西门子SM421数字量模块
发布时间：2018/4/12 9:45:00西门子SM421数字量模块
6ES7421-1BL01-0AA0SIMATIC S7-400，SM 421数字量输入模块，光隔离，32 DI，24V DC
1. 串行通讯模块基本信息介绍
CP340/CP341/CP440/CP441-1/CP441-2模块是西门子S7-300/400系列PLC中的串行通讯模块，这些模块具有1个或2个（CP441-2）串行通讯接口（RS232C、20mA-TTY或RS485/422）。您可以使用这些通讯模块实现S7-300/400系统与其他串行通讯设备的数据交换，例如打印机、扫描仪、智能仪表、第三方MODBUS主从站、Data Highway、变频器，USS站等。
1.1 产品订货信息
下表给出了常用串行通讯模块以及相关产品的订货信息：
| 产品名称 | 订货号 | 备注 |
| 通信模块 | ||
| S7-200 CPU | 参考S7-200样本或手册 | S7-200 |
| CM 1241-RS232 | 6ES7 241-1AH30-0XB0 | S7-1200 |
| CM 1241-RS485 | 6ES7 241-1CH30-0XB0 | |
| CPU313C-2PtP | 6ES7 313-6BF03-0AB0 | S7-300 CPU |
| CPU314C-2PtP | 6ES7 314-6BG03-0AB0 | |
| CP340-RS232C | 6ES7 340-1AH02-0AE0 | S7-300 CP |
| CP340-20mA-TTY | 6ES7 340-1BH02-0AE0 | |
| CP340-RS422/485 | 6ES7 340-1CH02-0AE0 | |
| CP341-RS232C | 6ES7 341-1AH02-0AE0 | |
| CP341-20mA-TTY | 6ES7 341-1BH02-0AE0 | |
| CP341-RS422/485 | 6ES7 341-1CH02-0AE0 | |
| CP440 | 6ES7 440-1CS00-0YE0 | S7-400 |
| CP441-1 | 6ES7 441-1AA04-0AE0 | |
| CP441-2 | 6ES7 441-2AA04-0AE0 | |
| CP441-2 RS232C接口子模块 | 6ES7 963-1AA00-0AA0 | |
| CP441-2 20mA TTY接口子模块 | 6ES7 963-2AA00-0AA0 | |
| CP441-2 RS422/485接口子模块 | 6ES7 963-3AA00-0AA0 | |
| ET200S ISI 3964/ASCII | 6ES7 138-4DF01-0AB0 | ET200S |
| ET200S ISI MODBUS/USS | 6ES7 138-4DF11-0AB0 | |
| 连接电缆 | ||
| RS232C 接口 5m | 6ES7 902-1AB00-0AA0 | 9针D型孔接头 |
| RS232C 接口 10m | 6ES7 902-1AC00-0AA0 | |
| RS232C 接口 15m | 6ES7 902-1AD00-0AA0 | |
| 20mA-TTY 接口 5m | 6ES7 902-2AB00-0AA0 | 9针D型针接头 |
| 20mA-TTY 接口 10m | 6ES7 902-2AC00-0AA0 | |
| 20mA-TTY 接口 50m | 6ES7 902-2AG00-0AA0 | |
| RS422/485 接口 5m | 6ES7 902-3AB00-0AA0 | 15针D型针接头 |
| RS422/485 接口 10m | 6ES7 902-3AC00-0AA0 | |
| RS422/485 接口 50m | 6ES7 902-3AG00-0AA0 | |
| 加载驱动协议 | ||
| MODBUS 主站硬件狗Dongle | 6ES7 870-1AA01-0YA0 | 包括软件、手册光盘 |
| MODBUS 主站硬件狗Dongle | 6ES7 870-1AA01-0YA1 | 不包括软件、手册光盘 |
| MODBUS 从站硬件狗Dongle | 6ES7 870-1AB01-0YA0 | 包括软件、手册光盘 |
| MODBUS 从站硬件狗Dongle | 6ES7 870-1AB01-0YA1 | 不包括软件、手册光盘 |
