CPU221

cpu221是一款集成式編碼器產品，提供智慧型化小型解決方案，帶有10個輸入、輸出點，不支持能擴展。

基本介紹

• 中文名：cpu221
• 外文名：CPU221
• 概述：智慧型型小型解決方案
• 簡介：集成式編碼器
• 2種型號：帶多種電源和控制電壓

功能簡介

CPU221 安裝有：

集成式 24 V 編碼器/負載電源:
用於直接連線感測器和編碼器。 用 180 mA 時，它也可用作負載電源。

2種型號：
帶多種電源和控制電壓

內置數字量輸入/輸出：
6個輸入和 4 個輸出。

1 個通訊接口:
可選

作為 PPI接口，用於編程功能、HMI 功能（TD 200、OP），S7-200 內部 CPU / CPU 通信（9.6/19.2/187.5 kbps），或作為 MPI從站，用於和 MPI 主站（S7-300 / -400、OP、TD、按鈕板）進行數據交換。

用戶可程式接口（FreePort），帶中斷能力，用於和非西門子設備進行串列數據交換，例如在 ASCII 協定下、波特率為 1.2/2.4/4.8/9.6/19.2/38.4/57.6/115.2 Kbit/s時，可將 PC / PPI 電纜用作為 RS 232/ RS 485 適配器。

中斷輸入：
對過程信號的上升沿或下降沿作出極高速回響

高速計數器：
4 個高速計數器(30 kHz), 可通過參數設定使能和復位輸入，具有2個單獨的輸入端，可同時用作增/減計數器；或者可以連線2個具有90°相差的增量編碼器。

仿真器（可選）：
用於集成輸入的仿真和用戶程式的檢驗。

模擬電位計:
1 個模擬電位計，可在日常工作中用作一個設定值計數器，例如設定時間。

脈衝輸出：
2 個高頻脈衝輸出 (最大 20 kHz)；
可用於定位任務，驅動變頻電機和步進電機。

實時時鐘（可作為可選模組連線）:
例如用於給報文加時間標記、紀錄機器運行時間或用於基於時間的過程控制。

EEPROM 子模組(選件):
用於保存完整的 STEP 7-Micro/WIN 用戶程式及其它文檔。
用於支持數據記錄功能和配方管理。
允許快速修改程式(即使沒有編程器)和其它程式歸檔。

通過電池提供長時間後備：
可將存儲時間提高到200天。無電池模組時，用戶數據（如存儲器位狀態、數據塊、定時器和計數器）通過內部的超級電容進行保護,大約 5 天。可以永久保存用戶程式(免維護)。電池模組插入存儲器子模組插槽中。

設備種類
種類	電源電壓	輸入電壓	輸出電壓	輸出電流
直流輸出	24 V DC	24 V DC	24 V DC	0.75 A, 電晶體
繼電器輸出	85 … 264 V AC	24 V DC	24 V DC,; 24 …; 230 V AC	2 A,繼電器

功能特點

豐富的指令集:
豐富的指令

基本操作,如二進制邏輯運算、結果賦值、存儲、計數、產生時間、裝載、傳輸、比較、移位、循環移位、產生補碼、調用子程式（帶局部變數）

集成通訊指令（如 S7-200 通訊（讀網路（NETR），寫網路（NETW）或自由口（傳送XMT，接收RCV）

用戶友好的功能,如脈衝持續時間調製、脈衝序列功能、算法功能、浮點算法、PID 閉環控制、跳轉功能、循環功能和代碼轉換都使編程任務得以簡化。

計數:
用戶友好的計數功能配以集成的計數器和高速計數器指令給用戶開闢了新的套用領域。

中斷處理：

邊沿觸發中斷（由過程信號的上升沿或下降沿觸發）允許對過程中斷作出極快的回響。

定時中斷可設定為：1ms - 255ms，間隔1ms。

當達到設定值或計數器方向改變時，可觸發計數器中斷。

通訊中斷使得能迅速方便地與周圍的設備如印表機或條碼閱讀器交換信息

輸入/輸出的直接詢問和驅動:
也可以對輸入和輸出進行掃描以及獨立於循環周期而直接進行設定。控制器能迅速地對過程事件作出回響（例如，當發生中斷時，直接復位輸出）。

口令保護:
3 級口令保護，有效地保證了用戶專有技術的安全。對於訪問用戶程式，有以下幾種保護方案:

