第四章S7-200PLC的系统配置与接口模块

1、第第4章章S7-200 PLC的系统配置与接口模块的系统配置与接口模块4.1S7-200 PLC控制系统的基本构成控制系统的基本构成4.2S7-200 PLC的输入的输入/输出接口模块输出接口模块4.3S7-200 PLC的系统配置的系统配置4.1S7-200 PLC控制系统的基本构成控制系统的基本构成(第八讲）第八讲）基本构成基本构成：1.1.基本单元基本单元2.2.编程设备编程设备3.3.通信电缆通信电缆4.4.人机界面人机界面5.WinCC5.WinCC1.1.基本单元基本单元4.1S7-200 PLC控制系统的基本构成控制系统的基本构成 基本单元（基本单元（S7-200 CPUS7-2

2、00 CPU模块）也称为主机。由中央处理单模块）也称为主机。由中央处理单元（元（CPUCPU）、电源以及数字量输入输出单元组成。这些都被紧）、电源以及数字量输入输出单元组成。这些都被紧凑地安装在一个独立的装置中。基本单元可以构成一个独立的凑地安装在一个独立的装置中。基本单元可以构成一个独立的控制系统。控制系统。S7-200 CPU22S7-200 CPU22* *的主要技术指标：的主要技术指标：指标指标CPU221CPU222CPU224CPU224XPCPU226程序存储器程序存储器/B在线程序编辑时在线程序编辑时非在线程序编辑时非在线程序编辑时40964096819212288122881

3、63841638424576数据存储器数据存储器/B2048819210240掉电保持掉电保持（超级电容）（超级电容）/h50100本机数字量本机数字量I/O6入入/4出出8入入/6出出14入入/10出出24入入/16出出本机模拟量本机模拟量I/O2入/1出扩展模块数量扩展模块数量27数字量数字量I/O映像区映像区128入入/128出出模拟量模拟量I/O映像区映像区16入入/16出出32入入/32出出脉冲捕捉输入脉冲捕捉输入/个个681424高速计数器高速计数器/个个464.1S7-200 PLC控制系统的基本构成控制系统的基本构成S7-200 CPU22S7-200 CPU22* *的主要技

4、术指标的主要技术指标：（续）：（续）高速脉冲输出高速脉冲输出/个个2（20kHz,DC）2（100kHz,DC）2（20kHz,DC）布尔指令执行速度布尔指令执行速度022s/指令指令定时器定时器/计数器计数器256/256定时中断定时中断/个个2,1ms分辨率分辨率模拟量调节电位器模拟量调节电位器/个个1（8位分辨率）位分辨率）2（8位分辨率）位分辨率）实时时钟实时时钟有（时钟卡）有（时钟卡）内置内置RS 485通信口通信口/个个12供电能力供电能力/mADC5V03406601000DC24V1802804004.1S7-200 PLC控制系统的基本构成控制系统的基本构成S7-200 CP

5、U226 AC/DC/继电器模块的外部端子接线继电器模块的外部端子接线图：图： 4.1S7-200 PLC控制系统的基本构成控制系统的基本构成2.2.编程设备编程设备 编程设备的功能是编制程序、修改程序、测试程序，并将测编程设备的功能是编制程序、修改程序、测试程序，并将测试合格的程序下载到试合格的程序下载到PLC系统中。为了降低编程设备的成本，目系统中。为了降低编程设备的成本，目前广泛采用个人计算机作为编程设备，但需配置西门子提供的前广泛采用个人计算机作为编程设备，但需配置西门子提供的专用编程软件。专用编程软件。 S7-200 PLC的编程软件是的编程软件是STEP7-Micro/WIN，该软

6、件系统在，该软件系统在Windows平台上运行；支持语句表、梯形图、功能块图这三种编程平台上运行；支持语句表、梯形图、功能块图这三种编程语言；具有指令向导功能和密码保护功能；内置语言；具有指令向导功能和密码保护功能；内置USS协议库、协议库、Modbus从站协议指令、从站协议指令、PID整定控制界面和数据归档等；使用整定控制界面和数据归档等；使用PPI协议通信电缆或协议通信电缆或CP通信卡，实现通信卡，实现PC与与PLC之间进行通信、上传和之间进行通信、上传和下载程序；支持下载程序；支持TD400、TD400C等文本显示界面。等文本显示界面。4.1S7-200 PLC控制系统的基本构成控制系统

