S7-200系列PLC硬件系统及内部资源-文档资料

1、 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系统及内部资源的硬件系统及内部资源1第四章第四章S7-200系列系列PLC基础知识基础知识 4.14.1概述概述 4.24.2S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系统的硬件系统 4.3 S7-2004.3 S7-200系列系列PLCPLC的内部资源的内部资源4.4 4.4 寻址方式寻址方式 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系统及内部资源的硬件系统及内部资源24.24.2S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系统的硬件系统4.2.1系统基本构成系统基本构成 4.2.2主机结构及

2、性能特点主机结构及性能特点 4.2.3输入输出扩展输入输出扩展 4.2.4主机性能指标主机性能指标 返回本章首页返回本章首页4.14.1概述（概述（S S系列系列PLCPLC发展概述）发展概述） 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系统及内部资源的硬件系统及内部资源34.2.1系统基本构成系统基本构成 SIMATIC S7-200系统由硬件和工业软件两大部分构成，系统由硬件和工业软件两大部分构成，如图如图4.1所示。所示。图图4.1S7-200 PLC系统组成系统组成编程工具编程工具CPU主机主机扩展扩展模块模块功能功能模块模块人机界面人机界面通信设备通信设备 第四章

3、第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系统及内部资源的硬件系统及内部资源4系统基本构成系统基本构成1. 1. 硬件硬件（1 1）基本单元）基本单元- -包括包括CPUCPU、存储器、基本输入、存储器、基本输入/ /输出和电源。输出和电源。（2 2）扩展单元）扩展单元 （3 3）特殊功能模块）特殊功能模块- -完成某种特殊控制任务的一些装置。完成某种特殊控制任务的一些装置。 （4 4）相关设备）相关设备- -有编程器、人机操作界面和网络设备。有编程器、人机操作界面和网络设备。 2. 2. 工业软件工业软件 工业软件是为更好地管理和使用这些设备而开发的与之相工业软件是为更好地管理

4、和使用这些设备而开发的与之相配套的程序、文档及其规则的总和，它主要由标准工具、配套的程序、文档及其规则的总和，它主要由标准工具、工程工具、运行软件和人机接口等几大类构成。工程工具、运行软件和人机接口等几大类构成。返回本节返回本节 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系统及内部资源的硬件系统及内部资源54.2.2主机结构及性能特点主机结构及性能特点 1. 主机外形主机外形SIMATIC S7-200系统系统CPU 22X系列系列PLC主机（主机（CPU模块）的外形模块）的外形如图如图4.2所示：所示：图图4.2S7-200主机外形主机外形状态显示通信口顶部端子盖电源及输

5、出端子前盖 方式开关 、电位器、扩展I/O连接底部端子盖输入端子、传感器电源存储器卡 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系统及内部资源的硬件系统及内部资源6从从CPUCPU模块的功能来看，模块的功能来看，SIMATIC S7-200SIMATIC S7-200系列小型可编系列小型可编程序控制器发展至今，大致经历了两代：程序控制器发展至今，大致经历了两代：第一代产品其第一代产品其CPUCPU模块为模块为CPU 21XCPU 21X，主机都可进行扩展，主机都可进行扩展，它具有四种不同结构配置的它具有四种不同结构配置的CPUCPU单元：单元：CPU 212CPU 212，

6、CPU CPU 214214，CPU 215CPU 215和和CPU 216CPU 216。第二代产品其第二代产品其CPUCPU模块为模块为CPU 22XCPU 22X，是在，是在2121世纪初投放市世纪初投放市场的。速度快，具有较强的通信能力。它具有五种不同场的。速度快，具有较强的通信能力。它具有五种不同结构配置的结构配置的CPUCPU单元：单元：CPU 221CPU 221，CPU 222CPU 222，CPU 224CPU 224和和CPU 226CPU 226，CPU 226XMCPU 226XM。除。除CPU 221CPU 221之外，其他都可加扩之外，其他都可加扩展模块。展模块。

7、第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系统及内部资源的硬件系统及内部资源7（1）CPU221-它有它有6输入输入/4输出，输出，I/O共共10点。无扩展能力，点。无扩展能力，程序和数据存储容量较小，有一定的高速计数处理能力，非程序和数据存储容量较小，有一定的高速计数处理能力，非常适合于少点数的控制系统。常适合于少点数的控制系统。（2）CPU222-8输入输入/6输出，输出，I/O共计共计14点。可进行一定模拟点。可进行一定模拟量的控制和量的控制和2个模块的扩展，是应用更广泛的全功能控制器。个模块的扩展，是应用更广泛的全功能控制器。（3）CPU224-14输入输入/10输

