西门子S7-200系讲义

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1、第第2 2章章 西门子西门子S7-200S7-200系列可编程控制器介绍系列可编程控制器介绍 n n 本章要点本章要点 西门子西门子S7-200 CPU224S7-200 CPU224可编程控制器的结构可编程控制器的结构 、性能指标、性能指标 西门子西门子S7-200 CPU224S7-200 CPU224可编程控制器工作方可编程控制器工作方 式式 扩展模块介绍扩展模块介绍 S7-200S7-200系列可编程控制器编址、寻址方式系列可编程控制器编址、寻址方式 可编程控制器元件功能及地址分配可编程控制器元件功能及地址分配 2.1 S7-200系列PLC概述 n n 西门子西门子S7S7系列可编程

2、控制器分为系列可编程控制器分为S7-400S7-400、S7-300S7-300、S7-200S7-200三个系列，分三个系列，分 别为别为S7S7系列的大、中、小型可编程控制器系统。系列的大、中、小型可编程控制器系统。S7-200S7-200系列可编程控系列可编程控 制器有制器有CPU21XCPU21X系列，系列，CPU22XCPU22X系列，其中系列，其中CPU22XCPU22X型可编程控制器提型可编程控制器提 供了供了4 4个不同的基本型号，常见的有个不同的基本型号，常见的有CPU221CPU221，CPU222CPU222，CPU224CPU224和和 CPU226CPU226四种基本

3、型号。四种基本型号。 n n 四种型号的四种型号的PLCPLC具有下列特点：具有下列特点： n n （1 1）集成的）集成的24V24V电源。可直接连接到传感器和变送器执行器，电源。可直接连接到传感器和变送器执行器，CPU CPU 221221和和CPU222CPU222具有具有180mA 180mA 输出。输出。CPU224CPU224输出输出280mA280mA，CPU 226CPU 226、CPU CPU 226XM226XM输出输出400mA 400mA 可用作负载电源。可用作负载电源。 n n （2 2）高速脉冲输出。具有）高速脉冲输出。具有2 2 路高速脉冲输出端，输出脉冲频率可达

4、路高速脉冲输出端，输出脉冲频率可达 20KHz20KHz，用于控制步进电机或伺服电机，实现定位任务。，用于控制步进电机或伺服电机，实现定位任务。 n n （3 3）通信口。）通信口。CPU 221CPU 221、CPU222CPU222和和CPU224CPU224具有具有1 1个个RS-485RS-485通信口。通信口。 CPU 226CPU 226、CPU 226XMCPU 226XM具有具有2 2个个RS-485RS-485通信口。支持通信口。支持PPIPPI、MPIMPI通信协议通信协议 ，有自由口通信能力。，有自由口通信能力。 n n （4 4）模拟电位器。）模拟电位器。CPU221/

5、222CPU221/222有有1 1个模拟电位器，个模拟电位器， CPU224/226/226XMCPU224/226/226XM有有2 2个模拟电位器。模拟电位器用来改变特殊寄存个模拟电位器。模拟电位器用来改变特殊寄存 器（器（SMB28SMB28，SMB29SMB29）中的数值，以改变程序运行时的参数。如定时）中的数值，以改变程序运行时的参数。如定时 器、计数器的预置值，过程量的控制参数。器、计数器的预置值，过程量的控制参数。 n n （5 5）中断输入允许以极快的速度对过程信号的上升沿作出响应。）中断输入允许以极快的速度对过程信号的上升沿作出响应。 n n （6 6）EEPROM EEP

6、ROM 存储器模块（选件）。可作为修改与拷贝程序的快速存储器模块（选件）。可作为修改与拷贝程序的快速 工具，无需编程器并可进行辅助软件归档工作。工具，无需编程器并可进行辅助软件归档工作。 n n （7 7）电池模块。用户数据（如标志位状态、数据块、定时器、计数）电池模块。用户数据（如标志位状态、数据块、定时器、计数 器）可通过内部的超级电容存储大约器）可通过内部的超级电容存储大约5 5 天。选用电池模块能延长存储天。选用电池模块能延长存储 时间到时间到200200天（天（1010年寿命）。电池模块插在存储器模块的卡槽中。年寿命）。电池模块插在存储器模块的卡槽中。 n n （8 8）不同的设备类

