PLC3_S7 200编程教案(东北大学).ppt

1、可编程序控制器原理与应用,第3章 S7-200可编程序控制器的系统配置 教师 庞维成,2020年8月25日,2,3 S7-200可编程序控制器的系统配置,3.1 S7-200 PLC系统的基本构成 3.2 S7-200 PLC的接口模块 3.3 S7-200 PLC的系统配置,3,本章内容导学,本章以西门子公司生产的S7-200系列小型可编程序控制器为例，介绍具体型号的PLC，内容包括： S系列PLC发展概述 S7-200 可编程序控制器的系统组成 编程元件及程序知识 相关设备 ,4,3.1 S7-200 PLC系统的基本构成,德国的西门子（SIEMENS）公司是欧洲最大的电子和电气设备制造商

2、，生产的SIMATIC可编程序控制器在欧洲处于领先地位。 S7-200PLC是一叠装式结构的小型PLC，指令丰富，功能强大，可靠性高，适应性好、结构紧凑、便于拓展、性能价格高。 由基本单元（S7-200 CPU模块）、个人计算机（PC）或编程器、STEP7-Micro/WIN32编程软件以及通信电缆等构成。,5,6,7,从CPU模块的功能来看，SIMATIC S7-200系列小型可编程序控制器发展至今，大致经历了两代： 第一代产品其CPU模块为CPU 21X，主机都可进行扩展，它具有四种不同结构配置的CPU单元：CPU 212，CPU 214，CPU 215和CPU 216。 第二代产品其CP

3、U模块为CPU 22X，是在21世纪初投放市场的，速度快，具有较强的通信能力。它具有四种不同结构配置的CPU单元：CPU 221，CPU 222，CPU 224和CPU 226，除CPU 221之外，其他都可加扩展模块。,8,S7-200 PLC系统组成,9,系统基本构成 1. 硬件 （1）基本单元 （2）扩展单元 （3）特殊功能模块 （4）相关设备 2. 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。,10,基本单元（S7-200 CPU模块）,由中央处理单元（CPU）、电源以及数字量输

4、入输出单元组成 。 在CPU模块的顶部端子盖内有电源及输出端子； 在底部端子盖内有输入端子及传感器电源； 在中部右侧前盖内有CPU工作方式开关（RUN/STOP）、模拟调节电位器和扩展I/O连接接口； 在模块的左侧分别有状态LED指示灯、存储器卡、通信口。 I/O拓展接口有并行接口、串行接口和双口存储器接口等多种形式，根据控制需要，可通过输入输出拓展接口扩展系统。 主机的型号规格种类较多，S7-200 CPU22X系列产品有：CPU221模块、CPU221模块、CPU222模块、CPU224模块、CPU226模块、CPU226XM模块。,11,2.个人计算机（PC）或编程器 个人计算机（PC）

5、或编程器装上STEP7-Micro/WIN32编程软件，可供用户进行程序的编制、编辑、调试和监视等。 3.STEP-7-Micro/WIN32编程软件 STEP7-Micro/WIN32编程软件是基于Windows的应用软件。基本功能是创建、编辑、调试用户程序、组态系统等。,12,STEP7-Micro/WIN,13,4.通信电缆 实现PLC与PC通信。可用PC/PPI电缆；使用通信处理器（CP）时，可用多点接口（MPI）电缆；使用MPI卡时，可用MPI卡专用电缆。 5.人机界面 主要指专用操作员界面，如操作员面板（如OP27、OP37）、触摸屏（如TP27、TP37）、文本显示器（如TD20

6、0）等。,14,操作员和触摸面板显示器,15,3.2 S7-200 PLC的接口模块,16,数字量模块 数字量扩展模块主要有： EM221 数字量输入模块，24V，8输入。 EM222数字量输出模块，24V，8输出。 EM223数字量混合模块，24V。,17,数字量输入模块,（1）直流输入模块 直流输入模块（EM221 8DC24V）有8个数字量输入端子。分为两组，1M、2M分别是两组输入点内部电路的公共端。 光耦合器隔离了输入电路与PLC内部电路的电气连接。 （2）交流输入模块 交流输入模块（EM221 8AC120V/230V）有8个分隔式数字量输入端子，每个输入点都占用两个接线端子，它们

