第六章-S7-200系列可编程控制器

1、2021/8/141第六章第六章 S7-200系列系列PLC第一节第一节 机种及系统构成机种及系统构成 可编程控制器的产品众多，不同厂家、不同系列、不同型号的PLC，功能和结构均有所不同，但工作原理和组成基本相同。西门子（SIEMENS）公司应用微处理器技术生产的SIMATIC可编程控制器主要有S5和S7两大系列。目前，前期的S5系列PLC产品已被新研制生产的S7系列所替代。S7系列以结构紧凑、可靠性高、功能全等优点，在自动控制领域占有重要地位。 2021/8/142S7-200S7-200系列系列PLCPLC有有CPU21XCPU21X和和CPU22XCPU22X两代产品，其两代产品，其中中

2、CPU22XCPU22X型型PLCPLC有有CPU221CPU221，CPU 222CPU 222，CPU 224CPU 224和和CPU 226CPU 226四种基本型号。四种基本型号。2021/8/143 S7-200系列的系列的CPU模块外形结构图模块外形结构图2021/8/144(1) CPU单元单元 即即PLC主机，也可称为基本单元。它内部包主机，也可称为基本单元。它内部包括中央处理器括中央处理器CPU，存储单元、输入输出接口、内置存储单元、输入输出接口、内置5V和和24V直流电源、直流电源、RS-485通信接口等，是通信接口等，是PLC的核心部分。的核心部分。其功能足以使它完成基本

3、控制功能，所以其功能足以使它完成基本控制功能，所以CPU单元单独就单元单独就是一个完整的控制系统。是一个完整的控制系统。v CPU221 主机集成主机集成6输入输入/4输出共输出共10个数字量个数字量I/O点。无点。无I/O扩展能扩展能力。力。6KB程序和数据存储空间。程序和数据存储空间。4个独立的个独立的30kHz高速计数器，高速计数器，2路独路独立的立的20kHz高速脉冲输出。高速脉冲输出。1个个RS-485通信通信/编程接口，具有编程接口，具有PPI通信通信协议、协议、MPI通信协议和自由方式通信能力，是极适合于小点数控制系通信协议和自由方式通信能力，是极适合于小点数控制系统的微型控制器

4、。统的微型控制器。vCPU222 主机集成主机集成8输入输入/6输出共输出共14个数字量个数字量I/O点。点。6KB程序和数程序和数据存储空间。据存储空间。比比CPU221增加了扩展能力增加了扩展能力，可连接，可连接2个扩展模块，可扩个扩展模块，可扩展最多展最多64个个I/O点和点和8路模拟量。路模拟量。2021/8/145vCPU224 在在CPU222的基础上，主机数字量的基础上，主机数字量I/O点增为点增为14输入输入/10输出共输出共24个。个。扩展能力大为加强扩展能力大为加强，可连接，可连接7个扩展模块，最大个扩展模块，最大扩展至扩展至168个数字量个数字量I/O点或点或35路模拟量

5、路模拟量I/O 点。点。13KB程序和数据程序和数据存储空间。存储空间。6个独立的个独立的30kHz高速计数器，高速计数器，2路独立的路独立的20kHz高速高速脉冲输出，具有脉冲输出，具有PID控制器。控制器。I/O端子排可很容易地整体拆卸，是端子排可很容易地整体拆卸，是具有较强控制能力的控制器。具有较强控制能力的控制器。2021/8/146v CPU226 在在CPU224的基础上功能进一步强大，主机增加到的基础上功能进一步强大，主机增加到40个数个数字量字量I/O 点。最大扩展至点。最大扩展至248个数字量个数字量I/O 点或点或35路模拟量路模拟量I/O 点。增加点。增加了通信接口数量，

6、可以分别进行设置，同时与两个设备进行通信而互了通信接口数量，可以分别进行设置，同时与两个设备进行通信而互不干扰，通信功能大大加强。不干扰，通信功能大大加强。CPU226可用于较高要求的控制系统，更可用于较高要求的控制系统，更多的多的I/O点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能使其完全适应于复杂的中小型控制系统。集成特殊功能使其完全适应于复杂的中小型控制系统。vCPU226XM 在原有的在原有的CPU 226的基础上将程序存储空间和数据存储的基础上将程序存储空间和数据存储空间扩大了一倍，其他指标未变。空间扩大了一倍

7、，其他指标未变。2021/8/147类型类型电源电压电源电压输入电压输入电压输出电输出电压压输出电输出电流流CPU CPU 221221DCDC输入输入DCDC输出输出2424V VDCDC2424V VDCDC2424V VDCDC0.750.75A,A,晶体管晶体管DCDC输入继输入继电器输出电器输出85-26485-264V VACAC2424V VDCDC2424V VDCDC24-24-230V230VACAC2 2A A，继继电器电器CPU CPU 222222CPU CPU 224224CPU CPU 226226CPU22CPU226XM6XMDCDC输入输入DCDC输出输出2

8、424V VDCDC2424V VDCDC2424V VDCDC0.750.75A,A,晶体管晶体管DCDC输入输入继电器继电器输出输出85-26485-264V VACAC2424V VDCDC2424V VDCDC2 2A A，继继电器电器2021/8/148晶体管型输出所需电源为直流，具有最大晶体管型输出所需电源为直流，具有最大20kHz的高速脉冲输出功能，可直的高速脉冲输出功能，可直接驱动步进电机或对伺服电机控制器发送控制脉冲进行准确定位，但其驱动接驱动步进电机或对伺服电机控制器发送控制脉冲进行准确定位，但其驱动能力不足。继电器型输出电源为范围较宽的交流，单口驱动能力达到能力不足。继电

