西门子CPU模块6ES7288-2DR16-0AA0 量大从优

PU西门子S7-288模块主要包括运算器和高速缓冲存储器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线(Bus)。它与内部存储器和输入/输出(I/O)设备合称为电子计算机核心部件。
288模块寄存器
包括通用寄存器、寄存器和控制寄存器。
通用寄存器又可分定点数和浮点数两类，它们用来保存指令执行过程中临时存放的寄存器操作数和中间的操作结果。
通用寄存器是CPU西门子S7-288模块的重要组成部分，大多数指令都要访问到通用寄存器。通用寄存器的宽度决定计算机内部的数据通路宽度，其端口数目往往可影响内部操作的并行性。
寄存器是为了执行一些操作所需用的寄存器。
控制寄存器(CR0～CR3)用于控制和确定处理器的操作模式以及当前执行任务的特性。CR0中含有控制处理器操作模式和状态的系统控制标志；CR1保留不用；CR2含有导致页错误的线性；CR3中含有页目录表物理内存基.
基于串行链路的Modbus通信网络是一种主从式网络，在串行网络中只允许存在一个主节点和多247个从节点，在这种网络下，标准ModbusADU中的附加地址域只包含从节点的地址，可寻址范围是0~247，地址0作为广播模式地址使用，从节点地址的有效取值范围是1~247，并且每个从节点的地址必须是的，主节点不存在具体的地址值。主节点设备将要访问的从节点设备的地址放入到请求帧的地址域中，当该地址的从节点设备作出响应时，将会把从节点设备的地址复制到响应帧的地址域中，主节点设备通过该地址得知是由哪个从节点设备发来的响应。
采用RTU通信模式要比ASCII模式在同样波特率下能传输更多信息，在RTU模式底下是以二进制编码方式对传输数据进行编码，报文中每一个字节(8位二进制位)包含了两个十六进制字符，同一报文内的字符必须连续传输。RTU模式字节传输格式由1位起始位，8位数据位，1位奇偶检验位和1位停止位依次组成，共占用11位二进制位。当不使用奇偶检验时，奇偶校验位也作停止位使用，此时共有两位停止位。RTU传输模式下帧的差错校验域内存放的是报文经过循环冗余检验(CRC)算法计算得出的结果。
采用ASCII通信模式时，每一个字节(8位二进制位)用两个ASCII字符表示。由于每个字节都要用两个字符表示，数据域的长度是RTU模式的两倍，显然在该模式下的传输效率要比RTU模式低。该模式的字节传输格式与RTU模式相似，只是数据位置占用7个二进制位。ASCII模式下帧的差错检验算法为纵向冗余校验(LRC)。
Modbus-TCP实现了在TCP/IP以太网上以客户/服务器方式的Modbus报文通信。这种通信模型是将Modbus协议作为应用层协议嵌入到低层TCP/IP协议中构成的。与标准Modbus帧相比，Modbus-TCP帧中的寻址与校验交由TCP/IP协议完成。如图3所示，使用封装的方法将ModbusPDU嵌入到TCP报文中形成Modbus-TCP帧，该帧在PDU之前形成了一个占用7个字节大小的MBAP帧头，帧头可以划分为四部分，如表3所示。
交易标识符用于交易校验，服务器端节收到由客户发来的请求交易标识符并复制到响应中。协议标识符用于系统内多路复用传输，取0值时代表Modbus协议传输。长度域记录了该域后续报文的字节长度(包括设备识别符和数据域)，用于服务器识别报文的传输结束。设备标识符用于系统内路由，当需要与通过以太网网关连接的Modbus串行链路或Modbus-Plus通信网络上的设备进行通信时，该标识符域的值由Modbus-TCP客户在请求帧中设置，服务器接收到后，在响应帧中复制该值。
构成系统
PROFIBUS-DP允许构成单主站或多主站系统。在同一总线上*多可连接126个站点。系统配置的描述包括：站数．站地址．输入/输出地址．输入/输出数据格式．诊断信息格式及所使用的总线参数。每个PROFIBUS-DP系统可包括以下三种不同类型设备：
① 上等DP主站（DPM1）：上等DP主站是控制器，它在预定的周期内与分散的站（如DP从站）交换信息。典型的DPM1如PLC或PC。
②二级DP主站（DPM2）：二级DP主站是编程器．组态设备或操作面板，在DP系统组态操作时使用，完成系统操作和监视目的。
③ DP从站：DP从站是进行输入和输出信息采集和发送的设备（I/O设备．驱动器．HMI．阀门等）。
④单主站系统：在总线系统的运行阶段，只有一个活动主站。
⑤ 多主站系统：总线上连有多个主站。这些主站与各自从站构成相互立的子系统。每个子系统包括一个DPMI．的若干从站及可能的DPM2设备。任何一个主站均可读取DP从站的输入/输出映象，但只有一个DP主站允许对DP从站写入数据。
系统行为