8、出，输出，I/O共计共计24点。存储容量扩大点。存储容量扩大了，可以有了，可以有7个扩展模块，有内置时钟，有更强的模拟量和高个扩展模块，有内置时钟，有更强的模拟量和高速计数的处理能力，是使用最多的速计数的处理能力，是使用最多的S7-200产品。产品。（4）CPU226 它有它有24输入输入/16输出，输出，I/O共计共计40点。和前者相点。和前者相比，通信能力大大增强。可用于点数较多、要求较高的小型比，通信能力大大增强。可用于点数较多、要求较高的小型或中型控制系统。或中型控制系统。（5）CPU226XM-这是后推出的一种增强型主机，它在用户这是后推出的一种增强型主机，它在用户程序存储容量和数据

9、存储容量上进行了扩展，其它同程序存储容量和数据存储容量上进行了扩展，其它同CPU226。 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系统及内部资源的硬件系统及内部资源8几种几种CPUCPU各有晶体管输出和继电器输出两种类型，具有不同电源电各有晶体管输出和继电器输出两种类型，具有不同电源电压和控制电压。各类型的型号如表压和控制电压。各类型的型号如表4.14.1所示。所示。 表表4.1CPU型号型号2. CPU的主要特点和技术规范的主要特点和技术规范 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系统及内部资源的硬件系统及内部资源9SIMATIC S7-200系

10、统系统CPU 22X系列系列PLC主机及主机及I/O特性特性如表如表4.2所示。所示。表表4.2主机及主机及I/O特性特性 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系统及内部资源的硬件系统及内部资源10图图4.3存储系统存储系统个人计算机存储器卡用户程序CPU 组态V 存储器M 存储器用户程序CPU 组态V 存储器M 存储器定时器和计数器当前值CPURAMEPROM3.存储系统存储系统（1）存储系统）存储系统 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系统及内部资源的硬件系统及内部资源11（2 2）存储容量）存储容量（3 3）存储安全）存储安全1 1）

11、主机）主机CPUCPU模块内部配备的模块内部配备的EEPROMEEPROM，上装程序时，可自动装入并永久，上装程序时，可自动装入并永久保存用户程序、数据和保存用户程序、数据和CPUCPU的组态数据。的组态数据。2 2）用户可以用程序将存储在）用户可以用程序将存储在RAMRAM中的数据备份到中的数据备份到EEPROMEEPROM存储器。存储器。3 3）主机）主机CPUCPU提供一个超级电容器，可使提供一个超级电容器，可使RAMRAM中的程序和数据在断电后保中的程序和数据在断电后保持几天之久。持几天之久。4 4）CPUCPU提供一个可选的电池卡，可在断电后超级电容器中的电量完全提供一个可选的电池卡

12、，可在断电后超级电容器中的电量完全耗尽时，继续为内部耗尽时，继续为内部RAMRAM存储器供电，以延长数据所存的时间。存储器供电，以延长数据所存的时间。5 5）可选的存储器卡可使用户像使用计算机磁盘一样来方便地备份和装）可选的存储器卡可使用户像使用计算机磁盘一样来方便地备份和装载程序和数据。载程序和数据。返回本节返回本节表表4.34.3存储容量存储容量 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系统及内部资源的硬件系统及内部资源121. 设备连接设备连接 图图4.4I/O扩展示意图扩展示意图 (a) 面板安装 (b) 标准导轨安装 4.2.3输入输入/输出的扩展输出的扩展 第

13、四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系统及内部资源的硬件系统及内部资源13（1 1）电流提供）电流提供各各CPUCPU所能提供的最大所能提供的最大5V5VDCDC电流如表电流如表4.44.4所示。所示。2. 2. 最大最大I/OI/O配置的预算配置的预算 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系统及内部资源的硬件系统及内部资源14（2）模块电流）模块电流CPU 22X可连接的各扩展模块消耗可连接的各扩展模块消耗5VDC电流如表电流如表4.5所示。所示。 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系统及内部资源的硬件系统及内部资