表1 串口通讯模块以及相关产品的订货信息
说明：1、当您要实现MODBUS或Data Highway通讯时，需要在CP341/CP441-2模块上插入相应协议的硬件狗，这里我们所提到的硬件狗、Dongle、协议驱动或Loadable driver指的是同一个东西，如下图：
图1
2、MODBUS 是单主站结构的串行通信协议，系统中只能够有一个MODBUS主站，并且只能够实现主站和从站的数据交换，从站之间不能进行数据交换。
3、一般来讲，RS232C接口的通讯距离为15m，20mA-TTY接口的通讯距离为100m（主动模式）/ 1000m（被动模式），RS422/485接口的通讯距离位1200m。
4、Serial CPs模块可以同时与多台串行通讯设备进行通讯，如同时连接多个变频器、多个智能仪表等，如果您采用ASCII 通讯方式，需要人为地定义数据帧格式，可以在发送的数据包中包括站号、数据区、读写指令等信息，供Serial CPs 模块所连接的从站设备鉴别数据包是发给哪个站的，以及该数据包是对那个数据区进行的读或写。
5、串行通讯模板只有RS232C、20mA-TTY或RS485/422 三种电气接口类型，如果您想实现串口的光纤通讯，只能在电子市场上购买第三方制造的电气与光缆的转换设备，西门子不提供该类设备。
商品编号 | 6ES7421-7BH01-0AB0 | 6ES7421-1BL01-0AA0 | 6ES7421-1EL00-0AA0 | 6ES7421-1FH20-0AA0 | 6ES7421-7DH00-0AB0 |
|---|---|---|---|---|---|
SM421，16DI，DC24V，0.05ms 输入延迟 | SM421, 32DI, DC24V | SM421，32DI，DC/AC 120V | SIMATIC S7-400，数字量输入模块 | SIMATIC S7-400，SM 421 | |
电源电压 | |||||
负载电压 L+ | |||||
| 24 V | ||||
| 20.4 V | ||||
| 28.8 V | ||||
输入电流 | |||||
从电源 L+ 供电，值 | 120 mA | ||||
从背板总线 5 VDC，值 | 130 mA | 20 mA | 200 mA | 80 mA | 150 mA |
功耗 | |||||
功耗，典型值 | 5 W | 6 W | 6.5 W | 12 W | 8 W; 3.5 W (24 VDC); 6.5 W (48 VDC); 8.0 W (60 VDC) |
数字量输入 | |||||
数字量输入点数 | 16 | 32 | 32 | 16 | 16 |
可同时控制的输入点数 | |||||
| 16 | 32 | 32 | 16 | 16 |
输入电压 | |||||
| DC | DC | AC/DC | AC/DC | AC/DC |
| 24 V | 24 V | |||
| 120 V；47 ... 63 Hz | 230 V；120/230 V UC (47 ... 63 Hz) | 24 V；24 V UC 至 60 V UC (47 ... 63 Hz) | ||
| -30 V DC 至 +5 V DC | -30 V DC 至 +5 V DC | 0 至 20 V UC | 0 至 40 VAC/-40 至 +40 VDC | -6 至 +6 VDC/ 0 至 5 VAC |
| 11 V DC至 30 V DC | 13 V DC 至 30 V DC | 79 至 132 VAC; 80 至 132 VDC | 74 至 264 VAC; 80 至 264 VDC, -80 至 -264 V | 15 至 72 VDC; -15 至 -72 VDC; 15 至 60 VAC |
输入电流 | |||||
| 1.3 mA | 1 mA | 6 mA; AC:6 mA; DC:2 mA | ||
| 6 mA；6 至 8 mA | 7 mA | 2 mA；2 至 5 mA | 10 mA；120 V 时：10 mA AC, 1.8 mA DC；230 V 时：14 mA AC, 2 mA DC | 4 mA；4 至 10 mA |
输入延时（额定输入电压时） | |||||
标准输入时 | |||||
| √ | √ | |||
| 0.5 ms; 0.5 / 3 / 10 / 20 ms | ||||
