西門子s7-200學(xué)習(xí)必備

1、2021-11-25機(jī)械工業(yè)出版社Page 12021-11-25機(jī)械工業(yè)出版社Page 1【學(xué)習(xí)目標(biāo)】uS7-200系列系列PLC的硬件組成的硬件組成uS7-200系列系列PLC的程序開發(fā)過程的程序開發(fā)過程uS7-200系列系列PLC的工作原理的工作原理2021-11-25機(jī)械工業(yè)出版社Page 22021-11-25機(jī)械工業(yè)出版社Page 2 S7-200系列系列PLC的基本構(gòu)成包括的基本構(gòu)成包括PLC主機(jī)、編主機(jī)、編程設(shè)備、人機(jī)界面和根據(jù)實(shí)際需要增加的擴(kuò)展模程設(shè)備、人機(jī)界面和根據(jù)實(shí)際需要增加的擴(kuò)展模塊。塊。PLC本身包含一定數(shù)量的本身包含一定數(shù)量的I/O端口，同時還端口，同時還可以擴(kuò)展各

2、種功能模塊。故可以擴(kuò)展各種功能模塊。故S7-200系列系列PLC可以可以單機(jī)運(yùn)行，也可以輸入單機(jī)運(yùn)行，也可以輸入/輸出擴(kuò)展，還可以連接輸出擴(kuò)展，還可以連接功能擴(kuò)展模塊。功能擴(kuò)展模塊。I/O LED指示燈I/O LED指示燈SFRUNSTOP可選卡插槽EEPROM時鐘卡電池卡前蓋：STOP模擬電位器I/O 擴(kuò)展端子接線端子（CPU224，CPU226和CPU226XM上可插拔）在標(biāo)準(zhǔn)35mm DIN導(dǎo)軌上安裝夾子通訊口圖1-1 S7-200系列PLC主機(jī)外觀圖1-2 S7-200系列PLC的基本構(gòu)成例例1-1 單輸入單輸出控制，實(shí)現(xiàn)指示燈的控制單輸入單輸出控制，實(shí)現(xiàn)指示燈的控制，通過本實(shí)例，認(rèn)識

3、，通過本實(shí)例，認(rèn)識PLC主要實(shí)現(xiàn)的功能。主要實(shí)現(xiàn)的功能。 設(shè)計過程設(shè)計過程 由一個按鈕，一個指示燈，一臺由一個按鈕，一個指示燈，一臺PLC主機(jī)模塊主機(jī)模塊組成。當(dāng)按下按鈕，指示燈亮，松開按鈕，指組成。當(dāng)按下按鈕，指示燈亮，松開按鈕，指示燈滅。示燈滅。 圖1-3 PLC接線圖1.1.1 PLC主機(jī) PLC主機(jī)可以單獨(dú)完成一定的控制任務(wù)，它包括主機(jī)可以單獨(dú)完成一定的控制任務(wù)，它包括CPU模塊、基本輸入輸出和電源模塊、基本輸入輸出和電源3部分，其中部分，其中CPU模塊是模塊是PLC主機(jī)的主要部分。主機(jī)的主要部分。CPU模塊包括中央處模塊包括中央處理單元、電源和數(shù)字理單元、電源和數(shù)字I/O點(diǎn)，這點(diǎn)，這

4、3部分都被集成在一部分都被集成在一個緊湊、獨(dú)立的設(shè)備中。個緊湊、獨(dú)立的設(shè)備中。 S7-200的的CPU模塊共有兩個系列：模塊共有兩個系列：CPU21X和和CPU22X。CPU21X系列包括系列包括CPU212、CPU214、CPU215和和CPU216；CPU22X系列包括系列包括CPU221、CPU222、CPU224、CPU226和和CPU226XM。1.1.2 擴(kuò)展模塊 為了擴(kuò)展為了擴(kuò)展I/O點(diǎn)和執(zhí)行特殊的功能，點(diǎn)和執(zhí)行特殊的功能，S7-200系列系列PLC可以連接擴(kuò)展模塊（可以連接擴(kuò)展模塊（CPU221除外）。除外）。擴(kuò)展模塊主要有四類：數(shù)字量輸入擴(kuò)展模塊主要有四類：數(shù)字量輸入/輸出（

5、輸出（DI/DO）模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸入/輸出（輸出（AI/AO）模塊、通訊模）模塊、通訊模塊和特殊功能模塊。塊和特殊功能模塊。（1）數(shù)字量輸入）數(shù)字量輸入/輸出（輸出（DI/DO）模塊）模塊EM221數(shù)字量輸入（數(shù)字量輸入（DI）模塊：）模塊：8點(diǎn)點(diǎn)24V DC輸入，光輸入，光電耦合器隔離。電耦合器隔離。EM222數(shù)字量輸出（數(shù)字量輸出（DO）模塊，它具有）模塊，它具有8點(diǎn)點(diǎn)24V DC輸輸出型和出型和8點(diǎn)繼電器輸出型兩種輸出類型。點(diǎn)繼電器輸出型兩種輸出類型。EM223數(shù)字量混合輸入數(shù)字量混合輸入/輸出（輸出（DI/DO）模塊，它具有）模塊，它具有6種輸出類型。種輸出類型。（2）模