完全訪問:程式可以隨便改動。

唯讀：未經授權不能修改程式。可以進行測試、設定系統參數和拷貝程式。

完全保護：未經授權不能修改、讀出和複製程式。可進行參數設定。

測試和診斷功能：
易於使用的功能支持測試和診斷：使用可定義的循環次數執行和分析整個程式。最多大 124 個循環內的內部參數，如位存儲器、定時器或計數器同時記錄下來

測試和診斷運行過程中對輸入和輸出進行“強制”：
可不在循環周期內獨立設定輸入和輸出，例如可以檢測用戶程式。

編程

STEP 7-Micro/WIN V4 可以對所有 S7-200 CPU 進行編程。

注意:

不能使用 STEP 7-Micro/DOS 對 CPU 221 進行編程。如果通過PG/PC的串口進行編程，則額外需要PC/PPI電纜。當使用STEP 7 Micro/Win32 V3編程時，可以通過SIMATIC CP 5511 或 CP 5611進行編程，以及通過編程器的MPI接口編程。此時最高傳輸速率為187.5 kbps。

型號參數

	6ES7 211-0AA23-0XB0	6ES7 211-0BA23-0XB0
電源電壓
24 V DC	√
允許範圍，下限 (DC)	20.4 V
允許範圍，上限 (DC)	28.8 V
120 V AC		√
230 V AC		√
電源頻率
電源電壓的頻率		63 Hz
負載電壓 L+
額定值(DC)	24 V	24 V
允許範圍，下限 (DC)	20.4 V	5 V
允許範圍，上限 (DC)	28.8 V	30 V
負載電壓L1
額定值(AC)		100 V; 100 至 230 V AC
允許範圍，下限 (AC)		5 V
允許範圍，上限(AC)		250 V
允許頻率範圍，下限		47 Hz
允許頻率範圍，上限		63 Hz
輸入電流
突波電流，最大	28.8 V 時 10 A	264 V 時 20 A
從電源L+ 供電，最大	450 mA; 80 - 450 mA
從電源L1供電，最大		120 mA; 15 - 60 mA (240 V); 30 - 120 mA (120 V); 擴展模組輸出電流 (5 VDC) 340 mA
編碼器電源
24 V 編碼器電源
24 V	√；允許範圍：15.4 至 28.8 V	√；允許範圍：20.4 至 28.8 V
短路保護	√；600 mA 時電子式	√；600 mA 時電子式
輸出電流，最大	180 mA	180 mA
備用電池
電池運行
後備時間，最大	50 小時；（40 ℃ 時，最短 8 小時）；帶有可選電池模組時，200 天（典型值）	50 小時；（40 ℃ 時，最短 8 小時）；帶有可選電池模組時，200 天（典型值）
存儲器
存儲模組數量(選件)	1，可插入存儲模組，內容存儲在內置的EEPROM中，此外還可以存儲配方、數據記錄和其他檔案。	1，可插入存儲模組，內容存儲在內置的EEPROM中，此外還可以存儲配方、數據記錄和其他檔案。
數據和程式存儲器
數據存儲器，最大	2 kbyte	2 kbyte
程式存儲器，最大	4 kbyte	4 kbyte
後備
提供	√；程式：集成 EEPROM 上的整個程式免維護，可通過 CPU 編程；數據：集成 EEPROM 上從編程器/PC 載入的整個 DB 1 免維護，RAM 中 DB 1 的電流值，通過高性能電容器，非易失性記憶體位、計時器、計數器等免維護；可選電池，用於長期緩衝	√；程式：集成 EEPROM 上的整個程式免維護，可通過 CPU 編程；數據：集成 EEPROM 上從編程器/PC 載入的整個 DB 1 免維護，RAM 中 DB 1 的電流值，通過高性能電容器，非易失性記憶體位、計時器、計數器等免維護；可選電池，用於長期緩衝
CPU 處理時間
位指令，最大	0.22 μs	0.22 μs
計數器、定時器及其保持性
S7 計數器
數量	256	256
其中通過電池可保持
可調節	√；通過高性能電容或電池	√；通過高性能電容或電池
下限	1	1
上限	256	256
計數範圍
下限	0	0
上限	32 767	32 767
S7 定時器
數量	256	256
其中通過電池可保持
可調節	√；通過高性能電容或電池	√；通過高性能電容或電池
上限	64	64
時間範圍
下限	1 ms	1 ms
