西门子 PLC
西门子 PLC
德国西门子（SIEMENS）公司生产的可编程序控制器在我国的应用也相当广泛，在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子（SIEMENS）公司的PLC产品包括LOGO， S7-200， S7-300， S7-400， 工业网络，HMI人机界面， 工业软件等。
西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性更高。S7系列PLC产品可分为微型PLC（如S7-200），小规模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。
目录
一、分类
设备技术规格及适用环境
轨道柜装置
道岔柜装置
信号柜装置
综合柜装置
主备输出电源屏
网络通讯控制设备
系统遵循的标准及规范
西门子PLC保养
西门子PLCS7-200系列 性能比较
一、 分类
德国西门子（SIEMENS） 公司 生产的可编程序控制器在我国的应用也相当广泛， 在冶金、 化工、 印刷生产线等领域都有应用。 西门子（ SIEMENS）
公司 的 PLC 产品包括 LOGO， S7-200(CN) ， S7-1200, S7-300， S7-400， 工业网络， HMI 人机界面， 工业软件等。 西门子 S7 系列 PLC 体积小、 速度快、标准化， 具有网络通信能力， 功能更强， 可靠性更高。 S7 系列 PLC 产品可分为微型 PLC（ 如 S7-200） ， 小规模性能要求的 PLC（ 如 S7-300）和中、高性能要求的 PLC（ 如 S7-400） 等。
1． SIMATIC S7-200 PLC S7-200 PLC 是超小型化的 PLC， 它 适用于各行各业， 各种场合中的自 动检测、 监测及控制等。 S7-200 PLC 的强大功能使其无论单机运行， 或连成网络都能实现复杂的控制功能。 S7-200PLC 可提供 4 个不同的基本型号与 8 种 CPU 可供选择使用。
2． SIMATIC S7-300 PLC S7-300 是模块化小型 PLC 系统， 能满足中等性能要求的应用。 各种单独西门子 PLC的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的系统。 与 S7-200 PLC 比较，S7-300 PLC 采用模块化结构， 具备高速（ 0. 6~0. 1μ s） 的指令运算速度；
用浮点数运算比较有效地实现了 更为复杂的算术运算； 一个带标准用户 接口 的软件工具方便用户给所有模块进行参数赋值； 方便的人机界面服务已
经集成在 S7-300操作系统内 ， 人机对话的编程要求大大减少。 SIMATIC 人机界面（ HMI） 从 S7-300 中取得数据， S7-300 按用户指定的刷新速度传送这些数据。S7-300 操作系统自 动地处理数据的传送； CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、 记录错误和特殊系统事件（ 例如： 超时， 模块更换， 等等） ； 多级口 令保护可以使用户 高度、 有效地保护其技术机密， 防止未经允许的复制和修改； S7-300 PLC 设有操作方式选择开关，操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出， 当钥匙拔出时， 就不能改变操作方式， 这样就可防止非法删除或改写用户 程序。 具备强大的通信功能，S7-300 PLC 可通过编程软件Step 7 的用户 界面提供通信组态功能， 这使得组态非常容易、 简单。 S7-300 PLC 具有多种不同的通信接口 ， 并通过多种通信处理器来连接 AS-I 总线接口 和工业以太网总线系统； 串行通信处理器用来连接点到点的通信系统； 多点接口 （MPI） 集成在 CPU 中， 用于同时连接编程器、 PC 机、 人机界面系统及其他 SIMATIC S7/M7/C7 等自 动化控制系统。
3． SIMATIC S7-400 PLC S7-400 PLC 是用于中、 高档性能范围的可编程序控制器。 S7-400 PLC 采用模块化无风扇的设计， 可靠耐用， 同时可以选用多种级别（ 功能逐步升级） 的 CPU， 并配有多种通用功能的模板， 这使用户 能根据需要组合成不同的专用系统。 当控制系统规模扩大或升级时，
只要适当地增加一些模板， 便能使系统升级和充分满足需要。
