PLC的分类组成及工作原理.ppt

1、6 PLC的分类、组成及工作原理,6.1 PLC的分类,6.1.1 按结构形式分类,1. 整体式PLC（单元式/箱体式/一体式）,结构：将中央处理单元(CPU)、存储器、输入单元、输出单元、外设I/O接口、电源等集中配置在一起，有的甚至全部安装在一块印刷电路板上，装在一个箱体内，通常称为主机（基本单元）。,CPU221 CPU 222 CPU 224 CPU 226 CPU226XM,优缺点：结构紧凑，体积小，重量轻，价格低，安装方便，易于与被控设备组合成一个整体；但其主机的输入/输出点数固定，因而使用不灵活。,Siemens：S7-200系列,输出接口,扩展口,外设口,通信口,输入接口,手持

2、编程器,其他常见机型： OMRON：CPM1A、CPM2A、P型机等 MITSUBISHI：FX系列（FX0S、FX1S、FX2N等）,2. 模块式PLC(机架式、积木式、组合式),结构：一般由框架（母板或底板）和模块组成，即将分别制成的中央处理模块(CPU) 、输入模块、输出模块、电源模块等插入机架内各对应插座上（母板）。,6.1.1 按结构形式分类,S7-300模块式PLC,2. 模块式PLC(机架式、积木式、组合式),S7- 400模块式PLC,2. 模块式PLC(机架式、积木式、组合式),优缺点：配置灵活，装配方便，便于扩展和维修；但结构较复杂，造价高，并且体积大，难于与小型设备连成一

3、体。,其他常见机型： OMRON：C200H 、CQM1H、CS1等 MITSUBISHI：A系列、Q系列等,OMRON： CQM1H模块式PLC,A-B SLC500 模块式PLC,三菱Q系列 模块式PLC,3. 叠装式PLC,结构：结合以上两种结构的优点。这种结构的CPU、电源、I/O等单元也是各自独立的模块，但它们相互的连接仅用电缆即可，并且各模块可以叠装在一起。,特点：灵活配置，体积小巧。,S7200系列CPU226：主机点数扩展单元点数248点。,CPU221: 数字量 10点,CPU222 :40入/38出=78数字量 模拟量 8入或4出或 8入/2出,CPU224 :94入/74

4、出=168 数字量 模拟量 28入或14出或 28入/7出,CPU226(XM) :128入/120出=248数字量 模拟量 28入或14出或 28入/7出,最大2个模块,无扩展能力,其他常见机型： OMRON：CPM1A、CPM2A等 MITSUBISHI：FX系列（FX0N、FX1N、FX2N等）,6.1.2 按I/O点数分类,1. 小型机（整体式或叠装式）,功能：开关量控制为主，也可进行数据的运算和处理、通信联网及模拟量控制。,输入/输出点数：10256点。,常见机型： OMRON：CPM1A（10100点）、CPM2A （10120点）等 MITSUBISHI：FX0N（24128）、

5、FX1N （14128点） 、 FX2N （10256点）等 Siemens：S7200系列：CPU221 （10点）， CPU222 （1478点）， CPU226 （40248点） 松下：FP0 （10128点）,2. 中型机（模块式）,功能：具有开关量、模拟量控制，数据的运算、处理和传送及通信联网的功能。模块种类多，指令丰富，具有多路A/D、D/A转换接口。,输入/输出点数：2000点以下。,常见机型： OMRON： C200H （1184点） 、CQM1H （512点） MITSUBISHI：A系列（2084点） Siemens：S7-300系列 松下：FP2（1600/2048点）,

6、6.1.2 按I/O点数分类,3. 大型机（模块式）,功能：计算、控制、调节、网络结构及通信联网等。,输入/输出点数：2000点以上。,6.1.2 按I/O点数分类,常见机型： OMRON： CVM1 、CS1等 MITSUBISHI：Q系列 Siemens：S7-400系列,6.1.3 按功能分类,1.低档（小型机） 2.中档（中型机） 3.高档（大型机）,6.2 PLC的组成与各部分的作用,6.2.1 PLC的组成,1. 整体式PLC的组成,2. 模块式PLC的组成,3. 叠装式PLC的组成,主机,扩展单元,5. 控制过程,输入量 （开关量或模拟量）,P L C （CPU执行控制程序）,输

