S7-200基礎(chǔ)入門(mén)

1、 S7-200S7-200可編程控制器可編程控制器 這里以S7-200系列PLC為例，敘述小型PLC系統(tǒng)的構(gòu)成，編程用的元器件，I/O擴(kuò)展等PLC應(yīng)用的基礎(chǔ)知識(shí)。 一一.S7-200PLC的系統(tǒng)配置的系統(tǒng)配置1.基本單元基本單元CPU 226CN主機(jī)的結(jié)構(gòu)外形 組成CPU模塊的頂部端子蓋內(nèi) ：電源及輸出端子底部端子蓋內(nèi) ：輸入端子及傳感器電源 中部右側(cè)前蓋內(nèi) ：CPU工作方式開(kāi)關(guān) （RUN/STOP）、模擬調(diào) 節(jié)電位器和擴(kuò)展I/O接口 左側(cè) ：狀態(tài)指示燈LED、存儲(chǔ)卡、及通訊口 狀態(tài)指示燈狀態(tài)指示燈 顯示CPU的工作方式、本機(jī) I/O的狀態(tài)、系統(tǒng)錯(cuò)誤狀態(tài)。存儲(chǔ)卡（EEPOM卡）可以存儲(chǔ)CPU程

2、序。RS-485的串行通訊端口的串行通訊端口 PLC主機(jī)實(shí)現(xiàn)人一機(jī)對(duì)話、機(jī)機(jī)對(duì)話的通道。實(shí)現(xiàn)PLC與上位計(jì)算機(jī)的連接，實(shí)現(xiàn)PLC與PLC、編程器、彩色圖形顯示器、打印機(jī)等外部設(shè)備的連接。 擴(kuò)展接口擴(kuò)展接口 PLC主機(jī)與輸入、輸出擴(kuò)展模塊的接口，作擴(kuò)展系統(tǒng)之用。主機(jī)與擴(kuò)展模塊之間由導(dǎo)軌固定，并用擴(kuò)展電纜連接。2. 個(gè)人計(jì)算機(jī)（個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）或編程器或編程器 個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）或編程器需裝上STEP7-Micro/WIN32編程軟件后，才可供用戶進(jìn)行程序的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視等。 要求個(gè)人計(jì)算機(jī)CPU為80586或更高的處理器，16M內(nèi)存（最低要求：CPU80486，8M內(nèi)存）。3STEP7

3、-Micro/WIN32編程軟件 STEP7-Micro/WIN32編程軟件的基本功能是創(chuàng)建、編輯、調(diào)試用戶程序、組態(tài)系統(tǒng)等。 編程軟件的使用環(huán)境：支持Windows的應(yīng)用軟件。4通訊電纜通訊電纜 通訊電纜是PLC用來(lái)與個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）實(shí)現(xiàn)通訊的。可以用PC/PPI電纜（RS232RS485），也可用一個(gè)通訊處理器（CP）和多點(diǎn)接口（MPI）電纜，或者用一塊MPI卡及隨MPI卡提供的一根通訊電纜。S7-226CNPLC主機(jī)簡(jiǎn)介主機(jī)簡(jiǎn)介CPU 226CN外部接線電路圖1、CPU 226 CN DC/DC/DC14個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn) 分成二組 ： 第一組由輸入端子I0.0I1.4共13

4、個(gè)輸入點(diǎn)組成 ，每個(gè)外部輸入的開(kāi)關(guān)信號(hào)均由各輸入端子接出，經(jīng)一個(gè)直流電源終至公共端1M。2. 第二組第二組由輸入端子I1.5I2.7共11個(gè)輸入點(diǎn)組成，各輸入端子的接線與第一組類(lèi)似，公共端為2M。 16個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn) 分成兩組 ：1.由輸出端子Q0.0Q0.7共8個(gè)輸出點(diǎn)與公共端1L組成 1 L 0.0 0.10.60.50.40.30.20.71.02 L3 L 1.1 1.2N1.71.41.3L 1 A C1 .51.61 M 0.0 0.10.60.50.40.30.20.71.0 1.1 1.21.41.32 M 1.5 1.62.32.22.12.01.72.42.5 2.6 2.