9、器型输出电源为范围较宽的交流，单口驱动能力达到2A，但不能输出高速脉冲，而且输出有但不能输出高速脉冲，而且输出有10ms的延迟，所以多用于直接驱动。的延迟，所以多用于直接驱动。2021/8/149特特 性性CPU221CPU222CPU224CPU224XPCPU226外形尺寸外形尺寸/mm908062908062120.5806214080621908062功耗功耗/W4W4W8W8W11W本机数字量本机数字量I/O数数量量6/48/614/1014/1024/16本机模拟量本机模拟量I/O数数量量0002/10允许扩展模块数允许扩展模块数量量02777允许扩展智能模允许扩展智能模块数量块数

10、量027772021/8/1410高速计数器数量高速计数器数量单相频率单相频率两相频率两相频率44个个 30kHz2个个 20kHz44个个 30kHz2个个 20kHz66个个 30kHz4个个 20kHz64个个 30kHz2个个 200kHz3个个 20kHz1个个 100kHz66个个 30kHz4个个 20kHz脉冲输出频率脉冲输出频率2 个个20kHz(DC)2 个个20kHz(DC)2 个个20kHz(DC)2 个个100kHz(DC)2 个个20kHz(DC)模拟电位器个数模拟电位器个数1个个8位分位分辨率辨率1个个8位分位分辨率辨率1个个8位分位分辨率辨率2个个8位分位分辨率

11、辨率2个个8位分位分辨率辨率脉冲捕捉输入脉冲捕捉输入/个个68141424程序空间程序空间/B20482048409661444096数据空间数据空间/B102410242560 51202560RS-485通信接口通信接口数数/个个1112个个2每网络最大连接每网络最大连接站数站数/个个1261261261261262021/8/1411掉电保存时间(超级电容)/小时5050100100100特特 性性CPU221CPU222CPU224CPU224XPCPU2261004001004001004001004001004000.370.370.370.370.37+5V扩展扩展I/O模块模块

12、电源电源/mA03406606601000实数运算时间实数运算时间/指指令令/s指令执行速度指令执行速度/s2021/8/1412S7-200系列系列PLC功能强大，有着鲜明的特点。功能强大，有着鲜明的特点。 (1) 自带高速计数器，有多个接口可以接受最高达自带高速计数器，有多个接口可以接受最高达30kHz的高速脉的高速脉冲输入。可以同时做加减计数，连接两相相位差为冲输入。可以同时做加减计数，连接两相相位差为90的的A/B相增量相增量编码器，可通过编程对高速计数功能相关状态字进行设置，得到多种编码器，可通过编程对高速计数功能相关状态字进行设置，得到多种对高速脉冲的计数模式。对高速脉冲的计数模式

13、。 (2) 具有高速脉冲输出接口，最大脉冲频率可达具有高速脉冲输出接口，最大脉冲频率可达20kHz，能够直接能够直接用于定位控制。用于定位控制。 (3) 存储空间大，并可由超级电容对数据进行长达存储空间大，并可由超级电容对数据进行长达 190 分钟的掉分钟的掉电保护，若选用存储卡，则可保存电保护，若选用存储卡，则可保存200天。天。 (4) 运算指令丰富，并具有实数运算功能，可实现复杂的计算和运算指令丰富，并具有实数运算功能，可实现复杂的计算和控制策略。并允许在程序中立即读写控制策略。并允许在程序中立即读写I/O接口，在一些需要立即响应的接口，在一些需要立即响应的场合应用非常方便。场合应用非常

14、方便。 (5) 可为模拟量和数字量输入设置滤波器，输入接口可以捕捉比可为模拟量和数字量输入设置滤波器，输入接口可以捕捉比CPU扫描速度更快的窄脉冲信号，便于适应复杂的工业环境。扫描速度更快的窄脉冲信号，便于适应复杂的工业环境。2021/8/1413 (6) 内部配有内部配有+5V DC扩展电源，输出电流可达扩展电源，输出电流可达1000mA；+24V DC传感器电源或负载驱动电源，输出电流可达传感器电源或负载驱动电源，输出电流可达400mA。 (7) 具有具有RS-485通信接口，可与计算机、变频器、文本显示器、通信接口，可与计算机、变频器、文本显示器、手持编程器等进行通信，交换数据、完成控制

15、功能。手持编程器等进行通信，交换数据、完成控制功能。2021/8/141424VDC电源M0.124VDC电源，接地和输入端子+1M 1L+0.03+0.40.30.22L+2M0.531.10.70.61.03+DCL+324VDC公共端和24VDC输入端子注：1.实际元件值可能有变更2.可接受任何极性3.接地可选图3.2 CPU224AC/DC继电器连接器端子图2320.20.10.01M36V1K0.50.3 0.42M0.6 0.7324VDC传感器电源输出M56K1.31.01.21.11.51.4L+CPU 224外部电路原理图外部电路原理图 2021/8/1415 数字量扩展单元

16、数字量扩展单元 I/O接口单元，用于对数字接口单元，用于对数字I/O的扩展。在工程的扩展。在工程应用中，应用中，CPU单元自带的单元自带的I/O接口往往不能满足控制系统要求，用户接口往往不能满足控制系统要求，用户需要根据实际需要选用不同需要根据实际需要选用不同I/O模块进行扩展，以增加模块进行扩展，以增加I/O接口的数接口的数量。不同的量。不同的CPU单元可连接的最大单元可连接的最大I/O模块数不同，而且可使用的模块数不同，而且可使用的I/O点数也是由多种因素共同决定的。点数也是由多种因素共同决定的。 模拟量扩展单元模拟量扩展单元 模拟量与数字量转换单元。控制领域中模拟模拟量与数字量转换单元。

