其它考試S7-200可編

PLC著名品牌中國PLC市場的世界十大廠家：美國A－B公司（Allen－Bradley）德國西門子公司（Siemens）美國GE－Fanuc公司美國的莫迪康（Modicon）和法國的TE電器公司日本歐姆公司（OMRON）日本三菱電機株式會社（MITSUBISHI）日本富士電機株式會社（FujiElectric）日本東芝公司（TOSHIBA）日本的光洋電子（KOYO）和中國的華光電子(CKE）韓國LG公司法國施耐德公司第3章S7-200可編程序控制器

3.1

S系列PLC發(fā)展概述3.2

S7-200PLC系統(tǒng)組成3.3編程元件及程序知識3.4相關(guān)設(shè)備3.5工業(yè)軟件本章學(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，介紹具體型號的PLC，內(nèi)容包括：l

S系列PLC發(fā)展概述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l

相關(guān)設(shè)備l

常用工業(yè)軟件返回本章首頁3.1

S系列PLC發(fā)展概述

德國的西門子（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3.2

S7-200PLC系統(tǒng)組成

3.2.1系統(tǒng)基本構(gòu)成3.2.2主機結(jié)構(gòu)3.2.3掃描周期及工作方式3.2.4輸入輸出擴展3.2.5主機性能指標(biāo)返回本章首頁從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，主機都可進行擴展，它具有四種不同結(jié)構(gòu)配置的CPU單元：CPU212，CPU214，CPU215和CPU216，對第一代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)初投放市場的，速度快，具有較強的通信能力。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，其他都可加擴展模塊。3.2.1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3.1

S7-200PLC系統(tǒng)組成系統(tǒng)基本構(gòu)成1.硬件（1）基本單元（2）擴展單元（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、運行軟件和人機接口等幾大類構(gòu)成。返回本節(jié)3.2.2主機結(jié)構(gòu)

1.各CPU介紹及I/O系統(tǒng)（1）主機外形SIMATICS7-200系統(tǒng)CPU22X系列PLC主機（CPU模塊）的外形如圖3.2所示：圖3.2

S7-200主機外形（2）基本結(jié)構(gòu)特點輸出信號類型電源輸出基本I/O存儲安全高速反應(yīng)模擬電位器實時時鐘輸入輸出可擴展性SIMATICS7-200系統(tǒng)CPU22X系列PLC主機及I/O特性如表3.2所示。表3.2主機及I/O特性2.存儲系統(tǒng)（1）存儲系統(tǒng)（2）存儲器及使用（3）存儲安全圖3.3存儲系統(tǒng)表3.3存儲容量（2）存儲器及使用上裝和下裝用戶程序定義存儲器保持范圍用程序永久保存數(shù)據(jù)存儲器卡的使用（3）存儲安全1）主機CPU模塊內(nèi)部配備的EEPROM，上裝程序時，可自動裝入并永久保存用戶程序、數(shù)據(jù)和CPU的組態(tài)數(shù)據(jù)。2）用戶可以用程序?qū)⒋鎯υ赗AM中的數(shù)據(jù)備份到EEPROM存儲器。3）主機CPU提供一個超級電容器，可使RAM中的程序和數(shù)據(jù)在斷電后保持幾天之久。4）CPU提供一個可選的電池卡，可在斷電后超級電容器中的電量完全耗盡時，繼續(xù)為內(nèi)部RAM存儲器供電，以延長數(shù)據(jù)所存的時間。5）可選的存儲器卡可使用戶像使用計算機磁盤一樣來方便地備份和裝載程序和數(shù)據(jù)。返回本節(jié)3.2.3掃描周期及工作方式

1.掃描周期2.工作方式3.改變CPU工作方式的方法圖3.4

CPU的掃描周期1.掃描周期

（1）輸入處理（2）執(zhí)行程序（3）處理通信請求（4）執(zhí)行CPU自診斷測試（5）寫數(shù)字輸出2.工作方式

（1）STOP方式（2）RUN方式3.改變CPU工作方式的方法

1）用PLC上的方式開關(guān)來手動切換，方式開關(guān)有3個擋位。2）用STEP7-Micro/Win32編程軟件，應(yīng)首先把主機的方式開關(guān)置于TERM或RUN位置，然后在此軟件平臺用鼠標(biāo)單擊STOP和RUN方式按鈕即可。3）在用戶程序中用指令由RUN方式轉(zhuǎn)換到STOP方式，前提是程序邏輯允許中斷程序的執(zhí)行。返回本節(jié)

