S7-200基礎(chǔ)入門.ppt

1、S7-200可編程控制器,這里以S7-200系列PLC為例，敘述小型PLC系統(tǒng)的構(gòu)成，編程用的元器件，I/O擴(kuò)展等PLC應(yīng)用的基礎(chǔ)知識(shí)。,一.S7-200PLC的系統(tǒng)配置,1.基本單元CPU 226CN主機(jī)的結(jié)構(gòu)外形,組成,CPU模塊的頂部端子蓋內(nèi) ：電源及輸出端子 底部端子蓋內(nèi) ：輸入端子及傳感器電源 中部右側(cè)前蓋內(nèi) ：CPU工作方式開關(guān) （RUN/STOP）、模擬調(diào) 節(jié)電位器和擴(kuò)展I/O接口 左側(cè) ：狀態(tài)指示燈LED、存儲(chǔ)卡、及通訊口,狀態(tài)指示燈 顯示CPU的工作方式、本機(jī) I/O的狀態(tài)、系統(tǒng)錯(cuò)誤狀態(tài)。存儲(chǔ)卡（EEPOM卡）可以存儲(chǔ)CPU程序。 RS-485的串行通訊端口 PLC主機(jī)實(shí)現(xiàn)人

2、一機(jī)對(duì)話、機(jī)機(jī)對(duì)話的通道。實(shí)現(xiàn)PLC與上位計(jì)算機(jī)的連接，實(shí)現(xiàn)PLC與PLC、編程器、彩色圖形顯示器、打印機(jī)等外部設(shè)備的連接。 擴(kuò)展接口 PLC主機(jī)與輸入、輸出擴(kuò)展模塊的接口，作擴(kuò)展系統(tǒng)之用。主機(jī)與擴(kuò)展模塊之間由導(dǎo)軌固定，并用擴(kuò)展電纜連接。,2. 個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）或編程器,個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）或編程器需裝上STEP7-Micro/WIN32編程軟件后，才可供用戶進(jìn)行程序的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視等。 要求個(gè)人計(jì)算機(jī)CPU為80586或更高的處理器，16M內(nèi)存（最低要求：CPU80486，8M內(nèi)存）。,3STEP7-Micro/WIN32編程軟件,STEP7-Micro/WIN32編程軟件的基本功能

3、是創(chuàng)建、編輯、調(diào)試用戶程序、組態(tài)系統(tǒng)等。 編程軟件的使用環(huán)境：支持Windows的應(yīng)用軟件。,4通訊電纜,通訊電纜是PLC用來與個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）實(shí)現(xiàn)通訊的?？梢杂肞C/PPI電纜（RS232RS485），也可用一個(gè)通訊處理器（CP）和多點(diǎn)接口（MPI）電纜，或者用一塊MPI卡及隨MPI卡提供的一根通訊電纜。,S7-226CNPLC主機(jī)簡介,CPU 226CN外部接線電路圖1、CPU 226 CN DC/DC/DC,14個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn),分成二組 ： 第一組由輸入端子I0.0I1.4共13個(gè)輸入點(diǎn)組成 ，每個(gè)外部輸入的開關(guān)信號(hào)均由各輸入端子接出，經(jīng)一個(gè)直流電源終至公共端1M。,2. 第二組由輸入

4、端子I1.5I2.7共11個(gè)輸入點(diǎn)組成，各輸入端子的接線與第一組類似，公共端為2M。,16個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn),分成兩組 ： 1.由輸出端子Q0.0Q0.7共8個(gè)輸出點(diǎn)與公共端1L組成,2. 第二組由輸出端子Q1.0Q1.7共8個(gè)輸出點(diǎn)與公共端2L組成,4.2 S7-200 PLC的接口模塊,S7-200 PLC的接口模塊有數(shù)字量模塊、模擬量模塊、智能模塊等。（擴(kuò)展規(guī)模、功能）,一.數(shù)字量模塊數(shù)字量模塊有：數(shù)字量輸入模塊 數(shù)字量輸出模塊 數(shù)字量輸入、輸出模塊,1.直流輸入模塊,1）外部接線圖：,直流輸入模塊（EM221 824VDC）有8個(gè)數(shù)字量輸入端子。接線圖中，8個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)分成2組。1M、2

