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1、第,4,章,S7-200 PLC,基础知识,S7-200,欧姆龙,plc,FX-2N,北京和利时,PLC,台达,PLC,4.1 PLC,概述,?,PLC,是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字,运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储,器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、,计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数,字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械,或生产过程。,PLC,及其有关的外围设备都应该按易,于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能,的原则而设计。,在,PLC,的发展历程中，有过几个不同的名称：,?,可编程序矩阵控制器,PMC,（,Programmabl
2、e Matrix Controller,）,?,可编程序顺序控制器,PSC,（,Programmable Sequence Controller,）,?,可编程序逻辑控制器,PLC,（,Programmable Logic Controller,）,?,1968,年，美国最大的汽车制造商通用汽车公司（,G,M,），为了适应汽车型号不断更新的需要，提出了十,条技术指标在社会上公开招标，制造一种新型的工,业控制装置。,1969,年美国数字设备公司（,DEC,）根据,招标的要求，研制出世界上第一台可编程序控制器，,并在,GM,公司汽车生产线上首次应用成功。,?,1980,年美国电气制造商协会（,NE
3、MA,）正式将其命名,为编程序控制器（,Programmable Controller,），,简称,PC,。,?,70,年代中期，,PLC,进入了实用化阶段。,?,70,年代末和,80,年代初，,PLC,进入了成熟阶段。,PLC,的历史演变,目前，世界上有,200,多家,PLC,厂商，,400,多,品种的,PLC,产品，,PLC,产品可按地域分成,三大流派：,?,一个流派是美国产品,?,一个流派是欧洲产品,?,一个流派是日本产品,?,美国通用电气公司,GE,系列,PLC,GE,公司的代表产品是：,小型机,:GE-1,、,GE-1/J,、,GE-1/P,中型机,:GE-,大型机,:GE-,?,德
4、国西门子（,SIEMENS,）公司,S,系列,PLC,德国西门子（,SIEMENS,）公司生产的可编程序控,制器在我国的应用也相当广泛，在冶金、化工、印,刷生产线等领域都有应用。西门子（,SIEMENS,）公,司的,PLC,产品包括,LOGO,，,S7-200,，,S7-300,，,S7-400,，工业网络，,HMI,人机界面，工业软件等。,西门子,PLC,及相关产品,?,超小型：,SIMATIC S7-200 PLC,?,小型：,SIMATIC S7-300 PLC,?,中型：,SIMATIC S7-400 PLC,?,工业通讯网络,（,SIMATIC NET,）,?,人机界面（,HMI,）
5、硬件,?,SIMATIC S7,工业软件,：编程工具、基于,PC,的,控制软件、人机界面软件。,国产,PLC,主要生产厂家及产品性能,?,中国科学院自动化研究所的,PLC-0088,?,北京联想计算机集团公司的,GK-40,?,上海机床电器厂的,CKY-40,?,上海起重电器厂的,CF-40MR/ER,?,苏州电子计算机厂的,YZ-PC-001A,?,原机电部北京机械工业自动化研究所的,MPC-00l/20,、,KB-20,/40,?,杭州机床电器厂的,DKK02,?,天津中环自动化仪表公司的,DJK-S-84/86/480,?,上海自立电子设备厂的,KKI,系列,?,上海香岛机电制造有限公司
