模塊二認(rèn)識(shí)S7-200

1、模塊二模塊二 認(rèn)識(shí)認(rèn)識(shí)S7-200學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo) 了解S7-200系列PLC的外部結(jié)構(gòu)，各部件的作用； 學(xué)會(huì)給S7-200 系列PLC供電、輸入輸出接線以及擴(kuò)展模塊與PLC的連接； 掌握S7-200系列PLC的內(nèi)存結(jié)構(gòu)及尋址方法； 了解S7-200系列PLC指令系統(tǒng)的類型； 學(xué)會(huì)使用STEP7-Micro/WIN編程軟件。單元一 S7-200硬件知識(shí)教學(xué)課題教學(xué)課題S7-200硬件知識(shí)教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)1、熟悉S7-200型PLC的面板結(jié)構(gòu)及功能2、掌握S7-200型PLC的供電、輸入輸出接線及模塊擴(kuò)展教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)PLC的供電、輸入輸出接線及模塊擴(kuò)展教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)PLC的供電、輸入輸出接

2、線教學(xué)方法教學(xué)方法板書和多媒體結(jié)合教學(xué)手段教學(xué)手段板書和多媒體結(jié)合 S7-200 PLC 德國(guó)西門子公司任務(wù)一任務(wù)一 認(rèn)識(shí)認(rèn)識(shí)S7-200的硬件的硬件 1任務(wù)提出任務(wù)提出 1、認(rèn)識(shí)S7-200PLC的外部結(jié)構(gòu)及各個(gè)部件的作用； 2、如何給S7-200PLC供電？ 3、輸入輸出是如何接線的？ 4、擴(kuò)展模塊有哪一些？如何與PLC連接？ 2S7-200硬件結(jié)構(gòu)硬件結(jié)構(gòu)（1） S7-200的外部結(jié)構(gòu)及各部件的作用(b) S7-22X系列(a) S7-21X系列 圖2-2 SIMATIC S7-200系列PLC外部結(jié)構(gòu)實(shí)物圖輸出接線端子CPU狀態(tài)指示輸出狀態(tài)指示輸出接線端子擴(kuò)展接口輸出狀態(tài)指示輸入狀態(tài)指

3、示CPU狀態(tài)指示通訊端口通訊端口輸入接線端子擴(kuò)展接口輸入狀態(tài)指示輸入接線端子存儲(chǔ)器卡 （2）給S7-200供電 給S7-200CPU供電有直流供電直流供電和交流供電交流供電兩種方式， 注：在安裝和拆除S7-200之前，要確保電源被斷開，以免造成人身?yè)p害和設(shè)備事故。 （3）輸入輸出接線 1）輸入接線:CPU224的主機(jī)共有14個(gè)輸入點(diǎn)（I0.0I0.7、I1.0I1.5）和10個(gè)輸出點(diǎn)（Q0.0Q0.7，Q1.0Q1.1）。CPU224輸入電路接線圖如圖2-6所示。系統(tǒng)設(shè)置1M為輸入端子I0.0I0.7的公共端，2M為I1.0I1.5輸入端子的公共端。 2）輸出接線: CPU224的輸出電路有晶

4、體管輸出電路和繼電器輸出兩種供用戶選用。在晶體管輸出電路中，PLC由24V直流供電，負(fù)載采用了MOSFET功率驅(qū)動(dòng)器件，所以只能用直流為負(fù)載供電。輸出端將數(shù)字量輸出分為兩組，每組有一個(gè)公共端，共有1L，2L兩個(gè)公共端，可接入不同電壓等級(jí)的負(fù)載電源。 在繼電器輸出電路中，PLC由220V交流電源供電，負(fù)載采用了繼電器驅(qū)動(dòng)，所以既可以選用直流為負(fù)載供電，也可以采用交流為負(fù)載供電。在繼電器輸出電路中，數(shù)字量輸出分為三組，每組的公共端為本組的電源供給端，Q0.0Q0.3共用1L，Q0.4Q0.6共用2L，Q0.7Q1.1共用3L，各組之間可接入不同電壓等級(jí)、不同電壓性質(zhì)的負(fù)載電源。圖2-8 CPU22