7、型。）不同的设备类型。CPU 221226 CPU 221226 各有各有2 2种类型种类型CPUCPU，具有不同的，具有不同的 电源电压和控制电压。电源电压和控制电压。 n n （9 9）数字量输入）数字量输入/ /输出点。输出点。CPU 221CPU 221具有具有6 6个输入点和个输入点和4 4个输出点；个输出点； CPU 222CPU 222具有具有8 8个输入点和个输入点和6 6个输出点；个输出点；CPU 224 CPU 224 具有具有1414个输入点和个输入点和1010个个 输出点；输出点；CPU226/226XM CPU226/226XM 具有具有2424个输入点和个输入点和1

8、616个输出点。个输出点。CPU22XCPU22X主主 机的输入点为机的输入点为24V24V直流双向光电耦合输入电路，输出有继电器和直流直流双向光电耦合输入电路，输出有继电器和直流 （MOSMOS型）两种类型。型）两种类型。 n n （1010）高速计数器。）高速计数器。CPU 221/222CPU 221/222有有4 4个个30KHz30KHz高速计数器，高速计数器， CPU224/226/226XMCPU224/226/226XM有有6 6个个30KHz30KHz的高速计数器，用于捕捉比的高速计数器，用于捕捉比CPUCPU扫描扫描 频率更快的脉冲信号。频率更快的脉冲信号。 2.2 S7-

9、2002.2 S7-200系列系列CPU224CPU224型型PLCPLC的结构的结构 2.2.1 CPU224型PLC外型及端子介绍 2. CPU224型PLC端子介绍 （1）基本输入端子。CPU224的主机共有14个输入点（I0.0I0.7、I1.0 I1.5）和10个输出点（Q0.0Q0.7，Q1.0Q1.1），在编写端子代码时采 用八进制，没有0.8和0.9。CPU224输入电路参见图2-2，它采用了双向光 电耦合器，24V直流极性可任意选择，系统设置1M为输入端子（I0.0 I0.7）的公共端，2M为（I1.0I1.5）输入端子的公共端。 （2）基本输出端子。 图2-3 PLC晶体管

10、输出输出端子 继电器输出形式PLC输出端子 （3）高速反应性。CPU224 PLC有6个高速计数脉冲输入端（I0.0I0.5 ），最快的响应速度为30KHz用于捕捉比CPU扫描周期更快的脉冲信 号. CPU224 PLC 有2个高速脉冲输出端（Q0.0，Q0.1），输出频率可达 20KHz，用于PTO （高速脉冲束）和PWM（宽度可变脉冲输出）高速 脉冲输出。 （4）模拟电位器。模拟电位器用来改变特殊寄存器（SMB28，SMB29 ）中的数值，以改变程序运行时的参数。如定时器、计数器的预置值 ，过程量的控制参数。 （5）可选卡插槽。该卡位可以选择安装扩展卡。扩展卡有EEPROM存 储卡，电池和

11、时钟卡等模块。存储卡用于用户程序的拷贝复制。在PLC 通电后插此卡，通过操作可将PLC中的程序装载到存储卡。当卡已经插 在基本单元上，PLC通电后不需任何操作，卡上的用户程序数据会自动 拷贝在PLC中。利用这一功能，可对无数台实现同样控制功能的 CPU22X系列进行程序写入。 注意：每次通电就写入一次，所以在PLC运行时，不要插入此卡。 电池模块用于长时间保存数据，使用CPU224内部存储电容数据存储时 间达190小时，而使用电池模块数据存储时间可达200天。 2.2.2 CPU224型PLC的结构及性能指标 CPU224型可编程控制器主要由CPU、存储器、基本I/O接口电路、外设 接口、编程

