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1、S7-200PLC基础与编程,常辉 13309691959 Changhui_70,任务一 西门子S7-200 PLC的认识与使用,1.1 PLC概述,小型异步电动机直接启停控制,功能简单接线复杂可靠性差,1.PLC是什么工业控制器,PLC是一种数字运算的电子系统，专为工业环境下应用而设计。它采用可编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的外围设备，都应按照易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩展其功能的原则而设计。,小型异步电动机直接启停控制,传送带生产
2、线控制,灌装及包装机械,木材加工,电梯控制,空调控制,纺织机械,印刷机械,2.PLC基本组成,3.PLC分类,整体式结构 一般的小型及超小型PLC多为整体式结构，这种可编程序控制器是把CPU、RAM、ROM、I/O接口及与编程器或EPROM写入器相连的接口、输入/输出端子、电源、指示灯等都装配在一起的整体装置。西门子公司的S7-200系列PLC为整体式结构。 模块式结构 模块式结构又叫积木式。这种结构形式的特点是把PLC的每个工作单元都制成独立的模块，如CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块、通信模块等。常见产品有OMRON公司的C200H、C1000H、C2000H，西门子公司的S5-11
3、5U、S7-300、S7-400系列等。,1.2 S7-200 PLC的认识,S7-200,微 型 PLC S7- 200,1.S7-200 CPU外形结构,工作模式开关和状态指示灯：S7-200 CPU用三挡开关选择RUN，TERM和STOP三个工作状态。其状态由状态LED显示，有SF、STOP、RUN，其中SF状态LED亮表示为系统故障指示。 模拟电位器：S7-200 CPU有两个模拟电位器0和1，用小型旋具调节模拟电位器，可将0255之间的数值分别存入特殊存储器字节SMB28和SMB29中。可以作为如定时器、计数器的预置值，过程量的控制参数。 扩展接口：通过扁平电缆线，连接数字量I/O扩
4、展模块、模拟量I/O扩展模块、热电偶模块、通信模块等。 通信接口：支持PPI、MPI通信协议，有自由口通信能力。PORT0、PORT1用于PLC与个人计算机或手持编程器进行通信连接。 输入、输出接口：输入端子用于连接外部控制信号，在底部端子盖下是输入接线端子和为传感器提供的24V直流电源。输出接线端子用于连接被控设备，在顶部端子盖下是输出接线端子和PLC的工作电源。各输入输出点的状态用输入输出状态LED显示，外部接线在可拆卸的插座型接线端子板上。 可选卡插槽：可将选购的EEPROM卡或电池卡插入插槽内使用。,S7-200 CPU的工作模式 停止模式：S7-200不执行程序，此时可以下载程序、数
5、据和CPU系统设置。 运行模式：S7-200执行程序。 改变S7-200 CPU工作模式的方法 使用模式开关：把开关拨到RUN或STOP位置，在TERM时为不改变当前操作模式。 CPU上的模式开关在RUN或TERM时，可以用STEP7-MICRO/WIN32编程软件工具条上RUN按钮控制CPU的运行，用STOP按钮控制CPU的停止。,2.输入输出接线,3. S7-200 CPU规格,西门子S7-200 PLC提供多种类型的CPU，目前S7-200 PLC的CPU有：CPU221、CPU222、CPU224、 CPU224 XP、CPU226和CPU226XM。不同类型的CPU具有不同的数字量I