7、出量 （控制外部设备）,中间变换器,6.2.1 PLC的组成,4. PLC基本组成部分 CPU、存储器、I/O单元、电源单元、编程单元,6.2.2 PLC各部分的作用,1. 中央处理单元（CPU）,（PLC的核心，起总指挥的作用） 基本组成部分,(1) 控制从编程器或PLC编程软件输入的用户程序和数据的接收与存储； (2) 诊断电源、PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误； (3) 以扫描的方式接收输入信号，并存入输入状态寄存器或数据存储器保存起来； (4) PLC进入运行状态后，从存储器中根据用户程序存放的先后顺序逐条读取指令，经命令解释后执行； (5) 将用户程序的执行结果经输出部件实

8、现输出控制、制表打印或数据通讯等功能。,2. 存储器,1）常见存储器,（1）RAM,读写存储器（随机存储器）：可随时由CPU对其进行读出和写入。（内容可随时改变）,注：必须有电源供电，断电内容丢失。,（2）ROM,只读存储器：内容不能修改，断电内容保持不变。,（3）EPROM,可擦除只读存储器：修改困难，断电内容保持不变。,（4）EEPROM,电可擦除只读存储器：修改容易，断电内容保持不变。（闪存）,注：执行读/写次数有限（1万次左右）。,6.2.2 PLC各部分的作用,基本组成部分,2）存储器分配,（1） 系统程序存储器,选用ROM或EPROM，用户只能访问，不能更改。,（2）用户程序存储器

9、,选用RAM、EPROM或EEPROM。,（3）工作数据存储器,选用RAM。,注：输入/输出映像寄存器；元件映像寄存器；数据表,2. 存储器,6.2.2 PLC各部分的作用,由PLC制造厂家编写并固化在系统程序存储器中，主要有系统管理程序、用户指令解释程序和功能程序与系统程序调用等部分,注意： PLC产品手册中给出的“存储器类型”和“程序容量”是针对用户程序存储器而言的。,3. I/O单元（输入/输出单元）,输入单元：接收操作指令和现场的状态信息，如控制按钮、操作开关、行程开关、继电器触点及各类传感器（如接近开关、光电管、光栅）等信号，并通过输入接口电路的滤波、光电隔离和电平转换等将这些信号转

10、换成CPU能够接收和处理的数字信号。 输出单元：将CPU送出的弱电控制信号通过输出接口电路的光电隔离和功率放大等转换成现场需要的各种等级的电信号输出，以驱动各种声光装置、继电器、接触器、电磁阀和电磁铁等执行元件。,6.2.2 PLC各部分的作用,基本组成部分,输入单元,工作原理：当输入开关S闭合时，光电耦合器T导通，发光二极管LED发光，表示S处于接通状态。这时A点为高电平，经滤波器、输入选择器后，送到I/O总线，CPU访问该路信号时，将该点对应的输入映像寄存器状态置“1”；当输入开关S断开时，LED熄灭，表示S处于断开状态。光电耦合器不导通，A点为低电平，该电平经滤波电路、输入选择器后，送到

11、I/O总线，CPU访问该路信号时，将该点对应的输入映像寄存器状态置“0”；,注：输入单元连接外部设备时需要电源。,工作原理：当对应于J的输出映像寄存器的状态为1时，输出指示灯LED发光，J得电吸合，其常开触点闭合，负载得电。反之，指示灯LED熄灭，J失电，其常开触点断开，负载失电。,输出单元,继电器输出单元,注：输出单元连接外部设备时需要电源。,晶体管输出单元,双向晶闸管输出单元,继电器输出单元 最常用。可用于交/直流两种电源，但接通断开频率低，寿命有限，存在延时时间（10ms），造成输出滞后输入。 晶体管输出单元 驱动直流负载。无触点输出，使用寿命长，可靠性高，响应速度快（0.2ms），抗过

12、载能力差。 双向晶闸管输出单元 驱动交流负载,输入/输出单元的外部接线方式,汇点式,分组式,输入/输出单元的外部接线方式,分隔式,输入/输出单元的外部接线方式,输入点：I0.0I0.7； I1.0I1.7； I2.0I2.7 输出点：Q0.0Q0.7； Q1.0Q1.7； Q2.0Q2.7,I/O继电器区，是输入输出设备的映象区，直接反映外部设备的状态。,例：电动机起动、停止控制,SB1： I0.0（起动）； SB2： I0.1（停止）；FR： I0.2（过载） KM： Q0.0；（运行） HL1： Q0.1 （运行指示） ； HL2： Q0.2 （停止指示） ；,QS,FR,FU,KM,M

