PLC电气控制技术PPT课件-第09章西门子S7-200可编程序控制器简介.ppt

目前国内市场上应用较多的产品，如日本OMRON公司的C系列、日本松下公司的FP系列、日本三菱公司的FX系列、德国西门子公司的S7系列和美国ABB公司的07系列等。西门子公司的最新PLC产品有SIMATICS7、M7和C7等几大系列。S7系列是传统意义的PLC产品:S7-200是针对低性能要求的小型PLC；S7-300是针对低性能要求的模块式中小型PLC，最多可以扩展32个模块；S7-400是用于中高级性能要求的大型PLC，可以扩展300多个模块。S7-300/400可以组成MPI（多点接口）、PROFIBUS网络和工业以太网等。其特点有如下：可以用C、C+或CFC这类高级语言来对M7-300/400PLC编程由S7-300PLC、HMI（人机接口）操作面板、I/O、通信和过程监控系统组成，面向用户配置/编程、数据管理与通信集成在一起，具有很高的性价比SIMATIC_WinAC基于WindowsNT/2000操作系统和标准的接口（ActiveX、OPC），提供软件PLC或插槽PLC。既能独立运行，也可连成网络，实现集散自动化系统的复杂控制功能，应用领域覆盖所有与自动检测、自动化控制有关的工业及民用领域。,S7-200CN系列PLCCPU模块本系列PLC有4种基本型号的CPU，在设计上具有如下特点和功能：,集成的24V负载电源不同的设备类型数字量输入/输出点模拟量输入/输出点中断输入高速计数器,可方便地用数字量和模拟量等扩展模块进行扩展模拟电位器脉冲输出实时时钟EEPROM存储器模块电池模块,S7-200CN系列PLC的CPU内部集成的PPI接口提供了强大的通信功能。PPI接口物理特性为RS485，可在三种方式下工作：,PPI方式：专为S7-200CN系列PLC开发的一个通信协议。MPI方式：S7-200CN可以通过内置接口连接到MPI网络上，波特率为19.2K/187.5Kbit/s。自由通信口方式:,第一节S7-200CN系列PLC硬件,S7-200CN系列PLC数字量扩展模块,S7-200CN系列PLC总共可以提供3大类，共10种数字量输入/输出扩展模块输入扩展模块EM221CN有两种类型，包括：8点DC24V输入，光耦隔离；16点DC24V输入，光耦隔离。输出扩展模块EM222CN有两种类型，包括：8点DC24V输出型，8点继电器输出型。输入/输出扩展模块EM223有6种类型，包括：DC24V4输入/DC4输出，DC24V4输入/继电器4输出。DC24V8输入/8输出，DC24V8输入/继电器8输出，DC24V16输入/16输出，DC24V16输入/继电器16输出。,S7-200CN系列PLC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，优点如下：最佳适应性。可适用于复杂的控制场合。直接与传感器和执行器相连，12位的分辨率和多种输入/输出范围能够不用外加放大器而与传感器和执行器直接相连，灵活性。当实际应用变化时，PLC可以相应地进行扩展，并可非常容易的调整用户程序。,S7-200CN系列PLC热电偶、热电阻扩展模块,EM231CN热电偶模块提供了接口，用于7种热电偶类型：J、K、E、N、S、T和R型。具有特殊的冷端补偿电路。EM231CN热电阻模块提供了S7-200CN与多种热电阻的连接接口。,热电阻（RTD）和热电偶模块是为S7-200CN系列CPU222CN、CPU224CN、CPU224XPCN和CPU226CN设计。,S7-200CN系列PLCPROFIBUS-DP模块,通过EM277PROFIBUS-DP扩展从站模块，可将S7-200CNCPU连接到PROFIBUS-DP网络。EM277PROFIBUS-DP模块的DP端口可连接到网络上的一个DP主站上，但仍能作为一个MPI从站与同一网络上如SIMATIC编程器或S7-300/S7-400CPU等其他主站进行通信。,S7-200CN系列PLC工业以太网模块,CP243-1通信处理器：CP243-1通信处理器可以让S7-200CN连入以太网CP243-1IT通信处理器：其功能有S7通信、IT通信、组态,S7-200CN系列PLCAS-i接口模块CP243-2,CP243-2通信处理器，用于S7-200（CPU22X）与带总线连接器的AS-i接口的连接。