PLC編程及應(yīng)用-基本結(jié)構(gòu)

S7-200PLC編程及應(yīng)用8/5/20231后一頁(yè)返回第2章PLC的硬件結(jié)構(gòu)與工作原理2.1PLC的根本結(jié)構(gòu)2.2可編程序控制器的工作原理2.3S7-200系列可編程序控制器性能簡(jiǎn)介2.4可編程序控制器的安裝

8/5/202322.1PLC的根本結(jié)構(gòu)2.1.1根本結(jié)構(gòu)2.1.2可編程序控制器的物理結(jié)構(gòu)2.1.3CPU模塊2.1.4I/O模塊2.1.5可編程序控制器的外部接線返回8/5/20233各種PLC的具體結(jié)構(gòu)雖然多種多樣，但其根本原理相同，都是以微處理器為核心的電子電氣系統(tǒng)。PLC各種功能的實(shí)現(xiàn)，不僅基于其硬件的作用，而且要靠其軟件的支持。PLC內(nèi)部主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、編程器等幾局部組成。返回后一頁(yè)前一頁(yè)2.1.1根本結(jié)構(gòu)8/5/20234模擬量輸入行程開關(guān)繼電器接點(diǎn)各種開關(guān)CPUROM、RAM電源部件輸出接口輸入接口外設(shè)接口照明電磁裝置執(zhí)行機(jī)構(gòu)編程器打印機(jī)采用光電隔離裝置繼電器、可控硅、晶體管電路后一頁(yè)前一頁(yè)8/5/20235后一頁(yè)前一頁(yè)

在可編程序控制器控制系統(tǒng)中，CPU模塊相當(dāng)于人的大腦，它不斷地采集輸入信號(hào)，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出。1．CPU模塊8/5/20236后一頁(yè)前一頁(yè)

輸入(Input)模塊和輸出(Output)模塊簡(jiǎn)稱為I／O模塊，它們是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場(chǎng)和CPU模塊的橋梁。

輸入模塊用來接收和采集輸入信號(hào)。

數(shù)字量(或稱開關(guān)量)輸入模塊用來接收從按鈕、選擇開關(guān)、數(shù)字撥碼開關(guān)、限位開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、壓力繼電器等來的數(shù)字量輸入信號(hào)；

模擬量輸入模塊用來接收電位器、測(cè)速發(fā)電機(jī)和各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量電流電壓信號(hào)。

數(shù)字量輸出模塊用來控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、指示燈、數(shù)字顯示裝置和報(bào)警裝置等輸出設(shè)備，

模擬量輸出模塊用來控制調(diào)節(jié)閥、變頻器等執(zhí)行裝置。

2．I／O模塊8/5/20237后一頁(yè)前一頁(yè)

CPU模塊的工作電壓一般是DC5V，而可編程序控制器的輸入／輸出信號(hào)電壓一般較高，如DC24V和AC220V。從外部引入的尖峰電壓和干擾噪聲可能損壞CPU模塊中的元器件，或影響可編程序控制器的正常工作。在I／O模塊中，用光耦合器、小型繼電器等器件來隔離外部輸入電路和負(fù)載。

I／O模塊除了傳遞信號(hào)外，還有電平轉(zhuǎn)換與隔離的作用。

8/5/20238后一頁(yè)前一頁(yè)編程裝置用來生成用戶程序，并對(duì)它進(jìn)行編輯、檢查和修改。手持式編程器不能直接輸入和編輯梯形圖，只能輸入和編輯指令表程序，因此又叫做指令編程器。它的體積小，價(jià)格廉價(jià)，一般用來給小型可編程序控制器編程，或者用于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維修。使用編程軟件可以在屏幕上直接生成和編輯梯形圖、指令表、功能塊圖和順序功能圖程序，并可以實(shí)現(xiàn)不同編程語言的相互轉(zhuǎn)換。程序被編譯后下載到可編程序控制器，也可以將可編程序控制器中的程序上傳到計(jì)算機(jī)。程序可以存盤或打印，通過網(wǎng)絡(luò)，還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程編程和傳送?？梢杂镁幊誊浖O(shè)置可編程序控制器的各種參數(shù)。通過通信，可以顯示梯形圖中觸點(diǎn)和線圈的通斷情況，以及運(yùn)行時(shí)可編程序控制器內(nèi)部的各種參數(shù)，對(duì)于查找故障非常有用。給S7-200編程時(shí)，應(yīng)配備一臺(tái)安裝有STEP7-Micro／WIN32編程軟件的計(jì)算機(jī)和一根連接計(jì)算機(jī)和可編程序控制器的PC／PPI通信電纜。該軟件可以在網(wǎng)站W(wǎng)WW．a(chǎn)d．siemens．com．cn／S7-200下載。3．編程裝置8/5/20239后一頁(yè)前一頁(yè)

可編程序控制器使用220V交流電源或24V直流電源。內(nèi)部的開關(guān)電源為各模塊提供DC5V、±12V、24V等直流電源。小型可編程序控制器一般都可以為輸入電路和外部的電子傳感器(如接近開關(guān))提供24V直流電源，驅(qū)動(dòng)可編程序控制器負(fù)載的直流電源一般由用戶提供。

4．電源8/5/202310后一頁(yè)前一頁(yè)2.1.2可編程序控制器的物理結(jié)構(gòu)

根據(jù)硬件結(jié)構(gòu)的不同，可以將可編程序控制器分為整體式、模塊式和混合式。

返回8/5/202311后一頁(yè)前一頁(yè)1．整體式可編程序控制器整體式又叫做單元式或箱體式，它的體積小、價(jià)格低，小型可編程序控制器一般采用整體式結(jié)構(gòu)。整體式可編程序控制器將CPU模塊、I／O模塊和電源裝在一個(gè)箱型機(jī)殼內(nèi)，稱為根本單元，S7-200稱為CPU模塊?！扒吧w〞下面有RUN／STOP開關(guān)，模擬量電位器和擴(kuò)展I／O連接器。S7-200系列可編程序控制器提供多種具有不同I／O點(diǎn)數(shù)的CPU模塊和數(shù)字量、模擬量I／0擴(kuò)展模塊供用戶選用。CPU模塊和擴(kuò)展模塊用扁平電纜連接，可選用全輸入型或全輸出型的數(shù)字量．I／0擴(kuò)展單元來改變輸入／輸出的比例。整體式可編程序控制器還配備有許多專用的特殊功能模塊，如模擬量輸入／輸出模塊、熱電偶、熱電阻模塊、通信模塊等，使可編程序控制器的功能得到擴(kuò)展。8/5/202312后一頁(yè)前一頁(yè)