13、3,主电路,M 3,M 3 ,交流 电源,直流 输入 电源,继电 器输 出,按下SB1， I0.0置ON； Q0.0置ON，Q0.1置ON，Q0.2置OFF；,KM线圈通电，电动机运行；HL1亮，运行指示。,按下SB2（或热过载）， I0.1置ON（或I0.2置ON）； Q0.0 、Q0.1置OFF，Q0.2置ON；,KM线圈断电，电动机停止运行；HL2亮，停止指示。,4. I/O扩展口：PLC总线接口,主机,扩展单元,叠装式,4. I/O扩展口,模块式,5. 智能单元 智能单元本身是一个独立的计算机系统，有自己的CPU、系统程序、存储器，以及与外界相连的接口。智能单元是PLC系统的一个模块，

14、和CPU单元通过系统总线相连接，进行数据交换，并在CPU单元的协调管理下独立地进行工作，即智能单元的工作不参加循环扫描过程，而是按照它自己的规律参与系统工作，多数情况下的运算功能都由其本身的CPU完成的。 目前已开发的常用的智能单元有：A/D单元、D/A单元、高速计数单元、脉冲输出单元、位置控制单元、PID控制单元、温度控制单元和各种通信单元等。,6. 电源单元 现代PLC一般配有开关式稳压电源，供内部电路使用。有的PLC还向外提供DC24V直流电源，给开关量输入单元连接的现场无源开关使用，或给外部传感器供电。,7. 编程工具 编程工具的主要作用是用来编辑程序、调试程序和监控程序的执行，还可以

15、在线测试PLC的内部状态和参数，与PLC进行人机对话。,基本组成部分,基本组成部分,（1） 专用编程器 （基本编程工具）,简易编程器,图形编程器,（2）计算机辅助编程 西门子公司（SIEMENS）SIMATIC STEP7 V5.3/；STEP7 Micro/WIN V4.0软件； 罗克韦尔公司（A-B）RSLogix5000 Enterise Series软件； 三菱公司（MITSUBISHI）GX Developer V7 Chinese软件； OMRON公司 CX-Programmer软件；,8. 其他外设（人机接口、打印机等）,7. 编程工具,6.3 PLC的编程语言,PLC是专为工业

16、控制而开发的装置，主要使用对象是广大工程技术人员及操作维修人员。为了满足他们的传统习惯和掌握能力，通常PLC不采用微机的编程语言，而常常采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”编程。,编程语言,梯形图（LAD/LD）,指令表（STL/助记符）,顺序功能图（SFC/流程图）,功能块图（FBD）,图示型,文本型,高级语言 Pascal，Basic，C语言等,6.3 PLC的编程语言,6.3.1 梯形图,1. 梯形图常用的基本符号,（1）常开常闭触点,（2）线圈,6.3.1 梯形图,1. 梯形图常用的基本符号,（3）指令,END,MOV,#XXX,D,源数据,目标数据地址,6.3.1 梯形图,1.

17、梯形图常用的基本符号,例：,FR,FR,2. 梯形图的特点,（1）梯形图中的继电器不是物理继电器(硬件继电器)，每个继电器实际上是映像寄存器中的一位，因此称为“软继电器”。输入接通时相应位的状态为“l”时，表示该继电器线圈通电，其常开触点闭合，常闭触点断开；相应位的状态为“0”时，表示该继电器线圈失电，其常开触点断开，常闭触点闭合。梯形图是由这些“软继电器”组成的控制线路，但它们并不是真正的物理连接，而是逻辑关系上的连接，称为“软接线”。,6.3.1 梯形图,（2）每个继电器对应映像寄存器中的一位，其状态可以反复读取，因此可以认为继电器有无限多个常开触点和常闭触点，在程序中可以被反复使用，没有

18、数量限制。,（3）假想电流(虚电流、概念电流、能流)。 假想电流只能单方向流动：从左向右流动，层次改变只能先上后下。 （4）输入继电器供PLC接收外部输入信号，而不是由内部其它继电器的触点驱动，因此，梯形图中只出现输入继电器的触点，而不出现输入继电器的线圈。 （5）输出继电器供PLC作输出控制用。梯形图中可出现输出继电器的触点和线圈。当梯形图中输出继电器线圈满足接通条件时，就表示在对应的输出点有输出信号。,2. 梯形图的特点,6.3.1 梯形图,（6）当PLC处于运行状态时，PLC就开始按照梯形图符号排列的先后顺序(从上到下、从左到右)逐一处理，也就是说，PLC对梯形图是按扫描方式顺序执行程序

