第4章-S7-200-PLC的系統(tǒng)配置與開發(fā)環(huán)境-詳細(xì)

第4章S7-200PLC的系統(tǒng)配置與開發(fā)環(huán)境1第4章S7-200PLC的系統(tǒng)配置本章教學(xué)內(nèi)容：4.1S7-200PLC系統(tǒng)的基本組成4.2S7-200PLC的接口模塊4.3S7-200PLC的系統(tǒng)配置4.4STEP7-Wicro/WIN開發(fā)環(huán)境學(xué)習(xí)目標(biāo)：掌握S7-200PLC系統(tǒng)的基本組成掌握S7-200PLC的接口模塊掌握S7-200PLC的系統(tǒng)配置熟悉STEP7-Wicro/WIN開發(fā)環(huán)境2第4章S7-200PLC的系統(tǒng)配置德國西門子SIMATICS7系列PLC簡介S7系列PLC誕生于1994年4月，到目前的機(jī)型有S7-200系列：微型PLC（MicroPLC），模塊式（主機(jī)采用整體式，可擴(kuò)展模塊）。1994年進(jìn)入中國市場。S7-1200系列：小型PLC，模塊式。于2009年6月發(fā)布并投放中國市場，屬S7-200系列的后續(xù)產(chǎn)品（目前S7-200仍然有效）。S7-300系列：中型PLC，模塊式，性能中等。最多可以擴(kuò)展32個(gè)模塊。S7-400系列：大型PLC，模塊式，性能中、高?？梢詳U(kuò)展300多個(gè)模塊。S7-1500系列：大型PLC。3第4章S7-200PLC的系統(tǒng)配置德國西門子SIMATICS7系列PLC簡介——型譜S7-15004第4章S7-200PLC的系統(tǒng)配置德國西門子SIMATICS7系列PLC簡介——型譜5第4章S7-200PLC的系統(tǒng)配置德國西門子S7系列PLC簡介——實(shí)物圖片6S7-200系列PLCS7-1200系列PLCS7-300系列PLC第4章S7-200PLC的系統(tǒng)配置德國西門子S7系列PLC簡介——實(shí)物圖片7S7-400系列PLC第4章S7-200PLC的系統(tǒng)配置德國西門子S7系列PLC簡介——實(shí)物圖片S7-1500系列PLC84.1S7-200PLC系統(tǒng)的基本組成94.1S7-200PLC系統(tǒng)的基本組成S7-200系列PLC簡介1994年：第一代產(chǎn)品（已逐步停產(chǎn)）。其CPU單元為CPU21X（CPU210，CPU212，CPU214，CPU215和CPU216）。1998年：第二代產(chǎn)品。其CPU單元為CPU22X，具有較強(qiáng)的通信能力。有四種基本型號：CPU221，CPU222，CPU224和CPU226，除CPU221之外，其他都可加擴(kuò)展模塊。2004年：第三代產(chǎn)品。在第二代基礎(chǔ)上改進(jìn)升級，并于2005年12月針對中國用戶發(fā)布了S7-200CN系列PLC（CPU單元：CPU222CN，CPU224CN，CPU224XPCN，CPU224XPsiCN，CPU226CN）（中國造）。4種基本型號（CPU221、222、224和226），每種又各有不同版本可選。如CPU224CNDC/DC/DC，CPU224CNAC/DC/Relay，CPU224XPCNDC/DC/DC，CPU224XPCNAC/DC/Relay，CPU224XPsiCNDC/DC/DC。2012年7月31號在南京正式推出了全新的針對經(jīng)濟(jì)型自動(dòng)化市場的自動(dòng)化控制產(chǎn)品—SimaticS7-200SMART系列PLC。該產(chǎn)品在中國研發(fā)和生產(chǎn)，針對中國市場。104.1S7-200PLC系統(tǒng)的基本組成SimaticS7-200SMART114.1S7-200PLC系統(tǒng)的基本組成S7-200PLC系統(tǒng)的基本組成（以第三代產(chǎn)品為例）必選基本單元：也稱主機(jī)或CPU單元或CPU模塊。編程設(shè)備：通用PC機(jī)或?qū)Ｓ镁幊唐鱌G，通訊電纜。編程軟件：STEP7-Micro/WIN?？蛇x：各種擴(kuò)展模塊（EM），通迅模塊，存儲(chǔ)卡，電池模塊、帶電池模塊的實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊，人機(jī)界面（HMI）、通訊卡等。人機(jī)界面軟件WinCCflexible，通訊軟件PCAccess等。124.1S7-200PLC系統(tǒng)的基本組成1．基本單元（主機(jī)）將微處理器、存儲(chǔ)器、電源、輸入電路和輸出電路、擴(kuò)展接口、通信接口等集成在一個(gè)緊湊的外殼中，從而形成了一個(gè)完整的MicroPLC。