第4章 S7-200可編程序控制器

第4章S7-200可編程序控制器4.1S7-200PLC系統(tǒng)基本組成4.2S7-200PLC的主要性能4.3S7-200PLC的存儲(chǔ)區(qū)域4.4S7-200PLC的尋址方式本章學(xué)習(xí)目的本章以西門子公司生產(chǎn)的S7-200系列小型可編程序控制器為例，介紹具體型號(hào)的PLC，內(nèi)容包括：l

S7-200可編程序控制器的系統(tǒng)組成l

編程元件及程序知識(shí)l

存儲(chǔ)區(qū)域l

尋址方式返回本章首頁(yè)4.1S7-200PLC系統(tǒng)基本組成4.1.1基本單元4.1.2個(gè)人計(jì)算機(jī)或編程器4.1.3STEP7-Micro/WIN32編程軟件4.1.4通信電纜4.1.5人機(jī)界面4.1.6擴(kuò)展模塊以及功能模塊返回本章首頁(yè)4.1

S7-200PLC系統(tǒng)基本組成德國(guó)的西門子（SIEMENS）公司是歐洲最大的電子和電氣設(shè)備制造商，生產(chǎn)的SIMATIC可編程序控制器在歐洲處于領(lǐng)先地位。其第一代可編程序控制器是1975年投放市場(chǎng)的SIMATICS3系列的控制系統(tǒng)。在1979年，微處理器技術(shù)被應(yīng)用到可編程序控制器中，產(chǎn)生了SIMATICS5系列，取代了S3系列，之后在20世紀(jì)末又推出了S7系列產(chǎn)品。最新的SIMATIC產(chǎn)品為SIMATICS7、M7和C7等幾大系列。返回本章首頁(yè)從CPU模塊的功能來看，SIMATICS7-200系列小型可編程序控制器發(fā)展至今，大致經(jīng)歷了兩代：第一代產(chǎn)品其CPU模塊為CPU21X，主機(jī)都可進(jìn)行擴(kuò)展，它具有四種不同結(jié)構(gòu)配置的CPU單元：CPU212，CPU214，CPU215和CPU216，對(duì)第一代PLC產(chǎn)品不再作具體介紹。第二代產(chǎn)品其CPU模塊為CPU22X，是在21世紀(jì)初投放市場(chǎng)的，速度快，具有較強(qiáng)的通信能力。它具有四種不同結(jié)構(gòu)配置的CPU單元：CPU221，CPU222，CPU224和CPU226，除CPU221之外，其他都可加擴(kuò)展模塊。4.1系統(tǒng)基本構(gòu)成

SIMATICS7-200系統(tǒng)由硬件和工業(yè)軟件兩大部分構(gòu)成，如圖3.1所示。圖4.1S7-200PLC系統(tǒng)組成系統(tǒng)基本構(gòu)成1.硬件（1）基本單元（2）擴(kuò)展單元（3）特殊功能模塊（4）相關(guān)設(shè)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(shè)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(biāo)準(zhǔn)工具、工程工具、運(yùn)行軟件和人機(jī)接口等幾大類構(gòu)成。返回本節(jié)4.1.1基本單元

1.各CPU介紹及I/O系統(tǒng)（1）主機(jī)外形SIMATICS7-200系統(tǒng)CPU22X系列PLC主機(jī)（CPU模塊）的外形如圖3.2所示：圖4.2S7-200主機(jī)外形（2）基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)輸出信號(hào)類型電源輸出基本I/O存儲(chǔ)安全高速反應(yīng)模擬電位器實(shí)時(shí)時(shí)鐘輸入輸出可擴(kuò)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(hào)如表3.1所示。表4.1

CPU型號(hào)SIMATICS7-200系統(tǒng)CPU22X系列PLC主機(jī)及I/O特性如表3.2所示。表4.2主機(jī)及I/O特性4.1.2個(gè)人計(jì)算機(jī)或編程器個(gè)人計(jì)算機(jī)或編程器裝上STEP7-Micro/WIN32編程軟件后，即可供用戶進(jìn)行程序的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)控。

