《S7-200-1硬件结构与工作原理课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《S7-200-1硬件结构与工作原理课件（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一、PLC的定义、特点及分类 二、PLC的构成及S7-200 PLC的硬件系统 三、S7-200 PLC中CPU的扩展能力 四、S7-200 PLC的工作原理,一、可编程控制器定义、特点及分类,1 .可编程控制器的产生及定义 1968年由美国通用汽车公司（GE）提出，1969年由美国数字设备公司（DEC）研制成功，有逻辑运算、定时、计算功能称为PLC（programmable logic controller）。,2 .可编程控制器的特点,使用于工业环境，抗干扰能力强； 可靠性高； 控制能力极强； 使用、编程方便； 组成灵活。 所以，可以称为全功能工业控制计算机。,3 .可编程控制器的分类,按
2、I/O点数可分为大、中、小型三大类： 小型：I/O点数在256点以下； 中型：I/O点数在2561024点之间； 大型：I/O点数在1024点以上。,3 .可编程控制器的分类,按硬件结构的不同可分为： 整体式 模块式,二、可编程控制器构成及S7-200硬件系统,1 .可编程控制器的构成,基本单元 扩展单元 特殊功能模块 相关设备 软件,2.S7-200硬件系统的基本构成,3.S7-200主机结构及性能特点,主机外形,扩展I/O接口,存储器卡,时钟卡,电池卡,3.S7-200主机结构及性能特点,CPU型号 CPU221 CPU222 CPU224 CPU224XP CPU226,3.S7-200
3、主机结构及性能特点,供电电压 输出方式 集成电源 高速计数 脉冲输出 集成模拟电位器 实时时钟,CPU的主要特点和技术规范:,3.S7-200主机结构及性能特点,存储系统 保持型数据存储器 永久型存储器 存储卡,4.I/O的扩展和功能的扩展,I/O扩展模块： 数字量I/O扩展模块。（EM221、EM222、EM223） 模拟量I/O模块。（EM231、EM232、EM235） 通信模块 EM277： PROFIBUS-DP/MPI通信模块。 EM241: 模拟音频调制解调器（Modem）模块。 CP243-1: 以太网模块。 CP243-1IT: 带因特网功能的以太网模块。 CP243-2：
4、AS-Interface（执行器传感器接口）主站模块。 MD720: GPRS通讯模块。 功能模块 EM253 定位模块。 SIWAREX MS 称重模块。,4.I/O的扩展和功能的扩展,扁平电缆的连接方式，提高抗震动性能 更简单，更可靠 可扩展多种模块，无槽位限制,总线延长电缆： 0.8m 一个S7-200系统只能安装一条总线延长电缆,4.I/O的扩展和功能的扩展,I/O扩展模块,4.I/O的扩展和功能的扩展,通讯扩展模块,三、S7-200 PLC中CPU的扩展能力,1.影响S7-200的最大I/O能力的几个因素,CPU 的输入/输出映像区大小： (128 DI/128 DO；32 AI/3
5、2 AO ) CPU本体和扩展模块的I/O点数： CPU带扩展模块的数目： CPU所带智能模块对I/O地址的占用： CPU的5VDC电源是否满足所有扩展模块的需要：,2.S7-200 CPU的电源计算,每个S7-200 CPU模块提供5VDC和24VDC电源：,扩展模块通过与CPU连接的总线连接电缆取得5V直流电源，如果扩展模块的5V电源要求超出了CPU模块的电源定额，必须去掉扩展模块，直到需求在电源预定值之内才行；,每个CPU模块都有一个24VDC传感器电源，从电源输出点（L+,，M）引出，为本机输入点和扩展模块的I/O点提供24VDC。,如果电源要求超出了CPU模块24VDC电源的定额，可
6、以增加外部24VDC电源，外接的电源不能和S7-200 CPU上的传感器电源并联，但负极必须和CPU传感器电源的负极（M端）连接。,S7-200 CPU扩展模块最主要考虑的是CPU集成电源提供的5VDC电源，24VDC电源可以通过外部的直流电源来提供，而不一定使用CPU提供的集成24VDC电源。,2.S7-200 CPU的电源计算,S7-200 CPU供电能力,各数字量扩展模块需要的内部电源一览表,2.S7-200 CPU的电源计算,举例说明：如何考虑S7-200 CPU的扩展能力。,假设有一个S7-200 系统包括如下模块：,CPU 224 AC/DC/RLY,3个EM2238数字量输入/8
7、继电器输出,1个EM2218数字量输入,得到如下的电源计算实例：,3.S7-200 扩展模块连接数,CPU 222 最大2个扩展块,4.S7-200 最大I/O扩展能力,四、S7-200 PLC的工作原理,1、读外部输入的状态。 2、内部存储的用户程序根据读入的状态计算控制结果。 3、向外部执行装置输出控制结果。,四、S7-200 PLC的工作原理,工作过程 ： 上电处理 扫描过程 出错处理,四、S7-200 PLC的工作原理,RUN模式下，S7-200 PLC按序循环执行下述任务： 读输入：S7-200将物理输入点上的状态复制到输入过程 映象寄存器中。 执行逻辑控制程序：S7-200执行程序
8、指令并将数据存储 在各种存储区中。 3. 处理通讯请求：S7-200执行通讯任务。 执行CPU自诊断：S7-200检查固件、程序存储器和扩展 模块是否工作正常。 5. 写输出：在输出过程映象寄存器中存储的数据被刷新。,循环扫描工作方式,STOP模式下，除用户程序不执行外，其余任务依然执行。在此状态下，可下载用户程序及设置系统。 上述的任务序列称为PLC的一个扫描周期,PLC扫描过程的中心内容：,四、S7-200 PLC的工作原理,集中输入,集中输出,从上到下，从左到右,PLC对输入/输出的处理原则 输入映像寄存器的数据取决于输入端子板上各输入点在本次刷新时刻的接通和断开状态。 程序执行结果取决于用户所编程序和输入映像寄存器及元件映像寄存器的内容。 元件映像寄存器的数据取决于程序指令的执行结果。 输出锁存器中的数据，由上一次输出刷新期间元件映像寄存器中的数据决定。 输出端子的接通和断开状态，由输出锁存器决定。,四、S7-200 PLC的工作原理,四、S7-200 PLC的工作原理,I0.1代表外部的按纽，当按纽动作后，左面的程序只需要一个扫描周期就可完成对M0.4的刷新，而右面的程序要经过四个扫描周期才能完成对M0.4的刷新。 无时序配合要求，感觉不到这两段程序执行的的差异。 在有时序配合的情况下，这种差异要引起注意。,
