《可编程控制器（第二版） 教学课件 ppt 作者 黄云龙 主编 吴国强 郁 炜 副主编第6章 SIMATIC S7-200系列PLC》由会员分享，可在线阅读，更多相关《可编程控制器（第二版） 教学课件 ppt 作者 黄云龙 主编 吴国强 郁 炜 副主编第6章 SIMATIC S7-200系列PLC（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第6章 SIMATIC S7-200系列PLC,6.1 概述 6.2 S7-200系列PLC的系统构成与配置, 本章要点 1理解S7-200系列PLC的基本概念 2掌握S7-200系列PLC的系统构成和配置。 本章难点 1S7-200系列PLC系统配置的理解。 2S7-200系列PLC的主要技术性能的了解。 3S7-200系列PLC编程元件的了解。,6.1 概述,1S7-200系列PLC简介,SIMATIC S7-200系列特点是一种小型的PLC，由于其具有紧凑的设计，良好的扩展性，强大的指令以及低廉的价格，使得S7-200 PLC可以近乎完美地满足小规模的控制要求。S7-200系列PLC适用
2、于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。,S7-200系列 PLC的CPU模块特点?,其它系列 S7 PLC特点:,S7-300是模块化小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用。各种单独的模块之间可进行广泛组合以用于扩展。,（1）S7-200系列PLC的特点 极高的可靠性； 极丰富的指令集； 易于掌握； 便捷的操作； 丰富的内置集成功能； 实时特性； 强劲的通讯能力； 丰富的扩展模块。,（2）S7-200系列PLC的命名,例如：S7-200 CPU221表示：S7-200系列的PLC，其CPU型号为22
3、1。,S7-400是用于中、高档性能范围的PLC。它采用模块化无风扇的设计，坚固耐用、容易扩展，且具有广泛的通讯能力，容易实现分布式结构以及用户友好的操作，使S7-400成为中、高档性能控制领域中首选的理想解决方案。,6.2 S7-200系列PLC的系统构成与配置,6.2.1 S7-200系列PLC系统构成,:硬件和工业软件,1硬件,:系统硬件主要有基本单元、扩展单元、特殊功能模块、相关设备,S7-200系列PLC可提供4种不同的基本单元和6种型号的扩展单元。其系统构成包括基本单元、扩展单元、编程器、存储卡、写入器、文本显示器等。,基本单元,S7-200系列PLC有5种CPU，其输入输出点数的
4、分配见表:, CPU 221 无I/O扩展能力；6K字节程序和数据存储空间。4个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出；1个RS485通讯编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。非常适合于小点数的控制系统。, CPU 222 6K字节程序和数据存储空间；4个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器；1个RS485通讯编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力；是具有扩展能力的、适应性更广泛的全功能控制器。, CPU 224 13K字节程序和数据存储空间；6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的
5、20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。1个RS485通讯编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸；是具有较强控制能力的控制器。, CPU 226 13K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器；2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力；I/O端子排可很容易地整体拆卸；用于较高要求的控制系统，具有更多的输入/输出点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。可完全适应于一些复杂的中小型控制系统。,扩展单元,S7-2