4． 工业通讯网络 通讯网络是自 动化系统的支柱， 西门子的全集成自动化网络平台提供了 从控制级一直到现场级的一致性通讯， “SIMATIC
NET” 是全部网络系列产品的总称， 他们能在工厂的不同部门， 在不同的自动化站以及通过不同的级交换数据， 有标准的接口 并且相互之间完全兼容。
5． 人机界面（ HMI） 硬件 HMI 硬件配合 PLC 使用， 为用户提供数据、图形和事件显示， 主要有文本操作面板 TD200（ 可显示中文） ， OP3， OP7，
OP17 等； 图形/文本操作面板 OP27， OP37 等， 触摸屏操作面板 TP7， TP27/37，TP170A/B 等；SIMATIC 面板型 PC670 等。 个人计算机（ PC） 也可以作为 HMI硬件使用。HMI 硬件需要经过软件（ 如 ProTool） 组态才能配合 PLC 使用。
6． SIMATIC S7 工业软件 西门子的工业软件分为三个不同的种类：
（ 1） 编程和工程工具 编程和工程工具包括所有基于 PLC 或 PC 用于编程、 组态、模拟和维护等控制所需的工具。 STEP 7 标准软件包 SIMATIC S7
是用于 S7-300/400， C7 PLC 和 SIMATIC WinAC 基于 PC 控制产品的组态编程和维护的项目 管理工具， STEP 7-Micro/WIN 是在 Windows 平台上运行的S7-200 系列 PLC 的编程、在线仿真软件。
（ 2） 基于 PC 的控制软件 基于 PC 的控制系统 WinAC 允许使用个人计算机作为可编程序控制器（ PLC） 运行用户 的程序， 运行在安装了 Windows
NT4. 0 操作系统的 SIMATIC 工控机或其它 任何商用机。WinAC 提供两种 PLC，一种是软件 PLC， 在用户计算机上作为视窗任务运行。 另一种是插槽 PLC（ 在用户 计算机上安装一个 PC 卡） ， 它 具有硬件 PLC 的全部功能。 WinAC 与SIMATIC S7系列处理器完全兼容， 其编程采用统一的 SIMATIC 编程工具（ 如STEP 7） ， 编制的程序既可运行在 WinAC 上， 也可运行在 S7系列处理器上。
（ 3） 人机界面软件 人机界面软件为用户 自 动化项目 提供人机界面（ HMI） 或 SCADA 系统， 支持大范围的平台。 人机界面软件有两种， 一种是应用于机器级的 ProTool， 另一种是应用于监控级的 WinCC。 ProTool 适用于大部分 HMI 硬件的组态， 从操作员 面板到标准 PC 都可以用集成在 STEP 7中的 ProTool 有效地完成组态。 ProTool/lite 用于文本显示的组态， 如：OP3， OP7， OP17， TD17 等。 ProTool/Pro 用于组态标准PC 和所有西门子HMI产品， ProTool/Pro 不只是组态软件， 其运行版也用于 Windows 平台的监控系统。 WinCC 是一个真正开放的， 面向监控与数据采集的 SCADA（ Supervisory Control and Data Acquisition） 软件， 可在任何标准 PC上运行。 WinCC 操作简单， 系统可靠性高， 与 STEP 7 功能集成， 可直接进入PLC 的硬件故障系统， 节省项目 开发时间。 它 的设计适合于广泛的应用，可以连接到已存在的自 动化环境中， 有大量的通信接口 和全面的过程信息和数据处理能力， 其最新的 WinCC5. 0 支持在办公室通过 IE 浏览器动态监控生产过程。
设备技术规格及适用环境
1、 人机操作接口 —HMI 操作站
主机： 采用工业控制机；
显示器： 等离子或液晶显示器;
键盘： 工业薄膜操作键盘；
鼠标： 工业鼠标；
操作系统软件： 采用 Windows2000；
操作平台软件： 采用联锁平台软件组的显示软件；
操作站型式： 控制台是金属台式结构台面为木制， 主机安装在控制台内 ；
外部供电额定电压： 220VACU±5%， 50Hz±0. 2Hz；
外壳防护等级： IP43；
海拔： <1000m；
环境温度： 25℃
2、 PLC应用软件编程器
机型： 采用商用笔记本；
鼠标： 光电鼠标；
操作系统软件： 采用 Windows2000；
编程平台软件： PLC 公司的配套产品；
外部供电额定电压： 220VACU±15%， 50Hz
3、 联锁机（ PLC）控制柜装置
机型： 德国 SIEMENS S7 系列；
电源模板： PS 407 系列， 输出 5VDC, 10A ；24VDC, 1A;
CPU： SIEMENS 400 系列； 每个 CPU 模块有独立开关控制。