17、控制领域中模拟量的使用十分广泛，模拟量扩展单元可十分方便地与量的使用十分广泛，模拟量扩展单元可十分方便地与CPU单元连接单元连接，实现，实现A/D转换和转换和D/A转换。转换。 智能扩展模块智能扩展模块 多为特殊功能模块，模块内含有多为特殊功能模块，模块内含有CPU，能够进能够进行独立运算和功能设置，如定位模块、行独立运算和功能设置，如定位模块、Modem模块、模块、PROFIBUS-DP模块等。模块等。2）扩展单元）扩展单元2021/8/14161. 数字量模块的主要特点数字量模块的主要特点 (1) 数字量扩展模块内部没有中央控制器，所以必须与数字量扩展模块内部没有中央控制器，所以必须与CP

18、U模块相连，使用模块相连，使用CPU模块的寻址功能，对模块上的模块的寻址功能，对模块上的I/O接口进行控接口进行控制。制。 (2) 数字量扩展模块须由数字量扩展模块须由CPU模块通过扩展接口提供正常工模块通过扩展接口提供正常工作所需的作所需的+5V DC电源，其外部不再提供工作电源。电源，其外部不再提供工作电源。 (3) 数字量扩展模块数字量扩展模块I/O接口所需接口所需+24V DC电源可以由电源可以由CPU模模块的传感器电源提供，但受到最大电流的限制，只能为部分接口块的传感器电源提供，但受到最大电流的限制，只能为部分接口提供电源，所以常用外部提供电源，所以常用外部DC+24V开关电源为开关

19、电源为I/O接口供电。接口供电。 (4) 扩展模块秉承了整体式扩展模块秉承了整体式PLC的结构特点，也吸收了模块的结构特点，也吸收了模块式式PLC便于扩展的优势，其结构紧凑，与便于扩展的优势，其结构紧凑，与CPU模块同宽同高而长模块同宽同高而长度不同，扩展后与度不同，扩展后与CPU形成一个整齐的长方体结构，十分方便在形成一个整齐的长方体结构，十分方便在控制柜内整体安装。控制柜内整体安装。2021/8/1417 S7-200系列系列PLC为方便工程使用，提供了种类丰富的数字量扩展为方便工程使用，提供了种类丰富的数字量扩展模块，有单独的输入模块模块，有单独的输入模块EM221(8路扩展输入路扩展输

20、入)；有单独的输出模块；有单独的输出模块EM222(8路扩展输出路扩展输出)；有；有I/O混合模块混合模块EM223(具有具有8I/O 、16I/O、32I/O等多种配置等多种配置)。扩展模块连接示意图扩展模块连接示意图2. 数字量模块的型号与性能数字量模块的型号与性能2021/8/1418 数字量模块性能一览表数字量模块性能一览表数字量模块型号数字量模块型号EM221EM222EM223输入点数输入点数8点点无无4/8/16点点输出点数输出点数无无8点点4/8/16点点隔离组点数隔离组点数4点点4点点4点点输入电压输入电压24V DC30V DC(最大最大)输出电压输出电压20.4V28.8

21、V DC或或20V250V AC20.4V28.8V DC或或5V30V DC、5V250V AC电缆长度电缆长度(隔离隔离/不隔离不隔离)300/500m150/500m300/500m数字量模块型号数字量模块型号EM221EM222EM223输出类型输出类型DC输出输出/继电器输继电器输出出DC输出输出/继电器输出继电器输出电能消耗电能消耗(+5V DC)30mA50mA40 mA/100 mA/160 mA2021/8/1419 (1) 不同的主机最大可扩展模块数量有限，不同的主机最大可扩展模块数量有限，CPU221不能扩展，不能扩展，CPU222只能扩展两个模块，只能扩展两个模块，CP

22、U224、CPU226能够扩展能够扩展7个模块。个模块。 (2) 扩展模块消耗的总电流不能超过扩展模块消耗的总电流不能超过CPU模块能够提供的最大电流模块能够提供的最大电流。 (3) 扩展总点数不能大于扩展总点数不能大于I/O映像寄存器的总数。因为映像寄存器的总数。因为CPU模块对模块对数字量的寻址都是以数字量的寻址都是以8位寄存器为一个单位的，对数字量扩展模块也是位寄存器为一个单位的，对数字量扩展模块也是相同的。若某一模块的数字量相同的。若某一模块的数字量I/O不是不是8的整倍数，则余下的空地址也不的整倍数，则余下的空地址也不会分配给其他模块。例如对于会分配给其他模块。例如对于CPU224模

23、块，本机输入地址为模块，本机输入地址为I0.0I0.7和和I1.0I1.5，输出地址为输出地址为Q0.0Q0.7和和Q1.0Q1.1。若扩展一个若扩展一个4输输入、入、4输出的输出的EM223数字量扩展模块，则扩展模块输入地址为数字量扩展模块，则扩展模块输入地址为I2.0I2.3，输出地址为输出地址为Q2.0Q2.3。地址地址I1.6I1.7与与Q1.2Q1.7都不能与外部都不能与外部接口对应，即它们是未用位。接口对应，即它们是未用位。对于输出寄存器中没有使用的位，可以像对于输出寄存器中没有使用的位，可以像使用内部存储器标志位一样使用。但对于输入寄存器中没有使用的位，使用内部存储器标志位一样使