6、的,ACMY-S80,、,ACMY-S256,?,无锡华光电子工业有限公司（合资）的,SR-10,、,SR-20/21,等,。,?,日本三菱公司,PLC,小型：,F1F2FX,系列,大中型：,A,系列、,QnA,系列、,Q,系列,?,日本立石（,OMRON,）公司,PLC,SYSMAC C,系列,PLC,整体式结构的微型,PLC,机是以,C20P,为代表的机型,OMRON,中型机以,C200H,系列最为典型,?,日本松下公司,PLC,松下公司的,PLC,产品中，,FPO,为微型机，,FP1,为整体式小,型机，,FP3,为中型机，,FP5/FP10,、,FP10S,（,FP10,的改进型）,、,
7、FP20,为大型机，其中,FP20,是最新产品。,4.1.3 PLC,的应用领域,?,1,开关量的逻辑控制,?,2,运动控制,?,3,过程控制,?,4,数据处理,?,5,通信联网,4.1.4 PLC,的主要特点,?,1,可靠性高，抗干扰能力强,?,2,配套齐全，功能完善，适用性强,?,3,编程方便，易学易用,?,4,系统的设计工作量小，维护方便，容易,改造,?,5,体积小，重量轻，能耗低，性价比高,4.1.5 PLC,与继电器控制的区别,比较项目,用继电器控制系统,用,PLC,控制,控制逻辑,实现比较复杂，修改困难，占用,空间大,体积小，连线少，控制灵活，,易于扩展,控制速度,取决于机械触点的
8、动作速度，一,般为几十毫秒，并且容易出现触,点抖动情况,有继电器和晶体管输出方式，,特别是晶体管是无触点控制，,输出控制速度很快，达到微秒,级，不会出现触点抖动现象,可靠性,机械式，寿命短，可靠性和可维,护性差,连线少，可靠性高，寿命长,工作方式,并行工作方式,周期性循环扫描工作方式,定时控制,用时间继电器定时，精度不高，,定时范围有限，受外界干扰影响,由内部的晶振稳定给出，精度,很高，最小可为,0.001S,，最长,几乎没有限制,设计与施工,设计、施工、调试必须依次进行，,周期长，修改困难,设计和施工可以同时进行，周,期短，调试和修改都很方便,价格,使用机械开关，继电器和接触器,等，价格相对
9、便宜，但使用数量,多，总价并不便宜,PLC,可以代替很多继电器，初期,投资可能会稍大，但总体来说,性价比较高,4.1.6 PLC,的分类,（,1,）按结构形式分类,?,整体式,PLC,：,又称单元式或箱体式。整体式,PLC,是将电源、,CPU,、,I,0,部件都集中装在一个机箱内。一般小型,PLC,采用,这种结构。,?,模块式,PLC,：将,PLC,各部分分成若干个单独的模块，如,CPU,模块、,I,0,模块、电源模块和各种功能模块。模块式,PLC,由,框架和各种模块组成。模块插在插座上。一般大、中型,PLC,采用模块式结构，有的小型,PLC,也采用这种结构。,?,有的,PLC,将整体式和模块
10、式结合起来，称为,叠装式,PLC,。,（,2,）按,I,O,点数分类,?,小型：,I/O,点数在,256,点以下；,?,中型：,I/O,点数在,256,2048,点之间；,?,大型：,I/O,点数在,2048,点以上。,4.1.6 PLC,的分类,小型,PLC,（西门子,S7-200,系列）,中型,PLC,（西门子,S7-300,系列）,大型,PLC,（西门子,S7-400,系列）,4.1.7 PLC,的基本结构,1.,中央处理单元（,CPU,）,1),控制用户从编程器输入的用户程序和数据的接收与存储；,2),检查编程过程中的语法错误，诊断电源及,PLC,内部的工作故障；,3),用扫描方式工作
11、，接收来自现场输入信号，并输入到输入映象,寄存器和数据存储器中。,4),在进入运行方式后，从存储器中逐条读取并执行用户程序完成,用户程序所规定的逻辑运算，算术运算机数据处理等操作,5),根据运算结果，更新有关标志位的状态，刷新输出映象寄存,器的内容，再经输出部件实现输出控制，打印制表或数据通信,等功能,1.,中央处理单元（,CPU,）,（,1,）通用处理器：,8086,、,80286,、,80386,（,2,）单片机芯片：,MCS-51,、,MCS-96,（,3,）位片式微处理器：,AMD-2900,，,2901,，,2903,小型,PLC,多采用,8,位微处理器或单片机作为,CPU,中型,P
12、LC,多采用,16,位微处理器或单片机作为,CPU,大型,PLC,多采用高速位片式微处理器,2.,存储器,存储系统：存放系统程序的,系统程序存储器,和存放用户程序,的,用户程序存储器,?,系统程序存储器：,用来存储可编程控制器内部的各种信息,一般系统程序由,PLC,厂家编写的系统监控程序，不能由用户直接存取。,系统程序主要由有关系统管理，解释指令，标准程序及系统调用等,程序组成。系统程序存储器一般用,PROM,或,EPROM,构成,?,用户程序存储器：,主要用来存放用户程序，该存储器的容量不,大，主要存储可编程控制器内部的输入输出信息，以及内部继电器，,移位寄存器，累加寄存器，数据寄存器，定时
