電氣控制與PLC第六章課件

1、第六章S7-200系列PLC資源及配置6.1 S7-200PLC系統(tǒng)構(gòu)成及性能簡(jiǎn)介S7-200 PLC是緊湊型可編程控制器，屬于整體式（單元式）PLC。硬件構(gòu)架包含：CPU模塊與擴(kuò)展功能模塊。模塊式6.1 S7-200PLC系統(tǒng)構(gòu)成及性能簡(jiǎn)介S7-200 PLC是緊湊型可編程控制器，屬于整體式（單元式）PLC。硬件構(gòu)架包含：CPU模塊與擴(kuò)展功能模塊。模塊式PLCS7-300S7-200模塊式PLCS7-400S7-200模塊式PLCS7-4006.1 主機(jī)結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn)1、主機(jī)外形S7-200的CPU模塊包括一個(gè)中央處理單元、電源及數(shù)字I/O電，這些都被集成在一個(gè)緊湊、獨(dú)立的設(shè)備中。CPU模塊

2、 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(gè)不同的基本型號(hào)，常見(jiàn)的有CPU221，PU222，CPU224（XP）和CPU226四種基本型號(hào)。 CPU模塊（技術(shù)規(guī)范）CPU模塊 CPU模塊CPU模塊集成功能中斷功能高速計(jì)數(shù)功能高速脈沖輸出功能變頻器及運(yùn)動(dòng)控制功能通信功能模擬量輸入、輸出功能（僅CPU224-XP）6.2 S7-200PLC擴(kuò)展模塊S7-200 PLC具有開(kāi)關(guān)量擴(kuò)展模塊、模擬量擴(kuò)展模塊、定位控制模塊及通信模塊等擴(kuò)展模塊。通信模塊用于主機(jī)接口規(guī)模擴(kuò)展、功能擴(kuò)展及網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展。1、開(kāi)關(guān)量擴(kuò)展模塊（DI、DO及DI/DO）型

3、號(hào)各組輸入點(diǎn)數(shù)各組輸出點(diǎn)數(shù)EM221 24VDC輸入4，4EM221 230VAC輸入8（各點(diǎn)相互獨(dú)立）EM222 24VDC輸出4，4EM222 繼電器輸出4，4EM222 230V雙向晶閘管輸出8（各點(diǎn)相互獨(dú)立）EM223 24VDC輸入/繼電器輸出44EM223 24VDC輸入/DC輸出44EM223 24VDC輸入/繼電器輸出4，44，4EM223 24VDC輸入/DC輸出4，44，4EM223 24VDC輸入/DC輸出8，84，4，8EM223 24VDC輸入/繼電器輸出8，84，4，4，4EM221 (4、4分組）EM221 ( 8點(diǎn)獨(dú)立） EM222 (4、4分組） EM222

4、( 8點(diǎn)獨(dú)立）常用于交流驅(qū)動(dòng) 模擬量擴(kuò)展模塊與熱電阻、熱電偶擴(kuò)展模塊 S7-200系列PLC有3種模擬量擴(kuò)展模塊。S7-200PLC的模擬量擴(kuò)展模塊的A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的位數(shù)為12位。模擬量輸入、輸出有多種量程可選，如05V、010V、020mA、0100mV、5V、10V、100mV等。010V量程的分辨率為2.5mV。模塊EM231EM232EM235點(diǎn)數(shù)4路模擬量輸入2路模擬量輸出4路模擬量輸入，1路模擬量輸出模擬量擴(kuò)展模塊 （AI）EM 231EM 235輸入范圍單極性電壓0 10V，0 5V0 10V，0 5V，0 1V，0 500mV，0 100mV，0 50mV雙極性電壓5V

5、，2.5V10V， 5V， 2.5V，1V， 500mV，250mV，100mV，50mV， 25mV電流0 20mA0 20mA數(shù)據(jù)字格式雙極性：-32000 +32000單極性：032000雙極性：-32000 +32000單極性：032000電壓輸入阻抗大于等于10M大于等于10M電壓信號(hào)輸入時(shí)：最大輸入電壓30V DC30V DC電流信號(hào)輸入時(shí)：最大輸入電流32mA32mA分辨率12 位A/D 轉(zhuǎn)換器12 位A/D 轉(zhuǎn)換器LED 指示器24V DC電源故障指示（亮：電源正常24V DC電源故障指示（亮：電源正常）模擬量擴(kuò)展模塊AI擴(kuò)展模塊的量程選擇采用DIP開(kāi)關(guān)進(jìn)行設(shè)置。模擬量擴(kuò)展模塊