24、用。但对于输入寄存器中没有使用的位，由于每次输入更新时都把未用位清由于每次输入更新时都把未用位清0，所以不能作为内部存储器标志位，所以不能作为内部存储器标志位使用。使用。3. 限制数字量模块扩展数量的几个因素限制数字量模块扩展数量的几个因素2021/8/1420在在S7-200系列系列PLC中，除了中，除了CPU224XP模块本身自带有模拟模块本身自带有模拟量量I/O接口，其他接口，其他CPU模块若要处理模拟量信号，均需扩展模模块若要处理模拟量信号，均需扩展模拟量模块。拟量模块。 1. 模拟量模块的外部接线方式模拟量模块的外部接线方式 模拟量模块主要分为模拟量模块主要分为3种，即模拟量输入模块

25、种，即模拟量输入模块EM231(4路模拟量输入路模拟量输入)、模拟量输出模块、模拟量输出模块EM232(2路模拟量输出路模拟量输出)和和模拟量模拟量I/O组合模块组合模块EM235(4路模拟量输入、路模拟量输入、1路模拟量输出路模拟量输出)。2021/8/142124V DC电源正极接入模块左下方电源正极接入模块左下方L+端子，负极接入端子，负极接入M端子。端子。2021/8/1422EM235模块的上部端子排为标注模块的上部端子排为标注A、B、C、D的四路模拟量的四路模拟量输入接口，可分别接入标准电压、电流信号。输入接口，可分别接入标准电压、电流信号。未用的接口要将未用的接口要将C+与与C-

26、端用短路子短端用短路子短接，以免受到外部干接，以免受到外部干扰。扰。2021/8/1423下部端子为一路模拟量输出端的下部端子为一路模拟量输出端的3个接线端子个接线端子MO、VO、IO，其中其中MO为数字接地接口，为数字接地接口，VO为电压输出接口，为电压输出接口，IO为电流输出为电流输出接口。接口。2021/8/1424在进行接线时应注意以下几点。在进行接线时应注意以下几点。(1) 传感器接线的长度应尽可能短，并使用屏蔽双绞线传感器接线的长度应尽可能短，并使用屏蔽双绞线。(2) 敷设线路时应使用电缆槽，避免将导线弯成锐角。敷设线路时应使用电缆槽，避免将导线弯成锐角。(3) 避免将信号线与电源

27、线路平行接近布置。避免将信号线与电源线路平行接近布置。(4) 使用高质量的使用高质量的24V DC传感器电源，以保证无噪声传感器电源，以保证无噪声及稳定运行。及稳定运行。2021/8/14252. 模拟量模块的特点模拟量模块的特点 (1) 模拟量转换精度高，模拟量转换精度高，A/D转换达到转换达到12位。位。EM231模块单极性输模块单极性输入入0V5V、0V10V、0mA20mA满量程精度可达满量程精度可达0.01%。I/O数据数据格式如图格式如图6.6所示。所示。 输入数据格式输入数据格式F32100数据值数据值12位位000MSB单极性数据单极性数据LSBF43210数据值数据值12位位

28、0000MSB双极性数据双极性数据LSB2021/8/1426输出数据格式输出数据格式F32100数据值数据值12位位000MSB电流输出数据格式电流输出数据格式LSBF43210数据值数据值12位位0000MSB电压输出数据格式电压输出数据格式LSB2021/8/1427(2) 有多种量程输入范围，可通过有多种量程输入范围，可通过DIP开关进行设置。如图所示。开关进行设置。如图所示。2021/8/1428(3) 输入接口带有模拟量输入滤波器，用以提高模拟量输入精度。输入接口带有模拟量输入滤波器，用以提高模拟量输入精度。(4) 可对模拟量输入接口进行校准和配置位置。可对模拟量输入接口进行校准和

29、配置位置。(5) 数据采集速度高，模块可将模拟量信号在内转换为相应的数数据采集速度高，模块可将模拟量信号在内转换为相应的数字量信号。字量信号。2021/8/1429性性 能能EM231EM232EM235通通用用技技术术规规范范物理量物理量I/O数数量量4路模拟量输入路模拟量输入2路模拟量输路模拟量输出出4路模拟量输入、路模拟量输入、1路模拟路模拟量输出量输出L+电压范围电压范围DC传感器供传感器供电电20.4V28.8V20.4V28.8V20.4V28.8VLED指示器指示器ON：24V电源电源良好良好OFF：无无24V电源电源ON：24V电电源良好源良好OFF：无无24V电源电源ON：2

30、4V电源良好电源良好OFF：无无24V电源电源2021/8/1430输输入入技技术术规规范范数据字格式数据字格式双极性：全量程双极性：全量程单极性：全量程单极性：全量程- -3200032000032000- -3200032000032000最大输入电压最大输入电压30V DC30V DC最大输入电流最大输入电流/mA3232分辨率分辨率12位位A/D转换转换12位位A/D转换转换输入类型输入类型差分差分差分差分输入范围输入范围电压：单极性电压：单极性电压：双极性电压：双极性 电流电流0V5V、0V10V5V、2.5V0mA20mA0V5V、0V10V0V1V、0mV500mV0mV100m

31、V、0mV50mV10V、5V、2.5V、1V、500mV、250mV100mV、50mV25mV0mA20mA250250模拟量到数字量模拟量到数字量的转换时间的转换时间/s2021/8/1431性性 能能EM231EM232EM235输输出出技技术术规规范范电压输出范电压输出范围围/V1010电流输出范电流输出范围围/mA0mA20mA0mA20mA全量程分全量程分辨率辨率电压电压电流电流12位位11位位12位位11位位精度精度典型情况典型情况(25)电压、电电压、电流流满量程的满量程的0.5%满量程满量程的的0.5%电流输出电流输出/ms10021002最大驱动最大驱动电压输出电压输出电