13、器和计数器的动作状,态。,用户程序区分成：,程序存储区、数据存储区、系统区,?,程序存储区,：用来存储由用户编写的，通过编程器输入的程序。,?,数据存储区,：用来存储通过输入端子读取的输入信号状态，输,出端子输出信号状态，,PLC,中的各个内部器件的状态，以及特,殊功能要求的有关数据。,?,系统区,：用来存放,CPU,的组态数据。,2.,存储器,3.,输入、输出接口：,输入接口作用：,将按钮、行程开关或传感器等产生的信号，,转换成数字信号送入主机。,输入单元类型：,直流输入单元,交流输入单元,交直流输入单元,输入信号,：,1.,控制信号：开机，关机，转换，调整，急停（控制台）,2.,检测信号：
14、传感器，继电器的触点，限位开关，行程开关等,这些信号有的是开关（或数字）量，有的是模拟量，有,的是直流信号，有的是交流信号。要根据输入信号的类型选择合,适的输入接口。,采用光电隔离，实现了,PLC,的内部电路与外部电路的电气隔离，减,小了电磁干扰。,（,1,）输入接口电路：,采用光电耦合器，防止强电干扰。,COM,光电三极管,发光二极管,直流电源,输入端子,+,PLC,X,n,+,24V,3.3k,470,内,内,内,内,?,1000PF,?,发光二极管,RC,滤波电路,输出接口作用：,将主机向外输出的信号转换成可以驱动外,部执行电路的信号，以便控制接触器线圈等电器通断,电；另外输出电路也使计
15、算机与外部强电隔离。,输出三种形式：,继电器,-,低速大功率,可控硅,-,高速大功,率,晶体管,-,高速小功,率,输出信号,：,1.,控制信号：如指示灯的亮或灭，电动机的启动，停止或正反转，,设备的转动，平移，升降，阀门的开闭等。,因为,PLC,的直接输出带负载的能力有限，所以,PLC,输出接口,所带的负载，通常是接触器的线圈，电磁阀的线圈，信号指示灯，,可控硅，晶体管,继电器输出,（,2,）输出接口电路：,以继电器形式为例：,PLC,内,部,电,路,内,部,电,路,J,+,交流电源或,直流电源,Y,COM,-,?,把外部供应的电源变换成系统内部各单元所需的电源。,?,一般使用,220V,的交
16、流电源或,24V,直流电源给,PLC,进行供,电，内部的开关电源为,PLC,的,CPU,、存储器等电路提供,5V,，,+12V,，,-12V,，,24V,等直流电源，整体式的小型,PLC,还提供一定容量的直流,24V,电源，供外部有源传感器,（如接近开关）使用。,?,PLC,所采用的开关电源输入电压范围宽（一般为,20.4,28.8VDC,或,85,264VAC,）、体积小、效率高、抗干,扰性能力强。为了避免电源干扰，接口电路的电源回,路彼此相互独立。,4.,电源单元,5.,各种接口、高功能模块：,扩展接口主要用于扩展主机单元的,IO,点数或特殊功能，,在主机的后面连接扩展,IO,模块或功能模
17、块，使,PLC,的配置更加,灵活，以满足不同控制系统的要求。,编程设备可以是专用,的手持式的编程器；也可,以是安装了专门的编程通,讯软件的个人计算机。,6.,编程设备,用户可以通过键盘输,入和调试程序；另外在运,行时，还可以对整个控制,过程进行监控。,PC,FP PROGRAMMER,(HELP),CLR,WRT,FN/P,FL,STK,IX/IY,NOT,DT/Ld,READ,?,OT,L,?,WL,OR,R,?,WR,AN,Y,?,WY,ST,X,?,WX,SRC,?,(-),OP,(BIN),K/H,SC,CT,C,?,EV,TM,T,?,SV,ACLR,ENT,B,A,F,E,D,C,
18、9,8,3,2,1,0,7,6,5,4,(DELT),CLR,手持式的编程器,4.1.7 PLC,的工作原理,?,PLC,通电后，需要对系统的硬件和软件进行初始化，然后依,次对各种规定的操作项目进行访问和处理，为了使,PLC,的输,出及时响应各种输入信号，初始化后,PLC,按顺序循环执行各,个阶段的任务，这种工作方式就叫做循环扫描的工作方式。,4.1.7 PLC,的工作原理,?,（,1,）输入采样阶段。,在每个扫描周期，首先进行的就是从输入,接口电路中读取输入信号，,PLC,依次读入所有输入状态和数据并,将它们存入寄存器内，输入采样结束后，如果输入状态和数据发,生变化，,PLC,不再响应，输入