19、。 （7）梯形图的逻辑解算。,2. 梯形图的特点,6.3.1 梯形图,6.3.2 指令表,PLC的指令表(语句表、指令程序、助记符语言)是由若干条PLC指令组成的程序。PLC的指令类似于计算机汇编语言的形式，它是用指令的助记符来编程的。,1. LD/LDN,3. O/ON,4. OUT,2. A/AN,例：,LD I0.0,O Q0.0,AN I0.1,AN I0.2,= Q0.0,LD Q0.0,END,= Q0.1,LDN Q0.0,= Q0.2,6.3.3顺序功能图,6.3.4功能块图,6.3.5结构文本（高级语言）,6.4 PLC的工作原理,6.4.1 PLC的等效电路,当按下S2时，

20、K1、KT的线圈同时通电，M1开始运转，指示灯H1“亮”；KT线圈通电后开始延时，10s后，KT的常开延时触点闭合，K2线圈通电，M2开始运转，指示灯H2“亮”。当按下S1时，K1、KT线圈同时断电，K2线圈也断电，M1、M2随之停转，指示灯H1、H2“熄灭”。,1. PLC控制系统的外部接线（以S7-200 CPU224 PLC为例 ）,2. PLC控制系统的等效电路,（1）输入部分：接收操作指令(由断路器、起动按钮、停止按钮、试灯按钮等提供)，或接收被控对象的各种状态信息(由行程开关、接近开关、光电开关等提供)。PLC的每一个输入点对应一个内部输入继电器，当输入点与输入公共端（1M/2M）

21、接通时，输入继电器线圈通电，它的常开触点闭合、常闭触点断开；当输入点与输入输入公共端（1M/2M）断开时，输入继电器线圈断电，它的常开触点断开、常闭触点接通。,（2）控制部分：这部分是用户编制的控制程序，通常用梯形图的形式表示。用户控制程序放在PLC的用户程序存储器中。系统运行时，PLC依次读取用户程序存储器中的程序语句，对它们的内容进行解释并加以执行，有需要输出的结果则送到PLC的输出端子，以控制外部负载的工作。,（3）输出部分：根据程序执行的结果直接驱动负载。PLC的每一个输出点对应一个内部输出继电器，每个输出继电器仅有一个“硬触点”与输出点相对应。当程序执行的结果使输出继电器线圈通电时，

22、对应的硬输出触点闭合，控制外部负载的动作。,按下SB1， I0.0置ON； Q0.0置ON，KM线圈通电。,SB1,KM,3. PLC的控制过程,程 序 修 改,输 入 部 分,控 制 部 分,输 出 部 分,程 序 修 改,6.4.2 PLC的工作原理,1. 循环扫描 CPU连续执行操作系统、用户程序的循环序列称之为扫描。,扫描周期：PLC在运行状态下，执行一次上图所示的全部操作所需时间。,注：PLC可以被认为是在系统软件支持下的一种扫描设备，不论用户程序是否在运行，它依然一直在周而复始地循环扫描，只不过在PLC停止状态下除去了输出处理、输入处理、执行用户程序几部分内容。,（1）执行CPU操

23、作系统（CPU自诊断测试） 为了保证系统可靠工作，PLC内部设置了系统监视定时器WDT，WDT的时间设定值一般为扫描周期的23倍，通常为100200 ms。,（2）处理通信请求,（3）写输出（输出刷新阶段或输出更新阶段）,注：在输出处理阶段完成后，输出锁存器的状态不变，即使输出映像寄存器的状态发生了变化，输出锁存器的状态也不会随之而变。输出映像寄存器变化了的状态只有等到下一个扫描周期的输出处理阶段到来时才能通过CPU送入输出锁存器中，这种输出工作方式称为集中输出工作方式。,6.4.2 PLC的工作原理,1. 循环扫描,（4）读输入 （输入采样阶段、输入刷新阶段或输入更新阶段 ）,注：在输入处理

24、阶段完成后，输入映像寄存器与外界隔离，即使外部输入信号的状态发生了变化，输入映像寄存器的状态也不会随之而变。输入信号变化了的状态只有等到下一个扫描周期的输入处理阶段到来时才能通过CPU送入输入映像寄存器中，这种输入工作方式称为集中输入工作方式。,6.4.2 PLC的工作原理,1. 循环扫描,（5）程序执行阶段 在程序执行阶段，CPU按程序的先左后右，先上后下的顺序对每条指令进行解释、执行，CPU从输入映像寄存器、输出映像寄存器和元件映像寄存器中将有关编程元件的“0”/“1” (“ON”/“OFF”)状态读出来，并根据用户程序给出的逻辑关系进行相应的逻辑运算，运算的结果再写入到对应的输出映像寄存

