S7-200基礎入門.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)的構成，編程用的元器件，I/O擴展等PLC應用的基礎知識。,一.S7-200PLC的系統(tǒng)配置,1.基本單元CPU 226CN主機的結構外形,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 中部右側前蓋內(nèi) ：CPU工作方式開關 （RUN/STOP）、模擬調 節(jié)電位器和擴展I/O接口 左側 ：狀態(tài)指示燈LED、存儲卡、及通訊口,狀態(tài)指示燈 顯示CPU的工作方式、本機 I/O的狀態(tài)、系統(tǒng)錯誤狀態(tài)。存儲卡（EEPOM卡）可以存儲CPU程序。 RS-485的串行通訊端口 PLC主機實現(xiàn)人

2、一機對話、機機對話的通道。實現(xiàn)PLC與上位計算機的連接，實現(xiàn)PLC與PLC、編程器、彩色圖形顯示器、打印機等外部設備的連接。 擴展接口 PLC主機與輸入、輸出擴展模塊的接口，作擴展系統(tǒng)之用。主機與擴展模塊之間由導軌固定，并用擴展電纜連接。,2. 個人計算機（PC）或編程器,個人計算機（PC）或編程器需裝上STEP7-Micro/WIN32編程軟件后，才可供用戶進行程序的編制、編輯、調試和監(jiān)視等。 要求個人計算機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的應用軟件。,4通訊電纜,通訊電纜是PLC用來與個人計算機（PC）實現(xiàn)通訊的?？梢杂肞C/PPI電纜（RS232RS485），也可用一個通訊處理器（CP）和多點接口（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主機簡介,CPU 226CN外部接線電路圖1、CPU 226 CN DC/DC/DC,14個數(shù)字量輸入點,分成二組 ： 第一組由輸入端子I0.0I1.4共13個輸入點組成 ，每個外部輸入的開關信號均由各輸入端子接出，經(jīng)一個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個輸入點組成，各輸入端子的接線與第一組類似，公共端為2M。,16個數(shù)字量輸出點,分成兩組 ： 1.由輸出端子Q0.0Q0.7共8個輸出點與公共端1L組成,2. 第二組由輸出端子Q1.0Q1.7共8個輸出點與公共端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個數(shù)字量輸入端子。接線圖中，8個數(shù)字量輸入點分成2組。1M、2

5、M分別是2組輸入點內(nèi)部電路的公共端，每組需用戶提供一個24VDC電源。,2）直流輸入電路：,現(xiàn)場開關通/斷狀態(tài)，對應輸入映象寄存器的1/0狀態(tài)，即當現(xiàn)場開關閉合時，對應的輸入映象寄存器為“1”狀態(tài)；當現(xiàn)場開關斷開時，對應的輸入映象寄存器為“0”狀態(tài)。當輸入端的發(fā)光二極管VL點亮，即指示現(xiàn)場開關閉合。外部直流電源用于檢測輸入點的狀態(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輸出點能控制一個用戶的離散型（ON/OFF）負載。典型的負載包括：繼電器線圈，接觸器線圈、電磁閥線圈、指示燈等。 每一個輸出點與一

6、個且僅與一個輸出電路相連，輸出電路把CPU運算處理的結果轉換成能夠驅動現(xiàn)場執(zhí)行機構的各種大功率的開關信號。PLC的輸出端子是PLC向外部負載發(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個數(shù)字量輸出點，接線圖中8個數(shù)字量輸出點分成2組。1L+、2L+分別是兩組輸出點內(nèi)部電路的公共端，每組需用戶提供一個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 負載在外部電源 激勵下通電工作 輸出映象寄存器為 “0”狀態(tài)時 外部負載斷電，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個分隔式數(shù)字量輸出點，接線圖中每個輸出點占用二個接線端子，且它們各自都由用戶提供一個獨立的交流電源，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。其特點是輸出啟動電流大。當PLC有信號輸出時，光電二極管導通，通過光電耦合使雙向可控硅(晶閘管)導通，交流負載在外部交流電源的激勵下得電。發(fā)光二極管VL點亮，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個輸出點，分成2組，1L、2L是每組輸出點的公共端。每組需用戶提供一個外部電源（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 消除繼電器觸點的火花 2.繼電器的觸點兩端接有金屬氧化膜壓敏電阻 不使繼電器觸點在斷開時出現(xiàn)兩端電壓過高的現(xiàn)象，從而保護了該觸點,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： 輸出電流大（可達2A4A），可帶交流、直流負載，適應性強，但響應速度慢。,(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)字量輸入點又有數(shù)字量輸出點 。 特點：使系統(tǒng)配置更加靈活 例如：若有CPU 226：主機I/O 24/16； 欲擴展至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擴展,基本單元的基礎上，S7-200系統(tǒng)最多可擴展7個模塊。 S7-200系統(tǒng)的擴展模塊有數(shù)字量、模擬量、通訊、現(xiàn)場設備接口等模塊。,主機I/O及擴展,一主機允許帶擴展模塊的數(shù)量,各類主機可帶擴展模塊的數(shù)量是不同的。 CPU221模塊不允許帶擴展模塊； CPU222模塊最多可帶2個擴展模塊； CPU224模塊、CPU226模塊、CPU226XM模塊最多可帶7個擴展模塊，且7個擴展模塊中最多只能帶2個智能擴展模塊。,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 主機提供的數(shù)字量I/O