模拟量输入模块（ AI） ： 8 点/块， 0～5V/0～10V（ 可设定） ， 二线单回路隔离；
开关量输出模块（ DO） ： 32 点/块， 24VDC， 0. 5A， 加中间继电器， 接点容量≥2A（ at 24VDC） ;
中间继电器： JWXC-1700， RY2S-UL， RY4S-UL；
型式： 金属自 立式；
外型尺寸（ mm） ： 2200 X800 X600（ 高 X 宽 X 深） ；
外部供电额定电压： 220VACU±15%， 50Hz， 6A； 24VDC， 3A；
控制柜的防护等级： IP43；
海拔： <1000m；
环境温度： 25℃
4、 接口柜装置
轨道柜装置
反映室外轨道电路的工作状态；
1） ET 200M 从站
电源模板： PS 307 系列， 输出 24VDC， 5A
接口 模板： 带 Profibus DP 接口 ， 12Mbit/s
开关量输入模板（ DI） ： 16 点/块， 24VDC，光偶隔离
2） 继电器： JZXC-480
3） 小型继电器： RY4S-UL
4） 压敏电阻： MYL-68V/3KA
5） 空开： C45N-2P
6） 外部供电电源
轨道电路电源： 220VAC， 6A
微机工作电源： 220VACU， 6A
微机驱动采集电源： 24VDC， 3A
7） 轨道柜为金属自 立式
8） 外型尺寸（ mm） ： 2200 X1000 X600（ 高 X 宽 X 深）
9） 外壳防护等级： IP43
10） 海拔： <1000m
11） 环境温度： 25℃
道岔柜装置
反映室外道岔电动转辙机的工作状态；
1） ET 200M 从站
电源模板： PS 307 系列， 输出 24VDC， 5A
接口 模板： 带 Profibus DP 接口 ， 12Mbit/s
开关量输入模板（ DI） ： 16 点/块， 24VDC，光偶隔离
开关量输出模板（ DO） ： 16 点/块， 24VDC， 0. 5A， 加中间继电器， 接
点容量≥2A（ at 24VDC）
2） 一启 动继电器： JWJXC-H125/0. 44
3） 二启 动继电器： JYJXC-135/220
4） 锁闭继电器： RY2S-UL
5） 阻容板： ZRB
6） 定操板： DCB
7） 反操板： FCB
8） 表示板： BSB
9） 道岔表示变压器： BD1-7
10） 空开： C45N-1P/2P
11） 外部供电电源
电动转辙机动作电源： 220VDC， 10A
道岔表示电源： 220VAC， 3A
道岔控制电源: 50VAC， 3A
微机工作电源： 220VACU， 6A
微机驱动采集电源： 24VDC， 3A
12） 道岔柜为金属自 立式
13） 外型尺寸（ mm） ： 2200 X1000 X600（ 高 X 宽 X 深）
14） 外壳防护等级： IP43
15） 海拔： <1000m
16） 环境温度： 25℃
信号柜装置
反映室外信号机的工作状态；
1） ET 200M 从站
电源模板： PS 307 系列， 输出 24VDC， 5A
接口 模板： 带 Profibus DP 接口 ， 12Mbit/s
开关量输入模板（ DI） ： 16 点/块， 24VDC，光偶隔离
开关量输出模板（ DO） ： 16 点/块， 24VDC， 0. 5A， 加中间继电器， 接
点容量≥2A（ at 24VDC）
2） 信号继电器： JWXC-1700
3） 灯丝继电器： JZXC-H18
4） 动态板： DTB
5） 空开： C45N-1P/2P
6） 外部供电电源
信号点灯电源： 220VAC， 6A
信号控制电源: 24VAC， 3A
微机工作电源： 220VACU， 6A
微机驱动采集电源： 24VDC， 3A
7） 信号柜为金属自 立式
8） 外型尺寸（ mm） ： 2200 X1000 X600（ 高 X 宽 X 深）
9） 外壳防护等级： IP43
10） 海拔： <1000m
11） 环境温度： 25℃
综合柜装置
反映室外道口 、 场联、 机务同意、 64D 等工作状态；
1） ET 200M 从站
电源模板： PS 307 系列， 输出 24VDC， 5A
接口 模板： 带 Profibus DP 接口 ， 12Mbit/s
开关量输入模板（ DI） ： 16 点/块， 24VDC，光偶隔离
开关量输出模板（ DO） ： 16 点/块， 24VDC， 0. 5A， 加中间继电器， 接
点容量≥2A（ at 24VDC）
2） 设备继电器： JWXC-1700， JPXC-1000