系统行为主要取决于DPM1的操作状态，这此状态由本地或总线的配置设备所控制。主要有以下三种状态：
·停止：在这种状态下，DPM1和DP从站之间没有数据传输。
·：在这种状态下，DPM1读取DP从站的输入信息并使输出信息保持在故障状态。
·运行：在这种状态下，DPM1处于数据传输阶段，循环数据通信时，DPM1从DP站读取输入信息并向从站写入输出信息。
①DPM1设备在一个预先设定的时间间隔内，以有选择的广播方式将其本地状态周期性地发送到每一个有关的DP从站。
② 如果在DPM1的数据传输阶段中发生错误，DPM1将所有有关的DP从站的输出数据立即转入状态，而DP从站将不在发送用户数据。在次之后,DPM1转入状态。
循环数据
DPM1和相关DP从站之间的用户数据传输是由DPM1按照确定的递归顺序自动进行。在对总线系统进行组态时，用户对DP从站与DPM1的关系作出规定，确定哪些DP从站被纳入信息交换的循环周期，哪些被排斥在外。
DMP1和DP从站之间的数据传送分三个阶段：参数设定．组态．数据交换。在参数设定阶段，每个从站将自己的实际组态数据与从DPM1接受到的组态数据进行比较。只有当实际数据与所需的组态数据相匹配时，DP从站才进入用户数据传输阶段。因此，设备类型．数据格式．长度以及输入输出数量必须与实际组态一致。
电缆敷设
采用 RS485 和 IEC 61158-2 传输协议的总线网段通过网段耦合器/链接器进行链接。西门子S7-200SMART模拟量输入/输出模块EM AM06 性能可靠，接线方便： I/O 信号是通过统一的 40 针前连接器来连接的。 信号模块和前连接器之间具有机械编码，可防止因意外的错误插入而对电路造成破坏。 为了对前连接器进行简单接线，可将该连接器置于“预接线位置”。 在此位置上，插头尚未与模块电路接触。 此位置还可用于在运行过程中进行改动。 用户可借助于前盖内侧的一个印制电缆连接图进行连接。 前连接器作为带螺钉型端子或推入式端子的型号提供。 两个型号都可以连接线芯截面积为 0.252 ~ 1.5 mm2（AWG 24 ~ AWG 16）的导线。 另外，数字量信号模块可通过 TOP Connect 进行系统接线。 通过 TOP Connect，可以快速而清晰地连接到现场的传感器和执行器，并可在控制柜中进行简便接线。 对于模拟量模块，可以直接在模块上进行屏蔽；随模块提供了一个屏蔽连接套件，无需工具即可进行安装。 德国品质轻松拥有以太互联，经济便捷CPU 模块本体多集成3 路高速脉冲输出，频率高达100 kHz，支持PWM/PTO输出方式以及多种运动模式，可自由设置运动包络。配以方便易用的向导设置功能，快速实现设备调速、定位等功能。软件友好，编程SIMATIC S7-200 SMART 可编程控制器，SIMATIC SMART LINE 触摸屏和SINAMICS V20 变频器整合，为OEM 客户带来高性价比的小型自动化解决方案，满足客户对于人机交互、控制、驱动等功能的需求。制造的灵活性。这样就可以实现机器制造成本的进一步优化。间。 2012 年 3 月 15 日，西门子工业自动化产品成都生产及研发基地在成都开工建设，这是西门子在中国设立的大的现代化数字工厂，它具备高度自动化水平并满足严格的环保要求。工厂计划于 2013 年竣工投产。该项目位于成都高新区西部园区，总建筑面积将近 4 万平方米。新的工厂能为当地新增就业岗位 1000 余个。通过总线电缆外皮和 SpliTConnect 系统的接地端子，可实现系统范围内的接地方案。

在不同的通信方式中都要对ModbusPDU进行封装，组成不同的Modbus帧，这种帧在Modbus协议中有的名词称之为应用数据单元(ADU)。在Modbus-RTU和Modbus-Plus通信中采用的是标准应用数据单元，它只是在PDU前面加上了占用一个字节的附加地址和在PDU结束增加了占用两个字节的校验码。在Modbus-TCP/IP网络通信中需要对Modbus应用层协议进行重新封装，该封装是通过在ModbusPDU前加上了Modbus应用层协议帧头来实现。
基于串行链路的Modbus通信网络是一种主从式网络，在串行网络中只允许存在一个主节点和多247个从节点，在这种网络下，标准ModbusADU中的附加地址域只包含从节点的地址，可寻址范围是0~247，地址0作为广播模式地址使用，从节点地址的有效取值范围是1~247，并且每个从节点的地址必须是的，主节点不存在具体的地址值。主节点设备将要访问的从节点设备的地址放入到请求帧的地址域中，当该地址的从节点设备作出响应时，将会把从节点设备的地址复制到响应帧的地址域中，主节点设备通过该地址得知是由哪个从节点设备发来的响应。

运动控制
三轴 100 kHz 高速脉冲输出，实现定位.