6、擬量輸入模擬量輸入/輸出（輸出（AI/AO）模塊）模塊EM231：4路路12位模擬量輸入（位模擬量輸入（AI）模塊）模塊EM232：2路路12位模擬量輸出（位模擬量輸出（AO）模塊。）模塊。EM235：模擬量混合輸入：模擬量混合輸入/輸出（輸出（AI/AO）模）模塊塊（3）通訊）通訊模塊模塊通信處理器通信處理器EM277通信處理器通信處理器EM241通信處理器通信處理器CP243-1通信處理器通信處理器CP243-21.1.3 相關(guān)設(shè)備 （1） 編程設(shè)備（編程設(shè)備（PG） 編程設(shè)備是任何一臺編程設(shè)備是任何一臺PLC不可缺少的設(shè)備，不可缺少的設(shè)備，S7-200系列系列PLC的編程器的編程器可以是

7、簡易的手持編程器可以是簡易的手持編程器PG7-2，也可以是昂貴，也可以是昂貴的圖形編程器。的圖形編程器。 （2）人機(jī)界面）人機(jī)界面HMI（Human Machine Interface）如文本顯示器）如文本顯示器TD200和觸摸屏和觸摸屏TP070、TP170A、TP170B及及TP7、TP27等。等。1.1.4 S7-200系列PLC的外部接線 S7-200的外部接線分為輸入接線圖和輸出接的外部接線分為輸入接線圖和輸出接線圖，兩種接線圖分別介紹如下。線圖，兩種接線圖分別介紹如下。1.輸入接線圖輸入接線圖圖圖1-7為為24V DC輸入接線圖。輸入接線圖。24V DC輸入接線輸入接線有兩種方式：

8、一種是匯點(diǎn)輸入一種是源輸入有兩種方式：一種是匯點(diǎn)輸入一種是源輸入（a）匯點(diǎn)輸入 （b）源輸入 圖1-7 24V DC輸入接線圖 2.輸出接線圖圖1-8為S7-200系列PLC輸出接線圖。S7-200系列PLC輸出接線也有兩種方式：一種是24V DC輸出接線，一種是繼電器輸出接線。（a）24V DC輸出接線 （b）繼電器輸出接線 圖1-8 輸出接線圖（1）24V DC輸出接線輸出接線24V DC輸出的電源端是（輸出的電源端是（nM，nL），其中），其中n依依據(jù)輸出隔離組決定。據(jù)輸出隔離組決定。（2）繼電器輸出接線）繼電器輸出接線繼電器輸出采用的是交流電源，電源端子為（繼電器輸出采用的是交流電源，

9、電源端子為（Ln），其中），其中n依據(jù)輸出隔離組決定依據(jù)輸出隔離組決定。（a）CPU221 DC/DC/DC接線圖 （b）CPU 221 AC/DC繼電器接線圖 圖1-9 CPU221外部接線圖1.1.5 S7-200系列PLC的電源計算 所有的所有的S7-200系列系列PLC不光有為它自身、擴(kuò)不光有為它自身、擴(kuò)展模塊和其他用電設(shè)備供電的內(nèi)部電源，它本身展模塊和其他用電設(shè)備供電的內(nèi)部電源，它本身還向外提供一個還向外提供一個24VDC電源，從電源輸出點(diǎn)（電源，從電源輸出點(diǎn)（L，M）引出。此電源可為）引出。此電源可為PLC和擴(kuò)展模塊上的和擴(kuò)展模塊上的I/O點(diǎn)供電，也為一些特殊功能模塊供電。此電源點(diǎn)

10、供電，也為一些特殊功能模塊供電。此電源還從還從S7-200系列系列PLC的通訊口輸出，給的通訊口輸出，給PC/PPI編程電纜，或編程電纜，或TD200文本操作界面等設(shè)備供電。文本操作界面等設(shè)備供電。可參考供電能力表?？蓞⒖脊╇娔芰Ρ怼?.1.6 S7-200系列PLC的最大I/O原則（1）I/O地址分配地址分配S7-200按照按照I/O類型為其分配不同的地址，共有類型為其分配不同的地址，共有4類。類。DI：數(shù)字量輸入：數(shù)字量輸入DO：數(shù)字量輸出：數(shù)字量輸出AI：模擬量輸入：模擬量輸入AO：模擬量輸出：模擬量輸出（2）最大）最大I/OS7-200系列系列PLC雖然具有相同的雖然具有相同的I/O映

