,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章,西门子,S7-200,系列可编程控制器介绍,本章要点,西门子,S7-200 CPU224,可编程控制器的结构、性能指标,西门子,S7-200 CPU224,可编程控制器工作方式,扩展模块介绍,S7-200,系列可编程控制器编址、寻址方式,可编程控制器元件功能及地址分配,4.1,S7-200,系列,PLC,概述,西门子,S7,系列可编程控制器分为,S7-400,、,S7-300,、,S7-200,三个系列,分别为,S7,系列的大、中、小型可编程控制器系统。,S7-200,系列可编程控制器有,CPU21X,系列,,CPU22X,系列,其中,CPU22X,型可编程控制器提供了,4,个不同的基本型号,常见的有,CPU221,,,CPU222,,,CPU224,和,CPU226,四种基本型号。,(,1,)集成的,24,V,电源,可直接连接到传感器和变送器执行器,,CPU 221,和,CPU222,具有,180,mA,输出。,CPU224,输出,280,mA,,,CPU 226,、,CPU 226XM,输出,400,mA,可用作负载电源。,(,3,)通信口,CPU 221,、,CPU222,和,CPU224,具有,1,个,RS-485,通信口。,CPU 226,、,CPU 226XM,具有,2,个,RS-485,通信口。支持,PPI,、,MPI,通信协议,有自由口通信能力。,(,4,)模拟电位器,CPU221/222,有,1,个模拟电位器,,CPU224/226/226XM,有,2,个模拟电位器。,模拟电位器用来改变特殊寄存器(,SMB28,,,SMB29,),中的数值,以改变程序运行时的参数。如定时器、计数器的预置值,过程量的控制参数。,(,5,)中断输入允许以极快的速度对过程信号的上升沿作出响应。,(,6,),EEPROM,存储器模块,可作为修改与拷贝程序的快速工具,无需编程器并可进行辅助软件归档工作,。,(,7,)电池模块,用户数据(如标志位状态、数据块、定时器、计数器)可通过内部的超级电容存储大约,5,天。选用电池模块能延长存储时间到,200,天(,10,年寿命)。电池模块插在存储器模块的卡槽中。,(,8,)不同的设备类型,CPU 221226,各有,2,种类型,CPU,,,具有不同的电源电压和控制电压。,(,9,),数字量输入,/,输出点,CPU 221,具有,6,个输入点和,4,个输出点;,CPU 222,具有,8,个输入点和,6,个输出点;,CPU 224,具有,14,个输入点和,10,个输出点;,CPU226/226XM,具有,24,个输入点和,16,个输出点。,CPU22X,主机的输入点为,24,V,直流双向光电耦合输入电路,输出有继电器和直流(,MOS,型)两种类型。,(,10,)高速计数器,CPU 221/222,有,4,个,30,KHz,高速计数器,,CPU224/226/226XM,有,6,个,30,KHz,的高速计数器,用于捕捉比,CPU,扫描频率更快的脉冲信号。,4.2 S7-200,系列,CPU224,型,PLC,的结构,4.4.1 CPU224,型,PLC,外型及端子介绍,CPU224,型,其输入、输出、,CPU、,电源模块均装设在一个基本单元的机壳内,是典型的整体式结构。当系统需要扩展时,选用需要的扩展模块与基本单元连接。,4.CPU224,型,PLC,端子介绍,(,1,)基本输入端子,CPU224,输入电路,,(,见书,P13,图,3.2),(,2,),基本输出端子,(,3,),高速反应性,(,4,)模拟电位器模拟电位器用来改变特殊寄存器(,SM28,,,SM29,),中的数值,以改变程序运行时的参数。如定时器、计数器的预置值,过程量的控制参数。,(,5,)存储卡该卡位可以选择安装扩展卡。扩展卡有,EEPROM,存储卡,电池和时钟卡等模块。