《S7-200 PLC原理及应用 教学课件 ppt 作者 田淑珍 第2章 西门子S7-200系》由会员分享，可在线阅读，更多相关《S7-200 PLC原理及应用 教学课件 ppt 作者 田淑珍 第2章 西门子S7-200系（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2章 西门子S7-200系列可编程控制器介绍,本章要点 西门子S7-200 CPU224可编程控制器的结构、性能指标 西门子S7-200 CPU224可编程控制器工作方式 扩展模块介绍 S7-200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,2.1 S7-200系列PLC概述,西门子S7系列可编程控制器分为S7-400、S7-300、S7-200三个系列，分别为S7系列的大、中、小型可编程控制器系统。S7-200系列可编程控制器有CPU21X系列，CPU22X系列，其中CPU22X型可编程控制器提供了4个不同的基本型号，常见的有CPU221，CPU222，CPU224和C
2、PU226四种基本型号。 四种型号的PLC具有下列特点： （1）集成的24V电源。可直接连接到传感器和变送器执行器，CPU 221和CPU222具有180mA 输出。CPU224输出280mA，CPU 226、CPU 226XM输出400mA 可用作负载电源。 （2）高速脉冲输出。具有2 路高速脉冲输出端，输出脉冲频率可达20KHz，用于控制步进电机或伺服电机，实现定位任务。 （3）通信口。CPU 221、CPU222和CPU224具有1个RS-485通信口。CPU 226、CPU 226XM具有2个RS-485通信口。支持PPI、MPI通信协议，有自由口通信能力。,（4）模拟电位器。CPU2
3、21/222有1个模拟电位器，CPU224/226/226XM有2个模拟电位器。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）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。 （6）EEPROM 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。 （7）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5 天。选用电池模块能延长存储时间到200天（10年寿命）。电池模块插在存储器模块的卡槽中。,（8）不同的设备类型。CPU
4、221226 各有2种类型CPU，具有不同的电源电压和控制电压。 （9）数字量输入/输出点。CPU 221具有6个输入点和4个输出点；CPU 222具有8个输入点和6个输出点；CPU 224 具有14个输入点和10个输出点；CPU226/226XM 具有24个输入点和16个输出点。CPU22X主机的输入点为24V直流双向光电耦合输入电路，输出有继电器和直流（MOS型）两种类型。 （10）高速计数器。CPU 221/222有4个30KHz高速计数器，CPU224/226/226XM有6个30KHz的高速计数器，用于捕捉比CPU扫描频率更快的脉冲信号。,2.2 S7-200系列CPU224型PLC
5、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、I1.0I1.5）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（I0.0I0.7）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
6、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
7、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
8、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,1. CPU的工作方式 CPU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，红色指示灯亮，表示为停止状态，在标有SF指示灯亮时表示系统故障，PLC停止工作。 （1）STOP（停止）。CPU在停止工作方式时，不执行程序，此时可以通过编程装置向PLC装载程序或进行系统设置，在程序编辑、上下
9、载等处理过程中，必须把CPU置于STOP方式。 （2）RUN（运行）。CPU在RUN工作方式下，PLC按照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自
10、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。 连接时CPU模
11、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
12、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,1. 数字量扩展模块,2. 模拟量扩展模块,3. 热电偶、热电阻扩展模块,EM231热电偶、热电阻扩展模块是为S7-200 CPU222 CPU224和CPU226/226XM设计的模拟量扩展模块，EM231热电偶模块具有特殊的冷端补偿电路，该电路测量模块连接器上的温度，并适当改变测量值，以补偿参考温度与模块温度之间的温度差，如果在EM231热电偶模
13、块安装区域的环境温度迅速地变化，则会产生额外的误差，要想达到最大的精度和重复性，热电阻和热电偶模块应安装在稳定的环境温度中。,4. PROFIBUS-DP通信模块 通过EM 277 PROFIBUS-DP扩展从站模块，可将S7-200CPU作为DP从站连接到ROFIBUS-DP网络，如图2-9所示。EM 277 经过串行I/O总线连接到S7-200 CPU，PROFIBUS 网络经过其DP通信端口，连接到EM 277 PROFIBUS-DP 模块。EM 277 PROFIBUS-DP模块的DP端口可连接到网络上的一个DP主站上，但仍能作为一个MPI从站，与同一网络上如SIMATIC编程器或S7
14、-300/S7-400 CPU等其它主站进行通信。,图2-9通过EM 277 PROFIBUS-DP扩展从站模块将S7-200CPU连接到ROFIBUS-DP网络,2.4 S7-200系列PLC内部元器件 2.4.1 数据存储类型 1. 数据的长度,二进制数的“位”只有 0和1两种的取值，开关量(或数字量)也只有两种不同的状态，如触点的断开和接通，线圈的失电和得电等。在S7-200梯形图中，可用“位”描述它们，如果该位为1则表示对应的线圈为得电状态，触点为转换状态(常开触点闭合、常闭触点断开)；如果该位为0，则表示对应线圈，触点的状态与前者相反。 在数据长度为字或双字时，起始字节均放在高位上。
15、,2. 数据类型及数据范围 S7-200系列PLC的数据类型可以是字符串、布尔型（0或1）、整数型和实数型（浮点数）。布尔型数据指字节型无符号整数；整数型数包括16位符号整数（INT）和32位符号整数（DINT）。实数型数据采用32位单精度数来表示。,3. 常数 S7-200的许多指令中常会使用常数。常数的数据长度可以是字节、字和双字。CPU以二进制的形式存储常数，书写常数可以用二进制、十进制、十六进制、ASCII码或实数等多种形式。书写格式如下： 十进制常数：1234 ； 十六进制常数：16#3AC6 ；二进制常数：2#1010 0001 1110 0000 ASCII码：“Show”；实数
16、（浮点数）：+1.175495E-38（正数）， -1.175495E-38（负数）,2.4.2 编址方式,数字量输入写入输入映象寄存器（区标志符为I），数字量输出写入输出映象寄存器（区标志符为Q），模拟量输入写入模拟量输入映象寄存器（区标志符为AI），模拟量输出写入模拟量输出映象寄存器（区标志符为AQ）。除了输入输出外，PLC还有其他元件，V表示变量存储器；M表示内部标志位存储器；SM表示特殊标志位存储器；L表示局部存储器；T表示定时器；C表示计数器；HC表示高速计数器；S表示顺序控制存储器；AC表示累加器。,1.存储区的划分,（1） 位编址 位编址的指定方式为：（区域标志符）字节号位号，如I0.0；Q0.0；I1.2。 （2）字节编址 字节编址的指定方式为：（区域标志符）B（字节号），如IB0表示由I0.0I0.7这8位组成的字节。 （3）字编址 字编址的指定方式为：（区域标志符）W（起始字节号），且最高有效字节为起始字节。例如VW0表示由VB0和VB1这2字节组成的字。 （4）双字编址 双字编址的指定方式为：（区域标志符）