6、/O点数和内存容量等规格参数。,对于每种型号的CPU有直流24V和交流120V220V两种供电方式。,其型号中的DC/DC/DC表示CPU直流供电，直流数字量输入，数字量输出点是晶体管直流电路类型；AC/DC/Relay表示CPU交流供电，直流数字量输入，数字量输出点是继电器触点类型。,8DI 16DI 8 DO (DC, AC or relay) 4DO 5A 4DO 10A,4 AI 4 AI / 1AO 2 AO,2 AI or 4 AI Thermo couples RTD modules,PROFIBUS DP AS-i-Master Modem Ethernet,4DI / 4DO
7、 8DI / 8DO 16DI / 16DO,Teleservice Communi-cation Messaging,Position module for stepper solution,数字量 I/O模块,模拟量 I/O模块,测温 模块,通讯 扩展模块,Modem 模块,定位 模块,以太网 模块 (IT),Ethernet module,4.扩展模块 为扩展I/O点数和执行特殊的功能，可以连接扩展模块。扩展模块主要有数字量I/O模块（EM221、EM222、EM223）、模拟量I/O模块（EM231、EM232、EM235）、通讯模块（EM277、EM241 、CP243-1 ）、特殊
8、功能（定位）模块（EM253）。,CPU221: 数字量 10点,CPU222 :40入/38出=78数字量 模拟量 8入或4出或 8入/2出,CPU224 :94入/74出=168 数字量 模拟量 28入或14出或 28入/7出,CPU226(XM) :128入/120出=248数字量 模拟量 28入或14出或 28入/7出,最大2个模块,无扩展能力,扩展能力,5. S7-200 PLC如何工作,S7-200读取输入状态。 存储在S7-200中的程序使用这些输入执行控制逻辑。 当程序经过执行，S7-200将程序逻辑结果存储在称作进程映像输出寄存器的输出内存区中。 在程序结束时，S7-200将
9、数据从进程映像输出寄存器写入至域输出。 重复任务循环。,S7-200反复执行一系列任务。该循环执行任务被称作扫描周期。,扫描周期的执行取决于S7-200是位于STOP（停止）模式还是RUN（运行）模式。在RUN（运行）模式中，程序被执行；在STOP（停止）模式中，程序不被执行。,1.3 S7-200系列PLC数据存储及内部元器件功能,1.数据类型,2.数据存取方式,注意,地址重叠,高地址、低字节,2.内存结构 程序存储区用于存放用户程序，它由机器自动按顺序存储程序 。 数据存储区用于存放输入输出状态及各种各样的中间运行结果 。,S7-200系列PLC的数据存储区按存储器存储数据的长短可划分为字
10、节存储器、字存储器和双字存储器三类。 7个字节存储器 输入映像寄存器I 输出映像寄存器Q 变量存储器V 位存储器M 特殊存储器SM 顺序控制状态寄存器S 局部变量存储器L 4个字存储器 定时器T 计数器C 模拟量输入寄存器AI 模拟量输出寄存器AQ； 2个双字存储器 累加器AC 高速计数器HC。,（1） 输入映像寄存器I（输入继电器） 输入继电器是PLC用来接收用户设备输入信号的接口，S7-200输入映像寄存器区域有I0.0I15.7，是以字节（8位）为单位进行地址分配的。 224CPU为I0.0I1.5，14个。注意PLC的输入继电器只能由外部信号驱动。,（2）输出映像寄存器Q（输出继电器）
11、 输出继电器是用来将输出信号传送到负载的接口，S7-200输出映像寄存器区域有Q0.0Q15.7，也是以字节（8位）为单位进行地址分配的。 224CPU为Q0.0Q1.1，10个。,（3） 位存储器M 用来保存控制继电器的中间操作状态或控制信息，其地址范围为M0.0M31.7。其作用相当于继电器控制中的中间继电器。位存储器在PLC中没有输入/输出端与之对应，其线圈的通断状态只能在程序内部用指令驱动，其触点可用于程序中。,（4）变量存储器V 主要用于存储变量。可以存放数据运算的中间运算结果或设置参数，在进行数据处理时，变量存储器会被经常使用。变量存储器可以是位寻址，也可按字节、字、双字为单位寻址
