06SIMATICS7-200系列PLC系统特性及硬件构成

1、第6章 SIMATIC S7-200系列PLC 系统特性及硬件构成 前往总目录 德国西门子公司是世界上最大的电气和电子公司之一，其自动化与驱动(A&D)集团是工业自动化的中坚力量，并在中国PLC和大型传动市场上处于领先位置。该集团中心产品SIMATIC S7曾经胜利地被运用于几乎一切的自动化领域。根据2004年调查结果阐明，国内运用西门子产品的用户达65%。作为国内PLC市场的指点者，西门子工控产品在几乎一切运用行业内都坚持着强大的竞争力。本章内容 6.1 SIMATIC S7-200系列PLC的硬件系统 6.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 思索题与习题6.1 SIMA

2、TIC S7-200系列PLC的硬件系统6.1.1 概述 S7系列可编程控制器包括S7-200系列、S7-300系列和S7-400系列，其功能强大，分别运用于小型、中型和大型自动化系统。 S7-200系列PLC是西门子公司消费的一种小型整体式构造可编程控制器，出现于20世纪90年代，到目前曾阅历了两代，S7-21*系列是第一代产品，S7-22*系列是第二代产品。S7系列PLC凭仗其强大的组网才干、功能完善的编程软件、种类齐全的功能模块和良好的人机界面，成为众多用户首选的PLC产品。S7-200系列PLC广泛用于集散自动化系统，运用范围覆盖机床、机械、电力设备、民用设备、环境维护设备等自动化控制

3、领域，既可用于继电器简单控制的更新换代，又可实现复杂的自动化控制。 S7-300系列PLC是模块化小型PLC系统，经过分布式的主机架 (CR) 和3个扩展机架 (ER)，可以对多达32个模块进展操作，各种单独的模块之间可进展广泛组合以用于扩展，能满足中等性能要求的运用。 S7-400系列PLC采用模块化无风扇的设计，巩固耐用，易于扩展，通讯才干强大，容易实现分布式构造。该系列具有多种级别(功能逐渐晋级)的CPU，种类齐全的通用功能模板，运用户能根据需求组合成不同的公用系统。当控制系统规模扩展或变得更加复杂时，只需适当的添加一些模板，就可以实现系统晋级。 由于S7-200系列PLC几乎包含了西门

4、子PLC一切的性能，而且在小型PLC中具有较强的代表性，所以本章以S7-200系列为例，详细引见其系统根本构成和各模块性能。6.1 SIMATIC S7-200系列PLC的硬件系统6.1.2 SIMATIC S7-200系列PLC系统根本构成 SIMATIC S7-200系列PLC属于小型整体式构造的PLC, 本机自带RS-485通讯接口、内置电源和I/O接口。它构造小巧，运转速度快，可靠性高，具有极其丰富的指令系统和扩展模块，实时特性和通讯才干强大，便于操作、易于掌握，性价比非常高，在各种行业中的运用越来越广，成为中小规模控制系统的理想控制设备。 SIMATIC S7-200系列PLC的硬件

5、配置灵敏，既可用一个单独的S7-200 CPU构成一个简单数字量控制系统，也可经过扩展电缆进展数字量I/O模块、模拟量模块或智能接口模块的扩展，构成较复杂的中等规模控制系统。图6.1所示为一个完好的PLC系统。6.1 SIMATIC S7-200系列PLC的硬件系统图6.1 S7-200系列PLC系统根本构成6.1 SIMATIC S7-200系列PLC的硬件系统 (1) CPU单元 即PLC主机，也可称为根本单元。它内部包括中央处置器CPU，存储单元、输入输出接口、内置5V和24V直流电源、RS-485通讯接口等，是PLC的中心部分。其功能足以使它完成根本控制功能，所以CPU单元单独就是一个

6、完好的控制系统。 (2) 编程设备 是对CPU单元进展编程、调试的设备。可用PC/PPI编程电缆与CPU单元进展衔接。常用设备为手持编程器和装有SIMATIC S7系列PLC编程软件的微机。 (3) 数字量扩展单元 I/O接口单元，用于对数字I/O的扩展。在工程运用中，CPU单元自带的I/O接口往往不能满足控制系统要求，用户需求根据实践需求选用不同I/O模块进展扩展，以添加I/O接口的数量。不同的CPU单元可衔接的最大I/O模块数不同，而且可运用的I/O点数也是由多种要素共同决议的。 (4) 模拟量扩展单元 模拟量与数字量转换单元。控制领域中模拟量的运用非常广泛，模拟量扩展单元可非常方便地与C

7、PU单元衔接，实现A/D转换和D/A转换。 (5) 智能扩展模块 多为特殊功能模块，模块内含有CPU，可以进展独立运算和功能设置，如定位模块、Modem模块、PROFIBUS-DP模块等。6.1 SIMATIC S7-200系列PLC的硬件系统 (6) TD200文本显示器 西门子提供的简单易用的人机界面。可运用 5种文字(英文、德文、法文、意大利文、西班牙文)中的任一种进展显示，为操作人员提供了一个方便简约的操作员界面；经过编程设置可以显示最多80条信息，每条信息最多有4种形状；具有8个可由用户自定义的功能键，每一个都由CPU单元分配了一个存储空间，可以在执行程序的过程中修正参数，或直接设置