14、源15例如，某一控制系统选用例如，某一控制系统选用CPU 224CPU 224，系统所需的输入输出点数各为：数字，系统所需的输入输出点数各为：数字量输入量输入2424点、数字量输出点、数字量输出2020点、模拟量输入点、模拟量输入6 6点、模拟量输出点、模拟量输出2 2点。点。本系统可有多种不同模块的选取组合，表本系统可有多种不同模块的选取组合，表4.64.6所示为其中的一种可行的系所示为其中的一种可行的系统输入输出组态状况。统输入输出组态状况。3. 3. 输入输出及输入输出及CPUCPU组态组态 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系统及内部资源的硬件系统及内部资源

15、16若按表若按表4.6的扩展方式，各模块在的扩展方式，各模块在I/O链中的位置排列方式链中的位置排列方式也可以有多种，图也可以有多种，图4.5所示为其中的一种模块连接形式。所示为其中的一种模块连接形式。图图4.5扩展连接图扩展连接图主机CPU224模块1EM221DI8XDC24V模块2EM222DO8XDC24V模块3EM235AI4/AQ1X12 位模块4EM223DI4/DQ4XDC24V/继电器模块 5EM235AI4/AQ1X12 位 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系统及内部资源的硬件系统及内部资源174.2.4主机性能指标主机性能指标 S7-200

16、22X各主机的主要技术性能指标如下表各主机的主要技术性能指标如下表4.7所示。所示。返回本节返回本节 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系统及内部资源的硬件系统及内部资源184.3.14.3.1软元件软元件1. 1. 软元件（软继电器）软元件（软继电器） 用户使用的用户使用的PLCPLC中每一个输入中每一个输入/ /输出、内部存储单元、定时器和计数输出、内部存储单元、定时器和计数器等都称为软元件。各元件有其不同的功能，有固定的地址。软元件的器等都称为软元件。各元件有其不同的功能，有固定的地址。软元件的数量决定了数量决定了PLCPLC的规模和数据处理能力，每一种的规模

17、和数据处理能力，每一种PLCPLC的软元件是有限的。的软元件是有限的。 软元件是软元件是PLCPLC内部的具有一定功能的器件，这些器件实际上是由电内部的具有一定功能的器件，这些器件实际上是由电子电路和输入子电路和输入/ /输出映像寄存器构成。它们具有继电器的特性，但没有输出映像寄存器构成。它们具有继电器的特性，但没有机械性的触点。机械性的触点。 编程时用户只需记住软元件的地址即可。软元件的地址编排采用区编程时用户只需记住软元件的地址即可。软元件的地址编排采用区域号加区域内编号的方式。即域号加区域内编号的方式。即PLCPLC根据软元件功能不同，分成许多区域，根据软元件功能不同，分成许多区域，如输

18、入如输入/ /输出继电器区、定时器区、计数器区、特殊继电器区等，分别输出继电器区、定时器区、计数器区、特殊继电器区等，分别用用I I、Q Q、T T、C C、SMSM等来表示。等来表示。4.3 S7-200的内部资源的内部资源 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系统及内部资源的硬件系统及内部资源192.软元件介绍软元件介绍（1 1）输入继电器）输入继电器 I I（I0.0I0.0 I0.7,I1.0I0.7,I1.0 I1.5)I1.5)输入继电器一般都有一个输入继电器一般都有一个PLCPLC的输入端子与之对应，它用于接收外的输入端子与之对应，它用于接收外部的开关信

19、号。当外部的开关信号闭合，则输入继电器的线圈得部的开关信号。当外部的开关信号闭合，则输入继电器的线圈得电，在程序中其常开触点闭合，常闭触点断开。电，在程序中其常开触点闭合，常闭触点断开。（2 2）输出继电器）输出继电器 Q(Q0.0Q(Q0.0 Q0.7,Q1.0Q0.7,Q1.0 Q1.1)Q1.1)输出继电器一般都有一个输出继电器一般都有一个PLCPLC上的输出端子与之对应。当通过程序上的输出端子与之对应。当通过程序使得输出继电器线圈得电时，使得输出继电器线圈得电时，PLCPLC上的输出端开关闭合，它可以作上的输出端开关闭合，它可以作为控制外部负载的开关信号，同时在程序中其常开触点闭合，常

20、为控制外部负载的开关信号，同时在程序中其常开触点闭合，常闭触点断开。闭触点断开。（3 3）通用辅助继电器）通用辅助继电器 M(M0.0M(M0.0 M31.7M31.7共共256256个个) )通用辅助继电器的作用和继电接触器控制系统中的中间继电器相通用辅助继电器的作用和继电接触器控制系统中的中间继电器相同同, ,在在PLCPLC中没有输入中没有输入/ /输出端与之对应，因此它的触点不能驱动外输出端与之对应，因此它的触点不能驱动外部负载。这是与输出继电器的主要区别。它主要起逻辑控制作用。部负载。这是与输出继电器的主要区别。它主要起逻辑控制作用。 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PL

