西门子PLC_S7-200应用介绍(重要)

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1、西门子西门子S7-200PLC应用简介应用简介(1) 2008-04-061.1 PLC的产生和定义 * 20世纪20年代以来，继电器控制曾一度占据工业控制领域的主导地位。 * 继电器控制系统的弱点 ：体积大、耗电多、可靠性差、寿命短、运行速度慢、适应性差，等。体积大、耗电多、可靠性差、寿命短、运行速度慢、适应性差，等。尤其是可靠性差、不具有通用性、灵活性。尤其是可靠性差、不具有通用性、灵活性。 * 1968年美国最大的汽车制造商通用汽车公司（GM），拟定了十项公开招标的技术要求 * 1969年美国数字设备公司（DEC）研制出世界上第一台可编程控制器（PDP-14型）继电器继电器接触器接触器P

2、LC著名品牌n n德国西门子公司（Siemens）n n台湾台达 （DELTA）n n美国 AB公司 （AllenBradley）n n日本欧姆公司（OMRON）n n日本三菱电机株式会社（MITSUBISHI）西门子西门子PLCn nS7-200 小型整体式n nS7-300 模块化小型n nS7-400模块化无风扇设计，功能强大S7-200 PLC系统组成系统组成 1系统基本构成 2主机结构 3扫描周期及工作方式 4输入输出扩展 5主机性能指标 返回本章首页返回本章首页n n从从CPUCPU模模块块的的功功能能来来看看，SIMATIC SIMATIC S7-200S7-200系系列列小小型

3、型可可编编程程序序控控制制器器发发展展至至今今，大大致致经经历历了了两两代：代：n n第第一一代代产产品品其其CPUCPU模模块块为为CPU CPU 21X21X，主主机机都都可可进进行行扩扩展展，它它具具有有四四种种不不同同结结构构配配置置的的CPUCPU单单元元：CPU CPU 212212，CPU CPU 214214，CPU CPU 215215和和CPU CPU 216216，对第一代对第一代PLCPLC产品不再作具体介绍。产品不再作具体介绍。n n第第二二代代产产品品其其CPUCPU模模块块为为CPU CPU 22X22X，是是在在2121世世纪纪初初投投放放市市场场的的，速速度度

4、快快，具具有有较较强强的的通通信信能能力力。它它具具有有四四种种不不同同结结构构配配置置的的CPUCPU单单元元：CPU CPU 221221，CPU CPU 222222，CPU CPU 224, 224, CPU224XPCPU224XP和和CPU CPU 226226，除除CPU CPU 221221之之外外，其其他他都都可可加加扩扩展展模块。模块。 S7-200 家族由五个不同的 CPU 型号组成。不同型号主要通过以下特性来区分。* 集成的输入和输出点数量* 程序和数据存储量* 可扩展性 S7-200家族家族5种种CPUCPU 224XP 拥有附加的集成模拟输入/输出。此外 CPU 2

5、24XP 以及 CPU 226 还附带第二个通讯连接点。可扩展性可扩展性唯一不可扩展模块可扩展2个模块可连接7个扩展模块CPU 222最多可以连接两个模块 CPU 224、224XP 和 226可以连接七个模块。CPU 221 是不可扩展的。为了适应空间的要求，S7-200 可以组装成两排EM221数字输入模块数字输入模块EM222数字量输出模块数字量输出模块EM223数字输入输出模块数字输入输出模块模拟扩展模块模拟扩展模块5种通讯模块种通讯模块自学定位模块定位模块EM253EM 253 每秒可发出 12 至 200000 个脉冲。它可以支持直线加速和直线减速。模块还支持许多有用、必要的附加功

6、能，如参照点运行的不同可能性。系统基本构成系统基本构成 n nSIMATIC SIMATIC S7-200S7-200系系统统由由硬硬件件和和工工业业软软件件两两大大部部分构成。分构成。n n系统基本构成系统基本构成n n1. 1. 硬件硬件n n（1 1）基本单元）基本单元 n n（2 2）扩展单元）扩展单元 n n（3 3）特殊功能模块）特殊功能模块 n n（4 4）相关设备）相关设备 n n2. 2. 工业软件工业软件 n n工工业业软软件件是是为为更更好好地地管管理理和和使使用用这这些些设设备备而而开开发发的的与与之之相相配配套套的的程程序序、文文档档及及其其规规则则的的总总和和，它它

