数字量/模拟量输出表

数字量/模拟量输出表规定的是当CPU处于停机（STOP）状态时，数字量输出点或者模拟量输出通道如何操作。

此功能对于一些必须保持动作、运转的设备非常重要。如抱闸，或者一些关键的阀门等，不允许在调试PLC时停止动作，就必须在系统块的输出表中进行设置。

数字量输出表

图1. 数字量输出表

图中：

1. 冻结**后的状态：选中此选项，则在CPU进入STOP状态时数字量输出点保持停机前的状态（是1仍然是1，是0保持为0），同时下面的b.表不起作用
2. 如果未选择a.，选中的输出点会保持ON（1）的状态，未选中的为0。在上图中Q0.7/Q0.6/Q0.5/Q0.4将在CPU进入STOP状态时保持状态为1

模拟量输出表

图2. 模拟量输出表

1. 冻结**后的状态：选中此选项，则在CPU进入STOP状态时模拟量输出通道保持停机前的状态，同时下面的b.表不起作用
2. 未选中a.选项时，在表中各个规定模拟量输出通道在CPU进入STOP状态时的输出值。在上图中，如果AQW0通道接成电压输出，它就会保持5V；如果AQW2通道接成电流型输出，它就保持4mA

数字量输入/输出（DI/DO）响应速度

• S7-200的数字量（开关量）输入/输出有多快？
• 数字量输入能接多大频率的脉冲？
• 数字量输出点能发高速脉冲么？
• ……

这些问题都是关于S7-200 PLC在处理开关量（数字量）信号时的**响应能力。只有在控制任务对数字量信号的处理速度要求很高时才需要考虑。

S7-200可以采用两种方式处理数字量信号：

• 硬件电路
  S7-200在CPU单元上设有硬件电路（芯片等）处理高速数字量I/O，如高速计数器（输入）、高速脉冲输出。这些硬件电路在用户程序的控制下工作，可以达到很高的频率；但点数受到硬件资源的限制
• 常规处理
  按照PLC工作原理，以常规方式处理DI/DO

S7-200处理DI/DO的限制因素

典型的数字量信号处理包括从输入信号变化，到S7-200识别、进行逻辑运算得到结果并输出，**后输出信号状态实际改变的整个过程。

S7-200 CPU按照以下机制循环工作：

1. 读取输入点的状态到输入映像区
2. 执行用户程序，进行逻辑运算，得到输出信号的新状态
3. 将输出信号写入到输出映像区

只要CPU处于运行状态，上述步骤就周而复始地执行。在第二步中，CPU也执行通信、自检等工作。

 上述三个步骤是S7-200 CPU的软件处理过程，可以认为就是程序扫描时间。

实际上，S7-200对数字量的处理速度受到以下几个因素的限制：

1. 输入硬件延时（从输入信号状态改变的那一刻开始，到CPU刷新输入映像区时能够识别其改变的时间）
2. CPU的内部处理时间，包括：
   1. 读取输入点的状态到输入映像区
   2. 执行用户程序，进行逻辑运算，得到输出信号的新状态
   3. 将输出信号写入到输出映像区
3. 输出硬件延时（从输出缓冲区状态改变到输出点真实电平改变的时间）

上述A,B,C三段时间，就是限制PLC处理数字量响应速度的主要因素。

 一个实际的系统可能还需要考虑输入、输出器件的延时，如输出点外接的中间继电器动作时间等，不在这里讨论。

输入硬件延时

表1. 输入点硬件延时

 以上数据都在《S7-200系统手册》中标明，这里只是列表比较。CPU上的部分输入点延时（滤波）时间可以在编程软件Micro/WIN的“系统块”中设置，其缺省的滤波时间是6.4ms。

