plc第四章ppt概要

《plc第四章ppt概要》由会员分享，可在线阅读，更多相关《plc第四章ppt概要（56页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、1,讲解内容： 第四章 S7-200PLC的基础知识 4.1 概述 4.2 硬件系统成 4.3 内部资源 4.4 寻址方式 4.5 指令系统 4.6 程序结构 学习说明： 本讲是学习PLC控制器的基础知识。重点掌握： S7-200PLC硬件组成、系统扩展、内部资源、寻址方式、编程语言和程序结构。,现代电器与PLC技术第四章,2,4.1 概述,德国西门子公司生产S系列PLC的发展概况: 第一代可编程序控制器: S3系列 第二代可编程序控制器: S5系列 第三代可编程序控制器: S7系列,德国西门子公司生产的S7系列PLC的产品类型： S7 200系列 （小型机） S7 300系列（中型机） S7

2、 400系列（大型机）,S7-200 家族产品的定位,4,从CPU模块的功能来看，SIMATIC S7-200系列小型可编程序控制器发展至今，大致经历了两代： 第一代产品其CPU模块为CPU 21X，它具有四种不同结构配置的CPU单元：CPU 212，CPU 214，CPU 215和CPU 216。 第二代产品其CPU模块为CPU 22X，是在21世纪初投放市场的，速度快，具有较强的通信能力。它具有四种不同结构配置的CPU单元：CPU 221，CPU 222，CPU 224、 CPU224XP和CPU 226，除CPU 221之外，其他都可加扩展模块。,S7-200系列小型的发展概况,SIMA

3、TIC S7-200 CPU家族,6,4.2.1 硬件系统的基本构成,4.2 S7-200系列 PLC的硬件系统,图4-1S7-200PLC系统组成,7,（1）主机模块CPU模块（基本单元） 主机模块的组成：CPU、基本输入/输出点、电源。主机模块可以单独完成一定的控制任务。 （2）扩展单元（I/O接口电路） 就是各种类型的输入/输出模块。例如：数字量I/O模块、模拟量I/O模块。 （3）特殊功能模块 是完成某种特殊控制任务的一些装置。例如：PID模块、定位控制模块等。扩展单元和特殊功能模块不能单独完成一定的控制任必须和主机一起使用。 （4）人机界面：例如 ：编程器、文本显示器、操作员面板、触

4、摸屏等。 （5）软件：编程软件STEP7-Micro/WIN，人机界面的组态软件 ProTool、WinCC 。,内部: - 电源 - 超级电容 - 时钟(224(XP),226),S7 224XP CPU面板结构图,9,2.CPU模块的主要特点和技术规范,供电电压:直流24V、交流220V 输出方式：晶体管（DC）、继电器输出（DC/AC） 高速计数：捕捉比CPU扫描周期更快的脉冲，输入脉冲频率可达200kHz(CPU224XP)。 脉冲输出：2路最大可达100kHz（CPU224XP）高频脉冲输出。 集成模拟电位器：利用模拟电位器可以改变相应存储器中的值。 实时时钟 ：对信息加注时间标记，

5、记录机器的运行时间等。,表4.1输入、输出信号类型及输入电源,10,存储系统的类型: 保持型数据存储器:部分存储区可定义为掉电保持型。 永久存储器（EEPROM） 存储卡：移动存储器，是否选择有用户决定, 在用户程序的控制将指定值写入存储卡中，写入次数不得超过100万次。,3.存储系统,11,4.2.3 I/O的扩展及功能的扩展,扩展模块 设备连接 最大I/O配置的预算 I/O点数扩展和编址,12,1.扩展模块,扩展模块包括数字量、模拟量扩展模块和特殊功能扩展模块。 数字量扩展模块的类型： 输入扩展模块EM221：8点和16点DC，8点AC 输出扩展模块EM222：8点DC、4点DC（5A）、