6、00系列PLC主要有6种扩展单元，它本身没有CPU，只能与基本单元相连接使用，用于扩展I/O点数，S7-200系列PLC扩展单元型号及输入输出点数如下表所示:,编程器,编程器主要用来进行用户程序的编制、存储和管理等，并将用户程序送入PLC中，在调试过程中，进行监控和故障检测。,程序存储卡 为了保证程序及重要参数的安全，一般小型PLC设有外接EEPROM卡盒接口，通过该接口可以将卡盒的内容写入PLC，也可将PLC内的程序及重要参数传到外接EEPROM卡盒内作为备份。,写入器 写入器的功能是实现PLC和EPROM之间的程序传送，是将PLC中RAM区的程序通过写入器固化到程序存储卡中，或将PLC中程
7、序存储卡中的程序通过写入器传送到RAM区。,文本显示器 文本显示器TD200不仅是一个用于显示系统信息的显示设备，还可以 作为控制单元对某个量的数值进行修改，或直接设置输入/输出量。文本 信息的显示用选择/确认的方法，最多可显示80条信息，每条信息最多4 个。 变量的状态。过程参数可在显示器上显示，并可以随时修改。,2SIMATIC S7工业软件,西门子的工业软件分为三个不同的种类：,编程和工程工具,:实现PLC的编程、在线仿真软件,基于PC的控制软件,人机界面软件,6.2.2 S7-200系列PLC系统配置,1S7-200PLC的基本配置,S7-200共有4种基本配置,2S7-200的扩展配
8、置,S7-200的扩展配置是由S7-200的基本单元和扩展模块组成。其扩展模块的数量受两个条件约束：一个是基本单元能带扩展模块的数量；另一个是基本单元的电源承受扩展模块消耗DC5V总线电流的能力。,由CPU222组成的扩展配置 由CPU222组成的扩展配置可以由CPU222基本单元和最多两个扩展模块组成，CPU222可以向扩展单元提供的DC5V电流为340mA。,由CPU224组成的扩展配置 由CPU224组成的扩展配置可以由CPU224基本单元和最多7个扩展模块组成，CPU224可以向扩展单元提供的DC5V电流为660mA。,6.2.3 S7-200系列PLC的主要技术性能,S7系列PLC的
9、主要技术性能,1一般性能,电源电压,电源电压波动,环境温度、湿度,大气压,保护等级,出给传感器的电压,输出给传感器的电流,为扩展模块提供的输出电流,序存储器 数据存储器,存储器子模块,数据后备,编程语言,程序结构,程序执行,子程序级,用户程序保护,指令集,位操作执行时间,扫描时间监控 内部标志位,计数器,定时器,接口,可连接的编程器/PC,本机I/O,可连接的I/O,最多可接扩展模块,3输出特性,2输入特性,4扩展单元的主要技术特性,S7-200系列PLC是模块式结构，可以通过配接各种扩展模块来达到扩展功能、扩大控制能力的目的。目前S7-200主要有三大类扩展模块。,输入/输出扩展模块,S7-
10、200 CPU上已经集成了一定数量的数字量I/O点，但如用户需要多于CPU单元I/O点时，必须对系统做必要的扩展。CPU221无I/O扩展能力，CPU 222最多可连接2个扩展模块（数字量或模拟量），而CPU224和CPU226最多可连接7个扩展模块。,S7-200 PLC系列目前总共提供共5大类扩展模块： 数字量输入扩展板EM221； 数字量输出扩展板EM222； 数字量输入和输出混合扩展板EM223； 模拟量输入扩展板EM231： 模拟量输入和输出混合扩展模板EM235：,每个EM231可扩展3路模拟量输入通道，A/D转换时间为25s，12位；,每个EM235可同时扩展3路模拟输入和1路模
