电气控制与PLC第六章课件

1、第六章S7-200系列PLC资源及配置6.1 S7-200PLC系统构成及性能简介S7-200 PLC是紧凑型可编程控制器，属于整体式（单元式）PLC。硬件构架包含：CPU模块与扩展功能模块。模块式6.1 S7-200PLC系统构成及性能简介S7-200 PLC是紧凑型可编程控制器，属于整体式（单元式）PLC。硬件构架包含：CPU模块与扩展功能模块。模块式PLCS7-300S7-200模块式PLCS7-400S7-200模块式PLCS7-4006.1 主机结构及性能特点1、主机外形S7-200的CPU模块包括一个中央处理单元、电源及数字I/O电，这些都被集成在一个紧凑、独立的设备中。CPU模块

2、 S7-200系列可编程控制器有CPU21X系列，CPU22X系列，其中CPU22X型可编程控制器提供了4个不同的基本型号，常见的有CPU221，PU222，CPU224（XP）和CPU226四种基本型号。 CPU模块（技术规范）CPU模块 CPU模块CPU模块集成功能中断功能高速计数功能高速脉冲输出功能变频器及运动控制功能通信功能模拟量输入、输出功能（仅CPU224-XP）6.2 S7-200PLC扩展模块S7-200 PLC具有开关量扩展模块、模拟量扩展模块、定位控制模块及通信模块等扩展模块。通信模块用于主机接口规模扩展、功能扩展及网络扩展。1、开关量扩展模块（DI、DO及DI/DO）型

3、号各组输入点数各组输出点数EM221 24VDC输入4，4EM221 230VAC输入8（各点相互独立）EM222 24VDC输出4，4EM222 继电器输出4，4EM222 230V双向晶闸管输出8（各点相互独立）EM223 24VDC输入/继电器输出44EM223 24VDC输入/DC输出44EM223 24VDC输入/继电器输出4，44，4EM223 24VDC输入/DC输出4，44，4EM223 24VDC输入/DC输出8，84，4，8EM223 24VDC输入/继电器输出8，84，4，4，4EM221 (4、4分组）EM221 ( 8点独立） EM222 (4、4分组） EM222

4、( 8点独立）常用于交流驱动 模拟量扩展模块与热电阻、热电偶扩展模块 S7-200系列PLC有3种模拟量扩展模块。S7-200PLC的模拟量扩展模块的A/D、D/A转换器的位数为12位。模拟量输入、输出有多种量程可选，如05V、010V、020mA、0100mV、5V、10V、100mV等。010V量程的分辨率为2.5mV。模块EM231EM232EM235点数4路模拟量输入2路模拟量输出4路模拟量输入，1路模拟量输出模拟量扩展模块 （AI）EM 231EM 235输入范围单极性电压0 10V，0 5V0 10V，0 5V，0 1V，0 500mV，0 100mV，0 50mV双极性电压5V

5、，2.5V10V， 5V， 2.5V，1V， 500mV，250mV，100mV，50mV， 25mV电流0 20mA0 20mA数据字格式双极性：-32000 +32000单极性：032000双极性：-32000 +32000单极性：032000电压输入阻抗大于等于10M大于等于10M电压信号输入时：最大输入电压30V DC30V DC电流信号输入时：最大输入电流32mA32mA分辨率12 位A/D 转换器12 位A/D 转换器LED 指示器24V DC电源故障指示（亮：电源正常24V DC电源故障指示（亮：电源正常）模拟量扩展模块AI扩展模块的量程选择采用DIP开关进行设置。模拟量扩展模块

6、(AO)S7-200PLC模拟量扩展模块模拟输出技术数据表 热电阻、热电偶扩展模块S7-200提供了EM231热电偶模块和EM231热电阻输入模块，可用于实现温度测量。 EM231热电偶模块 EM231热电偶模块具有特殊的冷端补偿电路，如果在EM231热电偶模块安装区域的环境温度变化快的话，则会产生补偿误差。要想实现高精度和重复性，西门子建议S7-200热电偶模块应安装在稳定的环境温度中使用。模块在输入处理电路中采用的隔离措施，是模块内部逻辑地、现场电气地、+24V电源地之间均相互隔离。EM231热电偶模块EM231热电偶模块提供七种热电偶分度号输入：J、K、N、E、S、T、和R，同时还支持8

7、0mV直流毫伏电压输入。用户可通过DIP开关来选择热电偶的类型、断线检查、测量单位冷端补偿和开路故障报警方向。对于同一模块所有连接到该模块上的热电偶必须采用相同的分度号。 1-热电偶热端；2-热电极；3-绝缘管；4-保护套管；5-接线盒 转换结果分摄氏度、华氏度两种，由表中十进制转换结果可以看出，热电偶模块的数字量采用以0.1为单位的工程表示数字量格式。80mV量程输入转换结果不受SW8设定影响。EM231热电偶模块与热电偶接线示意及模块外型图 热电阻扩展模块 EM231热电阻模块在输入处理电路中采用的隔离措施，是模块内部逻辑地、现场电气地、+24V电源地之间均相互隔离。每个EM231热电阻模

8、块提供两路热电阻输入通道。 EM231热电偶模块提供铂电阻、铜电阻、镍电阻三种、多个纯度热电阻输入，同时还支持0150、0300 、0600电阻输入。用户可通过DIP开关来选择热电阻的类型及纯度、断线检查、温度工程单位和接线方式。EM231热电阻模块功能DIP开关设定表 EM231热电阻模块功能DIP开关设定表 在表中字母：A、B、C、D、E、F、G表示纯度。 1温度变化所引起的阻值相对于R0的变化值可用来表示该热电阻的纯度。 其中A表示0.003850、B表示0.003920、C表示0.00385055、D表示0.003916、E表示0.003902、F表示0.00672、G表示0.0061