6、(AO)S7-200PLC模擬量擴(kuò)展模塊模擬輸出技術(shù)數(shù)據(jù)表 熱電阻、熱電偶擴(kuò)展模塊S7-200提供了EM231熱電偶模塊和EM231熱電阻輸入模塊，可用于實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量。 EM231熱電偶模塊 EM231熱電偶模塊具有特殊的冷端補(bǔ)償電路，如果在EM231熱電偶模塊安裝區(qū)域的環(huán)境溫度變化快的話，則會(huì)產(chǎn)生補(bǔ)償誤差。要想實(shí)現(xiàn)高精度和重復(fù)性，西門(mén)子建議S7-200熱電偶模塊應(yīng)安裝在穩(wěn)定的環(huán)境溫度中使用。模塊在輸入處理電路中采用的隔離措施，是模塊內(nèi)部邏輯地、現(xiàn)場(chǎng)電氣地、+24V電源地之間均相互隔離。EM231熱電偶模塊EM231熱電偶模塊提供七種熱電偶分度號(hào)輸入：J、K、N、E、S、T、和R，同時(shí)還支持8

7、0mV直流毫伏電壓輸入。用戶可通過(guò)DIP開(kāi)關(guān)來(lái)選擇熱電偶的類(lèi)型、斷線檢查、測(cè)量單位冷端補(bǔ)償和開(kāi)路故障報(bào)警方向。對(duì)于同一模塊所有連接到該模塊上的熱電偶必須采用相同的分度號(hào)。 1-熱電偶熱端；2-熱電極；3-絕緣管；4-保護(hù)套管；5-接線盒 轉(zhuǎn)換結(jié)果分?jǐn)z氏度、華氏度兩種，由表中十進(jìn)制轉(zhuǎn)換結(jié)果可以看出，熱電偶模塊的數(shù)字量采用以0.1為單位的工程表示數(shù)字量格式。80mV量程輸入轉(zhuǎn)換結(jié)果不受SW8設(shè)定影響。EM231熱電偶模塊與熱電偶接線示意及模塊外型圖 熱電阻擴(kuò)展模塊 EM231熱電阻模塊在輸入處理電路中采用的隔離措施，是模塊內(nèi)部邏輯地、現(xiàn)場(chǎng)電氣地、+24V電源地之間均相互隔離。每個(gè)EM231熱電阻模

8、塊提供兩路熱電阻輸入通道。 EM231熱電偶模塊提供鉑電阻、銅電阻、鎳電阻三種、多個(gè)純度熱電阻輸入，同時(shí)還支持0150、0300 、0600電阻輸入。用戶可通過(guò)DIP開(kāi)關(guān)來(lái)選擇熱電阻的類(lèi)型及純度、斷線檢查、溫度工程單位和接線方式。EM231熱電阻模塊功能DIP開(kāi)關(guān)設(shè)定表 EM231熱電阻模塊功能DIP開(kāi)關(guān)設(shè)定表 在表中字母：A、B、C、D、E、F、G表示純度。 1溫度變化所引起的阻值相對(duì)于R0的變化值可用來(lái)表示該熱電阻的純度。 其中A表示0.003850、B表示0.003920、C表示0.00385055、D表示0.003916、E表示0.003902、F表示0.00672、G表示0.0061

9、78、H表示0.004270，如“100Pt A”表示純度為0.003850且在0時(shí)電阻值為100的鉑電阻。 EM231熱電阻模塊內(nèi)部功能提供恒定取樣電流先將輸入電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)后經(jīng)濾波、放大后，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換得到對(duì)應(yīng)的數(shù)字量。該數(shù)字量采用補(bǔ)碼形式表示，即1位符號(hào)位和15位數(shù)值位表示。若溫度值為極為負(fù)時(shí)，符號(hào)位為“1”；若溫度值為正時(shí)，符號(hào)位為“0”。 鉑電阻、銅電阻、鎳電阻及電阻輸入信號(hào)所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量表示 。EM231熱電阻模塊與現(xiàn)場(chǎng)熱電阻接線示意圖 （a）接線方式檢測(cè)精度最高，（c）接線方式由于受線路電阻影響最大，檢測(cè)精度最低。建議只有熱電阻與模塊之間距離很近時(shí)才用兩線制接法，應(yīng)盡量

10、采用四線制接線方式。智能接口模塊定位模塊EM253 用于步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)的開(kāi)環(huán)控制。調(diào)制解調(diào)模塊EM241 將S7-200與裝有SETP7系統(tǒng)程序的計(jì)算機(jī)通過(guò)電話線通訊。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。PROFIBUS-DP擴(kuò)展從站模塊EM277 可將S7-200連接到PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)與S7-300PLC/S7-400PLC進(jìn)行通信。6.3 S7-200PLC的安裝及接線 1、模塊的安裝與拆卸2、接線（一）電源接線1. 電源規(guī)范 S7-200 CPU的型號(hào)規(guī)格2、接線（一）電源接線1. 電源規(guī)范 24V直流晶體管輸出（允許范圍530VDC） DC/DC/DC24V直流電源供電（允許范圍20.428.