7、主主要要由由标标准准工工具具、工工程程工工具具、运运行行软软件件和和人人机接口等几大类构成。机接口等几大类构成。2CPU主机结构主机结构 S7-200主机外形主机外形 CPU224xP简介简介PC/PPI通信电缆通信电缆重要概念重要概念1.1.晶体管输出和继电器输出晶体管输出和继电器输出晶体管输出继电器输出直流输出，频率可高达100K,过电流能力小0.75A直流、交流输出，频率低，最大1K，过电流能力大2A2种供电电压种供电电压S7-200家族5中CPU都有2中类型，即DC/DC/DC和AC/DC/Relay2种类型供电电压分别为直流20.4至28.8V和交流85至264V直流供电CPU集成数

8、字量输出为晶体管类型 交流供电CPU集成数字量输出为继电器输出集成数字量输入都为24V电压CPU224XP 配置配置n n14 数字量输入n n10 数字量输出2个模拟量输入1 个模拟量输出CPU224XP DC/DC/DC 接线图接线图Q0.3输出控制继电器按键输入I0.0S7-200地址分配地址分配n n数字量输入地址都是以8位为1组。若一个模块i/o不是8的整数，余下的不会分配给下一模块。 I0.0，I0.1，I1.0，n n模拟量以16位存储，所以要从偶数号字节开始。如AIW0，AIW2，AIW4 AQW0，AQW2，AQW4，4. I/O点数扩展和编址点数扩展和编址 例如，某一控制系

9、统选用CPU224，系统所需的输入输出点数各为：数字量输入24点、数字量输出20点、模拟量输入6点和模拟量输出2点。 本系统可有多种不同模块的选取组合，并且各模块在I/O链中的位置排列方式也可能有多种，图2-2所示为其中的一种模块连接形式。表所列为其对应的各模块的编址情况。主机主机I/OI/O模块模块1 I/O1 I/O模块模块2 I/O2 I/O模块模块3 I/O3 I/O模块模块4 I/O4 I/O模块模块5 I/O5 I/OI0.0 Q0.0I0.0 Q0.0I0.1 Q0.1I0.1 Q0.1I0.2 Q0.2I0.2 Q0.2I0.3 Q0.3I0.3 Q0.3I0.4 Q0.4I0

10、.4 Q0.4I0.5 Q0.5I0.5 Q0.5I0.6 Q0.6I0.6 Q0.6I0.7 Q0.7I0.7 Q0.7I1.0 Q1.0I1.0 Q1.0I1.1 Q1.1I1.1 Q1.1I1.2I1.2I1.3I1.3I1.4I1.4I1.5I1.5I2.0I2.0I2.1I2.1I2.2I2.2I2.3I2.3I2.4I2.4I2.5I2.5I2.6I2.6I2.7I2.7Q2.0Q2.0Q2.1Q2.1Q2.2Q2.2Q2.3Q2.3Q2.4Q2.4Q2.5Q2.5Q2.6Q2.6Q2.7Q2.7AIW0 AQW0AIW0 AQW0AIW2AIW2AIW4AIW4AIW6AIW6I

11、3.0 Q3.0I3.0 Q3.0I3.1 Q3.1I3.1 Q3.1I3.2 Q3.2I3.2 Q3.2I3.3 Q3.3I3.3 Q3.3AIW8 AQW2AIW8 AQW2AIW10AIW10AIW12AIW12AIW14AIW14PLC 程序实例程序实例定时器T33，计数10s后使常开触点T33闭合定时器T34，计数10s后使常闭触点T34断开SM0.4和和SM0.5的使用的使用利用SM0.4输出周期为1分钟，占空比为50%的方波SMB28和和SMB29的应用的应用SMB28SMB29利用SMB控制Q0.3输出梯形图程序利用SMB控制Q0.3输出梯形图程序运行效果S7-200仿真软件介

12、绍仿真软件介绍西门子西门子S7-200PLC应用简介应用简介(2)2008-04-191. S7200 PLC 操作数基本概念 S7-200 CPU将信息存储在不同的存储单元，每个单元都有惟一的地址。S7-200 CPU使用数据地址访问所有的数据，称为寻址。 1. 数据类型及范围数据类型及范围2. 2. 常常常常数数数数 在编程中经常会使用常数。常数数据长度可为字节、字和双字，在机器内部的数据都以二进制存储，但常数的书写可以用二进制、十进制、十六进制、ASCII码或浮点数（实数）等多种形式。几种常数形式分别如表所示。 S7-200S7-200将编程元件统一归为存储器单元，存储单元按字节进行编址