7、各自使用1个独立的交流电源（用户提供）。,18,数字量输出模块,（1）直流输出模块 直流输出模块（EM222 8DC24V）有8个数字量输出点，分成两组，1L+、2L+分别是两组输出点内部电路的公共端，每组须用户提供一个DC24V的电源。 （2）交流输出模块 交流输出模块（EM222 8AC120V/230V）有8个分隔式数字量输出点，每个输出点都占用两个接线端子，它们各自都由用户提供1个独立的交流电源。 （3）交直流输出模块 交直流输出模块（EM222 8继电器）有8个输出点，分成两组，1L、2L是每组输出点内部电路的公共端。每组须用户提供一个外部电源（可以是直流或交流电源）。 交直流输出模

8、块式继电器输出方式。,19,数字量输入输出模块,数字量输入输出模块（EM223 8I/O，16I/O，32I/O），在每一模块上既有数字量输入点又有数字量输出点。,20,模拟量模块 模拟量扩展模块主要有： EM231：4模拟输入点，2W，12位。 EM232：2模拟输出点，2W，12位。 EM235：4模拟输入点，1模拟量输出点，2W，12位。,21,模拟量输入模块（A/D）,模拟量输入模块（EM231）具有4个模拟量输入通道。每个通道占用存储器AI区域2个字节。模拟量的输入值为只读数据，电压输入范围：单极性010V，05V；双极性-5+5V，-2.5+2.5V；电流输入范围：020mA。最大

9、转换时间为250s。 模拟量输入模块的分辨率同常以A/D转换后的二进制数数字量的位数表示。模拟量输入模块（EM231）的输入信号经A/D转换后的数字量数值是12位二进制数。 （1）单极性数据格式 （2）双极性数据格式,22,模拟量输出模块（D/A）,模拟量输出模块（EM232）具有2个模拟量输出通道。每个输出通道占用存储器AQ区域2个字节。输出的模拟量可以是电压信号，也可以是电流信号。输出信号的范围：电压输出一般为-10+10V，电流输出为020mA。电压输出的设置时间为100s，电流输出的设置时间为2ms。 （1）电流输出数据的格式 （2）电压输出数据的格式,23,模拟量输入输出模块,模拟量

10、输入输出模块（EM235）具有4个模拟量输入通道、1个模拟量输出通道。输入通道的功能与EM231相同，技术参数基本相同，只是电压输入范围有所不同。 模拟量输出功能与EM232相同，技术参数也基本相同。,24,智能模块,智能模块由处理器、存储器、I/O单元、外部设备接口等组成，是一个不依赖于主机的运行方式而独立运行的自治系统。 常见的智能模块有：PID调节模块、高速计数模块、温度传感器模块等。此外还有高速脉冲输出模块、位置控制模块、阀门控制模块、通信模块等类型。,25,3.3 S7-200 PLC的系统配置,一、允许主机所带扩展模块的数量 各类主机可带扩展模块的数量不同。CPU221模块不允许带

11、扩展模块；CPU222模块允许最多带2个扩展模块；CPU224模块、CPU226模块、CPU226XM模块最多允许带7个扩展模块，且7个扩展模块中最多只能带2个智能模块。,26,S7-200的技术指标,27,CPU输入、输出映像区的大小,1数字量I/O映像区的大小 128个输入映像寄存器（I0.0I15.7）和128个输出映像寄存器（Q0.0Q15.7），最大I/O配置不能超过此区域。 2模拟量I/O映像区大小 CPU222模块，16入/16出；CPU224模块，CPU226模块，CPU226XM模块，32入/32出。模拟量的最大I/O配置不能超过此区域。 模拟量扩展模块总是以2个通道递增的方

12、式来分配空间。,28,内部电源的负载能力,1 PLC内部DC+5V电源的负载能力 在配置扩展模块时，应注意CPU模块所提供DC+5V电源的负载能力。为确保电源不超载，应使各扩展模块消耗DC+5V电源的电流总和不超过CPU模块所提供的电流值，否则，应对系统重新配置。 2 PLC内部DC+24V电源的负载能力 DC+24V电源也称为传感器电源，可以作为CPU模块和扩展模块用于检测直流信号输入点状态的DC24V电源，也可作为传感器的电源。应使CPU模块及各扩展模块消耗的电流总和不超过内部DC24V电源所提供的最大电流（400mA）。,29,2. 工作方式 （1）STOP方式 （2）RUN方式 3. 改变CPU工作方式的方法 1）用PLC上的方式开关来手动切换，方式开关有3个挡位 。 2）用STEP 7-Micro/Win32编程软件，应首先把主机的方式开关置于TERM或RUN位置，然后在此软件平台用鼠标单击STOP和RUN方式按钮即可。 3）在用户程序中用指令由RUN方式转换到STOP方式，前提是程序逻辑允许中断程序的执行。,30,输入输出扩展,最大I/O配置的预算 （1）映像寄存器数量