5、4繼電器輸出電路的接線圖（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（） （4）擴(kuò)展模塊）擴(kuò)展模塊 1）輸入/輸出擴(kuò)展模塊: CPU221無I/O擴(kuò)展能力，CPU 222最多可連接2個(gè)擴(kuò)展模塊（數(shù)字量或模擬量），而CPU224和CPU226最多可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊。 5類類：EM221、EM222、EM223、EM231、 EM235 2）通訊擴(kuò)展模塊: S7-200系列目前有五種通訊擴(kuò)展模塊： 調(diào)制解調(diào)器 EM 241 將 S7-200 與電話網(wǎng)絡(luò)連接起來; PROFIBUS DP 從站模塊 EM 277 將S7-200 與 DP 網(wǎng)絡(luò)連接起來; AS 接口模塊 CP 243-2 使 S7-2

6、00 成為 AS 接口上的主站。; 通過以太網(wǎng)模塊 CP 243-1 您可將S7-200 連接到工業(yè)以太網(wǎng)上 IT 模塊 CP 243-1 IT 提供了與以太網(wǎng)模塊一樣的網(wǎng)絡(luò)功能。 3）特殊擴(kuò)展模塊 定位模塊 EM 253 為步進(jìn)電機(jī)提供控制服務(wù)。 溫度測(cè)量模塊存在于測(cè)量帶阻抗溫度的 RTD 模塊或測(cè)量溫差電偶的 TC 模塊中，溫度以 0.1 攝氏度為單位顯示。單元二 S7-200的內(nèi)存結(jié)構(gòu)及尋址方式教學(xué)課題教學(xué)課題PLC的內(nèi)存結(jié)構(gòu)和尋址方式教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)1、熟悉S7-200型PLC的內(nèi)存結(jié)構(gòu)2、熟悉S7-200型PLC的尋址方式教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)S7-200PLC的內(nèi)存結(jié)構(gòu)和尋址方式教學(xué)難點(diǎn)

7、教學(xué)難點(diǎn)S7-200PLC的尋址方式教學(xué)方法教學(xué)方法板書和多媒體結(jié)合教學(xué)手段教學(xué)手段板書和多媒體結(jié)合任務(wù)二任務(wù)二 S7-200系列系列PLC的內(nèi)存結(jié)構(gòu)及尋址方法的內(nèi)存結(jié)構(gòu)及尋址方法 PLC的內(nèi)存分為程序存儲(chǔ)區(qū)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)兩大部分。 程序存儲(chǔ)區(qū)用于存放用戶程序，它由機(jī)器自動(dòng)按順序存儲(chǔ)程序，用戶不必為哪條程序存放在哪個(gè)存儲(chǔ)器地址而費(fèi)心。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)用于存放輸入輸出狀態(tài)及各種各樣的中間運(yùn)行結(jié)果，是用戶實(shí)現(xiàn)各種控制任務(wù)所必須了如指掌的內(nèi)部資源。 研究S7-200系列PLC的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)及尋址方式是我們必須要掌握的重點(diǎn)。 （1）內(nèi)存結(jié)構(gòu) 1）輸入映像寄存器I（輸入繼電器）：輸入映像寄存器存放CPU在輸入掃

