西门子SB1222开关量模块

上海朕锌电气设备有限公司

西门子SB1222开关量模块

6ES7222-1AD30-0XB0 SIMATIC S7-1200，数字输出 SB 1222，4数字输出，5V DC 200kHz

1.概述

1.1 S7-1200 的PROFINET 通信口
S7-1200 CPU 本体上集成了一个 PROFINET 通信口，支持以太网和基于 TCP/IP 的通信标准。使用这个通信口可以实现 S7-1200 CPU 与编程设备的通信，与HMI触摸屏的通信，以及与其它 CPU 之间的通信。这个PROFINET 物理接口是支持10/100Mb/s的 RJ45口，支持电缆交叉自适应，因此一个标准的或是交叉的以太网线都可以用于这个接口。

1.2 S7-1200支持的协议和较大的连接资源

S7-1200 CPU 的PROFINET 通信口支持以下通信协议及服务
? TCP
? ISO on TCP ( RCF 1006 )
? S7 通信 (服务器端)

通信口所支持的较大通信连接数
S7-1200 CPU PROFINET 通信口所支持的较大通信连接数如下：
? 3个连接用于HMI (触摸屏) 与 CPU 的通信
? 1个连接用于编程设备（PG）与 CPU 的通信
? 8个连接用于Open IE ( TCP, ISO on TCP) 的编程通信，使用T-block 指令来实现
? 3个连接用于S7 通信的服务器端连接，可以实现与S7-200，S7-300以及 S7-400 的以太网S7 通信
S7-1200 CPU可以同时支持以上15个通信连接，这些连接数是固定不变的，不能自定义。

TCP（Transport Connection Protocol）
TCP是由 RFC 793描述的标准协议，可以在通信对象间建立稳定、安全的服务连接。如果数据用TCP协议来传输，传输的形式是数据流，没有传输长度及信息帧的起始、结束信息。在以数据流的方式传输时接收方不知道一 条信息的结束和下一条信息的开始。因此，发送方必须确定信息的结构让接收方能够识别 。在多数情况下TCP应用了IP (Internet protocol) ，也就是“TCP/IP 协议”， 它位于 ISO-OSI 参考模型的*四层。
协议的特点：
? 与硬件绑定的高效通信协议
? 适合传输中等到大量的数据 (<=8192 bytes)
? 为大多数设备应用提供
– 错误恢复
– 流控制
– 可靠性
? 一个基于连接的协议
? 可以灵活的与支持TCP协议的第三方设备通信
? 具有路由兼容性
? 只可使用静态数据长度
? 有确认机制
? 使用端口号进行应用寻址
? 大多数应用协议，如TELNET、FTP都使用TCP
? 使用 SEND/RECEIVE 编程接口进行数据管理需要编程来实现

1.3 硬件需求和软件需求
硬件：西门子SB1222开关量模块
① S7-1200 CPU
② S7-300 CPU + CP343-1（支持S7 Client）
③ PC（带以太网卡）
④ TP以太网电缆
软件：
① STEP 7 Basic V10.5
② STEP 7 V5.4

 

2. ISO on TCP 通信
S7-1200 CPU 与S7-300/400 之间通过ISO on TCP 通信，需要在双方都建立连接，连接对象选择“Unspecified”。
所完成的通信任务为：
① S7-1200将DB3里的100个字节发送到S7-300的DB2中
② S7-300将输入数据IB0发送给S7-1200的输出数据区QB0。

2.1 S7-1200 CPU 的组态编程
组态编程过程与 S7-1200 CPU 之间的通信基本相似 （见 6.3 ），这里简单描述一下步骤：
① 使用STEP 7 Basic V10.5 软件新建一个项目
在STEP 7 Basic 的“Portal View”中选择 “Create new project”创建一个新项目
② 添加新设备
然后进入“Project view”，在“Project tree”下双击“Add new device”，在对话框中选择所使用的S7-1200 CPU添加到机架上，命名为 PLC_1。
③ 为 PROFINET 通信口分配以太网地址
在“Device View”中点击 CPU 上代表PROFINET 通信口的绿色小方块，在下方会出现PROFINET 接口的属性，在 “Ethernet addresses”下分配IP 地址为 192.168.0.1 ，子网掩码为255.255.255.0。
④ 在 S7-1200 CPU 中调用“TSEND_C”通信指令并配置连接参数和块参数
在主程序中调用发送通信指令，进入“Project tree” > “ PLC_1”>“Program blocks”>“Main”主程序中，从右侧窗口“Instructions”> “Extended Instructions”>“Communications”下调用“TSEND_C”指令，并选择“Single Instance”生成背景 DB块。然后单击指令块下方的“下箭头”，使指令展开显示所有接口参数。
然后，创建并定义发送数据区 DB 块。通过“Project tree”>“ PLC_1”> “Program blocks” >“Add new block” ，选择 “Data block”创建 DB 块，选择**寻址，点击“OK”键，定义发送数据区为 100个字节的数组。
根据所使用的参数创建符号表，如图1所示。
配置连接参数，如图2所示。
配置块接口参数，如图3所示。