6、8点AC、8点和4点继电器 输入/输出混合扩展模块EM223：DC输入/DC输出 4点、8点、16点 三种 DC输入/继电器输出4点、8点、16点 三种 模拟量输入扩展模块EM231：4AI、2路热电阻输入、4路热电偶输入 模拟量输出扩展模块EM232：2AQ 模拟量输入/模拟量输出扩展模块EM235：4AI/1AQ（占2路输出地址） 特殊功能扩展模块的类型： 调制解调器模块EM241 定位模块EM253 PROFIBUS-DP模块EM277 以太网模块CP243-1 AS-i接口模块CP243-2 SIWAREX MS承重模块,13,2. 设备连接,图4-7 I/O扩展示意图,14,3. 最

7、大I/O配置的预算,影响最大I/O配置的主要因素：映像寄存器数量、CPU的供电能力、模块电流等。 （1）映像寄存器数量 CPU22X输入/输出映像寄存器共有256个。 （2）各CPU所能提供的最大5VDC、 24VDC电的电流值见下表4.3,表4.3,15,（3）模块电流 CPU 22X可连接的各扩展模块消耗5VDC电流如表4.4所示。,表4.4扩展模块所消耗的5VDC电流值,16,映像寄存器的数量 扩展后I/O的总点数不能大于输入和输出映像寄存器的数量。 CPU的供电能力 同一PLC系统中所有扩展模块所消耗的电流总和不得超过 CPU所能提供的电流值。 不同型号的CPU提供5VDC和24VDC

8、电源的容量不同。,最大I/O配制的预算原则:,17,1、编址前首先在主机的右端与扩展模块依次连接好, 连接顺序自己决定。连接方法有两种，水平连接时主机在最左边，垂直连接主机在最下边。 2、编址的方法： （1）主机I/O的编址； 主机I/O的编址是固定的。,PLC控制系统的编址,18,（2）扩展模块编址： 扩展模块的编址原则： 同类型的输入或输出点的模块进行顺序编址。 对于数字量，输入/输出映像寄存器的长度单位为8位1 个字节，本模块高位未满8位的，未用位不能分配给I/O 链中后续的同类型的模块。 对于模拟量，输入/输出以2个字节（1个字）递增方式分配空间。本模块未使用的地址不能被后续的同类模块

9、继续使用，后续地址的编排须重新从一个新的2字以后的地址开始。,PLC控制系统的编址,19,主机 CPU224,模块 EM221 DI8 DC24V,模块 EM222 DO8 DC24V,模块 EM235 AI4/AQ1,模块 EM223 DI4/DO4,模块 EM235 AI4/AQ1,例如：某一控制系统选用CPU224，系统所需的输入输出点数各为： 数字量输 入24点、数字量输出20点、模拟量输入6点和模拟量 输出2点。,0,1,2,3,4,编址举例：,连接模块,分配地址,20,主机及各模块编址,21,4.3.1软元件（软继电器） 软元件：PLC内部具有一定功能的存储单元。 软元件的组成：由

10、电子电路和寄存器及存储单元组成。 软元件的特点： （1）软元件看不见，摸不着，也不存在物理性的触点； （2）每个软元件可提供无限多个常开触点和常闭触点，即它们的触点可以无限次的使用； （3）体积小、功耗低、寿命长。 软元件地址： 区域标识符+区域内地址 不同区域内的软元件用不同的字母表示这就是区域标识符。,4.3 内部资源,22,PLC用户数据存储器编程资源,4.3.2软元件介绍,23,输入继电器的组成：由输入电路和输入映像寄存器组成。 一个输入继电器对应输入映像寄存器中某一字节的某一位。 输入继电器的作用：接收外部的开关信号。 用户设备上的所有控制信号都接到PLC的输入端子上。PLC的一个输

11、入端子对应一个输入继电器，当外部所接的开关处于闭合状态时，对应的输入继电器常开触点闭合，常闭触点断开。 输入继电器的寻址方式： I字节.位 工作：输入点的外部输入开关状态通过输入接口电路存到输入状态暂存器中，经过PLC的输入采样,把输入状态暂存器中输入开关的状态存入输入状态映像存储器中。,一、输入继电器I（Input Relay）,24,注意： 输入继电器状态只受外部输入开关控制，不受PLC程序控制，PLC程序可以读取输入继电器的状态，不能改变输入继电器的状态，所以输入继电器没有线圈符号。 外部输入开关只能直接控制输入继电器和它的触点,不能直接控制其他的继电器。 寻址：每个区域都有不同的标号，