上限	54 分鐘；4 個定時器：1 ms 至 30 s；16 個定時器：10 ms 至 5 分鐘；236 個定時器：100 ms 至 54 分鐘	54 分鐘；4 個定時器：1 ms 至 30 s；16 個定時器：10 ms 至 5 分鐘；236 個定時器：100 ms 至 54 分鐘
數據區及其保持性
標誌
數量，最大	32 位元組	32 位元組
可保持	√；M 0.0 至 M 31.7	√；M 0.0 至 M 31.7
其中通過電池可保持	0 至 255，通過高性能電容或電池，可調	0 至 255，通過高性能電容或電池，可調
其中不通過電池可保持	0 至 112 （EEPROM中），可調	0 至 112 （EEPROM中），可調
硬體組態
可連線的編程器/PC	SIMATIC PG/PC，標準 PC	SIMATIC PG/PC，標準 PC
數字量輸入
數字/二進制輸入	6；內置	6；內置
m/p 讀	√；可選，每組	√；可選，每組
輸入電壓
額定值(DC)	24 V	24 V
用於信號“0”	0 至 5 V	0 至 5 V
用於信號“1”	最小 15 V	最小 15 V
輸入電流
“1”信號，典型值	2.5 mA	2.5 mA
輸入延時（在輸入額定電壓時）
標準輸入
可設定	√；全部	√；全部
“0”到“1”，最小	0.2 ms	0.2 ms
"0" 到 "1"，最大	12.8 ms	12.8 ms
用於中斷輸入
可設定	√；I 0.0 至 I 0.3	√；I 0.0 至 I 0.3
用於計數器/技術功能
可設定	√；(E0.0 － E0.5) 30 kHz	√；(E0.0 － E0.5) 30 kHz
電纜長度
禁止電纜長度，最長	500 m；標準輸入：500 m，高速計數器：50 m	500 m；標準輸入：500 m，高速計數器：50 m
非禁止電纜長度，最長	300 m；不適於高速信號	300 m；不適於高速信號
數字量輸出
數字/二進制輸出	4；電晶體	4；繼電器
功能性/短路強度	×；外部提供	×；外部提供
導致電路中斷的電壓極限	1 W
輸出的開關能力
阻性負載，最大	0.75 A	2 A
燈負載，最大	5 W	30 W DC；200 W AC
輸出電壓
“1”信號，最小	20 V DC	L+/L1
輸出電流
“1”信號額定值	750 mA	2 A
“0”信號殘餘電流，最大	0.1 mA	0 mA
阻性負載時輸出延時
0 ~	15 μs；標準輸出,最大(Q0.2 - Q0.3) 15μs；脈衝輸出,最大 (Q0.0 - Q0.1) 2 μs	10 ms；所有輸出
1 ~	130 μs；標準輸出,最大(Q0.2 - Q0.3) 100μs；脈衝輸出,最大 (Q0.0 - Q0.1) 10 μs	10 ms；所有輸出
2 輸出並聯切換
用於提高功率	√	X
開關頻率
阻性負載時脈衝輸出，最大	20 kHz；Q0.0 ～ Q0.1
每組輸出電流總和
所有安裝位置
最高40 °C時，最大	3 A	6 A
水平安裝
最高55 °C時，最大	3 A	6 A
繼電器輸出
運行周期數，最大		10,000,000；機械 1000 萬次，額定負載電壓下為 100,000 次
電纜長度
禁止電纜長度，最長	500 m	500 m
非禁止電纜長度，最長	150 m	150 m
模擬量輸入
模擬電位計數量	1；模擬電位計；8位解析度	1；模擬電位計；8位解析度
編碼器
可連線的編碼器
2 線制感測器	√	√
允許靜態電流（2 線制感測器），最大值	1 mA	1 mA
第1接口
接口類型	內置 RS 485 接口	內置 RS 485 接口
物理	RS485	RS485
功能性
MPI	√；作為MPI從站與MPI主站進行數據交換(S7-300/S7-400 CPU、OP、TD、按鈕面板)；在MPI網路中S7-200內部 CPU/CPU通信,受到某些限制；傳輸速率：19.2/187.5 kbit/s	√；作為MPI從站與MPI主站進行數據交換(S7-300/S7-400 CPU、OP、TD、按鈕面板)；在MPI網路中S7-200內部 CPU/CPU通信,受到某些限制；傳輸速率：19.2/187.5 kbit/s