8/5/202313大、中型可編程序控制器(如S7-300和S7-400系列)一般采用模塊式結(jié)構(gòu)，用搭積木的方式組成系統(tǒng)，它由機(jī)架和模塊組成(見圖)。模塊插在模塊插座上，后者焊在機(jī)架中的總線連接板上。可編程序控制器廠家備有不同槽數(shù)的機(jī)架供用戶選用，如果一個(gè)機(jī)架容納不下所選用的模塊，可以增設(shè)一個(gè)或數(shù)個(gè)擴(kuò)展機(jī)架，各機(jī)架之間用I／0擴(kuò)展電纜相連。用戶可以選用不同檔次的CPU模塊、品種繁多的I／O模塊和特殊功能模塊，對(duì)硬件配置的選擇余地較大，維修時(shí)更換模塊也很方便。整體式可編程序控制器每一I／O點(diǎn)的平均價(jià)格比模塊式的廉價(jià)，在小型控制系統(tǒng)中一般采用整體式結(jié)構(gòu)。但是模塊式可編程序控制器的硬件組態(tài)方便靈活，I／O點(diǎn)數(shù)的多少、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)的比例、I／O模塊的種類和塊數(shù)、特殊I／0模塊的使用等方面的選擇余地都比整體式可編程序控制器大得多，維修時(shí)更換模塊、判斷故障范圍也很方便，因此較復(fù)雜的、要求較高的系統(tǒng)一般選用模塊式可編程序控制器。2．模塊式可編程序控制器8/5/202314后一頁(yè)前一頁(yè)

S7-300模塊式PLCS7-400模塊式PLC

8/5/2023152．1．3CPU模塊CPU是PLC的核心，一切邏輯運(yùn)算及判斷都是由其完成的，并控制所有其它部件的操作。它就是我們常說的電腦芯片。(1)

將各種輸入信號(hào)取入存儲(chǔ)器。(2)執(zhí)行指令。(3)把結(jié)果送到輸出端。(4)響應(yīng)各種外部設(shè)備的請(qǐng)求。后一頁(yè)前一頁(yè)1．CPU芯片返回8/5/202316CPU模塊主要由微處理器(CPU芯片)和存儲(chǔ)器組成?？删幊绦蚩刂破魇褂靡韵挛⑻幚?1)通用微處理器。如Intel公司的8086、80186到Pentium系列芯片：(2)單片微處理器(單片機(jī))。如Intel公司的MCS-96系列單片機(jī)。(3)位片式微處理器。如AMD2900系列位片式微處理器。8/5/202317存儲(chǔ)器ROM：存放系統(tǒng)程序和用戶已調(diào)好的程序RAM：用戶正調(diào)試的程序。系統(tǒng)程序：是控制和完成PLC各種功能的程序，如：檢查程序、監(jiān)控程序等。后一頁(yè)前一頁(yè)2.存儲(chǔ)器EEROM：存放用戶程序和需長(zhǎng)期保存的重要數(shù)據(jù)8/5/202318用戶程序：用來存放用戶編寫的程序、各種邏輯數(shù)據(jù)、計(jì)算結(jié)果等。

PLC的存儲(chǔ)器按功能可分為以下幾個(gè)區(qū)：1)用戶程序存儲(chǔ)器區(qū)：是用來存放用戶編寫的程序，其存儲(chǔ)容量的大小是用“步〞來表示的，如：2048步的程序存儲(chǔ)器就表示可存2048步程序。2)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器區(qū)：用來存放用戶各種數(shù)學(xué)運(yùn)算結(jié)果，字長(zhǎng)為8位或16位。后一頁(yè)前一頁(yè)8/5/2023193)輸入/輸出繼電器區(qū)：它是位數(shù)據(jù)區(qū)，可對(duì)其進(jìn)行位操作。每一位是一個(gè)接點(diǎn)，對(duì)應(yīng)外部的一個(gè)輸入/輸出端子，接點(diǎn)應(yīng)為何種狀態(tài)就由位是0還是1決定，也就是說該區(qū)是輸入/輸出繼電器接點(diǎn)的邏輯映像區(qū)，只對(duì)該區(qū)的相應(yīng)位進(jìn)行操作，就可對(duì)輸入/輸出繼電器進(jìn)行控制。我們說該區(qū)有“物理繼電器〞與之對(duì)應(yīng)。后一頁(yè)前一頁(yè)8/5/2023204)輔助繼電器區(qū)：該區(qū)無“物理繼電器〞與之對(duì)應(yīng)，即無硬接點(diǎn)，它是一個(gè)“軟繼電器〞，是“邏輯繼電器〞，不向外設(shè)輸出信號(hào)，在程序中起邏輯轉(zhuǎn)換作用，正是這種“邏輯繼電器〞使得可編程控制器與繼電接觸控制產(chǎn)生了本質(zhì)的區(qū)別。5)保持繼電器區(qū)：該區(qū)與M區(qū)功能相同，差異僅在于該區(qū)的狀態(tài)在PLC掉電后其狀態(tài)仍保持不變。編號(hào)與M區(qū)相同。后一頁(yè)前一頁(yè)8/5/2023216)時(shí)間繼電器T區(qū)：該時(shí)間繼電器也是“軟繼電器〞，可以利用它產(chǎn)生不同的延時(shí)。此外，PLC還有計(jì)數(shù)器C，步控制器S，特殊繼電器F等。后一頁(yè)前一頁(yè)8/5/2023222.1.4I/O模塊

各I／O點(diǎn)的通斷狀態(tài)用發(fā)光二極管顯示，外部接線一般接在模塊面板的接線端子上。某些模塊使用可拆卸的插座型端子板，不需斷開端子板上的外部連線，就可以迅速地更換模塊。點(diǎn)數(shù)多的高密度I／O模塊的外部接線一般用插座連接，用戶可選用連接插座的電纜和端子板。

返回8/5/202323輸入電路中設(shè)有RC濾波電路，以防止由于輸入觸點(diǎn)抖動(dòng)或外部干擾脈沖引起錯(cuò)誤的輸入信號(hào)。濾波電路延遲時(shí)間的典型值為10—20ms(信號(hào)上升沿)和20—50ms(信號(hào)下降沿)，輸入電流為數(shù)毫安。以下圖是某直流輸入模塊的內(nèi)部電路和外部接線圖，圖中只畫出了一路輸入電路，1M是同一輸入組內(nèi)各輸入信號(hào)的公共點(diǎn)。S7-200可以用CPU模塊輸出的24V直流電源作為輸入回路的電源(見圖)，它還可以為接近開關(guān)、光電開關(guān)之類的傳感器提供24V直流電源。1．輸入模塊8/5/202324

當(dāng)圖中的外接觸點(diǎn)接通時(shí)，光耦合器中兩個(gè)反并聯(lián)的發(fā)光二極管亮，光敏三極管飽和導(dǎo)通；外接觸點(diǎn)斷開時(shí)，光耦合器中的發(fā)光二極管熄滅，光敏三極管截止。信號(hào)經(jīng)內(nèi)部電路傳送給CPU模塊。顯然，可以改變圖中輸入回路的電源極性。

交流輸入方式適合于在有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用，輸入電壓有110V、220V兩種。