| 3 μs; 0.05 / 0.1 / 0.5 / 3 ms | 1.2 ms | 5 ms | ||
| 4.8 ms | 25 ms; 10 / 20 ms | 20 ms；AC：20 ms; DC:15 ms | ||
电缆长度 | |||||
| 1 000 m；1000 m：3 ms，70 m：0.5 ms，30 m：0.1 ms，30 m：0.05 ms | 1,000 m | 1,000 m | 1,000 m | 1,000 m |
| 600 m; 600 m:3 ms; 50 m:0,5 ms; 20 m:0,1 ms; 20 m:0,05 ms | 600 m | 600 m | 600 m | 600 m; 600 m:3, 10, 20 ms; 100 m:0.5 ms |
编码器 | |||||
可连接的编码器 | |||||
| √ | √ | √ | √ | √ |
| 3 mA | 1.5 mA | 1 mA | 5 mA; AC:5 mA | 0.5 mA；0.5 至 2 mA |
中断/诊断/状态信息 | |||||
诊断功能 | √；可参数设置 | - | - | √；可参数设置 | |
报警 | |||||
| √；可参数设置 | √；可参数设置 | |||
| √；可参数设置 | √；可参数设置 | |||
浮地 | |||||
浮地数字量输入 | |||||
| 8 | 32 | 8 | 4 | 1 |
| √ | √ | √ | √ | √ |
隔离 | |||||
绝缘测试方式 | 500 VDC | 500 VDC | 1500 VAC | 1500 VAC | 1500 VAC |
外形尺寸 | |||||
宽 | 25 mm | 25 mm | 25 mm | 25 mm | 25 mm |
高 | 290 mm | 290 mm | 290 mm | 290 mm | 290 mm |
深 | 210 mm | 210 mm | 210 mm | 210 mm | 210 mm |
重量 | |||||
重量，约 | 600 g | 500 g | 600 g | 650 g | 600 g |
2 S7-300/400参数可编程信号模块
当前S7-300参数可编程信号模块(表1)：
| 类型 | MLFB | 备 注 |
| SM321 | 6ES7 321-7BH01-0AB0 | DI 16 x DC 24 V |
| 6ES7 327-1BH00-0AB0 | DI 8/DX 8 x DC 24 V/0.5 A | |
| SM322 | 6ES7 322-8BF00-0AB0 | DO 8 x DC 24 V/0.5 A |
| 6ES7 322-5FF00-0AB0 | DO 8 x AC120/230 V /2A ISOL | |
| 6ES7 322-5HF00-0AB0 | DO 8 x Rel. AC230V /5A | |
| SM331 | 6ES7331-7NF00-0AB0 | AI 8 x 16 Bit |
| 6ES7331-7NF10-0AB0 | AI 8 x 16 Bit | |
| 6ES7331-7HF0x-0AB0 | AI 8 x 14 Bit High Speed; isochrone | |
| 6ES7331-1KF02-0AB0 | AI 8 x 13 Bit | |
| 6ES7 331-7KF02-0AB0 | AI 8 x 12 bit | |
| 6ES7331-7KB02-0AB0 | AI 2 x 12 Bit | |
| 6ES7331-7PF01-0AB0 | AI 8 x RTD | |
| 6ES7331-7PF11-0AB0 | AI 8 x TC | |
| 6ES7331-7PE10-0AB0 | AI 6 x TC isolated | |
| SM332 | 6ES7332-7ND02-0AB0 | AO 4 x 16 bit |
| SM334 | 6ES7334-0KE00-0AB0 | AI 4/AO 2 x 12 bit |
表1 S7-300参数可编程信号模块
当前S7-400参数可编程信号模块(表2)：
| 类型 | MLFB | 备 注 |
| SM421 | 6ES7 421-7BH01-0AB0 | DI 16 x DC 24 V |
| 6ES7 421-7DH00-0AB0 | DI 16 x UC 24/60 V | |