8、描階段采樣輸入接線端子的結(jié)果。 2) 輸出映像寄存器：存放CPU執(zhí)行程序的結(jié)果，并在輸出掃描階段，將其復(fù)制到輸出接線端子上。 3）變量存儲(chǔ)器V：變量存儲(chǔ)器V用于存放用戶程序執(zhí)行過程中控制邏輯操作的中間結(jié)果，也可以用來保存與工序或任務(wù)有關(guān)的其他數(shù)據(jù)。 4）內(nèi)部位存儲(chǔ)器M（中間繼電器）：內(nèi)部位存儲(chǔ)器M作為控制繼電器用存儲(chǔ)中間操作狀態(tài)或其他控制信息，其作用相當(dāng)于繼電接觸器控制系統(tǒng)中的中間繼電器。 5）特殊存儲(chǔ)器SM：特殊存儲(chǔ)器SM用于CPU與用戶之間交換信息，其特殊存儲(chǔ)器位提供大量的狀態(tài)和控制功能。 6）局部變量存儲(chǔ)器L：局部變量存儲(chǔ)器L用來存放局部變量，它和變量存儲(chǔ)器V很相似，主要區(qū)別在于全局變量

9、是全局有效，即同一個(gè)變量可以被任何程序訪問，而局部變量只在局部有效，即變量只和特定的程序相關(guān)聯(lián)。 7）高速計(jì)數(shù)器HC：高速計(jì)數(shù)器用來累計(jì)比CPU的掃描速率更快的事件，計(jì)數(shù)過程與掃描周期無關(guān)。 8）累加器AC：累加器是用來暫存數(shù)據(jù)的寄存器，它可以用來存放運(yùn)算數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)和結(jié)果，S7-200提供了4個(gè)32位的累加器，其地址編號(hào)為AC0AC3。 9）定時(shí)器T：定時(shí)器相當(dāng)于繼電接觸器控制系統(tǒng)中的時(shí)間繼電器，用于延時(shí)控制。 10）計(jì)數(shù)器 C:計(jì)數(shù)器用來累計(jì)輸入端接收到的脈沖個(gè)數(shù)，S7-200有三種計(jì)數(shù)器：加計(jì)數(shù)器、減計(jì)數(shù)器、加減計(jì)數(shù)器。 11）模擬量輸入寄存器AI:模擬量輸入寄存器AI用于接收模擬量輸

10、入模塊轉(zhuǎn)換后的十六位數(shù)字量。 12）模擬量輸出寄存器AQ:模擬量輸出寄存器AQ用于暫存模擬量輸出模塊的輸入值，該值經(jīng)過模擬量輸出模塊（D/A）轉(zhuǎn)換為現(xiàn)場(chǎng)所需要的標(biāo)準(zhǔn)電壓或電流信號(hào)。 13）順序控制狀態(tài)寄存器S:順序控制狀態(tài)寄存器S又稱狀態(tài)元件，與順序控制繼電器指令配合使用，用于組織設(shè)備的順序操作 . （2）指令尋址方式 1）編址方式: 存儲(chǔ)器的單位可以是位（bit）、字節(jié)（Byte）、字（Word）、雙字（Double Word），所以需要對(duì)位、字節(jié)、字、雙字進(jìn)行編址。存儲(chǔ)單元的地址由區(qū)域標(biāo)識(shí)符、字節(jié)地址和位地址組成。 位編址：位編址：寄存器標(biāo)識(shí)符+字節(jié)地址.位地址，如I0.0、M0.1、Q0

11、.2等。 字節(jié)編址：字節(jié)編址：寄存器標(biāo)識(shí)符+字節(jié)長(zhǎng)度B+字節(jié)號(hào)，如IB1、VB20、QB2等。 字編址：字編址：寄存器標(biāo)識(shí)符+字長(zhǎng)度W+起始字節(jié)號(hào)，如VW20表示VB20和VB21這2個(gè)字節(jié)組成的字。 雙字編址：雙字編址：寄存器標(biāo)識(shí)符+雙字長(zhǎng)度D+起始字節(jié)號(hào)，如VD20表示從VB20到VB21這4個(gè)字節(jié)組成的雙字。 位、字節(jié)、字和雙字的編址 2）尋址方式 在編寫PLC程序時(shí)，我們會(huì)用到寄存器的某一位，或某一個(gè)字節(jié)，或某一個(gè)字，或某一個(gè)雙字字。怎樣讓指令正確地找到我們所需要的位、字節(jié)、字、雙字的數(shù)據(jù)信息？這就要求我們正確了解位、字節(jié)、字、雙字尋址的方法，以便在編寫程序時(shí)，使用正確的指令規(guī)則。 S

