S7-200系列PLC硬件系統(tǒng)及內部資源-文檔資料

1、 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系統(tǒng)及內部資源的硬件系統(tǒng)及內部資源1第四章第四章S7-200系列系列PLC基礎知識基礎知識 4.14.1概述概述 4.24.2S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系統(tǒng)的硬件系統(tǒng) 4.3 S7-2004.3 S7-200系列系列PLCPLC的內部資源的內部資源4.4 4.4 尋址方式尋址方式 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系統(tǒng)及內部資源的硬件系統(tǒng)及內部資源24.24.2S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)4.2.1系統(tǒng)基本構成系統(tǒng)基本構成 4.2.2主機結構及

2、性能特點主機結構及性能特點 4.2.3輸入輸出擴展輸入輸出擴展 4.2.4主機性能指標主機性能指標 返回本章首頁返回本章首頁4.14.1概述（概述（S S系列系列PLCPLC發(fā)展概述）發(fā)展概述） 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系統(tǒng)及內部資源的硬件系統(tǒng)及內部資源34.2.1系統(tǒng)基本構成系統(tǒng)基本構成 SIMATIC S7-200系統(tǒng)由硬件和工業(yè)軟件兩大部分構成，系統(tǒng)由硬件和工業(yè)軟件兩大部分構成，如圖如圖4.1所示。所示。圖圖4.1S7-200 PLC系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成編程工具編程工具CPU主機主機擴展擴展模塊模塊功能功能模塊模塊人機界面人機界面通信設備通信設備 第四章

3、第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系統(tǒng)及內部資源的硬件系統(tǒng)及內部資源4系統(tǒng)基本構成系統(tǒng)基本構成1. 1. 硬件硬件（1 1）基本單元）基本單元- -包括包括CPUCPU、存儲器、基本輸入、存儲器、基本輸入/ /輸出和電源。輸出和電源。（2 2）擴展單元）擴展單元 （3 3）特殊功能模塊）特殊功能模塊- -完成某種特殊控制任務的一些裝置。完成某種特殊控制任務的一些裝置。 （4 4）相關設備）相關設備- -有編程器、人機操作界面和網絡設備。有編程器、人機操作界面和網絡設備。 2. 2. 工業(yè)軟件工業(yè)軟件 工業(yè)軟件是為更好地管理和使用這些設備而開發(fā)的與之相工業(yè)軟件是為更好地管理

4、和使用這些設備而開發(fā)的與之相配套的程序、文檔及其規(guī)則的總和，它主要由標準工具、配套的程序、文檔及其規(guī)則的總和，它主要由標準工具、工程工具、運行軟件和人機接口等幾大類構成。工程工具、運行軟件和人機接口等幾大類構成。返回本節(jié)返回本節(jié) 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系統(tǒng)及內部資源的硬件系統(tǒng)及內部資源54.2.2主機結構及性能特點主機結構及性能特點 1. 主機外形主機外形SIMATIC S7-200系統(tǒng)系統(tǒng)CPU 22X系列系列PLC主機（主機（CPU模塊）的外形模塊）的外形如圖如圖4.2所示：所示：圖圖4.2S7-200主機外形主機外形狀態(tài)顯示通信口頂部端子蓋電源及輸

5、出端子前蓋 方式開關 、電位器、擴展I/O連接底部端子蓋輸入端子、傳感器電源存儲器卡 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系統(tǒng)及內部資源的硬件系統(tǒng)及內部資源6從從CPUCPU模塊的功能來看，模塊的功能來看，SIMATIC S7-200SIMATIC S7-200系列小型可編系列小型可編程序控制器發(fā)展至今，大致經歷了兩代：程序控制器發(fā)展至今，大致經歷了兩代：第一代產品其第一代產品其CPUCPU模塊為模塊為CPU 21XCPU 21X，主機都可進行擴展，主機都可進行擴展，它具有四種不同結構配置的它具有四種不同結構配置的CPUCPU單元：單元：CPU 212CPU 212，

