故障型CPU 订货号 CPU 1214FC CPU 1214FC DC/DC/DC 6ES7 214-1AF40-0xB0 CPU 1214FC DC/DC/RLY 6ES7 214-1HF40-0xB0 CPU 1215FC CPU 1215FC DC/DC/DC 6ES7 215-1AF40-0xB0 CPU 1215FC DC/DC/RLY 6ES7 215-1HF40-0xB0

说明
S7-300 CPU 的六个成功的等级
S7-300 CPU 的六个性能等级
现有性能范围极宽的分级 CPU 系列，可用于组态控制器。
产品范围包括 7 种的 CPU、
7 种紧凑式 CPU、5 种故障防护型 CPU 以及 3 种工艺 CPU。
现有 CPU 的宽度仅 40mm

SIMATICS7-300 是我们全集成自动化设计的一部分，是销量的控制器。

应用范围
在个实例中，SIMATIC S7-300 用于制造工艺中的*性解决方案，特别是用于汽车工业，一般机械工程，特别是特殊机械制造和机器的连续生产 (OEM)，以及塑料加工、包装行业、食品和饮料工业和加工工程

作为一种多用的自动化，S7-300 是那些需要灵活的设计以实现集中和本地组态的应用的解决方案。

对于由于条件需要特殊的坚固性的应用，我们可以提供SIPLUS 极端设备。

特别是在后期加工工艺上，S7-300 可以用于以下行业：

汽车工业

通用机械工程

特殊机器制造

系列机械工程，OEM

塑料加工

包装行业

食品和饮料工业

加工工程

快速计数/fairs，可以直接访问硬件计数器

简单定位，直接控制 MICROMASTER 静态变频器

带有集成功能块的 PID-Regulation

每个S7-200 模块都自带一根带状I/O总线电缆，如果该电缆模块之间的安装宽度需求，可直接将该电缆插接在其它模块上的10针插槽内，如下图：

S7-200 CPU 附加的模块个数

不同型号的CPU所带的扩展模块数目不同。

表1. 扩展模块连接个数

CPU型号	模块连接个数
CPU221	-
CPU222	2
CPU224/224 XP	7
CPU226	7

表2. 智能扩展模块连接个数

CPU型号	特殊模块连接个数
	EM241	EM253	EM277	CP243-1	CP243-2	SIWAREX MS
CPU221	-	-	-	-	-	-
CPU222	2	1	2	1	1	2
CPU224/224 XP	7	3	4	1	2	4
CPU226	7	5	6	1	2	7

模块的连接个数受的。

CP 243-2 模块要占用两个模块的地址。

模块安装

每个S7-200 模块都自带一根带状I/O总线电缆，如果该电缆模块之间的安装宽度需求，可直接将该电缆插接在其它模块上的10针插槽内，如下图：

常问问题

如果 CPU 和扩展模块占用的安装长度超过了设备允许的范围，是否可以在导轨间分开安装？

可以。西门子提供一条长度为 0.8 m 的扩展模块总线电缆，订货号为 6ES7 290--6AA20--0xA0。一套 S7-200 中只能允许加一条总线电缆。

EM 277 等模块是否算在CPU能够附加的扩展模块数目内？

所有的智能模块都占用CPU连接的模块数，与普通模块一起计算个数。

CPU是否计算在扩展模块内？

顾名思义，扩展模块指在CPU本体上加挂的模块，而不包括CPU。

智能模块连接到CPU上是否有特殊位置的要求？

所有的S7-200 CPU从22版之后，任何模块都没有特殊的位置要求。

优点
由于具有高处理速度，CPU 可以实现非常短的机器循环时间。

S7-300 系列 CPU 可以为各种应用提供的解决方案，客户只需为特定任务实际需要的性能付款

S7-300 建立在模块式的组态上，无需 I/O 模块的插槽规则

现有丰富的模块可用于集中组态和搭配 ET 200M 实现分布式组态。

集成的 PROFINET 接口可以实现控制器的简单网络化，与其它运行等级方便的进行数据交换

模块宽度窄，可以实现紧凑式的模块设计或者小型控制柜。

能够把强大的 CPU 与工业以太网/PROFINET 接口、集成的工艺功能或故障防护设计集成在一起，从而避免附加投资。

设计和功能
桌面 CPU *
桌面 CPU *
设计

S7-300 可以实现空间节省和模块式组态。除了模块，只需要一条 DIN 安装轨用于固定模块并把它们到位。
这样就实现了坚固而且具有 EMC 兼容性的设计。
随用随建式的背板总线可以通过简单的附加的模块和总线连接器进行扩展。S7-300 系列丰富的产品既可以用于集中扩展，也可用于构建带有 ET 200M 的分布式结构；因此实现了经济的备件控制。