134.1S7-200PLC系統(tǒng)的基本組成基本單元（主機(jī)）實(shí)物圖片14CPU221CPU2224.1S7-200PLC系統(tǒng)的基本組成基本單元（主機(jī)）實(shí)物圖片15CPU2244.1S7-200PLC系統(tǒng)的基本組成基本單元（主機(jī)）實(shí)物圖片16CPU224XP4.1S7-200PLC系統(tǒng)的基本組成基本單元（主機(jī)）實(shí)物圖片17CPU2264.1S7-200PLC系統(tǒng)的基本組成PLC基本組成——實(shí)物圖片18S7-200-CPU224-CPU板CPUTexa512KBFlashROMAMD128KBRAMSAMAUNG擴(kuò)展接口可選件(存儲(chǔ)卡、實(shí)時(shí)時(shí)鐘卡、后備電池卡)插口模式選擇開關(guān)超級電容5.5V/0.22F4.1S7-200PLC系統(tǒng)的基本組成S7-200-CPU224-I/O板輸入接口輸出接口編程器接口RS485板間連接器繼電器光電隔離器194.1S7-200PLC系統(tǒng)的基本組成S7-200-CPU224-電源板204.1S7-200PLC系統(tǒng)的基本組成S7-200CN系列CPU單元外形尺寸CPU221(6DI/4DO)CPU222CN(8DI/6DO)CPU224CN(14DI/10DO)CPU224XPCN/224XPsiCN(14DI/10DO+2AI/1AO)CPU226CN(24DI/16DO)90mm62mm80mm90mm62mm80mm120.5mm62mm80mm140mm62mm80mm196mm62mm80mm214.1S7-200PLC系統(tǒng)的基本組成S7-224CPU外形圖22端子蓋端子蓋前蓋可選件蓋主機(jī)S7-CPU224-端子圖RS485通訊端口狀態(tài)指示燈系統(tǒng)故障/診斷(SF/DIAG)RUN/STOPDO接線端子DI接線端子可選件接口：存儲(chǔ)卡模塊實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊電池模塊擴(kuò)展接口模式選擇開關(guān)RUNTERMSTOP輸出狀態(tài)指示燈輸入狀態(tài)指示燈交流電源輸入接線端子AC84-264VDC24V傳感器電源輸出端子實(shí)時(shí)時(shí)鐘和電池模塊電池模塊模擬量調(diào)節(jié)電位器√更新或輸入值√更改預(yù)設(shè)值√設(shè)置極限值23存儲(chǔ)卡AI/AO接口端子DI端子RS485通訊接口DO端子交流電源輸入端子DC24V傳感器電源輸出端子模擬量調(diào)整器可用于√更新或輸入值√更改預(yù)設(shè)值√設(shè)置極限值用于連接擴(kuò)展電纜或EM模式選擇開關(guān)S7-200CNCPU端子和硬件介紹主機(jī)S7-CPU224XP-端子圖244.1S7-200PLC系統(tǒng)的基本組成25技術(shù)規(guī)范CPU221CPU222CNCPU224CNCPU224XPCNCPU226CN主機(jī)集成DI/DO6DI/4DO8DI/6DO14DI/10DO14DI/10DO24DI/16DO主機(jī)集成AI/AO無無無2AI/1AO無最大可擴(kuò)展DI/DO數(shù)無40DI/40DO100DI/100DO100DI/100DO104DI/112DO最大可擴(kuò)展AI/AO數(shù)無16AI/8AO最大1632AI/28AO最大4430AI/28AO最大4532AI/28AO最大44用戶程序區(qū)4KB4KB8KB12KB16KB數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)2KB2KB8KB10KB10KB數(shù)據(jù)后備時(shí)間(電容)50小時(shí)50小時(shí)100小時(shí)100小時(shí)100小時(shí)后備電池(選件)200天200天200天200天200天布爾量運(yùn)算執(zhí)行時(shí)間0.22μs0.22μs0.22μs0.22μs0.22μs標(biāo)志寄存器/計(jì)數(shù)器/定時(shí)器256/256/256256/256/256256/256/256256/256/256256/256/256高速計(jì)數(shù)器單相4路30kHz4路30kHz6路30kHz4路30kHz2路200kHz6路30kHz高速計(jì)數(shù)器雙相2路20kHz2路20kHz4路20kHz3路20kHz1路100kHz4路20kHz通訊接口1個(gè)RS4851個(gè)RS4851個(gè)RS4852個(gè)RS4852個(gè)RS4854.1S7-200PLC系統(tǒng)的基本組成S7-200CPU單元接線舉例264.1S7-200PLC系統(tǒng)的基本組成2.個(gè)人計(jì)算機(jī)或編程器軟、硬件配置應(yīng)滿足PLC編程軟件的要求。27PC/PPI電纜S7-200CNCPUMicro/WinPC與S7-200PLC之間的連接RS485USB/RS2324.1S7-200PLC系統(tǒng)的基本組成3.STEP7-Micro/WIN編程軟件功能：其基本功能是創(chuàng)建、編輯、調(diào)試、下載、上載用戶程序、系統(tǒng)組態(tài)等。目前最新版本：STEP7-Micro/WINV4.0SP9版。操作系統(tǒng)與硬件要求（