直流輸入電路的延遲時(shí)間較短，可以直接與接近開關(guān)、光電開關(guān)等電子輸入裝置連接。

8/5/2023252．輸出模塊

輸出模塊的功率放大元件有驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載的大功率晶體管和場(chǎng)效應(yīng)管、驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載的雙向晶閘管，以及既可以驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載又可以驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載的小型繼電器。輸出電流的典型值為0．5-2A，負(fù)載電源由外部現(xiàn)場(chǎng)提供。輸出電流的額定值與負(fù)載的性質(zhì)有關(guān)，例如S7-200的繼電器輸出電路可以驅(qū)動(dòng)2A的電阻性負(fù)載，但是只能驅(qū)動(dòng)200W的白熾燈。輸出電路一般分為假設(shè)干組，對(duì)每一組的總電流也有限制。額定輸出電流還與溫度有關(guān)，溫度升高時(shí)額定輸出電流減小，有的可編程序控制器提供了有關(guān)的曲線。8/5/202326圖是繼電器輸出電路。繼電器同時(shí)起隔離和功率放大作用，每一路只給用戶提供一對(duì)常開觸點(diǎn)。與觸點(diǎn)并聯(lián)的RC電路和壓敏電阻用來消除觸點(diǎn)斷開時(shí)產(chǎn)生的電弧。

繼電器輸出模塊的使用電壓范圍廣，導(dǎo)通壓降小，承受瞬時(shí)過電壓和過電流的能力較強(qiáng)，但是動(dòng)作速度較慢，壽命(動(dòng)作次數(shù))有一定的限制。如果系統(tǒng)輸出量的變化不是很頻繁，建議優(yōu)先選用繼電器型的。8/5/202327

圖是使用場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)的輸出電路。輸出信號(hào)送給內(nèi)部電路中的輸出鎖存器，再經(jīng)光耦合器送給場(chǎng)效應(yīng)管，后者的飽和導(dǎo)通狀態(tài)和截止?fàn)顟B(tài)相當(dāng)于觸點(diǎn)的接通和斷開。圖中的穩(wěn)壓管用來抑制關(guān)斷過電壓和外部的浪涌電壓，以保護(hù)場(chǎng)效應(yīng)管。場(chǎng)效應(yīng)管輸出電路的工作頻率可達(dá)20kHz。晶體管型與雙向晶閘管型模塊分別用于直流負(fù)載和交流負(fù)載，它們的可靠性高，反響速度快，壽命長(zhǎng)，但是過載能力稍差。8/5/202328

除了輸入模塊和輸出模塊，還有一種既有輸入電路又有輸出電路的模塊，輸入、輸出的點(diǎn)數(shù)一般相同，這種模塊使用戶確定可編程序控制器的硬件配置更為方便。8/5/2023292．1．5可編程序控制器的外部接線

圖是CPU222模塊的外部接線圖，8個(gè)輸入點(diǎn)I0.0—I0.7分為兩組，1M和2M分別是兩組輸入點(diǎn)內(nèi)部電路的公共端。L+和M端子分別是模塊提供的24V直流電源的正極和負(fù)極，可用該電源作為輸入電路的電源(見圖)。24V直流電源還可以用于外部的電子傳感器。

1L和2L分別是兩組輸出點(diǎn)內(nèi)部電路的公共端。如果是繼電器輸出，輸出回路可使用AC220V電源電壓。

可編程序控制器的交流電源接在L1(相線)和N(零線)端，此外還有保護(hù)接地(PE)端子。CPU222模塊的外部接線返回8/5/2023308/5/2023312．2．1用觸點(diǎn)和線圈實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算2.2可編程序控制器的工作原理

2．2．2可編程序控制器的工作方式2．2．3可編程序控制器的工作原理2．2．4輸入／輸出滯后時(shí)間返回8/5/2023322．2．1用觸點(diǎn)和線圈實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算在數(shù)字量控制系統(tǒng)中，變量?jī)H有兩種相反的工作狀態(tài)，如高電平和低電平、繼電器線圈的通電和斷電、觸點(diǎn)的接通和斷開，可用邏輯代數(shù)中的1和0來表示它們。在波形圖中，用高電平表示l狀態(tài)，用低電平表示0狀態(tài)?！芭c〞、“或〞、“非〞邏輯運(yùn)算的輸入／輸出關(guān)系如下表所示，用繼電器電路或梯形圖可以實(shí)現(xiàn)“與〞、“或〞、“非〞邏輯運(yùn)算(見圖)。用多個(gè)觸點(diǎn)的串、并聯(lián)電路可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯運(yùn)算，例如以下圖中的繼電器電路實(shí)現(xiàn)的邏輯運(yùn)算可用邏輯代數(shù)式表示為：返回8/5/202333邏輯運(yùn)算關(guān)系表圖根本邏輯運(yùn)算a)與b)或c)非8/5/202334異步電動(dòng)機(jī)控制電路SB2SB1FRKMKMFUSKMM3~8/5/202335上式左邊的KM與圖中的線圈相對(duì)應(yīng)，右邊的KM與KM的常開觸點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，/SB2與SB2的常閉觸點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。在繼電器電路圖和梯形圖中，線圈的狀態(tài)是輸出量或被控量，觸點(diǎn)的狀態(tài)是輸入量。繼電器的線圈通電時(shí)，其常開觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開；線圈斷電時(shí)，其常開觸點(diǎn)斷開，常閉觸點(diǎn)閉合。梯形圖中的位操作元件(如可編程序控制器的輸出Q0．0)的觸點(diǎn)和線圈也有類似的關(guān)系。接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理與繼電器的根本相同，區(qū)別僅在于繼電器觸點(diǎn)的額定電流較小(如幾十毫安)，而接觸器是用來控制大電流負(fù)載的，例如它可以控制額定電流為幾十安培至上千安培的異步電動(dòng)機(jī)。8/5/2023362．2．2可編程序控制器的工作方式可編程序控制器有兩種工作方式，即RUN(運(yùn)行)方式與STOP(停止)方式。在RUN方式，通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實(shí)現(xiàn)控制功能。在CPU模塊的面板上用“RUN〞LED顯示當(dāng)前的工作方式。在STOP方式，CPU不執(zhí)行用戶程序，可用編程軟件創(chuàng)立和編輯用戶程序，設(shè)置可編程序控制器的硬件功能，并將用戶程序和硬件設(shè)置信息下載到可編程序控制器。如果有致命錯(cuò)誤，在消除它之前不允許從停止方式進(jìn)入運(yùn)行方式?？删幊绦蚩刂破鞑僮飨到y(tǒng)儲(chǔ)存非致命錯(cuò)誤供用戶檢查，但不會(huì)從運(yùn)行方式自動(dòng)進(jìn)入停止方式。返回1工作方式8/5/2023372．用方式開關(guān)改變工作方式

CPU模塊上的方式開關(guān)在STOP位置時(shí)將停止用戶程序的運(yùn)行；在RUN位置時(shí)，將啟動(dòng)用戶程序的運(yùn)行。方式開關(guān)在STOP或TERM(terminal，終端)位置時(shí)，電源通電后CPU自動(dòng)進(jìn)入STOP方式；在RUN位置時(shí)，電源通電后自動(dòng)進(jìn)入RUN方式。

