新版西門子S7200系列可編程控制器介紹課件.ppt

1、第2章 西門子S7-200系列可編程控制器介紹本章要點西門子S7-200 CPU224可編程控制器的結構、性能指標西門子S7-200 CPU224可編程控制器工作方式擴展模塊介紹S7-200系列可編程控制器編址、尋址方式可編程控制器元件功能及地址分配 精選12.1 S7-200系列PLC概述 西門子S7系列可編程控制器分為S7-400、S7-300、S7-200三個系列，分別為S7系列的大、中、小型可編程控制器系統(tǒng)。S7-200系列可編程控制器有CPU21X系列，CPU22X系列，其中CPU22X型可編程控制器提供了4個不同的基本型號，常見的有CPU221，CPU222，CPU224和CPU2

2、26四種基本型號。 精選2（1）集成的24V電源 可直接連接到傳感器和變送器執(zhí)行器，CPU 221和CPU222具有180mA 輸出。CPU224輸出280mA，CPU 226、CPU 226XM輸出400mA 可用作負載電源。精選3（2）高速脈沖輸出 具有2 路高速脈沖輸出端，輸出脈沖頻率可達20KHz，用于控制步進電機或伺服電機，實現(xiàn)定位任務。精選4（3）通信口 CPU 221、CPU222和CPU224具有1個RS-485通信口。CPU 226、CPU 226XM具有2個RS-485通信口。支持PPI、MPI通信協(xié)議，有自由口通信能力。精選5（4）模擬電位器 CPU221/222有1個模

3、擬電位器，CPU224/226/226XM有2個模擬電位器。模擬電位器用來改變特殊寄存器（SMB28，SMB29）中的數(shù)值，以改變程序運行時的參數(shù)。如定時器、計數(shù)器的預置值，過程量的控制參數(shù)。精選6（5）中斷輸入允許以極快的速度對過程信號的上升沿作出響應。 （6）EEPROM 存儲器模塊可作為修改與拷貝程序的快速工具，無需編程器并可進行輔助軟件歸檔工作 。精選7精選8（7）電池模塊 用戶數(shù)據(jù)（如標志位狀態(tài)、數(shù)據(jù)塊、定時器、計數(shù)器）可通過內部的超級電容存儲大約5 天。選用電池模塊能延長存儲時間到200天（10年壽命）。電池模塊插在存儲器模塊的卡槽中。精選9（8）不同的設備類型 CPU 22122

4、6 各有2種類型CPU，具有不同的電源電壓和控制電壓。精選10（9）數(shù)字量輸入/輸出點CPU 221具有6個輸入點和4個輸出點；CPU 222具有8個輸入點和6個輸出點；CPU 224 具有14個輸入點和10個輸出點；CPU226/226XM 具有24個輸入點和16個輸出點。CPU22X主機的輸入點為24V直流雙向光電耦合輸入電路，輸出有繼電器和直流（MOS型）兩種類型。精選11（10）高速計數(shù)器 CPU 221/222有4個30KHz高速計數(shù)器，CPU224/226/226XM有6個30KHz的高速計數(shù)器，用于捕捉比CPU掃描頻率更快的脈沖信號。精選122.2 S7-200系列CPU224型

5、PLC的結構 精選132.2.1 CPU224型PLC外型及端子介紹 CPU224型，其輸入、輸出、CPU、電源模塊均裝設在一個基本單元的機殼內，是典型的整體式結構。當系統(tǒng)需要擴展時，選用需要的擴展模塊與基本單元連接。如圖所示精選142. CPU224型PLC端子介紹（1）基本輸入端子CPU224輸入電路參見下圖 注：1實際元件值可能有變2可接受極性3接地可選精選15（2）基本輸出端子PLC晶體管輸出輸出端子 輸出端子24V直流電源精選16（3）高速反應性 （4）模擬電位器模擬電位器用來改變特殊寄存器（SM28，SM29）中的數(shù)值，以改變程序運行時的參數(shù)。如定時器、計數(shù)器的預置值，過程量的控制

6、參數(shù)。 （5）存儲卡該卡位可以選擇安裝擴展卡。擴展卡有EEPROM存儲卡，電池和時鐘卡等模塊。存儲卡用于用戶程序的拷貝復制 精選172.2.2 CPU224型PLC的結構及性能指標 CPU224型可編程控制器主要由CPU、存儲器、基本I/O接口電路、外設接口、編程裝置、電源等組成。精選182.2.3 PLC的CPU的工作方式1. CPU的工作方式 CPU前面板上用兩個發(fā)光二極管顯示當前工作方式，綠色指示燈亮，表示為運行狀態(tài)，紅色指示燈亮，表示為停止狀態(tài)，在標有SF指示燈亮時表示系統(tǒng)故障，PLC停止工作。 （1）STOP（停止） （2）RUN（運行） 精選19 （1）用工作方式開關改變工作方式