6、CPU CPU 214214，CPU 215CPU 215和和CPU 216CPU 216。第二代產品其第二代產品其CPUCPU模塊為模塊為CPU 22XCPU 22X，是在，是在2121世紀初投放市世紀初投放市場的。速度快，具有較強的通信能力。它具有五種不同場的。速度快，具有較強的通信能力。它具有五種不同結構配置的結構配置的CPUCPU單元：單元：CPU 221CPU 221，CPU 222CPU 222，CPU 224CPU 224和和CPU 226CPU 226，CPU 226XMCPU 226XM。除。除CPU 221CPU 221之外，其他都可加擴之外，其他都可加擴展模塊。展模塊。

7、第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系統(tǒng)及內部資源的硬件系統(tǒng)及內部資源7（1）CPU221-它有它有6輸入輸入/4輸出，輸出，I/O共共10點。無擴展能力，點。無擴展能力，程序和數據存儲容量較小，有一定的高速計數處理能力，非程序和數據存儲容量較小，有一定的高速計數處理能力，非常適合于少點數的控制系統(tǒng)。常適合于少點數的控制系統(tǒng)。（2）CPU222-8輸入輸入/6輸出，輸出，I/O共計共計14點。可進行一定模擬點?？蛇M行一定模擬量的控制和量的控制和2個模塊的擴展，是應用更廣泛的全功能控制器。個模塊的擴展，是應用更廣泛的全功能控制器。（3）CPU224-14輸入輸入/10輸

8、出，輸出，I/O共計共計24點。存儲容量擴大點。存儲容量擴大了，可以有了，可以有7個擴展模塊，有內置時鐘，有更強的模擬量和高個擴展模塊，有內置時鐘，有更強的模擬量和高速計數的處理能力，是使用最多的速計數的處理能力，是使用最多的S7-200產品。產品。（4）CPU226 它有它有24輸入輸入/16輸出，輸出，I/O共計共計40點。和前者相點。和前者相比，通信能力大大增強?？捎糜邳c數較多、要求較高的小型比，通信能力大大增強?？捎糜邳c數較多、要求較高的小型或中型控制系統(tǒng)?；蛑行涂刂葡到y(tǒng)。（5）CPU226XM-這是后推出的一種增強型主機，它在用戶這是后推出的一種增強型主機，它在用戶程序存儲容量和數據

9、存儲容量上進行了擴展，其它同程序存儲容量和數據存儲容量上進行了擴展，其它同CPU226。 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系統(tǒng)及內部資源的硬件系統(tǒng)及內部資源8幾種幾種CPUCPU各有晶體管輸出和繼電器輸出兩種類型，具有不同電源電各有晶體管輸出和繼電器輸出兩種類型，具有不同電源電壓和控制電壓。各類型的型號如表壓和控制電壓。各類型的型號如表4.14.1所示。所示。 表表4.1CPU型號型號2. CPU的主要特點和技術規(guī)范的主要特點和技術規(guī)范 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系統(tǒng)及內部資源的硬件系統(tǒng)及內部資源9SIMATIC S7-200系

10、統(tǒng)系統(tǒng)CPU 22X系列系列PLC主機及主機及I/O特性特性如表如表4.2所示。所示。表表4.2主機及主機及I/O特性特性 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系統(tǒng)及內部資源的硬件系統(tǒng)及內部資源10圖圖4.3存儲系統(tǒng)存儲系統(tǒng)個人計算機存儲器卡用戶程序CPU 組態(tài)V 存儲器M 存儲器用戶程序CPU 組態(tài)V 存儲器M 存儲器定時器和計數器當前值CPURAMEPROM3.存儲系統(tǒng)存儲系統(tǒng)（1）存儲系統(tǒng)）存儲系統(tǒng) 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系統(tǒng)及內部資源的硬件系統(tǒng)及內部資源11（2 2）存儲容量）存儲容量（3 3）存儲安全）存儲安全1 1）

11、主機）主機CPUCPU模塊內部配備的模塊內部配備的EEPROMEEPROM，上裝程序時，可自動裝入并永久，上裝程序時，可自動裝入并永久保存用戶程序、數據和保存用戶程序、數據和CPUCPU的組態(tài)數據。的組態(tài)數據。2 2）用戶可以用程序將存儲在）用戶可以用程序將存儲在RAMRAM中的數據備份到中的數據備份到EEPROMEEPROM存儲器。存儲器。3 3）主機）主機CPUCPU提供一個超級電容器，可使提供一個超級電容器，可使RAMRAM中的程序和數據在斷電后保中的程序和數據在斷電后保持幾天之久。持幾天之久。4 4）CPUCPU提供一個可選的電池卡，可在斷電后超級電容器中的電量完全提供一個可選的電池卡