7、的基本构成3.3.通信电缆通信电缆 西门子西门子PLC的通信电缆主的通信电缆主要有三种：要有三种：PC/PPI通信电通信电缆、缆、RS-232C/PPI多主站通多主站通信电缆和信电缆和USB/PPI多主站通多主站通信电缆。信电缆。 这些通信电缆将这些通信电缆将S7-200 PLC与计算机连接后，用与计算机连接后，用STEP7-Micro/WIN编程软件设编程软件设置即可实现计算机与置即可实现计算机与S7-200 PLC间的通信和数据传输。间的通信和数据传输。4.1S7-200 PLC控制系统的基本构成控制系统的基本构成4.4.人机界面人机界面( (1)1)文本显示器文本显示器 应用于应用于S7

8、-200 PLC的文本显示器有的文本显示器有TD200C、TD400C等。通等。通过它们，可以查看、监控和改变应用程序中的过程变量。过它们，可以查看、监控和改变应用程序中的过程变量。 (2)(2)触摸屏触摸屏 西门子西门子S7-200 PLC系统有多种触摸屏，如系统有多种触摸屏，如TP070、TP170A、TP170B、TP177micro、K-TP178micro等。等。K-TP178micro是为中是为中国用户量身定做的触摸屏。通过点对点连接国用户量身定做的触摸屏。通过点对点连接(PPI或者或者MPI)完成完成和和S7-200控制器的连接，可以显示图形、变量和操作按钮，为控制器的连接，可以

9、显示图形、变量和操作按钮，为用户提供一个友好的人机界面。除了用户提供一个友好的人机界面。除了TP070之外，这些触摸屏之外，这些触摸屏用西门子人机界面组态软件用西门子人机界面组态软件WinCC flexible组态。组态。 4.1S7-200 PLC控制系统的基本构成控制系统的基本构成5.WinCC V7组态软件组态软件 WinCC flexible为为SIMATIC HMI 操作员提供工程软件，操作员提供工程软件，从而达到控制和监视设备的目的；同时为基于从而达到控制和监视设备的目的；同时为基于Windows 2000/XP的单个用户提供运行版可视化软件。在的单个用户提供运行版可视化软件。在这

10、种情况下，可将项目传输到不同的这种情况下，可将项目传输到不同的HMI平台，并平台，并在其上运行而无需转变。基于在其上运行而无需转变。基于Windows-CE的设备，的设备，WinCC flexible软件完全兼容软件完全兼容ProTool制作的项目，即制作的项目，即可通过可通过WinCC flexible使用先前的工程。使用先前的工程。4.1S7-200 PLC控制系统的基本构成控制系统的基本构成4.2S7-200 PLC的输入的输入/输出接口模块输出接口模块4.2.1数字量模块数字量模块4.2.2模拟量模块模拟量模块4.2.3S7-200 PLC的智能模块的智能模块4.2.1数字量模块数字量

11、模块1.1.数字量输入模块数字量输入模块2.2.数字量输出模块数字量输出模块3.3.数字量输入输出模块数字量输入输出模块模块名称模块名称模块描述模块描述DC+5V电流电流消耗消耗数字量输入模块数字量输入模块EM221 DI824VDC30mAEM221 DI8120/230VAC30mAEM221 DI1624VDC70mA数字量输出模块数字量输出模块EM222 DO424VDC40mAEM222 DO4继电器继电器30mAEM222 DO824VDC50mAEM222 DO8120/230VAC110mAEM222 DO8继电器继电器40mA数字量输入输出数字量输入输出模块模块EM223 D

12、I4/DO424VDC40mAEM223 DI4/DO424VDC/继电器继电器40mAEM223 DI8/DO824VDC80mAEM223 DI8/DO824VDC/继电器继电器80mAEM223 DI16/DO1624VDC160mAEM223 DI16/DO1624VDC/继电器继电器150mAEM223 DI32/DO3224VDC240mAEM223 DI32/DO3224VDC/继电器继电器205mA1.1.数字量输入模块数字量输入模块直流输入模块交流输入模块4.2.14.2.1数字量模块数字量模块(1)直流输入模块端子接线图 输入电路(2)(2)交流输入模块交流输入模块4.2.