11、拟量输出通道，其中A/D转换时间为25s，D/A转换时间100s，位数均为12位。,热电偶/热电阻扩展模块,热电偶、热电阻模块（EM231）是为CPU222，CPU224，CPU226设计的，S7-200与多种热电偶、热电阻的连接备有隔离接口。用户通过模块上的DIP开关来选择热电偶或热电阻的类型，接线方式，测量单位和开路故障的方向。,通讯扩展模块,S7-200系列目前有两种通讯扩展模块：PROFIBUS-DP扩展从站模块（EM277）和AS-i接口扩展模块（CP243-2）。,S7-200系列PLC输入/输出扩展模块的主要技术性能见下表:,6.2.4 S7-200系列 PLC的编程元件,一、S
12、7-200系列 PLC的存储器空间,S7-200 PLC的存储器空间大致分为三个空间 程序空间、数据空间和参数空间,1程序空间 该空间主要用于存放用户应用程序，程序空间容量在不同的CPU中是不同的。另外CPU中的RAM区与内置EEPROM上都有程序存储器，但它们互为映像，且空间大小一样。 2数据空间 该空间的主要部分用于存放工作数据称为数据存储器，另外有一部分作寄存器使用称为数据对象。,它包括变量存储器（V），输入信号缓存区（输入映象存储器I），输出信号缓冲区（输出映象存储区Q），内部标志位存储器（M）又称内部辅助继电器，特殊标志位存储器（SM）。除特殊标志位外，其他部分都能以位、字节、和双字
13、的格式自由读取或写入。,数据存储器,变量存储器（V）是保存程序执行过程中控制逻辑操作的中间结果，所有的V存储器都可以存储在永久存储器区内，其内容可在与EEPROM或编程设备双向传送。 输入映象存储器（I）是以字节为单位的寄存器，它的每一位对应于一个数字量输入结点。在每个扫描周期开始，PLC依次对各个输入结点采样，并把采样结果送入输入映象存储器。PLC在执行用户程序过程中，不再理会输入结点的状态，它所处理的数据为输入映象存储器中的值。,内部标志位（M）又称内部线圈（内部继电器等），它一般以位为单位使用，但也能以字、双字为单位使用。内部标志位容量根据CPU型号不同而不同。,输出映象存储器（Q）是以
14、字节为单位的寄存器，它的每一位对应于一个数字输出量结点。PLC在执行用户程序的过程中，并不把输出信号随时送到输出结点，而是送到输出映象存储器，只有到了每个扫描周期的末尾，才将输出映象寄存器的输出信号几乎同时送到各输出结点。 使用映象寄存器优点： 1. 同步地在扫描周期开始采样所有输入点，并在扫描的执行阶段冻结所有输入值； 2. 在程序执行完后再从映象寄存器刷新所有输出点，使被控系统能获得更好稳定性； 3. 存取映象寄存器的速度高于存取I/O速度，使程序执行的更快； 4. I/O点只能以位为单位存取，但映象寄存器则能以位、字节、双字进行存取。因此，映象寄存器提供了更高的灵活性。另外对控制系统中个
15、别I/O点要求实时性较高的情况下，可用直接I/O指令直接存取输入/输出点。,特殊标志位（SM）用来存储系统的状态变量和有关控制信息，特殊标志位分为只读区和可写区，具体划分随CPU不同而不同。,数据对象 数据对象包括定时器、计数器、高速计数器、累加器、模拟量输入/输出。,定时器类似于继电器电路中的时间继电器，但它的精度更高，定时精度分为lms，10ms和100ms三种，根据精度需要由编程者选用。定时器的数量根据CPU型号不同。 计数器的计数脉冲由外部输入，计数脉冲的有效沿是输入脉冲的上升沿或下降沿，计数的方式有累加1和累减1两种方式。计数器的个数同各CPU的定时器个数。 高速计数器与一般计数器不
16、同之处在于，计数脉冲频率更高可达2kHz/7kHz，计数容量大，一般计数器为16位，而高速计数器为32位，一般计数器可读可写，而高速计数器一般只能作读操作。,累加器 S7-200CPU中有4个32位，即AC0AC3，用它可把参数传给子程序或任何带参数的指令和指令块。此外，PLC在响应外部或内部的中断请求而调用中断服务程序时，累加器中的数据是不会丢失的，即PLC会将其中的内容压入堆栈。因此，用户在中断服务程序中仍可使用这些累加器，待中断程序执行完返回时，将自动从堆栈中弹出原先的内容，以恢复中断前累加器的内容。但应注意，不能利用累加器作主程序和中断服务子程序之间的参数传递。 模拟量输入/输出可实现模拟量的A/D和D/A转换，而PLC所处理的是其中的数字量。,3参数空间 用于存放有关PLC组态参数的区域，如保护口令、PLC站地址、停电记忆保持区、软件滤波、强制操作的设定信息等，存贮器为EEPROM。,二、S7-200系列 PLC的数据存储器寻址,在S7-
