221 16 x 24 VDC輸入	6ES7 221-1BH30-0XB0	130	4 mA/輸入
SM 1222 8 x 24 VDC輸出	6ES7 222-1BF30-0XB0	120	---
SM 1222 16 x 24 VDC輸出	6ES7 222-1BH30-0XB0	140	---
SM 1222 8 x 繼電器輸出	6ES7 222-1HF30-0XB0	120	11 mA/輸出
SM 1222 16 x 繼電器輸出	6ES7 222-1HH30-0XB0	135	11 mA/輸出
SM 1223 8 x 24 VDC輸入/8 x 24 VDC輸出	6ES7 223-1BH30-0XB0	145	4 mA/輸入
SM 1223 16 x 24 VDC輸入/16 x 24 VDC輸出	6ES7 223-1BL30-0XB0	185	4 mA/輸入
SM 1223 8 x 24 VDC 輸入/8 x 繼電器輸出	6ES7 223-1PH30-0XB0	145	4 mA/輸入 11 mA/輸出
SM 1223 16 x 24 VDC 輸入/16 x 繼電器輸出	6ES7 223-1PL30-0XB0	180	4 mA/輸入 11 mA/輸出

表5.模擬擴展模塊所消耗的電流

模擬擴展模塊型號	訂貨號	電流需求 (mA)
		5 VDC	24 VDC
SM 1231 4 x 模擬量輸入	6ES7 231-4HD30-0XB0	80	45
SM 1231 8 x 模擬量輸入	6ES7 231-4HF30-0XB0	90	45
SM 1232 2 x 模擬量輸出	6ES7 232-4HB30-0XB0	80	45 (無負載)
SM 1232 4 x 模擬量輸出	6ES7 232-4HD30-0XB0	80	45 (無負載)
SM 1234 4 x 模擬量輸入/2 x 模擬量輸出	6ES7 234-4HE30-0XB0	80	60 (無負載)
SM 1231 4 x TC 模擬量輸入	6ES7 231-5QD30-0XB0	80	40
SM 1231 4 x RTD 模擬量輸入	6ES7 231-5PD30-0XB0	80	40

表6.信號板所消耗的電流

信號板型號	訂貨號	電流需求
		5 VDC (mA)	24 VDC
SB 1223 2 x 24 VDC 輸入/2 x 24 VDC 輸出	6ES7 223-0BD30-0XB0	50	4 mA/輸入
SB 1232 1 路模擬量輸出	6ES7 232-4HA30-0XB0	15	40 mA (無負載)
SB 1221,200kHz 4 x 5 VDC 輸入	6ES7 221-3AD30-0XB0	40	15 mA/輸入 +15 mA
SB 1222,200kHz 4 x 5 VDC 輸出	6ES7 222-1AD30-0XB0	35	15 mA
SB 1223,200kHz 2 x 5 VDC 輸入/2 x 5 VDC 輸出	6ES7 223-3AD30-0XB0	35	15 mA/輸入 +15 mA
SB 1221,200kHz 4 x 24 VDC 輸入	6ES7 221-3BD30-0XB0	40	7 mA/輸入 +20 mA
SB 1222,200kHz 4 x 24 VDC 輸出	6ES7 222-1BD30-0XB0	35	15 mA
SB 1223,200kHz 2 x 24VDC輸入/2x24 VDC輸出	6ES7 223-3BD30-0XB0	35	7 mA/輸入 +30 mA

表7.通訊模塊所消耗的電流

通訊模塊型號	訂貨號	電流供應 (mA)
		5 VDC	24 VDC
CM 1241 RS232	6ES7 241-1AH30-0XB0	220	---
CM 1241 RS485	6ES7 241-1CH30-0XB0	220	---

電源需求計算實例

以下實例是 PLC 電源計算實例，該 PLC 包括一個 CPU 1214C AC/DC/繼電器型、1xSM 1231 4 x 模擬量輸入、 3xSM 1223 8 DC輸入/8 繼電器輸出和 1xSM 1221 8DC 輸入。該實例一共有 46 點輸入和 34 點輸出 。電源需求如下表8.所示

表8.電源需求計算實例列表

CPU 電源計算	5 VDC	24 VDC
CPU 1214C AC/DC/繼電器型	1600 mA	400 mA
減
系統(tǒng)要求	5 VDC	24 VDC
CPU 1214C， 14點輸入	---	14 * 4 mA = 56 mA
1 個 SM 1231	1 * 80 mA = 80 mA	1 * 45 mA = 45 mA
3 個 SM 1223	3 * 145 mA = 435 mA	3 * 8 * 4 mA = 96 mA
		3 * 8 * 11 mA = 264 mA
1 個 SM 1221	1 * 105 mA = 105 mA	8 * 4 mA = 32 mA
總要求	620 mA	493 mA
等于
電流差額	5 VDC	24 VDC
總電流差額	980 mA	- 93 mA