3．用STEP7-Micro／WIN32編程軟件改變工作方式在用編程軟件控制CPU的工作方式之前，首先應(yīng)在編程軟件與可編程序控制器之間建立起通信連接，并將方式開關(guān)設(shè)置在RUN或TERM位置。允許用編程軟件改變CPU的工作方式。在軟件中單擊工具條上的運(yùn)行按鈕可進(jìn)入運(yùn)行方式，單擊停止按鈕可進(jìn)入停止方式。選擇"PLC一運(yùn)行〞菜單命令可進(jìn)入運(yùn)行方式，選擇"PLC一停止〞菜單命令可進(jìn)入停止方式。4．在程序中改變工作方式

在程序中插入STOP指令，可使CPU由RUN方式進(jìn)入STOP方式。

8/5/2023382．2．3可編程序控制器的工作原理

可編程序控制器通電后，需要對(duì)硬件和軟件做一些初始化的工作。為了使可編程序控制器的輸出及時(shí)地響應(yīng)各種輸入信號(hào)，初始化后反復(fù)不停地分階段處理各種不同的任務(wù)，這種周而復(fù)始的循環(huán)工作方式稱為掃描工作方式。

讀取輸入執(zhí)行用戶程序智能模塊通信通信信息處理自診斷檢查修改輸出讀取輸入智能模塊通信通信信息處理自診斷檢查修改輸出RUN狀態(tài)STOP狀態(tài)返回8/5/202339在可編程序控制器的存儲(chǔ)器中，設(shè)置了一片區(qū)域來存放輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的狀態(tài)，它們分別稱為輸入映像存放器和輸出映像存放器。CPU以字節(jié)(8位)為單位來讀寫輸入/輸出(I／O)映像存放器。在讀取輸入階段，可編程序控制器把所有外部數(shù)字量輸入電路的ON／OFF(1／0)狀態(tài)讀入輸入映像存放器。外接的輸入電路閉合時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入映像存放器為1狀態(tài)，梯形圖中對(duì)應(yīng)的輸入點(diǎn)的常開觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開。外接的輸入電路斷開時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入映像存放器為0狀態(tài)，梯形圖中對(duì)應(yīng)的輸入點(diǎn)的常開觸點(diǎn)斷開，常閉觸點(diǎn)接通。1．讀取輸入8/5/2023402.執(zhí)行用戶程序

可編程序控制器的用戶程序由假設(shè)干條指令組成，指令在存儲(chǔ)器中按順序排列。在RUN工作方式的程序執(zhí)行階段，在沒有跳轉(zhuǎn)指令時(shí)，CPU從第一條指令開始，逐條順序地執(zhí)行用戶程序，直至遇到結(jié)束(END)指令。遇到結(jié)束指令時(shí)，CPU檢查系統(tǒng)的智能模塊是否需要效勞。在執(zhí)行指令時(shí)，從I／O映像存放器或別的位元件的映像存放器讀出其0／1狀態(tài)，并根據(jù)指令的要求執(zhí)行相應(yīng)的邏輯運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)果寫入到相應(yīng)的映像存放器中。因此，各映像存放器(只讀的輸入映像存放器除外)的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而變化。8/5/202341在程序執(zhí)行階段，即使外部輸入信號(hào)的狀態(tài)發(fā)生了變化，輸入映像存放器的狀態(tài)也不會(huì)隨之而變，輸入信號(hào)變化了的狀態(tài)只能在下一個(gè)掃描周期的讀取輸入階段被讀入。執(zhí)行程序時(shí)，對(duì)輸入／輸出的存取通常是通過映像存放器，而不是實(shí)際的I／0點(diǎn)，這樣做有以下好處：(1)程序執(zhí)行階段的輸入值是固定的，程序執(zhí)行完后再用輸出映像存放器的值更新輸出點(diǎn)，使系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定。(2)用戶程序讀寫I／O映像存放器比讀寫I／O點(diǎn)快得多，這樣可以提高程序的執(zhí)行速度。(3)I／O點(diǎn)必須按位來存取，而映像存放器可按位、字節(jié)、字或雙字來存取，靈活性好。8/5/2023423．通信處理

在智能模塊通信處理階段，CPU模塊檢查智能模塊是否需要效勞，如果需要，讀取智能模塊的信息并存放在緩沖區(qū)中，供下一掃描周期使用。在通信信息處理階段，CPU處理通信口接收到的信息，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)⑿畔魉徒o通信請(qǐng)求方。4．CPU自診斷測(cè)試

自診斷測(cè)試包括定期檢查EEPROM、用戶程序存儲(chǔ)器、I／O模塊狀態(tài)以及I／O擴(kuò)展總線的一致性，將監(jiān)控定時(shí)器復(fù)位，以及完成一些別的內(nèi)部工作。

8/5/2023435．修改輸出

CPU執(zhí)行完用戶程序后，將輸出映像存放器的0／1狀態(tài)傳送到輸出模塊并鎖存起來。梯形圖中某一輸出位的線圈“通電〞時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸出映像存放器為1狀態(tài)。信號(hào)經(jīng)輸出模塊隔離和功率放大后，繼電器型輸出模塊中對(duì)應(yīng)的硬件繼電器的線圈通電，其常開觸點(diǎn)閉合，使外部負(fù)載通電工作。假設(shè)梯形圖中輸出點(diǎn)的線圈“斷電〞，對(duì)應(yīng)的輸出映像存放器中存放的二進(jìn)制數(shù)為0，將它送到繼電器型輸出模塊，對(duì)應(yīng)的硬件繼電器的線圈斷電，其常開觸點(diǎn)斷開，外部負(fù)載斷電，停止工作。當(dāng)CPU的工作方式從RUN變?yōu)镾TOP時(shí)，數(shù)字量輸出被置為系統(tǒng)塊中的輸出表定義的狀態(tài)，或保持當(dāng)時(shí)的狀態(tài)。默認(rèn)的設(shè)置是將數(shù)字量輸出清零，模擬量輸出保持最后寫的值。8/5/2023446．中斷程序的處理

如果在程序中使用了中斷，中斷事件發(fā)生時(shí)立即執(zhí)行中斷程序，中斷程序可能在掃描周期的任意點(diǎn)上被執(zhí)行。7．立即I／O處理

在程序執(zhí)行過程中使用立即I／O指令可以直接存取I／O點(diǎn)。用立即I／O指令讀輸入點(diǎn)的值時(shí)，相應(yīng)的輸入映像存放器的值未被更新。用立即I／O指令來改寫輸出點(diǎn)時(shí)，相應(yīng)的輸出映像存放器的值被更新。8/5/202345

