§ Компактный программируемый контроллер.
§ 6 дискретных входов, 4 дискретных выхода.
§ Без возможности подключения модулей расширения.
Дизайн
CPU 221 характеризуется следующими показателями:
§ Две модификации, отличающиеся напряжением питания и типом выходных каскадов.
§ Встроенный блок питания =24В/ 180мА для питания датчиков и преобразователей.
§ 6 встроенных дискретных входов и 4 дискретных выхода.
§ 1 коммуникационный порт (RS 485), который может использоваться:
§ Как PPI-интерфейс, используемый для программирования контроллера, подключения устройств человеко-машинного интерфейса (TD 200, OP, TP), организации связи между центральными процессорами S7-200. Скорость передачи данных может устанавливаться равной 9.6/ 19.2/ 187.5 Кбит/с.
§ Как MPI-интерфейс, используемый для программирования контроллера и подключения к ведущим MPI-устройствам (S7-300/ S7-400, панелям оператора, текстовым дисплеям, кнопочным панелям). Скорость передачи данных может устанавливаться равной 9.6/ 19.2/ 187.5 Кбит/с.
§ Как свободно программируемый порт с возможностью поддержки прерываний, используемый для организации последовательного канала обмена данными с оборудованием и аппаратурой других производителей. Например, с поддержкой ASCII протокола передачи данных. Скорость передачи данных может устанавливаться равной 0.3/ 0.6/ 1.2/ 2.4/ 4.8/ 9.6/ 19.2/ 38.4 Кбит/с. Для подключения к аппаратуре, оснащенной встроенным интерфейсом RS 232 может использоваться PC/PPI-кабель.
§ Входы прерываний, обеспечивающие исключительно быструю реакцию на внешние события.
§ 4 скоростных счетчика (30 кГц) с параметрируемыми входами разрешения работы и сброса, 2 независимых входа для подключения инкрементальных датчиков позиционирования с двумя последовательностями импульсов, сдвинутых на 90° (20 кГц).
§ Имитатор входных сигналов (опциональный), позволяющий имитировать переключателями входные сигналы контроллера и производить отладку программы.
§ 1 потенциометр, подключенный к АЦП контроллера, позволяющий производить установку цифровых параметров. Например, уставок счетчиков или таймеров.
§ 2 импульсных выхода до 20 кГц (в моделях с транзисторными выходами), используемых для решения задач позиционирования, частотного управления двигателями, а также управления шаговыми двигателями. Подключение двигателей должно производиться через соответствующие усилители.
§ Съемный опциональный модуль часов реального времени, используемый для управления процессами во времени, снабжения сообщений временными отметками и т.д.
§ Съемный опциональный модуль EEPROM-памяти, используемый для быстрого программирования контроллера (установкой запрограммированного модуля памяти) и архивирования данных, сохранения архива проекта и других файлов.
§ Съемный опциональный модуль батареи, позволяющий сохранять данные (состояния флагов, таймеров и счетчиков) при перерывах в питании в течение 200 дней. Без этого модуля данные в памяти контроллера могут сохраняться только в течение 5 дней. Для сохранения программы модуль батареи не нужен.
§ Исчерпывающий набор инструкций; большое количество:
§ Базовых операций: логические инструкции, инструкции адресации результата, сохранения данных, управления таймерами и счетчиками, загрузки, передачи, сравнения, сдвиговых операций, формирования дополнений, вызова подпрограмм (с передачей локальных переменных).
§ Интегрированных коммуникационных функций: чтения (NETR) и записи (NETW) информации в сеть, поддержки свободно программируемого порта (Transmit XMT, Receive RCV).
§ Функций расширенного набора команд: инструкции управления широтно-импульсной модуляцией, генераторами импульсов, выполнением арифметических функций и операций с плавающей запятой, работой ПИД регуляторов, функциями переходов и циклов, преобразования кодов и другие.
§ Счетчики: удобный набор функций в сочетании с встроенными скоростными счетчиками существенно расширяют возможный спектр областей применения контроллера.
§ Обработка прерываний:
§ Использование входов аппаратных прерываний, фиксирующих появление импульсных сигналов (по нарастающему или спадающему фронту) и позволяющих существенно снизить время реакции контроллера на поступающие запросы.
§ Временные прерывания, периодичность повторения которых может задаваться с шагом в 1мс в диапазоне от 1 до 255 мс.
§ Прерывания от счетчиков: могут формироваться в моменты достижения заданного значения или изменения направления счета.
