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CPU224 XP 高速I/O
S7-200 CPU支持6路高速數(shù)字量輸入（CPU224/226）和兩路高速數(shù)字量輸出（用于PTO/PWM）。
新產(chǎn)品CPU224 XP高速輸入中的兩路支持更加高的速度,。用作單相脈沖輸入時,，可以達(dá)到200KHz；用作雙相90°正交脈沖輸入時,，速度可達(dá)100KHz,。
CPU224 XP的兩路高速數(shù)字量輸出速率可以達(dá)到100KHz。
圖1. CPU224 XP數(shù)字量接線
圖中：
- 高速輸出點(diǎn)Q0.0和Q0.1與Q0.2 - Q0.4成組支持5 - 24VDC電壓輸出
- 特高速輸入點(diǎn)I0.3/I0.4/I0.5支持5 - 24VDC電壓的源型或漏型輸入,；同組其他輸入點(diǎn)電壓可以仍然是24VDC,，單要求兩者的電源的公共端在1M處連接
CPU224 XP的高速數(shù)字量輸入
除了其他高速輸入端子外，CPU224 XP*的高速輸入端子為I0.3,、I0.4,、I0.5。
具體位置如圖1所示,。
這些特高速輸入端可用作高速計數(shù)器輸入端,，如表1所示：
表1. CPU224 XP高速輸入端子與計數(shù)器分配
| 模式 | 描述 | 輸入點(diǎn) | |||
|---|---|---|---|---|---|
| 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 | 帶有內(nèi)部方向控制的單相計數(shù)器 | 時鐘 | |||
| 1 | 時鐘 | 復(fù)位 | |||
| 2 | 時鐘 | 復(fù)位 | 啟動 | ||
| 3 | 帶有外部方向控制的單相計數(shù)器 | 時鐘 | 方向 | ||
| 4 | 時鐘 | 方向 | 復(fù)位 | ||
| 5 | 時鐘 | 方向 | 復(fù)位 | 啟動 | |
| 6 | 帶有增減計數(shù)時鐘的雙相計數(shù)器 | 增時鐘 | 減時鐘 | ||
| 7 | 增時鐘 | 減時鐘 | 復(fù)位 | ||
| 8 | 增時鐘 | 減時鐘 | 復(fù)位 | 啟動 | |
| 9 | A/B相正交計數(shù)器 | 時鐘A | 時鐘B | ||
| 10 | 時鐘A | 時鐘B | 復(fù)位 | ||
| 11 | 時鐘A | 時鐘B | 復(fù)位 | 啟動 | |
根據(jù)上表可以看出：
- 要達(dá)到單相200KHz高速脈沖輸入，可以使用HSC4和HSC5,，分別輸入到I0.3,、I0.4
- 要實現(xiàn)雙相90°正交高速脈沖輸入，可以使用HSC4,；此時HSC5因為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
支持特高速輸入的I0.3、I0.4,、I0.5可以接受5 - 24VDC信號,；它們既可以用于高速脈沖輸入,，也可以用于普通輸入信號。它們與本組輸入點(diǎn)（I0.0 - I0.7）一起,，支持源型和漏型輸入,。
CPU224 XP高速脈沖輸出
CPU224 XP的高速脈沖輸出Q0.0和Q0.1支持高達(dá)100KHz的頻率。
Q0.0和Q0.1支持5 - 24VDC輸出,。但是它們必須和Q0.2 - Q0.4一起成組輸出相同的電壓,。
高速輸出只能用在CPU224 XP DC/DC/DC型號
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常問問題
CPU 224 XP 的高速計數(shù)器模式 12，是否可以計數(shù) 30 KHz 以上的脈沖,？
CPU 224 XP 支持多 100 KHz 的高速脈沖輸出,。S7-200 系列 CPU 只有高速計數(shù)器 HSC0, HSC3 能夠被設(shè)置為模式 12，使用的輸入端子為I0.0, I0.1,，而不是特高速輸入端子：I0.3,、I0.4、I0.5,。非特高速脈沖信號輸入端由于硬件電路的限制（如光電耦合等）只能支持高 30 KHz 的高速脈沖輸入,。