19、寄存器中的数据和状态保持不变，,要等到下一个扫描周期才能读入。,?,（,2,）用户程序执行阶段,。,CPU,将指令逐条调出并执行，其过程是,从程序的上到下，从左到右的顺序依次扫描用户程序，并根据输,入的数据和状态改变各个寄存器的状态。,?,（,3,）输出刷新阶段。,CPU,将输出映像寄存器的状态和数据传送到,输出锁存器，在经过输出电路的隔离和功率放大，转换成合适的,电压、电流或脉冲信号，驱动接触器、电磁铁、电磁阀等执行器,，这时的输出才是,PLC,真正的输出，输出的状态才会改变。,扫描周期的长短由,CPU,执行指令的速度、指令本身占有的时间和指令条数,决定。由于采用集中输入输出的方式，所以会存
20、在输入输出滞后的现象，即输,入输出响应的延迟。,?,上面说的输入采样、用户程序执行、输出,刷新只是一个,PLC,上电以后工作方式为,RUN,时的重要的三个阶段，而,PLC,上电以后整,个工作流程还包括了像对远传,IO,的读取、,处理通讯、更新时钟以及自诊断等过程，,详细的工作流程图如图,4-6,所示。,4.2,硬件系统,S7-200 PLC,系列产品实物图,4.2.1,主机单位,?,主机单元有时又称作,CPU,模块，它包括了,CPU,、存储器、基,本输入输出点等，是,PLC,的主要部分。它实际就是一个完整,的控制系统，可以单独完成一定的控制任务，如从输入部,分读取现场采集来的信号，进行一系列的
21、转换，执行用户,程序，把程序执行的结果放到输出部分输出驱动相应的外,部负载。,?,安装方式,面板安装,导轨安装,接线端子可自由拆卸,给,您的设备更新与维护,带,来极大的方便,.,扁平电缆连接,外部存储,卡,运行,/,停止开关,扩展,I/O,连接口,外部电位器,(SMB28,SMB29 0-255),简,单,而,实,用,的,安,装,方,式,S7-200,系列的分类是按照,IO,点数和效能进行的，有以下几种。,?,（,1,）,CPU221,。,6,点输入，,4,点输出，无扩展能力，程序和数据的存储量,小，,S7-200 CN,产品中已经没有此种型号的产品。,?,（,2,）,CPU222,。除具有,
22、CPU 221,功能外，它具有,8,点输入，,6,点输出，共,计,14,个,I/O,，可最多扩展,2,个模块，最多,8,点模拟量输入输出和最多,64,个,I,/O,。,?,（,3,）,CPU224,。,14,点输入，,10,点输出，可最多扩展,7,个模块（只能有,2,个,智能模块），有内置时钟，有了比较强的模拟量和高速计数的处理能力,，是使用比较多的一款产品。,?,（,4,）,CPU224XP,。大部分功能与,CPU224,一样，它只是在程序与数据的存,储容量上有所增加，处理高速计数能力增强，并且在主机上增加了,2,个,模拟量输入口和,1,个模拟量输出口，一个通信口。在有少量模拟量，并,且对通
23、讯接口要求比较多的场合使用非常合适。,?,（,5,）,CPU226,。,24,点输入，,16,点输出，,2,个通信口，用户程序的存储容,量比,CPU224XP,又有所增加。最大可扩展,248,点数字量和,35,点模拟量的输,入输出。,?,西门子,S7-200PLC,在安装其电气线路时需注意区分,电源类型（直流,20.4-28.8V,、交流,85-264V,）和数字,量输出类型（继电器输出、晶体管输出）。,?,电源：,CPU22X,具有两种不同的电源供电电压,直流,24V,、交流,85-264V,?,输出接口电路：输出电路分为继电器输出和晶体管,输出两大类。,?,晶体管：输出电压,24V,直流，
24、输出电流,0.75A,?,继电器：输出电压,24V,直流、,24-230V,交流，输,出电流,2A,。,?,输入接口电路：输入为直流,24V,。,1.,电源规范,S7-200 CPU,的型号规格,1.,电源规范,24V,直流晶体管输出（允许范围,5,30VDC,）,DC,/DC/DC,24V,直流电源供电（允许范围,20.4,28.8VDC,）,24V,直流开关量输入（允许范围,20.4,28.8VDC,）,1.,电源规范,24V,直流开关量输入（允许范围,20.4,28.8VDC,）,24V,直流输出（允许范围,5,30VDC,）,24-230V,的交流输出（允许范围,5,250VAC,）,
