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1、1可编程控制器教学参考资料( SIEMENS S7-200 )编者注：因实验设备更新，配套教材出版周期较长。为帮助同学更好的理解教学内容，在征得可编程控制器选择、设计与维护一书的作者殷洪义教授同意后，特节选部分与教学有关的内容供大家参考。请同学尊重知识产权，课程全部结束后，应及时删除。由于摘录匆忙，文中的段落、标号、内容衔接均有欠缺，请谅解。2图 2-l一、 S7-200 的组成原理S7-200 系列 PLC 是 SIEMENS 公司新推出的一种小型 PLC。它以紧凑的结构、良好的扩展性、强大的指令功能、低廉的价格，已经成为当代各种小型控制工程的理想控制器。S7-200 PLC 包含了一个单独
2、的 S7-200 CPU 和各种可选择的扩展模块，可以十分方便地组成不同规模的控制器。其控制规模可以从几点上到几百点。S7-200 PLC 可以方便地组成 PLC-PLC 网络和微机-PLC 网络，从而完成规模更大的工程。S7-200 的编程软件 STEP7-Micro/WIN32 可以方便地在 Windows 环境下对 PLC 编程、调试、监控，使得 PLC 的编程更加方便、快捷。可以说，S7-200 可以完美地满足各种小规模控制系统的要求。S7-200 的技术指标目前 S7-200 系列 PLC 主要有 CPU221、CPU222 、CPU224 和 CPU226 四种。档次最低的是CPU
3、221，其数字量输入点数有点，数字量输出点数有点，是控制规模最小的 PLC。档次最高的应属CPU226，CPU226 集成了 24 点输入16 点输出，共有 40 个数字量I/O。可连接个扩展模块，最大扩展至 248 点数字量 I/O 点或 35路模拟量 I/O。S7-200 系列 PLC 四种 CPU 的外部结构大体相同，见图 2-l。状态指示灯 LED 显示 CPU 所处的工作状态指示。存储卡接口可以插入存储卡。通讯接口可以连接 RS-485 总线的通讯电缆。顶部端子盖下边为输出端子和 PLC 供电电源端子。输出端子的运行状态可以由顶部端子盖下方一排指示灯显示，ON 状态对应的指示灯亮。底
4、部端子盖下边为输入端子和传感器电源端子。输入端子的运行状态可以由底部端子盖上方一排指示灯显示，ON 状态对应的指示灯亮。前盖下面有运行、停止开关和接口摸块插座。将开关拨向停止位置时，可编程序控制器处于停止状态，此时可以对其编写程序。将开关拨向运行位置时，可编程序控制器处于运行状态，此时不能对其编写程序。将开关拨向监控状态，可以运行程序，同时还可以监视程序运行的状态。接口插座用于连接扩展模块实现I/O 扩展。CPU226 的技术指标CPU226 本机集成了 24 点输入16 点输出共有 40 个数字量 I/O。可连接个扩展模块，最大扩展至248 点数字量 I/O 点或 35 路模拟量 I/O。C
5、PU226 有 13 字节程序和数据存贮空间，个独立的 30KH高速计数器，路独立的 20KH高速脉冲输出，具有 PID 控制器。CPU226 配有个 RS-485 通讯编程口，具有 PPI（点对点） 通讯、 MPI（多点对一点） 通讯和自由方式通讯能力。用于较高要求的中小型控制系统。(1)CPU226 与 CPU221 技术指标的区别外形尺寸： 196*80*62存储器：程序存储器 4096 字用户数据存储器 2560 字存储器类型 EEPROM3存储卡 EEPROM 数据后备（超级电容） 190 小时编程语言 LAD，FBD 和 STL程序组织 一个组织块（可以包含子程序和中断程序）系统