Micro/WINV4.0SP9）：WindowsXP（SP3或更低版本，32位）或Windows7（32位和64位）（經(jīng)實(shí)用，也可在Windows1064bit操作系統(tǒng)下運(yùn)行）。能夠運(yùn)行上列操作系統(tǒng)之一的個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）；至少350MB未使用的硬盤空間；使用小字體設(shè)置，并且屏幕的最低分辨率為1024×768像素；MicrosoftWindows支持的任何鼠標(biāo)284.1S7-200PLC系統(tǒng)的基本組成3.STEP7-Micro/WIN編程軟件支持的編程語言：語句表（StatementList）語言（STL，類似于IL）梯形圖（LadderDiagram）語言（LAD=LD）功能塊圖（FunctionBlockDiagram）語言（FBD）支持的界面語言：德語；英語法語；西班牙語意大利語；韓語簡體中文294.1S7-200PLC系統(tǒng)的基本組成STEP7-Micro/WIN編程平臺(tái)主界面30導(dǎo)航欄指令樹菜單欄工具欄交叉引用數(shù)據(jù)塊狀態(tài)表符號表程序編輯器局部變量表狀態(tài)欄輸出窗口POU標(biāo)簽4.1S7-200PLC系統(tǒng)的基本組成4.通信電纜或設(shè)備為了使PC機(jī)與S7-200通信，需要下列設(shè)備之一：連接至USB端口的PC/PPI（點(diǎn)對點(diǎn)通信）電纜連接至COM端口（個(gè)人計(jì)算機(jī)的COM1或COM2）的PC/PPI電纜通信處理卡（CP5511、CP5512、CP5611等）和多點(diǎn)接口（MPI）電纜EM241調(diào)制解調(diào)器擴(kuò)展模塊（通過電話線連接）CP243-1或CP243-1IT以太網(wǎng)擴(kuò)展模塊（通過雙絞線連接）314.1S7-200PLC系統(tǒng)的基本組成4.通信電纜或設(shè)備32連接至COM端口的PC/PPI電纜連接至USB端口的PC/PPI電纜4.1S7-200PLC系統(tǒng)的基本組成4.通信電纜或設(shè)備33CP56114.1S7-200PLC系統(tǒng)的基本組成4.通信電纜或設(shè)備34CP243-1IT以太網(wǎng)擴(kuò)展模塊EM241調(diào)制解調(diào)器擴(kuò)展模塊4.1S7-200PLC系統(tǒng)的基本組成4.通信電纜或設(shè)備35CP243-1以太網(wǎng)擴(kuò)展模塊4.1S7-200PLC系統(tǒng)的基本組成5.人機(jī)界面（HMI）人機(jī)界面主要指專用操作員界面，例如操作員面板、觸摸屏、文本顯示器等，這些設(shè)備可以使用戶通過友好的操作界面輕松地完成各種調(diào)試和控制的任務(wù)。S7-200CN可使用的HMI文本顯示面板：TD400C，低成本操作員面板：OP73，OP77觸摸屏：K-TP178micro，TP177，TP277，Smart700，Smart1000等文本顯示面板通過Micro/WinV4.0組態(tài)其它通過WinCCFlexible2008組態(tài)364.1S7-200PLC系統(tǒng)的基本組成5.人機(jī)界面（HMI）——實(shí)物圖片37文本顯示面板：TD400C操作員面板：OP73操作員面板：OP774.1S7-200PLC系統(tǒng)的基本組成5.人機(jī)界面（HMI）——實(shí)物圖片38觸摸屏K-TP178micro觸摸屏TP177B4.1S7-200PLC系統(tǒng)的基本組成5.人機(jī)界面（HMI）——實(shí)物圖片39觸摸屏TP277觸摸屏Smart10004.1S7-200PLC系統(tǒng)的基本組成HMI與CPU通訊連接舉例40PLC#1PLC#4TP177A√一個(gè)HMI連接多個(gè)CPU……√相互之間通訊的CPU和一個(gè)HMI之間的連接K-TP178microTD400C√多個(gè)TD400C和一個(gè)CPU之間的連接TD400CTD400C4.1S7-200PLC系統(tǒng)的基本組成HMI組態(tài)軟件：WinCCflexible，目前最新版本為WinCCflexible2008SP4。414.2S7-200PLC的接口模塊4.2.1數(shù)字量I/O模塊4.2.2模擬量I/O模塊4.2.3智能模塊424.2S7-200PLC的接口模塊S7-200PLC系列CPU主機(jī)提供一定數(shù)量的數(shù)字量I/O點(diǎn)（CPU224XP還提供2AI/1AO），當(dāng)主機(jī)點(diǎn)數(shù)不夠或者處理的信息是模擬量時(shí)，就必須使用擴(kuò)展的接口模塊。S7-200PLC的擴(kuò)展模塊包括數(shù)字量擴(kuò)展模塊：輸入、輸出、輸入/輸出模塊模擬量擴(kuò)展模塊：輸入、輸出、輸入/輸出模塊熱電偶和熱電阻擴(kuò)展模塊位置控制模塊稱重模塊通信模塊等434.2S7-200PLC的接口模塊擴(kuò)展模塊使用帶狀（扁平）電纜通過擴(kuò)展接口與CPU模塊或與其它擴(kuò)展模塊相連。44CPU模塊擴(kuò)展模塊0擴(kuò)展模塊34.2.1數(shù)字量I/O模塊1.數(shù)字量輸入模塊EM221數(shù)字量輸入單元電路形式直流輸入漏/源型輸入（既支持漏型輸入也支持源型輸入）交流輸入數(shù)字量輸入模塊EM221的類型直流輸入：EM221DI8×24VDC，EM221DI16×24VDC。交流輸入：EM221DI8×120/230VAC。