25、器和元件映像寄存器中。因此，各编程元件的映像寄存器(输入映像寄存器除外)的内容随着程序的执行而变化。,6.4.2 PLC的工作原理,1. 循环扫描,输入处理,程 序 执 行,输出处理,输入处理,集中输入,程 序 执 行,输出处理,集中输出,例：,控制要求：按下SB1，HL1、HL2亮； 按下SB2，HL2亮。,控制要求：按下SB1，HL1、HL2亮； 按下SB2，HL2亮。,按下SB1， HL1亮、HL2灭；,按下SB1，HL1、HL2亮；,能否实现？集中输出,注：PLC的循环扫描工作方式也为PLC提供了一条死循环自诊断功能。PLC内部设置了一个监视定时器WDT，其定时时间可由用户设置，应大于

26、用户程序的扫描周期，PLC在每个扫描周期的内部处理阶段将监视定时器复位。正常情况下，监视定时器不会动作，如果由于CPU内部故障使程序执行进入死循环，那么，扫描周期将超过监视定时器的定时时间，这时，监视定时器动作，运行停止，以警示用户。,6.4.2 PLC的工作原理,1. 循环扫描,2. 扫描循环时间(扫描周期),6.4.2 PLC的工作原理,2. 扫描循环时间,3. 循环监视时间 PLC可以修改缺省的最大循环监视时间（监控定时器WDT的设定值）。如果这个时间超出，系统出现故障，CPU转为STOP模式。,4. 最小循环时间 使用SIMATIC STEP 7，可以为S7-400和S7-300 CP

27、U318设置最小循环时间，在以下情况下这个功能是有用的： （1）当主程序执行的起动时间必须一致时，保证每个扫描周期时间相同。 （2）如果循环时间太短，过程映象的刷新没有必要过于调整。,6.4.2 PLC的工作原理,6.4.3 PLC的响应时间,1. PLC和继电接触控制系统工作方式的比较 （1）继电接触控制系统：并行工作，存在触点的竞争和时序的失配问题。 （2）PLC：串行工作（循环扫描的工作方式），避免触点的竞争和时序的失配问题。,2. 循环扫描工作方式产生的问题 导致了输出对输入时间上的滞后，扫描循环时间越长，滞后越严重,3. I/O响应时间 输出滞后于输入的时间称为响应时间（输入/输出响

28、应时间、输入/输出滞后时间）。响应时间是指PLC的外部输入信号发生变化的时刻到它所控制的有关外部输出信号发生变化的时刻之间的时间间隔。,存在触点竞争,不存在触 点竞争,一个周期内的状态 是不会互相影响的,（1）输入接口电路的RC滤波时间,（2）输出接口电路的滞后时间,（3）PLC的扫描工作方式,（4）用户程序的设计,3. I/O响应时间,t1：输入延时； t2：输出延时；,I/O响应时间,扫描周期,6.4.3 PLC的响应时间,3. I/O响应时间,t1：输入延时； t2：输出延时；,I/O响应时间,最大I/O响应时间输入ON延时两个扫描循环（周期）输出ON延时 最小I/O响应时间输入ON延时

29、一个扫描循环（周期）输出ON延时,注：PLC扫描周期和I/O响应时间是随机量。,6.4.3 PLC的响应时间,4. 如何提高I/O响应速度 （1）选用扫描速度快的PLC （2）在硬件方面，可选用快速响应模块、高速计数模块等；在软件方面，改变I/O刷新方式、运用中断处理、调整输入滤波器的时间常数等 （3）在实际工程项目设计研究过程（或课题）中，应尽可能选用输入/输出延迟短的I/O模块、输入延迟时间较短的各类开关或传感器。,6.4.3 PLC的响应时间,6.4.4 PLC的计数频率,PLC的计数方式 ：普通计数；高速计数,计数脉冲时间大于PLC扫描周期时间可以用内部计数器，小于必须用高速计数器,6

30、.5 SIMATIC S7-200系列PLC概述,6.5.1 S7-200系列PLC的特点,1. 体积小,2. 外型先进美观,CPU221 CPU 222 CPU 224 CPU 226 CPU226XM,3. 选择范围广,6.5.1 S7-200系列PLC的特点,模块种类多：基本单元（CPU）；数字量、模拟量输入/输出扩展单元或模块；通信模块等 S7-200 PLC配置有24VDC传感器电源、电流限定1.5A（峰值）可供外部电源或接近开关、光电开关等传感器电源。 S7-200 PLC的输出方式：继电器输出（24VDC /250VAC，最大2A/点）；晶体管输出（24VDC 最大0.75A/点