3） 硅整流器： ZG1-42/0. 5
4） 空开： C45N-1P/2P
5） 外部供电电源
设备工作电源： 220VAC， 6A
微机工作电源： 220VACU， 6A
微机驱动采集电源： 24VDC， 3A
6） 综合柜为金属自 立式
7） 外型尺寸（ mm） ： 2200 X1000 X600（ 高 X 宽 X 深）
8） 外壳防护等级： IP43
9） 海拔： <1000m
10） 环境温度： 25℃
防雷柜装置： 防止因雷击而引起的感应雷对轨道电路的影响；
1） 铁道部定型防雷组合： ZFG-Z/M（ B）
2） 18 柱端子板： SX24-75-00
3） 空开： C45N-1P/2P
4） 外部供电电源
设备工作电源： 220VAC， 6A
5） 防雷柜为金属自 立式
外型尺寸（ mm） ： 2200 X800 X600（ 高 X 宽 X 深）
外壳防护等级： IP43
海拔： <1000m
环境温度： 25℃
5、 系统供电设备（ 智能微机电源屏以20KVA 为例） ：
主备输出电源屏
1） 型号： PWMZ3-20
2） 输入为两路独立三相交流 380V（+15～-20%） 、 50HZ± 0. 5HZ
电压波形失真度≤5%、 三相电压不平衡度≤5%
3） 输出电源种类:
轨道电路电源（ 25 周） ： 2KVA
电动转辙机 I/II 动作电源： 220/260VDC， 总 30A
道岔表示电源： 220VAC， 5A
道岔控制电源： 50VAC， 6A
信号点灯电源： 220VAC， 4X5A
信号控制电源： 24VAC， 6A
微机工作电源： 220VAC， 10A
输入表示电源： 24VDC， 20A
交流电源： 220VAC， 10A
4） 外型尺寸（ mm） ： 2000 X800 X600（ 高 X 宽 X 深）
5） 外壳防护等级： IP43
6） 海拔： <2000m
7） 环境温度： -5～+40℃ 在 24 小时内 平均值不超过+35℃
8） 湿度：空气相对湿度在最高温度为+40℃ 时不超过 50%， 约平均最
低温度不超过+20℃ ， 月 平均最大相对湿度不超过 90%
9） 污染等级： 3 级
网络通讯控制设备
通讯网络： 采用 100Mbps 工业以太网， TCP/IP 协议；
L1 级各站点之间的网络接点： 采用工业型交换机；
L1 级与 L2 级之间的接点： 可以采用路由器；
主干网络线路的物理介质： 采用光缆连接。
9、 打印设备：
机型： 采用宽行打印机， 可以进行连续打印文件和故障报表；
外部供电额定电压： 220VACU±15%， 50Hz
系统遵循的标准及规范
信号微机联锁系统是按照《计算机联锁技术条件》 TB /T3027-2002、
《信号微机监测系统技术条件》 TB/T2496-2000 的规定和要求利用计算机设备实现 6502 电气集中技术条件的要求和功能, 并根据自 身 的特点增强了 其他功能， 改善了 使用的方便性， 提高了 系统的安全性， 大大改善了 运输效率。 因此可以满足国家及相关部门标准和规范。
〈电气集中各种结合电路技术条件〉 TB/T2307-1992
〈铁路区间道口 信号设计规范〉 TB10070-2000
〈铁路站内 道口 信号设备技术条件〉 GB104941989
〈铁路光（ 电） 缆传输工程设计规范〉 TB10026-2000
<铁路信号故障-安全原则〉 TB/T2651
〈钢铁企业铁路信号设计规范〉 YB9078-99
西门子 PLC 保养
一、 保养规程、 设备定期测试、 调整规定
（ 1） 每半年或季度检查 PLC 柜中接线端子的连接情况， 若发现松动的地方及时重新坚固连接；
（ 2） 对柜中给主机供电的电源每月 重新测量工作电压；
二、 设备定期清扫的规定
（ 1） 每六个月 或季度对 PLC 进行清扫， 切断给 PLC 供电的电源把电源机架、 CPU 主板及输入/输出板依次拆下， 进行吹扫、 清扫后再依次原位
安装好， 将全部连接恢复后送电并启 动 PLC 主机。 认真清扫 PLC 箱内 卫生；
（ 2） 每三个月 更换电源机架下方过滤网；
三、 检修前准备、 检修规程
（ 1） 检修前准备好工具；
（ 2） 为保障元件的功能不出故障及模板不损坏， 必须用保护装置及认真作防静电准备工作；
（ 3） 检修前与调度和操作工联系好， 需挂检修牌处挂好检修牌；
四、 设备拆装顺序及方法
（ 1） 停机检修， 必须两个人以上监护操作；
（ 2） 把 CPU 前面板上的方式选择开关从“ 运行” 转到“ 停” 位置；