13、1数字量模块数字量模块端子接线图端子接线图 输入电路输入电路2.2.数字量输出模块数字量输出模块(1)直流输出模块直流输出模块(晶体管输出方式晶体管输出方式) 特点：响应速度快特点：响应速度快(2)交流输出模块交流输出模块(双向晶闸管输出方式双向晶闸管输出方式) 特点：启动电流大特点：启动电流大(3)交直流输出模块交直流输出模块(继电器输出方式继电器输出方式) 特点：输出电流大，可带交、直流负载，适应性特点：输出电流大，可带交、直流负载，适应性强，但响应速度慢强，但响应速度慢4.2.1数字量模块数字量模块(1)(1)直流输出模块直流输出模块( (晶体管输出方式晶体管输出方式) )4.2.1数字

14、量模块数字量模块端子接线图端子接线图 输出电路输出电路(2)(2)交流输出模块交流输出模块( (双向晶闸管输出方式双向晶闸管输出方式) )4.2.1数字量模块数字量模块端子接线图端子接线图交流输出电路交流输出电路4.2.1数字量模块数字量模块(3)(3)交直流输出模块交直流输出模块( (继电器输出方式继电器输出方式) )端子接线图 输出电路4.2.1数字量模块数字量模块3.3.数字量输入输出模块数字量输入输出模块 S7-200 PLC配有数字量输入输出模块配有数字量输入输出模块(EM223模块模块)(见表见表4-2)。在一个模块上既有数字量输入点又有数字量输出点，这种模块在一个模块上既有数字量

15、输入点又有数字量输出点，这种模块称为组合模块或输入输出模块。数字量输入输出模块的输入电称为组合模块或输入输出模块。数字量输入输出模块的输入电路及输出电路的类型与上述介绍的相同。在同一个模块上，输路及输出电路的类型与上述介绍的相同。在同一个模块上，输入、输出电路类型的组合是多种多样的，用户可根据控制需求入、输出电路类型的组合是多种多样的，用户可根据控制需求选用。有了数字量输入输出模块可使系统配置更加灵活。选用。有了数字量输入输出模块可使系统配置更加灵活。4.2.1数字量模块数字量模块4.2.2模拟量模块模拟量模块1.PLC1.PLC对模拟量的处理对模拟量的处理2.2.模拟量输入模块模拟量输入模块

16、3.3.模拟量输出模块模拟量输出模块4.4.模拟量输入输出模块模拟量输入输出模块模块类型及名称模块类型及名称分辨率分辨率电流消耗电流消耗(DC5V)/mA模拟量输入模块模拟量输入模块EM231 AI412位位20EM231 AI8模拟量输出模块模拟量输出模块EM232 AQ212位（电压输出）位（电压输出）11位（电流输出）位（电流输出）20EM232 AQ4模拟量输入输出模模拟量输入输出模块块EM235 AI4/AQ1输入同输入同EM231模块模块输出同输出同EM232模块模块301.PLC1.PLC对模拟量的处理对模拟量的处理4.2.2模拟量模块模拟量模块例如：恒温控制实验例如：恒温控制实

17、验2.2.模拟量输入模块模拟量输入模块(1)(1)模拟量输入模块的输入数据格式模拟量输入模块的输入数据格式(2)(2)模拟量输入模块模拟量输入模块 的端子接线图的端子接线图4.2.2模拟量模块模拟量模块3.3.模拟量输出模块模拟量输出模块(1)(1)模拟量输出模块的输出数据格式模拟量输出模块的输出数据格式(2)(2)模拟量输出模块模拟量输出模块 的端子接线图的端子接线图4.2.2模拟量模块模拟量模块4.4.模拟量输入输出模块模拟量输入输出模块4.2.24.2.2模拟量模块模拟量模块端子接线图：4.2.3S7-200 PLC的智能模块的智能模块1.EM2311.EM231测温模块测温模块2.2.