13、，将编程元件统一归为存储器单元，存储单元按字节进行编址，将编程元件统一归为存储器单元，存储单元按字节进行编址，将编程元件统一归为存储器单元，存储单元按字节进行编址，无论所寻址的是何种数据类型，通常应指出它在所在存储区域和在区域内无论所寻址的是何种数据类型，通常应指出它在所在存储区域和在区域内无论所寻址的是何种数据类型，通常应指出它在所在存储区域和在区域内无论所寻址的是何种数据类型，通常应指出它在所在存储区域和在区域内的字节地址。每个单元都有惟一的地址，地址用名称和编号两部分组成，的字节地址。每个单元都有惟一的地址，地址用名称和编号两部分组成，的字节地址。每个单元都有惟一的地址，地址用名称和编号

14、两部分组成，的字节地址。每个单元都有惟一的地址，地址用名称和编号两部分组成，元件名称（区域地址符号）如表所示。元件名称（区域地址符号）如表所示。元件名称（区域地址符号）如表所示。元件名称（区域地址符号）如表所示。3. 数据存储器类型数据存储器类型l l输入输入输入输入/ /输出映象寄存器（输出映象寄存器（输出映象寄存器（输出映象寄存器（I/QI/Q） l l变量存储器（变量存储器（变量存储器（变量存储器（V V）l l内部标志位存储器（内部标志位存储器（内部标志位存储器（内部标志位存储器（MM ）l l局部存储器（局部存储器（局部存储器（局部存储器（L L） l l特殊标志位存储器（特殊标志位

15、存储器（特殊标志位存储器（特殊标志位存储器（SMSM） l l累加器（累加器（累加器（累加器（ACAC）l l高速计数器（高速计数器（高速计数器（高速计数器（HCHC）l l模拟量输入映象寄存器（模拟量输入映象寄存器（模拟量输入映象寄存器（模拟量输入映象寄存器（AIAI） l l模拟量输出映象寄存器（模拟量输出映象寄存器（模拟量输出映象寄存器（模拟量输出映象寄存器（AQAQ） l l定时器存储器（定时器存储器（定时器存储器（定时器存储器（T T） l l计数器存储器（计数器存储器（计数器存储器（计数器存储器（C C） 各数据存储区寻址1 1输入过程映像寄存器：输入过程映像寄存器：I I l l

16、位地址位地址位地址位地址 II字节地址字节地址 . . 位地址位地址 例例I0.1I0.1l l字节、字、双字地址字节、字、双字地址字节、字、双字地址字节、字、双字地址 II长度长度 起始字节地址起始字节地址 例例IB4IB42 2输出过程映像寄存器：输出过程映像寄存器：Ql l位地址位地址位地址位地址 QQ字节地址字节地址 . . 位地址位地址 例例Q1.1Q1.1l l字节、字、双字地址字节、字、双字地址字节、字、双字地址字节、字、双字地址 QQ长度长度 起始字节地址起始字节地址 例例QB5QB53 3变量存储区：变量存储区：V V 存放程序执行过程中的中间结存放程序执行过程中的中间结果果

17、存放其他相关的数据存放其他相关的数据全局有效全局有效全局是指同一个存储器可以被任何程序存取（主程序、子程序或中断程序） l l位地址位地址位地址位地址 VVVV字字字字节节节节地地地地址址址址 . . . . 位位位位地地地地址址址址 例例例例V10.2V10.2V10.2V10.2l l字节、字、双字地址字节、字、双字地址字节、字、双字地址字节、字、双字地址 VVVV长长长长度度度度起起起起始始始始字字字字节节节节地地地地址址址址 例例例例VW100VW100VW100VW1004 4内部标志位存储区：内部标志位存储区：M M内部标志位存储器（内部标志位存储器（M M）也称内部线圈也称内部线

18、圈存放中间操作状态存放中间操作状态l l位地址位地址位地址位地址 MMMM字字字字节节节节地地地地址址址址 .位位位位地地地地址址址址 例例例例M20.7M20.7M20.7M20.7l l字节、字、双字地址字节、字、双字地址字节、字、双字地址字节、字、双字地址 MMMM长长长长度度度度起起起起始始始始字字字字节节节节地地地地址址址址 例例例例MD20MD20MD20MD20作暂时存储器作暂时存储器存放局部变量存放局部变量为子程序传递参数为子程序传递参数 作为间接寻址的指针作为间接寻址的指针不能作为间接寻址的存储器区不能作为间接寻址的存储器区局部存储器是局部有效局部存储器是局部有效5 5局部变

