实验二 S7-200 PLC 的软硬件基本操作 一、实验目的 1、认识 S7-200PLC（CPU224XP CN AC/DC/RLY ）的硬件结构； 2、掌握 S7-200PLC 的输入、输出设备的接线方法； 3、学习 S7-200PLC 编程软件（STEP 7 Micro/WIN V4.0）的基本操作； 4、学习 S7-200PLC 基本指令和简单任务的编程与调试方法 二、实验设备和器材 1、S7-200PLC 实验系统板； 2、装有 STEP 7 Micro/WIN V4.0 软件的个人电脑； 3、实验连接导线（若干） 、一字和十字螺丝刀各一把 三、实验原理 1、S7-200PLC 的外部结构 本实验所用的实验系统板上配置的小型可编程控制器型号是力德 LD-200，CPU224XP- CN AC/DC/RLY，力德 LD-200 PLC 是与德国西门子 S7-200 系列 PLC 在性能和编程指令上 都完全兼容的国产 PLC，其外部结构如图 2-1 图 2-1 LD-200 CPU224XP-CN 外部结构图CPU224XP-CN AC/DC/RLY是继电器输出类型，本机具有如下基本特性： 交流220V供电； 直流输出24V，可作为传感器供电电源； 内置14输入/10输出，共24个数字量I/O 点； 具有2模拟量输入/1模拟量输出，共3个模拟量I/O 点； 可连接7个扩展模块，最大可扩展至136 路数字量I/O点或38路模拟量I/O 点； 程序储存空间：22528字节，数据存储空间：10240字节； 具有6个独立的高速计数器； 具有PID控制器； 2个RS485通讯/ 编程口，都能支持PPI 通讯协议和自由方式通讯。
2、S7-200PLC 的输入/ 输出接口电路 在使用 PLC 之前，首先也是必须要搞清楚 PLC 的输入与输出接口电路，这样有助于 理解 PLC 与外部设备进行连接的原则和方法 西门子 PLC 的输入和输出端子与外部设备连接的方法与其它品牌的 PLC 有所不同， 需要外接直流（或交流）电源，这主要是由 PLC 内部的输入/ 输出接口电路决定的 如图 2-2 是直流输入接口电路，外部设备给 PLC 输入电路提供的是数字量信号（也叫 开关量信号） ，即高电平和低电平，这些高低电平信号经过接口电路中的光电管传输给 PLC 内部的输入映像寄存器，作为 PLC 程序执行时的控制信号 内 部 电 路 3.3K Ω Ω 470 1nF M Ix.y PLC 24V 图 2-2 直流输入接口电路图 根据不同的输出类型，PLC 所能连接的外部负载是不同的，继电器输出类型的 PLC 既 可以连接直流负载，也可以连接交流负载，而晶体管输出类型的 PLC 只能接直流负载，晶 闸管输出类型的 PLC 则只能驱动交流负载，这些特点主要是由其输出接口电路的结构来决 定的 输入信号 LED 指示灯 光电隔离 外部直流电源 输入接线端子 输入公共端子 输入控制开关 输入信号内部存储与处理单元 子图 2-3 是继电器输出的接口电路，其控制信号的输出是由内部的直流继电器触点的导 通和断开来完成，当 PLC 将输出映像寄存器的高电平信号输出时，对相应 Q 点（输出端 子）的直流继电器线圈通电，继电器的触点闭合。
反过来，当输出的是低电平信号时，内 部的直流继电器不得电，触点是断开的因此继电器输出类型的 PLC 其输出端子实际上就 是一个开关触点，PLC 通过这个开关触点再去控制外部负载电路的导通或断开，从而实现 负载的运行或停止 内 部 电 路 L Qx.y PLC ~ 图 2-3 继电器输出接口电路图 3、S7-200PLC 外部设备的接线方法 输入接线 PLC 的输入设备可以是各种开关、按钮等，也可以是传感器的输出CPU224XP 这款 PLC 有 14 个输入端子，其中编号为 I0.0~I0.7 这 8 个输入端共用一个公共端子 1M，编号为 I1.0~I1.5 的 6 个输入端共用另一个公共端 2M 假如输入设备全部是按钮开关，则接线方 法如图 2-4 ，图中的直流电源电压需要 24V ，可以直接用 PLC 自带的 24V 直流电源 图 2-4 CPU224XP PLC 输入接线示意图 输出信号 LED 指示灯 输出公共端 子 输出接线端子 负载 外 部 交 直 流 电 源 内部直流继电器输出接线 继电器输出类型的 PLC 的输出设备可以是交流电供电的各种指示灯、交流接触器等， 也可以是直流电供电的 LED 灯、数码管、蜂鸣器、直流继电器等。
