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关 键 词：西门子CPU卡件ST20
行 业：机械 电工电气 工控系统及装备
发布时间：2021-02-09
上海湘驰自动化设备有限公司，成立于2019年9月，是一家从事技术设备销售的公司。主要从事工业自动化产品销售和系统集成的技术企业长期与德国SIMATIC（西门子）.瑞士ABB.美国罗克韦尔（AB).法国施耐德.美国霍尼韦尔.美国艾默生合作。公司有技术团队，销售团队，公司成员150于人.为客户提供技术支持，产品资料，售后服务。在工控领域，公司以精益求精的经营理念，从产品、方案到服务，致力于塑造一个“行业”，以实现可持续的发展。
PLC 概念
CPU 的基本功能是监视现场输入，并根据控制逻辑接通或断开现场输出设备。 本章介绍
了有关程序执行、使用的各种存储器和存储器如何保持等方面的一些概念。
4.1 控制逻辑的执行
CPU 连续执行程序中的控制逻辑和读写数据。基本操作非常简单：
● CPU 读取输入状态。
● 存储在 CPU 中的程序使用这些输入评估控制逻辑。
● 程序运行时，CPU 更新数据。
● CPU 将数据写入输出。
此图显示了电气继电器图与 CPU 关
系的简图。在本例中，用于启动电机
的开关的状态与其它输入的状态相结
合。这些状态的计算结果决定用于控
制电机启动执行器的输出的状态。
扫描周期中的任务
CPU 反复执行一系列任务。这种任务循环执行称为扫描周期。用户程序的执行与否取决
于 CPU 是处于 STOP 模式还是 RUN 模式。在 RUN 模式下，执行程序；在 STOP 模式
下，不执行程序。
CPU 在扫描周期中执行任务
扫描周期 说明
读取输入：CPU 将物理输入的状态复制到过程映像
输入寄存器。
执行程序中的控制逻辑：CPU 执行程序指令，并将
值存储到不同存储区。
处理任何通信请求：CPU 执行通信所需的所有任
务。
执行 CPU 自检诊断：CPU 确保固件、程序存储器
和所有扩展模块正确工作。
写入输出：将存储在过程映像输入寄存器的数值写
入到物理输出。
读取输入和写入输出
读取输入
数字量输入： 每个扫描周期开始时，会读取数字量输入的电流值，然后将该值写入到过
程映像输入寄存器。
模拟量输入：CPU 在正常扫描周期中不会读取模拟量输入值。而当程序访问模拟量输入
时，将立即从设备中读取模拟量值。
写入输出
数字量输出：扫描周期结束时，CPU 将存储在过程映像输出寄存器的值写入数字量输
出。
模拟量输出：CPU 在正常扫描周期中不会写入模拟量输出值。而当程序访问模拟量输出
值时，将立即写入模拟量输出。
立即读取或写入 I/O
CPU 指令集提供立即读取或写入物理 I/O 的指令。这些立即 I/O 指令可用来直接访问实
际输出或输入点，即使映像寄存器通常用作 I/O 访问的源地址或目的地址。使用立即指令
来访问输入点时，不改变相应过程映像输入寄存器单元。使用立即指令来访问输出点时，
将同时更新相应过程映像输出寄存器单元。
说明
读取模拟量输入时，可立即读取到相应的值。向模拟量输出写入值时，会立即更新该输
出。
在程序执行期间，使用过程映像寄存器比直接访问输入或输出点更有优势。使用映像寄存
器共有三个原因：
● 在扫描开始时对所有输入进行采样可在扫描周期的程序执行阶段同步和冻结输入值。
程序执行完成后，使用映像寄存器中的值更新输出。这样会使系统更稳定。
● 程序访问映像寄存器的速度比访问 I/O 点的速度快得多，从而可以更快地执行程序。
● I/O 点是位实体，必须以位或字节的形式访问，但可以采用位、字节、字或双字的形
式访问映像寄存器。因此，映像寄存器更为灵活。
入门指南 2
STEP 7-Micro/WIN SMART 可简化对 CPU 的编程。只需一个简单示例和几个简短步
骤，即可学会用户程序的创建方法，然后可以下载该程序并在 CPU 中运行。
该示例需要以太网或 USB-PPI 通信电缆、CPU 和运行 STEP 7-Micro/WIN SMART 编程
软件的编程设备
连接到 CPU
连接 CPU 十分容易。在本例中，只需将电源与 CPU 相连，然后通过以太网或 USB-PPI
通信电缆将编程设备与 CPU 相连。
说明