12、7-200系列PLC指令系統(tǒng)的數(shù)據(jù)尋址方式有立即數(shù)尋址、直接尋址和間接尋址三大類。單元三 S7-200的軟件及編程軟件的使用教學(xué)課題教學(xué)課題PLC的軟件及編程軟件的使用教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)1、熟悉S7-200型PLC的指令系統(tǒng)2、熟悉STEP7-Micro/WIN編程軟件及其應(yīng)用教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)PLC指令系統(tǒng)和STEP7-Micro/WIN編程軟件及其應(yīng)用教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)S7-200 PLC指令系統(tǒng)教學(xué)方法教學(xué)方法板書和多媒體結(jié)合教學(xué)手段教學(xué)手段板書和多媒體結(jié)合任務(wù)三任務(wù)三 認(rèn)識(shí)認(rèn)識(shí)S7-200系列系列PLC的軟件的軟件1. S7-200系列PLC指令系統(tǒng)的類型 (1) 梯形圖程序(Ladder

13、Logic Program)指令 (2) 語(yǔ)句表程序(Statemen List Program)指令 (3) 功能塊程序(Fanction Block Diagram Program)指令三種程序指令的類型可以相互轉(zhuǎn)換同一功能的梯形圖、語(yǔ)句表、功能塊 圖程序指令a）梯形圖LAD b）語(yǔ)句表STL c）功能塊圖FBD 2STEP7-Micro/WIN編程軟件介紹 （1） STEP7-Mirco/WIN窗口組件輸出窗口 狀態(tài)條 程序編輯器 局部變量表圖2-13 STEP7-Micro/WIN編程軟件的主界面瀏覽條 指令樹 交叉引用 數(shù)據(jù)塊 狀態(tài)圖 符號(hào)表 1） 主菜單主菜單 2） 工具條工具條

14、3） 瀏覽條瀏覽條 4） 指令樹指令樹 5） 用戶窗口用戶窗口 6） 輸出窗口輸出窗口 7） 狀態(tài)條狀態(tài)條 3 STEP7-Mirco/WIN主要編程功能 （1）編程元素及項(xiàng)目組件 STEP7-MircoWIN的一個(gè)基本項(xiàng)目包括程序塊、數(shù)據(jù)塊、系統(tǒng)塊、符號(hào)表、狀態(tài)表、交叉引用表。程序塊、數(shù)據(jù)塊、系統(tǒng)塊須下載到PLC，而符號(hào)表、狀態(tài)表、交叉引用表不下載到PLC。 程序塊程序塊由可執(zhí)行代碼和注釋組成，可執(zhí)行代碼由一個(gè)主程序和可選子程序或中斷程序組成。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)塊由數(shù)據(jù)（包括初始內(nèi)存值和常數(shù)值）和注釋兩部分組成。數(shù)據(jù)被編譯后，下載到PLC，注釋被忽略。系統(tǒng)塊系統(tǒng)塊用來設(shè)置系統(tǒng)的參數(shù)，包括通信口配置信息、保存范圍、模擬和數(shù)字輸入過濾器、背景時(shí)間、密碼表、脈沖截取位和輸出表等選項(xiàng)。 （2）梯形圖程序的輸入 1） 建立項(xiàng)目 通過菜單命令“文件” “新建”或單擊工具欄中“新建”快捷按鈕，可新建一個(gè)項(xiàng)目。此時(shí)，程序編輯器將自動(dòng)打開。 2） 輸入程序 在程序編輯器中使用的梯形圖元素主要有觸點(diǎn)、線圈和功能塊，梯形圖的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)必須從觸點(diǎn)開始，以線圈或沒有ENO輸出的功能塊結(jié)束。線圈不允許串聯(lián)使用。 3）編輯程序 （3）程序的上傳和下載 （4）選擇工作方式 （5）程序的調(diào)試與監(jiān)