 如果把容易受到干扰的信号接到CPU上可改变滤波时间的DI点上，调整滤波时间可能改善信号检测的质量。

 支持高速计数器功能的输入点在相应功能开通时不受此滤波时间约束。滤波设置对输入映像区的刷新、开关量输入中断、脉冲捕捉功能同样有效。

输出硬件延时

表2. CPU输出硬件延时

输出点类型		24VDC晶体管	24VDC（CPU224 XP）晶体管	继电器
输出延时	OFF - ON	2μs（Q0.0, Q0.1）, 15μs（其他）	0.5μs （Q0.0, Q0.1）, 15μs（其他）	-
	ON - OFF	10μs（Q0.0, Q0.1）, 130μs（其他）	1.5μs（0.0, Q0.1）, 130μs（其他）	-
	开关	-	-	10ms

 有些输出点要比其他点更快些，是因为它们可以用于高速输出功能，在硬件上有特殊设计。没有专门使用硬件高速输出功能时，它们只是和普通点一样处理

 继电器输出开关频率为1Hz。

表3. 扩展模块输出硬件延时

 上述数据来自《S7-200系统手册》。

S7-200程序扫描时间

程序扫描时间与用户程序的大小成正比。

《S7-200系统手册》中有每个指令所需执行时间的数据。实际上很难事先预先**计算出程序扫描时间，特别是还没有开始编程序时。

 可以看出，常规的PLC处理模式不适合时间响应要求高的数字量信号。可能需要根据具体任务采用一些特别的方法。

S7-200处理**响应信号的对策

可以单独或组合使用一些S7-200 CPU的高级功能：

• 使用CPU内置的高速计数器和高速脉冲发生器处理序列脉冲信号
• 使用部分CPU数字量输入点的硬件中断功能，在中断服务程序中处理；进入中断的延时可以忽略
• S7-200拥有“直接读输入”和“直接写输出”指令，可以越过程序扫描周期的时间限制
• 使用部分CPU数字量输入点的“脉冲捕捉”功能捕捉短暂的脉冲

 S7-200系统中**小周期的定时任务为1ms。

 所有实现**信号处理的措施，都要考虑所有限制因素的影响。例如，为一个需要毫秒级响应速度的信号选择 500μs 输出延时的硬件，显然是不合理的。

S7-200 CPU 224XPsi 发布

新的带有漏型输出　SIMATIC S7-200 CPU 224XPsi CN已经发布。CPU 224XPsi CN完善了现有的S7-200 CPU 的产品范围。

新的 CPU 由 STEP7 MicroWIN V4.0 Service Pack 6 软件支持。早期版本的 STEP7 MicroWIN V4.0可以通过上载 CPU 的系统块更新到新的 CPU。

CPU 224XPsi CN具有漏型输出，可以驱动具有源型输入的设备。

产品特性

表 1. 新CPU 224XPsi CN规格表

产品	CPU 224XPsi CN
定货号	6ES7 214-2AS23-0xB8
技术数据	与 CPU 224XP (6ES7 214-2AD23-0xB8)技术数据相同
输出	10个输出点，漏型
电压范围	24V DC (5 – 28.8V DC)
逻辑 1 (**小)	外部电压幅值 – 0.4V ，外部 10K 上拉电阻
逻辑 0 (**)	1M +0.4V， **负载时

CPU 224XPsi 接线图

图1.CPU 224XPsi 接线图

上海赞国自动化科技有限公司

——————————————————————————————————

联   系   人： 《黄小琴》工程师   24小时联系手机： 15021045968

直线销售 电 话： 021-31129606  在 线 商 务 QQ：  237741731

《我司只销售西门子原装**，享受西门子免费一年保修，欢迎来电洽谈！》

—————————————————————————————————————

CPU224 XP 高速I/O

S7-200 CPU支持6路高速数字量输入（CPU224/226）和两路高速数字量输出（用于PTO/PWM）。

新产品CPU224 XP高速输入中的两路支持更加高的速度。用作单相脉冲输入时，可以达到200KHz；用作双相90°正交脉冲输入时，速度可达100KHz。

CPU224 XP的两路高速数字量输出速率可以达到100KHz。

图1. CPU224 XP数字量接线

图中：

1. 高速输出点Q0.0和Q0.1与Q0.2 - Q0.4成组支持5 - 24VDC电压输出
2. 特高速输入点I0.3/I0.4/I0.5支持5 - 24VDC电压的源型或漏型输入；同组其他输入点电压可以仍然是24VDC，单要求两者的电源的公共端在1M处连接

