【畅学技术】S7-200 SMART V2.8 新功能解读

阿蚊在线

     S7-200 SMART CPU自面世以来，凭借其出色的性能受到了用户的广泛好评。2023年9月15日，V2.8 固件正式发布，下面为大家介绍一下新版本有什么特点，都增加了哪些新功能。

1.1

增强运动控制功能

对于 V2.8 固件版本之前的 CPU ST60 最多支持3个 PTO 轴，V2.7 固件版本的 CPU 支持基于PTO（脉冲串输出）开环的2D/3D直线插补运动功能。STEP 7 Micro/WIN SMART V2.8  软件配合 S7-200 SMART V2.8 CPU 固件在运动控制上做了以下增强。

ST60 支持4个 PTO 轴

轴的数量从3个增加到4个。轴组数从1个增加到了2个，轴0和轴1可以组态轴组0，轴2和轴3可以组态轴组1。

新增轴组停止指令

对于 CPU SR/ST 20、SR/ST 30、SR/ST 40、SR/ST 60新增轴组停止指令 GRPX_STOP。GRPX_STOP 指令的停止模式有减速停止和立即停止。减速停止为梯形曲线减速，减速时间由用户设定。立即停止则轴组运动立即停止。GRPX_STOP 指令只能停止轴组运动，与其他轴组运动指令一样，该指令与单轴的运动指令互斥。

路径规划表可在线修改

支持动态组态运动路径参数，可以更改在符号表中定义的每个线段参数，这意味着，无需在运动向导中修改参数并再次下载项目。

说明

如果禁用连续线段中的一个线段，则已禁用的线段和后面的线段将不会运行。如果一个线段正在运行或已完成运行，并且修改了该线段的以下参数，则修改将在下次运行路径时生效。


1.2

增强 ST60 的 PLS 和 PWM 功能

脉冲输出 (PLS) 的数量从 3 个增加到 4 个：支持第四条 PLS 指令。脉宽调制 (PWM) 的数量从 3 个增加到 4 个：支持第四条 PWM 指令。
ST60 的四个通道分别是：Q0.0、Q0.1、Q0.3 和 Q0.2。

ST20 仅两个通道分别是：Q0.0 和 Q0.1。

ST30、ST40 三个通道分别是：Q0.0、Q0.1 和 Q0.3。

1.3

增强PID功能

V2.8 版本的 STEP 7-Micro/WIN SMART 软件和 CPU 支持 16 个PID回路，支持双向（正向/加热和负向/制冷）输出，提供了两种整定方式，预调节和精确调节。可在执行预调节和精确调节时获得较佳的 PID 参数。

1.3.1最多支持16个PID回路



1.3.2支持双向 PID



1.3.3支持 PID 预调节和增强的精确调节

STEP 7-Micro/WIN SMART V2.8 具有不同的预调节类型，具体取决于组态：·预调节正向/加热·预调节负向/制冷·预调节正向/加热和负向/制冷如果要调节正向/加热和负向/制冷的 PID 参数，则可通过“预调节正向/加热”然后“预调节反向/制冷”（而非“预调节正向/加热和负向/制冷”）获得更好的控制响应。但是，分两步进行预调节需要更多的时间。

1、单向预调节的要求

正向/加热

·| 设定值 - 过程值 | > 0.3 × |过程值上限 - 过程值下限 |

·| 设定值 - 过程值 | > 0.5 × 设定值

·设定值 > 过程值

负向/制冷

·| 设定值 - 过程值| > 0.3 × |过程值上限 - 过程值下限 |

·| 设定值 - 过程值| > 0.5 × 设定值

·设定值 < 过程值

2、双向预调节的要求

正向/加热

·| 设定值 - 过程值| > 0.3 × |过程值上限 - 过程值下限 |

·| 设定值 - 过程值| > 0.5 × 设定值

·设定值 > 过程值

负向/制冷

·成功执行正向/加热预调节

·| 设定值 - 过程值| < 0.05 × |过程值上限 - 过程值下限 |

正向/加热和负向/制冷

·| 设定值 - 过程值| > 0.3 × |过程值上限 - 过程值下限 |

·| 设定值 - 过程值| > 0.5 × 设定值

·设定值 > 过程值

精确调节会生成恒定的、有限过程值振荡。PID 参数根据该振荡的振幅和频率针对工作点进行调节。根据结果重新计算所有 PID 参数。基于精确调节的 PID 参数通常比基于预调节的 PID 参数具有更好的主控和抗扰动特性。
在 PID 控制面板中，精确调节类型因不同的组态而异：
·如果未在 PID 回路向导中启用双向输出，则只有一种精确调节类型可用：
o精确调节
·如果启用双向输出并在 PID 回路向导中选择“正常”(Normal) 作为“控制器类型”(Controller Type)，则以下调节类型可用：
o精确调节正向o精确调节负向
·如果启用双向输出并在 PID 回路向导中选择“温度”(Temperature) 作为“控制器类型”(Controller Type)，则以下调节类型可用：
o精确调节加热o精确调节制冷