31、）,4. 系统配置灵活,5. 功能强，使用方便,注：S7-200 PLC在基本单元、扩展单元、扩展模块和功能模块采用插入式的接线端子排，更换方便快捷。为保持内存不丢失，有存储卡和后备电池选项。,6.5.1 S7-200系列PLC的特点,24VDC传感器电源,6.5.2 S7-200系列PLC的系统配置,1. 型号,S7- 公司名称代号：SIEMENS。 产品序列号 PLC分类： 200（整体式）；小型机 300（模块组合式滑轨安装）中型机 400（模块组合式基板安装）大型机,2.系统配置,1）CPU221（10点）,CPU221: 数字量 10点,无扩展能力,（1）本机I/O： 6点输入/4点

32、输出； I/O地址： I0.0I0.5； Q0.0Q0.3；,2. 系统配置,1）CPU221（10点）,2. 系统配置,1）CPU221（10点）,（1）本机I/O： 6点输入/4点输出； I/O地址： I0.0I0.5； Q0.0Q0.3；,（2）存储容量：程序存储器4096B，用户数据存储器2048B （6KB）,2. 系统配置,1）CPU221（10点）,（3）扩展I/O：无,（4）通信：一个RS-485通信接口,（5）附加功能：内置4个高速计数器（30kHz），2个高速脉冲输出（20kHz）,2）CPU222（14点）,（1）本机I/O：8点输入/6点输出；I/O地址：I0.0I0.

33、7； Q0.0Q0.5。,（3）扩展I/O：可接两个扩展，可扩展至78点数字量I/O或10路模拟量I/O。,（2）存储容量：程序存储器4096B，用户数据存储器2048B （6KB）,2. 系统配置,CPU222 :40入/38出=78数字量 模拟量 8入或4出或 8入/2出,CPU222 8入/6出,EM223 16入/16出,EM223 16入/16出,CPU222 8入/6出,2. 系统配置,CPU222 8入/6出,EM223 16入/16出,EM223 16入/16出,2）CPU222（14点）,I/O地址分配： CPU222：I0.0I0.7； Q0.0Q0.5 EM223： I1

34、.0I1.7 ，I2.0I2.7 ，I3.0I3.7 ，I4.0I4.7 ； Q1.0Q1.7， Q2.0Q2.7， Q3.0Q3.7， Q4.0Q4.7,注：扩展模块数量的约束条件：基本单元能带扩展模块的数量； 基本单元所提供的总线电流的容量。 CPU222可提供DC5V总线电流340mA， EM223消耗DC5V总线电流150/160mA。,2. 系统配置,CPU222 8入/6出,EM223 16入/16出,EM223 16入/16出,2）CPU222（14点）,（4）通信：一个RS-485通信接口,（5）附加功能：内置4个高速计数器（30kHz），2个高速脉冲输出（20kHz）,3）C

35、PU224（24点）,（2）存储容量：程序存储器8192B，用户数据存储器8192B （16KB）,（1）本机I/O：14点输入/10点输出； I/O地址：I0.0I0.7， I1.0I1.5； Q0.0Q0.7， Q1.0Q1.1,（3）扩展I/O：可接7个扩展，可扩展至168点数字量I/O或35路模拟量I/O,2. 系统配置,CPU224 :94入/74出=168 数字量 模拟量 28入或14出或 28入/7出,CPU224 14入/10出,CPU224 14入/10出,EM223 16入/16出,EM223 16入/16出,EM223 16入/16出,EM223 16入/16出,EM22

36、1 8入,EM221 8入,3）CPU224（24点）,I/O地址分配： CPU224：I0.0I0.7, I1.0I1.5 ； Q0.0Q0.7，Q1.0，Q1.1 EM223： I2.0I2.7 ，I3.0I3.7 ，I4.0I4.7 ，I5.0I5.7 ， I6.0I6.7 ，I7.0I7.7 ，I8.0I8.7 ，I9.0I9.7 ；Q2.0Q2.7， Q3.0Q3.7，Q4.0Q4.7，Q5.0Q5.7，Q6.0Q6.7，Q7.0Q7.7， Q8.0Q8.7，Q9.0Q9.7 EM221： I10.0I10.7 ，I11.0I11.7,3）CPU224（24点）,（4）通信：一个RS