5、M分別是2組輸入點(diǎn)內(nèi)部電路的公共端，每組需用戶提供一個(gè)24VDC電源。,2）直流輸入電路：,現(xiàn)場開關(guān)通/斷狀態(tài)，對(duì)應(yīng)輸入映象寄存器的1/0狀態(tài)，即當(dāng)現(xiàn)場開關(guān)閉合時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入映象寄存器為“1”狀態(tài)；當(dāng)現(xiàn)場開關(guān)斷開時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入映象寄存器為“0”狀態(tài)。當(dāng)輸入端的發(fā)光二極管VL點(diǎn)亮，即指示現(xiàn)場開關(guān)閉合。外部直流電源用于檢測輸入點(diǎn)的狀態(tài)。,(二) 數(shù)字量輸出模塊,分為直流輸出模塊、交流輸出模塊、交直流輸出模塊三種（晶體管、晶閘管、繼電器輸出方式）。 數(shù)字量輸出模塊的每一個(gè)輸出點(diǎn)能控制一個(gè)用戶的離散型（ON/OFF）負(fù)載。典型的負(fù)載包括：繼電器線圈，接觸器線圈、電磁閥線圈、指示燈等。 每一個(gè)輸出點(diǎn)與一

6、個(gè)且僅與一個(gè)輸出電路相連，輸出電路把CPU運(yùn)算處理的結(jié)果轉(zhuǎn)換成能夠驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各種大功率的開關(guān)信號(hào)。PLC的輸出端子是PLC向外部負(fù)載發(fā)出控制命令的窗口。,1. 直流輸出模塊,1）外部接線圖：,直流輸出模塊（EM222 824VDC），有8個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)，接線圖中8個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)分成2組。1L+、2L+分別是兩組輸出點(diǎn)內(nèi)部電路的公共端，每組需用戶提供一個(gè)DC24V的電流。,2）直流輸出電路：,O 映像區(qū) O端子,輸出映象寄存器為“1”狀態(tài)時(shí) 負(fù)載在外部電源 激勵(lì)下通電工作 輸出映象寄存器為 “0”狀態(tài)時(shí) 外部負(fù)載斷電，停止 工作,2交流輸出模塊,1）外部接線圖：,交流輸出模塊（EM222

7、8120V/230VAC），有8個(gè)分隔式數(shù)字量輸出點(diǎn)，接線圖中每個(gè)輸出點(diǎn)占用二個(gè)接線端子，且它們各自都由用戶提供一個(gè)獨(dú)立的交流電源，這些交流電源可以不同相。,2）交流輸出電路：,交流輸出模塊是可控硅(晶閘管)輸出方式。其特點(diǎn)是輸出啟動(dòng)電流大。當(dāng)PLC有信號(hào)輸出時(shí)，光電二極管導(dǎo)通，通過光電耦合使雙向可控硅(晶閘管)導(dǎo)通，交流負(fù)載在外部交流電源的激勵(lì)下得電。發(fā)光二極管VL點(diǎn)亮，指示輸出有效。,3. 交、直流輸出模塊（ 繼電器輸出方式）,1）外部接線圖： 交直流輸出模塊（EM222 8繼電器）有8個(gè)輸出點(diǎn)，分成2組，1L、2L是每組輸出點(diǎn)的公共端。每組需用戶提供一個(gè)外部電源（可以是直流或交流電源）。