9、78、H表示0.004270，如“100Pt A”表示纯度为0.003850且在0时电阻值为100的铂电阻。 EM231热电阻模块内部功能提供恒定取样电流先将输入电阻信号转换成电压信号后经滤波、放大后，通过A/D转换得到对应的数字量。该数字量采用补码形式表示，即1位符号位和15位数值位表示。若温度值为极为负时，符号位为“1”；若温度值为正时，符号位为“0”。 铂电阻、铜电阻、镍电阻及电阻输入信号所对应的数字量表示 。EM231热电阻模块与现场热电阻接线示意图 （a）接线方式检测精度最高，（c）接线方式由于受线路电阻影响最大，检测精度最低。建议只有热电阻与模块之间距离很近时才用两线制接法，应尽量

10、采用四线制接线方式。智能接口模块定位模块EM253 用于步进电机和伺服电机的开环控制。调制解调模块EM241 将S7-200与装有SETP7系统程序的计算机通过电话线通讯。实现远程监控。PROFIBUS-DP扩展从站模块EM277 可将S7-200连接到PROFIBUS-DP网络与S7-300PLC/S7-400PLC进行通信。6.3 S7-200PLC的安装及接线 1、模块的安装与拆卸2、接线（一）电源接线1. 电源规范 S7-200 CPU的型号规格2、接线（一）电源接线1. 电源规范 24V直流晶体管输出（允许范围530VDC） DC/DC/DC24V直流电源供电（允许范围20.428.

11、8VDC）24V直流开关量输入（允许范围20.428.8VDC）2、接线（一）电源接线1. 电源规范 24V直流开关量输入（允许范围20.428.8VDC）24V直流输出（允许范围530VDC）24-230V的交流输出（允许范围5250VAC）AC/DC/继电器100-230V交流电源供电（允许范围85264VAC，4763HZ）2、接线（一）电源接线2. 接线 AC/DC/继电器类型的电源接线 2、接线（一）电源接线2. 接线 a用一个单刀切断开关将电源与CPU、输入电路和输 出(负载)电路隔离开。 2、接线（一）电源接线2. 接线 b用一台过流保护设备以保护CPU的电源、 输出点以及输入点

12、。你也可以为每个输 出点加上保险丝进行范围更广的保护。 2、接线（一）电源接线2. 接线 d将S7200的所有地线端子同最近接地点 相连接，以获得最好的抗干扰能力。 2、接线（一）电源接线2. 接线 e本机单元的直流传感器电源可用来为本机 单元的输入。2、S7-200 CPU接线（一）电源接线2. 接线 h在大部分的安装中，如果把传感器的供电 M端子接到地上可以获得最佳的噪声抑制。 2、S7-200 CPU接线（一）电源接线2. 接线 DC/DC/DC类型的电源接线 2、接线（一）电源接线2. 接线 a用一个单刀开关(a)将电源同CPU、输入电路和输出(负载)电路隔离开。2、接线（一）电源接线

13、2. 接线 bcd外部过流保护2、S7-200 CPU接线（一）电源接线2. 接线 e稳压电容2、S7-200 CPU接线（一）电源接线2. 接线 f在大部分的应用中，把所有的DC电源接到地可以得到最佳的噪声抑制。h将S7200所有的接地端子同最近接地点(h)连接，以获得最好的抗干扰能力。2、S7-200 CPU接线（一）电源接线2. 接线 在未接地DC电源的公共端与保护地之间并联电阻与电容(g)。电阻提供了静电释放通路，电容提供高频噪声通路，它们的典型值是1M和4700pf。2、接线（二）输出接线1. 24VDC输出 对大电感或频繁开关的感性的负载可以使用外部负载抑制二极管来防止击穿内部二极

14、管。 2、接线（二）输出接线1. 24VDC输出 对大电感或频繁开关的感性的负载可以使用外部负载抑制二极管来防止击穿内部二极管。 2、接线（二）输出接线2. 继电器输出 当继电器输出端接低压直流30V继电器时，可以接阻容保护电路进行保护。也可以同DC输出电路一样接二极管进行保护。6.4 编程元件及地址 说明特殊标志位存储区SM：本机I/O与扩展I/O的地址分配可以用扩展I/O模块来增加I/O点数，扩展I/O模块安装在CPU模块的右边，其I/O地址由模块的类型和模块在同类I/O模块链中的位置来决定。CPU分配给I/O模块的地址是以字节为单位的，对应模块未用的位地址，不会分配给I/O链中的后继模块

15、。模拟量以4字节递增的方式来分配地址，具体地说：编址规则：1）同类型输入（或输出）点的模块进行顺序编址（即：在I/O链中按与 主机的位置而递增）。 说明：其它类型模块的有无及所处的位置不影响本类型模块的编号2）数字量I0模块的地址以字节(8位)为单位，本模块高位实际位数 未满8位的，未用的位不能分配给I0链中的后续模块。3）模拟量扩展模块以2点（4字节）递增的方式来分配首地址。 注意：每一个扩展模块内仍是以1点（2字节）递增的方式来分配地址 也即：首地址是2点（4字节）递增的方式分配地址举例说明：CPU224XP4DI/4DO8DI4AI/1AO8DO2AOEM223EM221EM235EM222EM232I2.0I2