下面用一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來進(jìn)一步說明可編程序控制器的掃描工作過程以下圖中的可編程序控制器控制系統(tǒng)與前圖中的繼電器控制電路的功能相同。起動(dòng)按鈕SB1和停止按鈕SB2的常開觸點(diǎn)分別接在編號(hào)為0.1和0.2的輸入端，接觸器KM的線圈接在編號(hào)為0.0的輸出端。如果熱繼電器FR動(dòng)作其常閉觸點(diǎn)斷開后需手動(dòng)復(fù)位，可將FR的常閉觸點(diǎn)與接觸器KM的線圈串聯(lián)，這樣可以少用一個(gè)可編程序控制器的輸入點(diǎn)。梯形圖中的I0.1與I0.2是輸入變量，Q0.0是輸出變量，它們都是梯形圖中的編程元件。I0.1與接在輸入端子0.1的SB1的常開觸點(diǎn)和輸入映像存放器I0.1相對(duì)應(yīng)，Q0.0與接在輸出端子0.0的可編程序控制器內(nèi)的輸出電路和輸出映像存放器Q0.0相對(duì)應(yīng)。8/5/202346異步電動(dòng)機(jī)控制電路Q0.0（Q0.0）I0.1I0.2

PLC外部接線圖與梯形圖

8/5/202347梯形圖以指令的形式儲(chǔ)存在可編程序控制器的用戶程序存儲(chǔ)器中，前圖中的梯形圖與下面的4條指令相對(duì)應(yīng)，“／／〞之后是該指令的注釋。LDI0．1

／／接在左側(cè)母線上的I0．1的常開觸點(diǎn)

OQ0．0

／／與I0．1的常開觸點(diǎn)并聯(lián)的Q0．0的常開觸點(diǎn)

ANI0．2

／／與并聯(lián)電路串聯(lián)的I0．2的常閉觸點(diǎn)

=Q0．0

／／Q0．0的線圈梯形圖完成的邏輯運(yùn)算為Q0.0（Q0.0）I0.1I0.2返回8/5/202348在讀取輸入階段，CPU將SB1、SB2的常開觸點(diǎn)的ON／OFF狀態(tài)讀入相應(yīng)的輸入映像存放器，外部觸點(diǎn)接通時(shí)二進(jìn)制數(shù)1存入存放器，反之存入0。執(zhí)行第一條指令時(shí)，從輸入映像存放器I0．1中取出二進(jìn)制數(shù)并存入堆棧的棧頂，堆棧是存儲(chǔ)器中的一片特殊的區(qū)域。執(zhí)行第二條指令時(shí)，從輸出映像存放器QO．0中取出二進(jìn)制數(shù)，并與棧頂中的二進(jìn)制數(shù)相“或〞(觸點(diǎn)的并聯(lián)對(duì)應(yīng)“或〞運(yùn)算)，運(yùn)算結(jié)果存入棧頂。執(zhí)行第三條指令時(shí)，取出輸入映像存放器I0．2中的二進(jìn)制數(shù)，因?yàn)槭浅ｉ]觸點(diǎn)，取反后與前面的運(yùn)算結(jié)果相“與〞(電路的串聯(lián)對(duì)應(yīng)“與〞運(yùn)算)，然后存入棧頂。執(zhí)行第四條指令時(shí)，將棧頂中的二進(jìn)制數(shù)送入QO．0的輸出映像存放器。在修改輸出階段，CPU將各輸出映像存放器中的二進(jìn)制數(shù)傳送給輸出模塊并鎖存起來，如果輸出映像存放器QO．0中存放的是二進(jìn)制數(shù)1，外接的KM線圈將通電，反之將斷電。I0．1、I0．2和QO．0的波形中的高電平表示按下按鈕或KM線圈通電，當(dāng)t<t1時(shí)，讀入輸入映像存放器I0．1和I0．2的均為二進(jìn)制數(shù)0，此時(shí)輸出映像存放器Q0．0中存放的亦為0，在程序執(zhí)行階段，經(jīng)過上述邏輯運(yùn)算過程之后，運(yùn)算結(jié)果仍為QO．0=0，所以KM的線圈處于斷電狀態(tài)。在t<t1區(qū)間，雖然輸入、輸出信號(hào)的狀態(tài)沒有變化，用戶程序仍一直反復(fù)不斷地執(zhí)行著。t=t1時(shí)按下起動(dòng)按鈕SB1，I0．1變?yōu)?狀態(tài)，經(jīng)邏輯運(yùn)算后Q0．0也變?yōu)?狀態(tài)，在輸出處理階段，將QO．0對(duì)應(yīng)的輸出映像存放器中的1送到輸出模塊，輸出模塊中與Q0．0對(duì)應(yīng)的物理繼電器的常開觸點(diǎn)接通，接觸器KM的線圈通電。8/5/202349

可編程序控制器在RUN工作狀態(tài)時(shí)，執(zhí)行一次掃描操作所需的時(shí)間稱為掃描周期，其典型值為1～100ms。指令執(zhí)行所需的時(shí)間與用戶程序的長(zhǎng)短、指令的種類和CPU執(zhí)行指令的速度有很大的關(guān)系。用戶程序較長(zhǎng)時(shí)，指令執(zhí)行時(shí)間在掃描周期中占相當(dāng)大的比例。8/5/2023502．2．4輸入／輸出滯后時(shí)間輸入／輸出滯后時(shí)間又稱系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，是指可編程序控制器的外部輸入信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻至它控制的有關(guān)外部輸出信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻之間的時(shí)間間隔，它由輸入電路濾波時(shí)間、輸出電路的滯后時(shí)間和因掃描工作方式產(chǎn)生的滯后時(shí)間三局部組成。輸入模塊的RC濾波電路用來濾除由輸入端引入的干擾噪聲，消除因外接輸入觸點(diǎn)動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的抖動(dòng)引起的不良影響，濾波電路的時(shí)間常數(shù)決定了輸入濾波時(shí)間的長(zhǎng)短，有的可編程序控制器如S7-200的局部輸入點(diǎn)的輸入延遲時(shí)間可以設(shè)置。返回8/5/202351

輸出模塊的滯后時(shí)間與模塊的類型有關(guān)，繼電器型輸出電路的滯后時(shí)間一般在10ms左右；雙向晶閘管型輸出電路在負(fù)載接通時(shí)的滯后時(shí)間約為1ms，負(fù)載由導(dǎo)通到斷開時(shí)的最大滯后時(shí)間為10ms；晶體管型輸出電路的滯后時(shí)間小于1ms。

由掃描工作方式引起的滯后時(shí)間最長(zhǎng)可達(dá)兩個(gè)多掃描周期?？删幊绦蚩刂破骺偟捻憫?yīng)延遲時(shí)間一般只有幾十毫秒，對(duì)于一般的系統(tǒng)是無關(guān)緊要的。要求輸入和輸出信號(hào)之間的滯后時(shí)間盡量短的系統(tǒng)，可以選用掃描速度快的可編程序控制器或采取其他措施。8/5/2023522.3S7-200系列可編程序控制器性能簡(jiǎn)介