用戶使用高速計數(shù)器模式 12 時不需要任何外部連線，Q0.0(Q0.1) 與 I0.0(I0.1) 通過集成電路內(nèi)部關(guān)聯(lián),，越過了外部信號處理電路,，因此 HSC0(HSC1) 可以計 100KHz 或者更高頻率的脈沖。用戶在使用向?qū)渲?S7-200 內(nèi)部 PTO/PWM 操作時,，勾選“使用高速計數(shù)器HSCx（模式12）自動計數(shù)線性 PTO 生成的脈沖”即可,。
CPU224 XP的高速輸入（I0.3/4/5）是5VDC信號，其他輸入點(diǎn)是否可以接24VDC信號,？
可以,。只需將兩種信號供電電源的公共端都連接到1M端子。這兩種信號必須同時為漏型或源型輸入信號,。
CPU224 XP的高速輸出點(diǎn)Q0.0和Q0.1接5V電源,，其他點(diǎn)如Q0.2/3/4是否可以接24V電壓？
不可以,。必須成組連接相同的電壓等級,。
RS-485網(wǎng)絡(luò)的硬件組成
在S7-200系統(tǒng)中，無論是組成PPI,、MPI還是RPOFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò),，用到的主要部件都是一樣的：
- PROFIBUS電纜：電纜型號有多種，其中基本的是PROFIBUS FC（Fast Connect快速連接）Standard電纜（訂貨號6XV1 830-0EH10）
- PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)連接器：網(wǎng)絡(luò)連接器也有多種形式,，如出線角度不同等等
連接網(wǎng)絡(luò)連接器
A. 電纜和剝線器,。使用FC技術(shù)不用剝出裸露的銅線。
圖1. 剝好一端的PROFIBUS電纜與快速剝線器（FCS,，訂貨號6GK1905-6AA00）。
B. 打開PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)連接器。首先打開電纜張力釋放壓塊,，然后掀開芯線鎖,。
圖2. 打開的PROFIBUS連接器
C. 去除PROFIBUS電纜芯線外的保護(hù)層，將芯線按照相應(yīng)的顏色標(biāo)記插入芯線鎖,，再把鎖塊用力壓下,，使內(nèi)部導(dǎo)體接觸。應(yīng)注意使電纜剝出的屏蔽層與屏蔽連接壓片接觸,。
圖3. 插入電纜
由于通信頻率比較高,，因此通信電纜采用雙端接地。電纜兩頭都要連接屏蔽層,。
D. 復(fù)位電纜壓塊,，擰緊螺絲，消除外部拉力對內(nèi)部連接的影響,。
網(wǎng)絡(luò)連接器主要分為兩種類型：帶和不帶編程口的,。不帶編程口的插頭用于一般聯(lián)網(wǎng)，帶編程口的插頭可以在聯(lián)網(wǎng)的同時仍然提供一個編程連接端口,，用于編程或者連接HMI等,。
圖4. 左側(cè)為不帶編程口的網(wǎng)絡(luò)連接器（訂貨號：6ES7 972-0BA52-0XA0）
右側(cè)的是帶編程口的網(wǎng)絡(luò)連接器（訂貨號：6ES7 972-0BB52-0XA0）
線型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
通過PROFIBUS電纜連接網(wǎng)絡(luò)插頭，構(gòu)成總線型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),。
圖5. 總線型網(wǎng)絡(luò)連接
在上圖中,，網(wǎng)絡(luò)連接器A、B,、C分別插到三個通信站點(diǎn)的通信口上,；電纜a把插頭A和B連接起來，電纜b連接插頭B和C,。線型結(jié)構(gòu)可以照此擴(kuò)展,。