| SM422 | 6ES7 422-5EH10-0AB0 | DO 16 x DC 20-125 V/1.5 A |
| 6ES7 422-7BL00-0AB0 | DO 32 x DC 24 V/0.5 A | |
| 6ES7 422-5EH00-0AB0 | DO 16 x AC 20-120 V/2 A | |
| SM431 | 6ES7 431-7QH00-0AB0 | AI 16 x 16 Bit |
| 6ES7 431-7KF10-0AB0 | AI 8 x RTD x 16 Bit | |
| 6ES7 431-7KF00-0AB0 | AI 8 x 16 Bit |
表2 S7-400参数可编程信号模块
3 SM331 AI8 x12bit模块的参数
以SM331 AI8 x12bit (6ES7331-7KF02-0AB0，下略写为SM331(7KF02))为例，说明如何编程修改信号参数。
3.1 可修改参数
参考手册《S7-300 模块数据》A.4小节，表A-4列出SM331(7KF02)模块参数是否可组态，可编程修改为(表3)：
| 参数 | 参数数据记录号 | 可编程… | |
| … SFC55 | … PG | ||
| 诊断：组诊断 | 0 | 不支持 | 支持 |
| 诊断：使用断线监控 | |||
| 温度单位 | |||
| 温度系数 | |||
| 滤波 | |||
| 启用诊断中断 | 1 | 支持 | |
| 超硬件中断 | |||
| 启用周期结束中断 | |||
| 噪声抑制 | |||
| 测量方法 | |||
| 测量范围 | |||
| 上限 | |||
| 下限 |
表3 SM331(7KF02)参数组态编程特性
3.2 参数数据记录1
通过数据记录1可以进行修改SM331(7KF02)参数，参数数据记录1一共是14个字节，结构为：
?字节0(图1):
图1参数数据记录1字节0
?字节1(图2)：
| 噪声抑制 | 积分时间 | 代码 |
| 400 Hz | 2.5 ms | 2#00 |
| 60 Hz | 16.7 ms | 2#01 |
| 50 Hz | 20 ms | 2#10 |
| 10 Hz | 100 ms | 2#11 |
图2参数数据记录1字节1
?字节2至字节5(图3)
图3参数数据记录1字节2至字节5
部分测量方法与量程代码(表4)：
| 测量方法 | 代码 | 测量范围 | 代码 |
| … | … | … | … |
| 电压 | 2#0001 | ± 80 mV | 2#0001 |
| ± 250 mV | 2#0010 | ||
| ± 500 mV | 2#0011 | ||
| ±1 V | 2#0100 | ||
| ±2.5 V | 2#0101 | ||
| ±5 V | 2#0110 | ||
| 1 V到5 V | 2#0111 | ||
| 0 V到10 V | 2#1000 | ||
| ±10 V | 2#1001 | ||
| ± 25 mV | 2#1010 | ||
| ± 50 mV | 2#1011 | ||
| … | … | … | … |
（上表仅列出本文示例所涉及测量方法及量程代码，其余代码请参考《S7-300模块数据手册》）
表4 SM331(7KF02)部分测量方法与量程代码
?字节6至字节13(图4)
图4参数数据记录1字节6至字节13
4 编程SM331 AI8 x12bit参数
组态SM331(7KF02) 0通道为0～10V电压测量，组态报警上限为9V,下限为1V，示例将报警的上限编程修改为8V，下限修改为2V。
4.1 组态SM331(7KF02)
图5 组态SM331(7KF02)在主机架
图6 SM331 参数组态
4.2 编程SM331(7KF02)写参数
| OPN "DB1" | //要求DB1长度 >= 14 字节 | ||
| L 2#10000100 | // 使能OB40 | ||
| T DBB 0 | |||
| L 2#10101010 | // 4个通道组的干扰抑制时间， 50Hz | ||
| T DBB 1 | |||
| L 2#11001 | // 4个通道组的量程，电压测量，+/-10V | ||
| T DBB 2 | |||
| T DBB 3 | |||
| T DBB 4 | |||
| T DBB 5 | |||
| L 22118 | // 通道0上限报警值， 8V | ||
| T DBW 6 | // 22118= 27648 / 10V * 8V | ||