454.2.1數(shù)字量I/O模塊數(shù)字量輸入模塊EM221實(shí)物圖片46直流輸入交流輸入4.2.1數(shù)字量I/O模塊S7-200系列PLC直流DI電路形式47-RA1-RA2-CADC24V+-PG1MI0.0-KF內(nèi)部電路源型輸入漏型輸入輸入開關(guān)：機(jī)械開關(guān)；接近開關(guān)（PNP型集電極開路輸出）外部直流電源，給信號供電公共極光電耦合器隔離+整流輸入狀態(tài)指示LED限流電阻信號輸入端機(jī)械開關(guān)；NPN型集電極開路輸出接近開關(guān)阻容低通濾波，消除輸入開關(guān)抖動(dòng)-RA1-RA2-CADC24V+-PG1MI0.0-KF內(nèi)部電路4.2.1數(shù)字量I/O模塊S7-200系列PLC交流DI電路形式48-RA1-RA2NI0.0L-CA-KF-RA3-PG內(nèi)部電路光電耦合器隔離+整流輸入狀態(tài)指示LED4.2.1數(shù)字量I/O模塊S7-200系列PLC之DI電路接線形式494.2.1數(shù)字量I/O模塊2.數(shù)字量輸出模塊EM222數(shù)字量輸出單元電路形式—按輸出開關(guān)元件分晶體管開關(guān)輸出：適合驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載晶閘管開關(guān)（固態(tài)繼電器）輸出：適合驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載電磁式繼電器開關(guān)輸出：適合驅(qū)動(dòng)直流和交流負(fù)載數(shù)字量輸出模塊EM222的類型DC24V輸出模塊：MOSFET開關(guān)DO8×24VDC-0.75A；DO4×24VDC-5A；AC120/230V輸出模塊：晶閘管(三端雙向可控硅)開關(guān)DO8×120/230VAC-0.5A交直流輸出模塊：電磁式繼電器開關(guān)輸出DO8×繼電器-2A；DO4×繼電器-10A504.2.1數(shù)字量I/O模塊數(shù)字量輸出模塊EM222實(shí)物圖片51直流輸出交流輸出4.2.1數(shù)字量I/O模塊S7-200系列PLC直流DO電路形式(MOSFET開關(guān))52負(fù)載內(nèi)部電路-PG-RA3DC24V-KF1+Q0.21L+-KF2MOSFET開關(guān)光電耦合器隔離輸出狀態(tài)指示LED浪涌（過壓）保護(hù)MOSFET開關(guān)輸出據(jù)CPU226DC/DC/DC，6ES7216-2AD23-0XB0，Q0.2~Q0.7輸出，實(shí)測所得-CA-12V-RA1+3.3V+5V-RA2-RA41M4.2.1數(shù)字量I/O模塊S7-200系列PLC交流DO電路形式53-PG-RA1負(fù)載Q0.00L-RA1-CA-KF1-RA2-QAN三端雙向可控硅開關(guān)輸出三端雙向可控硅（晶閘管）光電耦合器隔離輸出狀態(tài)指示LED浪涌（過壓）保護(hù)4.2.1數(shù)字量I/O模塊S7-200系列PLC繼電器DO電路形式54-PG負(fù)載Q0.01L(+)-RA1-KF1N(-)內(nèi)部電路輸出繼電器開關(guān)+隔離繼電器輸出輸出狀態(tài)指示LED教材第99頁圖4-14不符合實(shí)際情況。4.2.1數(shù)字量I/O模塊S7-200系列PLC之DO模塊使用注意事項(xiàng)負(fù)載電流不要超過PLC之DO模塊輸出的額定電流。如果驅(qū)動(dòng)的是電感性負(fù)載（如繼電器、接觸器、電磁鐵線圈等），應(yīng)該注意的是由于繼電器型輸出既可以連接直流負(fù)載，又可以連接交流負(fù)載，因而沒有內(nèi)部保護(hù)，此時(shí)需要在負(fù)載兩端并聯(lián)浪涌（過電壓）保護(hù)器件，以防損壞PLC之DO開關(guān)器件。直流和交流輸出有內(nèi)部保護(hù)，一般可以不用外加保護(hù)，但有些情況需要（如線圈前有觸點(diǎn)等開關(guān)器件的情況）。55齊納二極管直流輸出選8.2V繼電器輸出選36V如1N4001二極管負(fù)載Qx.x二極管保護(hù)關(guān)斷速度較慢負(fù)載Qx.x二極管+齊納二極管關(guān)斷速度快交流輸出-交流感性負(fù)載直流感性負(fù)載U-RA負(fù)載Qx.x壓敏電阻保護(hù)-RA-CA負(fù)載Qx.x100~120Ω0.1μF阻容吸收保護(hù)4.2.1數(shù)字量I/O模塊S7-200系列PLC之DO電路接線形式564.2.1數(shù)字量I/O模塊3.數(shù)字量輸入/輸出模塊EM223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)，這種模塊稱為組合模塊或輸入輸出模塊。數(shù)字量輸入輸出模塊的輸入電路及輸出電路的類型與上述介紹的相同。57DC輸入/DC輸出DC輸入/RELAY輸出4.2.2模擬量I/O模塊模擬量I/O模塊：模擬量輸入模塊EM231，4或8路輸入×12位；模擬量輸出模塊EM232，2或4路輸出×12位；模擬量輸入輸出模塊EM235，4路輸入，1路輸出。584.2.2模擬量I/O模塊模擬量I/O模塊：模擬量輸入模塊EM231，4或8路輸入×12位594.2.2模擬量I/O模塊模擬量I/O模塊：模擬量輸出模塊EM232，2或4路輸出×12位；604.2.2模擬量I/O模塊模擬量I/O模塊：模擬量輸入輸出模塊EM235，4路輸入，1路輸出。614.2.2模擬量I/O模塊模擬量輸入單元模擬量輸入單元的作用是將模擬量輸入信號轉(zhuǎn)換成CPU可處理的數(shù)字信號，供進(jìn)一步處理。模擬量輸入信號可以是電壓或電流，在選型時(shí)要考慮輸入信號的范圍以及系統(tǒng)要求的A/D轉(zhuǎn)換精度（由ADC位數(shù)決定）、轉(zhuǎn)換速度等因素。628通道模擬輸入單元原理框圖內(nèi)部電路光耦隔離A/D轉(zhuǎn)換器...