CPU 型号 CPU CR20s、CPU CR30s、CPU CR40s 和 CPU CR60s 无以太网端口，无
与使用以太信相关的功能。
将电源连接到 CPU
警告
安装、接线或拆卸设备前，请确保电源关闭
在安装或拆卸任何电气设备之前，请确保已切断该设备的电源。
如果在通电的情况下尝试安装 CPU 或相关设备或者对它们进行接线，则可能会触电或
导致设备错误运行。如果在安装或拆卸过程中未切断 CPU 和相关设备的所有电源，则
可能导致人员、重伤或设备损坏。
在安装或拆卸 CPU 或相关设备之前，必须采取合适的安全预防措施并确保切断该 CPU
的电源。
组态 CPU 以进行通信
概述
CPU 可与两类通信网络中的 STEP 7-Micro/WIN SMART 编程设备进行通信：
CPU 可与以太网中的
STEP 7-Micro/WIN SMART 编程设备进行通
信。
CPU 可与 RS485 中的
STEP 7-Micro/WIN SMART 编程设备进行通
信。
CPU 和编程设备之间建立以太信时请考虑以下几点：
● 组态/设置：单个 CPU 不需要硬件配置。如果想要在同一个网络中安装多个 CPU，则
必须将默认 IP 地址更改为新的的 IP 地址。
● 一对一通信不需要以太网交换机；网络中有两个以上的设备时需要以太网交换机。
说明
CPU 型号 CPU CR20s、CPU CR30s、CPU CR40s 和 CPU CR60s 无以太网端口，不
支持与使用以太信相关的所有功能。
建立以太网硬件通信连接
以太网接口可在编程设备和 CPU 之间建立物理连接。由于 CPU 内置了自动跨接功能，
所以对该接口既可以使用标准以太网电缆，又可以使用跨接以太网电缆。将编程设备直接
连接到 CPU 时不需要以太网交换机。
要在编程设备和 CPU 之间创建硬件连接，请按以下步骤操作：
1. 安装 CPU。
2. 将 RJ45 连接盖从以太网端口卸下。收好盖以备再次使用。
3. 将以太网电缆插入 CPU 左上方的以太网端口，如下图所示。
4. 将以太网电缆连接到编程设备上。
S7-200 SMART 系列微型可编程逻辑控制器 (Micro PLC, Micro Programmable Logic
Controller) 可以控制各种设备以满足您的自动化控制需要。
CPU 根据用户程序控制逻辑监视输入并更改输出状态，用户程序可以包含布尔逻辑、计
数、定时、复杂数算以及与其它智能设备的通信。 S7-200 SMART 结构紧凑、组态
灵活且具有功能强大的指令集，这些优势的组合使它成为控制各种应用的解决方案。
S7-200 SMART CPU
CPU 将微处理器、集成电源、输入电路和输出电路组合到一个结构紧凑的外壳中，形成
功能强大的 Micro PLC。下载用户程序后，CPU 将包含应用中的输入和输出设备所
需的逻辑。
S7-200 SMART 系列包括许多微型可编程逻辑控制器 (Micro PLC, Micro Programmable
Logic Controller)，这些控制器可以控制各种自动化应用。S7-200 SMART 结构紧凑、成
本低廉且具有功能强大的指令集，这使其成为控制小型应用的解决方案。
S7-200 SMART 产品多种多样且提供基于 Windows 的编程工具，这使得您可以灵活地解
决各种自动化问题。
本手册提供了有关 S7-200 SMART CPU 的安装和编程信息，适用于具备可编程逻辑控制
器基本知识的、编程人员、安装人员和电气人员。
CPU 具有不同型号，它们提供了各种各样的特征和功能，这些特征和功能可帮助用户针
对不同的应用创建有效的解决方案。以下显示 CPU 的不同型号。
S7-200 SMART CPU 系列包括十四个 CPU 型号，分为两条产品线：紧凑型产品线和标
准型产品线。CPU 标识的个字母表示产品线，紧凑型 (C) 或标准型 (S)。标识的第二
个字母表示交流电源/继电器输出 (R) 或直流电源/直流晶体管 (T)。标识中的数字表示总板
载数字量 I/O 计数。I/O 计数后的小写字符“s”（串行端口）表示新的紧凑型号。
说明
CPU CRs 和 CPU CR
S7-200 SMART CPU 固件版本 V2.4 和 V2.5 不适用于 CPU CRs 和 CPU CR 型号。
为项目设置 CPU 的类型和版本