8、,2）繼電器輸出電路：,1.接有阻容熄弧電路 消除繼電器觸點(diǎn)的火花 2.繼電器的觸點(diǎn)兩端接有金屬氧化膜壓敏電阻 不使繼電器觸點(diǎn)在斷開時(shí)出現(xiàn)兩端電壓過高的現(xiàn)象，從而保護(hù)了該觸點(diǎn),3.電阻R1和發(fā)光二極管VL 輸出狀態(tài)顯示電路,繼電器輸出的特點(diǎn)： 輸出電流大（可達(dá)2A4A），可帶交流、直流負(fù)載，適應(yīng)性強(qiáng)，但響應(yīng)速度慢。,(三) 數(shù)字量輸入輸出模塊,組合模塊或輸入輸出模塊 ：在一塊模塊上既有數(shù)字量輸入點(diǎn)又有數(shù)字量輸出點(diǎn) 。 特點(diǎn)：使系統(tǒng)配置更加靈活 例如：若有CPU 226：主機(jī)I/O 24/16； 欲擴(kuò)展至27/19； 缺 3/3； 配 I/O 4/4。 數(shù)字量輸入輸出模塊的輸入電路及輸出電路的類

9、型與上述介紹的相同。在同一塊模塊上，輸入、輸出電路類型的組合有多種多樣，用戶可根據(jù)控制需求選用。,I/O擴(kuò)展,基本單元的基礎(chǔ)上，S7-200系統(tǒng)最多可擴(kuò)展7個(gè)模塊。 S7-200系統(tǒng)的擴(kuò)展模塊有數(shù)字量、模擬量、通訊、現(xiàn)場設(shè)備接口等模塊。,主機(jī)I/O及擴(kuò)展,一主機(jī)允許帶擴(kuò)展模塊的數(shù)量,各類主機(jī)可帶擴(kuò)展模塊的數(shù)量是不同的。 CPU221模塊不允許帶擴(kuò)展模塊； CPU222模塊最多可帶2個(gè)擴(kuò)展模塊； CPU224模塊、CPU226模塊、CPU226XM模塊最多可帶7個(gè)擴(kuò)展模塊，且7個(gè)擴(kuò)展模塊中最多只能帶2個(gè)智能擴(kuò)展模塊。,二CPU輸入輸出映象區(qū)的大小,數(shù)字量I/O映象區(qū)的大小 主機(jī)提供的數(shù)字量I/O

10、映象區(qū)區(qū)域?yàn)椋?128個(gè)輸入映象寄存器（I0.0I15.7）和128個(gè)輸出映象寄存器（Q0.0-Q15.7）。最大I/O配置不能超出此區(qū)域。 PLC系統(tǒng)配置時(shí)，要對(duì)各模塊的輸入、輸出點(diǎn)進(jìn)行編址。主機(jī)提供的I/O具有固定的I/O地址。 擴(kuò)展模塊的地址由I/O模塊類型及模塊在I/O鏈中的位置決定。編址時(shí)，按同類型的模塊對(duì)各輸入點(diǎn)（或輸出點(diǎn)）順序編址。,數(shù)字量輸入、輸出映象區(qū)的邏輯空間是以8位（1個(gè)字節(jié)）為遞增的。編址時(shí)，對(duì)數(shù)字量模塊物理點(diǎn)的分配也是按8點(diǎn)來分配地址的。即使有些模塊的端子數(shù)不是8的整數(shù)倍，但仍以8點(diǎn)來分配地址。例如4入/4出模塊占用8個(gè)輸入點(diǎn)和8個(gè)輸出點(diǎn)的地址。 那些未用的物理點(diǎn)地址

11、不能分配給I/O鏈中的后續(xù)模塊。那些與未用物理點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的I/O映象區(qū)的空間就會(huì)丟失。對(duì)于輸出模塊，這些丟失的空間可用來作內(nèi)部標(biāo)志位存儲(chǔ)器（內(nèi)部線圈）；對(duì)于輸入模塊卻不可，因?yàn)槊看屋斎敫聲r(shí)，CPU都對(duì)這些空間清零。,S7-200 CPU存儲(chǔ)器系統(tǒng),S7-200 CPU存儲(chǔ)器系統(tǒng)由RAM和EEPROM兩種存儲(chǔ)器構(gòu)成。 系統(tǒng)掉電時(shí)，自動(dòng)將RAM中M存儲(chǔ)器的有關(guān)內(nèi)容保存到EEPROM存儲(chǔ)器。,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)及元件功能,變量存儲(chǔ)器V 用以存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)果和其它數(shù)據(jù)。 CPU 224有VB0.0VB5119.7的5K存儲(chǔ)字節(jié)?？砂次弧⒆止?jié)、字或雙字使用。 內(nèi)部標(biāo)志位（M）存儲(chǔ)區(qū) M作為控制繼電器（又稱中間