存储卡用于用户程序的拷贝复制,4.4.2 CPU224,型,PLC,的结构及性能指标,CPU224,型可编程控制器主要由,CPU,、,存储器、基本,I/O,接口电路、外设接口、编程装置、电源等组成。,4.4.3 PLC,的,CPU,的工作方式,1.,CPU,的工作方式,CPU,前面板上用两个发光二极管显示当前工作方式,绿色指示灯亮,表示为运行状态,红色指示灯亮,表示为停止状态,在标有,SF,指示灯亮时表示系统故障,,PLC,停止工作。,(,1,),STOP,(,停止),(,2,),RUN,(,运行),4.,改变工作方式的方法,(,1,)用工作方式开关改变工作方式。,工作方式开关有,3,个挡位:,STOP,、,TERM,(,Terminal,)、,RUN,。,1,把方式开关切到,STOP,位,可以停止程序的执行。,2,把方式开关切到,RUN,位,可以起动程序的执行。,3,把方式开切到,TERM,(,暂态)或,RUN,位,允许,STEP7-Micro/WIN32,软件设置,CPU,工作状态。如果工作方式开关设为,STOP,或,TERM,,,电源上电时,,CPU,自动进入,STOP,工作状态。设置为,RUN,时,电源上电时,,CPU,自动进入,RUN,工作状态。,(,2,)用编程软件改变工作方式。,把方式开关切换到,TERM,(,暂态),可以使用,STEP 7-Micro/WIN32,编程软件设置工作方式。,(,3,)在程序中用指令改变工作方式。,在程序中插入一个,STOP,指令,,CPU,可由,RUN,方式进入,STOP,工作方式。,4.3,扩展功能模块,4.3.1,扩展单元及电源模块,1.,扩展单元,扩展单元没有,CPU,,,作为基本单元输入,/,输出点数的扩充,只能与基本单元连接使用。不能单独使用。,S7-200,的扩展单元包括数字量扩展单元,模拟量扩展单元,热电偶、热电阻扩展模块,,PROFIBUS-DP,通信模块。,4.,电源模块,外部提供给,PLC,的电源,有,24,VDC,、,220VAC,两种,根据型号不同有所变化。,(,1,)有扩展模块连接时,如果扩展模块对,5,VDC,电源的需求超过,CPU,的,5,V,电源模块的容量,则必须减少扩展模块的数量。,(,2,)当,+24,V,直流电源的容量不满足要求时,可以增加一个外部,24,V,直流电源。,4.3.2,常用扩展模块介绍,1.数字量扩展模块,S7-200PLC,系列目前总共可以提供,3,大类共,9,种数字量输入输出扩展模块。,4.,模拟量扩展模块模拟量扩展模块提供了模拟量输入,/,输出的功能,、,最佳适应性、,2,灵活性模拟量扩展模块,。,3.,热电偶、热电阻扩展模块,EM231,热电偶模块用于七种热电偶类型,J,、,K,、,E,、,N,、,S,、,T,和,R,型。用户必须用,DIP,开关来选择热电偶的类型,连到同模块上的热电偶必须是相同类型。,4.,PROFIBUS-DP,通信模块,4.4 S7-200,系列,PLC,内部元器件,4.4.1,数据存储类型,1.,数据的长度,在计算机中使用的都是二进制数,其最基本的存储单位是位,(,bit),,,8,位二进制数组成,1,个字节,(,Byte),,,其中的第,0,位为最低位,(,LSB),,,第,7,位为最高位,(,MSB),,,如图,2-7,所示。两个字节(,16,位)组成,1,个字,(,Word),,,两个字(,32,位)组成,1,个双字(,Double word,),。把位、字节、字和双字占用的连续位数称为长度。,4.,数据类型及数据范围,S7-200,系列,PLC,的数据类型可以是字符串、布尔型(,0,或,1,)、整数型和实数型(浮点数)。布尔型数据指字节型无符号整数;整数型数包括,16,位符号整数(,INT,),和,32,位符号整数。(,DINT,)。,实数型数据采用,32,位单精度数来表示。数据类型、长度及数据范围见相关资料。,3.,常数,S7-200,的许多指令中常会使用常数。