CH0

CH1

CH7

多路開關(guān)濾波4.2.2模擬量I/O模塊模擬量輸出單元模擬量輸出單元的作用是將PLC運(yùn)算處理過的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號輸出。模擬量輸出單元的主要技術(shù)指標(biāo)包括輸出信號形式(電壓或電流)、輸出信號范圍(如0~20mA，0~10V等)、極性（單極、雙極）、分辨率、轉(zhuǎn)換速度等，要結(jié)合實(shí)際用途選型。63模擬量輸出單元原理框圖內(nèi)部電路光耦隔離D/A轉(zhuǎn)換信號驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場設(shè)備4.2.2模擬量I/O模塊1.模擬量輸入模塊EM231EM231具有4或8路AI通道，A/D輸出12位。每個(gè)通道占有存儲(chǔ)器AI區(qū)域2個(gè)字節(jié)，數(shù)據(jù)格式（左對齊）如下。電壓輸入范圍（由撥碼開關(guān)選擇）：單極性0～10V/0～5V（數(shù)字量范圍0～32000）雙極性-5～+5V/-2.5～+2.5V（數(shù)字量范圍-32000～+32000）電流輸入范圍：0～20mA（數(shù)字量范圍0～+32000）。模擬量到數(shù)字量的最大轉(zhuǎn)換時(shí)間：<250μs。64(11位+1位符號位)4.2.2模擬量I/O模塊2.模擬量輸出模塊EM232EM232具有2個(gè)AO通道。每個(gè)輸出通道占用存儲(chǔ)器AQ區(qū)域2個(gè)字節(jié)，數(shù)據(jù)格式（左對齊）如下。滿量程分別，分辨率：11位。輸出信號的范圍：電壓輸出：-10～+10V（數(shù)字量范圍-32000～+32000）電流輸出：0～20mA（數(shù)字量范圍0～+32000）電壓輸出的建立時(shí)間：100μs電流輸出的建立時(shí)間：2ms。654.2.2模擬量I/O模塊3.模擬量輸入輸出模塊EM235EM235具有4個(gè)AI通道、1個(gè)AO通道。電壓/電流輸入范圍（由撥碼開關(guān)選擇）：單極性：0～10V；0～5V；0～1V；0～500mV；0～100mV；0～50mV；0～20mA雙極性：-10～+10V；-5～+5V；-2.5～+2.5V；-1～+1V；-500～+500mV；-250～+250mV；-100～+100mV；-50～+50mV；-25～+25mV其它參數(shù)分別同EM231和EM232。664.2.3智能模塊為了滿足更加復(fù)雜的控制功能的需要，S7-200PLC還有多種智能模塊供選擇，以適應(yīng)工業(yè)控制的多種需求。智能模塊有自己的CPU、存儲(chǔ)器、I/O單元等。67熱電偶輸入模塊4.2.3智能模塊智能模塊有：溫度傳感器模塊（模擬輸入模塊）熱電偶模塊EM231（4輸入，8輸入)熱電阻模塊EM231（2輸入，4輸入）位置控制模塊EM253稱重模塊SIWAREXMS通信模塊EM277PROFIBUSDP模塊（1個(gè)RS485通信接口）CP243-2AS-i接口主站模塊（AS-i接口）EM241調(diào)制解調(diào)器模塊（電話線連接）SINAUTMD720-3模塊（GPRS/GSM調(diào)制解調(diào)器）CP243-1以太網(wǎng)模塊/CP243-1IT因特網(wǎng)模塊684.2.3智能模塊69TD400CCPU222CNSIWAREXMS顯示器100.00PCSIWATOOLMSSIEMENSSIWAREX稱重傳感器√液位測量√容器和料斗填充√生產(chǎn)過程中檢查商品重量√力的測量4.3S7-200PLC的系統(tǒng)配置4.3.1S7-200PLC的基本配置4.3.2S7-200PLC的擴(kuò)展配置4.3.3

內(nèi)部電源的負(fù)載能力704.3.1S7-200PLC的基本配置S7-200PLC任一型號的主機(jī)，都可單獨(dú)構(gòu)成基本配置，作為一個(gè)獨(dú)立的控制系統(tǒng)，S7-200CPU22X系列產(chǎn)品的基本配置見前面的表格。S7-200PLC各型號主機(jī)的I/O配置是固定的，它們具有固定的I/O地址。S7-200CPU22X系列產(chǎn)品的I/O配置及地址分配見下頁表。71返回4.3.1S7-200PLC的基本配置表4-2部分S7-200CPU22X系列PLC的I/O配置及地址分配項(xiàng)目CPU221CPU222CPU224CPU224XPCPU226本機(jī)DI地址分配6輸入I0.0~I0.58輸入I0.0~I0.714輸入I0.0~I0.7I1.0~I1.514輸入I0.0~I0.7I1.0~I1.524輸入I0.0~I0.7I1.0~I1.7I2.0~I2.7本機(jī)DO地址分配4輸出Q0.0~Q0.36輸出Q0.0~Q0.510輸出Q0.0~Q0.7Q1.0~Q1.110輸出Q0.0~Q0.7Q1.0~Q1.116輸出Q0.0~Q0.7Q1.0~Q1.7本機(jī)AI/AO無無無2/1無擴(kuò)展模塊數(shù)量無2個(gè)模塊7個(gè)模塊7個(gè)模塊7個(gè)模塊724.3.1S7-200PLC的基本配置CPU模塊CPU供電數(shù)字量輸入數(shù)字量輸出通訊口AIAOCPU221DC/DC/DCDC24V6×24VDC4×24VDC1否否CPU221AC/DC/RLYAC120~240V6×24VDC4×繼電器1否否CPU222DC/DC/DCDC24V8×24VDC6×24VDC1否否CPU222AC/DC/RLYAC120~240V8×24VDC6×繼電器1否否CPU224DC/DC/DCDC24V14×24VDC10×24VDC1否否CPU224AC/DC/RLYAC120~240V14×24VDC10×繼電器1否否CPU224XPDC/DC/DCDC24V14×24VDC10×24VDC221CPU224XPAC/DC/RLYAC120~240V14×24VDC10×繼電器221CPU224XPsiDC/DC/DCDC24V14×24VDC10×24VDC221CPU226DC/DC/DCDC24V24×24VDC16×24VDC2否否CPU226AC/DC/RLYAC120~240V24×24VDC16×繼電器2否否734.3.2S7-200PLC的擴(kuò)展配置允許主機(jī)所帶擴(kuò)展模塊的數(shù)量：各類主機(jī)可帶擴(kuò)展模塊的數(shù)量是不同的。