25、AC,/DC/,继电器,100-230V,交流电源供电,（允许范围,85,264VAC,，,47,63HZ,）,CPU226AC/DC/,继电器模块输入、输出单元的接线图,1L,0.,0,0.,1,0.,6,0.,5,0.,4,0.,3,0.,2,0.,7,1.,0,2L,3L,1.,1,1.,2,N,1.,7,1.,4,1.,3,L1,AC,1.,5,1.,6,1M,0.,0,0.,1,0.,6,0.,5,0.,4,0.,3,0.,2,0.,7,1.,0,1.,1,1.,2,1.,4,1.,3,2M,1.,5,1.,6,2.,3,2.,2,2.,1,2.,0,1.,7,2.,4,2.,5,2
26、.,6,2.,7,L,M,+,24VDC,120/240 VAC,24,个数字量输入点,分成二组,：,1.,第一组由输入端子,I0.0I0.7,、,I1.0I1.4,共,13,个输入点组成,，每个外部输入的开关信,号均由各输入端子接出，经一个直流电源终,至公共端,1M,；,1L,0.,0,0.,1,0.,6,0.,5,0.,4,0.,3,0.,2,0.,7,1.,0,2L,3L,1.,1,1.,2,1.,4,1.,3,1,1M,0.,0,0.,1,0.,6,0.,5,0.,4,0.,3,0.,2,0.,7,1.,0,1.,1,1.,2,1.,4,1.,3,2M,1.,5,1.,6,1,2.,第
27、二组由输入端子,I1.5I1.7,、,I2.0I2.7,共,11,个输入点组成，各输入端子的接线与第一,组类似，公共端为,2M,。,0.,7,1.,0,3L,1.,1,1.,2,N,1.,7,1.,4,1.,3,L1,AC,1.,5,1.,6,1.,1,1.,2,1.,4,1.,3,2M,1.,5,1.,6,2.,3,2.,2,2.,1,2.,0,1.,7,2.,4,2.,5,2.,6,2.,7,L,M,+,24VDC,由于是直流输入模块，所以采用直流电源作为检,测各输入接点状态的电源（,用户提供,）。,M,、,L+,两个端子提供,24VDC/400mA,传感器电源，,可以为传感器提供电源，也
28、可以作为输入端的检测,电源使用。,L1,AC,2.,5,2.,6,2.,7,L,M,+,24VDC,16,个数字量输出点,分成三组,：,1.,由输出端子,Q0.0Q0.3,共四个输出点与公共,端,1L,组成,1L,0.,0,0.,1,0.,6,0.,5,0.,4,0.,3,0.,2,0,2L,2.,第二组由输出端子,Q0.4Q0.7,、,Q1.0,共,5,个输出点与公共端,2L,组成,0.,6,0.,5,0.,4,0.,3,0.,2,0.,7,1.,0,2L,3L,1.,1,3.,第三组由输出端子,Q1.1Q1.7,共,7,个输出点与,公共端,3L,组成。每个负载的一端与输出点相连，,另一端经
29、电源与公共端相连。,0.,6,0.,7,1.,0,3L,1.,1,1.,2,N,1.,7,1.,4,1.,3,L1,AC,1.,5,1.,6,120/240 VAC,对于继电器输出方式，既,可带直流负载，也可带交流,负载。负载的激励源由负载,性质确定。输出端子排的右,端,N,、,L1,端子是供电电源,120/,240VAC,输入端。该电源电压,允许范围为,85264VAC,。,1.,2,N,1.,7,1.,4,1.,3,L1,AC,1.,5,1.,6,120/240 VAC,其他附件,?,（,1,）状态指示灯,S7-200 CN,有三个状态指示灯，主要指示目前,CPU,的工作状态。这三,个状态
30、指示灯分别是,SF/DIAG,、,RUN,和,STOP,。其中,SF/DIAG,是表示系统错误,或处于诊断状态，即系统出现错误或处于诊断状态时该灯点亮，在调试程,序时，若有强制点该灯也会亮起。,?,（,2,）可选卡插槽,在状态指示灯下面是可选卡插槽，拔出盖子，里面有个插口可以用来,扩展存储卡、时钟卡和电池。一般用的比较少。,?,（,3,）通讯口,S7-200 CN,的通讯口是标准的,RS232/485,接口，可用来连接编程器、上,位机、触摸屏等。还可以与其他控制器相连组成复杂的控制系统。,?,（,4,）输入输出,I/O,状态指示灯,每个输入输出,I/O,端子都有一个对应的状态指示灯，用来指示目
31、前,I/O,口的状态。如果某个,I/O,口的状态为“,0,”，相对应的指示灯不亮；如果,I/,O,口的状态为“,1,”，则相应的指示灯点亮。,其他附件,?,（,5,）接线端子,接线端子是与外部连接的纽带，输入端子和外部输入的状态信号、按,钮等相连，输出端子与控制的执行机构或其他功率放大器等输出的相关设,备相连。,?,（,6,）模式选择开关,模式选择开关主要是用来设定,PLC,上电后,CPU,工作的模式。有三种模式,：,RUN,、,STOP,和,TERM,。,RUN,模式和,STOP,模式的区别是，,PLC,上电后，,RUN,模,式下会执行用户的程序，而,STOP,模式下，不执行用户程序。另外，