19、量存储区：局部变量存储区：L L 局部有效是指某一局部存储器和特定的程序相关联局部有效是指某一局部存储器和特定的程序相关联l l位地址位地址位地址位地址 L L 字节地址字节地址字节地址字节地址.位地址位地址位地址位地址 例例例例 L33.0L33.0l l字节、字、双字字节、字、双字 L L 长度长度长度长度 起始字节地址起始字节地址起始字节地址起始字节地址 例例例例LB33LB33 6 6特殊存储器：特殊存储器：SMSM特殊内部线圈特殊内部线圈用户程序与系统程序之间的界用户程序与系统程序之间的界面面提供特殊的控制功能及系统信提供特殊的控制功能及系统信息息用户通知系统特殊要求用户通知系统特殊

20、要求 只读区只读区 只能用其触点只能用其触点* *SM0.0 SM0.0 PLC PLC在在RUNRUN状态时，状态时，SM0.0SM0.0总为总为1 1*SM0.1 *SM0.1 初始脉冲，初始脉冲，PLCPLC由由STOPRUNSTOPRUN时时* * SM0.1 ONSM0.1 ON一个扫描周期一个扫描周期可读写区 用于特殊控制功能*SMB30 用于自由通信口设置*SMB34/SMB35 用于定时中断间隔时间设置的*l l位地位地 SM SM 字字节节地地址址 . . 位位地地址址 例例SM86.7SM86.7l l字节、字、双字地址字节、字、双字地址 SM SM 长度长度 起始字节地址

21、起始字节地址 例例SMB86SMB86 常用的特殊继电器的常用的特殊继电器的 功能参见附录表。功能参见附录表。更多的更多的SM的使用参见的使用参见后续章节。后续章节。7 7累加器：累加器：ACAC 用来存储计算的中间值用来存储计算的中间值也可用来向子程序传递参也可用来向子程序传递参数数或从子程序返回参数或从子程序返回参数 地址格式：地址格式：地址格式：地址格式：ACACACAC累加器号累加器号累加器号累加器号 例：例：AC0AC0用来累计比用来累计比CPUCPU扫描速率更快的脉冲信号。扫描速率更快的脉冲信号。高速计数器地址格式：高速计数器地址格式：HC高速计数器号 例：HC18 8高速计数器：

22、高速计数器：HCHC 9.9. 定时器存储区：定时器存储区：T T 10.10.计数器存储区：计数器存储区：C C 具体使用参照第三章具体使用参照第三章1111模拟量输入：模拟量输入：AIAI 模拟量输入模块将外界输入的模拟量模拟量输入模块将外界输入的模拟量模拟量输入模块将外界输入的模拟量模拟量输入模块将外界输入的模拟量信号的模拟值转换成信号的模拟值转换成信号的模拟值转换成信号的模拟值转换成1 1 1 1个字长个字长个字长个字长16161616（bitbitbitbit）的数字量，转换后存放在模拟量输入的数字量，转换后存放在模拟量输入的数字量，转换后存放在模拟量输入的数字量，转换后存放在模拟量

23、输入存储器（存储器（存储器（存储器（AIAIAIAI）中，供中，供中，供中，供CPUCPUCPUCPU运算处理。运算处理。运算处理。运算处理。AQWAQW起始字节地址起始字节地址 例：AQW10 1212模拟量输出：模拟量输出：AQAQ 存放存放存放存放CPUCPUCPUCPU运算的相关结果，供运算的相关结果，供运算的相关结果，供运算的相关结果，供D/AD/AD/AD/A转转转转换器将换器将换器将换器将1 1 1 1个字长的数字值转换为个字长的数字值转换为个字长的数字值转换为个字长的数字值转换为模模模模拟量。以驱动外部模拟量控制的拟量。以驱动外部模拟量控制的拟量。以驱动外部模拟量控制的拟量。以

24、驱动外部模拟量控制的设设设设备。备。备。备。AIWAIW起始字节地址起始字节地址 例：AIW8注意：注意：AI/ AQ的地址必须用偶数字节地址表示的地址必须用偶数字节地址表示2.基本指令基本指令n n1.装载/非装载操作数：I, Q, M, SM, T, C, V, S, L, 使能位说明：装载是当 bit=1是通过 非装载是将bit取反n n2.线圈驱动置位输出立即输出执行立即输出指令时， 实际输出点（位）被立即设为等于使能位。I表示立即参考；执行指令时，新值被写入实际输出和对应的过程映像寄存器位置。这与非立即参考不同，非立即参考仅将新值写入过程映像寄存器。例例1运行状况运行状况I0.0接通

25、I0.0接通 I0.1接通3.置位、复位复位置位置位后输出保持，而不管输入为何种状态设置（设置（S）和复原（）和复原（R）指令设置（打开）或复原指定的点数（N），从指定的地址（位）开始。您可以设置和复原1至255个点。4.接通延时和断开延时定时器接通延时和断开延时定时器运行结果运行结果接通延时断开延时定时器特性列表定时器特性列表TONTON、TOFTOF1ms1msT32, T96T32, T9610ms10msT33-T36, T97-T100T33-T36, T97-T100100m100ms sT37-T63, T101-T37-T63, T101-T255T255子程序编写子程序编写n