CP243-2是S7-200CN（CPU22XCN）的AS-i主站，它支持扩展AS-i特性的所有特殊功能，这使得通过双重地址赋值（A-B），可以在AS-i上最多处理31个数字量从站。在S7-200CN的映像区中，CP243-2占用1个数字量输入字节（状态字节）、1个数字量输出字节（控制字节）、及8个模拟量输入和8个模拟量输出字。因此，CP243-2占用2个逻辑插槽。,S7-200CN系列PLC硬件系统配置,1配置的模块数量1)CPU221不能扩展。2)CPU222最多只能扩展两个模块。3)CPU224和CPU226最多可扩展7个模块。2CPU模块提供的电流不能超过额定值每个CPU模块所提供的5V电流。在一个系统中所有扩展模块的电流总和不能超过CPU模块的额定值。如果超过，需要另外配一个24V直流电源。,S7-200CN系列PLC人机界面,TD200文本显示器用途：1)显示信息。2)在控制系统中起设定和修正参数的作用，3)可以提供8个由用户自定义的功能键。4)提供密码保护功能。特点：1)牢固的塑料壳，前面板IP65防护等级。2)27mm的安装深度，无须附件即可安装，或用作手持设备。3)背光LCD液晶显示：即使在逆光情况下也易看清。4)人体工学设计的输入键位于可编程的功能键上部。5)TD200中文版内置国标汉字库。6)内置连接电缆的接口。7)如果TD200与S7-200CN系列之间距离超过2.5m，需接额外电源。功能：1)文本信息的显示2)可设定实时时钟3)提供强制I/O点诊断功能4)提供密码保护功能,触摸屏：,5)过程参数的显示和修改。6)可编程的8个功能键可以替代普通的控制按钮，作为控制键。7)可选择通信的速率。8)输入和输出的设定。9)可选择显示信息刷新时间。,特点：1)基于WindowsCE操作系统适应未来的发展趋势。2)可通过MPI及profibus-DP与SIMATICS7/M7控制器相连，同时也可与基于PC系统的WinAC相连接。3)免维护设计，背光管寿命高达50000h。4)可采用包括中文在内的全世界多种文字显示。5)利用SIMATICProTool/LiteV5.2及以上版本和STEP7-Micro/Win进行组态。6)组态可直接移植到其他类似的SIMATIC人机界面产品。7)TP270触摸屏还可与多种PLC进行连接。,第二节S7-200CN系列PLC数据类型及存储器范围,S7-200CN系列PLC数据类型,S7-200PLC根据数据的类型、功能的不同把数据分为几类，不同类型的数据存放在不同的存储空间，形成不同的数据区。,数字量输入与输出,模拟量输入与输出,数字量输入区是S7-200为输入端开辟的存储区，用I标志。该区的数据可以是位（bit）、字节（8bit）、字（16bit）或双字（32bit）。,数字量输出区是S7-200为输出端开辟的存储区，用Q标志。该区数据可以是位（bit）、字节（8bit）、字（16bit）或双字（32bit）。,模拟量输入映像区是S7-200为模拟量输入端开辟的存储区，用A代表模拟量，I表示输入。故该区的数据类型为字（16bit），因为模拟量输入是一个字长，从偶数字节地址开始读取。模拟量输出映像区是S7-200为模拟量输出端开辟的存储区，同样用A代表模拟量，Q表示输出。故该区的数据类型为字(16bit)，因为模拟量输出是一个字长，应从偶数字节地址开始存放,变量变量存储区是为S7-200存放这些变量而开辟的存储区，用V标志。该区的数据可以是位（bit）、字节（8bit）、字（16bit）或双字（32bit）。标志位（辅助继电器）标志位存储区是S7-200在执行程序的过程中为存储中间状态或控制信息而开辟的存储区，用M标志。该区的数据一般以位（bit）为单位应用，也可以以字节（8bit）、字（16bit）或双字（32bit）应用。顺序控制存储区顺序控制存储区是S7-200专门配合顺序控制指令应用而开辟的存储区，共32字节即256位。用S标志，该区的数据一般以位（bit）为单位应用，也可以以字节（8bit）、字（16bit）或双字（32bit）应用。