8、输入或输出量对程序进展调试。新一代 TD 200C(S7-200的文本显示界面)提供了非常灵敏的键盘布置和面板设计，可选择多达20种不同外形、颜色和字体的按键，背景图像也可恣意变化。 (7) 通讯处置模块 多PLC通讯模块。CP243-2通讯处置器是AS-接口主站衔接部件，专门为S7-200 CPU22X型PLC设计，使AS-接口上能运转最多31个数字从站，可显著添加系统中可利用的数字和模拟量I/O，便于S7-200顺应不同的控制系统。 (8) 可选扩展卡 可根据用户需求配置用户存储卡、时钟卡、电池卡，经过可选卡插槽进展衔接。用户存储卡可与PLC主机双向联络，传输程序、数据或组态结果，对这些重

9、要内容进展备份，存储时间可延伸到200天。时钟卡可提供误差为2分钟/月的时钟信号。电池卡是分量小于0.6g、容量为30mAh、输出电压为3V的锂电池，平均可运用10年。 6.1 SIMATIC S7-200系列PLC的硬件系统6.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 6.2.1 CPU模块 S7-200系列可提供多种不同根本型号的PLC和可选功能模块，使系统配置更加灵敏。下面详细引见各种模块的根本性能和技术规范。 1. 模块外形构造及各型号CPU模块的根本功能 S7-200系列的CPU模块外形构造如图6.2所示。CPU模块构造紧凑，规划合理，运用方便。上端子排包括输出和电源接

10、口，下端子排为输入接口，在面板上有I/O指示灯指示I/O的接通或关断形状。为接线方便，推出的较高型号CPU模块(CPU224以上)均采用可拔插整体端子。图6.2 S7-200系列的CPU模块外形构造图6.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 右部前盖下是方式选择开关(RUN/TERM/STOP)、模拟电位器、扩展接口。经过拨动方式选择开关可分别使PLC任务在运转(RUN)或编程形状(STOP)，假设拨至TERM位置，那么可由编程软件来控制PLC任务在运转或编程形状。每一个模拟电位器均与一个内部特殊存储器相关，电位器的旋转可改动内部特殊存储器中的值，从而对程序运转产生影响。扩展

11、接口用于模块的扩展衔接。 左上部为形状指示灯和可选卡插槽位置。左下部为一个或两个通讯接口，可与编程器、计算机或其他通讯设备衔接，进展数据交换。 目前市场上S7-22*系列PLC已根本取代了第一代S7-21*系列PLC，并成为市场中的主流产品，S7-22*系列有CPU221、CPU222、CPU224、 CPU224XP、CPU226、CPU226XM等6种不同型号，其外观构造根本一样。 (1) CPU221 主机集成6输入/4输出共10个数字量I/O点。无I/O扩展才干。6KB程序和数据存储空间。4个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出。1个RS-485通讯/编程接口，

12、具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自在方式通讯才干，是极适宜于小点数控制系统的微型控制器。6.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 (2) CPU222 主机集成8输入/6输出共14个数字量I/O点。6KB程序和数据存储空间。比CPU221添加了扩展才干，可衔接2个扩展模块，可扩展最多64个I/O点和8路模拟量。 (3) CPU224 在CPU222的根底上，主机数字量I/O点增为14输入/10输出共24个。扩展才干大为加强，可衔接7个扩展模块，最大扩展至168个数字量I/O点或35路模拟量I/O 点。13KB程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的2

13、0kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。I/O端子排可很容易地整体装配，是具有较强控制才干的控制器。 (4) CPU224XP 除具有CPU224的功能外，另集成 2输入/1输出共3个模拟量I/O点，程序和数据存储空间扩展为20KB，高速计数器与高速脉冲输出频率达100KHz。本机还新增位控特性，自整定PID功能，线性斜坡脉冲指令，诊断LED，数据记录及配方功能等，是具有模拟量I/O和强大控制才干的新型CPU。 (5) CPU226 在CPU224的根底上功能进一步强大，主机添加到40个数字量I/O 点。最大扩展至248个数字量I/O 点或35路模拟量I/O 点。添加了通讯接口数量，可以分别进

14、展设置，同时与两个设备进展通讯而互不干扰，通讯功能大大加强。CPU226可用于较高要求的控制系统，更多的I/O点，更强的模块扩展才干，更快的运转速度和功能更强的内部集成特殊功能使其完全顺应于复杂的中小型控制系统。6.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 (6) CPU226XM 在原有的CPU 226的根底上将程序存储空间和数据存储空间扩展了一倍，其他目的未变。 2. CPU模块的主要特点 S7-22各型号CPU的根本配置如表6-1所示。从表中可看出，S7-200系列PLC功能强大，有着鲜明的特点。 (1) 自带高速计数器，有多个接口可以接受最高达30kHz的高速脉冲输入。可