1.4

增强的高速计数器功能

S7-200 SMARTV2.8 固件版本 HSC（高速计数器）除了计数模式之外还增加了频率模式。

SR 和 ST 型号共支持六个 HSC 设备（HSC0、HSC1、HSC2、HSC3、HSC4 和 HSC5）

HSC0、HSC2、HSC4 和 HSC5 支持四种频率测量模式（模式 0、3、6 和 9）

HSC1 和 HSC3 只支持一种频率测量模式（模式 0）

对于频率类型，可在下拉列表中选择频率测量周期（1 s、100 ms、10 ms）。默认值为 1s。

为获得更精确的频率测量，建议：

对于 10 ms 周期采样，理论频率应大于 100 Hz

对于 100 ms 周期采样，理论频率应大于 10 Hz

1.5

增强的加密保护功能

PLC 安全增强：采用更精密高效的算法来保护 PLC 的安全。

说明

CPU 从之前的版本升级到 V2.8 时，新安全解决方案将自动加载，无需重新下载项目。

S7-200 SMART CPU V2.8 实现了新安全解决方案。S7-200 SMART CPU V2.8 无法降级到之前的版本。

POU 安全增强：采用更强大的算法来保护 POU 的安全。

说明

如果要用 V2.8 的安全解决方案保护旧项目，则需要用 STEP 7-MicroWIN SMART V2.8 打开旧项目、永久删除 POU 的密码，然后再次对 POU 进行密码保护。

STEP 7-MicroWIN SMART V2.8 中带有密码保护 POU 的项目无法在先前版本的 STEP 7-MicroWIN SMART 中打开。

在将 STEP 7-MicroWIN SMART V2.8 中带有密码保护 POU 的项目下载到 CPU 后，就无法上传到先前版本的 STEP 7-MicroWIN SMART 中。

注意

如果需要增强的加密保护功能，需要CPU和编程软件都升级到最新的V2.8版本。
• 
  如果用户使用低于V2.8版本的STEP 7-MicroWIN SMART软件对项目加密后，不能直接用STEP7-MicroWIN SMART V2.8 打开加密项目。正确的做法是使用低版本STEP 7-MicroWINSMART 软件先解密，用STEP 7-MicroWIN SMART V2.8打开项目之后，再进行加密。
  

1.6

增强的存储器范围

对于CPU SR/ST 20、SR/ST 30、SR/ST 40 和 SR/ST 60，用户数据分别增加 4KB。
对于 CPU SR/ST 20、SR/ST 30、SR/ST 40 和 SR/ST 60，保持范围分别增加 2KB。


1.7

新增指令

S7-200 SMART CPU V2.8 新增多种运算指令。

位逻辑

交替输出：ALT
脉冲交替输出指令 (ALT) 在每个扫描周期取反输出位的状态。





脉冲交替输出：ALTP





脉冲交替输出指令 (ALTP) 在每个上升沿取反输出位的状态。

转换





双精度浮点到实数：DF_R将双精度浮点值 IN 转换为实数值，并将结果存入分配给 OUT 的地址处。如果转换的值过大以至于无法在输出中表示，则溢出位将置位，并且输出不受影响。

BCD 到双精度整数：BCD_DI将二进制编码的十进制 DINT 数据类型值 IN 转换为双精度整数 DINT 数据类型的值，并将结果加载至分配给 OUT 的地址中。IN 的有效范围为 0 到 99999999 BCD。

双精度整数到 BCD：DI_BCD将输入双精度整数 DINT 数据类型值 IN 转换为二进制编码的十进制 DINT 数据类型，并将结果加载至分配给 OUT 的地址中。IN 的有效范围为 0 到 99999999（整数）。

量程变换：S_ITR、S_RTR、S_RTI可使用“量程变换”指令通过将 IN 输入的值映射到指定的值范围来缩放该值。

OUT = [(OSH - OSL) * (IN - ISL)/(ISH - ISL)] + OSL

OUT：转换结果

OSH：转换结果上限

OSL：转换结果下限

IN：换算对象

ISH：转换对象上限

lSL：转换对象下限

S_ITR：可使用此指令将模拟量输入转换为 S7-200 SMART 的内部数据。执行该指令时，输入 IN 处的整数值被缩放到由参数 OSH 和 OSL 定义的值范围。缩放的结果是实数，该实数存储在输出 OUT 处。