5、7LM+2 4 V D C1 2 0 / 2 4 0 V A C 2. 第二組由輸出端子Q1.0Q1.7共8個(gè)輸出點(diǎn)與公共端2L組成 4.2 S7-200 PLC的接口模塊的接口模塊 S7-200 PLC的接口模塊有數(shù)字量模塊、模擬量模塊、智能模塊等。（擴(kuò)展規(guī)模、功能）一一.數(shù)字量模塊數(shù)字量模塊數(shù)字量模塊有：數(shù)字量輸入模塊 數(shù)字量輸出模塊 數(shù)字量輸入、輸出模塊1.直流輸入模塊1）外部接線圖：.2 .3.6 .71M .0 .12M .4 .5.+ 直流輸入模塊（EM221 824VDC）有8個(gè)數(shù)字量輸入端子。接線圖中，8個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)分成2組。1M、2M分別是2組輸入點(diǎn)內(nèi)部電路的公共端，每組需

6、用戶提供一個(gè)24VDC電源。2）直流輸入電路：內(nèi)部電路INCOMR1R2VL光電耦合CSB124VDC-+- 現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)通/斷狀態(tài)，對(duì)應(yīng)輸入映象寄存器的1/0狀態(tài)，即當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入映象寄存器為“1”狀態(tài)；當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入映象寄存器為“0”狀態(tài)。當(dāng)輸入端的發(fā)光二極管VL點(diǎn)亮，即指示現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)閉合。外部直流電源用于檢測(cè)輸入點(diǎn)的狀態(tài)。 (二) 數(shù)字量輸出模塊 分為直流輸出模塊、交流輸出模塊、交直流輸出模塊三種（晶體管、晶閘管、繼電器輸出方式）。 數(shù)字量輸出模塊的每一個(gè)輸出點(diǎn)能控制一個(gè)用戶的離散型（ON/OFF）負(fù)載。典型的負(fù)載包括：繼電器線圈，接觸器線圈、電磁閥線圈、指示燈等。

7、 每一個(gè)輸出點(diǎn)與一個(gè)且僅與一個(gè)輸出電路相連，輸出電路把CPU運(yùn)算處理的結(jié)果轉(zhuǎn)換成能夠驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各種大功率的開(kāi)關(guān)信號(hào)。PLC的輸出端子是PLC向外部負(fù)載發(fā)出控制命令的窗口。1. 直流輸出模塊 1）外部接線圖：. .1M 1L+ .0 .1 .2 .32M 2L+ .4 .5 .6 .7+ + + 直流輸出模塊（EM222 824VDC），有8個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)，接線圖中8個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)分成2組。1L+、2L+分別是兩組輸出點(diǎn)內(nèi)部電路的公共端，每組需用戶提供一個(gè)DC24V的電流。2）直流輸出電路：內(nèi)部電路負(fù) 載DC24VCOMOUTO 映像區(qū)映像區(qū) O端子端子 輸出映象寄存器為“1”狀態(tài)時(shí) 負(fù)

8、載在外部電源 激勵(lì)下通電工作 輸出映象寄存器為 “0”狀態(tài)時(shí) 外部負(fù)載斷電，停止 工作 2交流輸出模塊 1）外部接線圖：NL1OLL1N.0.44-11OL4L1L1L.I2L2L.23L5L5L.56L6L.67L 交流輸出模塊交流輸出模塊（EM2228120V/230VAC），有8個(gè)分隔式數(shù)字量輸出點(diǎn)，接線圖中每個(gè)輸出點(diǎn)占用二個(gè)接線端子，且它們各自都由用戶提供一個(gè)獨(dú)立的交流電源，這些交流電源可以不同相。2）交流輸出電路： 交流輸出模塊是可控硅(晶閘管)輸出方式。其特點(diǎn)是輸出啟動(dòng)電流大。當(dāng)PLC有信號(hào)輸出時(shí)，光電二極管導(dǎo)通，通過(guò)光電耦合使雙向可控硅(晶閘管)導(dǎo)通，交流負(fù)載在外部交流電源的激勵(lì)

9、下得電。發(fā)光二極管VL點(diǎn)亮，指示輸出有效。 內(nèi)部電路OUTCOMUCR2R1負(fù) 載壓敏電阻VL(AC SSR)3. 交、直流輸出模塊（ 繼電器輸出方式） 1）外部接線圖： 交直流輸出模塊（EM222 8繼電器）有8個(gè)輸出點(diǎn)，分成2組，1L、2L是每組輸出點(diǎn)的公共端。每組需用戶提供一個(gè)外部電源（可以是直流或交流電源）。M.3.7.2.6L(+)N(-). .1L.0.1L+2L.4.5L(+)N(-)2）繼電器輸出電路：1.接有阻容熄弧電路消除繼電器觸點(diǎn)的火花 2.繼電器的觸點(diǎn)兩端接有金屬氧化膜壓敏電阻 不使繼電器觸點(diǎn)在斷開(kāi)時(shí)出現(xiàn)兩端電壓過(guò)高的現(xiàn)象，從而保護(hù)了該觸點(diǎn) 4-14KAR1LEDCCO