15、以同时做加减计数，衔接两相相位差为90的A/B相增量编码器，可经过编程对高速计数功能相关形状字进展设置，得到多种对高速脉冲的计数方式。 (2) 具有高速脉冲输出接口，最大脉冲频率可达20kHz，可以直接用于定位控制。 (3) 存储空间大，并可由超级电容对数据进展长达190分钟的掉电维护，假设选用存储卡，那么可保管200天。 (4) 运算指令丰富，并具有实数运算功能，可实现复杂的计算和控制战略。并允许在程序中立刻读写I/O接口，在一些需求立刻呼应的场所运用非常方便。 (5) 可为模拟量和数字量输入设置滤波器，输入接口可以捕捉比CPU扫描速度更快的窄脉冲信号，便于顺应复杂的工业环境。6.2 SIM

16、ATIC S7-200系列PLC模块性能简介 (6) 内部配有+5V DC扩展电源，输出电流可达1000mA；+24V DC传感器电源或负载驱动电源，输出电流可达400mA。 (7) 具有RS-485通讯接口，可与计算机、变频器、文本显示器、手持编程器等进展通讯，交换数据、完成控制功能。表6-1 S7-22*系列CPU的根本配置特 性CPU221CPU222CPU224CPU224XPCPU226外形尺寸/mm908062908062120.5806214080621908062功耗/W4W4W8W8W11W本机数字量I/O数量6/48/614/1014/1024/16本机模拟量I/O数量00

17、02/10允许扩展模块数量02777允许扩展智能模块数量027776.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 高速计数器数量单相频率两相频率44个 30kHz2个 20kHz44个 30kHz2个 20kHz66个 30kHz4个 20kHz64个 30kHz2个 200kHz3个 20kHz1个 100kHz66个 30kHz4个 20kHz脉冲输出频率2 个20kHz(DC)2 个20kHz(DC)2 个20kHz(DC)2 个100kHz(DC)2 个20kHz(DC)模拟电位器个数1个8位分辨率1个8位分辨率1个8位分辨率2个8位分辨率2个8位分辨率脉冲捕捉输入/个68

18、141424程序空间/B20482048409661444096数据空间/B102410242560 51202560RS-485通信接口数/个1112个2每网络最大连接站数/个1261261261261266.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 掉电保存时间(超级电容)/小时5050100100100(续)实数运算时间/指令/特 性CPU221CPU222CPU224CPU224XPCPU2261004001004001004001004001004000.370.370.370.370.37+5V扩展I/O模块电源/mA03406606601000指令执行速度/6.2

19、SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 3. CPU模块不同输出构造及主要性能区别 S7-200系列PLC中，每种CPU有晶体管和继电器两种输出方式，其输出电路内部构造如图6.3所示，在电源电压和输出特性方面也有较大区别，所以运用领域各有所长。详细区别见表6-2。晶体管型输出所需电源为直流，具有最大20kHz的高速脉冲输出功能，可直接驱动步进电机或对伺服电机控制器发送控制脉冲进展准确定位，但其驱动才干缺乏。继电器型输出电源为范围较宽的交流，单口驱动才干到达2A，但不能输出高速脉冲，而且输出有10ms的延迟，所以多用于直接驱动。图6.3 晶体管型和继电器型CPU模块输出电路构造图6.

20、2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 表6-2 晶体管型和继电器型CPU主要区别输出类型晶体管型继电器型电源电压20.4V28.8V DC85V264V AC输出电压20.4V28.8V DC5V30V DC或5V250V AC输出电流0.75A2A开关频率(脉冲串输出)20kHz(最大)1Hz继电器开关延时10ms6.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 6.2.2 数字量模块 S7-200系列PLC的CPU模块上均集成了一定数量的I/O接口，可以方便地构成控制系统。但在运用中，实践需求的I/O接口数量往往较多，CPU模块的接口不可以满足要求。例如，在一些

21、流水线上，所需动作多为顺序控制，控制规律不太复杂，但传感器输入较多，所需控制的电机或继电器也多，假设运用高性能的PLC那么本钱太高。这种情况下，就应思索CPU主机模块附加数字量扩展模块的方式，以添加数字量接口为主要目的。 1. 数字量模块的主要特点 (1) 数字量扩展模块内部没有中央控制器，所以必需与CPU模块相连，运用CPU模块的寻址功能，对模块上的I/O接口进展控制。 (2) 数字量扩展模块须由CPU模块经过扩展接口提供正常任务所需的+5VDC电源，其外部不再提供任务电源。 (3) 数字量扩展模块I/O接口所需+24V DC电源可以由CPU模块的传感器电源提供，但遭到最大电流的限制，只能为