32、在程序,执行过程中，拨到,STOP,模式，,CPU,会立即停止执行程序。,TERM,模式称为终,端模式，切换到此模式时，不改变当前的操作模式。即原来是,RUN,模式，,切换到,TERM,后，,CPU,还是,RUN,模式，原来是,STOP,模式也一样。这种模式主要,用在自由口通信调试的程序上，使通信口在自由口和,PPI,之间互相切换。,其他附件,?,（,7,）模拟电位器,可以使用模拟电位器来改变它对应的特殊寄存器（,SM28,、,SM29,）中的数值，可以实时更改程序运行中的一些参数，,如定时器和计数器的值的设定、过程量的控制参数等。但是一,般此功能很少使用。,CPU 221,和,CPU 222
33、,有,1,个,8,位分辨率的模,拟电位器，,CPU224,、,CPU 224XP,和,CPU 226,有,2,个,8,位分辨率的,模拟电位器。,?,（,8,）扩展端口,扩展端口通过扁平电缆线来扩展各种,I/O,模块或特殊功能,模块，以弥补主机,I/O,点的不足或完成某些特殊功能的控制任,务的需要。,4.2.2,扩展模块介绍,1,I/O,扩展模块,型,号,数字量输入点数,数字量输出点数,模拟量输入,模拟量输出,EM22,1,8,（,24V DC,）,8,（,220V AC,）,16,（,24V DC,）,EM22,2,4,（,24V DC 5A,）,4,（继电器,10A,）,8,（,24V DC
34、,）,8,（继电器）,8,（,220V AC,）,EM22,3,4,（,24V DC,）,4,（,24V DC,）,4,（,24V DC,）,4,（继电器）,8,（,24V DC,）,8,（,24V DC,）,8,（,24V DC,）,8,（继电器）,16,（,24V DC,）,16,（,24V DC,）,16,（,24V DC,）,16,（继电器）,32,（,24V DC,）,32,（,24V DC,）,32,（,24V DC,）,32,（继电器）,EM23,1,4,路,2,路热电阻,4,路热电偶,EM23,2,2,路,4.2.2,扩展模块介绍,2,特殊功能模块,当需要完成某些特殊功能的控制
35、任务时，,可与,PLC,主机相连，以完成某种特殊的控制任,务而特制的一种装置。如运动控制模块、特殊,通讯模块等。,4.2.2,扩展模块介绍,2,特殊功能模块,（,1,）,EM241,调制解调器模块,使用该模块可以通过电话线、,Modbus,或,P,PI,协议进行,Teleservice,（远程的维护和远程,的诊断）、,Communication,（进行,CPU,和,PC,或,CP,U,和,CPU,之间的通信）和,Message,（发送短消息,到手机或其他终端）。,（,2,）,EM253,定位模块,该模块主要用于高精度的运动控制。控制,范围从微型步进电动机到智能伺服系统。,4.2.2,扩展模块介
36、绍,（,3,）,SIWAREX MS,称重模块,SIWAREX MS,是一个多用途的称重模块，适用于所,有简单称重和测力任务。其基本功能就是测量传感器电,压，然后将电压值转换成重量值。,4.2.2,扩展模块介绍,（,4,）,EM277,现场总线,PROFIBUS-DP,的连接模块,通讯模块,EM277,用于连接到,PROFIBUS-DP,现场总线,系统中。,EM,277,经过串行,I/O,总线连接到,S7-200,CPU,。,此外，还有,PID,调节模块、高速计数器模块、以太,网通讯模块等其他智能模块，,4.3 S7-200,系统配置,?,一套完整的,S7-200,系统包括主机单元、扩展,单元
37、、电源、编程器、通讯电缆、编程软件,，此外还可以配置上人机界面等,USB/RS-232,PC/PPI,电缆,RS-485,STEP7-,Micro/WIN32,计算机,CPU,模块,扩展模块,4.3.1,基本配置,?,S7-200,系统任何一个型号的主机单元模块都可以单独构成,一个基本的配置，组成一个独立的控制系统，,S7-200,各个,型号的,CPU,输入输出配置都是固定的。,项目,CPU222,CPU224,CPU224 XP,CPU226,数字量输入数,8,14,14,24,地址分配,I0.0I0.7,I0.0I0.7,I1.0I1.5,I0.0I0.7,I1.0I1.5,I0.0I0.