12、同类别下继电器的寻址由同一标号下不同的数字序号来区分。,使用输入继电器的注意事项,25,输入映像寄存器（I）的地址格式为： 位地址：I字节地址.位地址，如 I0.1。 字节、字、双字地址：I数据长度起始字节地址，如IB4、IW6、ID10。 CPU226模块输入映像寄存器的有效地址范围为： I（0.015.7）； IB（015）； IW（014）； ID（012）。,26,输出继电器的组成：由输出电路和输出映像寄存器组成。 输出继电器的作用： PLC通过输出继电器向外部负载 发出控制命令。PLC的每一个输出端子都与一个输出继电器相对应。 输出继电器的编址方式：Q字节.位 工作： PLC运行时，

13、每执行完一遍程序，逻辑运算的结果就存入到相应的一位存储器中。其中需要控制输出开关的运算结果存到输出映像存储器中。这个输出映像存储器在PLC程序中，可以按位存取，其中的每一位，就是一个输出继电器。,二、输出继电器Q（Output Relay）,27,输出映像寄存器（Q）地址格式为： 位地址：Q字节地址.位地址，如Q1.1 字节、字、双字地址：Q数据长度起始字节地址，如QB5、QW8、QD11。 CPU226模块输出映像寄存器的有效地址范围为： Q（0.015.7）；QB（015 ）；QW（014）；QD（012）。,5.1.3 存储器区域,在程序的执行过程中，对于输入或输出的存取通常是通过映像寄

14、存器，而不是实际的输入、输出端子。S7-200 CPU执行有关输入输出程序时的操作过程如图5-6所示。,图5-6 S7-200 CPU输入、输出的操作,返回,29,三、通用辅助继电器M(Auxiliary Relay),通用辅助继电器（M）： 也是一位存储器，但是它不与输入点对应，也不与输出点相对应，它用来存储PLC内部的中间变量，相当于继电器控制系统中的中间继电器。 辅助继电器的线圈、常开触点、常闭触点： 在梯形图上的图形符号与I/O继电器相同，只是标号字母名称不同。通用辅助继电器的线圈和触点的关系和输出继电器的一样，但只有内部触点，不对应外部触点。它的内部触点也是无限多个。 注意：从存储器

15、的角度看，通用辅助继电器是一个暂存运算数据的一位存储器，它的名称标号是这个存储单元的地址。,30,内部标志位存储器（M）的地址格式为： 位地址：M字节地址 .位地址，如M26.7。 字节、字、双字地址：M数据长度起始字节地址，如MB11、MW23、MD26。 CPU226模块内部标志位存储器的有效地址范围为： M（0.031.7）；MB（031）；MW（030）；MD（028）。,31,通用辅助继电器应用实例,使用通用辅助继电器注意事项： 通用辅助继电器不直接接受输入信号，它的触点也不能直接驱动负载。没有与之对应的输入和输出端子。它的常开和常闭触点可无数次使用。,32,特殊继电器（SM）：具有

16、特殊功能或用来存储系统的状态变量、有关的控制参数和信息的存储单元。 特殊继电器的作用：用户可以通过特殊继电器来沟通PLC与被控对象之间的信息，利用这些信息实现一定的控制作用。用户也可以通过设置某些特殊继电器位来使设备实现某些功能，特殊继电器分只读区和可读可写区。 特殊继电器的数量： CPU221 SM0.0SM179.7 CPU222 SM0.0SM299.7 CPU224 SM0.0SM549. CPU226 SM0.0SM549.7,四、特殊继电器SM（Special Memory）,33,例如：SM0.0 PLC运行时SM0.0始终为“1” SM0.1 PLC首次扫描SM0.1ON一个扫描周期 SM0.2 当RAM存储器中保存数据丢失时，SM0.2ON一个周期。 SM0.4该位提供了一个周期为一分钟、占空比为0.5的时钟 S