6、I/O：本机 I/O 24 入 16 出扩展模块数量 个模块数字量 I/O 映像区 256（ 128 入128 出）数字量 I/O 物理区 248（ 128 入120 出）模拟量 I/O 映像区 32 入 32 出模拟量 I/O 物理区 35（ 287）或 14 出附加功能：内置高速计数器 6 个（30KH）内置模拟电位器 2 个（位分辨率） （256 个点）脉冲输出 个高速输出（20KH）通讯中断 发送器接收器定时中断 个（255）输入中断 个实时时钟 内置口令保护 级口令保护通讯：2 个 RS-485 通讯口可用作 PPI 接口、MPI 从站接口和自由口为传感器提供 5VDC，电流：100
7、0CPU226 的接线DC 输入 DC 输出：DC 输入端由 1M、0.01.4 为第组，2M、1.52.7 为第 2 组，1M、2M 分别为各组的公共端。24V DC 的负极接公共端 1M 或 2M。输入开关的一端接到 24VDC 的正极，输入开关的另端连接到CPU226 各输入端。DC 输出端由 1M、1+ 、0.00.7 为第组，2M、2+、1.01.7 为第 2 组组成。1L+ 、2L+分别为公共端。第组 24V DC 的负极接 1M 端，正极接 1L+端。输出负载的一端接到 1M 端，输出负载的另端接到 CPU226 各输出端。第 2 组的接线与第 1 组相似。DC 输入继电器输出：
8、DC 输入端与 CPU226 的 DC 输入 DC 输出相同。继电器输出端由 3 组构成，其中 N(-)、1L、0.00.3 为第 1 组，N(-)、2L、0.41.0 为第组，N(-)、3L、1.1 1.7 为第 3 组。各组的公共端为 1L、2L 和 3L。第组负载电源的一端 N 接负载的 N(-)端，电源的另外一端 L(+)接继电器输出端的 1L 端。负载的另一端分别接到 CPU226 各个继电器输出端子。第 2 组、第 3 组的接线与第 1 组相似。CPU226 组成的基本配置由 CPU226 基本单元组成的基本配置可以组成 1 个 24 点数字量输入和 16 点数字量输出的小型系统。
9、输入点地址为 I0.0、I0.1、 I0.7I1.0、I1.1、 I1.7I2.0、I2.1、 I2.7输出点地址为 Q0.0、Q0.1、 、 Q0.7Q1.0、Q1.1、 Q1.74二、 S7-200 指令系统PLC 在运行时需要处理的数据一般都根据数据的类型不同、数据的功能不同而把数据分成几类。这些不同类型的数据被存放在不同的存储空间，从而形成不同的数据区。S7-200 的数据区可以分为数字量输入和输出映像区、模拟量输入和输出映像区、变量存储器区、顺序控制继电器区、位存储器区、特殊存储器区、定时器存储器区、计数器存储器区、局部存储器区、高速计数器区和累加器区。2.1 S7-200 的数据区
10、1. 数字量输入和输出映象区(1) 数字量输入映像区(I 区)数字量输入映像区是 S7-200 CPU 为输入端信号状态开辟的一个存贮区，用 I 表示。在每次扫描周期的开始，CPU 对输入点进行采样，并将采样值存于输入映像区寄存器中。该区的数据可以是位(1bit)、字节（8bit） 、字（16bit）或者双字（32bit） 。其表示形式如下。用位表示 I0.0、I0.1、I0.7I1.0、I1.1、I1.7I15.0、I15.1 、I15.7共 l28 点。输入映像区每个位地址包括存储器标识符、字节地址及位号三部分。存储器标识符为“I” ，字节地址为整数部分，位号为小数部分。比如 Il.0 表