38、7,I1.0I1.7,I2.0I2.7,数字量输出数,6,10,10,16,地址分配,Q0.0Q0.5,Q0.0Q0.7,Q1.0Q1.1,Q0.0Q0.7,Q1.0Q1.1,Q0.0Q0.7,Q1.0Q1.7,模拟量输入数,2,地址分配,AIW0AIW2,模拟量输出数,1,地址分配,AQW0,4.3.2,扩展,I/O,模块配置原则,?,扩展,IO,模块可以通过面板或标准的导轨和主,机模块连接在一起,S7-200,系统进行,IO,扩展时编址的规则,（,1,）数字量的,IO,映像寄存器的单位长度为,8,位,，即以一个字节进行递增。所以如果输入输出,点数不是,8,的倍数的，下一个同类模块在编址,时
39、不能使用上一个模块未用的地址。,例如,CPU 224,输入点有,14,个，其中编址时,I,0.0,I0.7,是,8,位，而,I1.0,I1.5,是,6,位，则剩,下的,I1.6,、,I1.7,就不能使用，下一个模块如果,要进行数字量的编址时，只能从,I2.0,开始往后,编。,S7-200,系统进行,IO,扩展时编址的规则,（,2,）模拟量的,IO,映像寄存器的单位长度为,2,个通道（,32,位）,递增的方式来分配空间。本模块中没有使用的地址不能被后面,的同类模块继续使用，编址必须从偶数开始。模拟量输入的编,址格式为,AIW0,、,AIW2,、,AIW4,；模拟量输出的编址格式为,AQW0,、,
40、AQW4,。,例如,EM235,有,4,的模拟量输入和,1,个模拟量输出，则它的,输入编址为,AIW0,、,AIW2,、,AIW4,、,AIW6,；它的输出编址为,AQW0,。如果它后面再接一个,EM235,模块，则这个模块的编址就要从,接着上一个模块的编址继续往下，第二个,EM235,模块输入编址,为,AIW8,、,AIW10,、,AIW12,、,AIW14,，而输出编址为,AQW4,（注意：,输出虽然是一个，但是在内部存储的时候是占用的两个通道的,存储空间，所以,AQW2,不能用）。,S7-200,系统进行,IO,扩展时编址的规则,（,3,）数字量的输出模块那些没有用到的存储空间可,以用来
41、内部标志位存储器，而输入模块那些没有用到,的存储空间则不能使用，因为每次更新输入时都会将,输入字节中未用的位清零。,（,4,）配置时尽量用最少的扩展模块，同时考虑一定,的余量。,4.3.3,扩展,I/O,模块配置举例,例：某个控制系统数字量输入为,20,点，数字量,输出为,12,点，模拟量输入为,4,点，模拟量输出,为,1,点，试选择合适的主机模块和扩展模块。,4.3.3,扩展,I/O,模块配置举例,解：考虑主机模块可以选用,CPU224,，,CPU224XP,和,CPU226,，选用的主机模块不同，相应的扩展,模块就不同。另外，即使是同一个主机模块，,扩展模块也可以不同，排列的次序也可以不同
42、,，所以可以有多种组合形式。这里分别就,CPU2,24,，,CPU224XP,和,CPU226,这三种主机模块配置一,种比较简单的形式。,4.3.3,扩展,I/O,模块配置举例,（,1,）选用主机模块为,CPU224,CPU224,有,14,点数字量输入和,10,点数字量输出。这样还需,要配置至少,6,点的数字量和,2,点数字量输出，,4,点模拟量输入和,1,点模拟量输出。对照,I/O,扩展模块参数表,4-3,，选用最少的模,块，这里选用,EM223,数字量,8,输入,/8,输出和,EM235,模拟量,4,输入,/1,输出。,主机单元,扩展模块,CPU224,EM223,EM235,I0.0I