10、映象區(qū)區(qū)域為： 128個輸入映象寄存器（I0.0I15.7）和128個輸出映象寄存器（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，要對各模塊的輸入、輸出點進行編址。主機提供的I/O具有固定的I/O地址。 擴展模塊的地址由I/O模塊類型及模塊在I/O鏈中的位置決定。編址時，按同類型的模塊對各輸入點（或輸出點）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個字節(jié)）為遞增的。編址時，對數(shù)字量模塊物理點的分配也是按8點來分配地址的。即使有些模塊的端子數(shù)不是8的整數(shù)倍，但仍以8點來分配地址。例如4入/4出模塊占用8個輸入點和8個輸出點的地址。 那些未用的物理點地址

11、不能分配給I/O鏈中的后續(xù)模塊。那些與未用物理點相對應的I/O映象區(qū)的空間就會丟失。對于輸出模塊，這些丟失的空間可用來作內(nèi)部標志位存儲器（內(nèi)部線圈）；對于輸入模塊卻不可，因為每次輸入更新時，CPU都對這些空間清零。,S7-200 CPU存儲器系統(tǒng),S7-200 CPU存儲器系統(tǒng)由RAM和EEPROM兩種存儲器構成。 系統(tǒng)掉電時，自動將RAM中M存儲器的有關內(nèi)容保存到EEPROM存儲器。,數(shù)據(jù)存儲區(qū)及元件功能,變量存儲器V 用以存儲運算的中間結果和其它數(shù)據(jù)。 CPU 224有VB0.0VB5119.7的5K存儲字節(jié)?？砂次?、字節(jié)、字或雙字使用。 內(nèi)部標志位（M）存儲區(qū) M作為控制繼電器（又稱中間

12、繼電器），用來存儲中間操作數(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區(qū)的數(shù)據(jù)。,特殊標志位（SM）存儲,SMB0為狀態(tài)位字節(jié)，在每次掃描循環(huán)結尾由S7-200 CPU更新，定義如下： SM0.0 RUN狀態(tài)監(jiān)控，PLC在運行RUN狀態(tài)，該位始終為1。 SM0.1 首次掃描時為1，PLC由STOP轉為RUN狀態(tài)時，ON（1態(tài)）一個掃描周期，用于程序的初始化。 SM0.2 當RAM中數(shù)據(jù)丟失時，ON一個掃描周期，用于出錯處理。 SM0.3 PLC上電進入RUN方式，ON一個掃描周期。 SM0.4分脈沖，該位輸出一個占空比為50的分時鐘脈沖

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

14、。編址范圍T0T255（22X）；T0T127(21X)。 8. 計數(shù)器 計數(shù)器主要用來累計輸入脈沖個數(shù)。有16位預置值和當前值寄存器各一個，以及1位狀態(tài)位，當前值寄存器用以累計脈沖個數(shù)，計數(shù)器當前值大于或等于預置值時，狀態(tài)位置1。 S7-200 CPU提供有三種類型的計數(shù)器，增計數(shù)、減計數(shù)、增減計數(shù)。編址范圍C0C255（22X），C0C127（21X）。,數(shù)據(jù)存儲區(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）等轉換成1個字長（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個模擬量輸入點。 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個字長（16位）數(shù)字值轉換為模擬電流或電壓輸輸出。