 注意：該 CPU 已分配驅動內部繼電器線圈所需的電源，則電源計算中無需包括 CPU 內部繼電器線圈的功率要求。

由表中可以看出，所選 CPU 已經為 SM 提供了足夠的 5 VDC 電流，但沒有通過傳感器電源為所有輸入和擴展繼電器線圈提供足夠的 24 VDC 電流。I/O 需要 493 mA 而 CPU 只能提供 400 mA。則該系統(tǒng)而外需要一個至少為 93 mA 的 24 VDC 電源以運行所有包括的 24 VDC 輸入和輸出。

常見問題

 CPU 提供的 5 VDC 電源能否使用外部電源擴展？

答：不能，根據(jù)模板 5 VDC 電源使用情況選擇合適的 CPU 。

 CPU 提供的 24 VDC 電源不夠用時，能否使用外部電源擴展？

答：可以，根據(jù)需要可以選擇使用外部電源。

 通訊模板（CM）和信號板（SB）是否占用信號擴展模板數(shù)量？

答：

• 擴展模板僅指信號模板，安裝于 CPU 的右側，共有 8 個擴展槽位
• 通訊模塊安裝于 CPU 左側，并不占用擴展模板資源數(shù)
• 信號模塊安裝于 CPU 上側，每個 CPU 多只能安裝 1 個，并不占用擴展模板資源數(shù)

S7-1200 模板安裝位置如下：

• 1 號槽位為CPU
• 紅色圖框為信號板（SB）安裝位置
• 藍色圖框內為 101 ~ 103 三個槽位，為通訊模板（CM）安裝位置
• 綠色圖框內為 2 ~ 9 八個槽位，為信號模板（SM）安裝位置

 通電時能否插拔模板？哪里賣西門子30A電源模塊

答：不能，所有的信號板、信號模板和通訊模板都不支持通電時的插入和拔除 。

CPU224 XP 高速I/O

S7-200 CPU支持6路高速數(shù)字量輸入（CPU224/226）和兩路高速數(shù)字量輸出（用于PTO/PWM）。

新產品CPU224 XP高速輸入中的兩路支持更加高的速度。用作單相脈沖輸入時，可以達到200KHz；用作雙相90°正交脈沖輸入時，速度可達100KHz。

CPU224 XP的兩路高速數(shù)字量輸出速率可以達到100KHz。

圖1. CPU224 XP數(shù)字量接線

圖中：

1. 高速輸出點Q0.0和Q0.1與Q0.2 - Q0.4成組支持5 - 24VDC電壓輸出
2. 特高速輸入點I0.3/I0.4/I0.5支持5 - 24VDC電壓的源型或漏型輸入；同組其他輸入點電壓可以仍然是24VDC，單要求兩者的電源的公共端在1M處連接

 

CPU224 XP的高速數(shù)字量輸入

除了其他高速輸入端子外，CPU224 XP*的高速輸入端子為I0.3、I0.4、I0.5。

具體位置如圖1所示。

這些特高速輸入端可用作高速計數(shù)器輸入端，如表1所示：

表1. CPU224 XP高速輸入端子與計數(shù)器分配

模式	描述	輸入點
	HSCO	I0.0	I0.1	I0.2
	HSC1	I0.6	I0.7	I1.0	I1.1
	HSC2	I1.2	I1.3	I1.4	I1.5
	HSC3	I0.1
	HSC4	I0.3	I0.4	I0.5
	HSC5	I0.4
0	帶有內部方向控制的單相計數(shù)器	時鐘
1		時鐘		復位
2		時鐘		復位	啟動
3	帶有外部方向控制的單相計數(shù)器	時鐘	方向
4		時鐘	方向	復位
5		時鐘	方向	復位	啟動
6	帶有增減計數(shù)時鐘的雙相計數(shù)器	增時鐘	減時鐘
7		增時鐘	減時鐘	復位
8		增時鐘	減時鐘	復位	啟動
9	A/B相正交計數(shù)器	時鐘A	時鐘B
10		時鐘A	時鐘B	復位
11		時鐘A	時鐘B	復位	啟動

 

根據(jù)上表可以看出：

• 要達到單相200KHz高速脈沖輸入，可以使用HSC4和HSC5，分別輸入到I0.3、I0.4
• 要實現(xiàn)雙相90°正交高速脈沖輸入，可以使用HSC4；此時HSC5因為I0.4被HSC4占用而不能使用
• HSC4可以工作在模式0、1、3、4、6、7、9、10
• HSC5可以工作在模式0

