第二章S7-200可編程序控制器課件

1、第二章S7-200可編程序控制器 2.1S7-200 PLC系統(tǒng)基本組成 2.2 S7-200 PLC的主要性能 2.3 S7-200 PLC的存儲區(qū)域 2.4 S7-200 PLC的尋址方式本章學習目的本章以西門子公司生產的S7-200系列小型可編程序控制器為例，介紹具體型號的PLC，內容包括：lS7-200 可編程序控制器的系統(tǒng)組成l編程元件及程序知識l存儲區(qū)域l尋址方式返回本章首頁2.1 S7-200 PLC系統(tǒng)基本組成2.1.1基本單元2.1.2個人計算機或編程器2.1.3 STEP7-Micro/WIN32編程軟件2.1.4通信電纜2.1.5人機界面2.1.6擴展模塊以及功能模塊 返

2、回本章首頁2.1 S7-200 PLC系統(tǒng)基本組成 德國的西門子（SIEMENS）公司是歐洲最大的電子和電氣設備制造商，生產的SIMATIC可編程序控制器在歐洲處于領先地位。其第一代可編程序控制器是1975年投放市場的SIMATIC S3系列的控制系統(tǒng)。 在1979年，微處理器技術被應用到可編程序控制器中，產生了SIMATIC S5系列，取代了S3系列，之后在20世紀末又推出了S7系列產品。最新的SIMATIC產品為SIMATIC S7、M7和C7等幾大系列。 返回本章首頁從CPU模塊的功能來看，SIMATIC S7-200系列小型可編程序控制器發(fā)展至今，大致經歷了兩代：第一代產品其CPU模塊

3、為CPU 21X，主機都可進行擴展，它具有四種不同結構配置的CPU單元：CPU 212，CPU 214，CPU 215和CPU 216，對第一代PLC產品不再作具體介紹。第二代產品其CPU模塊為CPU 22X，是在21世紀初投放市場的，速度快，具有較強的通信能力。它具有四種不同結構配置的CPU單元：CPU 221，CPU 222，CPU 224和CPU 226，除CPU 221之外，其他都可加擴展模塊。2. 1系統(tǒng)基本構成 SIMATIC S7-200系統(tǒng)由硬件和工業(yè)軟件兩大部分構成，如圖3.1所示。圖2.1S7-200 PLC系統(tǒng)組成系統(tǒng)基本構成1. 硬件（1）基本單元 （2）擴展單元 （3

4、）特殊功能模塊 （4）相關設備 2. 工業(yè)軟件 工業(yè)軟件是為更好地管理和使用這些設備而開發(fā)的與之相配套的程序、文檔及其規(guī)則的總和，它主要由標準工具、工程工具、運行軟件和人機接口等幾大類構成。返回本節(jié)2.1.1基本單元 1. 各CPU介紹及I/O系統(tǒng)（1）主機外形SIMATIC S7-200系統(tǒng)CPU 22X系列PLC主機（CPU模塊）的外形如圖3.2所示：圖2.2S7-200主機外形（2）基本結構特點輸出信號類型電源輸出 基本I/O 存儲安全 高速反應 模擬電位器 實時時鐘 輸入輸出可擴展性 4種CPU各有晶體管輸出和8繼電器輸出兩種類型，具有不同電源電壓和控制電壓。各類型的型號如表3.1所示

5、。 表2.1CPU型號SIMATIC S7-200系統(tǒng)CPU 22X系列PLC主機及I/O特性如表3.2所示。表2.2主機及I/O特性2.1.2 個人計算機或編程器 個人計算機或編程器裝上STEP7-Micro/WIN32編程軟件后，即可供用戶進行程序的編制、編輯、調試和監(jiān)控。 要求個人計算機的最低配置：Windows 95、Windows98、Windows ME或者Windows2000等操作系統(tǒng)；IBM 486以上兼容機，內存8MB以上，VGA顯示器，至少50MB以上硬盤空間，Windows支持的鼠標。2.1.3STEP7-Micro/WIN32編程軟件STEP7-Micro/WIN32

6、編程軟件是基于Windows的應用軟件，它支持32位Windows 95、Windows 98和Windows ME或者Windows2000等使用環(huán)境。它的基本功能是創(chuàng)建、編輯、調試用戶程序、系統(tǒng)組態(tài)等。2.1.4 通信電纜 通信電纜是PLC用來與個人計算機實現(xiàn)通信的，它可以用PC/PPI電纜；使用通信處理器時，可用多點接口電纜（MPI）電纜；使用MPI卡時，可以用MPI卡專用的通信電纜。 2.1.5人機界面人機界面主要指的是專用操作界面，例如操作員面板、觸摸屏、文本顯示器等，這些設備可以使用戶通過友好的操作界面輕松地完成各種調整和控制的任務。操作員面板和觸摸屏的基本功能是過程狀態(tài)和過程控制

7、的可視化。文本顯示器的基本功能是文本信息顯示和實施操作，在操作系統(tǒng)中可以設定和修改參數(shù)?？删幊痰?個功能鍵可以作為控制鍵，文本顯示器還能擴展PLC的輸入和輸出端子數(shù)。2.1.6擴展模塊以及功能模塊 功能模塊擴展 當需要完成某些特殊功能的控制系統(tǒng)，CPU主機可以擴展特殊功能模塊，一般的特殊功能模塊有SM253 位置控制模塊，EM241調制解調器模塊等。I/O點數(shù)擴展 S7-200 PLC的CPU所提供的本機I/O點和I/O地址是固定的，進行擴展時，可以在CPU右邊連接多個擴展模塊，每個擴展模塊的組態(tài)地址編號取決于各模塊的類型和該模塊在I/O鏈中所處的位置。編制方法就是同種類型輸入或輸出點的模塊在