10、MOUT負(fù)載內(nèi)部電路R2U壓敏電阻-+3.電阻R1和發(fā)光二極管VL 輸出狀態(tài)顯示電路 繼電器輸出的特點(diǎn)： 輸出電流大（可達(dá)2A4A），可帶交流、直流負(fù)載，適應(yīng)性強(qiáng)，但響應(yīng)速度慢。(三) 數(shù)字量輸入輸出模塊組合模塊或輸入輸出模塊組合模塊或輸入輸出模塊 ：在一塊模塊上既有數(shù)字量輸入點(diǎn)又有數(shù)字量輸出點(diǎn) 。特點(diǎn)特點(diǎn)：使系統(tǒng)配置更加靈活例如例如：若有CPU 226：主機(jī)I/O 24/16； 欲擴(kuò)展至27/19； 缺 3/3； 配 I/O 4/4。 數(shù)字量輸入輸出模塊的輸入電路及輸出電路的類(lèi)型與上述介紹的相同。在同一塊模塊上，輸入、輸出電路類(lèi)型的組合有多種多樣，用戶可根據(jù)控制需求選用。I/O擴(kuò)展 基本單元

11、的基礎(chǔ)上，S7-200系統(tǒng)最多可擴(kuò)展7個(gè)模塊。 S7-200系統(tǒng)的擴(kuò)展模塊有數(shù)字量、模擬量、通訊、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接口等模塊。主機(jī)I/O及擴(kuò)展 一主機(jī)允許帶擴(kuò)展模塊的數(shù)量 各類(lèi)主機(jī)可帶擴(kuò)展模塊的數(shù)量是不同的。 CPU221模塊不允許帶擴(kuò)展模塊； CPU222模塊最多可帶2個(gè)擴(kuò)展模塊； CPU224模塊、CPU226模塊、CPU226XM模塊最多可帶7個(gè)擴(kuò)展模塊，且7個(gè)擴(kuò)展模塊中最多只能帶2個(gè)智能擴(kuò)展模塊。二CPU輸入輸出映象區(qū)的大小數(shù)字量I/O映象區(qū)的大小主機(jī)提供的數(shù)字量I/O映象區(qū)區(qū)域?yàn)椋?128個(gè)輸入映象寄存器（I0.0I15.7）和128個(gè)輸出映象寄存器（Q0.0-Q15.7）。最大I/O配置不

12、能超出此區(qū)域。PLC系統(tǒng)配置時(shí)，要對(duì)各模塊的輸入、輸出點(diǎn)進(jìn)行編址。主機(jī)提供的I/O具有固定的I/O地址。擴(kuò)展模塊的地址由I/O模塊類(lèi)型及模塊在I/O鏈中的位置決定。編址時(shí)，按同類(lèi)型的模塊對(duì)各輸入點(diǎn)（或輸出點(diǎn)）順序編址。 數(shù)字量輸入、輸出映象區(qū)的邏輯空間是以8位（1個(gè)字節(jié)）為遞增的。編址時(shí)，對(duì)數(shù)字量模塊物理點(diǎn)的分配也是按8點(diǎn)來(lái)分配地址的。即使有些模塊的端子數(shù)不是8的整數(shù)倍，但仍以8點(diǎn)來(lái)分配地址。例如4入/4出模塊占用8個(gè)輸入點(diǎn)和8個(gè)輸出點(diǎn)的地址。 那些未用的物理點(diǎn)地址不能分配給I/O鏈中的后續(xù)模塊。那些與未用物理點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的I/O映象區(qū)的空間就會(huì)丟失。對(duì)于輸出模塊，這些丟失的空間可用來(lái)作內(nèi)部標(biāo)志位