要求個(gè)人計(jì)算機(jī)的最低配置：Windows95、Windows98、WindowsME或者Windows2000等操作系統(tǒng)；IBM486以上兼容機(jī)，內(nèi)存8MB以上，VGA顯示器，至少50MB以上硬盤空間，Windows支持的鼠標(biāo)。4.1.3STEP7-Micro/WIN32編程軟件STEP7-Micro/WIN32編程軟件是基于Windows的應(yīng)用軟件，它支持32位Windows95、Windows98和WindowsME或者Windows2000等使用環(huán)境。它的基本功能是創(chuàng)建、編輯、調(diào)試用戶程序、系統(tǒng)組態(tài)等。4.1.4通信電纜通信電纜是PLC用來與個(gè)人計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)通信的，它可以用PC/PPI電纜；使用通信處理器時(shí)，可用多點(diǎn)接口電纜（MPI）電纜；使用MPI卡時(shí)，可以用MPI卡專用的通信電纜。4.1.5人機(jī)界面人機(jī)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(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)整和控制的任務(wù)。操作員面板和觸摸屏的基本功能是過程狀態(tài)和過程控制的可視化。文本顯示器的基本功能是文本信息顯示和實(shí)施操作，在操作系統(tǒng)中可以設(shè)定和修改參數(shù)?？删幊痰?個(gè)功能鍵可以作為控制鍵，文本顯示器還能擴(kuò)展PLC的輸入和輸出端子數(shù)。4.1.6擴(kuò)展模塊以及功能模塊●功能模塊擴(kuò)展當(dāng)需要完成某些特殊功能的控制系統(tǒng)，CPU主機(jī)可以擴(kuò)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(diào)制解調(diào)器模塊等?！馡/O點(diǎn)數(shù)擴(kuò)展S7-200PLC的CPU所提供的本機(jī)I/O點(diǎn)和I/O地址是固定的，進(jìn)行擴(kuò)展時(shí)，可以在CPU右邊連接多個(gè)擴(kuò)展模塊，每個(gè)擴(kuò)展模塊的組態(tài)地址編號(hào)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(diǎn)的模塊在鏈中按與主機(jī)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(hào)。4.2S7-200系列PLC的主要技術(shù)性能4.2.1一般性能4.2.2．輸入特性4.2.3輸出特性4.2.4擴(kuò)展單元的主要技術(shù)特性4.2.1一般性能表4-3S7-200CPU224一般性能電源電壓DC24V，AC100~230V環(huán)境溫度、濕度水平安裝0~550C，垂直安裝0~450C，5~95%大氣壓860~1080hPa保護(hù)等級(jí)IP20到IEC529輸出給傳感器的電壓DC24V（20.4-28.8V）輸出給傳感器的電流280mA，電子式短路保護(hù)（600mA）4.2.2輸入特性表4-4S7-200CPU224輸入特性類型源型或匯型輸入電壓DC24V，“1信號(hào)”：14-35A，“0信號(hào)”：0-5A，隔離光耦隔離，6點(diǎn)和8點(diǎn)輸入電流“1信號(hào)”：最大4mA輸入延遲（額定輸入電壓）所有標(biāo)準(zhǔn)輸入：全部0.2-12.8ms（可調(diào)節(jié)）中斷輸入：（I0.0-0.3）0.2-12.8ms（可調(diào)節(jié)）高速計(jì)數(shù)器：（I0.0-0.5）最大30kHz4.2.3輸出特性表4-6S7-200CPU224的輸出特性類型晶體管輸出型繼電器輸出型額定負(fù)載電壓DC24V（20.4-28.8V）DC24V（4-30V）AC24-230V（20-250V）輸出電壓“1信號(hào)”：最小DC20VL+/L-隔離光耦隔離，5點(diǎn)繼電器隔離，3點(diǎn)和4點(diǎn)最大輸出電流“1信號(hào)”：0.75A“1信號(hào)”：2A最小輸出電流“0信號(hào)”：10μsA“0信號(hào)”：0mA輸出開關(guān)容量阻性負(fù)載：0.75A燈負(fù)載：5W阻性負(fù)載：2A燈負(fù)載：DC30W，AC200W4.2.4擴(kuò)展單元的主要技術(shù)特性（1）輸入/輸出擴(kuò)展模塊S7-200CPU上已經(jīng)集成了一定數(shù)量的數(shù)字量I/O點(diǎn)，但如用戶需要多于CPU單元I/O點(diǎn)時(shí)，必須對(duì)系統(tǒng)做必要的擴(kuò)展。CPU221無I/O擴(kuò)展能力，CPU222最多可連接2個(gè)擴(kuò)展模塊（數(shù)字量或模擬量），而CPU224和