常数的数据长度可以是字节、字和双字。,CPU,以二进制的形式存储常数,书写常数可以用二进制、十进制、十六进制、,ASCII,码或实数等多种形式。书写格式如下:,十进制常数:,1234,;,十六进制常数:,16#3,AC6,;,二进制常数:,2#1010 0001 1110 0000,ASCII,码:“,Show,”;,实数(浮点数):,+1.175495,E-38,(,正数),,-1.175495,E-38,(,负数)。,4.4.2,编址方式,1.位编址,位编址的指定方式为:(区域标志符)字节号位号,如,I0.0,;,Q0.0,;,I1.2,。,4.,字节编址,字节编址的指定方式为:(区域标志符),B,(,字节号),如,IB0,表示由,I0.0,I0.7,这,8,位组成的字节。,3.,字编址,字编址的指定方式为:(区域标志符),W,(,起始字节号),且最高有效字节为起始字节。例如,VW0,表示由,VB0,和,VB1,这,2,字节组成的字。,4.,双字编址,双字编址的指定方式为:(区域标志符),D,(,起始字节号),且最高有效字节为起始字节。例如,VD0,表示由,VB0,到,VB3,这,4,字节组成的双字。,4.4.3,寻址方式,1.,直接寻:址直接寻址是在指令中直接使用存储器或寄存器的元件名称(区域标志)和地址编号,直接到指定的区域读取或写入数据。有按位、字节、字、双字的寻址方式,。,4.,间接寻址:间接寻址时操作数并不提供直接数据位置,而是通过使用地址指针来存取存储器中的数据。在,S7-200,中允许使用指针对,I,、,Q,、,M,、,V,、,S,、,T,、,C,(,仅当前值)存储区进行间接寻址(1)使用间接寻址前,要先创建一指向该位置的指针。(2)指针建立好后,利用指针存取数据,。,4.4.4,元件功能及地址分配,1.,输入映像寄存器(输入继电器),(,1,)输入映像寄存器的工作原理,输入继电器是,PLC,用来接收用户设备输入信号的接口。,PLC,中的“继电器”与继电器控制系统中的继电器有本质性的差别,是“软继电器”,它实质是存储单元,。,(,2,)输入映像寄存器的地址分配,S7-200,输入映像寄存器区域有,IB0,IB15,共,16,个字节的存储单元。系统对输入映像寄存器是以字节(,8,位)为单位进行地址分配的。,4.,输出映像寄存器(输出继电器),(,1,)输出映像寄存器的工作原理,“输出继电器”是用来将输出信号传送到负载的接口,每一个“输出继电器”线圈都与相应的,PLC,输出相连,并有无数对常开和常闭触点供编程时使用。,(,2,)输出映像寄存器的地址分配,S7-200,输出映像寄存器区域有,QB0,QB15,共,16,个字节的存储单元。系统对输出映像寄存器也是以字节(,8,位)为单位进行地址分配的。,3.,变量存储器,V,变量存储器主要用于存储变量。可以存放数据运算的中间运算结果或设置参数,在进行数据处理时,变量存储器会被经常使用。变量存储器可以是位寻址,也可按字节、字、双字为单位寻址,其位存取的编号范围根据,CPU,的型号有所不同,,CPU221/222,为,V0.0V2047.7,共,2,KB,存储容量,,CPU224/226,为,V0.0V5119.7,共,5,KB,存储容量。,4.,内部标志位存储器(中间继电器),M,内部标志位存储器,用来保存控制继电器的中间操作状态,其作用相当于继电器控制中的中间继电器,内部标志位存储器在,PLC,中没有输入,/,输出端与之对应,其线圈的通断状态只能在程序内部用指令驱动,其触点不能直接驱动外部负载,只能在程序内部驱动输出继电器的线圈,再用输出继电器的触点去驱动外部负载。,5.特殊标志位存储器,SM,PLC,中还有若干特殊标志位存储器,特殊标志位存储器位提供大量的状态和控制功能,用来在,CPU,和用户程序之间交换信息,特殊标志位存储器能以位、字节、字或双字来存取,,CPU224,的,SM,的位地址编号范围