13、存儲(chǔ)器（內(nèi)部線圈）；對(duì)于輸入模塊卻不可，因?yàn)槊看屋斎敫聲r(shí)，CPU都對(duì)這些空間清零。S7-200 CPU存儲(chǔ)器系統(tǒng)S7-200 CPU存儲(chǔ)器系統(tǒng)由RAM和EEPROM兩種存儲(chǔ)器構(gòu)成。系統(tǒng)掉電時(shí)，自動(dòng)將RAM中M存儲(chǔ)器的有關(guān)內(nèi)容保存到EEPROM存儲(chǔ)器。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)及元件功能 變量存儲(chǔ)器V 用以存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)果和其它數(shù)據(jù)。 CPU 224有VB0.0VB5119.7的5K存儲(chǔ)字節(jié)?？砂次?、字節(jié)、字或雙字使用。 內(nèi)部標(biāo)志位（M）存儲(chǔ)區(qū) M作為控制繼電器（又稱中間繼電器），用來(lái)存儲(chǔ)中間操作數(shù)或其它控制信息。 S7-200 PLC編址范圍M0.0M31.7，可以按位、字節(jié)、字或雙字來(lái)存取存儲(chǔ)區(qū)的數(shù)據(jù)

14、。 特殊標(biāo)志位（SM）存儲(chǔ)SMB0為狀態(tài)位字節(jié)，在每次掃描循環(huán)結(jié)尾由S7-200 CPU更新，定義如下：SM0.0 RUN狀態(tài)監(jiān)控，PLC在運(yùn)行RUN狀態(tài)，該位始終為1。SM0.1 首次掃描時(shí)為1，PLC由STOP轉(zhuǎn)為RUN狀態(tài)時(shí)，ON（1態(tài)）一個(gè)掃描周期，用于程序的初始化。SM0.2 當(dāng)RAM中數(shù)據(jù)丟失時(shí)，ON一個(gè)掃描周期，用于出錯(cuò)處理。SM0.3 PLC上電進(jìn)入RUN方式，ON一個(gè)掃描周期。SM0.4分脈沖，該位輸出一個(gè)占空比為50的分時(shí)鐘脈沖。用作時(shí)間基準(zhǔn)或簡(jiǎn)易延時(shí)。SM0.5秒脈沖，該位輸出一個(gè)占空比為50的秒時(shí)鐘脈沖?？捎米鲿r(shí)間基準(zhǔn)。SM0.6 掃描時(shí)鐘，一個(gè)掃描周期為ON（高電平）

15、，另一為OFF（低電平）循環(huán)交替。SM0.7 工作方式開(kāi)關(guān)位置指示，0為T(mén)ERM位置，1為RUN位置。為1時(shí)，使自由端口 通訊方式有效。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)及元件功能6. 局部存儲(chǔ)器（L） S7-200有64個(gè)字節(jié)的局部存儲(chǔ)器，編址范圍LB0.0LB63.7，其中60個(gè)字節(jié)可以用作暫時(shí)存儲(chǔ)器或者給子程序傳遞參數(shù)，最后4個(gè)字節(jié)為系統(tǒng)保留字節(jié)。 7. 定時(shí)器（相當(dāng)于時(shí)間繼電器） S7-200 CPU中的定時(shí)器是對(duì)內(nèi)部時(shí)鐘累計(jì)時(shí)間增量的設(shè)備，用于時(shí)間控制。編址范圍T0T255（22X）；T0T127(21X)。8. 計(jì)數(shù)器 計(jì)數(shù)器主要用來(lái)累計(jì)輸入脈沖個(gè)數(shù)。有16位預(yù)置值和當(dāng)前值寄存器各一個(gè)，以及1位狀態(tài)位，當(dāng)前值寄存器用以累計(jì)脈沖個(gè)數(shù)，計(jì)數(shù)器當(dāng)前值大于或等于預(yù)置值時(shí)，狀態(tài)位置1。 S7-200 CPU提供有三種類(lèi)型的計(jì)數(shù)器，增計(jì)數(shù)、減計(jì)數(shù)、增減計(jì)數(shù)。編址范圍C0C255（22X），C0C127（21X）。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)及元件功能9. 模擬量輸入輸出映像寄存器（AI/AQ） S7-200的模擬量輸入電路將外部輸入的模擬量（如溫度、電壓）等轉(zhuǎn)換成1個(gè)字長(zhǎng)（16位）的數(shù)字量，存入模擬量輸入映像寄存器區(qū)域。 AI編址范圍AIW0，AIW2，AIW62，起始地址定義為偶數(shù)字節(jié)地址，共有32個(gè)模擬量輸入點(diǎn)。 S7-200模擬量輸出電路用來(lái)將模擬量輸出映像寄存器區(qū)域