32、流输出电流输出5k最大最大最小最小500500最小最小最大最大5k设置时间设置时间电压输出电压输出/s2021/8/1432是对是对CPU单元进行编程、调试的设备。可用单元进行编程、调试的设备。可用PC/PPI编程电缆与编程电缆与CPU单元进行连接。常用设备为手持编程器和装有单元进行连接。常用设备为手持编程器和装有SIMATIC S7系列系列PLC编程软件的微机。编程软件的微机。3) 编程设备编程设备2021/8/1433西门子提供的简单易用的人机界面。可使用西门子提供的简单易用的人机界面。可使用 5种文字种文字(英文、德文、法文、意英文、德文、法文、意大利文、西班牙文大利文、西班牙文)中的任

33、一种进行显示，为操作人员提供了一个方便简洁中的任一种进行显示，为操作人员提供了一个方便简洁的操作员界面；通过编程设置能够显示最多的操作员界面；通过编程设置能够显示最多80条信息，每条信息最多有条信息，每条信息最多有4种种状态；具有状态；具有8个可由用户自定义的功能键，每一个都由个可由用户自定义的功能键，每一个都由CPU单元分配了一个单元分配了一个存储空间，能够在执行程序的过程中修正参数，或直接设置输入或输出量对存储空间，能够在执行程序的过程中修正参数，或直接设置输入或输出量对程序进行调试。新一代程序进行调试。新一代 TD 200C(S7-200的文本显示界面的文本显示界面)提供了非常灵活的提供

34、了非常灵活的键盘布置和面板设计，可选择多达键盘布置和面板设计，可选择多达20种不同形状、颜色和字体的按键，背景种不同形状、颜色和字体的按键，背景图像也可任意变化。图像也可任意变化。4) TD200文本显示器文本显示器2021/8/1434可根据用户需求配置用户存储卡、时钟卡、电池卡，通过可选卡插可根据用户需求配置用户存储卡、时钟卡、电池卡，通过可选卡插槽进行连接。用户存储卡可与槽进行连接。用户存储卡可与PLC主机双向联系，传输程序、数据主机双向联系，传输程序、数据或组态结果，对这些重要内容进行备份，存储时间可延长到或组态结果，对这些重要内容进行备份，存储时间可延长到200天。天。时钟卡可提供误

35、差为时钟卡可提供误差为2分钟分钟/月的时钟信号。电池卡是重量小于月的时钟信号。电池卡是重量小于0.6g、容量为容量为30mAh、输出电压为输出电压为3V的锂电池，平均可使用的锂电池，平均可使用10年。年。5) 可选扩展卡可选扩展卡2021/8/1435CP243-2通信处理器是通信处理器是AS-接口主站连接部件，专门为接口主站连接部件，专门为S7-200 CPU22X型型PLC设计，使设计，使AS-接口上能运行最多接口上能运行最多31个数字从站，个数字从站，可显著增加系统中可利用的数字和模拟量可显著增加系统中可利用的数字和模拟量I/O，便于便于S7-200适应适应不同的控制系统。不同的控制系统

36、。6) 通信处理模块通信处理模块 多多PLC通信模块通信模块2021/8/1436第二节第二节 S7-200系列系列PLC的编程软元件的编程软元件编程软件STEP7-Micro/WIN32简介 STEP7-Micro/WIN32是运行在计算机是运行在计算机Windows系统环境下的系统环境下的SIMATIC S7-200系列系列PLC的编程软件，其功能强大，界面简单实用，的编程软件，其功能强大，界面简单实用，容易掌握和使用。通过容易掌握和使用。通过PC/PPI编程电缆连接计算机的编程电缆连接计算机的RS-232串口和串口和PLC的的RS-485通信接口后，编程软件就可以向通信接口后，编程软件就

37、可以向PLC下载或从下载或从PLC上载上载所编写的应用程序。在程序运行时还可对所编写的应用程序。在程序运行时还可对PLC的运行情况进行监控，或的运行情况进行监控，或通过强制命令对通过强制命令对PLC进行调试。进行调试。PC/PPI编程电缆上有拨档开关，可以编程电缆上有拨档开关，可以组态设置数据传输的波特率。组态设置数据传输的波特率。2021/8/1437 STEP7-Micro/WIN32编程软件界面编程软件界面2021/8/1438 编程软件具体功能如下。编程软件具体功能如下。 (1) 可以用可以用梯形图梯形图(LAD，Ladder Diagram)、语句表语句表(STL，Statement

38、 List)和功能块图和功能块图(FBD，Function Block Diagram)编程。编程。 (2) 可以进行符号编程，通过符号表分配符号和绝对地址，即对编可以进行符号编程，通过符号表分配符号和绝对地址，即对编程元件定义符号名称，增加程序的可读性，并可打印输出。程元件定义符号名称，增加程序的可读性，并可打印输出。 (3) 支持三角函数，开方，对数运算功能。支持三角函数，开方，对数运算功能。 (4) 具有易于使用的组态向导，用于具有易于使用的组态向导，用于TD 200文本显示器、文本显示器、PID控制控制器、器、CPU间数据传输的通信功能、高速计数器。间数据传输的通信功能、高速计数器。