22、部分接口提供电源，所以常用外部DC+24V开关电源为I/O接口供电。 (4) 扩展模块秉承了整体式PLC的构造特点，也吸收了模块式PLC便于扩展的优势，其构造紧凑，与CPU模块同宽同高而长度不同，扩展后与CPU构成一个整齐的长方体构造，非常方便在控制柜内整体安装。图6.4为扩展模块衔接表示图。6.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 图6.4 扩展模块衔接表示图 2. 数字量模块的型号与性能 S7-200系列PLC为方便工程运用，提供了种类丰富的数字量扩展模块，有单独的输入模块EM221(8路扩展输入)；有单独的输出模块EM222(8路扩展输出)；有I/O混合模块EM223(

23、具有8I/O 、16I/O、32I/O等多种配置)。各不同数字量模块的性能见表6-3。6.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 表6-3 数字量模块性能一览表数字量模块型号EM221EM222EM223输入点数8点无4/8/16点输出点数无8点4/8/16点隔离组点数4点4点4点输入电压24V DC30V DC(最大)输出电压20.4V28.8V DC或20V250V AC20.4V28.8V DC或5V30V DC、5V250V AC电缆长度(隔离/不隔离)300/500m150/500m300/500m数字量模块型号EM221EM222EM223输出类型DC输出/继电器输

24、出DC输出/继电器输出电能消耗(+5V DC)30mA50mA40 mA/100 mA/160 mA6.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 3. 限制数字量模块扩展数量的几个要素 (1) 不同的主机最大可扩展模块数量有限，CPU221不能扩展，CPU222只能扩展两个模块，CPU224、CPU226可以扩展7个模块。 (2) 扩展模块耗费的总电流不能超越CPU模块可以提供的最大电流。 (3) 扩展总点数不能大于I/O映像存放器的总数。由于CPU模块对数字量的寻址都是以8位存放器为一个单位的，对数字量扩展模块也是一样的。假设某一模块的数字量I/O不是8的整倍数，那么余下的空地

25、址也不会分配给其他模块。例如对于CPU224模块，本机输入地址为I0.0I0.7和I1.0I1.5，输出地址为Q0.0Q0.7和Q1.0Q1.1。假设扩展一个4输入、4输出的EM223数字量扩展模块，那么扩展模块输入地址为I2.0I2.3，输出地址为Q2.0Q2.3。地址I1.6I1.7与Q1.2Q1.7都不能与外部接口对应，即它们是未用位。对于输出存放器中没有运用的位，可以像运用内部存储器标志位一样运用。但对于输入存放器中没有运用的位，由于每次输入更新时都把未用位清0，所以不能作为内部存储器标志位运用。6.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 6.2.3 模拟量模块 在工业

26、控制系统，尤其是过程控制系统中，以模拟量作为I/O信号是常见的。如变频恒压供水系统中，须采用压力变送器将压力信号转换为规范电压或电流信号送入PLC中，经过程序运算再由控制器输出模拟量信号到变频器以控制水泵的转速，使供水系统稳定在某一设置压力。其他工业参数，如温度、液位、流量等的控制也必需经过传感器和变送器采集模拟量信号送入PLC，而驱动伺服电机、电动调理阀等那么需求PLC输出模拟量信号。在S7-200系列PLC中，除了CPU224XP模块本身自带有模拟量I/O接口，其他CPU模块假设要处置模拟量信号，均需扩展模拟量模块。 1. 模拟量模块的外部接线方式 模拟量模块主要分为3种，即模拟量输入模块

27、EM231(4路模拟量输入)、模拟量输出模块EM232(2路模拟量输出)和模拟量I/O组合模块EM235(4路模拟量输入、1路模拟量输出)。下面以组合模块EM235为例阐明其模拟量I/O接线方式。6.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 如图6.5所示为EM235模块模拟量I/O接线表示图。24VDC电源正极接入模块左下方L+端子，负极接入M端子。EM235模块的上部端子排为标注A、B、C、D的四路模拟量输入接口，可分别接入规范电压、电流信号。为电压输入时，如A口所示，电压信号正极接入A+端，负极接入A-端，RA端悬空。为电流输入时，如B口所示，须将RB与B+短接，然后与电流

28、信号输出端相连，电流信号输入端那么接入B-接口。假设4个接口未能全部运用，如C口所示，未用的接口要将C+与C-端用短路子短接，以免遭到外部干扰。下部端子为一路模拟量输出端的3个接线端子MO、VO、IO，其中MO为数字接地接口，VO为电压输出接口，IO为电流输出接口。假设为电压负载，那么将负载接入MO、VO接口，假设为电流负载那么接入MO、IO接口。6.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 图6.5 EM235模块模拟量I/O接线表示图6.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 在进展接线时应留意以下几点。(1) 传感器接线的长度应尽能够短，并运用屏蔽双绞线。(