CPU224 XP的高速数字量输入

除了其他高速输入端子外，CPU224 XP特有的高速输入端子为I0.3、I0.4、I0.5。

具体位置如图1所示。

这些特高速输入端可用作高速计数器输入端，如表1所示：

表1. CPU224 XP高速输入端子与计数器分配

模式	描述	输入点
	HSCO	I0.0	I0.1	I0.2
	HSC1	I0.6	I0.7	I1.0	I1.1
	HSC2	I1.2	I1.3	I1.4	I1.5
	HSC3	I0.1
	HSC4	I0.3	I0.4	I0.5
	HSC5	I0.4
0	带有内部方向控制的单相计数器	时钟
1		时钟		复位
2		时钟		复位	启动
3	带有外部方向控制的单相计数器	时钟	方向
4		时钟	方向	复位
5		时钟	方向	复位	启动
6	带有增减计数时钟的双相计数器	增时钟	减时钟
7		增时钟	减时钟	复位
8		增时钟	减时钟	复位	启动
9	A/B相正交计数器	时钟A	时钟B
10		时钟A	时钟B	复位
11		时钟A	时钟B	复位	启动

根据上表可以看出：

• 要达到单相200KHz高速脉冲输入，可以使用HSC4和HSC5，分别输入到I0.3、I0.4
• 要实现双相90°正交高速脉冲输入，可以使用HSC4；此时HSC5因为I0.4被HSC4占用而不能使用
• HSC4可以工作在模式0、1、3、4、6、7、9、10
• HSC5可以工作在模式0

 支持特高速输入的I0.3、I0.4、I0.5可以接受5 - 24VDC信号；它们既可以用于高速脉冲输入，也可以用于普通输入信号。它们与本组输入点（I0.0 - I0.7）一起，支持源型和漏型输入。

CPU224 XP高速脉冲输出

CPU224 XP的高速脉冲输出Q0.0和Q0.1支持高达100KHz的频率。

 Q0.0和Q0.1支持5 - 24VDC输出。但是它们必须和Q0.2 - Q0.4一起成组输出相同的电压。

 高速输出只能用在CPU224 XP DC/DC/DC型号

常问问题

 CPU 224 XP 的高速计数器模式 12，是否可以计数 30 KHz 以上的脉冲？

CPU 224 XP 支持**多 100 KHz 的高速脉冲输出。S7-200 系列 CPU 只有高速计数器 HSC0, HSC3 能够被设置为模式 12，使用的输入端子为I0.0, I0.1，而不是特高速输入端子：I0.3、I0.4、I0.5。非特高速脉冲信号输入端由于硬件电路的限制（如光电耦合等）只能支持**高 30 KHz 的高速脉冲输入。

用户使用高速计数器模式 12 时不需要任何外部连线，Q0.0(Q0.1) 与 I0.0(I0.1) 通过集成电路内部关联，越过了外部信号处理电路，因此 HSC0(HSC1) 可以计 100KHz 或者更高频率的脉冲。用户在使用向导配置 S7-200 内部 PTO/PWM 操作时，勾选“使用高速计数器HSCx（模式12）自动计数线性 PTO 生成的脉冲”即可。

 CPU224 XP的高速输入（I0.3/4/5）是5VDC信号，其他输入点是否可以接24VDC信号？

可以。只需将两种信号供电电源的公共端都连接到1M端子。这两种信号必须同时为漏型或源型输入信号。

 CPU224 XP的高速输出点Q0.0和Q0.1接5V电源，其他点如Q0.2/3/4是否可以接24V电压？