8、鏈中按與主機的位置而遞增，其他類型模塊的有無及所處的位置不影響本類型模塊的編號。 2.2 S7-200系列PLC的主要技術性能2.2.1一般性能2.2.2輸入特性2.2.3輸出特性2.2.4擴展單元的主要技術特性2.2.1一般性能表4-3 S7-200 CPU224一般性能2.2.2輸入特性 表4-4 S7-200 CPU224輸入特性 2.2.3輸出特性表4-6 S7-200 CPU224的輸出特性2.2.4擴展單元的主要技術特性（1）輸入/輸出擴展模塊 S7-200 CPU上已經集成了一定數(shù)量的數(shù)字量I/O點，但如用戶需要多于CPU單元I/O點時，必須對系統(tǒng)做必要的擴展。CPU221無I/

9、O擴展能力，CPU 222最多可連接2個擴展模塊（數(shù)字量或模擬量），而CPU224和CPU226最多可連接7個擴展模塊。2.2.4擴展單元的主要技術特性（2）熱電偶/熱電阻擴展模塊 熱電偶、熱電阻模塊（EM231）是為CPU222，CPU224，CPU226設計的，S7-200與多種熱電偶、熱電阻的連接備有隔離接口。用戶通過模塊上的DIP開關來選擇熱電偶或熱電阻的類型，接線方式，測量單位和開路故障的方向。2.2.4擴展單元的主要技術特性（3）通訊擴展模塊 除了CPU集成通訊口外，S7-200還可以通過通訊擴展模塊連接成更大的網(wǎng)絡。S7-200系列目前有兩種通訊擴展模塊：PROFIBUS-DP擴

10、展從站模塊（EM277）和AS-i接口擴展模塊（CP243-2）。 2.3 S7-200系列PLC的存儲器區(qū)域2.3.1 數(shù)據(jù)區(qū)空間存儲器的地址表示格式2.3.2 數(shù)據(jù)區(qū)空間存儲器區(qū)域2.3.1 數(shù)據(jù)區(qū)空間存儲器的地址表示格式 1. 位地址格式數(shù)據(jù)區(qū)空間存儲器區(qū)域的某一位的地址格式是由存儲器區(qū)域標志符、字節(jié)地址及位號構成。如圖4-5所示，V5.4表示圖中黑色標記的位地址，V是變量存儲器的區(qū)域標志符，5是字節(jié)地址，4是位號，在字節(jié)地址5和位號4之間用點號“.”隔開。2.3.1 數(shù)據(jù)區(qū)空間存儲器的地址表示格式2. 字節(jié)、字和雙字地址格式 數(shù)據(jù)區(qū)空間存儲器區(qū)域的字節(jié)、字和雙字地址格式由區(qū)域標志符、數(shù)

11、據(jù)長度以及該字節(jié)、字或者雙字的起始字節(jié)地址構成。圖4-6 中，用VB100，VW100，VD100分別表示字節(jié)、字和雙字的地址。VW100由VB100VB103四個字節(jié)組成。3. 其他地址格式數(shù)據(jù)區(qū)空間存儲器區(qū)域中，還包括定時器存儲器、計數(shù)器存儲器、累加器、高速計數(shù)器等。它們是模擬相關的電器元件的，它們的地址格式為：區(qū)域標志符和元件號， 例T24 表示某定時器的地址，T是定時器的區(qū)域標志符，24是定時器號。2.3.2 數(shù)據(jù)區(qū)空間存儲器區(qū)域1.輸入映像寄存器（I）2.輸出映像寄存器（Q）3.內部標志位存儲器（M）2.變量存儲器（V）5.局部存儲器（L）6.順序控制繼電器存儲器（S）2.3.2 數(shù)

12、據(jù)區(qū)空間存儲器區(qū)域7.定時器存儲器（T）8.計數(shù)器存儲器（C）9.模擬量輸入映像寄存器（AI）10模擬量輸出映像存儲器（AQ）11.累加器（AC）12.高速計數(shù)器（HC）13.特殊標志位存儲器（SM）2.4 S7-200系列PLC的尋址方式2.2.1立即尋址指令直接給出操作數(shù)，操作數(shù)緊跟著操作碼，在取出指令的同時也就取出了操作數(shù)，立即有操作數(shù)可以用，所以稱為立即操作數(shù)或者立即尋址。立即尋址方式可用來提供常數(shù)，設置初始值等。指令中常常使用常數(shù)。常數(shù)值可分為字節(jié)、字和雙字型數(shù)據(jù)。CPU以二進制方式存儲所有常數(shù)。指令中可用十進制、十六進制、ASCII碼或浮點數(shù)形式來表示。十進制、十六進制、ASCII碼及浮點數(shù)的表示格式距離如下：十進制常數(shù)：30112十六進制常數(shù)：16#42FASCII碼或者浮點常數(shù)：+1.112234E-10（正數(shù)） -1.328465E-10（負數(shù)）二進制常數(shù)：2#0101_1110 2.4 S7-200系列PLC的尋址方式2.2.2直接尋址指令直接給出操作上的地址的尋址方式稱為直接尋址。操作數(shù)的地址應該按規(guī)定的格式表示。指令中數(shù)據(jù)類型應與指令