组态项目，使 CPU 和版本与物理 CPU 相匹配。 如果项目组态所使用的 CPU 及 CPU 版
本不正确，则将可能导致下载失败或程序无法运行。
如需选择 CPU，则请单击“模块”(Module) 列下的“CPU”字段，将显示下拉列表按钮，从下
拉列表中选择所需 CPU。 执行相同的步骤，在“版本”(Version) 列中选择 CPU 版本。
保存示例项目
保存示例项目
输入以上三个指令程序段后，即已完成程序的输入。程序保存后，即创建了一个含 CPU
类型和其他参数的项目。 要以的文件名在的位置保存项目：
1. 在“文件”(File) 菜单功能区的“操作”(Operations) 区域，单击“保存”(Save) 按钮下的向下
箭头以显示“另存为”(Save As) 按钮。
2. 单击“另存为”(Save As) 按钮，然后为保存项目提供文件名。
3. 在“另存为”(Save As) 对话框中输入项目名称。
4. 浏览到想要保存项目的位置。
5. 点击“保存”(Save) 以保存项目。
保存项目后，可下载程序到 CPU。
下载示例程序
首先确保以太网 (页 33)（标准型 CPU）或 RS485 (页 36) 通信的网络硬件和 PLC
连接器电缆正常运行并且 PLC 通信正常运行。
要下载所有项目组件，在“文 件”(File) 或 PLC 菜单功能区的
“传送”(Transfer) 区域单击“下 载”(Download) 按钮，也可按快
捷键组合“CTRL+D”。
单击“下载”(Download) 对话框中
的“下载”(Download) 按钮。
STEP 7-Micro/WIN SMART 将完
整程序或您所选择的程序组件复
制到 CPU。
如果 CPU 处于 RUN 模式，将弹出一个对话提示您将 CPU 置于 STOP 模式。单击
“是”(Yes) 可将 CPU 置于 STOP 模式。
说明
每个项目都与 CPU 类型相关联。如果项目类型与所连接的 CPU 类型不匹配，
STEP 7-Micro/WIN SMART 将指示不匹配并提示您采取措施。
更改 CPU 的工作模式
CPU 有以下两种工作模式：STOP 模式和 RUN 模式。CPU 正面的状态 LED 指示当前工
作模式。在 STOP 模式下，CPU 不执行任何程序，而用户可以下载程序块。在 RUN 模
式下，CPU 会执行相关程序；但用户仍可下载程序块。
将 CPU 置于 RUN 模式
1. 在 PLC 菜单功能区或程序编辑器工具栏中单击 “运行” (RUN) 按钮：
2. 提示时，单击“确认”(OK) 更改 CPU 的工作模式。
可监视 STEP 7-Micro/WIN SMART 中的程序，方法是在“调试”(Debug) 菜单功能区或程
序编辑器工具栏中单击“程序状态”(Program Status) 按钮。STEP 7-Micro/WIN SMART 显
示指令值。
将 CPU 置于 STOP 模式
若要停止程序，需单击“停止”(STOP) 按钮 ，并确认有关将 CPU 置于 STOP 模式的提
示。
上电后恢复数据
循环上电后 CPU 执行以下操作：
● 从存储器中恢复程序块和系统块
● 恢复保持性存储器分配
● 根据存储器中的数据块内容来恢复 V 存储器的非保持性部分
● 清空其它存储区的非保持性部分
更改 CPU 的工作模式
CPU 有以下两种工作模式：STOP 模式和 RUN 模式。CPU 正面的状态 LED 指示当前工
作模式。在 STOP 模式下，CPU 不执行任何程序，而用户可以下载程序块。在 RUN 模
式下，CPU 会执行相关程序；但用户仍可下载程序块。
将 CPU 置于 RUN 模式
1. 在 PLC 菜单功能区或程序编辑器工具栏中单击 “运行” (RUN) 按钮：
2. 提示时，单击“确认”(OK) 更改 CPU 的工作模式。
可监视 STEP 7-Micro/WIN SMART 中的程序，方法是在“调试”(Debug) 菜单功能区或程
序编辑器工具栏中单击“程序状态”(Program Status) 按钮。STEP 7-Micro/WIN SMART 显
示指令值。
将 CPU 置于 STOP 模式
若要停止程序，需单击“停止”(STOP) 按钮 ，并确认有关将 CPU 置于 STOP 模式的提
示。