S_RTR：可使用此指令将 REAL 转换为另一个 REAL。执行该指令时，输入 IN 处的实数值被缩放到由参数 OSH 和 OSL 定义的值范围。缩放的结果是实数，该实数存储在输出 OUT 处。

S_RTI：可使用此指令将 S7-200 SMART 的内部数据转换为模拟量输出。执行该指令时，输入 IN 处的实数值被缩放到由参数 OSH 和 OSL 定义的值范围。缩放的结果是整数，该整数存储在输出 OUT 处。

数学运算

取最大值或最小值：MIN_MAX_B



“MIN_MAX_B”指令比较可用输入的值，然后将最小值和最大值的值及索引写入 MinValue, MinValueIndex, MaxValue 和 MaxValueIndex 的输出。如果数组中有多个最小值或最大值，则会输出第一个最小值或最大值的索引号。数组的索引从 0 开始。

取随机值：RAND_B



随机指令向 OUT 输出生成所设定范围内的一个随机值。

数组进行排序：SORT_B



SORT 指令Mode有2中模式0和1，0：按升序排序；1：按降序排序，按照给定的模式对数组排序并将其写入 OUT 输出。

取数组的平均值：AVG_B



AVG_B 指令计算给定数组的平均值，并将其写入到 OUT 输出。

取绝对值：ABS_I、ABS_DI、ABS_R



该指令会对输入 IN 处指定的值取绝对值，并将结果加载到存储器位置 OUT 中。注：该指令不会影响边界值。例如，对于类型 INT，当输入为 -32768 时，则输出会保持 -32768。

低通滤波器：LPF



可使用“低通滤波器”指令来衰减高频分量，例如信号中的噪声。使用以下公式计算指令的结果：y(n) = Coef*y(n-1) + （1- Coef）* x(n)；

y(n) 为当前滤波器输出，Coef 为滤波器系数，y(n-1) 为上一个滤波器输出，x(n) 为当前采样值。

可指定以下滤波器参数：

Coef：滤波器系数，必须处于范围 [0, 1) 内

如果作为命令中的比率参数的滤波器系数被设为 0，则不执行滤波。

N：必须处于范围 [0, 63] 内，目前，S7-200 SMART 支持 64 个一阶低通滤波器，因此在编程时必须指定使用哪个滤波器。

相同编号的低通滤波器将使用历史滤波值和当前采样值一起计算，得到当前滤波值。

ARCSIN、ARCCOS、ARCTAN

反正弦 (ARC_SIN)、反余弦 (ARC_COS) 和反正切 (ARC_TAN) 指令计算角度值 IN 的反三角函数，并在 OUT 中输出结果。

ARCSIN 和 ARCCOS 的 IN 取值范围为 [-1,1]。

输入角度值以弧度为单位。

逻辑运算

与非：NAND、或非：NOR 和 异或非：NXOR

“与非”字节、“与非”字以及“与非”双字指令，两个输入值 IN1 和 IN2 的相应位进行逻辑“与非”运算，并将计算结果加载到 OUT 的存储单元中。

“或非”字节、“或非”字以及“或非”双字指令，两个输入值 IN1 和 IN2 的相应位进行逻辑“或非”运算，并将计算结果加载到 OUT 的存储单元中。

“异或非”字节、“异或非”字以及“异或非”双字指令，两个输入值 IN1 和IN2 的相应位进行逻辑“异或非”运算，并将计算结果加载到存储单元 OUT 中。

2

产品订货信息

以上内容就是本次 S7-200 SMART V2.8 版本固件新增功能的大致描述，对于 V2.7 固件的 CPU 若需要使用以上功能，需要将固件升级到 V2.8 版本。V2.8 版本 CPU 订货号与 V2.7 版本 CPU 订货号相同，可以通过 STEP 7 Micro/WIN SMART 编程软件在线查看 CPU 固件版本，如果使用的 STEP 7 Micro/WIN SMART 软件版本低于 V2.8 在线查看 V2.8 CPU 版本时会提示未知版本。下表列出了 V2.8 固件对应的 CPU 型号。



说明：

固件版本为 V2.8 的 CPU 型号不能降级到 V2.7 或任何以前的版本

先前订货号以 0AA0 结尾的任何 SR 或 ST 型号都不能升级到 V2.8

订货号以 0AA1 结尾的 CPU 型号不能降级为任何之前的固件版本

S7-200 SMART V2.8 软件、固件、手册下载链接：

https://new.siemens.com/cn/zh/products/automation/systems/industrial/plc/simatic-s7200-smart.html