39、(5) 可用于可用于CPU硬件设置，如扩展模块组态、输入延时、实时时钟硬件设置，如扩展模块组态、输入延时、实时时钟设置、口令分配、设置、口令分配、CPU保持区的组态、通信系统的网络地址、保持区的组态、通信系统的网络地址、CPU最近最近的错误状态。的错误状态。 (6) 可以将可以将STEP 7-Micro/WIN正在处理的程序与所连接的正在处理的程序与所连接的PLC中中的程序进行比较。的程序进行比较。 (7) 可通过调制解调器支持可通过调制解调器支持S7-200远程编程。远程编程。 (8) 可进行检测和故障诊断，执行单次扫描，强制输出等。可进行检测和故障诊断，执行单次扫描，强制输出等。 (9)

40、具有可编辑的变量状态表，易于进行程序调试。具有可编辑的变量状态表，易于进行程序调试。 (10) 可同时打开多个窗口显示信号状态和状态表。可同时打开多个窗口显示信号状态和状态表。 (11) 可导入和导出可导入和导出STEP 7-Micro/DOS格式的文件。格式的文件。 (12) 可在可在Windows下设置打印机，并可在任何下设置打印机，并可在任何Windows打印机上打印机上打印程序和其他表格。打印程序和其他表格。2021/8/1439 1) 输入映像寄存器输入映像寄存器(I) 输入映像寄存器输入映像寄存器(I)中的每一个位地址对应中的每一个位地址对应PLC的一个输入端子的一个输入端子，用，

41、用于存放外部传感器或开关元件发来的信号。在每个扫描周期的开始，于存放外部传感器或开关元件发来的信号。在每个扫描周期的开始，PLC对所有输入端子状态进行采样，并把采样结果送入输入映像寄存器对所有输入端子状态进行采样，并把采样结果送入输入映像寄存器(I)。在一个扫描周期内，程序执行只使用输入映像寄存器中的数据进行在一个扫描周期内，程序执行只使用输入映像寄存器中的数据进行处理，而不论外部输入端子的状态是什么。处理，而不论外部输入端子的状态是什么。编程时要注意，输入映像寄编程时要注意，输入映像寄存器只能反映外部信号的状态，而不能由程序设置，也不能用于驱动负存器只能反映外部信号的状态，而不能由程序设置，

42、也不能用于驱动负载。载。 各种编程软元件各种编程软元件2021/8/14402) 输出映像寄存器输出映像寄存器(Q) 输出映像寄存器中的每一个位地址对应输出映像寄存器中的每一个位地址对应PLC的一个输出端子的一个输出端子，用于存放程序执行后的所有输出结果，以控制外部负载的接通，用于存放程序执行后的所有输出结果，以控制外部负载的接通与断开。与断开。PLC在执行用户程序的过程中，并不把输出信号直接输在执行用户程序的过程中，并不把输出信号直接输出到输出端子，而是送到输出映像寄存器出到输出端子，而是送到输出映像寄存器(Q)中，在每个扫描周中，在每个扫描周期的最后，才将输出映像寄存器中的数据统一送到输出

43、端子。期的最后，才将输出映像寄存器中的数据统一送到输出端子。3) 变量存储器变量存储器(V) 在程序处理过程或上下位机通信过程中，会产生大量的中间在程序处理过程或上下位机通信过程中，会产生大量的中间变量数据需要存储，变量数据需要存储，S7-200系列系列PLC专门提供了一个较大存储器专门提供了一个较大存储器区存储此类数据，即变量存储器。在变量存储器中也可存放与控区存储此类数据，即变量存储器。在变量存储器中也可存放与控制过程和任务相关的其他数据，应用比较灵活。制过程和任务相关的其他数据，应用比较灵活。2021/8/14414) 内部标志位存储器内部标志位存储器(M) PLC进行逻辑控制时，除了输

44、入映像寄存器和输出映像寄存器直进行逻辑控制时，除了输入映像寄存器和输出映像寄存器直接与外部设备联系之外，还有一些内部状态标志或者输入端子与输出接与外部设备联系之外，还有一些内部状态标志或者输入端子与输出端子之间的逻辑关系需要中间单元进行存储和过渡，这些中间单元即端子之间的逻辑关系需要中间单元进行存储和过渡，这些中间单元即内部标志位存储器。内部标志位存储器只起中间状态暂存的作用，不内部标志位存储器。内部标志位存储器只起中间状态暂存的作用，不能直接接收输入信号的控制，也不能直接输出用于驱动外部设备，类能直接接收输入信号的控制，也不能直接输出用于驱动外部设备，类似于继电盘控制系统中的中间继电器。似于

45、继电盘控制系统中的中间继电器。5) 特殊标志位存储器特殊标志位存储器(SM) 特殊标志位存储器是特殊标志位存储器是PLC内部保留的一部分存储空间，用于保存内部保留的一部分存储空间，用于保存PLC自身工作状态数据或提供特殊功能。该存储器区可以反映自身工作状态数据或提供特殊功能。该存储器区可以反映CPU运运行时的各种状态信息，用户程序能够根据这些信息判断行时的各种状态信息，用户程序能够根据这些信息判断PLC的工作状的工作状态，从而确定下一步的程序走向。态，从而确定下一步的程序走向。 2021/8/1442SMB0的各个位的各个位功能描述功能描述SM0.0常闭触点，在程序运行时一直保持闭合状态常闭触

46、点，在程序运行时一直保持闭合状态SM0.1该位在程序运行的第一个扫描周期闭合，常用于调用初始该位在程序运行的第一个扫描周期闭合，常用于调用初始化子程序化子程序SM0.2若永久保持的数据丢失，则该位在程序运行的第一个扫描若永久保持的数据丢失，则该位在程序运行的第一个扫描周期闭合。可用于存储器错误标志位周期闭合。可用于存储器错误标志位SM0.3开机后进入开机后进入RUN方式，该位将闭合一个扫描周期。可用于方式，该位将闭合一个扫描周期。可用于启动操作前为设备提供预热时间启动操作前为设备提供预热时间SM0.4该位为一个一分钟时钟脉冲，该位为一个一分钟时钟脉冲，30s闭合，闭合，30s断开断开SM0.5