11、8VDC）24V直流開(kāi)關(guān)量輸入（允許范圍20.428.8VDC）2、接線（一）電源接線1. 電源規(guī)范 24V直流開(kāi)關(guān)量輸入（允許范圍20.428.8VDC）24V直流輸出（允許范圍530VDC）24-230V的交流輸出（允許范圍5250VAC）AC/DC/繼電器100-230V交流電源供電（允許范圍85264VAC，4763HZ）2、接線（一）電源接線2. 接線 AC/DC/繼電器類(lèi)型的電源接線 2、接線（一）電源接線2. 接線 a用一個(gè)單刀切斷開(kāi)關(guān)將電源與CPU、輸入電路和輸 出(負(fù)載)電路隔離開(kāi)。 2、接線（一）電源接線2. 接線 b用一臺(tái)過(guò)流保護(hù)設(shè)備以保護(hù)CPU的電源、 輸出點(diǎn)以及輸入點(diǎn)

12、。你也可以為每個(gè)輸 出點(diǎn)加上保險(xiǎn)絲進(jìn)行范圍更廣的保護(hù)。 2、接線（一）電源接線2. 接線 d將S7200的所有地線端子同最近接地點(diǎn) 相連接，以獲得最好的抗干擾能力。 2、接線（一）電源接線2. 接線 e本機(jī)單元的直流傳感器電源可用來(lái)為本機(jī) 單元的輸入。2、S7-200 CPU接線（一）電源接線2. 接線 h在大部分的安裝中，如果把傳感器的供電 M端子接到地上可以獲得最佳的噪聲抑制。 2、S7-200 CPU接線（一）電源接線2. 接線 DC/DC/DC類(lèi)型的電源接線 2、接線（一）電源接線2. 接線 a用一個(gè)單刀開(kāi)關(guān)(a)將電源同CPU、輸入電路和輸出(負(fù)載)電路隔離開(kāi)。2、接線（一）電源接線

13、2. 接線 bcd外部過(guò)流保護(hù)2、S7-200 CPU接線（一）電源接線2. 接線 e穩(wěn)壓電容2、S7-200 CPU接線（一）電源接線2. 接線 f在大部分的應(yīng)用中，把所有的DC電源接到地可以得到最佳的噪聲抑制。h將S7200所有的接地端子同最近接地點(diǎn)(h)連接，以獲得最好的抗干擾能力。2、S7-200 CPU接線（一）電源接線2. 接線 在未接地DC電源的公共端與保護(hù)地之間并聯(lián)電阻與電容(g)。電阻提供了靜電釋放通路，電容提供高頻噪聲通路，它們的典型值是1M和4700pf。2、接線（二）輸出接線1. 24VDC輸出 對(duì)大電感或頻繁開(kāi)關(guān)的感性的負(fù)載可以使用外部負(fù)載抑制二極管來(lái)防止擊穿內(nèi)部二極

14、管。 2、接線（二）輸出接線1. 24VDC輸出 對(duì)大電感或頻繁開(kāi)關(guān)的感性的負(fù)載可以使用外部負(fù)載抑制二極管來(lái)防止擊穿內(nèi)部二極管。 2、接線（二）輸出接線2. 繼電器輸出 當(dāng)繼電器輸出端接低壓直流30V繼電器時(shí)，可以接阻容保護(hù)電路進(jìn)行保護(hù)。也可以同DC輸出電路一樣接二極管進(jìn)行保護(hù)。6.4 編程元件及地址 說(shuō)明特殊標(biāo)志位存儲(chǔ)區(qū)SM：本機(jī)I/O與擴(kuò)展I/O的地址分配可以用擴(kuò)展I/O模塊來(lái)增加I/O點(diǎn)數(shù)，擴(kuò)展I/O模塊安裝在CPU模塊的右邊，其I/O地址由模塊的類(lèi)型和模塊在同類(lèi)I/O模塊鏈中的位置來(lái)決定。CPU分配給I/O模塊的地址是以字節(jié)為單位的，對(duì)應(yīng)模塊未用的位地址，不會(huì)分配給I/O鏈中的后繼模塊

15、。模擬量以4字節(jié)遞增的方式來(lái)分配地址，具體地說(shuō)：編址規(guī)則：1）同類(lèi)型輸入（或輸出）點(diǎn)的模塊進(jìn)行順序編址（即：在I/O鏈中按與 主機(jī)的位置而遞增）。 說(shuō)明：其它類(lèi)型模塊的有無(wú)及所處的位置不影響本類(lèi)型模塊的編號(hào)2）數(shù)字量I0模塊的地址以字節(jié)(8位)為單位，本模塊高位實(shí)際位數(shù) 未滿8位的，未用的位不能分配給I0鏈中的后續(xù)模塊。3）模擬量擴(kuò)展模塊以2點(diǎn)（4字節(jié)）遞增的方式來(lái)分配首地址。 注意：每一個(gè)擴(kuò)展模塊內(nèi)仍是以1點(diǎn)（2字節(jié)）遞增的方式來(lái)分配地址 也即：首地址是2點(diǎn)（4字節(jié)）遞增的方式分配地址舉例說(shuō)明：CPU224XP4DI/4DO8DI4AI/1AO8DO2AOEM223EM221EM235EM222EM232I2.0I2