29、2) 敷设线路时应运用电缆槽，防止将导线弯成锐角。(3) 防止将信号线与电源线路平行接近布置。(4) 运用高质量的24V DC传感器电源，以保证无噪声及稳定运转。2. 模拟量模块的特点 (1) 模拟量转换精度高，A/D转换到达12位。EM231模块单极性输入0V5V、0V10V、0mA20mA满量程精度可达0.01%。I/O数据格式如图6.6所示。 输入数据格式6.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 (注：该12位数据格式是左对齐的，最高有效位MSB为符号位。对单极性格式，0表示正数，低3位无效，A/D转换的数据值每变化1个单位那么数据字的变化为8。对双极性格式，低4位无效

30、，A/D转换的数据值每变化1个单位那么数据字的变化为16。) 图6.6 模拟量I/O数据格式F32100数据值12位000MSB单极性数据LSBF43210数据值12位0000MSB双极性数据LSB6.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 输出数据格式F32100数据值12位000MSB电流输出数据格式LSBF43210数据值12位0000MSB电压输出数据格式LSB(注：数字量到模拟量的转换的12位数据的数据格式是左对齐的，最高有效位MSB为符号位，0表示正数，电流输出数据格式的低3位和电压输出数据格式的低4位不影响输出信号值。) 图6.6(续)6.2 SIMATIC S7

31、-200系列PLC模块性能简介 (2) 有多种量程输入范围，可经过DIP开关进展设置。如图6.7所示。 图6.7 EM235的配置DIP设置开关 开关1开关6可设置模拟量输入范围和分辨率，见表6-4。6.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 表6-4 EM235模拟量输入范围和分辨率开关表6.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 单极性满量程输入分辨率SW1SW2SW3SW4SW5SW6ONOFFOFFONOFFON0mV50mVOFFONOFFONOFFON0mV100mVONOFFOFFOFFONON0mV500mVOFFONOFFOFFONON0V1V

32、ONOFFOFFOFFOFFON0V5VONOFFOFFOFFOFFON0mV20mAOFFONOFFOFFOFFON0V10V2.5mV6.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 双极性满量程输入分辨率SW1SW2SW3SW4SW5SW6OFFONOFFOFFONOFF500mVOFFOFFONOFFONOFF1VONOFFOFFOFFOFFOFF2.5V1.25mVOFFONOFFOFFOFFOFF5V2.5mVOFFOFFONOFFOFFOFF10V5mV双极性满量程输入分辨率SW1SW2SW3SW4SW5SW6ONOFFOFFONOFFOFF25mVOFFONOFFON

33、OFFOFF50mVOFFOFFONONOFFOFF100mVONOFFOFFOFFONOFF250mV6.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 假设一切输入设置成一样的模拟量输入范围和格式，那么可经过开关1到开关6设置单/双极性、增益和衰减，详细设置见表6-5。表6-5 EM235选择单/双极性、增益和衰减EM235的DIP开关单/双极性增益衰减SW1SW2SW3SW4SW5SW6ON单极性OFF双极性OFFOFF1OFFON10ONOFF100ONON无效ONOFFOFF0.8OFFONOFF0.4OFFOFFON0.2 (3) 输入接口带有模拟量输入滤波器，用以提高模拟

34、量输入精度。滤波器包括模拟滤波器和数字滤波器。模拟滤波器以RC网络为主，如图6.8所示。数字滤波器为滑动平均滤波方式，运用超越64个采样值求平均值。图6.8 单路模拟量输入接口滤波器6.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 (4) 可对模拟量输入接口进展校准和配置位置。 (5) 数据采集速度高，模块可将模拟量信号在内转换为相应的数字量信号。由于输入信号是由多路开关依次采集的，所以采集周期也要加到转换时间中。同时数字滤波器的平均值求取所运用的采样值数量越多，处置速度越慢。所以典型转换时间为小于。 3. 模块主要性能 模块主要性能见表6-6。表6-6 模块主要性能一览表性 能EM

35、231EM232EM235通用技术规范物理量I/O数量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L+电压范围DC传感器供电20.4V28.8V20.4V28.8V20.4V28.8VLED指示器ON：24V电源良好OFF：无24V电源ON：24V电源良好OFF：无24V电源ON：24V电源良好OFF：无24V电源6.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 模拟量到数字量的转换时间/输入技术规范数据字格式双极性：全量程单极性：全量程-3200032000032000-3200032000032000最大输入电压30V DC30V DC最大输入电流/mA3232分辨

36、率12位A/D转换12位A/D转换输入类型差分差分输入范围电压：单极性电压：双极性 电流0V5V、0V10V5V、2.5V0mA20mA0V5V、0V10V0V1V、0mV500mV0mV100mV、0mV50mV10V、5V、2.5V、1V、500mV、250mV100mV、50mV25mV0mA20mA2502506.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 设置时间电压输出/最大最小性 能EM231EM232EM235输出技术规范电压输出范围/V1010电流输出范围/mA0mA20mA0mA20mA全量程分辨率电压电流12位11位12位11位精度典型情况(25)电压、电流满