扩展选件

如果自动化任务需要超过 8 个模块，S7-300 的控制器 (CC) 可以使用扩展装置 (EU) 扩展。中心架上多可以有 32 个模块，每个扩展装置上多 8 个。接口模块 (IM) 可以同时处理各个机架之间的通讯。如果工厂覆盖范围很宽，CC/EU 还可以相互间隔较长距离安装（长 10m）。

在单层结构中，这可以实现 256 个 I/O 的组态，在多层结构中多可以达到 1024 个 I/O。在带有 PROFIBUS DP 的分布式组态中，可以有 65536 个 I/O 连接（多 125 个站点，如通过 IM153 连接的 ET200M）。插槽可编址，因此无需插槽规则。

S7-300 模块种类丰富，还可以用在分布式自动化解决方案中。
与 S7-300 具有相同结构的 ET 200M I/O 通过接口模块不仅可以连接到 PROFIBUS 上还可以连接到 PROFINET 上。

学生在实验室内讨论挑战赛题目。

在工程*赛项中，学生还需要撰写商业计划书，通过答辩将自己的金点子“”给评委。大赛还特别设置了“攻击”和“献计”环节，考察参赛者是否能快速抓到对手作品的致命弱点，并给出合理建议。

在大赛中，学生们学会了“点石成金”。家用红酒酿造机、自动芋仔切削机、网球机器人……这些来自生活中的“灵光一现”在他们手中变为了现实。

网球机器人的发明者是北京理工大学的大二学生赵家樑和刘筼瑄，以及研二学生王浩。他们都喜欢打网球，却常为费时费力的弯腰捡球而苦恼，于是萌生了发明拣球机器人的想法。他们买来钢板，一点点学着切割和打磨机器人骨架，手上都磨出了水泡。为了买到的材料，有时还要搭上好几个星期的生活费。终，他们的作品在2015年的大赛上了工程*赛项的一等奖。

刘筼瑄（左）与赵家樑（中）向张贝克（右）展示网球机器人。

“虽然非常辛苦，但看到自己做的机器人动起来，觉得饿肚子也值了。” 刘筼瑄说。

他的搭档赵家樑则笑着说：“我想成为一名机器人设计师。大赛让我朝着这个迈出了步。”

而长春理工大学的张鑫更是凭着大赛这把“金钥匙”，打开了通往职业道路的大门。

“大一、大二的时候，我虽然学到了很多知识，但对自动化的理解还不够深入。”张鑫说，“直到大三，参加了大赛，我才真正能将所学知识融会贯通。”

在2015年的大赛上，张鑫和队友设计了一个摩天轮式立体车库来解决停车难的问题。“刚开始我们遇到了一些困难，因为课本理论不能生搬到项目中。后来通过自学和向请教，才渐渐门道。”他说。

参赛那几个月，张鑫每天早上六点多就往实验室跑，晚上十点多才回寝室。几个月的努力换来的是令人惊讶的快速成长。前夕，凭着参加大赛的经历和的综合素质，他更是打败众多竞争对手，如愿被一家*的电子公司录用，成为了一名真正的工程师。

“通过大赛，学生们在思维和解决问题的上和企业需求对接。这能让他们在职业道路上走得更顺。”张鑫的指导姜丰欣慰地表示。

大赛举办9届以来，共有来自28个省市的10242名学生组成了3414支队伍参赛。参赛学校占理工类院校的40%。

大赛在各地的影响力也与日俱增。黑龙江、上海、山东和安徽等省市教育厅都积极鼓励学生参赛，并对得奖学生给与奖励。在安徽，如果带队在大赛中获奖，还可省教育厅颁发的教学成果奖。

“下一个10年，我们要继续努力。目标是每年的参赛队伍从现在的1500多支到3000支。这样一想，就觉得格外有干劲儿。”元娜笑着说。

滤波器应尽量靠近控制柜的电缆入口使用大面积的金属底板安装，应尽量靠近驱动，通向滤波器的电缆和从滤波器接出的电缆原则上应分开布线，如下图所示。

注意：

每个驱动器只能连接与之匹配的进线滤波器，不允许多个驱动器共用一个进线滤波器。

四　驱动器 24V 供电设计

V90 伺服驱动器需要 24 V 直流电源来供电，此电源的度决定 V90 的程度。因此在设计时必须注意如下事项：

(1) V90 驱动器不能够与类似继电器或电磁阀这样的电感性负载共用一个 24V 直流电源，感性负载比如继电器，电磁阀需要一个额外的 24V 直流电源，否则驱动器可能会工作不正常。电磁阀类型的负载

