第四章 S7-200硬件系统与内部资源11

1、 S7-200 PLCS7-200 PLC的内部资源的内部资源 SIMATIC S7 SIMATIC S7 系列系列 SIMATIC M7 SIMATIC M7 系列系列 SIMATIC C7 SIMATIC C7 系列系列 SIMATIC WINAC SIMATIC WINAC 1.1.西门子公司的西门子公司的 PLC PLC 分为几大系列分为几大系列：（ATAT兼容计算机功能）兼容计算机功能）S7-300PLC+S7-300PLC+操作面板操作面板PCPC上安装通讯处理器和软件控制上安装通讯处理器和软件控制器器, ,通过总线连接远程通过总线连接远程I/O I/O 形成形成S7-400 大型

2、S7-300 中型S7-200 小型CPU 221CPU 222CPU 224CPU 224XPCPU 226CPU 226XM其中其中S7S7系列系列PLCPLC中包括：中包括：4-2 S7-2004-2 S7-200系列系列PLCPLC的硬件系统的硬件系统开关量开关量I/OI/O模拟量模拟量I/OI/OCPU 221CPU 221 CPU 222CPU 222 CPU 224CPU 224 CPU 224XPCPU 224XP CPU 226CPU 226 CPU 226XMCPU 226XM 内部公内部公共端共端 COMCOMDC24VDC24V电源电源外部公外部公共端共端 接近开关、光

3、电接近开关、光电开关开关的类型的类型 无源开关无源开关 - - 二线制接线二线制接线 有源开关有源开关 - - 三线制三线制接线接线 有源开关按照输出晶体管的不同分：有源开关按照输出晶体管的不同分： PNPPNP型开关（源型）型开关（源型） NPNNPN型开关（漏型）型开关（漏型） 有源开关与有源开关与PLCPLC的连接的连接 源型源型开关开关( (接近或光电开关）接近或光电开关）与与PLCPLC连接连接 开关动作时，开关动作时，源型源型开关输出开关输出OUTOUT端为端为高电平，高电平，常用于常用于要求高电平有效要求高电平有效的的PLCPLC 。负载接在。负载接在信号信号线线和和电源地之间。

4、电源地之间。 单端共点单端共点源型源型输入接线输入接线 内部内部公共端接公共端接24V-24V-，外部外部公共端公共端接接24V+24V+ COMCOM端端为正为正 漏型漏型开关与开关与PLCPLC的连接的连接 开关动作时，开关动作时，漏型漏型开关输出端开关输出端OUTOUT为为低电平低电平，用于用于要求低电平有效要求低电平有效的的PLCPLC，负载接在，负载接在电源正极电源正极和和信号线之间。信号线之间。 单端共点单端共点漏型漏型输入接线输入接线 内部内部公共端接公共端接24V+24V+，外部外部公共端接公共端接24V-24V-COMCOM端端为负为负 继电器输出型：继电器输出型： 工作电源

5、为工作电源为AC(85AC(85264)V264)V，特点：，特点： 可带可带交流交流或或直流直流负载负载 每个输出点的每个输出点的容量为容量为2A2A 频率低，最高动作频率频率低，最高动作频率为为1HZ1HZ 型号的含义：型号的含义： 晶体管输出型：晶体管输出型：其工作电源为其工作电源为 DC(20.4DC(20.428.8)V28.8)V，特点，特点: :只能只能带直流带直流负载，负载， 每个输出点的每个输出点的容量为容量为0.75A0.75A， 输出动作频率高，输出动作频率高，CPU224XPCPU224XP的最高频率可的最高频率可100KHZ100KHZ，其它，其它CPUCPU的最高输

6、出动作频率可达的最高输出动作频率可达30KHZ30KHZ。 型号的含义：型号的含义：负载电源负载电源 内部公内部公共端共端主机面板主机面板基本指令基本指令练习面板练习面板主主机机面面板板输入输入端子端子输出输出端子端子输入指示灯输入指示灯输出指示灯输出指示灯输入端子输入端子输出端子输出端子动手练习：请完成下图所示连线动手练习：请完成下图所示连线 2 2路模拟量输入路模拟量输入(10(10位位A/D,A/D,10V)10V) 1 1路路模拟量输出模拟量输出(10(10位位D/A,DC0D/A,DC010V,10V,或或0 020mA)20mA) CPU 221CPU 221 CPU 222CPU