21、CPLC的硬件系统及内部资源的硬件系统及内部资源20（4）特殊继电器）特殊继电器 SM : 用户可以通过特殊标志来沟通用户可以通过特殊标志来沟通PLCPLC与被控对象之间与被控对象之间的信息。例如：的信息。例如：SM0.0 RUNSM0.0 RUN监控，监控，PLCPLC在在RUNRUN状态时，状态时，SM0.0SM0.0总为总为1 1。SM0.1 SM0.1 初始脉冲，首次扫描为初始脉冲，首次扫描为1 1，以后为，以后为0 0，常用对程序初始化。，常用对程序初始化。（5）变量存储器）变量存储器 V用来存储变量，可以存放程序执行中控制逻辑操作的中间结果。用来存储变量，可以存放程序执行中控制逻辑

22、操作的中间结果。（6）局部变量存储器）局部变量存储器 L用来存放局部变量。变量只和特定程序相关联。用来存放局部变量。变量只和特定程序相关联。（7）顺序控制继电器）顺序控制继电器S：用于顺序控制或步进控制中。：用于顺序控制或步进控制中。（8）定时器）定时器T：用法与时间继电器基本相同。：用法与时间继电器基本相同。（9）计数器）计数器C: 用来累计输入脉冲的个数。用来累计输入脉冲的个数。（10）模拟量输入映像寄存器（）模拟量输入映像寄存器（AI）、模拟量输出映像寄存器（）、模拟量输出映像寄存器（AQ）（11）高速计数器（）高速计数器（HC）：用来累计比主机扫描速率更快的高速脉冲。）：用来累计比主机

23、扫描速率更快的高速脉冲。（12）累加器（）累加器（AC）：用来暂存数据的寄存器。）：用来暂存数据的寄存器。S7-200PLC提供提供4个个32位累加器，分别为位累加器，分别为AC0、AC1、AC2、AC3。 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系统及内部资源的硬件系统及内部资源211. 1. 数据类型数据类型（1）数据类型及范围）数据类型及范围SIMATIC S7-200系列系列PLC数据类型可以是布尔型、整型和实型（浮点数）。数据类型可以是布尔型、整型和实型（浮点数）。4.4 4.4 寻址方式寻址方式（2 2）常数）常数在编程中经常会使用常数。常数数据长度可为字节、

24、字和双字，在机器内在编程中经常会使用常数。常数数据长度可为字节、字和双字，在机器内部的数据都以二进制存储，但常数的书写可以用二进制、十进制、十六进部的数据都以二进制存储，但常数的书写可以用二进制、十进制、十六进制、制、ASCIIASCII码或浮点数（实数）等多种形式。码或浮点数（实数）等多种形式。 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系统及内部资源的硬件系统及内部资源22 S7-200 S7-200的存储单元按字节进行编址，无论的存储单元按字节进行编址，无论所寻址的是何种数据类型，通常应指出它所在所寻址的是何种数据类型，通常应指出它所在存储区域内的字节地址。每个单元都

25、有惟一的存储区域内的字节地址。每个单元都有惟一的地址，地址用名称和编号两部分组成，这种直地址，地址用名称和编号两部分组成，这种直接指出元件名称的寻址方式称为直接寻址。接指出元件名称的寻址方式称为直接寻址。S7-S7-200200软元件的直接寻址的符号如下表所示。软元件的直接寻址的符号如下表所示。2. 直接寻址方式直接寻址方式 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系统及内部资源的硬件系统及内部资源23直接寻址方式直接寻址方式 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系统及内部资源的硬件系统及内部资源24 直接寻址方式直接寻址方式（1 1）位寻址格式）位寻址格式按位寻址的格式为：按位寻址的格式为：Ax.yAx.y必须指定元件必须指定元件名称、字节地址和位号名称、字节地址和位号，如图，如图4.6 4.6 所示。图所示。图4.64.6中中MSBMSB表示最高位，表示最高位，LSBLSB表示最低位。表示最低位。图图4.6位寻址格式位寻址格式MSBI0LSB0I15I4I3I2I17 6 5 4 3 2 1I 4 .5I 14 .2字节的位，即位号元件名称