12、繼電器），用來存儲(chǔ)中間操作數(shù)或其它控制信息。 S7-200 PLC編址范圍M0.0M31.7，可以按位、字節(jié)、字或雙字來存取存儲(chǔ)區(qū)的數(shù)據(jù)。,特殊標(biāo)志位（SM）存儲(chǔ),SMB0為狀態(tài)位字節(jié)，在每次掃描循環(huán)結(jié)尾由S7-200 CPU更新，定義如下： SM0.0 RUN狀態(tài)監(jiān)控，PLC在運(yùn)行RUN狀態(tài)，該位始終為1。 SM0.1 首次掃描時(shí)為1，PLC由STOP轉(zhuǎn)為RUN狀態(tài)時(shí)，ON（1態(tài)）一個(gè)掃描周期，用于程序的初始化。 SM0.2 當(dāng)RAM中數(shù)據(jù)丟失時(shí)，ON一個(gè)掃描周期，用于出錯(cuò)處理。 SM0.3 PLC上電進(jìn)入RUN方式，ON一個(gè)掃描周期。 SM0.4分脈沖，該位輸出一個(gè)占空比為50的分時(shí)鐘脈沖

13、。用作時(shí)間基準(zhǔn)或簡易延時(shí)。 SM0.5秒脈沖，該位輸出一個(gè)占空比為50的秒時(shí)鐘脈沖?？捎米鲿r(shí)間基準(zhǔn)。 SM0.6 掃描時(shí)鐘，一個(gè)掃描周期為ON（高電平），另一為OFF（低電平）循環(huán)交替。 SM0.7 工作方式開關(guān)位置指示，0為TERM位置，1為RUN位置。為1時(shí)，使自由端口 通訊方式有效。,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)及元件功能,6. 局部存儲(chǔ)器（L） S7-200有64個(gè)字節(jié)的局部存儲(chǔ)器，編址范圍LB0.0LB63.7，其中60個(gè)字節(jié)可以用作暫時(shí)存儲(chǔ)器或者給子程序傳遞參數(shù)，最后4個(gè)字節(jié)為系統(tǒng)保留字節(jié)。 7. 定時(shí)器（相當(dāng)于時(shí)間繼電器） S7-200 CPU中的定時(shí)器是對(duì)內(nèi)部時(shí)鐘累計(jì)時(shí)間增量的設(shè)備，用于時(shí)間控制

14、。編址范圍T0T255（22X）；T0T127(21X)。 8. 計(jì)數(shù)器 計(jì)數(shù)器主要用來累計(jì)輸入脈沖個(gè)數(shù)。有16位預(yù)置值和當(dāng)前值寄存器各一個(gè)，以及1位狀態(tài)位，當(dāng)前值寄存器用以累計(jì)脈沖個(gè)數(shù)，計(jì)數(shù)器當(dāng)前值大于或等于預(yù)置值時(shí)，狀態(tài)位置1。 S7-200 CPU提供有三種類型的計(jì)數(shù)器，增計(jì)數(shù)、減計(jì)數(shù)、增減計(jì)數(shù)。編址范圍C0C255（22X），C0C127（21X）。,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)及元件功能,9. 模擬量輸入輸出映像寄存器（AI/AQ） S7-200的模擬量輸入電路將外部輸入的模擬量（如溫度、電壓）等轉(zhuǎn)換成1個(gè)字長（16位）的數(shù)字量，存入模擬量輸入映像寄存器區(qū)域。 AI編址范圍AIW0，AIW2，AIW62，起始地址定義為偶數(shù)字節(jié)地址，共有32個(gè)模擬量輸入點(diǎn)。 S7-200模擬量輸出電路用來將模擬量輸出映像寄存器區(qū)域的1個(gè)字長（16位）數(shù)字值轉(zhuǎn)換為模擬電流或電壓輸輸出。