11、像區(qū)，但不映像區(qū)，但不同型號同型號CPU的最大的最大I/O點(diǎn)實(shí)際上取決于它們所能帶點(diǎn)實(shí)際上取決于它們所能帶的擴(kuò)展模塊數(shù)目。的擴(kuò)展模塊數(shù)目。1.2 1.2 認(rèn)識西門子認(rèn)識西門子PLCPLC的程序開發(fā)過程的程序開發(fā)過程STEP7-Micro/WIN是西門子公司專為是西門子公司專為S7-200系列系列PLC研制開發(fā)的編程軟件，它是基于研制開發(fā)的編程軟件，它是基于Windows操作系統(tǒng)的應(yīng)用軟件，功能強(qiáng)大，既可用于開發(fā)操作系統(tǒng)的應(yīng)用軟件，功能強(qiáng)大，既可用于開發(fā)用戶程序，又可實(shí)時監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。用戶程序，又可實(shí)時監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。2021-11-25機(jī)械工業(yè)出版社Page 212021-1

12、1-25機(jī)械工業(yè)出版社Page 21 PLC的軟件分為系統(tǒng)監(jiān)控程序和用戶程序兩大部分。系的軟件分為系統(tǒng)監(jiān)控程序和用戶程序兩大部分。系統(tǒng)監(jiān)控程序是由統(tǒng)監(jiān)控程序是由PLC的制造廠商編造的，用于控制的制造廠商編造的，用于控制PLC本本身的運(yùn)行。用戶程序，是由身的運(yùn)行。用戶程序，是由PLC的用戶編造的，用于控制的用戶編造的，用于控制被控裝置的運(yùn)行。被控裝置的運(yùn)行。（1）系統(tǒng)監(jiān)控程序）系統(tǒng)監(jiān)控程序 系統(tǒng)監(jiān)控程序是每一臺系統(tǒng)監(jiān)控程序是每一臺PLC必須包括必須包括的部分，用來組織與特定控制任務(wù)無關(guān)而又不可缺少的功的部分，用來組織與特定控制任務(wù)無關(guān)而又不可缺少的功能，例如處理能，例如處理PLC的重啟、更新的重

13、啟、更新I/O過程影像表、調(diào)用用戶過程影像表、調(diào)用用戶程序、采集和處理中斷、識別錯誤并進(jìn)行錯誤處理、管理程序、采集和處理中斷、識別錯誤并進(jìn)行錯誤處理、管理存儲區(qū)和處理通信等存儲區(qū)和處理通信等1.2.1 PLC軟件基礎(chǔ)2021-11-25機(jī)械工業(yè)出版社Page 222021-11-25機(jī)械工業(yè)出版社Page 22 系統(tǒng)管理程序系統(tǒng)管理程序 用戶指令解釋程序和編輯程序用戶指令解釋程序和編輯程序 標(biāo)準(zhǔn)程序模塊和系統(tǒng)調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)程序模塊和系統(tǒng)調(diào)用（2）用戶程序）用戶程序 用戶程序是用戶程序是PLC的使用者編制的針對的使用者編制的針對具體工程的應(yīng)用程序，下載到具體工程的應(yīng)用程序，下載到CPU中，具有處理特定

14、中，具有處理特定的自動化任務(wù)所需要的所有功能。的自動化任務(wù)所需要的所有功能。1.2.2 PLC的程序開發(fā)環(huán)境 STEP7-Micro/WIN窗口的首行主菜單包括窗口的首行主菜單包括“文件文件”、“編輯編輯”、“查看查看”、“PLC”、“調(diào)試調(diào)試”、“工工具具”、“窗口窗口”、“幫助幫助”等，主菜單下方兩行為工等，主菜單下方兩行為工具條快捷按鈕，其他為窗口信息顯示區(qū)，如圖具條快捷按鈕，其他為窗口信息顯示區(qū)，如圖1-9所所示。示。窗口信息顯示區(qū)分別為程序數(shù)據(jù)顯示區(qū)、瀏覽窗口信息顯示區(qū)分別為程序數(shù)據(jù)顯示區(qū)、瀏覽條、指令樹和輸出視窗顯示區(qū)。當(dāng)在條、指令樹和輸出視窗顯示區(qū)。當(dāng)在“查看查看”子目錄項(xiàng)的工具