12、，可在斷電后超級電容器中的電量完全耗盡時，繼續(xù)為內部耗盡時，繼續(xù)為內部RAMRAM存儲器供電，以延長數據所存的時間。存儲器供電，以延長數據所存的時間。5 5）可選的存儲器卡可使用戶像使用計算機磁盤一樣來方便地備份和裝）可選的存儲器卡可使用戶像使用計算機磁盤一樣來方便地備份和裝載程序和數據。載程序和數據。返回本節(jié)返回本節(jié)表表4.34.3存儲容量存儲容量 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系統(tǒng)及內部資源的硬件系統(tǒng)及內部資源121. 設備連接設備連接 圖圖4.4I/O擴展示意圖擴展示意圖 (a) 面板安裝 (b) 標準導軌安裝 4.2.3輸入輸入/輸出的擴展輸出的擴展 第

13、四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系統(tǒng)及內部資源的硬件系統(tǒng)及內部資源13（1 1）電流提供）電流提供各各CPUCPU所能提供的最大所能提供的最大5V5VDCDC電流如表電流如表4.44.4所示。所示。2. 2. 最大最大I/OI/O配置的預算配置的預算 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系統(tǒng)及內部資源的硬件系統(tǒng)及內部資源14（2）模塊電流）模塊電流CPU 22X可連接的各擴展模塊消耗可連接的各擴展模塊消耗5VDC電流如表電流如表4.5所示。所示。 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系統(tǒng)及內部資源的硬件系統(tǒng)及內部資

14、源15例如，某一控制系統(tǒng)選用例如，某一控制系統(tǒng)選用CPU 224CPU 224，系統(tǒng)所需的輸入輸出點數各為：數字，系統(tǒng)所需的輸入輸出點數各為：數字量輸入量輸入2424點、數字量輸出點、數字量輸出2020點、模擬量輸入點、模擬量輸入6 6點、模擬量輸出點、模擬量輸出2 2點。點。本系統(tǒng)可有多種不同模塊的選取組合，表本系統(tǒng)可有多種不同模塊的選取組合，表4.64.6所示為其中的一種可行的系所示為其中的一種可行的系統(tǒng)輸入輸出組態(tài)狀況。統(tǒng)輸入輸出組態(tài)狀況。3. 3. 輸入輸出及輸入輸出及CPUCPU組態(tài)組態(tài) 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系統(tǒng)及內部資源的硬件系統(tǒng)及內部資源

15、16若按表若按表4.6的擴展方式，各模塊在的擴展方式，各模塊在I/O鏈中的位置排列方式鏈中的位置排列方式也可以有多種，圖也可以有多種，圖4.5所示為其中的一種模塊連接形式。所示為其中的一種模塊連接形式。圖圖4.5擴展連接圖擴展連接圖主機CPU224模塊1EM221DI8XDC24V模塊2EM222DO8XDC24V模塊3EM235AI4/AQ1X12 位模塊4EM223DI4/DQ4XDC24V/繼電器模塊 5EM235AI4/AQ1X12 位 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系統(tǒng)及內部資源的硬件系統(tǒng)及內部資源174.2.4主機性能指標主機性能指標 S7-200

16、22X各主機的主要技術性能指標如下表各主機的主要技術性能指標如下表4.7所示。所示。返回本節(jié)返回本節(jié) 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系統(tǒng)及內部資源的硬件系統(tǒng)及內部資源184.3.14.3.1軟元件軟元件1. 1. 軟元件（軟繼電器）軟元件（軟繼電器） 用戶使用的用戶使用的PLCPLC中每一個輸入中每一個輸入/ /輸出、內部存儲單元、定時器和計數輸出、內部存儲單元、定時器和計數器等都稱為軟元件。各元件有其不同的功能，有固定的地址。軟元件的器等都稱為軟元件。各元件有其不同的功能，有固定的地址。軟元件的數量決定了數量決定了PLCPLC的規(guī)模和數據處理能力，每一種的規(guī)模