注意圓圈內(nèi)的“終端電阻”開關(guān)設(shè)置。網(wǎng)絡(luò)終端的插頭,，其終端電阻開關(guān)必須放在“ON”的位置,；中間站點(diǎn)的插頭其終端電阻開關(guān)應(yīng)放在“OFF”位置。
終端電阻和偏置電阻
一個正規(guī)的RS-485網(wǎng)絡(luò)使用終端電阻和偏置電阻,。在網(wǎng)絡(luò)連接線非常短,、臨時或?qū)嶒炇覝y試時也可以不使用終端和偏置電阻。
- 終端電阻：在線型網(wǎng)絡(luò)兩端（相距遠(yuǎn)的兩個通信端口上）,，并聯(lián)在一對通信線上的電阻,。根據(jù)傳輸線理論，終端電阻可以吸收網(wǎng)絡(luò)上的反射波,，有效地增強(qiáng)信號強(qiáng)度,。兩個終端電阻并聯(lián)后的值應(yīng)當(dāng)基本等于傳輸線在通信頻率上的特性阻抗
- 偏置電阻：偏置電阻用于在電氣情況復(fù)雜時確保A,、B信號的相對關(guān)系，保證“0”,、“1”信號的可靠性
西門子的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)連接器已經(jīng)內(nèi)置了終端和偏置電阻,，通過一個開關(guān)方便地接通或斷開。終端和偏置電阻的值*符合西門子通信端口和PROFIBUS電纜的要求,。 合上網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)插頭的終端電阻開關(guān),，可以非常方便地切斷插頭后面的部分網(wǎng)絡(luò)的信號傳輸。
與其他設(shè)備通信時（采用PROFIBUS電纜）,，對方的通信端口可能不是D-SUB9針型的,，或者引腳定義*不同。如西門子的MM4x0變頻器,，RS-485通信口采用端子接線形式,，這種情況下需要另外連接終端電阻，西門子可以提供一個比較規(guī)整的外接電阻,。對于其他設(shè)備,，可以參照《S7-200系統(tǒng)手冊》上的技術(shù)數(shù)據(jù)制作。
西門子網(wǎng)絡(luò)插頭中的終端電阻,、偏置電阻的大小與西門子PROFIBUS電纜的特性阻抗相匹配,，強(qiáng)烈建議用戶配套使用西門子的PROFIBUS電纜和網(wǎng)絡(luò)插頭?？梢员苊庠S多麻煩,。
記住聯(lián)網(wǎng)的格言：你糊弄它，它就糊弄你,！
模擬量輸入/輸出（AI/AO）響應(yīng)速度
模擬量輸入響應(yīng)速度
表1. CPU 模擬量輸入響應(yīng)時間
表2. 擴(kuò)展模板模擬量輸入響應(yīng)時間
模擬量輸出響應(yīng)速度
表3. 信號模板和信號板模擬量輸出響應(yīng)時間
| 輸出點(diǎn)類型 | 電壓信號 | 電流信號 |
|---|---|---|
| 穩(wěn)定時間（新值的95%） | 300 μs（R） | 600 μs（1 mH） |
750μs（1 μF） | 2 ms（10 mH） |
TC 模板響應(yīng)時間
表4. TC 模板響應(yīng)時間
抑制頻率（Hz） | 積分時間（ms） | 4 通道模板更新時間（s） |
10 | 100 | 1.205 |
50 | 20 | 0.245 |
60 | 16.67 | 0.205 |
400 | 10 | 0.125 |
說明：黃色部分?jǐn)?shù)值同樣適用于抑制 100 Hz 和 200 Hz 噪聲,。
RTD 模板響應(yīng)時間
表5. RTD 模板響應(yīng)時間
抑制頻率（Hz） | 積分時間（ms） | 4/2線制 4 通道模板更新時間（s） | 3線制 4 通道模板更新時間（s） |
10 | 100 | 1.222 | 2.444 |
50 | 20 | 0.262 | 0.524 |
60 | 16.67 | 0.222 | 0.444 |
400 | 10 | 0.142 | 0.284 |
說明：黃色部分?jǐn)?shù)值同樣適用于抑制 100 Hz 和 200 Hz 噪聲。
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