數(shù)字量I/O映像區(qū)的大小128個(gè)輸入映像寄存器（I0.0～I(xiàn)15.7）128個(gè)輸出映像寄存器（Q0.0～Q15.7）最大I/O配置不能超過此區(qū)域。數(shù)字量I/O總是以8點(diǎn)（1個(gè)字節(jié)）遞增的方式來分配空間。模擬量I/O映像區(qū)的大?。篊PU221：無；CPU222：16入/16出CPU224/224XP/224XPsi/226：32入/32出模擬量的最大I/O配置不能超出此區(qū)域。模擬量I/O總是以2點(diǎn)（4個(gè)字節(jié)）遞增的方式來分配空間。744.3.2S7-200PLC的擴(kuò)展配置舉例：現(xiàn)選用CPU226模塊作為主機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)的I/O配置，如表所示。75【注意】因數(shù)字量I/O以字節(jié)為單位分配地址空間，所以輸入地址I4.4～I(xiàn)4.7、輸出地址Q2.4～Q2.7的空間丟失，且不能分配給I/O鏈中的后續(xù)的數(shù)字量I/O模塊。同理，因模擬量I/O以4字節(jié)遞增的方式分配地址空間，所以AQW2地址空間丟失，且不能分配給I/O鏈中的后續(xù)模擬量I/O模塊。主機(jī)擴(kuò)展模塊0擴(kuò)展模塊1擴(kuò)展模塊2擴(kuò)展模塊3CPU22624DI/16DOEM2218DIEM2234DI/4DOEM2354AI/1AOEM2354AI/1AOI0.0~I2.7Q0.0~Q1.7I3.0~I3.7I4.0/Q2.0AIW0/AQW0AIW8/AQW4I4.1/Q2.1AIW2AIW10I4.2/Q2.2AIW4AIW12I4.3/Q2.3AIW6AIW144.3.3內(nèi)部電源的負(fù)載能力PLC內(nèi)部DC+5V電源的負(fù)載能力：S7-200PLC內(nèi)部電源單元提供的DC+5V電源為CPU模塊和擴(kuò)展模塊提供工作電源。擴(kuò)展模塊的DC+5V電源的電流需求不能超過PLC內(nèi)部電源單元能提供的電流值（CPU222：340mA；CPU224：660mA；CPU226：1000mA）。PLC內(nèi)部DC+24V電源的負(fù)載能力：S7-200每一個(gè)CPU模塊都有一個(gè)DC+24V傳感器電源。它可以作為CPU模塊和擴(kuò)展模塊直流輸入信號的電源。使用時(shí)應(yīng)注意該DC24V電源的負(fù)載能力（CPU222：180mA；CPU224：280mA；CPU226：400mA）。使用時(shí)，若需用戶提供外部電源（DC24V）的話，應(yīng)注意電源的接法：主機(jī)的傳感器電源與用戶提供的外部DC+24V電源不能采用并聯(lián)連接，可以把它們的公共端（M端）連接起來。764.3.2S7-200PLC的擴(kuò)展配置舉例：系統(tǒng)由一塊CPU224CNAC/DC/RLY模塊、2塊EM221DI16×24VDC模塊、3塊EM222DO8×繼電器構(gòu)成，試校核CPU的供電能力是否足夠。【提示1】繼電器輸出需要DC24V電源給繼電器線圈供電，所以繼電器輸出模塊需要外部提供DC24V電源。但CPU單元已經(jīng)為內(nèi)部輸出繼電器線圈的驅(qū)動(dòng)分配了所需要的電源，所以在計(jì)算電源定額時(shí)無需包括CPU內(nèi)部輸出繼電器線圈的電源需求?！咎崾?】直流或交流數(shù)字輸出內(nèi)部驅(qū)動(dòng)由背板總線供電，所以計(jì)算電源定額時(shí)不需要單獨(dú)考慮。774.3.2S7-200PLC的擴(kuò)展配置舉例：系統(tǒng)由一塊CPU224CNAC/DC/RLY模塊、2塊EM221DI16×24VDC模塊、3塊EM222DO8×繼電器構(gòu)成，試校核CPU的供電能力是否足夠?！咎崾?】CPU模塊也要為擴(kuò)展模塊提供5VDC電源。如果擴(kuò)展模塊的5VDC電源需求超出了CPU模塊的供電能力，或者更換供電能力更大的CPU模塊，或者減少擴(kuò)展模塊，直到需求在CPU供電能力之內(nèi)才行。5VDC電源需求無法由外部電源提供?！咎崾?】輸入和驅(qū)動(dòng)輸出繼電器線圈等需要的24VDC電源可以由外部電源供電。784.3.2S7-200PLC的擴(kuò)展配置計(jì)算結(jié)果表明：CPU224CN的+5VDC供電能力足夠，但+24VDC供電能力不足（缺120mA），需要外加+24VDC電源。79+5VDC+24VDCCPU224CN供電能力660mA280mACPU224CN輸入需要的電流每點(diǎn)需4mA14×4=56mA2塊EM221需要的電流每塊需70mA2×70=140mA每點(diǎn)需4mA2×16×4=128mA3塊EM222需要的電流每塊需40mA3×40=120mA每點(diǎn)需9mA3×8×9=216mA合計(jì)需要260mA400mA4.4