| L 5530 | // 通道0下限报警值， 2V | ||
| T DBW 8 | // 5530 = 27648 / 10V * 2V | ||
| L 26266 | // 通道2上限报警值，原组态的9.5V | ||
| T DBW 10 | // 26266= 27648 / 10V * 9.5V | ||
| L 1382 | // 通道2下限报警值，原组态的0.5V | ||
| T DBW 12 | // 1382= 27648 / 10V * 0.5V | ||
| CALL "WR_PARM" | // SFC 55 | ||
| REQ | :=M0.0 | // M0.0触发写入参数 | |
| IOID | :=B#16#54 | // 输入地址 | |
| LADDR | :=W#16#110 | // 模块逻辑起始地址272 | |
| RECNUM | :=B#16#1 | // 数据记录号 1 | |
| RECORD | :="DB1".DR | // 将写入模块的参数数据 | |
| RET_VA | :=MW2 | // RET_VAL = 0，无错误 | |
| BUSY | :=M0.1 | // M0.1 True -> False，写完成 | |
| AN M 0.1 | |||
| R M 0.0 |
6SL3210-1KE11-8AB1
6SL3210-1KE11-8AC1
6SL3210-1KE11-8AF1
6SL3210-1KE11-8AP1
6SL3210-1KE11-8UB1
6SL3210-1KE11-8UC1
6SL3210-1KE11-8UF1
6SL3210-1KE11-8UP1
6SL3210-1KE12-3AB1
6SL3210-1KE12-3AC1
6SL3210-1KE12-3AF1
6SL3210-1KE12-3AP1
6SL3210-1KE12-3UB1
6SL3210-1KE12-3UC1
6SL3210-1KE12-3UF1
6SL3210-1KE12-3UP1
6SL3210-1KE13-2AB1
6SL3210-1KE13-2AC1
6SL3210-1KE13-2AF1
6SL3210-1KE13-2AP1
6SL3210-1KE13-2UB1
6SL3210-1KE13-2UC1
6SL3210-1KE13-2UF1
6SL3210-1KE13-2UP1
6SL3210-1KE14-3AB1
6SL3210-1KE14-3AC1
6SL3210-1KE14-3AF1
6SL3210-1KE14-3AP1
6SL3210-1KE14-3UB1
6SL3210-1KE14-3UC1
6SL3210-1KE14-3UF1
6SL3210-1KE14-3UP1
6SL3210-1KE15-8AB1
6SL3210-1KE15-8AC1
6SL3210-1KE15-8AF1
6SL3210-1KE15-8AP1
6SL3210-1KE15-8UB1
6SL3210-1KE15-8UC1
6SL3210-1KE15-8UF1
6SL3210-1KE15-8UP1
6SL3210-1KE17-5AB1
6SL3210-1KE17-5AC1
6SL3210-1KE17-5AF1
6SL3210-1KE17-5AP1
6SL3210-1KE17-5UB1
6SL3210-1KE17-5UC1
6SL3210-1KE17-5UF1
6SL3210-1KE17-5UP1
6SL3210-1KE18-8AB1
6SL3210-1KE18-8AC1
6SL3210-1KE18-8AF1
6SL3210-1KE18-8AP1
6SL3210-1KE18-8UB1
6SL3210-1KE18-8UC1
6SL3210-1KE18-8UF1
6SL3210-1KE18-8UP1
6SL3210-1KE21-3AB1
6SL3210-1KE21-3AC1
6SL3210-1KE21-3AF1
6SL3210-1KE21-3AP1
6SL3210-1KE21-3UB1
6SL3210-1KE21-3UC1
6SL3210-1KE21-3UF1
6SL3210-1KE21-3UP1
6SL3210-1KE21-7AB1
6SL3210-1KE21-7AC1
6SL3210-1KE21-7AF1
6SL3210-1KE21-7AP1
6SL3210-1KE21-7UB1
西门子SM421数字量模块