§ Коммуникационные прерывания: обеспечивают повышение эффективности связи с периферийным оборудованием, например, с принтером или сканнером штрих-кодов.
§ Прямое сканирование входов и выходов, производимое независимо от цикла выполнения программы.
§ Парольная защита: трехуровневая парольная защита доступа к программе пользователя. Концепция парольной защиты базируется на использовании следующих вариантов доступа к программе:
§ Полный доступ: программа может быть изменена по Вашему желанию.
§ Только чтение: изменение программы запрещено, допускается выполнять ее тестирование, изменять настройки параметров, копировать программу.
§ Полная защита: программа не может быть прочитана, не может быть скопирована, не может быть изменена. Допускается изменение параметров настройки.
§ Отладка и диагностика:
§ Выполнение заданного количества циклов (до 124) программы.
§ Принудительная установка входов, выходов, флагов, таймеров и счетчиков.
§ Использование для анализа содержимого буфера событий.
§ Конфигурирование режимов работы диагностических светодиодов.
§ Поддержка страничной адресации блоков данных.
§ Использование опционального модуля памяти:
§ для регистрации данных;
§ для хранения и обработки рецептур;
§ для сохранения архива проекта и других файлов.
Для программирования всех центральных процессоров S7-200 используется пакет STEP 7 - Micro/WIN 32 от V3 и выше.
Замечание
CPU 221 не может программироваться из среды STEP 7 - Micro/DOS. Для программирования S7-200 с компьютера необходимо наличие PC/PPI кабеля. Этот кабель имеет два исполнения, одно из которых позволяет производить подключение контроллера к компьютеру через последовательный интерфейс RS 232, второе - через USB интерфейс. При использовании STEP 7 - Micro/WIN32 от V3 и выше программирование может выполняться через MPI интерфейс с использованием коммуникационных процессоров CP 5511 или CP 5611. В последнем случае скорость обмена данными может достигать 187.5 Кбит/с.
Цепи питания центрального процессора |
|
Напряжение питания центрального процессора |
|
§ 120 В AC |
Есть |
§ 230 В AC |
Есть |
§ допустимые отклонения, нижний предел (AC) |
85 В |
§ допустимые отклонения, верхний предел (AC) |
264 В |
§ частота переменного тока, нижний предел |
47 Гц |
§ частота переменного тока, верхний предел |
63 Гц |
Напряжения и токи |
|
Напряжение питания нагрузки L+ |
|
§ номинальное значение (DC) |
24 В |
§ допустимые отклонения, нижний предел (DC) |
5 В |
§ допустимые отклонения, верхний предел (DC) |
30 В |
Напряжение питания нагрузки L1 |
|
§ Номинальное значение (AC) |
100 В; от 100 дo 230 В AC |
§ допустимые отклонения, нижний предел (AC) |
5 В |
§ допустимые отклонения, верхний предел (AC) |
250 В |
§ частота переменного тока, нижний предел |
47 Гц |
§ частота переменного тока, верхний предел |
63 Гц |
Потребляемый ток |
|
§ Импульсный ток включения |
20 A; при 264 В |
§ потребляемый ток L+, макс. |
|
§ потребляемый ток L1, макс. |
120 мA; от 15 дo 60 мA (240 В), от 30 дo 120 мA (120 В); Нагрузочная способность шины расширения ввода-вывода (=5 В) 340 мA |
Время сохранения данных при перебоях в питании контроллера |
|
§ Время сохранения |
50 ч; (мин. 8 ч при 40 °C); 200 дней с питанием от опционального модуля буферной батареи, типовое значение |
Память/сохранение |
|
Память |
|
§ количество картриджей на один CPU |
1; Опциональный картридж FEPROM памяти |
§ Объем памяти |
|
§ Объем встроенной памяти данных, max. |
2 Kбайт |
§ Объем встроенной памяти программ, EEPROM, без редактирования программы во время работы |
4 Kбайт |
Необслуживаемое сохранение данных при перебоях в питании контроллера |
|
§ Объем данных, сохраняемых при перебоях в питании контроллера |