STEP7-Micro/WIN開發(fā)環(huán)境簡介4.4.1系統(tǒng)要求4.4.2硬件連接4.4.3設(shè)置和修改PLC通信參數(shù)4.4.4軟件功能與界面4.4.5程序來源4.4.6程序的調(diào)試及運(yùn)行監(jiān)控80STEP7-Micro/WIN簡介STEP7-Micro/WIN是用于S7-200系列PLC編程的軟件。它具有PLC程序編輯、編譯、調(diào)試、下載、上載以及系統(tǒng)組態(tài)等若干功能。81STEP7-Micro/WIN簡介824.1系統(tǒng)要求S7-200系列PLC編程的軟件隨著PC機(jī)的發(fā)展而改進(jìn)。早期的DOS版本STEP7-Micro/DOS，2001年停止。Windows版本STEP7Micro/WIN16位版（適用于Windows95、NT等，2001年停止）32位版（適用于Windows95之后的操作系統(tǒng)）STEP7Micro/WIN目前的最高版本是4.0.9.25（SP9），適用的操作系統(tǒng)包括WindowsXP（SP3）Windows732/64bit（到SP1）經(jīng)實(shí)測在Windows1064bit操作系統(tǒng)下也能正常使用。后面介紹的內(nèi)容以4.0.9.25版本為基礎(chǔ)834.1系統(tǒng)要求STEP7Micro/WIN各版本與Windows操作系統(tǒng)兼容性列表。84C=兼容；IC=不兼容；*=未經(jīng)過測試。2013年2月25日軟件安裝STEP7-Micro/WIN可安裝在普通的個(gè)人計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ玫奈鏖T子PLC編程設(shè)備(PG)上。（PG是一種專用于工業(yè)環(huán)境的特殊設(shè)計(jì)的緊湊型個(gè)人計(jì)算機(jī)，專門為SIMATIC

PLC的編程而配備。）計(jì)算機(jī)的軟硬件系統(tǒng)應(yīng)該滿足最低要求。STEP7-Micro/WINV4.0SP9編程軟件的安裝和普通的Windows應(yīng)用程序安裝方法大致相同。STEP7-Micro/WINV4.0SP9支持的語言包括：德文、英文、法文、西班牙文、意大利文、中文、朝鮮文。安裝過程中選擇你想使用的語種。安裝完成后，可以通過工具>選項(xiàng)>常規(guī)，切換到所需要的語種。85軟件安裝通過“工具>選項(xiàng)>常規(guī)”，切換到所需要的語種。864.4.2硬件連接個(gè)人計(jì)算機(jī)與S7-200的通訊連接方法：采用PC/PPI電纜直接連接：最常用和最經(jīng)濟(jì)的方式RS232/PPI多主站電纜（內(nèi)置RS232/RS485轉(zhuǎn)換器）USB/PPI多主站電纜（內(nèi)置USB/RS485轉(zhuǎn)換器）采用通訊處理器連接：CP5512：PC-Card，MPI/PROFIBUS（早期產(chǎn)品CP5511，西門子已于2006年停止供貨）CP5621：PCI，MPI/PROFIBUS（早期產(chǎn)品CP5611，西門子已于2010年停止供貨；CP5611A2等仍供貨）CP5711：USB，MPI/PROFIBUS（早期產(chǎn)品CP5512）通過調(diào)制解調(diào)器連接：可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通訊采用工業(yè)以太網(wǎng)卡連接：可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通訊874.4.2硬件連接RS232/PPI多主站電纜88智能RS232/PPI多主站電纜4.4.2硬件連接USB/PPI多主站電纜89智能USB/PPI多主站電纜4.4.2硬件連接通訊處理器CP5512：PC-Card，MPI/PROFIBUS904.4.2硬件連接通訊處理器CP5621：PCI，MPI/PROFIBUS91CP56214.4.2硬件連接通訊處理器CP5711：USB，MPI/PROFIBUS924.4.2硬件連接采用PC/PPI電纜直接連接93DIP開關(guān)中用開關(guān)1、2、3設(shè)定波特率，開關(guān)4、5設(shè)置幀模式。

RS232/PPI電纜直接連接4.4.2硬件連接采用PC/PPI電纜直接連接94USB/PPI電纜直接連接設(shè)置PG/PC接口軟件及硬件成功安裝完后，還需要在STEP7Micro/WIN中進(jìn)行與通訊有關(guān)的參數(shù)設(shè)置：鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊“設(shè)置PG/PC接口”，彈出對話框。選擇通訊連接類型。設(shè)置接口屬性。步驟參見后續(xù)幾頁圖?！咀ⅰ繉⑾到y(tǒng)塊下載到PLC中，設(shè)置的參數(shù)才能生效。95設(shè)置PG/PC接口鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊“設(shè)置PG/PC接口”，彈出對話框（見下一頁圖）。96設(shè)置PG/PC接口在彈出的對話窗口中選擇通訊連接類型，如“PC/PPIcable(PPI)”。97設(shè)置PG/PC接口左鍵點(diǎn)擊“屬性”按鈕，彈出對話窗口如下。選擇傳輸率等參數(shù)，選擇本地連接接口（PC機(jī)端接口）。98與S7-200建立通訊建立與S7-200CPU的在線聯(lián)系，具體步驟如下：點(diǎn)擊“通訊”圖標(biāo)，彈出通訊對話框；在通訊對話框中雙擊“雙擊刷新”圖標(biāo)。STEP7-Micro/WIN搜尋并顯示所連接的S7-200站的CPU圖標(biāo)。