特殊标志存储区特殊标志存储区是S7-200用户程序与系统程序之间的界而，为用户提供一些特殊的控制功能和系统信息，用SM标志，该区的数据一般以位（bit）或字节（8bit）为单位应用。特殊标志位分为只读区和可读可写区两大部分.,累加器存储区S7-200CPU提供了4个32位累加器（AC0AC3），可以按字节、字和双字来存取累加器中的数据。定时器定时器存储区是为S7-200存放与定时器有关的参数而开辟的存储区，用T标志S7-200的CPU22x系列的定时器数量为256个，T0T255。定时器的定时精度分别为1ms、10ms和100ms，1ms的定时器有4个，10ms的定时器有16个，100ms的定时器有236个。类型可分为三种：接通延时定时器TON，断开延时器TOF，保持型接通延时定时器TONR计数器计数器是为S7-200存放与计数器有关的参数而开辟的存储区，用C标志.S7-200的CPU22x系列的定时器数量为256个，C0C255。每个计数器都有一个16位的当前值寄存器及一个状态位C（bit）。计数器号包含两方面的信息：计数器当前值和计数状态位。计数器的计数方式有3种:递增计数、递减计数和增/减计数,高速计数器HC,高频计数的情况下，可使用高速计数器。,局部变量存储器,局部变量存储器用于存储局部变量。S7-200中有64个局部变量存储器，其中60个可以用做暂时存储器或者给予程序传递参数。,S7-200CN系列PLC存储器范围,S7-200CN系列PLC数据存储范围见书表9-14。,第三节S7-200CN系列PLC的编程语言及程序结构,S7-200的编程语言,梯形图LAD梯形图是在继电器接触器控制系统中的控制线路图的基础上演变而来的，是应用最多的一种编程语言语句表STL语句表STL类似于计算机的汇编语言，是PLC基础的编程语言功能块图FBD功能块图FBD类似于数字电子电路，它是将具有各种与、或、非、异或等逻辑关系的功能块图按一定的控制逻辑组合起来。,S7-200的程序结构,三种程序结构：线性化编程：就是将用户程序连续放置在SIEMENSPLC的一个指令块中，通常称为组织块OB1。分部式编程：就是将一项控制任务分成若干个指令块，每个指令适用于控制套设备或者完成一部分工作。结构化编程：是将整个用户程序分成一些具有独立功能的指令块，其中有若干个子程序块，然后再按要求调用各个独立的指令块，从而构成一整套的用户程序。,S7-200的程序结构属于线性化编程，其用户程序逻辑一般由3部分构成：用户程序：由一个主程序、若干个子程序和若干个中断处理子程序组成的。数据块：为DBl，用来存放用户程序运行需要的数据。在数据块中允许存放的数据类型为；布尔型、十进制、二进制或十六进制，字母、数字和字符型。参数块：存放的是CPU组态数据。,S7-200的指令系统,在S7-200的指令系统中，可分为基本指令和应用指令。S7-200的指令系统非常丰富，主要包括以下几种：(1)位操作指令包括逻辑控制指令、定时器指令、计数指令和比较指令。(2)运算指令包括四则运算、逻辑运算、数学函数指令。(3)数据处理指令包括传送、位移、字节交换和填充指令。(4)表功能指令包括对表的存取和查找指令。(5)转换指令包括数据类型转换、编码和译码、七段码指令和字符串转换指令。,第四节S7系列PLC的编程及组态软件简介,S7系列PLC的STEP7编程软件简介PLC的程序输入通过手持编程器、专用编程器或计算机完成STEP7编程软件用于SIMATICS7、C7、M7和基于PC的WinAC，是供它们编程、监控和参数设置的标准工具。单台PLC可与个人计算机连接或通信，也可实现网络化编程。主要功能：,1）离线（脱机）方式下创建、编辑和修改用户程序。2）在线（联机）方式下通过联机通信的方式上传和下载用户程序及组态数据，编辑和修改用户程序，可以直接对PLC进行各种操作。3）编辑程序过程中具有简单语法检查功能。利用此功能可提前避免一些语法和数据类型方面的错误。4）具有用户程序的文档管理和加密等一些工具功能5）直接用编程软件设置PLC的工作方式、运行参数以及进行运行监控和强制操作等。,编辑、调试S7-200PLC应用程序主要包括以下几步：1以项目的形式建立程序文件2编辑程序3调试及运行监控,西门子工业控制组态软件WinCC简介,西门子工业控制组态软件WinCC它提供了图形显示、消息、