Программа: вся программа - необслуживаемое сохранение во встроенном EEPROM Данные: блок данных DB1 - необслуживаемое сохранение во встроенном EEROM. Оперативные данные блока DB1, флаги, таймеры и счетчики - необслуживаемое сохранение в RAMс питанием от буферного конденсатора или от опционального модуля буферной батареи |
CPU/время выполнения |
|
§ Время выполнения логической инструкции |
0.22 мкс |
Таймеры, счетчики, биты данных |
|
S7 счетчики |
|
§ Количество счетчиков |
256 |
§ из них сохраняющих состояния при перебоях в питании контроллера |
|
§ Конфигурируется |
информация сохраняется в RAM с питанием от буферного конденсатора или от опционального модуля буферной батареи |
§ нижний предел |
1 |
§ верхний предел |
256 |
§ диапазон счета |
|
§ нижний предел |
0 |
§ верхний предел |
32,767 |
S7 таймеры |
|
§ Количество таймеров |
256 |
§ из них сохраняющих состояния при перебоях в питании контроллера |
|
§ Конфигурируется |
конфигурируется, информация сохраняется в RAM с питанием от буферного конденсатора или от опционального модуля буферной батареи |
§ верхний предел |
64 |
§ диапазоны выдержек времени |
|
§ нижний предел |
1 мс |
§ верхний предел |
54 мин; 4 раза, от 1 мс до 30 с 16 раз, от 10 мс до 5 мин 236 раз, 100 мс дo 54 мин |
Биты данных |
|
Флаги |
|
§ Количество |
32 байта |
§ реманентные, параметрируемые |
Есть; M0.0 дo M31.7 |
§ с записью данных в EEPROM |
от 0 дo 255, конфигурируется |
§ cсохранением данных в RAM |
от 0 дo 112 , конфигурируется |
Конфигурирование |
|
§ Совместимые программные устройства/PC |
SIMATIC PG/PC, Стандартные ПК |
Система ввода-вывода |
|
§ интеллектуальных входов-выходов |
Нет |
Интерфейс №1 |
|
§ Физический уровень |
RS 485 |
§ Тип порта |
Один встроенный порт |
Функциональные возможности каждого порта |
|
§ MPI |
Интерфейс пассивного MPI устройства для обмена данными с активными MPI станциями (S7-300/ S7-400/ C7, SIMATIC OP/ TP/ MP/ TD/ PP), ограниченный обмен данными между центральными процессорами S7-200, скорость передачи данных 19.2 или 187.5 Кбит/с |
§ PPI |
Интерфейс программирования S7-200, организации связи с устройствами человеко-машинного интерфейса, обмена данными между центральными процессорами S7-200, скорость передачи данных 9.6, 19.2 или 187.5 Кбит/с |
§ последовательный интерфейс |
Свободно программируемый порт с поддержкой прерываний для последовательного обмена данными с аппаратурой других производителей на основе ASCII протокола, скорость передачи данных 1.2 … 115.2 Кбит/с, допускается использование PC/PPI кабеля в качестве конвертора RS 485/RS 232 |
MPI |
|
§ частота передачи данных, макс. |
187.5 кБит/с |
§ частота передачи данных, мин. |
19.2 кБит/с |
ЦПУ/ программирование |
|
Язык программирования |
|
§ LAD |
Есть |
§ FBD |
Есть |
§ STL |
Есть |
§ Набор команд |
основной - Логические операции, адресация результата, сохранение, счет, загрузка. Передача, сравнение, сдвиг, вращение, вызов подпрограмм с передачей параметров расширенный - Инструкции управления ШИМ и ЧИМ, инструкции переходов, циклов, преобразования типов данных. Арифметические инструкции сложения, вычитания, умножения, деления, извлечения квадратного корня (целочисленная математика и математика с плавающей запятой) |
§ Парольная защита программы |
3-уровневая |
§ Методы выполнения программы |
Циклическое (ОВ1); по аппаратным прерываниям; по временным прерываниям (период 1 … 255 мс с шагом изменения 1 мс) |
§ Организация программы |
1 xOB, 1 xDB, 1 xSDB, подпрограммы с или без передачи параметров |
§ Количество подпрограмм, не более |
64 |
Дискретные входы |
|
§ Количество входов |
6 |
Длина соединительной линии, не более |
|
§ экранированный кабель |
стандартные входы 500м импульсные входы 50м |
§ обычный кабель |
300 м |
§ m/p чтение |
Есть; опционально, для группы |
Входное напряжение |
|
§ номинальное значение, DC |
24 В |
§ для сигнала "0" |
от 0 дo 5 В |
§ для сигнала "1" |
мин. 15 В |
Входной ток |
|
§ для входов I0.3 … I0.5 |
2.5 мA |