18、通信模块通信模块 S7-200 PLC提供PROFIBUS-DP模块、AS-i接口模块和工业以太网卡供用户选择，以适应不同的通信方式，详见8.1节.EM231热电偶/热电阻模块的DIP开关4.34.3S7-200 PLCS7-200 PLC的系统配置的系统配置4.3.1主机加扩展模块的最大主机加扩展模块的最大I/O配置配置4.3.2I/O点数的扩展与编址点数的扩展与编址4.3.3内部电源的负载能力内部电源的负载能力4.3.4PLC外部接线与电源要求外部接线与电源要求4.3.1主机加扩展模块的最大主机加扩展模块的最大I/O配置配置1.1.允许主机所带扩展模块的数量允许主机所带扩展模块的数量 CP

19、U221CPU221模块不允许带扩展模块；模块不允许带扩展模块；CPU222CPU222模块最多可带模块最多可带2 2个扩个扩展模块；展模块；CPU224CPU224模块、模块、CPU224XPCPU224XP模块、模块、CPU226CPU226模块最多可带模块最多可带7 7个个扩展模块，且扩展模块，且7 7个扩展模块中最多只能带个扩展模块中最多只能带2 2个智能扩展模块。个智能扩展模块。 2.2.数字量输入数字量输入/ /输出映像寄存器区的大小输出映像寄存器区的大小 128个输入映像寄存器（个输入映像寄存器（I0.0I15.7） 128个输出映像寄存器（个输出映像寄存器（Q0.0Q15.7）

20、 3.3.模拟量输入模拟量输入/ /输出映像寄存器区的大小输出映像寄存器区的大小 CPU222模块为16入/16出 CPU224模块、CPU224XP模块、CPU226模块为32入/32出4.3.2I/O点数的扩展与编址点数的扩展与编址1)S7-200 CPU有一定数量的本机有一定数量的本机I/O，本机，本机I/O有固定的地址。有固定的地址。2)数字量数字量I/O点的编址是以字节长点的编址是以字节长(8位位)为单位，采用存储器为单位，采用存储器区域标识符区域标识符(I或或Q)、字节号、位号的组成形式，在字节号和、字节号、位号的组成形式，在字节号和位号之间以点分隔。位号之间以点分隔。3)数字量扩

21、展模块是以一个字节数字量扩展模块是以一个字节(8位位)递增的方式来分配地址递增的方式来分配地址的，若本模块实际位数不满的，若本模块实际位数不满8位，未用位不能分配给位，未用位不能分配给I/O链的链的后续模块。后续模块。4)模拟量模拟量I/O点的编址是以字长点的编址是以字长(16位位)为单位，在读为单位，在读/写模拟量写模拟量信息时，模拟量信息时，模拟量I/O以字为单位读以字为单位读/写。写。5)模拟量扩展模块是以模拟量扩展模块是以2个端口个端口(4字节字节)递增的方式来分配地递增的方式来分配地址的。址的。各模块的链接形式：各模块的链接形式：主机主机模块模块1模块模块2模块模块3模块模块4CPU2248IN4IN/4OUT4AI/1AQ4AI/1AQI0.0Q0.0I0.1Q0.1I0.2Q0.2I0.3Q0.3I0.4Q0.4I0.5Q0.5I0.6Q0.6I0.7Q0.7I1.0Q1.0I1.1Q1.1I1.2Q1.2I1.3 Q1.3I1.4 Q1.4I1.5 Q1.5I2.0I2.1I2.2I2.3I2.4I2.5I2.6I2.7I3.0Q2.0I3.1Q2.1I3.2Q2.2I3.3Q2.3I3.4 Q2.4I3.5 Q2.5I3.6 Q2.6I3.7 Q2.7AIW0AQW0AIW2 AQW2