通断时会 24V 电源波动及，从而使 V90 工作异常，比如 V90 PTI 接收到的脉冲不正常、V90 编码器受报编码器错误等。

(2) SINAMICS V90 驱动器需要一个 24V 直流电源，并且这个电源同时也可以为其他的控制器供电，比如PLC 设备。V90 所需要的 24V 容量如表 4-1 所示，用户应根据所使用的 V90 驱动器数量来确定需要的24V 供电电源容量，如果供电电源容量不够会造成 V90 工作不正常。

注意：

对于 220V 版本的 V90 驱动器没有集成的电机抱闸接口，不能使用同一个 24V 电源给抱闸（DC 24 V）和抱闸控制（P24 V）供电，推荐的接线如下图所示。

五　实际案例分享

1 设备运行时偶发报 0 F31100 和 和 3 F7453 等编码器相关故障

发现的问题如下：

(1) 配电柜中的 V90 驱动器未安装随机附带的屏蔽板，动力电缆屏蔽层随意连接到驱动器接地端子

(2) 柜内布线混乱，动力电缆与编码器电缆未分槽，即使在动力电缆及编码器电缆上套了防磁环，驱动器也

(3) 驱动器进线电缆为非屏蔽电缆

对以上 V90 EMC 安装的问题整改后，设备运行时依然偶发报 F31100 和 F7453 等编码器相关故障，进一步检查发现现场设备中有电磁阀，且 V90 与电磁阀设备共用了 24V 电源。

通过下述整改问题得以解决：

(1) 在驱动器上安装屏蔽板

(2) 将动力电缆及编码器电缆的屏蔽层按规范连接至驱动器的屏蔽板上

(3) 采用的 24V 电源为现场中的几台 V90 驱动器供电，与电磁阀供电电源分开

2 设备调试时报 1 F52981 故障

V90 与 1FL6 电机在应用上，通过固化是一一匹配的，如果编码器损坏或者电机与 V90 不匹配就引起编码器不能被识别，从而产生所连接的值编码器的电机无法运行。

处理：

(1) 查 V90 固件版本是否太低，没有与之匹配的驱动，如需要更新高版本的固件。

(2) 确认 V90 与电机的订货号是否可以匹配使用，选择的带值编码器的电机与驱动器连接，不允许驱动连接与之不匹配的电机。

(3) 更换硬件，如 V90 驱动器、编码器或者编码器电缆来排查故障。

3 设备报 F7901 /F31110/F31112 故障

该类均是编码器故障的，丢失或者偏差，主要有下面几种情况：

现象 1 ：一直存在，重启也无效。

如果一直存在，说明硬件有问题，可以通过交换法排查电机编码器、电缆或者 V90 驱动的硬件问题。

现象 2 ：为偶发，并且没有规律，而且重启设备后又可以正常使用，然后又不定期的出现。

建议措施：根据，这种现象的主要原因是受到电磁引起的故障，建议措施①将设备良好接地②将线的屏蔽层卡箍在屏蔽板上，请参看 2.1及 2.1章节③V90 的 24V供电是否与电

磁阀等感性负载共用电源。

4 Smart PLC 通过发送脉冲控制 I V90 PTI 定位，发现重复定位时实际行走位置不准确

处理：

(1)将编码器电缆更换为西门子原装电缆，长度小于 20米，并参照 2.2 章中的说明连接屏蔽层。

(2)检查现场是否有电磁阀负载，电磁阀与 V90的控制电源是否共用？将电磁阀与 V90 的控制电源分开

(3)用示波器 V90 PTI输入的脉冲波形是否正常

5 V90 在运行中突然自动重启

处理：

(1) 确认一下只是本台 V90 在运行时自己会突然自动重启，还是除这台外还有其他的也会出现同样的问题？如果只是这一台可以考虑更换此台驱动器

(2) 检查给 V90 供电的 24V供电电源的容量是否足够？需要的 24V电源容量请参看第 4 节。

(3) 或单独找一个 24V电源为总自动重起动的 V90 供电看一下是否还会发生重起？如是更换驱动器

西门子总代理

山东省供货地区：
济南市 青岛市 淄博市 枣庄市 东营市 烟台市 潍坊市 济宁市 泰安市 威海市 日照市 滨州市 德州 聊城市 临沂市 菏泽市 莱芜市山东省供货地区：
济南市 青岛市 淄博市 枣庄市 东营市 烟台市 潍坊市 济宁市 泰安市 威海市 日照市 滨州市 德州 聊城市 临沂市 菏泽市 莱芜市