2．3．1CPU模塊2．3．2數(shù)字量擴(kuò)展模塊2．3．3模擬量輸人輸出擴(kuò)展模塊2．3．4熱電偶、熱電阻擴(kuò)展模塊2．3．5PROFIBUS-DP通信模塊2．3．6SIMATICNETCP243-2通信處理器2．3．7STEP7-Micro／WIN編程軟件簡(jiǎn)介返回8/5/202353西門子公司的SIMATICS7-200系列屬于小型可編程序控制器，可用于代替繼電器的簡(jiǎn)單控制場(chǎng)合，也可以用于復(fù)雜的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。由于它有極強(qiáng)的通信功能，在大型網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中也能充分發(fā)揮其作-用。S7-200的可靠性高，可用梯形圖、語句表(即指令表)和功能塊圖3種語言來編程。它的指令豐富，指令功能強(qiáng)，易于掌握、操作方便。內(nèi)置有高速計(jì)數(shù)器、高速輸出、PID控制器、RS-485通信／編程接口、PPI通信協(xié)議、MPI通信協(xié)議和自由方式通信功能，I／O端子排可以很容易地拆卸。最大可擴(kuò)展到248點(diǎn)數(shù)字量I／O或35路模擬量I／O，最多有26KB程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。S7-200在以下領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用：機(jī)床電氣、紡織機(jī)械、印刷機(jī)械、塑料機(jī)械、包裝機(jī)械、煙草機(jī)械、沖壓機(jī)械、鑄造機(jī)械、運(yùn)輸帶、食品工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、陶瓷工業(yè)、環(huán)保設(shè)備、電力自動(dòng)化設(shè)備、實(shí)驗(yàn)室設(shè)備、電梯、中央空調(diào)、真空裝置、恒壓供水和化工系統(tǒng)中各種泵和電磁閥的控制。8/5/2023542．3．1CPU模塊S7-200有5種CPU模塊，CPU模塊共有的技術(shù)指標(biāo)和各CPU模塊特有的技術(shù)指標(biāo)分別見表2-2和表2-3。表2-4、2-5和2-6分別為電源、數(shù)字量輸出和數(shù)字量輸入的技術(shù)指標(biāo)。CPU221無擴(kuò)展功能，適于用做小點(diǎn)數(shù)的微型控制器。CPU222有擴(kuò)展功能，CPU224是具有較強(qiáng)控制功能的控制器，CPU226和CPU226XM適用于復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)。S7—200CPU的指令功能強(qiáng)，有傳送、比較、移位、循環(huán)移位、產(chǎn)生補(bǔ)碼、調(diào)用子程序、脈沖寬度調(diào)制、脈沖序列輸出、跳轉(zhuǎn)、數(shù)制轉(zhuǎn)換、算術(shù)運(yùn)算、字邏輯運(yùn)算、浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算、開平方、三角函數(shù)和PID控制指令等，采用主程序、最多8級(jí)子程序和中斷程序的程序結(jié)構(gòu)，用戶可使用1～255ms的定時(shí)中斷。用戶程序可設(shè)3級(jí)口令保護(hù)，監(jiān)控定時(shí)器(看門狗)的定時(shí)時(shí)間為300ms。返回8/5/202355

數(shù)字量輸入中有4個(gè)用做硬件中斷，6個(gè)用于高速功能。32位高速加／減計(jì)數(shù)器的最高計(jì)數(shù)頻率為30kHz，可對(duì)增量式編碼器的兩個(gè)互差90o的脈沖列計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值等于設(shè)定值或計(jì)數(shù)方向改變時(shí)產(chǎn)生中斷，在中斷程序中可及時(shí)地對(duì)輸出進(jìn)行操作。兩個(gè)高速輸出可輸出最高20kHz，頻率和寬度可調(diào)的脈沖列。

RS—485串行通訊口的外部信號(hào)與邏輯電路不隔離，支持PPI、DP/T、自由通訊口協(xié)議和PROFIBUS點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議。8/5/202356

用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可永久保存，或用超級(jí)電容和電池保持。超級(jí)電容充電20min，可充60％的電量?？蛇x的存儲(chǔ)器卡可永久保存程序、數(shù)據(jù)和組態(tài)信息，可選的電池卡保存數(shù)據(jù)的時(shí)間典型值為200天。

DC輸出型有高速脈沖輸出，邊沿中斷為4個(gè)上升沿和／或4個(gè)下降沿。

高速計(jì)數(shù)器的單相邏輯1電平為15-30VDC時(shí)，時(shí)鐘輸入速率為20kHz；單相邏輯1電平為15—26VDC時(shí)，時(shí)鐘輸入速率為30kHz。兩相邏輯1電平為15—30VDC時(shí)，時(shí)鐘輸入速率為10kHz；兩相邏輯1電平為15-26VDC時(shí)，時(shí)鐘輸入速率為20kHz。實(shí)時(shí)時(shí)鐘精度在25℃時(shí)為2min／月，0—55℃時(shí)為7min／月。

S7-200的DC輸出型電路用場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)作為功率放大元件，繼電器輸出型用繼電器觸點(diǎn)控制外部負(fù)載。DC輸出的最高開關(guān)頻率為20kHz，繼電器輸出的最高輸出頻率為1Hz。8/5/202357S7-200CPU模塊共同的技術(shù)指標(biāo)

8/5/202358

S7-200CPU模塊的主要技術(shù)指標(biāo)

8/5/2023598/5/2023608/5/2023618/5/2023628/5/2023632．3．2數(shù)字量擴(kuò)展模塊

用戶選用具有不同I／O點(diǎn)數(shù)的數(shù)字量擴(kuò)展模塊，可以滿足不同的控制需要，節(jié)約投資費(fèi)用。系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大后，增加I／O點(diǎn)數(shù)也很方便。用戶可選用8點(diǎn)、16點(diǎn)和32點(diǎn)的數(shù)字量輸入／輸出模塊(見下表)，除CPU221外，其他CPU模塊均可配接多個(gè)擴(kuò)展模塊，連接時(shí)CPU模塊放在最左側(cè)，擴(kuò)展模塊用扁平電纜與左側(cè)的模塊相連。

返回8/5/202364型號(hào)各組輸入點(diǎn)數(shù)各組輸出點(diǎn)數(shù)EM22124VDC輸入4，4—EM221230VAC輸入8點(diǎn)相互獨(dú)立—EM22224VDC輸出—4，4EM222繼電器輸出—4，4EM222230VAC雙向晶閘管輸出8點(diǎn)相互獨(dú)立EM22324VDC輸入／繼電器輸出44EM22324VDC輸入／DC輸出44EM22324VDC輸入／繼電器輸出4，44，4EM22324VDC輸入／DC輸出4，44，4EM22324VDC輸入／DC輸出8，84，4，8EM22324VDC輸入／繼電器輸出8，84，4，4，4數(shù)字量擴(kuò)展模塊8/5/2023652．3．3模擬量輸入輸出擴(kuò)展模塊