1．控制系统原理和接线图

下图是本例中所使用的原理和接线图。

图1:控制系统原理和接线图

2．硬件需求
S7-1200 PLC目前有3种类型的CPU：
1）S7-1211C CPU。
2）S7-1212C CPU。
3）S7-1214C CPU。
这三种类型的CPU都可以使用USS通信协议通过通信模块CM1241 RS485来实现S7-1200与G120变频器的通信。

本例中使用的PLC硬件为：
1）PM1207电源 ( 6EP1 332-1SH71 )
2） S7-1214C ( 6ES7 214 -1BE30 -0XB0 )
3) CM1241 RS485 ( 6ES7 241 -1CH30 -0XB0 )
4) 模拟器 ( 6ES7 274 -1XH30 -0XA0 )

本例中使用的G120变频器硬件为：
1） SINAMICS G120 PM240 （6SL3244-0BA20-1BA0）
2） SINAMICS G120 CU240S（6SL3224-0BE13-7UA0）
3） SIEMENS MOTOR (1LA7060-4AB10)
4） 操作面板 ( XAU221-001469)
5） USS 通信电缆 ( 6XV1830-0EH10)

3．软件需求

1) 编程软件 Step7 Basic V10.5 ( 6ES7 822-0AA0-0YA0)

4．组态

我们通过下述的实际操作来介绍如何在Step7 Basic V10.5 中组态S7-1214C 和G120变频器的USS通信。

4. 1 PLC 硬件组态

首先在Step7 Basic V10.5中建立一个项目，如图1所示。

西门子SB1222开关量模块
图2： 新建S7 1200项目

在硬件配置中，添加CPU1214C和通信模块CM1241 RS485模块，如图2所示。

图3： S7 1200硬件配置

在CPU的属性中，设置以太网的IP地址，建立PG与PLC的连接，如下图所示。

图4： S7 1200 IP地址的设置

4. 2 G120参数设置

变频器的参数设置如下表所示。

序号	功能	参数	设定值
1	工厂设置复位	P0010	30
2	工厂设置复位	P970	1
3	快速启动设置	P0010	1
4	电机额定电压	P0304	380V
5	电机额定功率	P0307	5.5KW
6	电机额定频率	P0310	50Hz
7	电机额定转速	P0311	1350r/min
8	USS命令源	P0700	5
9	频率设定源	P01000	5
10	较小电机频率	P1080	0.0Hz
11	较大电机频率	P1081	50.0Hz
12	启动斜坡时间	P1120	10.0S
13	延迟斜坡时间	P1121	10.0S
14	结束快速启动设置	P3900	1
15	激活*模式	P0003	3
16	参考频率	P2000	50.0Hz
17	USS数据传输速度	P2010	9
18	USS从站地址	P2011	1
19	USS PZD长度	P2012	2
20	USS PKW长度	P2013	4
21	通信监控	P2014	0
22	在E2PROM 保存数据	P0971	1
23	激活*模式	P0003	3
24	激活参数模式	P0010	30
25	从G120中传输参数到BOP	P0802	1