43、0.7,I1.0I1.5,I2.0I2.7,AIW0 AIW2 AIW4 AIW6,Q0.0Q0.7,Q1.0Q1.1,Q2.0Q2.7,AQW0,4.3.3,扩展,I/O,模块配置举例,（,2,）选用主机模块为,CPU224XP,CPU224XP,有,14,点数字量输入和,10,点数字量输出，另外还,有,2,点模拟量输入和,1,点模拟量输出。这样还需要配置至少,6,点,的数字量和,2,点数字量输出，,2,点模拟量输入。对照,I/O,扩展模,块参数表,4-3,，选用最少的模块，这里选用,EM223,数字量,8,输,入,/8,输出和,EM231,模拟量,4,输入。,主机单元,扩展模块,CPU22
44、4XP,EM223,EM231,I0.0I0.7,I1.0I1.5,I2.0I2.,7,AIW4 AIW6 AIW8,AIW10,Q0.0Q0.7,Q1.0Q1.1,Q2.0Q,2.7,AIW0 AIW2,AQW0,4.3.3,扩展,I/O,模块配置举例,（,3,）选用主机模块为,CPU226,CPU226,有,24,点数字量输入和,16,点数字量输出。这,样数字量就满足要求了，只需要配置,4,点模拟量输入,和,1,点模拟量输出。对照,I/O,扩展模块参数表,4-3,，这,里选用,EM235,模拟量,4,输入,/1,输出。,主机单元,扩展模块,CPU226,EM235,I0.0I0.7,I1.
45、0I1.7,I2.0I2.7,AIW0AIW6,Q0.0Q0.7,Q1.0Q1.7,AQW0,4.4 PLC,编程语言,?,IEC61131-3,提供了,5,种,PLC,的标准编程语言，其中有,三种图形语言，即,?,梯形图（,Ladder Diagram,，,LD,）,?,功能块图（,Function Block Diagram,，,FBD,）,?,顺序功能图（,Sequential Function Chart,，,SFC,）,?,两种文本语言，即,?,结构化文本（,Structured Text,，,ST,）,?,指令表（,Instruction List,，,IL,）。,3.,功能块,2
46、.,软继电器,触点,线圈,(),Enable,输入参数,IN1,IN2,N,输出参数,OUT,功能数据类型,地址,条件,长度,EN,1.,母线,左母线,右母线（一般省略）,1.,梯形图,1,梯形图（,LD,）,?,梯形图与继电器原理图相类似,L3,KM,M,3,L1,L2,FR,QS,3,PE,KM,KM,SB2,SB1,FR,FU2,FU1,母线,线圈,触点,线圈,触点,2,功能块图（,FBD,）,?,像数字电子电路中的各种门电路，通过一定,的逻辑连接方式来完成控制逻辑,3.,顺序功能图（,SFC,）,?,顺序功能图中，最重要的三个元素是状态（,步）、动作、转移条件。,?,适用用于流程控制,
47、状态,(,步,),动作,转移条件,4.,结构化文本（,ST,）,?,像其他高级结构化语言,LD I0.0/,开始计数,LD I0.1/,计数器完成后复位,CTU C1,5/5,次计数器后计数器输出,LD SM0.1/,首次扫描为,1,MOVR 16#0,MD0/MD0,清零,LD C1,EU/,上升沿,+R 16#1,MD0/MD0,加,1,LDR=MD0,16#03/,等于,3,时候,=Q0.0/,输出,Y1,X0,按下,5,次，让变量,a,加,1,，当变量,a,为,3,的时候，让,Y0,输出。,5,指令表（,IL,）,?,类似于计算机中的助记符语言，是用一个或几个容,易记忆的字符来代替,PLC,的某种操作功能，按照一,定的语法和句法编写出一行一行的程序，来实现所,要求的控制任务的逻辑关系或运算。,?,也称之为语句表（,STL,）,