37、量程的0.5%满量程的0.5%电流输出/ms10021002最大驱动电压输出电流输出最小最大6.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 4. 扩展I/O寻址问题 数字量扩展模块与模拟量扩展模块均属于对CPU模块I/O的扩展，所以CPU模块会对两种模块的I/O进展一致寻址。S7-200系列PLC对数字量扩展模块与模拟量扩展模块的寻址是分开的，即不论陈列顺序如何，数字量扩展模块的寻址是延续的，模拟量扩展模块的寻址也是延续的，其地址互不影响。表6-7所示为典型I/O扩展运用。6.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 表6-7 典型I/O扩展运用扩展模块0扩展模块1扩

38、展模块2扩展模块3扩展模块4CPU224EM223(4I/4O)EM221(8I)EM235(4AI/1AO)EM222(8O)EM235(4AI/1AO)过程映像区I/O寄存器分配地址I0.0 Q0.0I0.1 Q0.1I0.2 Q0.2I0.3 Q0.3I0.4 Q0.4I0.5 Q0.5I0.6 Q0.6I0.7 Q0.7I1.0 Q1.0I1.1 Q1.1I1.2I1.3I1.4I1.5I2.0 Q2.0I2.1 Q2.1I2.2 Q2.2I2.3 Q2.3I3.0I3.1 I3.2I3.3I3.4I3.5 I3.6I3.7AIW0 AQW0AIW2AIW4AIW6Q3.0Q3.1Q3

39、.2Q3.3Q3.4Q3.5Q3.6Q3.7AIW8 AQW4AIW10 AIW12AIW146.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 6.2.4 温度丈量模块 温度是各种工业消费和科学实验中最普遍、最重要的热工参数之一。为在工业中方便地得到经过热电偶或热电阻传感器转换的温度参数，S7-200系列PLC特配有EM231热电偶模块和热电阻模块，可直接与热电偶或热电阻衔接，相当于将变送器与A/D转换模块合为一体。 1. EM231热电偶和热电阻模块端子的衔接 如图6.9所示，热电偶模块与热电阻模块的接线端子与接线方式有较大区别。一个热电偶传感器输入只需衔接两个接口，屏蔽层接地。一

40、个热电阻传感器输入需求4个接口，屏蔽层接地。6.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 图6.9 热电偶模块与热电阻模块端子接线图 2. 模块组态 热电偶和热电阻的型号繁多，为使模块顺应不同型号的热电偶、热电阻传感器，模块下部端子盖板下专门设置了8个DIP开关。经过对DIP开关通断的不同组合，顺应不同的传感器。 (1) 热电偶模块组态(其中DIP开关SW4为以后运用保管，普通位置为0(下)，见表6-8和表6-9。6.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 表6-8 热电偶类型选择热电偶类型SW1SW2SW3J(默认值)000K001T010E011R100S10

41、1N110+/-80mV1116.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 表6-9 热电偶其他设置DIP开关功 能开/关状态SW5熔断方向正向标定0负向标定1SW6断线启动断线检测电流0禁止断线检测电流1SW7测量单位摄氏()0华氏()1SW8冷端启用冷端补偿启用0冷端补偿禁止16.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 (2) 热电阻模块组态。 经过设置DIP开关SW1-5选择热电阻类型，由于型号较多，这里不再详细列表，见表6-10。 表6-10 热电阻其他设置DIP开关功 能开/关状态SW6熔断传感器的极性正向标定0负向标定1SW7测量单位摄氏()0华氏()

42、1SW8接线方式3线02线或4线16.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 3. 安装本卷须知 (1) 尽量将热电偶和热电阻模块安装在环境温度稳定的地方，否那么会引起附加误差。 (2) 在一个模块中只能运用一种类型的热电偶或热电阻。 (3) 模块上一切标注为“地的端子在内部都是相连的。为提高抗干扰性能，可将屏蔽线的屏蔽层与接地端子衔接。 (4) 假设热电偶模块的输入通道有一个未用，必需将这个不用的输入通道短路或并行衔接到另一个通道。假设热电阻模块的输入通道有一个未用，需在没有运用的输入通道接入一个电阻。这样可以防止由于悬浮输入所呵斥的有效输入通道阻塞问题。 (5) 需将电源衔

43、接端子的地端衔接到临近机柜的地面。 (6) 热电阻模块有3种接线方式，如图6.10所示。由于热电阻电路对电阻变化敏感，所以假设接线时线路长短不同，那么对测温精度有所影响。所以精度最高的是4线衔接方式。 (7) 接线时模块与传感器之间的导线长度不能超越100米。6.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 图6.10 热电阻模块衔接热电阻的3种方式6.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 6.2.5 智能接口模块 智能接口模块是指本身带有CPU单元，可以自行处置数据并完成一定功能的模块。在S7-200系列PLC中，智能接口模块主要是特殊功能模块，如定位模块EM25