在工業(yè)控制中，某些輸入量(如壓力、溫度、流量、轉(zhuǎn)速等)是模擬量，某些執(zhí)行機(jī)構(gòu)(如晶閘管調(diào)速裝置、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和變頻器等)要求可編程序控制器輸出模擬信號(hào)，而可編程序控制器的CPU只能處理數(shù)字量。模擬量首先被傳感器和變送器轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的電流或電壓，如4～20mA、1～5V、0～10V，可編程序控制器用A／D轉(zhuǎn)換器將它們轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。這些數(shù)字量可能是二進(jìn)制的，也可能是十進(jìn)制的，帶正負(fù)號(hào)的電流或電壓在A／D轉(zhuǎn)換后用二進(jìn)制補(bǔ)碼表示。

返回8/5/202366D／A轉(zhuǎn)換器將可編程序控制器的數(shù)字輸出量轉(zhuǎn)換為模擬電壓或電流，再去控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。模擬量I／O模塊的主要任務(wù)就是實(shí)現(xiàn)A／D轉(zhuǎn)換(模擬量輸入)和D／A轉(zhuǎn)換(模擬量輸出)。例如，在溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)中，爐溫用熱電偶或熱電阻檢測(cè)，溫度變送器將溫度轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電流或標(biāo)準(zhǔn)電壓后送給模擬量輸入模塊，經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換后得到與溫度成比例的數(shù)字量，CPU將它與溫度設(shè)定值比較，并按某種控制規(guī)律對(duì)差值進(jìn)行運(yùn)算，將運(yùn)算結(jié)果(數(shù)字量)送給模擬量輸出模塊，經(jīng)D／A轉(zhuǎn)換后變?yōu)殡娏餍盘?hào)或電壓信號(hào)，用來控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度，通過它控制加熱用的天然氣的流量，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的閉環(huán)控制。A／D、D／A轉(zhuǎn)換器的二進(jìn)制位數(shù)反映了它們的分辨率，位數(shù)越多，分辨率越高，例如8位A／D轉(zhuǎn)換器的分辨率為1／128=0．38％。模擬量輸入／輸出模塊的另一個(gè)重要指標(biāo)是轉(zhuǎn)換時(shí)間。8/5/202367

S7-200有3種模擬量擴(kuò)展模塊(見表)。S7-200的模擬量擴(kuò)展模塊中A／D、D／A轉(zhuǎn)換器的位數(shù)均為12位。模擬量輸入、輸出有多種量程供用戶選用，如0～10V，0～5V，0～20mA，0～100mV，±10V，±5V，±100mV等。量程為0～10V時(shí)的分辨率為2．5mV。模塊EM231EM232EM235點(diǎn)數(shù)4路模擬量輸入2路模擬量輸出4路模輸入，1路模出模擬量擴(kuò)展模塊技術(shù)數(shù)據(jù)

8/5/202368A／D轉(zhuǎn)換的時(shí)間小于250μs，模擬量輸入的階躍響應(yīng)時(shí)間為1．5ms(到達(dá)穩(wěn)態(tài)值的95％時(shí))。單極性全量程輸入范圍對(duì)應(yīng)的數(shù)字量輸出為0～32000，雙極性全量程輸入范圍對(duì)應(yīng)的數(shù)字量輸出為-32000～+32000。輸入阻抗大于等于10MΩ。模擬量輸出的量程有±10V和0～20mA兩種，對(duì)應(yīng)的數(shù)字量為-32000～+32000或0～32000。滿量程時(shí)電壓輸出和電流輸出的分辨率分別為12位和11位，25℃時(shí)的精度為±0．5％。電壓輸出和電流輸出的穩(wěn)定時(shí)間分別為l00μs和2ms。最大驅(qū)動(dòng)能力如下：電壓輸出時(shí)負(fù)載電阻最小5kΩ，電流輸出時(shí)負(fù)載電阻最大500Ω。8/5/2023698/5/2023702．3．4熱電偶、熱電阻擴(kuò)展模塊EM231熱電偶、熱電阻模塊具有冷端補(bǔ)償電路，如果環(huán)境溫度迅速變化，那么會(huì)產(chǎn)生額外的誤差，建議將熱電偶和熱電阻模塊安裝在環(huán)境溫度穩(wěn)定的地方。熱電偶輸出的電壓范圍為±80mV，模塊輸出15位加符號(hào)位的二進(jìn)制數(shù)。EM231熱電偶模塊可用于J、K、E、N、S、T和R型熱電偶，用戶用模塊下方的DIP開關(guān)來選擇熱電偶的類型。熱電阻的接線方式有2線、3線和4線3種。4線方式的精度最高，因?yàn)槭芙泳€誤差的影響，2線方式的精度最低。EM231熱電阻模塊可通過DIP開關(guān)來選擇熱電阻的類型、接線方式、測(cè)量單位和開路故障的方向。連接到同一個(gè)擴(kuò)展模塊上的熱電阻必須是相同類型的。改變DIP開關(guān)后必須將可編程序控制器斷電后再通電，新的設(shè)置才能起作用。兩種模塊的采樣周期為405ms(Pt10000為700ms)，重復(fù)性為滿量程的0.05％。返回8/5/2023718/5/202372PROFIBUS-DP(過程現(xiàn)場(chǎng)總線〕通信模塊EM277PROFIBUS-DP擴(kuò)展從站模塊用來將S7-200連接到PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)，EM277通過串行I／O總線連接到S7-200CPU模塊，PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過DP通信端口連接到EM277模塊，這個(gè)端口可按9600bps—12Mbps之間的PROFIBUS波特率運(yùn)行。作為從站，EM277模塊接收從主站來的I／O配置，向主站發(fā)送數(shù)據(jù)和接收來自主站的數(shù)據(jù)。EM277可以讀寫S7-200CPU中定義的變量存儲(chǔ)區(qū)中的數(shù)據(jù)塊，使用戶能與主站交換各種類型的數(shù)據(jù)。類似地，從主站傳來的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在可編程序控制器的變量存儲(chǔ)區(qū)后，可以傳送到其他數(shù)據(jù)區(qū)。EM277模塊的DP端口可以連接到網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)DP主站上，但是仍能作為一個(gè)MPI從站與同一網(wǎng)絡(luò)的SIMATIC編程器、S7-300或S7-400CPU等其他主站通信。模塊共有6個(gè)連接，其中的兩個(gè)分別保存給編程器(PC)和操作員面板(OP)。返回8/5/2023738/5/2023748/5/2023758/5/2023762．3．6SIMATICNETCP243-2通信處理器