47、该位为一个一秒钟时钟脉冲，该位为一个一秒钟时钟脉冲，0.5s闭合，闭合，0.5s断开断开SM0.6该位为扫描时钟，本次扫描闭合，下次扫描断开，不断循该位为扫描时钟，本次扫描闭合，下次扫描断开，不断循环环SM0.7该位指示该位指示CPU工作方式开关的位置工作方式开关的位置(断开为断开为TERM位置，闭位置，闭合为合为RUN位置位置)。利用该位状态。当开关在。利用该位状态。当开关在RUN位置时，可位置时，可使自由口通信方式有效，开关切换至使自由口通信方式有效，开关切换至TERM位置时，同编位置时，同编程设备的正常通信有效程设备的正常通信有效2021/8/1443状状 态态 字字功能描述功能描述SM

48、B1包含了各种潜在的错误提示，可在执行某些指令或执行出错包含了各种潜在的错误提示，可在执行某些指令或执行出错时由系统自动对相应位进行置位或复位时由系统自动对相应位进行置位或复位SMB2在自由接口通信时，自由接口接收字符的缓冲区在自由接口通信时，自由接口接收字符的缓冲区SMB3在自由接口通信时，发现接收到的字符中有奇偶校验错误时，在自由接口通信时，发现接收到的字符中有奇偶校验错误时，可将可将SM3.0置位置位SMB4标志中断队列是否溢出或通信接口使用状态标志中断队列是否溢出或通信接口使用状态SMB5标志标志I/O系统错误系统错误SMB6CPU模块识别模块识别(ID)寄存器寄存器SMB7系统保留系

49、统保留SMB8SMB21I/O模块识别和错误寄存器，按字节对形式模块识别和错误寄存器，按字节对形式(相邻两个字节相邻两个字节)存存储扩展模块储扩展模块06的模块类型、的模块类型、I/O类型、类型、I/O点数和测得的各点数和测得的各模块模块I/O错误错误SMW22SMW26记录系统扫描时间记录系统扫描时间SMB28SMB29存储存储CPU模块自带的模拟电位器所对应的数字量模块自带的模拟电位器所对应的数字量2021/8/1444SMB30和和SMB130SMB30为自由接口通信时，自由接口为自由接口通信时，自由接口0的通信方式控制字节；的通信方式控制字节；SMB130为自由接口通信时，自由接口为自

50、由接口通信时，自由接口1的通信方式控制字节；的通信方式控制字节；两字节可读可写两字节可读可写SMB31SMB32永久存储器永久存储器(EEPROM)写控制写控制SMB34SMB35用于存储定时中断的时间间隔用于存储定时中断的时间间隔SMB36SMB65高速计数器高速计数器HSC0、HSC1、HSC2的监视及控制寄存器的监视及控制寄存器2021/8/1445SMB66SMB85高速脉冲输出高速脉冲输出(PTO/PWM)的监视及控制寄存器的监视及控制寄存器SMB86SMB94SMB186SMB194自由接口通信时，接口自由接口通信时，接口0或接口或接口1接收信息状态寄存器接收信息状态寄存器SMB9

51、8SMB99标志扩展模块总线错误号标志扩展模块总线错误号SMB131SMB165高速计数器高速计数器HSC3、HSC4、HSC5的监视及控制寄存器的监视及控制寄存器SMB166SMB194高速脉冲输出高速脉冲输出(PTO)包络定义表包络定义表SMB200SMB299预留给智能扩展模块，保存其状态信息预留给智能扩展模块，保存其状态信息2021/8/14466) 顺序控制继电器顺序控制继电器(S) 顺序控制继电器是用于步进顺控指令中的特殊继电器，通常要与顺序控制继电器是用于步进顺控指令中的特殊继电器，通常要与步进顺控指令结合使用，用于组织步进过程。步进顺控指令结合使用，用于组织步进过程。7) 局部

52、存储器局部存储器(L) 局部存储器与变量存储器十分类似，都是作为中间变量的存储空局部存储器与变量存储器十分类似，都是作为中间变量的存储空间。其主要区别在于变量存储器是全局有效的，即同一个变量存储器间。其主要区别在于变量存储器是全局有效的，即同一个变量存储器可以被任何程序可以被任何程序(主程序、子程序、中断程序主程序、子程序、中断程序)访问并进行数据存取；访问并进行数据存取；而局部存储器是局部有效的，只能与特定的程序相关联。而局部存储器是局部有效的，只能与特定的程序相关联。 S7-200系列系列PLC有有64个字节的局部存储器，其中个字节的局部存储器，其中60个字节可以作个字节可以作为临时数据的

53、存储器或者为子程序传递参数，最后为临时数据的存储器或者为子程序传递参数，最后4个字节为系统所保个字节为系统所保留。局部存储器由留。局部存储器由CPU根据需要动态分配。在主程序执行过程中，分根据需要动态分配。在主程序执行过程中，分配给子程序或中断程序的局部存储器实际上是不存在的，当出现子程配给子程序或中断程序的局部存储器实际上是不存在的，当出现子程序或中断程序调用时，则由序或中断程序调用时，则由CPU随时给子程序或中断程序分配局部存随时给子程序或中断程序分配局部存储器。储器。2021/8/14478) 定时器存储器定时器存储器(T) 在在PLC中，定时器的作用相当于延时继电器，其定时值由程序赋中