37、-485通信接口,（5）附加功能：内置6个高速计数器（30kHz），2个高速脉冲输出（20kHz）,4）CPU224XP（24点）,（1）存储容量：程序存储器12288B，用户数据存储器10240B,（2）本机I/O：14点输入/10点输出；I/O地址：I0.0I0.7， I1.0I1.5； Q0.0Q0.7， Q1.0Q1.1,（3）扩展I/O：可接7个扩展，可扩展至168点数字量I/O或38路模拟量I/O。,（4）通信：2个RS-485通信接口,（5）附加功能：内置6个高速计数器（100kHz），2个高速脉冲输出（100kHz）。,（22KB）,5）CPU226（40点）,（1）存储容量：

38、程序存储器16384B，用户数据存储器10240B （26KB）,（2）本机I/O：24点输入/16点输出；I/O地址：I0.0I0.7， I1.0I1.7，I2.0I2.7 Q0.0Q0.7， Q1.0Q1.7,（3）扩展I/O：可接7个扩展，可扩展至248点数字量I/O或35路模拟量I/O,（4）通信：2个RS-485通信接口,（5）附加功能：内置6个高速计数器（30kHz），2个高速脉冲输出（20kHz）,6）其它模块,（1）EM221数字量扩展输入模块：8点输入（DC/AC）；16点输入（DC） （2）EM222数字量扩展输出模块：8点输出（DC/继电器/AC ）；4点输出（DC/继电

39、器） （3）EM223数字量扩展混合模块：4/8/16点输入/输出（DC/继电器或DC/ DC ） （4） EM231模拟量输入模块：4路模拟量输入（电压或电流） （5） EM232模拟量输出模块：2路模拟量输入（电压或电流） （6） EM235模拟量混合模块：4路模拟量输入/1路模拟量输出（电压或电流）,EM231 模拟量输入点数 4个， 输入电压范围（单极性）010V，05V； 输入电压范围（双极性）5V，2.5V； 输入电流020mA； 输入分辨率： 输入电压（单极性）2.5mV（010V时）、1.25mV（05V时）； 输入电压（双极性）2.5mV（5V时）、1.25mV（2.5V时）

40、， 输入电流 5 A（020mA时）。,EM232 模拟量输出点数 2个，电压输出10V，电流输出 020mA；数据字格式，电压-32000+32000、电流0+32000；稳定时间，电压输出100 s、电流输出2ms。 S7-200PLC还有EM231热电阻、热电偶扩展模块、EM277 PROFIBUS-DP扩展模块、CP243-1通讯处理器等。,6.6 SIMATIC S7-200系列PLC的技术规范,图6-23 CPU224XP DC/DC/DC端子接线图,6.6 SIMATIC S7-200系列PLC的技术规范,图6-24 CPU224XP AC/DC/继电器端子接线图,6.7 SIM

41、ATIC S7-200CPU内部资源分配,6.7.1 S7-200系列CPU存储器的划分,1.存储器的划分,从作用上划分,从性质上划分,系统程序存储器,用户程序存储器,ROM,RAM,2. 数据区域的理解,（1）存储器单位 （2）输入/输出映像区 （3）内部继电器区 （4）标志位 （5）变量数据区,6.7.1 S7-200系列CPU存储器的划分,6.7.2 S7-200系列CPU存储器的划分与访问,1. 简述,PLC运行时需处理各种不同的数据，一般都根据数据的类型不同、数据的功能不同把数据分成几类。这些不同的数据被存放在不同的存储空间，形成不同的数据区。,S7-200 PLC数据区类别 数字量

42、输入/输出映像区（I/Q） 模拟量输入/输出映像区（AIW/AQW） 变量存储器区（V） 内部位存储器区（M）,S7-200 PLC数据区类别 特殊存储器区（SM） 定时器/计数器存储器区（T/C） 顺序控制继电器区（S） 局部存储器区（L） 高速计数器区（HC） 累加器区（AC）,2. 分类,用户程序区 用户数据区,6.8 SIMATIC S7-200 CPU各功能区域 （内部数据区分配）,6.8.1 输出过程映象表,1. Q区 S7200CPU为输出端信号状态开辟的一个存储区。,2. 表示方法,（1）用位表示 Q0.0Q0.7； Q1.0Q1.7； Q2.0Q2.7 Q15.0Q15.7；