12、装置、电源等组成 CPU224型可编程控制器有两种， 一种是CPU 224 AC/DC/继电器，交流输入电源，提供24V直流给外部元件 （如传感器等），继电器方式输出，14点输入，10点输出； 一种是CPU 224 DC/DC/DC，直流24V输入电源，提供24V直流给外部元 件（如传感器等），半导体元件直流方式输出，14点输入，10点输出。 用户可根据需要选用。 2.2.3 PLC的CPU的工作方式 n n 1. CPU1. CPU的工作方式的工作方式 n n CPUCPU前面板上用两个发光二极管显示当前工作方式，绿色前面板上用两个发光二极管显示当前工作方式，绿色 指示灯亮，表示为运行状态，

13、红色指示灯亮，表示为停止指示灯亮，表示为运行状态，红色指示灯亮，表示为停止 状态，在标有状态，在标有SFSF指示灯亮时表示系统故障，指示灯亮时表示系统故障，PLCPLC停止工作停止工作 。 n n （1 1）STOPSTOP（停止）。（停止）。CPUCPU在停止工作方式时，不执行程在停止工作方式时，不执行程 序，此时可以通过编程装置向序，此时可以通过编程装置向PLCPLC装载程序或进行系统设装载程序或进行系统设 置，在程序编辑、上下载等处理过程中，必须把置，在程序编辑、上下载等处理过程中，必须把CPUCPU置于置于 STOPSTOP方式。方式。 n n （2 2）RUNRUN（运行）。（运行）

14、。CPUCPU在在RUNRUN工作方式下，工作方式下，PLCPLC按照按照 自己的工作方式运行用户程序。自己的工作方式运行用户程序。 2. 改变工作方式的方法 （1）用工作方式开关改变工作方式。 工作方式开关有3个挡位：STOP、TERM（Terminal）、RUN。 1把方式开关切到STOP位，可以停止程序的执行。 2把方式开关切到RUN位，可以起动程序的执行。 3把方式开切到TERM（暂态）或RUN位，允许STEP7- Micro/WIN32软 件设置CPU工作状态。 如果工作方式开关设为STOP或TERM，电源上电时，CPU自动进入 STOP工作状态。 设置为RUN时，电源上电时，CPU

15、自动进入RUN工作状态。 （2）用编程软件改变工作方式。 把方式开关切换到TERM（暂态），可以使用STEP 7-Micro/WIN32编 程软件设置工作方式。 （3）在程序中用指令改变工作方式。 在程序中插入一个STOP指令，CPU可由RUN方式进入STOP工作方式 。 2.3 扩展功能模块 1. 扩展单元 扩展单元没有CPU，作为基本单元输入/输出点数的扩充，只能与基本单 元连接使用。不能单独使用。S7-200的扩展单元包括数字量扩展单元，模 拟量扩展单元，热电偶、热电阻扩展模块，PROFIBUS-DP通信模块。 用户选用具有不同功能的扩展模块，可以满足不同的控制需要，节约投 资费用。 连

16、接时CPU模块放在最左侧，扩展模块用扁平电缆与左侧的模块相连， 如图2-6所示。CPU222最多连接两个扩展模块，CPU224/CPU226最多连接 7个扩展模块。 2. 电源模块 外部提供给PLC的电源，有24VDC、220VAC两种，根据型号不同有所 变化。S7-200的CPU单元有一个内部电源模块，S7-200小型PLC的电源 模块与CPU封装在一起，通过连接总线为CPU模块、扩展模块提供5V 的直流电源，如果容量许可，还可提供给外部24V直流的电源，供本 机输入点和扩展模块继电器线圈使用。应根据下面的原则来确定I/O 电源的配置。 （1）有扩展模块连接时，如果扩展模块对5VDC电源的需求超过CPU 的5V电源模块的容量，则必须减少扩展模块的数量。 （2）当+24V直流电源的容量不满足要求时，可以增加一个外部24V直 流电源给扩展模块供电。此时外部电源不能与S7-200的传感器电源并 联使用，但两个电源的公共端（M）应连接在一起。 2.3.2 常用扩展模块介绍