54、，定时器的作用相当于延时继电器，其定时值由程序赋予。予。S7-200系列系列PLC中包括中包括1ms、10ms、100ms 3种精度的定时器，种精度的定时器，每个定时器对应一个每个定时器对应一个16位的当前值寄存器和一个状态位。位的当前值寄存器和一个状态位。16位的寄存位的寄存器存储定时器所累积的时间，状态位标志定时器定时时间到达时的动器存储定时器所累积的时间，状态位标志定时器定时时间到达时的动作。当前值寄存器和状态位均可由作。当前值寄存器和状态位均可由(T+定时器号定时器号)来表示，如来表示，如T10。区分区分依赖于对其操作的指令，位操作指令存取定时器状态位，而字操作指依赖于对其操作的指令，

55、位操作指令存取定时器状态位，而字操作指令对寄存器值进行操作。令对寄存器值进行操作。9) 计数器存储器计数器存储器(C) 在在PLC中，计数器用于累积输入脉冲的个数，当计数值达到由程中，计数器用于累积输入脉冲的个数，当计数值达到由程序设置的数值时，执行特定功能。序设置的数值时，执行特定功能。S7-200系列系列PLC提供了提供了3种类型的计种类型的计数器，即增计数器、减计数器和增减计数器，每个计数器也对应一个数器，即增计数器、减计数器和增减计数器，每个计数器也对应一个16位的当前值寄存器和一个状态位。当前值寄存器和状态位均可由位的当前值寄存器和一个状态位。当前值寄存器和状态位均可由(C+定时器号

56、定时器号)来表示，如来表示，如C10。其区分同定时器。其区分同定时器。 2021/8/144810) 高速计数器高速计数器(HC) 计数器计数器(C)的输入脉冲频率受到的输入脉冲频率受到PLC扫描周期的限制不能太高，而扫描周期的限制不能太高，而在控制领域中，高频脉冲的技术又是普遍要求在控制领域中，高频脉冲的技术又是普遍要求(如控制电机的精确定位等如控制电机的精确定位等)。所以。所以PLC专门设计了能够对高频脉冲进行计数的高速计数器，使用专专门设计了能够对高频脉冲进行计数的高速计数器，使用专用端子接收高频脉冲信号。高速计数器用用端子接收高频脉冲信号。高速计数器用HC作为标识，可用作为标识，可用“

57、HC+计计数器号数器号”的形式进行的形式进行32位有符号整数位有符号整数(即当前计数值即当前计数值)的存取，如的存取，如HC0。高速计数器的当前值为只读值。高速计数器的当前值为只读值。2021/8/144911) 模拟量输入模拟量输入(AI)及模拟量输出及模拟量输出(AQ) 模拟量的转换是通过模拟量模块完成的，但其数据的存储是在模拟量的转换是通过模拟量模块完成的，但其数据的存储是在CPU模块中，也是由模块中，也是由CPU完成其寻址的。模拟量经过完成其寻址的。模拟量经过A/D转换变为数转换变为数字量，存储在模拟量输入寄存器字量，存储在模拟量输入寄存器(AI)中。而存储在模拟量输出寄存器中。而存储

58、在模拟量输出寄存器(AQ)中的数字量经过中的数字量经过D/A转换变为模拟量，供外部电路使用。模拟量转换变为模拟量，供外部电路使用。模拟量输入寄存器和模拟量输出寄存器均按输入寄存器和模拟量输出寄存器均按16位位(1个字个字)存储数值，所以要从存储数值，所以要从偶数号字节开始为其编址。如模拟量输入寄存器地址为偶数号字节开始为其编址。如模拟量输入寄存器地址为AIW0、AIW2、AIW4、；模拟量输出寄存器地址为模拟量输出寄存器地址为AQW0、AQW2、AQW4、。要注意的是用户程序无法读取模拟量输出寄存器的内容。要注意的是用户程序无法读取模拟量输出寄存器的内容。12) 累加器累加器(AC) 累加器是

59、可以像存储器一样使用的读累加器是可以像存储器一样使用的读/写区间，它可以用于向子程写区间，它可以用于向子程序传递参数或从子程序返回参数，也可以用于存储计算过程的中间值序传递参数或从子程序返回参数，也可以用于存储计算过程的中间值。S7-200系列系列PLC提供了提供了4个个32位的累加器，地址编号分别为位的累加器，地址编号分别为AC0、AC1、AC2、AC3，使用时只需写出累加器的地址编号即可。使用时只需写出累加器的地址编号即可。2021/8/1450不同不同CPU的存储器的配置情况的存储器的配置情况存储器单元存储器单元CPU221CPU222CPU224CPU226输入映像寄存器输入映像寄存器

60、 I0.0I15.7I0.0I15.7I0.0I15.7I0.0I15.7输出映像寄存器输出映像寄存器Q0.0Q15.7Q0.0Q15.7Q0.0Q15.7Q0.0Q15.7模拟量输入模拟量输入(只只读读)AIW0AIW30AIW0AIW62AIW0AIW62模拟量输出模拟量输出(只只写写)AQW0AQW30AQW0AQW62AQW0AQW62变量存储器变量存储器V0.0V2047.7V0.0V2047.7V0.0V5119.7V0.0V5119.72021/8/1451局部存储器局部存储器L0.0L63.7L0.0L63.7L0.0L63.7 L0.0L63.7内部标志位存储内部标志位存储器器M0.0M31.7M0.0M31.