公司主营：

西门子可编程控制器 S7-200CN S7-200 S7-300 S7-400 S7-1200

西门子屏 OP77-TP系列 MP277 MP377 TD200-TD400C

西门子通讯附件 DP电缆 以太网电缆 DP接头 通讯卡

西门子电机 V60-V80伺服电机 1FT伺服电机 贝德电机 1FK电机

西门子变频器 V10系列 MM440系列 G110系列 G120系列

西门子数控 810D 840D 808D 8404DSL

西门子变频器系列：MM420、MM430、MM440、G110、G120.MIDASTER系列

西门子全数字直流调速装置 6RA23、6RA24、6RA28、6RA70、6SE70系列

屏系列《规格有》0P,TP,KP,MP,TD,KTP《尺寸15寸《12寸《10寸《8寸《7寸《5.7寸《4.5寸《4寸《3寸

西门子PLC《CPU》《数字量模块》《模拟量模块》《功能模块》《通讯模块》

西门子变频器《MM440》《MM430》《MM420》

西门子伺服数控《840D》《820D》《808D》《802S》

PLC备件《DP电缆》《DP接头》《内存卡》《连接器》《通讯网卡》《CP卡》

产品信息

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本机集成8输入/6输出共14个数字量I/O点。可连接2个扩展模块。6K字节程序和数据存储空间。4个的30kHz高速计数器，2路的20kHz高速脉冲输出。1个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和通讯能力。非常适合于小点数控制的*控制器。

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本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点。可连接7个扩展模块，扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间。6个的30kHz高速计数器，2路的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。1个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。是具有较强控制能力的控制器。

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本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点，2输入/1输出共3个模拟量I/O点，可连接7个扩展模块，扩展值至168路数字量I/O点或38路模拟量I/O点。20K字节程序和数据存储空间，6个的高速计数器（100KHz），2个100KHz的高速脉冲输出，2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和通讯能力。本机还新增多种功能，如内置模拟量I/O,位控特性，自整定PID功能，线性斜坡脉冲指令，诊断LED，数据记录及配方功能等。是具有模拟量I/O和强大控制能力的新型CPU。

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本机集成24输入/16输出共40个数字量I/O 点。可连接7个扩展模块，扩展至248路数字量I/O 点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间。6个的30kHz高速计数器，2路的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。用于较高要求的控制，具有更多的输入/输出点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。可完全适应于一些复杂的中小型控制。

功能与设计

CPU单元设计

集成的24V负载电源：可直接连接到传感器和变送器（执行器），CPU 221，222具有180mA输出， CPU 224，CPU 224XP，CPU 226分别输出280，400mA。可用作负载电源。

不同的设备类型

CPU 221~226各有2种类型CPU，具有不同的电源电压和控制电压。

本机数字量输入/输出点

CPU 221具有6个输入点和4个输出点，CPU 222具有8个输入点和6个输出点，CPU 224具有14个输入点和10个输出点，CPU 224XP具有14个输入点和10个输出点，CPU 226具有24个输入点和16个输出点。

本机模拟量输入/输出点

CPU 224XP具有2个输入点，1个输出点。

中断输入

允许以极快的速度对的上升沿作出响应。

高速计数器

-CPU 221/222

4个高速计数器（30KHz），可编程并具有复位输入，2个的输入端可同时作加、减计数，可连接两个相位差为90°的A/B相增量编码器

-CPU 224/224XP/226

6个高速计数器（30KHz），具有CPU 221/222相同的功能。

模拟电位器

CPU 221/222 1个

CPU 224/224XP/226 2个

2路高脉冲输出（20KHz），用于控制步进电机或伺服电机实现定位任务。

实时时钟

例如为信息加注时间标记，记录机器运行时间或对进行时间控制。

EEPROM存储器模块（选件）

可作为修改与拷贝程序的快速工具（无需编程器），并可进行辅助归档工作。

电池模块

用于长时间数据后备。用户数据（如标志位状态，数据块，定时器，计数器）可通过内部的超级电容存贮大约5天。选用电池模块能存贮时间到200天（10年寿命）。电池模块插在存储器模块的卡槽中。

编程

STEP 7-Micro/WIN32 V3.1编程可以对所有的CPU 221/222/224/224XP/226功能进行编程。同时也可以使用STEP 7-Micro/WIN16 V2.1包，但是它只支持对S7-21x同样具有的功能进行编程。

STEP 7-Micro/DOS不能对CPU 221/222/224/224XP/226编程。如果使用PG/PC的串口编程，则需要使用PC/PPI电缆。

如果使用STEP 7-Micro/WIN32 V3.1编程，则也可以通过SIMATIC CP 5511或CP 5611编程。在这种情况下，通讯速率可高达187.5kbit/s。 可以利用PC/PPI 电缆和口通讯功能把 S7-200 CPU 连接到许多和RS-232兼容的设备。

有两种不同型号的 PC/PPI 电缆：

带有RS-232口的隔离型 PC/PPI 电缆，用5个DIP开关设置波特率和其它配置项 （见下图）。

带有RS-232口的非隔离型 PC/PPI 电缆，用4个DIP开关设置波特率。 有关非隔离型PC/PPI电缆的技术规范，请参阅S7-200 可编程控制器手册。

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