CP243-2是S7-200的AS-i主站，它最多可以連接31個(gè)AS-i從站。S7-200可以同時(shí)處理兩個(gè)CP243-2，每個(gè)CP243-2的AS-i網(wǎng)絡(luò)上最多能有124點(diǎn)開關(guān)量輸入(DI)和124點(diǎn)開關(guān)量輸出(DO)，通過AS-i網(wǎng)絡(luò)可以增加S7-200的數(shù)字量輸入、輸出的點(diǎn)數(shù)。在S7-200的映像區(qū)中模塊占用一個(gè)數(shù)字量輸入字節(jié)(狀態(tài)字節(jié))、一個(gè)數(shù)字量輸出字節(jié)(控制字節(jié))、8個(gè)模擬量輸入字和8個(gè)模擬量輸出字。通過用戶程序，用狀態(tài)字節(jié)和控制字節(jié)設(shè)置模塊的工作方式，模塊可以在CPU的模擬地址區(qū)存儲(chǔ)AS-i從站的I／O數(shù)據(jù)或存儲(chǔ)診斷數(shù)據(jù)?；騿?dòng)主站的調(diào)用，例如改變一個(gè)從站地址，通過按鈕可以設(shè)置連接的所有AS-i從站。

返回8/5/2023778/5/2023788/5/2023792．3．7STEP7-Micro／WIN編程軟件簡(jiǎn)介STEP7-Micro／WIN是專門為S7-200設(shè)計(jì)的在個(gè)人計(jì)算機(jī)Windows操作系統(tǒng)下運(yùn)行的編程軟件，它的功能強(qiáng)大，使用方便，簡(jiǎn)單易學(xué)。CPU通過PC／PPI電纜或插在計(jì)算機(jī)中的CP5511、CP5611通信卡與計(jì)算機(jī)通信。通過PC／PPI電纜，可以在Windows下實(shí)現(xiàn)多主站通信方式。STEP7-Micro／WIN的用戶程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單清晰，即通過一個(gè)主程序調(diào)用子程序或中斷程序，還可以通過數(shù)據(jù)塊進(jìn)行變量的初始化設(shè)置。用戶可以用語句表(STL)、梯形圖(LAD)和功能塊圖編程，不同的編程語言編制的程序可以相互轉(zhuǎn)換，可以用符號(hào)表來定義程序中使用的變量地址對(duì)應(yīng)的符號(hào)，例如指定符號(hào)“起動(dòng)按鈕〞對(duì)應(yīng)于地址I0．0，使程序便于設(shè)計(jì)和理解。PID控制器、可編程序控制器之間的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸、高速計(jì)數(shù)器和TD200文本顯示器的編程和程序設(shè)計(jì)是S7-200程序設(shè)計(jì)中的幾個(gè)難點(diǎn)，STEP7—Micro／WIN為此設(shè)計(jì)了指令向?qū)Ш蚑D200向?qū)?，通過對(duì)話方式，用戶只需要輸入一些參數(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置，自動(dòng)生成用戶程序。用戶還可以通過系統(tǒng)塊來完成大量的硬件設(shè)置。STEP7—Micro／WIN可為用戶提供兩套指令集，即SIMATIC指令集(S7-200方式)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)指令集〔IECl31-3方式)。通過調(diào)制解調(diào)器可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程編程，可用單次掃描和強(qiáng)制輸出等方式來調(diào)試程序和進(jìn)行故障診斷。返回8/5/2023802．4．1模塊的安裝與拆卸2.4可編程序控制器的安裝

2．4．2本機(jī)I/O與擴(kuò)展I/O2．4．3控制系統(tǒng)的接線2．4．4對(duì)感性負(fù)載的處理2．4．5電源的選擇返回8/5/2023812．4．1模塊的安裝與拆卸1．模塊的安裝與拆卸

S7-200可以安裝在板上，也可以安裝在標(biāo)準(zhǔn)DIN導(dǎo)軌上，利用總線連接電纜，可以很容易地把CPU模塊和擴(kuò)展模塊連接在一起。需要連接的擴(kuò)展模塊較多時(shí)，模塊連接起來會(huì)過長(zhǎng)，兩組模塊之間可使用擴(kuò)展連接電纜(見圖)，將模塊安裝成兩排。

返回8/5/202382S7-200CPU模塊和擴(kuò)展模塊采用自然對(duì)流散熱方式，每個(gè)單元的上方和下方應(yīng)留25mm的散熱空間。如果垂直安裝，最高氣溫應(yīng)減少10度，前后板間的深度應(yīng)≥75mm，CPU模塊應(yīng)安裝在擴(kuò)展模塊的下方。如果安裝在垂直導(dǎo)軌上，應(yīng)使用DIN導(dǎo)軌固定端子。在有劇烈振動(dòng)的情況下，應(yīng)在板上用M4螺釘固定模塊。一般情況下可在DIN導(dǎo)軌上安裝，安裝方法是：翻開位于模塊底部的DIN導(dǎo)軌夾子，將模塊放在DIN導(dǎo)軌上，合上DIN夾子，檢查模塊是否已固定好，I／O模塊應(yīng)放在CPU模塊的右側(cè)，固定好各模塊后，將擴(kuò)展模塊的電纜插到其左邊的模塊前蓋下的連接器上。拆卸模塊之前應(yīng)切斷可編程序控制器的電源，拆卸與模塊相連的所有接線和電纜線后，松開固定螺釘或DIN夾子，然后取下模塊。8/5/2023832．現(xiàn)場(chǎng)接線端子排與可拆卸的端子連接器

采用可選的現(xiàn)場(chǎng)接線端子排時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)接線固定在端子排上，后者固定在模塊的接線端子上。更換S7-200的模塊時(shí)，可將端子排整體取下來，這樣可以減少更換模塊的時(shí)間，還可以保證在拆卸和重裝模塊時(shí)現(xiàn)場(chǎng)接線固定不變。要取下端子連接器時(shí)，先抬起模塊的端子上蓋，將旋具插入端子塊中央的槽口中，用力向下壓并撬出端子連接器。將端子連接器裝入模塊時(shí)，將它向下壓入模塊，直到連接器被扣住。

8/5/2023848/5/2023858/5/2023862．4．2本機(jī)I/O與擴(kuò)展I/OS7-200CPU有一定數(shù)量的本機(jī)I／O，本機(jī)I／O有固定的地址?？捎脭U(kuò)展I／O模塊來增加I／O點(diǎn)數(shù)，擴(kuò)展模塊安裝在CPU模塊的右邊，其I／O點(diǎn)的地址由模塊的類型和模塊在同類I／O模塊鏈中的位置來決定。CPU分配給數(shù)字量I／O模塊的地址以字節(jié)(8位)為單位，其中未用的位不會(huì)分配給I／O鏈中的后續(xù)模塊。輸出模塊保存字節(jié)中的未用位，可像內(nèi)部存儲(chǔ)器標(biāo)志位那樣來使用它們。對(duì)于輸入模塊，每次更新輸入時(shí)都將輸入字節(jié)中未用的位清零，因此不能將它們用作內(nèi)部存儲(chǔ)器標(biāo)志位。模擬量擴(kuò)展模塊以2字節(jié)遞增的方式來分配地址。返回8/5/202387CPU224的I／0地址分配舉例I0.0Q0.0I0.1Q0.1……I0.7Q0.7I1.0Q1.0…Q1.1I1.58入I2.0Q2.0I2.1Q2.1I2.2Q2.2I2.3Q2.3I3.0I3.1……I3.74AI1AO8出4AI1AO