PPI	√；通過PPI協定實現編程功能、HMI功能(TD 200、OP)以及S7-200內部CPU/CPU通信；傳輸速率9.6/19.2/187.5 kbit/s	√；通過PPI協定實現編程功能、HMI功能(TD 200、OP)以及S7-200內部CPU/CPU通信；傳輸速率9.6/19.2/187.5 kbit/s
串列數據交換	√；作為帶中斷能力的自由編程口，可以與第三方設備採用 ASCII 協定進行串列數據交換，傳輸速率：1.2/2.4/4.8/9.6/19.2/38.4/57.6/115.2 kbit/s；也可將 PC/PPI 電纜用作 RS232/RS485 轉換器	√；作為帶中斷能力的自由編程口，可以與第三方設備採用 ASCII 協定進行串列數據交換，傳輸速率：1.2/2.4/4.8/9.6/19.2/38.4/57.6/115.2 kbit/s；也可將 PC/PPI 電纜用作 RS232/RS485 轉換器
MPI
最大傳輸速率	187.5 kbit/s	187.5 kbit/s
傳輸速率，最小	19.2 kbit/s	19.2 kbit/s
集成功能
計數器數量	4；高速計數器（每個 30kHz），32 位（包括符號位），可作為加/減計數器或可連線 2 個增量編碼器（2 個具有 90°相位差的脈衝串，最大 20KHz（A/B 計數器））；可通過參數使能以及通過參數復位輸入；當達到設定值時進行中斷（包括用任意內容調用子程式）；改變計數方向等。	4；高速計數器（每個 30kHz），32 位（包括符號位），可作為加/減計數器或可連線 2 個增量編碼器（2 個具有 90°相位差的脈衝串，最大 20KHz（A/B 計數器））；可通過參數使能以及通過參數復位輸入；當達到設定值時進行中斷（包括用任意內容調用子程式）；改變計數方向等。
計數頻率(計數器)，最大	30 kHz	30 kHz
報警輸入點數	4；4個上升沿和/或4個下降沿	4；4個上升沿和/或4個下降沿
脈衝輸出點數	2；高速輸出，20KHz，帶中斷選項；可修改脈衝寬度和頻率
極限頻率（脈衝）	20 kHz
電隔離
電流隔離數字量輸入
通道之間	√	√
通道間每組點數	2 和 4	2 和 4
電流隔離數字量輸出
通道之間	√，光電耦合	√；繼電器
通道間每組點數	4	1 和 3
允許的電勢差
不同電路之間	24VDC和5VDC之間，500VDC	24VDC和5VDC之間，500VDC；24VDC和230VAC之間，1500VAC
防護等級
IP20	√	√
環境條件
環境條件	其它環境條件，參見"S7-200 系統手冊"	其它環境條件，參見"S7-200 系統手冊"
工作溫度
垂直安裝，最小	0 °C	0 °C
垂直安裝，最大	45 °C	45 °C
水平安裝，最小	0 °C	0 °C
水平安裝，最大	55 °C	55 °C
大氣壓
允許範圍，最小	860 hPa	860 hPa
允許範圍，最大	1 080 hPa	1 080 hPa
相對濕度
運行時，最小	5 %	5 %
運行時，最大	95 %; RH 等級 2，符合 IEC 1131-2	95 %; RH 等級 2，符合 IEC 1131-2
組態
編程
程式語言
LAD	√	√
FBD	√	√
STL	√	√
命令集	位邏輯指令，比較指令，定時器指令，計數器指令，時鐘指令，傳送指令，表格指令，邏輯指令，移位和循環移位指令，轉換指令，程式控制指令，中斷和通信指令，邏輯堆疊指令，整數運算指令，浮點數運算指令，數字功能。	位邏輯指令，比較指令，定時器指令，計數器指令，時鐘指令，傳送指令，表格指令，邏輯指令，移位和循環移位指令，轉換指令，程式控制指令，中斷和通信指令，邏輯堆疊指令，整數運算指令，浮點數運算指令，數字功能。
程式處理	自由循環(OB 1)，中斷驅動，時間驅動 (1 至 255 ms)	自由循環(OB 1)，中斷驅動，時間驅動 (1 至 255 ms)
程式組織	1 OB, 1 DB, 1 SDB 子程式(帶/不帶參數傳送(形式參數))	1 OB, 1 DB, 1 SDB 子程式(帶/不帶參數傳送(形式參數))
子程式數量，最多	64	64
專門知識保護
用戶程式保護/密碼保護	√；3 級密碼保護	√；3 級密碼保護
連線
插入式 I/O 端子	X	X
外形尺寸
寬	90 mm	90 mm
高	80 mm	80 mm
深	62 mm	62 mm
重量
重量，約	270 g	310 g