（ 3） 关闭 PLC 供电的总电源， 然后关闭其它给模坂供电的电源；
（ 4） 把与电源架相连的电源线记清线号及连接位置后拆下， 然后拆下电源机架与机柜相连的螺丝， 电源机架就可拆下；
（ 5） CPU 主板及 I/0 板可在旋转模板下方的螺丝后拆下；
（ 6） 安装时以相反顺序进行；
五、 检修工艺及技术要求
（ 1） 测量电压时， 要用数字电压表或精度为 1%的万能表测量
（ 2） 电源机架， CPU 主板都只能在主电源切断时取下；
（ 3） 在 RAM 模块从 CPU 取下或插入 CPU 之前，要断开 PC 的电源， 这样才能保证数据不混乱；
（ 4） 在取下RAM 模块之前， 检查一下模块电池是否正常工作， 如果电池故障灯亮时取下模块 PAM 内 容将丢失；
（ 5） 输入/输出板取下前也应先关掉总电源， 但如果生产需要时 I/0板也可在可编程控制器运行时取下， 但 CPU 板上的 QVZ（ 超时） 灯亮；
（ 6） 拨插模板时， 要格外小心， 轻拿轻放， 并运离产生静电的物品；
（ 7） 更换元件不得带电操作；
（ 8） 检修后模板安装一定要安插到位
西门子 PLCS7-200 系列 性能比较
型号 S7-221 S7-222 CN S7-224 CN S7-224XP CN S7-224XPsi CN S7-226CN
外观
内 置
数字量 I/O 6 DI / 4 DO 8 DI / 6 DO 14DI / 10DO 14DI / 10DO 24DI/ 16D0
中断输入 4 4 4 4 4
HSC
输入
4（ 30 kHz）
支持 A/B 模式
4（ 30 kHz）
支持 A/B 模式
6（ 30 kHz）
支持 A/B 模式
2（ 200 kHz） + 4（ 30kHz）
支持 A/B 模式
6（ 30 kHz ）
支持 A/B 模式
脉冲
输出
2（ 20 kHz） 2（ 20 kHz） 2（ 20 kHz） 2（ 100 kHz） 2（20 kHz）
CPU 特性/端口
扩展选件
· AC 或 DC 电源
· 1 个模拟
设置调整器
· PID 控制器
· 运行中
编辑模式
· 诊断 LED
· 浮点运算
· AC 或 DC 电源
· 1 个模拟
设置调整器
· 利用 EM 277
可扩展为两
个串行端口
· PID 控制器
· 运行中
编辑模式
· 诊断 LED
· 浮点运算
· AC 或 DC 电源
· 可拆卸端子排
· 利用 EM 277 可扩
展为两个串行端口
· 2 个模拟
设置调整器
· PID 控制器
· 实时时钟
· 运行中编辑模式
· 诊断 LED
· 浮点运算
· AC 或 DC 电源
· 可拆卸端子排
· 利用 EM 277 可扩展为四个
串行端口
· 2 个模拟设置调整器
· 自 整定 PID 控制器
· 实时时钟
· 运行中编辑模式
· 诊断 LED
· 浮点运算
· AC 或 DC 电源
· 可拆卸端子排
· 利用 EM 277 可扩展为四个串行端口
· 2 个模拟设置调整器
· 自 整定 PID 控制器
· 实时时钟
· 运行中编辑模式
· 诊断 LED
· 浮点运算
最大数字 I/O 点 6 DI / 4 DO 40 DI / 38 DO 94 DI / 82 DO 94 DI /
82 DO 128 DI / 120 DO
执行时间
(位指令)
0. 22 μ s
程序存储器* 4096 Bytes 4096 Bytes 12288 Bytes* 12288 Bytes* 24576
Bytes*
数据存储器 2048 Bytes 2048 Bytes 8192 Bytes 8192 Bytes 10240 Bytes
存储器模块可用
模拟量 I/O n. a.
16 AI / 8 AO
最大 16
32 AI / 28 AO
最大 44
CPU 本体内置
2AI / 1 AO
AI 32 / AO 29
最大 45
32 AI / 28 AO
最大 44
温度测量模块 n. a.
16 位分辨率（ 15 位 +1 符号位）
T， S，R， E， N， K， J ， TC，
100, 200, 500, 1000 ohm P
1
t100
特殊模块 n. a. 因特网和内 置 Web 服务器； SIWAREX 称重传感器单元；
运动； 调制解调器
网络功能 n. a.
串行通讯； AS-Interface；Profi bus-DP 从站； 模拟电话；
以太网/因特网； GPRS； Modbus 主站/从站
网络主站功能 n. a. Modbus RTU 主站和 AS-Interface 主站