43、（128点）,（2）用字节表示 QB0，QB1， QB15（16字节）,（3）用字表示 QW0，QW2， QW14（8个字）,6.8.1 输出过程映象表,2. 表示方法,注：1个字中的2个字节必须连续，低位字节为高8位，高位字节为低8位。,QW0,QB0（高8位）,QB1 （低8位）,Q0.0Q0.7,Q1.0Q1.7,（4）用双字表示 QD0，QD4， QD12（4个双字）,6.8.2 输入过程映象表,1. I区 S7-200 CPU为输入端信号状态开辟的一个存储区。,2. 表示方法,（1）用位表示 I0.0I0.7； I1.0I1.7； I2.0I2.7 I15.0I15.7；（128点）

44、,（2）用字节表示 IB0，IB1， IB15（16字节）,（3）用字表示 IW0，IW2， IW14（8个字）,（4）用双字表示 ID0，ID4， ID12（4个双字）,注：没有使用的I区或Q区中的存储单元可用作内部辅助继电器使用。,2. 表示方法,6.8.2 输入过程映象表,1. AI区 S7-200 CPU为模拟量输入端信号状态开辟的一个存储区。 每一个模拟量输入端子都唯一对应着模拟量输入区域中的一 个字单元，字单元中的值代表模拟量的大小。,2. 表示方法 AIW0、 AIW2、AIW4（字）,CPU221、CPU222： AIW0 AIW30（16路） CPU224、CPU224XP、

45、 CPU226： AIW0 AIW62（32路）,6.8.3 模拟量输入,6.8.4 模拟量输出,1. AQ区 S7200CPU为模拟量输出端信号状态开辟的一个存储区。 每一个模拟量输出端子都唯一对应着模拟量输出区域中的一 个字单元，字单元中的值代表模拟量输出端子的电压或电流 的大小。,2. 表示方法 AQW0、 AQW2、AQW4（字）,CPU221、CPU222： AQW0 AQW30（16路） CPU224、CPU224XP、 CPU226： AQW0 AQW62（32路）,6.8.5 变量存储区,区域标识符为V 存储程序执行过程中控制逻辑操作的中间结果。 2. 访问标识 （位、字节、字

46、或双字）,CPU221、CPU222： V0.0V2047.7 CPU224、CPU224XP、 CPU226： V0.0V5119.7（40969点）,VB0 ：包含 V0.0 V0.7八位,VW0 ：包含 VB0 VB1两个字节。,VD0 ：包含 VW0 VW1两个字。,6.8.6 局部存储区（L0.0 L59.7）,区域标识符为L 变量存储器全局有效，局部存储器只在局部有效 2. 访问标识 （位、字节、字或双字）,LB0 ：包含 L0.0 L0.7八位,LW0 ：包含 LB0 LB1两个字节。,LD0 ：包含 LW0 LW1两个字。,6.8.7 内部位存储器区（M0.0 - M31.7）

47、256点,1. 区域标识符为M （M0.0 - M31.7）256点 作为控制继电器来存储中间操作状态和控制信息。 （可根据需要设为断电保护型） 2. 访问标识 （位、字节、字或双字）,MB0 ：包含 M0.0 M0.7八位,MW0 ：包含 MB0 MB1两个字节。,MD0 ：包含 MW0 MW1两个字。,6.8.7 内部位存储器区（M0.0 - M31.7）256点,ON,ON,ON,ON,ON,断 电,OFF,OFF,OFF,ON,ON,ON,ON,OFF,OFF,注：MB0MB14系统默认为非断电保护区，可设置为断电保护区。,6.8.8 特殊存储器区,1.区域标识符为SM SM为CPU与

48、用户程序之间传递信息提供了一种手段。可以用这些位选择和控制S7-200 CPU的一些特殊功能。 2.访问标识 （位、字节、字或双字）,SM0.0、SMB0 、SMW0、SMD0,3.区域范围 CPU221：SMB0SMB179； CPU222：SMB0SMB299； CPU224、 CPU224 XP、 CPU226 ：SMB0SMB549,SM0.0始终打开 SM1.0 操作结果 = 0 SM0.1首次扫描 SM1.1 溢出或非法数值 SM0.2保留性数据丢失 SM1.2 负数结果 SM0.3电源开启 SM1.3 除以0 SM0.430秒关闭30秒打开 SM1.4 表格已满 SM0.50.5秒关闭0.5秒打开 SM1.5 表格空置 SM0.6扫描时钟，本次扫描时置1SM1.6 BCD至二进制转换错误 下次扫描时置0 SM0.7指示CPU工作方式 SM1.7 ASCII至十六进制转换错误,例：,0.5s,ON,OFF,一个扫描周期,6.8.9 定时器存储器区（1