7、 222 CPU 224CPU 224 CPU 224XPCPU 224XP CPU 226CPU 226 CPU 226XMCPU 226XM 1010）模拟量电位器）模拟量电位器模拟量电位器的值通过内部电路模拟量电位器的值通过内部电路A/DA/D转换后，存入转换后，存入指定的存储单元。调节该电位器的阻值可以连续改指定的存储单元。调节该电位器的阻值可以连续改变相应存储单元的数值。变相应存储单元的数值。模拟量电位器模拟量电位器 I/O I/O 扩展模块扩展模块 S7-200S7-200的的I/OI/O扩展模块有两类：扩展模块有两类： 开关量（数字量）扩展模块开关量（数字量）扩展模块 ； 模拟量

8、扩展模块。模拟量扩展模块。 影响最大影响最大I/O I/O 主要因素：主要因素： 各种型号各种型号CPUCPU允许连接的扩展模块数量；允许连接的扩展模块数量； 原则：原则：CPUCPU实际连接的扩展模块数量实际连接的扩展模块数量 允许连接的扩展模块数量允许连接的扩展模块数量 I/OI/O映像寄存器的数量映像寄存器的数量原则：原则：扩展后的扩展后的I/OI/O点总数点总数 CPU CPU 中中 I/OI/O映像寄存器的数量。映像寄存器的数量。 CPUCPU为扩展模块提供的最大电流为扩展模块提供的最大电流 原则：原则：所有扩展模块所消耗的所有扩展模块所消耗的DC5VDC5V电源电流之和电源电流之和

9、 CPU CPU 所能提供的所能提供的DC5VDC5V电源容量。电源容量。 CPU CPU为为I/OI/O扩展模块提供扩展模块提供DC5VDC5V的电源，不同型号的电源，不同型号CPUCPU的的5V5V的电源容量不同，其数值如下表：的电源容量不同，其数值如下表：连接不同型号扩展模块时，消耗连接不同型号扩展模块时，消耗DC5VDC5V的电源的电流的电源的电流大小不同。大小不同。 CPU CPU 模块与扩展模块的模块与扩展模块的排放排放及及连接方法连接方法: :主机（主机（CPUCPU）模块总是放在最左边）模块总是放在最左边 ; ;其它扩展模块可以按任意顺序排放；其它扩展模块可以按任意顺序排放；第

10、一个扩展模块的扩展电缆插入第一个扩展模块的扩展电缆插入CPUCPU模块模块的扩展接的扩展接口口; ;下一个模块的扩展电缆中插入前一个模块的的扩展下一个模块的扩展电缆中插入前一个模块的的扩展接口，接口，链接链接成系统。成系统。CPUCPU模块模块扩展模块扩展模块扩展模块扩展模块I/OI/O地址分配的具体原则：地址分配的具体原则： CPU CPU 模块模块的的I/OI/O地址总是从地址总是从I0.0I0.0、Q0.0Q0.0开开 始，以始，以字节为单位字节为单位递增。递增。 同类同类开关量（输入开关量（输入/ /输出）模块的地址按输出）模块的地址按 照它在照它在I/OI/O链中的链中的位置位置以以

11、字节为单位字节为单位顺序顺序 递增递增，且另起一个字节。，且另起一个字节。 模拟量模拟量的地址从第一个的地址从第一个( (有模拟量通道的有模拟量通道的) )模模块开始，块开始，以字为单位递增。以字为单位递增。 I/OI/O地址分配总地址分配总的的原则原则： 按照各模块在按照各模块在I/OI/O链中的位置链中的位置从左到右顺序编址从左到右顺序编址。 S7-200PLCS7-200PLC系统集成应用举例系统集成应用举例 解：解： 选择开关量扩展模块选择开关量扩展模块 系统需要的开关量系统需要的开关量I/OI/O点数为：点数为： 数字量数字量输入输入2424点点， 数字量数字量输出输出2020点点；