CPU224XP 这款 PLC 有 10 个输出端子，其中编号为 Q0.0~Q0.3 这 4 个输出端共用一个公共端子 1L，编号为 Q0.4~Q0.6 这 3 个输出端共用另一个公共端 2L，编号为 Q0.7~Q1.1 这 3 个输出端的公共端 为 3L 假如输出驱动对象全部是交流接触器的线圈，则接线方法如图 2-5，图中交流电源的 电压要视交流接触器本身线圈的额定电压，若是 380V 的就要接三相电 380V 的电源，若是 220V 的则要接单相电 220V，交流电源需要外部提供而 PLC 本身的工作电压是交流 220V 的，注意不能接入 380V 的电源 图 2-5 CPU224XP PLC 输出驱动交流负载的接线示意图 假如输出驱动对象全部是直流负载，则接线方法参考图 2-6，图中直流电源的电压要 视负载所能承担的额定电压（比如+5V） ，若是有极性的负载（如发光二极管） ，还要注意 直流电源的正负极性要与负载的极性相一致 图 2-6 CPU224XP PLC 输出驱动直流负载的接线示意图 四、实验内容 1、PLC 控制三相异步电机实现正反转运行 （1）PLC 的输入、输出地址定义为：I0.0 接输入停止按钮 SB1，I0.1 接输入正转启动按钮SB2，I0.2 接输入反转启动按钮 SB3，Q0.0 接输出正向电源控制接触器 KM1，Q0.1 接输出 反向电源控制接触器 KM2； （2）如图 2-7 连接实验板上元件，完成 PLC 控制电路的接线； （3）应用 Step7 MicroWIN V4.0 软件编写控制程序，下载并测试电路。
PLC CPU224XP 1L Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 2L Q0.4 Q0.5 Q0.6 3L Q0.7 Q1.0 Q1.1 N L 1M I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 2M I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 M L+ QS 220V SB2 SB1 SB3 L N KM1 KM2 A1 A2 A1 A2 图 2-7 PLC 控制三相交流异步电机正反转的控制线路图 2、PLC 控制 8 个 LED 灯实现循环流水灯的效果 （1）PLC 的输入、输出地址定义为：I0.0 接输入停止按钮 SB1，I0.1 接输入启动按钮 SB2， Q0.0~Q0.7 依次接 8 个 LED 灯的阳极； （2）如图 2-8 连接实验板上元件，完成 PLC 控制电路的接线； （3）应用 Step7 MicroWIN V4.0 软件编写控制程序，下载并测试电路 注意：LED 灯是直流负载，要用+5V 电源供电PLC CPU224XP 1L Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 2L Q0.4 Q0.5 Q0.6 3L Q0.7 Q1.0 Q1.1 N L 1M I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 2M I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 M L+ QS 220V SB2 SB1 L N GND LED1 LED2 LED3 LED4 LED5 LED6 LED7 LED8 +24V GND +5V +5V GND GND 直流电源模块 图 2-8 PLC 控制 8 个 LED 灯实现循环流水灯电路连接图 五、附录 1、PLC 控制三相交流异步电机正反转运行的梯形图程序2、PLC 控制 8 个 LED 灯实现循环流水灯的梯形图程序。