11、明这个输入点是第 1 个字节的第 0 位。用字节表示 IB0、IB1、IB15共 l6 个字节。输入映像区每个字节地址包括存储器字节标识符、字节地址两部分。字节标识符为“IB” ，字节地址为整数部分。比如 IB1 表明这个输入字节是第 1 个字节，共 8 位，其中第 0 位是最低位，第 7 位是最高位。用字表示 IW0、IW2 、IW14共 8 个字。输入映像区每个字地址包括存储器字标识符、字地址两部分。字标识符为“IW” ，字地址为整数部分。一个字含两个字节，一个字中的两个字节的地址必须连续，且低位字节在一个字中应该是高 8 位，高位字节在一个字中应该是低 8 位。比如，IW0 中的 IB0
12、 应该是高 8 位，IB1 应该是低 8 位。用双字表示 ID0、ID4 、 ID12共 4 个双字。输入映像区每个双字地址包括存储器双字标识符、双字地址两部分。双字标识符为“ID” ，双字地址为整数部分。一个双字含四个字节，四个字节的地址必须连续。最低位字节在一个双字中应该是最高 8 位。比如，ID0 中的 IB0 应该是最高 8 位，IB1 应该是高 8 位， IB2 应该是低 8 位，IB3 应该是最低 8 位。(2) 数字量输出映像区(Q 区)数字量输出映像区是 S7-200 CPU 为输出端信号状态开辟的一个存贮区，用 Q 表示。在扫描周期的结尾，CPU 将输出映像寄存器的数值复制到
13、物理输出点上。该区的数据可以是位(1bit)、字节（8bit） 、字（16bit）或者双字（32bit） 。其表示形式如下。用位表示 Q0.0、Q0.1、Q0.7Q1.0、Q1.1、Q1.7Q15.0、Q15.1、Q15.7共 l28 点。5输出映像区每个位地址包括存储器标识符、字节地址及位号三部分。存储器标识符为“Q” ，字节地址为整数部分，位号为小数部分。比如 Q0.l 表明这个输出点是第 0 个字节的第 1 位。用字节表示 QB0、QB1、QB15共 l6 个字节。输出映像区每个字节地址包括存储器字节标识符、字节地址两部分。字节标识符为“QB” ，字节地址为整数部分。比如 QBl 表明这
14、个输出字节是第 1 个字节，共 8 位，其中第 0 位是最低位，第 7 位是最高位。用字表示 QW0、QW2、QW14共 8 个字。输出映像区每个字地址包括存储器字标识符、字地址两部分。字标识符为“QW” ，字地址为整数部分。一个字含两个字节，一个字中的两个字节的地址必须连续，且低位字节在一个字中应该是高 8 位，高位字节在一个字中应该是低 8 位。比如，QW0 中的 QB0 应该是高 8 位，QBl 应该是低 8 位。用双字表示 QD0、QD4、QD12共 4 个双字。输出映像区每个双字地址包括存储器双字标识符、双字地址两部分。双字标识符为“QD ”，双字地址为整数部分。一个双字含四个字节，
15、四个字节的地址必须连续。最低位字节在一个双字中应该是最高 8 位。比如，QD0 中的 QB0 应该是最高 8 位，QBl 应该是高 8 位，QB2 应该是低 8 位，QB3 应该是最低 8 位。应当指出，实际没有使用的输入端和输出端的映像区的存储单元可以作中间继电器用。2. 模拟量输入和输出映象区(1) 模拟量输入映像区(AI 区 )模拟量输入映像区是 S7-200 CPU 为模拟量输入端信号开辟的一个存贮区。S7-200 将测得的模拟值（如温度、压力）转换成 1 个字长的（16bit）的数字量，模拟量输入用区域标识符（ AI） 、数据长度（W）及字节的起始地址表示。该区的数据为字（l6bit） 。其表示形式如下。AIW0、AIW2、AIW30共 16 个字，总共允许有 16 路模拟量输入。应当指出，模拟量输入值为只读数据。(2) 模拟量输出映像区(AQ 区)模拟量输出映像区是 S7-200 CPU 为模拟量输出端信号开辟的一个存贮区。S7-200 把 l 个字长（16bit）数字值按