7、工作方式開關有3個擋位：STOP、TERM（Terminal）、RUN。1把方式開關切到STOP位，可以停止程序的執(zhí)行。2把方式開關切到RUN位，可以起動程序的執(zhí)行。3把方式開切到TERM（暫態(tài)）或RUN位，允許STEP7- Micro/WIN32軟件設置CPU工作狀態(tài)。 如果工作方式開關設為STOP或TERM，電源上電時，CPU自動進入STOP工作狀態(tài)。設置為RUN時，電源上電時，CPU自動進入RUN工作狀態(tài)。2. 改變工作方式的方法 精選20（2）用編程軟件改變工作方式。把方式開關切換到TERM（暫態(tài)），可以使用STEP 7-Micro/WIN32編程軟件設置工作方式。精選21（3）在程序

8、中用指令改變工作方式在程序中插入一個STOP指令，CPU可由RUN方式進入STOP工作方式。精選222.3 擴展功能模塊 2.3.1 擴展單元及電源模塊精選231. 擴展單元 擴展單元沒有CPU，作為基本單元輸入/輸出點數(shù)的擴充，只能與基本單元連接使用。不能單獨使用。S7-200的擴展單元包括數(shù)字量擴展單元，模擬量擴展單元，熱電偶、熱電阻擴展模塊，PROFIBUS-DP通信模塊。精選242. 電源模塊 外部提供給PLC的電源，有24VDC、220VAC兩種，根據(jù)型號不同有所變化。 （1）有擴展模塊連接時，如果擴展模塊對5VDC電源的需求超過CPU的5V電源模塊的容量，則必須減少擴展模塊的數(shù)量。

9、（2）當+24V直流電源的容量不滿足要求時，可以增加一個外部24V直流電源。具體參數(shù)可以參看下表。精選25型號CPU221CPU222CPU224CPU226CPU226MX用戶數(shù)據(jù)存儲器類型EEPROMEEPROMEEPROMEEPROMEEPROM程序空間（永久保存）2048字2048字40964096字8192字用戶數(shù)據(jù)存儲器1024字1024字2560字2560字5120字數(shù)據(jù)后備（超級電容）典型值/H5050190190190主機I/O點數(shù)6/48/614/1024/1624/16可擴展模塊無277724V傳感器電源最大電流/電流限制(mA)180/600180/600280/600

10、400/約1500400/約1500最大模擬量輸入/輸出無16/1628/7或1432/3232/32240V AC電源CPU輸入電流/最大負載電流(mA)25/18025/180 35/220 40/16040/160 24V DC電源CPU輸入電流/最大負載(mA)70/600 70/600 120/900 150/1050150/1050 為擴展模塊提供的DC5V電源的輸出電流-最大340mA最大660mA最大1000mA最大1000mA內置高速計數(shù)器4（30KHz）4（30KHz）6（30KHz）6（30KHz）6（30KHz）高速脈沖輸出2（20KHz）2（20KHz）2（20KHz

11、）2（20KHz）2（20KHz）模擬量調節(jié)電位器1個1個2個2個2個實時時鐘有（時鐘卡）有（時鐘卡）有（內置）有（內置）有（內置）RS-485通信口11111各組輸入點數(shù)4,24,48,613,1113,11各組輸出點數(shù)4（DC電源）1,3（AC電源）6（DC電源）3,3（AC電源）5,5（DC電源）4,3,3（AC電源）8,8（DC電源）4,5,7（AC電源）8,8（DC電源）4,5,7（AC電源）精選26電源的技術指標特性24V電源AC電源電壓允許范圍20.428.8V85264V，4763Hz沖擊電流10A，28.8V20A，254V內部熔斷器（用戶不能更換）3A，250V慢速熔斷2A

12、，250V慢速熔斷 精選27數(shù)字量輸入技術指標項目指標輸入類型漏型/源型輸入電壓額定值24V DC“1”信號1535V，最大4mA“0”信號05V光電隔離500V AC，1min非屏蔽電纜長度300m屏蔽電纜長度500m精選28數(shù)字量輸出技術指標特性24V DC輸出繼電器型輸出電壓允許范圍20.428.8V邏輯1信號最大電流0.75A（電阻負載）2A（電阻負載）邏輯0信號最大電流10A0燈負載5W30W DC/200W AC非屏蔽電纜長度150m150m屏蔽電纜長度500m500m觸點機械壽命10 000 000次額定負載時觸點壽命100 000次精選292.3.2 常用擴展模塊介紹 1.數(shù)字