 支持特高速輸入的I0.3、I0.4、I0.5可以接受5 - 24VDC信號；它們既可以用于高速脈沖輸入，也可以用于普通輸入信號。它們與本組輸入點（I0.0 - I0.7）一起，支持源型和漏型輸入。

 

CPU224 XP高速脈沖輸出

CPU224 XP的高速脈沖輸出Q0.0和Q0.1支持高達100KHz的頻率。

 Q0.0和Q0.1支持5 - 24VDC輸出。但是它們必須和Q0.2 - Q0.4一起成組輸出相同的電壓。

 高速輸出只能用在CPU224 XP DC/DC/DC型號

 

常問問題

 CPU 224 XP 的高速計數(shù)器模式 12，是否可以計數(shù) 30 KHz 以上的脈沖？

CPU 224 XP 支持多 100 KHz 的高速脈沖輸出。S7-200 系列 CPU 只有高速計數(shù)器 HSC0, HSC3 能夠被設置為模式 12，使用的輸入端子為I0.0, I0.1，而不是特高速輸入端子：I0.3、I0.4、I0.5。非特高速脈沖信號輸入端由于硬件電路的限制（如光電耦合等）只能支持高 30 KHz 的高速脈沖輸入。

用戶使用高速計數(shù)器模式 12 時不需要任何外部連線，Q0.0(Q0.1) 與 I0.0(I0.1) 通過集成電路內部關聯(lián)，越過了外部信號處理電路，因此 HSC0(HSC1) 可以計 100KHz 或者更高頻率的脈沖。用戶在使用向導配置 S7-200 內部 PTO/PWM 操作時，勾選“使用高速計數(shù)器HSCx（模式12）自動計數(shù)線性 PTO 生成的脈沖”即可。

 CPU224 XP的高速輸入（I0.3/4/5）是5VDC信號，其他輸入點是否可以接24VDC信號？

可以。只需將兩種信號供電電源的公共端都連接到1M端子。這兩種信號必須同時為漏型或源型輸入信號。

 CPU224 XP的高速輸出點Q0.0和Q0.1接5V電源，其他點如Q0.2/3/4是否可以接24V電壓？

不可以。必須成組連接相同的電壓等級。

使用以下這些模塊，可以通過 RS485 和 RS422 接口進行串行通訊，在圖中給出了端子分配。

 

圖1.（RS485）和圖2.（RS422）

 

• ET 200SP CM PtP

圖3.（RS485）和圖4.（RS422）

• S7-1500 CM PtP RS485/RS422 BA/HF
• CP 340 / CP 341
• CP440/CP 441-1 / CP 441-2

圖5.（RS485）和圖6.（RS422）

• ET 200S 1SI

圖7.和圖8.（RS485）

• CM1241
• CB1241

注意：

 

如果使用了超過 50m 的 RS485 連接線或 RS422 連接線，需要加約 330Ω 的終端電阻。

CM 1241 和 CB 1241 的模塊使用其它的終端電阻。

終端和偏置在 RS485 網絡的兩端設置，中間的設備不需要增加終端和偏置。

 

 

ET200SP CM PtP

 

 

圖1 .顯示了 RS485 接口通訊的端子分配。
   

圖. 1
 

圖 2.顯示了 RS422 接口通訊的端子分配。
 

圖. 2
 

S7-1500 CM PtP RS485/RS422 BA/HF, CP 340,CP341,CP440, CP 441-1 和 CP 441-2 通訊模塊的 RS485 和 RS422 接口連接

 

圖 3.顯示了 RS485 接口通訊的端子分配

   

圖. 3

 

圖 4.顯示了 RS422 接口通訊的端子分配
   

圖. 4
 

ET200S 1SI

圖 5.顯示了 RS485 接口通訊的端子分配。
   

圖. 5

 

 

圖 6.顯示了 RS422 接口通訊的端子分配。
   

圖. 6

CM1241

 

圖 7 顯示了 RS485 接口通訊的端子分配。

可以使用西門子9-針的 PROFIBUS  DP 頭連接 CM1241。

使用 RS 485 公頭連接器可以在一個 RS485 網絡中連接多個設備，連接器可以在終端網絡選擇終端電阻。更多的信息參考下列鏈接中 S7-1200 手冊的第13.2 章節(jié)。

 

注意：下面的特性用于自己設計連接器使用。
 

Fig. 7

CB 1241

 

Fig. 8顯示了 RS485 連接通訊的端子分配.

 CB1241 提供了內部的終端電阻，不具備 9-針的母 D 型連接器。

連接終端電阻時，將 TRA 和 TA 短接，TRB 和 TB 短接。