17、和數據處理能力，每一種PLCPLC的軟元件是有限的。的軟元件是有限的。 軟元件是軟元件是PLCPLC內部的具有一定功能的器件，這些器件實際上是由電內部的具有一定功能的器件，這些器件實際上是由電子電路和輸入子電路和輸入/ /輸出映像寄存器構成。它們具有繼電器的特性，但沒有輸出映像寄存器構成。它們具有繼電器的特性，但沒有機械性的觸點。機械性的觸點。 編程時用戶只需記住軟元件的地址即可。軟元件的地址編排采用區(qū)編程時用戶只需記住軟元件的地址即可。軟元件的地址編排采用區(qū)域號加區(qū)域內編號的方式。即域號加區(qū)域內編號的方式。即PLCPLC根據軟元件功能不同，分成許多區(qū)域，根據軟元件功能不同，分成許多區(qū)域，如輸

18、入如輸入/ /輸出繼電器區(qū)、定時器區(qū)、計數器區(qū)、特殊繼電器區(qū)等，分別輸出繼電器區(qū)、定時器區(qū)、計數器區(qū)、特殊繼電器區(qū)等，分別用用I I、Q Q、T T、C C、SMSM等來表示。等來表示。4.3 S7-200的內部資源的內部資源 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系統(tǒng)及內部資源的硬件系統(tǒng)及內部資源192.軟元件介紹軟元件介紹（1 1）輸入繼電器）輸入繼電器 I I（I0.0I0.0 I0.7,I1.0I0.7,I1.0 I1.5)I1.5)輸入繼電器一般都有一個輸入繼電器一般都有一個PLCPLC的輸入端子與之對應，它用于接收外的輸入端子與之對應，它用于接收外部的開關信

19、號。當外部的開關信號閉合，則輸入繼電器的線圈得部的開關信號。當外部的開關信號閉合，則輸入繼電器的線圈得電，在程序中其常開觸點閉合，常閉觸點斷開。電，在程序中其常開觸點閉合，常閉觸點斷開。（2 2）輸出繼電器）輸出繼電器 Q(Q0.0Q(Q0.0 Q0.7,Q1.0Q0.7,Q1.0 Q1.1)Q1.1)輸出繼電器一般都有一個輸出繼電器一般都有一個PLCPLC上的輸出端子與之對應。當通過程序上的輸出端子與之對應。當通過程序使得輸出繼電器線圈得電時，使得輸出繼電器線圈得電時，PLCPLC上的輸出端開關閉合，它可以作上的輸出端開關閉合，它可以作為控制外部負載的開關信號，同時在程序中其常開觸點閉合，常

20、為控制外部負載的開關信號，同時在程序中其常開觸點閉合，常閉觸點斷開。閉觸點斷開。（3 3）通用輔助繼電器）通用輔助繼電器 M(M0.0M(M0.0 M31.7M31.7共共256256個個) )通用輔助繼電器的作用和繼電接觸器控制系統(tǒng)中的中間繼電器相通用輔助繼電器的作用和繼電接觸器控制系統(tǒng)中的中間繼電器相同同, ,在在PLCPLC中沒有輸入中沒有輸入/ /輸出端與之對應，因此它的觸點不能驅動外輸出端與之對應，因此它的觸點不能驅動外部負載。這是與輸出繼電器的主要區(qū)別。它主要起邏輯控制作用。部負載。這是與輸出繼電器的主要區(qū)別。它主要起邏輯控制作用。 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PL

21、CPLC的硬件系統(tǒng)及內部資源的硬件系統(tǒng)及內部資源20（4）特殊繼電器）特殊繼電器 SM : 用戶可以通過特殊標志來溝通用戶可以通過特殊標志來溝通PLCPLC與被控對象之間與被控對象之間的信息。例如：的信息。例如：SM0.0 RUNSM0.0 RUN監(jiān)控，監(jiān)控，PLCPLC在在RUNRUN狀態(tài)時，狀態(tài)時，SM0.0SM0.0總為總為1 1。SM0.1 SM0.1 初始脈沖，首次掃描為初始脈沖，首次掃描為1 1，以后為，以后為0 0，常用對程序初始化。，常用對程序初始化。（5）變量存儲器）變量存儲器 V用來存儲變量，可以存放程序執(zhí)行中控制邏輯操作的中間結果。用來存儲變量，可以存放程序執(zhí)行中控制邏輯