13、量擴展模塊 S7-200PLC系列目前總共可以提供3大類共9種數(shù)字量輸入輸出擴展模塊，見下表。 數(shù)字量擴展模塊類型型號各組輸入點數(shù)各組輸出點數(shù)輸入擴展模塊EM221EM221 24V DC輸入4，4EM221 230V AC輸入8點相互獨立輸出擴展模塊EM222EM222 24V DC輸出4，4EM222 繼電器輸出4，4EM222 230V AC雙向晶閘管輸出8點相互獨立輸入/輸出擴展模塊EM223EM223 24V DC輸入/繼電器輸出44EM223 24V DC輸入/24VDC輸出4，44，4EM223 24V DC輸入/24VDC輸出8，84，4，8EM223 24V DC輸入/繼電器

14、輸出8，84，4，4，4精選302. 模擬量擴展模塊模擬量擴展模塊提供了模擬量輸入/輸出的功能 1最佳適應性 2靈活性模擬量擴展模塊的數(shù)據(jù)如表所示。模擬量擴展模塊模塊EM231EM232EM235點數(shù)4路模擬量輸入2路模擬量輸出4路輸入，1路輸出精選313. 熱電偶、熱電阻擴展模塊 EM231熱電偶模塊用于七種熱電偶類型J 、K、 E、N、 S、 T 和R 型。用戶必須用DIP 開關來選擇熱電偶的類型，連到同模塊上的熱電偶必須是相同類型。外型如圖所示。 精選324. PROFIBUS-DP通信模塊精選332.4 S7-200系列PLC內部元器件 2.4.1 數(shù)據(jù)存儲類型 精選341. 數(shù)據(jù)的長

15、度在計算機中使用的都是二進制數(shù)，其最基本的存儲單位是位(bit)，8位二進制數(shù)組成1個字節(jié)(Byte)，其中的第0位為最低位(LSB)，第7位為最高位(MSB)，如圖2-7所示。兩個字節(jié)（16位）組成1個字(Word)，兩個字（32位）組成1個雙字（Double word），如圖2-7所示。把位、字節(jié)、字和雙字占用的連續(xù)位數(shù)稱為長度。如圖所示 精選35精選362. 數(shù)據(jù)類型及數(shù)據(jù)范圍 S7-200系列PLC的數(shù)據(jù)類型可以是字符串、布爾型（0或1）、整數(shù)型和實數(shù)型（浮點數(shù)）。布爾型數(shù)據(jù)指字節(jié)型無符號整數(shù)；整數(shù)型數(shù)包括16位符號整數(shù)（INT）和32位符號整數(shù)（DINT）。實數(shù)型數(shù)據(jù)采用32位單精度

16、數(shù)來表示。數(shù)據(jù)類型、長度及數(shù)據(jù)范圍如下表所示。精選37 數(shù)據(jù)類型、長度及數(shù)據(jù)范圍數(shù)據(jù)的長度、類型無符號整數(shù)范圍符號整數(shù)范圍十進制十六進制十進制十六進制字節(jié)B（8位）02550FF-128127807F字W（16位）065 5350FFFF-32 76832 76780007FFF雙字D（32位）04 294 967 2950FFFFFFFF-2 147 483 6482 147 483 647800000007FFFFFFF位（BOOL）0、1實數(shù)-10381038字符串每個字符串以字節(jié)形式存儲，最大長度為255個字節(jié)，第一個字節(jié)中定義該字符串的長度精選383. 常數(shù) S7-200的許多指令中

17、常會使用常數(shù)。常數(shù)的數(shù)據(jù)長度可以是字節(jié)、字和雙字。CPU以二進制的形式存儲常數(shù)，書寫常數(shù)可以用二進制、十進制、十六進制、ASCII碼或實數(shù)等多種形式。書寫格式如下： 十進制常數(shù)：1234 ； 十六進制常數(shù)：16#3AC6 ；二進制常數(shù)：2#1010 0001 1110 0000 ASCII碼：“Show”；實數(shù)（浮點數(shù)）：+1.175495E-38（正數(shù)）， -1.175495E-38（負數(shù)） 精選392.4.2 編址方式 1. 位編址位編址的指定方式為：（區(qū)域標志符）字節(jié)號位號，如I0.0；Q0.0；I1.2。2. 字節(jié)編址字節(jié)編址的指定方式為：（區(qū)域標志符）B（字節(jié)號），如IB0表示由I0