26、 n1. CPU221、CPU222、CPU224：0至63n n CPU 224XP、CPU 226： 0至127n n2.子程序有带参数的和不带参数两类n n例，利用SMB28作为输入n n 当smb28*10+50200 时报警主程序SBR_0子程序示例子程序示例中断中断1.1.34 个中断源分为通信中断、I/O中断，时基中断3类2.2.不同CPU中断数目不同3.3.与中断有关的指令中断连接中断分离中断允许/禁止中断连接中断连接（ATCH）指令将中断事件（EVNT）与中断例行程序号码（INT）相联系，并启用中断事件。中断分离中断分离（DTCH）指令取消中断事件（EVNT）与所有中断例行程

27、序之间的关联，并禁用中断事件。中断允许中断允许（ENI）指令全局性启用所有附加中断事件进程。中断禁止中断禁止（DISI）指令全局性禁止所有中断事件进程。定时中断定时中断0，定时中断，定时中断11.SMB34决定定时中断0的间隔，单位为ms 可以设置为5到255ms2.SMB35决定定时中断1的间隔，单位为ms 可以设置为5到255ms中断实例中断实例INT0主程序数控机床的数控机床的PLC改造实例改造实例1.继电器控制机床电气原理图改造要求改造要求1.设计PLC系统代替现有机床控制系统；2.增加一个控制24V，50mA微型电磁阀的冷却水控制数字输出；3.增加4个真空泵管路控制的电磁换向阀。数字

28、输入信号电气特性数字输入信号电气特性启动启动SB1SB124V24V停止停止SB2SB224V24V急停急停SB3SB324V24V蜂鸣器停蜂鸣器停SB4SB424V24V驱动器警报驱动器警报1RY1RY24V24V真空泵启真空泵启SB5SB524V24V真空泵停真空泵停SB6SB624V24V警报复位警报复位SB7SB724V24V数字输出信号电气特性数字输出信号电气特性运行指示灯运行指示灯1L 1L 24V24V警报指示灯警报指示灯2L2L24V24V蜂鸣器蜂鸣器BUZZERBUZZER24V24V接触器接触器1(1(主电路）主电路） 1KM1KM220V 220V 交流交流接触器接触器2

29、(2(真空泵）真空泵） 2KM2KM220V 220V 交流交流真空管道电磁阀真空管道电磁阀1 12RY2RY24V24V真空管道电磁阀真空管道电磁阀2 23RY3RY24V24V真空管道电磁阀真空管道电磁阀3 34RY4RY24V24V真空管道电磁阀真空管道电磁阀4 45RY5RY24V24V数字输入地址分配数字输入地址分配启动启动SB1SB1I0.0I0.0停止停止SB2SB2I0.1I0.1急停急停SB3SB3I0.2I0.2蜂鸣器停蜂鸣器停SB4SB4I0.3I0.3真空泵启真空泵启SB5SB5I0.4I0.4真空泵停真空泵停SB6SB6I0.5I0.5报警复位报警复位SB7SB7I0

30、.6I0.6驱动器警报驱动器警报1ALM1ALMI0.7I0.7数字输出地址分配数字输出地址分配运行指示灯运行指示灯1L 1L Q0.0Q0.0警报指示灯警报指示灯2L2LQ0.1Q0.1蜂鸣器蜂鸣器BUZZERBUZZERQ0.2Q0.2接触器接触器1(1(主电路）主电路） 1KM1KMQ0.7Q0.7接触器接触器2(2(真空泵）真空泵） 2KM2KMQ1.0Q1.0真空管道电磁阀真空管道电磁阀1 12RY2RYQ0.3Q0.3真空管道电磁阀真空管道电磁阀2 23RY3RYQ0.4Q0.4真空管道电磁阀真空管道电磁阀3 34RY4RYQ0.5Q0.5真空管道电磁阀真空管道电磁阀4 45RY5RYQ0.6Q0.6CPU224xp两种模块比较两种模块比较n n1.数字量输入模块 n n2.数字量输出PLC软件软件略！作业作业n n数控机床技术发展综述n n机器人技术发展综述n n机械电子工程常用控制器综述n n要求：1.任选其一 2. 4月30日下班前交。 3.按照东北大学学报论文格式认认真真做事，快快乐乐做人；心圆满，生活就会圆满。