运动控制基本功能
标准型晶体管输出CPU 模块，ST40/ST60 提供3 轴100 kHz 高速脉冲输出，支持PWM（脉宽调制）和PTO 脉冲输出
在PWM 方式中，输出脉冲的周期是固定的，脉冲的宽度或占空比由程序来调节，可以调节电机速度、阀门开度等
在PTO 方式（运动控制）中，输出脉冲可以组态为多种工作模式，包括自动寻找原点，可实现对步进电机或伺服电机的控制，达到调速和定位的目的
CPU 本体上的Q0.0，Q0.1 和Q0.3 可组态为PWM 输出或高速脉冲输出，均可通过向导设置完成上述功能
PWM 和运动控制向导设置
为了简化您应用程序中位控功能的使用，STEP 7- Micro/WINSMART 提供的位控向导可以帮助您在几分钟内全部完成PWM、PTO 的组态。该向导可以生成位控指令，您可以用这些指令在您的应用程序中对速度和位置进行动态控制。
PWM 向导设置根据用户选择的PWM 脉冲个数， 生成相应的PWMx_RUN 子程序框架用于编辑。
运动控制向导多提供3 轴脉冲输出的设置，脉冲输出速度从20 Hz 到100 kHz 可调。
运动控制功能特点
提供可组态的测量系统，输入数据时既可以使用工程单位（如英寸或厘米），也可以使用脉冲数
提供可组态的反冲补偿
支持、相对和手动位控模式
支持连续操作
提供多达32 组运动动包络，每组包络多可设置16 种速度
提供4 种不同的参考点寻找模式，每种模式都可对起始的寻找方向和终的接近方向进行选择
运动控制的
为了帮助用户开发运动控制方案，STEP 7- Micro/WIN SMART 提供运动控制面板。其中的操作、组态和包络组态的设置使用户在开发过程的启动和测试阶段就能轻松运动控制功能的操作。
使用运动控制面板可以验证运动控制功能接线是否正确，可以调整组态数据并测试每个移动包络
显示位控操作的当前速度、当前位置和当前方向，以及输入和输出LED（脉冲LED 除外）的状态
查看修改在CPU 模块中存储的位控操作的组态设置
编程
人性化软件，提升编程效率
STEP 7- Micro/WIN SMART 是为S7-200 SMART 开发的编程软件，能在Windows XP SP3/Windows 7 上运行，支持LAD、FBD、STL语言。安装文件小于100 MB。在沿用STEP 7- Micro/WIN 编程理念的同时，更多的人性化设计使编程更容易上手，项目开发更加。
全新菜单设计
摒弃了传统的下拉式菜单，采用了新颖的带状式菜单设计，所有菜单选项一览无余，形象的图标显示，操作更加方便快捷。
双击菜单即可隐藏，给编程窗口提供更多的可视空间。
全移动式窗口设计
软件界面中的所有窗口均可随意移动、并提供八种拖拽放置方式。
主窗口、程序编辑窗口、输出窗口、变量表、状态图等窗口均可按照用户的习惯进行组合，限度的提高编程效率。
变量定义与程序注释
用户可根据工艺需求自定义变量名，并且直接通过变量名进行调用，完全享受编程语言的便利。根据实现的功能，功能寄存器调用后自动命名，更加便捷。
STEP 7- Micro/WIN SMART 提供了完善的注释功能，能为程序块、编程网络、变量添加注释，大幅提高程序的可读性。当鼠标移动到指令块时，自动显示各管脚支持的数据类型。
强大的密码保护
STEP 7- Micro/WIN SMART 不仅对计算机中的程序源提供密码保护，同时对CPU 模块中的程序也提供密码保护，满足用户对密码保护的不同需求，保护用户的知识产权。
STEP 7- Micro/WIN SMART 对程序源实现三重保护：包括为为工程、POU（程序组织单元）、数据页设置密码，只有授权的用户才能查看并修改相应的内容。
编程软件对 CPU 模块里的程序提供4 级不同权限密码保护。
新颖的设置向导
STEP 7- Micro/WIN SMART 集成了简易快捷的向导设置功能，只需按照向导提示设置每一步的参数即可完成复杂功能的设定。新的向导功能允许用户直接对其中某一步的功能进行设置，修改已设置的向导便无需重新设置每一步。
向导设置支持以下功能：
• HSC（高速计数）
• 运动控制