18、.0I0.7這8位組成的字節(jié)。3. 字編址字編址的指定方式為：（區(qū)域標志符）W（起始字節(jié)號），且最高有效字節(jié)為起始字節(jié)。例如VW0表示由VB0和VB1這2字節(jié)組成的字。 4. 雙字編址雙字編址的指定方式為：（區(qū)域標志符）D（起始字節(jié)號），且最高有效字節(jié)為起始字節(jié)。例如VD0表示由VB0到VB3這4字節(jié)組成的雙字。精選402.4.3 尋址方式 1. 直接尋址直接尋址是在指令中直接使用存儲器或寄存器的元件名稱（區(qū)域標志）和地址編號，直接到指定的區(qū)域讀取或寫入數(shù)據(jù)。有按位、字節(jié)、字、雙字的尋址方式，如下圖所示 數(shù)據(jù)類型、長度及數(shù)據(jù)范圍數(shù)據(jù)的長度、類型無符號整數(shù)范圍符號整數(shù)范圍十進制十六進制十進制十六

19、進制字節(jié)B（8位）02550FF-128127807F字W（16位）065 5350FFFF-32 76832 76780007FFF雙字D（32位）04 294 967 2950FFFFFFFF-2 147 483 6482 147 483 647800000007FFFFFFF位（BOOL）0、1實數(shù)-10381038字符串每個字符串以字節(jié)形式存儲，最大長度為255個字節(jié)，第一個字節(jié)中定義該字符串的長度精選412. 間接尋址間接尋址時操作數(shù)并不提供直接數(shù)據(jù)位置，而是通過使用地址指針來存取存儲器中的數(shù)據(jù)。在S7-200中允許使用指針對I、Q、M、V、S、T、C（僅當前值）存儲區(qū)進行間接尋址（

20、1）使用間接尋址前，要先創(chuàng)建一指向該位置的指針。 （2）指針建立好后，利用指針存取數(shù)據(jù)。如圖所示。精選42精選432.4.4 元件功能及地址分配 精選441. 輸入映像寄存器（輸入繼電器） （1）輸入映像寄存器的工作原理輸入繼電器是PLC用來接收用戶設備輸入信號的接口。PLC中的“繼電器”與繼電器控制系統(tǒng)中的繼電器有本質性的差別，是“軟繼電器”，它實質是存儲單元 （2）輸入映像寄存器的地址分配S7-200輸入映像寄存器區(qū)域有IB0IB15共16個字節(jié)的存儲單元。系統(tǒng)對輸入映像寄存器是以字節(jié)（8位）為單位進行地址分配的 精選452. 輸出映像寄存器（輸出繼電器） （1）輸出映像寄存器的工作原理

21、,“輸出繼電器”是用來將輸出信號傳送到負載的接口，每一個“輸出繼電器”線圈都與相應的PLC輸出相連，并有無數(shù)對常開和常閉觸點供編程時使用 （2）輸出映像寄存器的地址分配,S7-200輸出映像寄存器區(qū)域有QB0QB15共16個字節(jié)的存儲單元。系統(tǒng)對輸出映像寄存器也是以字節(jié)（8位）為單位進行地址分配的 精選463. 變量存儲器V 變量存儲器主要用于存儲變量?？梢源娣艛?shù)據(jù)運算的中間運算結果或設置參數(shù)，在進行數(shù)據(jù)處理時，變量存儲器會被經常使用。變量存儲器可以是位尋址，也可按字節(jié)、字、雙字為單位尋址，其位存取的編號范圍根據(jù)CPU的型號有所不同，CPU221/222為V0.0V2047.7共2KB存儲容量

22、，CPU224/226為V0.0V5119.7共5KB存儲容量。精選474. 內部標志位存儲器（中間繼電器）M內部標志位存儲器，用來保存控制繼電器的中間操作狀態(tài)，其作用相當于繼電器控制中的中間繼電器，內部標志位存儲器在PLC中沒有輸入/輸出端與之對應，其線圈的通斷狀態(tài)只能在程序內部用指令驅動，其觸點不能直接驅動外部負載，只能在程序內部驅動輸出繼電器的線圈，再用輸出繼電器的觸點去驅動外部負載。精選485. 特殊標志位存儲器SMPLC中還有若干特殊標志位存儲器, 特殊標志位存儲器位提供大量的狀態(tài)和控制功能，用來在CPU和用戶程序之間交換信息，特殊標志位存儲器能以位、字節(jié)、字或雙字來存取，CPU224的SM的位地址編號范圍為SM0.0SM179.7共180個字節(jié)。其中SM0.0SM29.7的30個字節(jié)為只讀型區(qū)域。精選496. 局部變量存儲器L 局部變量存儲器L用來存放局部變量，局部變量存儲器L和變量存儲器V十分相似，主要區(qū)別在于全局變量是全局有效，即同一個變量可以被任何程序（主程序、子程序和中斷程序）訪問。而局部變量只是局部有效，即變