Задержка распространения входного сигнала |
|
§ Для стандартных входов |
|
§ настраиваемая |
Есть |
§ от 0 до 1, мин. |
0.2 мс |
§ от 0 до 1, макс. |
12.8 мс |
§ для входов аппаратных прерываний |
|
§ настраиваемая |
Есть; от I0.0 дo I0.3 |
§ для счетчиков/технологических функций |
|
§ настраиваемая |
Есть; (от E0.0 дo E0.5) 30 кГц |
Дискретные выходы |
|
§ Количество, тип выходных каскадов |
4; Реле |
§ Длина экранированного кабеля, макс. |
500 м |
§ Длина обычного кабеля, макс. |
150 м |
§ Защита от коротких замыканий |
Обеспечивается внешними цепями |
§ Ограничение выбросов напряжения |
|
Ток |
|
§ одного выхода, длительный, не более |
2 A |
§ Ламповая нагрузка, не более |
30 Вт DC, 200 Вт AC |
Выходное напряжение |
|
§ высокого уровня при максимальном токе, не менее |
L+/L1 |
Выходной ток |
|
§ одного выхода, длительный, не более |
2 A |
§ утечки, не более |
0 мA |
Задержка распространения выходного сигнала при переходе |
|
§ из отключенного во включенное состояние |
10 мс; все выходы |
§ из включенного в отключенное состояние |
10 мс; все выходы |
Параллельное включение двух выходов |
|
§ увеличение мощности |
Есть |
Частота коммутации |
|
§ Максимальная частота переключения выхода |
|
Суммарный ток выходов (на группу) |
|
§ горизонтальная установка |
|
§ до 55°C., макс. |
6 A |
§ дo 40 °C, макс. |
6 A |
Релейные выходы |
|
§ Количество циклов срабатывания контактов реле |
механических, без нагрузки 10.000.000 электрических, при номинальной нагрузке 100.000 |
Аналоговые входы |
|
§ Количество аналоговых потенциометров |
1; аналоговый потенциометр; разрешение 8 бит |
Питание датчиков |
|
24 В - питание |
|
§ 24 В |
Есть; допустимый диапазон: от 20.4 дo 28.8 В |
§ Защита от короткого замыкания |
Есть; электронная при 600 мA |
§ Выходной ток, макс. |
180 мA |
Датчик |
|
Данные подключения |
|
§ 2-проводное подключение датчиков BERO |
Есть |
§ допустимый ток покоя, не более |
1 мA |
Встроенные функции |
|
§ Количество встроенных скоростных счетчиков |
4, 32-разрядные реверсивные счетчики с предварительной установкой и сбросом, поддержка прерываний с вызовом подпрограмм при достижении заданного состояния или изменении направления счета 2, 32-разрядные реверсивные счетчики с предварительной установкой и сбросом, подсчет двух последовательностей импульсов, сдвинутых по фазе на 90º, поддержка прерываний с вызовом подпрограмм при достижении заданного состояния или изменении направления счета |
§ Частота |
30 кГц |
§ Количество входов спрерываниями |
4 по переднему и/или заднему фронту |
§ Количество встроенных импульсных выходов |
2 х 20 кГц; Широтно- или частотно-импульсная модуляция |
§ Максимальная частота переключения выхода |
20 кГц |
Потенциалы/электрическая изоляция |
|
Функции дискретных выходов |
|
§ Гальваническое разделение внешних и внутренних цепей |
Есть; реле |
§ Между каналами, на группу |
1 и 3 |
Функции дискретного входа |
|
§ Между каналами |
Есть |
§ Между каналами, на группу |
2 и 4 |
Допустимая разность потенциалов |
|
§ чежду разными цепями |
500 В DC между 24 В DC и 5 В DC; 1500 В AC между 24 В DC и 230 В AC |
Условия эксплуатации |
|
§ Рекомендуемые условия |
Для других условий см. "Программируемые контроллеры S7-200, техническое руководство" |
Диапазон рабочих температур |
|
§ при вертикальной установке, мин. |
0 °C |
§ при вертикальной установке, макс. |
45 °C |
§ при горизонтальной установке, мин. |
0 °C |
§ при горизонтальной установке, макс. |
55 °C |
Атмосферное давление |
|
§ допустимое значение, мин. |
860 мм. рт. ст. |
§ допустимое значение, макс. |
1,080 мм. рт. ст. |
Относительная влажность |
|
§ Значение, мин. |
5% |
§ Значение, макс. |
95%; H уровень 2 по IEC 1131-2 |
Степень и класс защиты |
|
§ IP 20 |
Есть |
Размеры и масса |
|
§ Масса, примерно |
310 г |
§ Ширина |
90 мм |
§ Высота |
80 мм |
§ Глубина |
62 мм |