12、 CPU224 CPU224 模块自带的模块自带的I/OI/O点数为：点数为： 开关量开关量输入输入1414点点， 开关量开关量输出输出1010点点; ;需要扩展的点数需要扩展的点数： 输入输入=24-14=24-14=1010点点， 输出输出=20-10=20-10=1010点点 检验最大检验最大I/OI/O扩展能力：扩展能力： CPUCPU连接了连接了5 5个扩展模块允许连接的数量个扩展模块允许连接的数量7 7。DC24VDC24VRLYRLYRLYRLY 按照上述原则为各模块分配地址：按照上述原则为各模块分配地址：各模块分配的地址：各模块分配的地址：后续模块不能使用后续模块不能使用的地址

13、间隙的地址间隙 4-1一个控制系统如果需要一个控制系统如果需要1212点数字量输点数字量输入，入，3030点数字量输出，点数字量输出，7 7点模拟量输入和点模拟量输入和2 2点模点模拟量输出。问：拟量输出。问：（1 1） 可以选用哪种主机型号？可以选用哪种主机型号？（2 2） 如何选择扩展模块？如何选择扩展模块？（3 3） 各模块按什么顺序连接到主机？画出各模块按什么顺序连接到主机？画出连接图。连接图。（4 4） 按上问所画出的图形，其主机和各模按上问所画出的图形，其主机和各模块的地址如何分配？块的地址如何分配？ 控制系统需要的控制系统需要的I/OI/O点点 数字量输入数字量输入 12 12

14、点点 数字量输出数字量输出 30 30 点点 模拟量输入模拟量输入 7 7 路路 模拟量输出模拟量输出 2 2 路路（1 1） 首先选择主机模块型号首先选择主机模块型号 最佳选择最佳选择 CPU224CPU224（2 2） 选择扩展模块选择扩展模块解：解： 选择开关量扩展模块选择开关量扩展模块 系统需要的开关量系统需要的开关量I/OI/O点数为：点数为： 数字量数字量输入输入1212点点， 数字量数字量输出输出3030点点； CPU224 CPU224 模块自带的模块自带的I/OI/O点数为：点数为： 开关量开关量输入输入1414点点，已能满足控制系统要求，已能满足控制系统要求 开关量开关量输

15、出输出1010点点; ; 需扩展需扩展2020点点 检验最大检验最大I/O I/O 扩展能力扩展能力 CPU CPU连接了连接了5 5个扩展模块允许连接的数量个扩展模块允许连接的数量7 7。各模块分配的地址：各模块分配的地址：3 3软元件介绍软元件介绍软元件的触点使用次数不受限制软元件的触点使用次数不受限制。 PLCPLC程序中的触点，是指从元件中读取程序中的触点，是指从元件中读取的状态，使用次数不受限制。的状态，使用次数不受限制。 电气控制原理图中的触点电气控制原理图中的触点是指电器元件是指电器元件的物理触点，使用次数受限。的物理触点，使用次数受限。读取元件状态读取元件状态机械触点机械触点特

16、殊标志继电器有：特殊标志继电器有：只读型只读型和和可读可读/ /可写可写型。型。 SM1.1SM1.1：溢出标志位，溢出标志位，PLCPLC运算结果超出限定的范运算结果超出限定的范 围时，溢出标志位置围时，溢出标志位置1 1。 S7-200PLCS7-200PLC直接寻址时软元件的地址格式：直接寻址时软元件的地址格式： 位寻址格式位寻址格式如如: : T2T2、C10C10、HC2HC2、AC3AC3 最高字节地址最高字节地址AIWAIWAQWAQW 可以作为指针的元件有：可以作为指针的元件有： 指针中用来存放存储单元的指针中用来存放存储单元的3232位物理地位物理地址，址， 1) 1) 建立指针建立指针 用用双字传送双字传送指令把存储单元的指令把存储单元的3232位物理地址位物理地址装入装入作为指针作为指针的存储器的存储器单