選擇S7-200站并點(diǎn)擊“確認(rèn)”。如果STEP7-Micro/WIN未能找到S7-200CPU，請核對通訊參數(shù)設(shè)置并重復(fù)以上步驟。建立與S7-200的通訊之后，就可以上載、下載、調(diào)試程序。99與S7-200建立通訊在通訊對話框中雙擊“雙擊刷新”圖標(biāo)。STEP7-Micro/WIN搜尋并顯示所連接的S7-200站的CPU圖標(biāo)。100與S7-200建立通訊選擇S7-200站并點(diǎn)擊“確認(rèn)”。1014.4.3設(shè)置和修改PLC通信參數(shù)利用軟件檢查、設(shè)置和修改PLC的通信參數(shù)的具體步驟如下：首先打開系統(tǒng)塊對話框；接著設(shè)置和修改PLC的通信參數(shù)。具體操作是單擊“通訊口”選項(xiàng)卡，檢查各參數(shù)確認(rèn)無誤后單擊“確認(rèn)”。最后參數(shù)下載。具體操作是單擊工具條中的“下載”按鈕，即可把設(shè)置好的參數(shù)下載到PLC主機(jī)上?？梢酝ㄟ^主菜單“PLC”>“信息(I)”選項(xiàng)來了解所使用的PLC的相關(guān)信息。1024.4.3設(shè)置和修改PLC通信參數(shù)單擊“通訊端口”選項(xiàng)卡1036.1.6設(shè)置和修改PLC通信參數(shù)設(shè)置和修改PLC的通信參數(shù)，檢查各參數(shù)確認(rèn)無誤后單擊“確認(rèn)”。1046.1.6設(shè)置和修改PLC通信參數(shù)通過主菜單“PLC”>“信息(I)”選項(xiàng)來了解所使用的PLC的相關(guān)信息。1054.4.4軟件功能與界面基本功能主界面各部分功能系統(tǒng)組態(tài)106基本功能STEP7-Micro/WIN的基本功能是協(xié)助用戶完成應(yīng)用程序開發(fā)的任務(wù)，包括：創(chuàng)建和編輯用戶程序（支持LAD、FBD和STL程序）編譯用戶程序上載、下載用戶程序調(diào)試和監(jiān)控用戶程序組態(tài)以及PLC設(shè)置編程向?qū)У葎?chuàng)建、編輯、編譯用戶程序可以在離線和聯(lián)機(jī)方式方式下進(jìn)行。上載、下載、調(diào)試和監(jiān)控用戶程序等需要在聯(lián)機(jī)方式下進(jìn)行。（也可以利用第三方仿真調(diào)試軟件脫機(jī)進(jìn)行。）聯(lián)機(jī)方式是指編程計(jì)算機(jī)與PLC建立通訊連接，允許兩者之間做直接通信。107主界面各部分功能軟件主界面外觀及各部分功能108導(dǎo)航欄指令樹菜單欄工具欄狀態(tài)表數(shù)據(jù)塊符號表交叉引用程序編輯器局部變量表狀態(tài)欄輸出窗口POU標(biāo)簽主界面各部分功能導(dǎo)航欄：顯示編程特性的按鈕控制群組?！安榭础保x擇該類別，顯示程序塊、符號表，狀態(tài)圖，數(shù)據(jù)塊，系統(tǒng)塊，交叉引用、通信及設(shè)置PG/PC接口的按鈕控制。“工具”—選擇該類別，顯示指令向?qū)?、文本顯示向?qū)?、位置控制向?qū)?、EM253控制面板、調(diào)制解調(diào)器擴(kuò)展向?qū)?、以太網(wǎng)向?qū)?、AS-i向?qū)?、因特網(wǎng)向?qū)?、配方向?qū)А?shù)據(jù)記錄向?qū)?、PID調(diào)節(jié)控制面板、S7-200Explorer及TDKeypadDesigner的按鈕控制。注釋：當(dāng)導(dǎo)航欄包含的對象因?yàn)楫?dāng)前窗口大小無法完全顯示時(shí)，導(dǎo)航欄顯示滾動(dòng)按鈕，使您能向上或向下移動(dòng)至其他對象。109主界面各部分功能指令樹提供所有項(xiàng)目對象和為當(dāng)前程序編輯器（LAD、FBD或STL）提供的所有指令的樹型視圖。您可以用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊樹中“項(xiàng)目”部分的文件夾，插入附加程序組織單元（POU）；您可以用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊單個(gè)POU，打開、刪除、編輯其屬性表，用密碼保護(hù)或重命名子程序及中斷例行程序。您可以用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊樹中“指令”部分的一個(gè)文件夾或單個(gè)指令，以便隱藏整個(gè)樹。您一旦打開指令文件夾，就可以拖放單個(gè)指令或雙擊，按照需要自動(dòng)將所選指令插入程序編輯器窗口中的光標(biāo)位置。您可以將指令拖放在“偏好”文件夾中，排列經(jīng)常使用的指令。110主界面各部分功能菜單欄允許您使用鼠標(biāo)或鍵擊執(zhí)行操作。您可以定制“工具”菜單，在該菜單中增加自己的工具。工具欄為最常用的STEP7-Micro/WIN操作提供便利的鼠標(biāo)訪問。您可以定制每個(gè)工具條的內(nèi)容和外觀。輸出窗口在編譯程序時(shí)提供信息。當(dāng)輸出窗口列出程序錯(cuò)誤時(shí)，可雙擊錯(cuò)誤信息，會(huì)在程序編輯器窗口中顯示適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)。當(dāng)您編譯程序或指令庫時(shí)，提供信息。當(dāng)輸出窗口列出程序錯(cuò)誤時(shí)，您可以雙擊錯(cuò)誤信息，會(huì)在程序編輯器窗口中顯示適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)。狀態(tài)條提供在STEP7-Mic