44、3、调制解调器模块EM241及PROFIBUS DP模块EM277。下面逐一引见3种模块。 1. 定位模块EM253 EM253 定位模块是 S7-200 系列PLC的特殊功能模块，它与 S7-200系列的CPU模块经过I/O扩展电缆通讯，其组态信息存储在CPU模块的 V 存储区中。CPU模块在输出的过程映像区中Q区保管了8 位作为位控模块的接口，运用程序可以运用这些位来控制位控模块的操作。这8 个输出位与位控模块上的任何物理输出都不相连，只经过扩展的I/O总线交换数据。为了简化运用程序中位控功能的运用，STEP 7-Micro/WIN 提供了位控导游，利用此导游可在几分钟内完成对位控模块的组

45、态。STEP 7-Micro/WIN 还提供一个控制面板，可以控制、监控和测试位控操作。6.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 1 ) 定位模块EM253的I/O接口 如表6-11所示，定位模块提供5个数字输入和4个数字输出与被控设备相连，经过I/O的组态，位控模块可以自动产生速度或位置控制所需的脉冲串，用于步进电机或伺服电机的速度和位置的开环控制，同时可利用I/O点对电机的运转形状检测或进展控制。表6-11 位控模块的输入和输出信 号描 述数字输入STPSTP 输入可让模块停止脉冲的生成，在位控向导中可选择所需要的STP操作RPS RPS参考点切换输入可为绝对移动操作建立

46、参考点或HOME位置ZP ZP零脉冲输入可帮助建立参考点或HOME位置，通常电机驱动器/放大器每周产生一个ZP脉冲LMT+LMT-LMT+和LMT-是移动位置的最大限制，位控向导中可以组态LMT+和LMT-输入open drain transistor6.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 信 号描 述数字输出P0P1P0+ P0-P1+ P1-P0 和P1 是漏型晶体管输出，用于控制电机的移动和方向。P0+P0-以及P1+P1-是差分脉冲输出，与P0和P1的功能一样但所提供的信号质量更好。漏型输出和差分输出同时有效时，可以根据电机驱动器/放大器的接口要求来选择使用哪种输出

47、DIS DIS是一个漏型输出，用来禁止或使用电机驱动器/放大器CLR CLR是一个漏型输出，用来清除伺服脉冲计数器 2) 定位模块EM253的主要特点 (1) 可提供从每秒12个脉冲至每秒200 000个脉冲的大范围高速控制脉冲。 (2) 支持急停S曲线或线性的加速减速功能。急停S曲线是经过设置急停时间来减小电机加速和减速时的速度改动率来平滑启动和停顿时的控制，以改善位置控制的性能(减小高速时由于惯性产生的位置过冲景象)。 (3) 在丈量系统的组态中，既可以运用工程单位如英寸或厘米，又可以运用脉冲数。 (4) 提供可组态的backlash补偿。6.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块

48、性能简介 (5) 支持绝对、相对和手动的位控方式。 (6) 提供延续操作。 (7) 提供多达25组的挪动包络，每组最多可有4种速度。挪动包络实践就是电动机运转时所定义的运动轨迹。 (8) 提供4种不同的参考点寻觅方式，每种方式都可对起始的寻觅方向和最终的接近方向进展选择。 (9) 提供可装配的现场接线端子，便于安装和装配。 2. 调制解调器模块EM241 调制解调模块EM241可以直接将S7-200系列PLC连到一个模拟线上，并且支持S7-200与STEP 7-Micro/WIN的通讯，即利用装有STEP 7-Micro/WIN系统程序的计算机可以经过该模块用线路远程控制S7-200系列PLC

49、。该调制解调模块还支持Modbus从站RTU协议，经过扩展I/O总线实现通讯。STEP 7-Micro/WIN中提供了一个调制解调扩展导游，它可以协助设置一个远端的调制解调器或者经过设置将S7-200连向远端设备的调制解调模块。 1) 调制解调器模块EM241的主要功能6.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 (1) 提供国际线接口。调制解调模块是一个规范的10位调制解调器，它与大多数内置或外置的PC调制解调器兼容。模块面板上有2个旋钮开关用来选择国家代码，所以可用于国际接口。 (2) 提供与STEP 7-Micro/WIN的调制解调接口，可进展编程和诊断。 (3) 支持Mo

50、dbus RTU 协议。Modbus是MODICON(莫迪康)公司为本公司PLC设计的一种通讯协议，是一种工业现场总线通讯协议。 Modbus 通讯协议服从主/从方式，经过24种总线命令实现PLC与外界的信息交换，由主站发出恳求，从站应对恳求数据，其数据应对的内容根据功能码进展呼应。它定义了各种数据帧格式，描画了控制器访问另一设备的过程，怎样作出应对呼应，以及可检查和报告的错误。Modbus有两种传送方式，RTU(Remote Terminal Unit)方式和ASC方式。Modbus中RTU采用CRC-16的冗余校验方式，规定通讯字符串的最后两个字节用于传送循环冗余校验数据。 (4) 支持数