15、欄中選中瀏覽欄和指令樹時可子目錄項(xiàng)的工具欄中選中瀏覽欄和指令樹時可在窗口左側(cè)垂直地依次顯示出瀏覽條和指令樹在窗口左側(cè)垂直地依次顯示出瀏覽條和指令樹窗口，選中工具欄的輸出窗口時，可在窗口的窗口，選中工具欄的輸出窗口時，可在窗口的下方橫向顯示輸出窗口框。非選中時為隱藏方下方橫向顯示輸出窗口框。非選中時為隱藏方式。輸出窗口下方為狀態(tài)條，提示式。輸出窗口下方為狀態(tài)條，提示STEP7-Micro/WIN的狀態(tài)信息。的狀態(tài)信息。1.2.3電動機(jī)啟?？刂瞥绦虻拈_發(fā)1、建立項(xiàng)目（用戶程序）、建立項(xiàng)目（用戶程序）2、梯形圖編輯器、梯形圖編輯器梯形圖元素的工作原理梯形圖元素的工作原理梯形圖排布規(guī)則。梯形圖排布規(guī)則

16、。在梯形圖中輸入指令（編程元件）。在梯形圖中輸入指令（編程元件）。程序的編輯及參數(shù)設(shè)定程序的編輯及參數(shù)設(shè)定程序注釋程序注釋程序的編譯及上傳、下載。程序的編譯及上傳、下載。3、程序的監(jiān)視、運(yùn)行、調(diào)試及其他、程序的監(jiān)視、運(yùn)行、調(diào)試及其他程序的運(yùn)行程序的監(jiān)控動態(tài)調(diào)試其他功能1.3理解西門子PLC的工作原理PLC有兩種基本的工作狀態(tài)，即運(yùn)行有兩種基本的工作狀態(tài)，即運(yùn)行(RUN)狀態(tài)狀態(tài)與停止與停止(STOP)狀態(tài)。在運(yùn)行狀態(tài)，狀態(tài)。在運(yùn)行狀態(tài)，PLC通過反通過反映控制要求的用戶程序來實(shí)現(xiàn)控制功能。映控制要求的用戶程序來實(shí)現(xiàn)控制功能。為了使為了使PLC的輸出能及時地響應(yīng)隨時可能變化的的輸出能及時地響應(yīng)隨

17、時可能變化的輸入信號，用戶程序不是只執(zhí)行一次，而是反輸入信號，用戶程序不是只執(zhí)行一次，而是反復(fù)不斷地電復(fù)執(zhí)行，直至復(fù)不斷地電復(fù)執(zhí)行，直至PLC停機(jī)或切換到停機(jī)或切換到STOP工作狀態(tài)。工作狀態(tài)。1.3.1 PLC的工作原理小型小型PLC的工作過程有兩個顯著特點(diǎn)：一個是周的工作過程有兩個顯著特點(diǎn)：一個是周期性順序掃描，一個是集中批處理。期性順序掃描，一個是集中批處理。圖1-20 小型plc工作流程作流程根據(jù)圖根據(jù)圖1-20，可將，可將PLC的工的工作分為作分為4個階段個階段 公共處理掃描階段公共處理掃描階段 輸入采樣掃描階段輸入采樣掃描階段 執(zhí)行用戶程序掃描階段執(zhí)行用戶程序掃描階段 輸出刷新掃描

18、階段輸出刷新掃描階段 S7-200存儲系統(tǒng)由存儲系統(tǒng)由RAM和和EEPROM兩種類型存儲器兩種類型存儲器構(gòu)成。這兩種類型的存儲器均在構(gòu)成。這兩種類型的存儲器均在CPU模塊中，同時，模塊中，同時，CPU模塊支持可選的模塊支持可選的EEPROM存儲器卡。存儲器卡。1.3.2 S7-200系列PLC的存儲系統(tǒng)性能 1.3.3 S7-200系列PLC的工作方式S7-200S7-200存儲系統(tǒng)的使用主要包括以下幾個方面。上裝存儲系統(tǒng)的使用主要包括以下幾個方面。上裝和下載用戶程序和定義存儲器保持范圍及數(shù)據(jù)保持和下載用戶程序和定義存儲器保持范圍及數(shù)據(jù)保持RUNRUN模式：模式：PLCPLC執(zhí)行用戶程序。執(zhí)行用戶程序。STOPSTOP模式：模式：PLCPLC不能運(yùn)行用戶程序，可以向不能運(yùn)行用戶程序，可以向PLCPLC裝載裝載用戶程序或進(jìn)行用戶程序或進(jìn)行PLCPLC的設(shè)置。的設(shè)置。TERMTERM模式：允許使用工業(yè)編程軟件模式：允許使用工業(yè)編程軟件STEP7-STEP7-Micro/WIN32Micro/WIN32來控制來控制CPUCPU的工作方式。的工作方式。PLC的性能指標(biāo)主要包括哪些的性能指標(biāo)主要包括哪些PLC與繼電器控制系統(tǒng)的區(qū)別與繼電器控制系統(tǒng)的區(qū)別如