12、，其位存取的编号范围根据CPU的型号有所不同，CPU221/222为V0.0V2047.7共2KB存储容量，CPU224/226为V0.0V5119.7共5KB存储容量。,（5）特殊标志位存储器SM 特殊标志位存储器提供CPU的状态和控制功能，用来在CPU和用户程序之间交换信息。特殊标志位存储器能以位、字节、字或双字来存取。,（6）局部变量存储器L 主要用来存放局部变量，局部变量存储器L和变量存储器V十分相似，主要区别在于全局变量是全局有效，即同一个变量可以被任何程序（主程序、子程序和中断程序）访问。而局部变量只是局部有效，即变量只和特定的子程序相关联，L0.0L63.7。,（7） 定时器T
13、S7-200 PLC所提供的定时器作用相当于继电器控制系统中的时间继电器，用于时间累计。每个定时器可提供无数对常开和常闭触点供编程使用，其设定时间由程序设置。定时器有T0T255，其分辨率（时基增量）分为1ms、10ms和100ms三种。,（8）计数器C 计数器用于累计计数输入端接收到的由断开到接通的脉冲个数。计数器可提供无数对常开和常闭触点供编程使用，其设定值由程序赋予，计数器有C0C255。有加计数、减计数、加减计数。,（9）高速计数器HC 一般计数器的计数频率受扫描周期的影响，不能太高。而高速计数器可用来累计比CPU 的扫描速度更快的事件。高速计数器的当前值是一个双字长（32位）的整数，
14、且为只读值。HC0HC5。,（10）累加器AC 累加器是用来暂存数据的寄存器，它可以用来存放运算数据、中间数据和结果。CPU提供了4个 32位的累加器，其地址编号为AC0AC3。累加器的可用长度为32位，可采用字节、字、双字的存取方式，按字节、字只能存取累加器的低8位或低16位，双字可以存取累加器全部的32 位。,（11）顺序控制继电器 顺序控制继电器是使用步进顺序控制指令编程时的重要状态元件，通常与步进指令一起使用以实现顺序功能流程图的编程。S0.0S31.7。,（12） 模拟量输入输出映像寄存器（AI/AQ） S7-200的模拟量输入电路是将外部输入的模拟量信号转换成1个字长的数字量存入模
15、拟量输入映像寄存器区域，区域标志符为AI。 模拟量输出电路是将模拟量输出映像寄存器区域的1个字长的数值转换为模拟电流或电压的输出，区域标志符为AQ。 由于模拟量为一个字长，且从偶数字节开始，所以必须用偶数字节地址（如AIW0，AQW2）来存取和改变这些值。模拟量输入值为只读数据，模拟量输出值为只写数据，转换的精度是12位。,3.S7-200PLC地址分配,1.4 编程软件的使用,1.计算机与PLC通信与设置 2.项目的建立与编辑（软件界面、程序结构、常用位逻辑指令及使用、编程规则） 3.程序的编译与下载 4.程序运行与调试,PLC与计算机之间的连接,要对S7-200 CPU进行编程和调试，还需
16、要PLC与编程计算机之间进行通讯连接，其通讯连接方式有如下几种： （1）使用RS-232/PPI电缆，连接PG/PC的串行通讯口（COM口）和CPU通讯口。 （2）Smart USB/PPI电缆，连接PG/PC的USB口和CPU通讯口。要求软件为Step7-Micro/WIN32 V3.2 SP4以上。 （3）PG/PC上安装CP卡，通过MPI电缆连接CPU通讯口（PCI接口卡CP5611配合台式PC使用；PCMCIA卡CP5511配合便携机使用）,梯形图绘制规则,（1）程序应按自上而下，从左至右的顺序编写。 （2）梯形图的每一行都是从左边母线开始，然后是各种触点的逻辑连接，最后以线圈或指令盒结束，如图所示。 （3）线圈不能直接与左母线相连。如果需要，可以通过特殊内部标志位存储器SM0.0（该位始终为1）来连接，如图所示。 （4）在同一程序中，同一编号的线圈使用两次及两次以上称为双线圈输出。双线圈输出非常容易引起误动作，所以应避免使