全系列CPU--滿足不同要求CPU221CPU222CPU224CPU226CPU226XM

CPU221:數(shù)字量10點CPU222:40入/38出=78數(shù)字量模擬量8入或4出或8入/2出CPU224:94入/74出=168數(shù)字量模擬量28入或14出或28入/7出CPU226(XM):128入/120出=248數(shù)字量模擬量28入或14出或28入/7出

強大靈活的擴展能力最大7個模塊最大7個模塊最大2個模塊無擴展能力設(shè)備連接

圖3.5

I/O擴展示意圖

扁平電纜的連接方式，提高抗震動性能更簡單，更可靠

可擴展多種模塊，無槽位限制簡單快速的模塊擴展方式（3）模塊電流

CPU22X可連接的各擴展模塊消耗5VDC電流如表3.5所示。例如，某一控制系統(tǒng)選用CPU224，系統(tǒng)所需的輸入輸出點數(shù)各為：數(shù)字量輸入24點、數(shù)字量輸出20點、模擬量輸入6點、模擬量輸出2點。本系統(tǒng)可有多種不同模塊的選取組合，表3.6所示為其中的一種可行的系統(tǒng)輸入輸出組態(tài)狀況。若按表3.6的擴展方式，各模塊在I/O鏈中的位置排列方式也可以有多種，圖3.6所示為其中的一種模塊連接形式。圖3.6擴展連接圖3.3編程元件及程序知識

3.3.1編程元件及尋址3.3.2指令系統(tǒng)3.3.3編程語言

3.3.4程序結(jié)構(gòu)返回本章首頁3.3.1編程元件及尋址

（1）各元件介紹輸入繼電器（I）輸出繼電器（Q）通用輔助繼電器（M）特殊標(biāo)志繼電器（SM）變量存儲器（V）局部變量存儲器（L）順序控制繼電器（S）定時器（T）計數(shù)器（C）模擬量輸入映像寄存器（AI）、模擬量輸出映像寄存器（AQ）高速計數(shù)器（HC）累加器（AC）3.3.2指令系統(tǒng)

S7-200系列PLC主機中有兩類基本指令集：SIMATIC指令集和IEC1131-3指令集，程序員可以任選一種。提供了許多類型的指令以完成廣泛的自動化任務(wù)。SIMATIC指令集：是為S7-200系列PLC設(shè)計的，本指令通常執(zhí)行時間短，而且可以用LAD、STL和FBD三種編程語言。IEC1131-3指令集是不同PLC廠家的指令標(biāo)準(zhǔn)，它不能使用STL編程語言。返回本節(jié)3.3.3編程語言

1.語句表2.梯形圖3.功能塊圖4.其他編程語言1.語句表

語句表（STL）語言類似于計算機的匯編語言，特別適合于來自計算機領(lǐng)域的工程人員。用指令助記符創(chuàng)建用戶程序，屬于面向機器硬件的語言，STEP7Micro/Win32的語句表如圖3.9所示。圖3.9語句表舉例2.梯形圖

圖3.10梯形圖舉例3.3.4程序結(jié)構(gòu)

1.用戶程序（1）主程序（2）子程序（3）中斷處理程序2.數(shù)據(jù)塊3.參數(shù)塊如果編程使用的是手編器，主程序應(yīng)安排到程序的最前面。其他部分的位置安排沒有嚴(yán)格的順序，但習(xí)慣上把子程序安排在中斷程序的前面。如圖3.16所示。圖3.16程序結(jié)構(gòu)返回本節(jié)3.4相關(guān)設(shè)備