51、字和文本的寻呼，支持SMS 短信息。调制解调模块支持向挪动发送数字和文本(字母)的寻呼信息，并且支持短信息效力，这些信息和号码存储在调制解调模块的组态信息中，这一组态信息必需下载到CPU模块的数据存储区中才干运用。调制解调扩展导游可自动生成程序代码以供发送信息时调用。6.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 (5) 允许CPU到CPU或CPU到Modbus的数据传送。调制解调模块允许用户程序经过线向其他CPU或Modbus设备传送数据，数据内容和号码经过调制解调扩展导游进展组态。数据传送可以是从远端设备中读数据，也可以向远端设备写数据，数据量为1100个数据字。 (6) 提供

52、密码维护功能。密码维护是调制解调模块的可选功能，可在调制解调扩展导游中启动。调制解调模块的密码和CPU的密码不同，是另一个8字符的密码，运用调制解调模块时必需向调制解调模块提供该密码，否那么不允许访问调制解调模块所衔接的CPU。 (7) 提供平安回拨功能。平安回拨也是调制解调模块的可选功能，可在调制解调扩展导游中组态。回拨功能可选择只允许事先设置的号码访问CPU，所以为CPU提供了另外一层平安维护。调制解调模块支持3种回拨方式：先定义一个号码，对此号码回拨；先设置多个号码，对这些号码均可回拨；对任何号码回拨，假设运用这种方式，必需运用调制解调器的密码功能提供维护。 (8) 调制解调模块的组态存

53、储在CPU 中。以上所述各种功能都存储在调制解调模块的组态表中，调制解调扩展导游可引导完成整个调制解调模块的组态表的生成，该组态表必需下载到CPU的V区才干运用。在CPU启动5秒内，调制解调模块会读取组态表。假设调制解调模块检测到组态表的错误，会经过模块前部的LED(MG)报错。6.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 2) EM241调制解调模块的形状指示LED 调制解调模块的前面板上有8个LED指示灯，用于显示调制解调模块的内部形状。LED的详细指示形状见表6-12。 表6-12 调制解调模块的形状LEDLED指示状态MF 模块故障 当模块检验描述到以下故障条件时，该LE

54、D灯亮。1. 无24V直流外供电源；2. I/O看门狗超时；3.模块故障；4. 与本地CPU通信出错MG 当没有模块故障时该LED 灯亮，表示模块正常。如果组态表中有错或者用户为电话线接口设置了非法的国家代码，该LED会闪烁OH 当EM241正在使用电话线时，该LED亮6.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 NT 当EM241接到发送信息的命令而电话线上无拨号音时，该LED灯亮，指示有错误条件。只有当EM241 被组态为拨号前检查拨号音的时候才会出现这个错误条件。当一次拨号尝试失败后该LED亮并保持5秒左右RI 该LED指示EM241正在接收一个拨入电话CD 该LED指示与

55、远程调制解调器的连接已建立RX 当调制解调器接收数据时，该LED闪烁TX 当调制解调器进行数据传送时，该LED闪烁6.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 3) EM241调制解调模块的指令运用要求和对应于CPU模块的特殊存储区 (1) EM241调制解调模块运用要求。 EM241调制解调模块可运用3个指令，那MODx_CTRL、MODx_XFR、MODx_MSG。必需确保这3个指令在同一时间内只需一个是在运转的。 这些指令不能运用于中断程序中。 这些指令会添加用户程序对存储空间的需求，最多可达370个字节。 (2) 对应于CPU模块的特殊存储区。 智能模块在CPU模块中分配

56、有50个字节的特殊存储区域，根据模块在I/O扩展总线上位置的不同，模块会分配不同的地址。一个CPU模块最多扩展两个智能模块。表6-13所示为不同位置时智能模块所对应的特殊存储区域。50个字节均有各自不同功能，这里不再赘述。6.2 SIMATIC S7-200系列PLC模块性能简介 表6-13 不同位置时智能模块所对应的特殊存储区域智能模块0号槽智能模块1号槽智能模块2号槽智能模块3号槽智能模块4号槽智能模块5号槽智能模块6号槽SMB200SMB249SMB250SMB299SMB300SMB349SMB350SMB399SMB400SMB449SMB450SMB499SMB500SMB549 3. PROFIBUS-DP扩展从站模块EM277 PROFIBUS协议主要用于分布式I/O设备的高速通讯，在这个规范下，不同厂家的产品均可以兼容。PROFIBUS设备类型很多，既有简单的输入输出模块，又有电机控制器和可编程控制器等。PROFIBUS网络通常有一个主站和几个I/O从站。PROFIBUS-DP模块EM277可经过I/O扩展总线与S7-200 CPU模块衔接，经过DP通讯接口和PROFIBUS网络相连，同时还支持主从协议MPI，衔接S7-200 CPU模块使其作为MPI从站，