• PID
• PWM（脉宽调制）
• 文本显示
状态
在STEP 7- Micro/WIN SMART 状态图中，可监测PLC 每一路输入/ 输出通道的当前值，同时可对每路通道进行强制输入操作来检验程序逻辑的正确性。
状态监测值既能通过数值形式，也能通过比较直观的波形图来显示，二者可相互切换。
另外，对PID 和运动控制操作，STEP 7- Micro/WIN SMART 通过的操作面板可对设备运行状态进行。

CPU 的启动、停止和上电复位 允许 有限制 有限制 有限制
读取日时钟 允许 允许 允许 允许
写入日时钟 允许 有限制 有限制 有限制
上传用户程序、数据和 CPU 组
态
允许 允许 有限制 不允许
下载程序块、数据块或系统块 允许 有限制 有限制 有限制
注：如果存在用户程序块，不允许对系
统块进行操作。如果用户下载程序块或
数据块，则需要进行密码验证。
复位为出厂默认设置 允许 有限制 有限制 有限制
程序块、数据块或系统块 允许 有限制 有限制 有限制
注：如果存在用户程序块，不允许对系
统块进行操作。
将程序块、数据块或系统数据块
复制到存储卡
允许 有限制 有限制 有限制
强制状态图中的数据 允许 有限制 有限制 有限制
执行单次或多次扫描操作。 允许 有限制 有限制 有限制
在 STOP 模式下写入输出。 允许 有限制 有限制 有限制
复位 PLC 信息中的扫描速率 允许 有限制 有限制 有限制
程序状态 允许 允许 有限制 不允许
项目比较 允许 允许 有限制 不允许
PLC 设备组态
6.1 组态 PLC 系统的运行
S7-200 SMART
系统手册, V2.5, 01/2020, A5E03822234-AI 155
通信写入限制
可对 V 存储器特定范围的通信写入进行限制，禁止对其它存储区进行通信写入（I、Q、
AQ 和 M）。要对 V 存储器特定范围的通信写入进行限制，选中“限制”(Restrict) 复选框，
以字节为单位组态 V 存储器范围。
使用此功能，用户程序可先验证写入此存储器子集的数据，然后再在应用程序中使用数
据，以获得更好的安全性。请注意，这些限制只适用于通信写入（例如来自 HMI、
STEP 7-Micro/WIN SMART、PC Access 和其它 CPU PUT 指令的写入），不适用于用
户程序写入。
说明
如果限制对 V 存储器特定范围的写访问，确保“文本显示”模块或 HMI 只在 V 存储器的可
写范围内写入。此外，如果使用 PID 向导、PID 控制面板、运动控制向导或运动控制面
板，确保这些向导或面板使用的 V 存储器在其可写范围内。
禁用此项限制时，可写入存储区的全部范围，包括 I、Q、M、V 和 AQ。
串行端口模式更改和日时钟 (TOD) 写入
无需密码也可通过串行端口（如果 CPU 型号支持，内置 RS485 和 RS485/RS232 信号
板都可使用）允许 CPU 模式更改（go-to-RUN 和 go-to-STOP）和 TOD 写入。为此，在
“串行端口”(Serial Ports) 部分选中“允许”(Allow) 复选框。
此复选框可向下兼容不提示这些功能的密码的旧版 HMI。下列选项可用：
● 如果已选中此复选框且 CPU 受密码保护，则可使用这些旧版 HMI 更改工作模式和进
行 TOD 写入。
● 如果未选中此复选框且 CPU 受密码保护，无法使用这些旧版 HMI 更改工作模式和进
行 TOD 写入。
● 如果 CPU 不受密码保护，无论是否选中复选框，都可使用这些旧版 HMI 更改工作模
式和进行 TOD 写入。
PLC 设备组态
6.1 组态 PLC 系统的运行
S7-200 SMART
156 系统手册, V2.5, 01/2020, A5E03822234-AI
访问受密码保护的 CPU
说明
输入受密码保护的 CPU 的密码后，当编程设备从 S7-200 SMART CPU 断开后，该密码
的授权级别多可保持一分钟有效时间。始终在断开电缆之前退出
STEP 7-Micro/WIN SMART，以防另一位用户未经授权擅自访问。