3.4.1手編器3.4.2計算機3.4.3人機界面3.4.4特殊功能模塊返回本章首頁3.4.1手編器

工業(yè)上用的各廠商的可編程序控制器的使用中，手編器曾是主要編程設(shè)備，后來出現(xiàn)了圖形輸入設(shè)備，又出現(xiàn)了計算機編程軟件。通過通信設(shè)備，使PLC和計算機相連，用編程軟件可直接在計算機上編程，由于計算機的顯示器屏幕較大，對程序的編制和修更加方便高效。但即使是現(xiàn)在，手編器的使用仍十分廣泛，特別是用小型和微型PLC實現(xiàn)的小規(guī)模系統(tǒng)。返回本節(jié)3.4.2計算機

計算機包括個人計算機和工業(yè)計算機，在可編程序控制器系統(tǒng)的工業(yè)應(yīng)用中發(fā)揮著越來越重要的作用，幾乎PLC系統(tǒng)從工程項目開發(fā)、編程、調(diào)試到系統(tǒng)的運行和維護，計算機越來越成了不可缺少的工具。返回本節(jié)3.4.3人機界面

1.構(gòu)造特點文本顯示區(qū)：可顯示兩行信息（每行20個字符）的液晶顯示LCD。按鍵：共有9個鍵。通信：通過TD/CPU電纜（通用RS232接口）可以提供可編程序控制器與TD200的通信，同時可以提供TD的電源，而不必再另接電源。電源：如果不用TD/CPU通信電纜，可以通過面板右側(cè)的電源接口連接外部電源。2.主要功能可以顯示從CPU主機讀出的信息（如讀取指令、數(shù)據(jù)、當(dāng)前值及狀態(tài)）；可以調(diào)整運行中選定的程序變量；可以提供對輸入輸出點的強制功能；可以為實時時鐘設(shè)置日期和時間；支持多種語言形式的菜單和提示并支持中文。返回本節(jié)3.4.4特殊功能模塊

1.數(shù)字量擴展模塊2.模擬量擴展模塊3.熱電偶、熱電阻模塊4.通信擴展模塊5.現(xiàn)場設(shè)備接口模塊1.數(shù)字量擴展模塊數(shù)字量擴展模塊主要有：EM221數(shù)字量輸入模塊，24V，8輸入。

EM222

數(shù)字量輸出模塊，24V，8輸出。

EM223

數(shù)字量混合模塊，24V。2.模擬量擴展模塊模擬量擴展模塊主要有：EM231：4模擬輸入點，2W，12位。EM232：2模擬輸出點，2W，12位。EM235：4模擬輸入點，1模擬量輸出點，2W，12位。3.熱電偶、熱電阻模塊

EM231為1.8W，15位，模擬量輸入。4.通信擴展模塊EM277PROFIBUS-DP模塊用于PLC現(xiàn)場總線通信連接。波特率可從9600~12M波特。5.現(xiàn)場設(shè)備接口模塊CP243-2通信處理器是AS-I主站連接部件，專門用于S7-200CPU22x，連接的同時顯著增加了S7-200可利用的I/O點數(shù)。返回本節(jié)3.5工業(yè)軟件

3.5.1應(yīng)用和特點3.5.2工業(yè)軟件的類型返回本章首頁3.5.1應(yīng)用和特點

1.應(yīng)用它為自動化工程項目的所有階段提供如下方便使用的功能：硬件和通信的規(guī)劃、配置和參數(shù)的賦值；用戶編程；文件編制；系統(tǒng)測試、起動、服務(wù)；過程控制；歸檔。2.特點采用多種標(biāo)準(zhǔn)共享數(shù)據(jù)管理工具系統(tǒng)集成化開放化的系統(tǒng)可重用的程序段集成的診斷功能返回本節(jié)3.5.2工業(yè)軟件的類型

1.標(biāo)準(zhǔn)工具標(biāo)準(zhǔn)工具是SIMATICS7/M7/C7自動化系統(tǒng)進行編程的基礎(chǔ)，SIMATIC系列標(biāo)準(zhǔn)工具及其適用范圍如表3.12所示。2.工程工具工程工具主要包括：編程員用的高級語言；技術(shù)專家用的圖形語言；診斷、仿真、遠程維護和工廠文件編制等用的輔助軟件。3.運行軟件

運行軟