表1 ：G120变频器的参数设置

6ES7 960-1AA04-0XA0 冗余系统同步模板（新）近距离同步（10米以内）
6ES7 960-1AB04-0XA0 冗余系统同步模板（新）远程同步模板（10米到10公里，用同长度的光缆）
6ES7 960-1AA04-5AA0 冗余系统光纤连接电缆（1米）（新）
6ES7 960-1AA04-5BA0 冗余系统光纤连接电缆（2米）（新）
6ES7 960-1AA04-5KA0 冗余系统光纤连接电缆（10米）（新）
6ES7 833-1CC01-0YA5 S7F系统可选软件包
6ES7 833-1CC00-6YX0 F运行授权
6ES7 197-1LA03-0XA0 Y-LINK 
6ES7 492-1AL00-0AA0 前连接器
6ES7 400-1TA01-0AA0 主板(18槽)
6ES7 400-1JA01-0AA0 主板(9槽)
6ES7 400-1TA11-0AA0 主板(18槽)铝板
6ES7 400-1JA11-0AA0 主板(9槽)铝板
6ES7 401-2TA01-0AA0 CR2主板（18槽）
6ES7 400-2JA00-0AA0 UR2-H主板（18槽）
6ES7 400-2JA10-0AA0 UR2-H主板（18槽）铝板
6ES7 403-1TA01-0AA0 ER1机架（18槽）
6ES7 403-1JA01-0AA0 ER2机架（9槽）
6ES7 403-1TA11-0AA0 ER1机架（18槽）铝板
6ES7 403-1JA11-0AA0 ER2机架（9槽）铝板
6ES7 460-0AA01-0AB0 IM460-0
6ES7 461-0AA01-0AA0 IM461-0
6ES7 468-1AH50-0AA0 连接电缆  (0.75米）
6ES7 468-1BB50-0AA0 连接电缆 (1.5米）
6ES7 461-0AA00-7AA0 终端器
6ES7 460-1BA01-0AB0 IM460-1
6ES7 461-1BA01-0AA0 IM461-1
6ES7 468-3AH50-0AA0 468-3连接电缆  (0.75米）
6ES7 468-3BB50-0AA0 468-3连接电缆 (1.5米）
6ES7 460-3AA01-0AB0 IM460-3
6ES7 461-3AA01-0AA0 IM461-3
6ES7 468-1BF00-0AA0 468-1连接电缆（5米）
6ES7 468-1CB00-0AA0 468-1连接电缆（10米）
6ES7 468-1CC50-0AA0 468-1连接电缆（25米）
6ES7 468-1CF00-0AA0 468-1连接电缆（50米）
6ES7 468-1DB00-0AA0 468-1连接电缆（100米）
6ES7 461-3AA00-7AA0 终端器
6ES7 463-2AA00-0AA0 IM463-2接口模块
6ES7 964-2AA04-0AB0 IF-964 DP接口模块


6RA70   (三相桥B6C)     
6RA7018-6DS22-0 3AC 400V    485V 30A    325V  5A
6RA7025-6DS22-0   60A  10A
6RA7028-6DS22-0   90A  10A
6RA7031-6DS22-0   125A  10A
6RA7075-6DS22-0   210A  15A
6RA7078-6DS22-0   280A  15A
6RA7081-6DS22-0   400A  25A
6RA7085-6DS22-0   600A  25A
6RA7087-6DS22-0   850A  30A
6RA7025-6GS22-0 3AC 575V 690V 60A 325V 5A
6RA7031-6GS22-0   125A  10A
6RA7075-6GS22-0   210A  15A
6RA7081-6GS22-0   400A  25A
6RA7085-6GS22-0   600A  25A
6RA7087-6GS22-0   800A  30A
6RA7086-6KS22-0 3AC 690V 900V 720A  30A
6RA70(三相反并桥)  (B6) A (B6) C    
6RA7013-6DV62-0 3AC 400V 420V 15A 325V 3A
6RA7018-6DV62-0   30A  5A
6RA7025-6DV62-0   60A  10A
6RA7028-6DV62-0   90A   10A
6RA7031-6DV62-0   125A  10A
6RA7075-6DV62-0   210A  15A
6RA7078-6DV62-0   280A  15A
6RA7081-6DV62-0   400A  25A
6RA7085-6DV62-0   600A  25A
6RA7087-6DV62-0   850A  30A
6RA7025-6GV62-0 3AC 575V 600V 60A 325V 5A
6RA7031-6GV62-0   125A  10A
6RA7075-6GV62-0   210A  15A
6RA7081-6GV62-0   400A  25A
6RA7085-6GV62-0   600A  25A
6RA7087-6GV62-0   850A  30A
6RA7086-6KV62-0 3AC 690V 725V 760A 325V 30A
西门子SB1222开关量模块