22、操作的中間結果。（6）局部變量存儲器）局部變量存儲器 L用來存放局部變量。變量只和特定程序相關聯。用來存放局部變量。變量只和特定程序相關聯。（7）順序控制繼電器）順序控制繼電器S：用于順序控制或步進控制中。：用于順序控制或步進控制中。（8）定時器）定時器T：用法與時間繼電器基本相同。：用法與時間繼電器基本相同。（9）計數器）計數器C: 用來累計輸入脈沖的個數。用來累計輸入脈沖的個數。（10）模擬量輸入映像寄存器（）模擬量輸入映像寄存器（AI）、模擬量輸出映像寄存器（）、模擬量輸出映像寄存器（AQ）（11）高速計數器（）高速計數器（HC）：用來累計比主機掃描速率更快的高速脈沖。）：用來累計比主機

23、掃描速率更快的高速脈沖。（12）累加器（）累加器（AC）：用來暫存數據的寄存器。）：用來暫存數據的寄存器。S7-200PLC提供提供4個個32位累加器，分別為位累加器，分別為AC0、AC1、AC2、AC3。 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系統(tǒng)及內部資源的硬件系統(tǒng)及內部資源211. 1. 數據類型數據類型（1）數據類型及范圍）數據類型及范圍SIMATIC S7-200系列系列PLC數據類型可以是布爾型、整型和實型（浮點數）。數據類型可以是布爾型、整型和實型（浮點數）。4.4 4.4 尋址方式尋址方式（2 2）常數）常數在編程中經常會使用常數。常數數據長度可為字節(jié)、

24、字和雙字，在機器內在編程中經常會使用常數。常數數據長度可為字節(jié)、字和雙字，在機器內部的數據都以二進制存儲，但常數的書寫可以用二進制、十進制、十六進部的數據都以二進制存儲，但常數的書寫可以用二進制、十進制、十六進制、制、ASCIIASCII碼或浮點數（實數）等多種形式。碼或浮點數（實數）等多種形式。 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系統(tǒng)及內部資源的硬件系統(tǒng)及內部資源22 S7-200 S7-200的存儲單元按字節(jié)進行編址，無論的存儲單元按字節(jié)進行編址，無論所尋址的是何種數據類型，通常應指出它所在所尋址的是何種數據類型，通常應指出它所在存儲區(qū)域內的字節(jié)地址。每個單元都

25、有惟一的存儲區(qū)域內的字節(jié)地址。每個單元都有惟一的地址，地址用名稱和編號兩部分組成，這種直地址，地址用名稱和編號兩部分組成，這種直接指出元件名稱的尋址方式稱為直接尋址。接指出元件名稱的尋址方式稱為直接尋址。S7-S7-200200軟元件的直接尋址的符號如下表所示。軟元件的直接尋址的符號如下表所示。2. 直接尋址方式直接尋址方式 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系統(tǒng)及內部資源的硬件系統(tǒng)及內部資源23直接尋址方式直接尋址方式 第四章第四章S7-200S7-200系列系列PLCPLC的硬件系統(tǒng)及內部資源的硬件系統(tǒng)及內部資源24 直接尋址方式直接尋址方式（1 1）位尋址格式）位尋址格式按位尋址的格式為：按位尋址的格式為：Ax.yAx.y必須指定元件必須指定元件名稱、字節(jié)地址和位號名稱、字節(jié)地址和位號，如圖，如圖4.6 4.6 所示。圖所示。圖4.64.6中中MSBMSB表示最高位，表示最高位，LSBLSB表示最低位。表示最低位。圖圖4.6位尋址格式位尋址格式MSBI0LSB0I15I4I3I2I17 6 5 4 3 2 1I 4 .5I 14 .2字節(jié)的位，即位號元件名稱