通过网络输入密码并不影响 S7-200 SMART CPU 的密码保护。如果一位授权用户通过网
络访问受限功能，则不授权其他用户访问这些功能。在某一时刻，只允许一位用户无限制
访问 S7-200 SMART CPU。
功能强大的AS-Interface连接
在AS-Interface网络上CP243-2将从CPU从222上升到功能强大的主站。根据新的AS-V2.1接口规范，可以更多连接62个站，甚至易于集成的模拟传感器。使用AS-Interface，可以在更高配置中更多连接248个DI+186DO。更大62站的数量更多可以包括31个模拟模块。方便AS-Interface接口向导支持从站和读/写入数据的配置。
强大的以太网连接
InternetTechnology模块CP243-1IT还为您提供快速访问功能。以太网模块CP243-1可以通过以太网快速访问S7-200的过程数据，进行归档或进一步处理。STEP7-Micro/WIN的配置支持确保简单的调试和方便的诊断方案。
设计
CP具有加固的塑料外壳，带有LED指示灯用于显示工作和故障状态。它们显示出了SIMATICS7-1200设计的全部优势，如：
•设计紧凑
•便于安装
•用户友好型接线等。
西门子顺应市场需求推出的SIMATICS7-200SMARTCompactCPU经济实用，具备高性价比。配合SMARTLINE人机界面和SINAMICV20变频器，可为您的小型自动化控制系统提供理想的解决方案。
经济型CPU模块具有20I/O,30I/O,40I/O,60I/O四种配置
高速处理器芯片，位指令执行时间可达0.15μs
支持高速计数功能，可实现单相4路100KHz或2路A/B相50KHz输入
集成断电数据保持功能，无需电池，只需简单设置，轻松实现断电数据保持
本体集成一个RS485通信接口，可连接触摸屏或变频器
串口隔离，支持Modbus-RTU、USS、自由口通信
CPU模块的输入输出端子可拆卸，CPU可导轨或螺钉安装
220VAC供电，继电器输出，支持24V源型或漏型输入
使用STEP7Micro/WINSMART编程软件，界面更友好，操作更简单，全面支持Windows10操作系统
PLC在工业自动化控制领域中占有很大的比例，一些大型的控制系统中控制点数量达到上万，采用常规的通道测量方法来对PLC通道测量往往需要花费不少的时间，而且效率低。本文针对施耐德电气的Quantum系列PLC，通过引入Modbus-TCP协议实现普通计算机与PLC通信，用普通计算机取代编程器去进行通道测量试验。操作人员不需要对PLC和计算机的通信很熟悉就能够很快地完成通道检测，提高了工作效率。
2Modbus通信原理
2.1Modbus应用层协议
Modbus应用层协议位于ISO/OSI参考模型中的第七层，它是通过请求-响应机制实现不同设备间按客户/服务器方式通信。先客户发送请求报文到服务器，服务器接收到报文后进行差错校验，若报文无误则执行操作，并返回响应报文到客户端，若传输出现错误则返回异常响应报文，从而完成一次通信周期。Modbus协议定义了一个与传输层无关报文格式，该报文称之为协议数据元(PDU)，协议数据元由占用一个字节的功能码和长252个字节的数据域组成.
功能码的有效取值范围是1~255，功能码分类分为三类:公用功能码、用户自定义功能码和保留功能码。由客户端发送到服务器的报文中的功能码指示服务器所要执行的操作，一些功能码还带有子功能码，用于执行多步操作。如果服务器接收到的报文正确并执行，由服务器返回的报文中的功能码告诉客户端设备该信息为按照该功能码执行的结果。Modbus网络通信中常用到的是公用功能码，它们在不同公司产品之间的通信中具有统一的定义。表一给出了部分公用功能码的定义。欢迎转载，本文来自电子发烧友网
数据域内存放着Modbus设备能够识别的数据信息。由客户发送到服务器的数据域含有功能码操作的附加信息，在某些请求报文中数据域的长度为零。

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