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电气控制与PLC应用（第四章）主编：陈建明副主编：巫付专朱晓东熊军华第4章S7-200PLC的系统配置熟练掌握S7-200PLC的系统配置掌握S7-200PLC的接口模块了解和会设置S7-200PLC的网络参数学习目标：教学内容：4.1S7-200PLC系统的基本组成4.2S7-200PLC的接口模块4.3S7-200PLC的系统配置第4章S7-200PLC的系统配置4.1S7-200PLC系统的基本组成返回S7-200PLC由基本单元（S7-200CPU模块）、扩展单元、个人计算机（PC）或编程器、STEP7-Micro/WIN32编程软件以及通信电缆等组成。4.1.1基本单元基本单元（S7-200CPU模块）也称为主机。由中央处理单元（CPU）、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控制系统。在CPU模块的顶部端子盖内有电源及输出端子；在底部端子盖内有输入端子及传感器电源；在中部右侧前盖内有CPU工作方式开关、模拟调节电位器和扩展I/O连接接口；在模块的左侧分别有状态LED指示灯、存储卡及通信口。S7-200CPU模块基本单元组成：1.中央处理单元（CPU）：通常一个主机模块都安装有一个或多个CPU。若是多个CPU，那其中必定有一个主CPU，其余的为辅助CPU。2.存储器：PLC的存储器主要用于存放系统程序、用户程序和工作状态数据。它的种类和形式很多：ROM、EPROM、EEPROM、RAM。3.通信口：在S7-200主机模块上都至少有一个或多个通信口。S7-200提供的是RS-485通信口，要与计算机相连需经过专业的PC/PPI电缆。4.电池：在主机模块中通常配有锂电池，用于在掉电时保存用户程序和数据。5.LED指示灯：在主机模块上安装有LED指示灯，用于指示PLC电源（POWER）、运行（RUN）、编程（PROG）、测试（TEST）、断开（BREAK）、出错（ERROR）、电池电量不足（BATT）、警告（ALARM）等工作状态。6.I/O端子：有的PLC在主机模块上配有少量的I/O端子。PLC的I/O功能主要靠配置各种I/O模块来实现。4.1.2个人计算机（PC）或编程器要求个人计算机（PC）配置：CPU为80586或更高的处理器，16MB内存（最低要求为：CPU80486，8MB内存）；VGA显示器（分辨率1024×768像素）；硬盘空间至少50MB；MicrosoftWindows所支持的鼠标。使用PC/PPI电缆可将计算机与PLC相连接。4.1.3STEP7-Micro/WIN32编程软件STEP7-Micro/WIN32窗口组件4.1.4通信电缆通信电缆是PLC用来与个人计算机（PC）实现通信的：可以用PC/PPI电缆；使用通信处理器（CP）时，可用多点接口（MPI）电缆；使用MPI卡时，可用MPI卡专用通信电缆。4.1.5人机界面人机界面主要指专用操作员界面，例如操作员面板、触摸屏、文本显示器等，这些设备可以使用户通过友好的操作界面轻松地完成各种调试和控制的任务。操作员面板（如OP27、OP37）和触摸屏（如TP27、TP37）的基本功能是过程状态和过程控制的可视化。可以用Protool软件组态它们的显示与控制功能。文本显示器（如TD200）的基本功能是文本信息显示和实施操作。文本显示器还能扩展PLC的输入和输出端子数。4.2S7-200PLC的接口模块S7-200PLC系列CPU提供一定数量的主机数字量I/O点，当主机点数不够或者处理的信息是模拟量时，就必须使用扩展的接口模块。S7-200PLC的接口模块有数字量模块、模拟量模块和智能模块等。返回4.2.1数字量I/O模块S7-200主机的输入、输出点数不能满足控制的需要时，可以选配各种数字量模块来扩展，数字量模块有数字量输入模块、数字量输出模块和数字量输入输出模块。数字量输入模块：直流输入模块；交流输入模块。直流输入模块：图4-5直流输入图4-6直流输入电路模块端子接线图交流输入模块：图4-7交流输入图4-8交流输入电路模块端子接线图4.2.1数字量I/O模块数字量输入输出模块数字量输出模块：直流输出模块；交流输出模块；交直流输出模块。直流输出模块：图4-9直流输出图4-10场效应晶体管输出电路模块端子接线图交流输出模块：图4-11交流输出图4-12交流输出电路模块端子接线图交直流输出模块：图4-13交直流图4-14继电器输出电路输出模块端子接线图数字量输入输出模块：S7-200PLC配有数字量输入输出模块（EM223）。在一块模块上既有数字量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路及输出电路的类型与上述介绍的相同。在同一块模块上，输入、输出电路类型的组合有多种多样，用户可根据控制需求选用。有了数字量组合模块可使系统配置更加灵活。4.2.2模拟量I/O模块工业控制中，除了用数字量信号来控制外，有时还要用模拟量信号来进行控制。模拟量模块有模拟量输入模块、模拟量输出模块、模拟量输入输出模块。模拟量I/O模块：模拟量输入模块（A/D）；模拟量输出模块（D/A）；模拟量输入输出模块。4.2.2模拟量I/O模块模拟量输入模块（A/D）；模拟量输入模块（EM231）具有4个模拟量输入通道。每个通道占有存储器AI区域2个字节(一个模拟信号转换成一个16位的数字量)。该模块模拟量的输入值为只读数据。电压输入范围：单极性0～10V，0～5V；双极性-5～+5V，-2.5～+2.5V，电流输入范围：0～20mA。模拟量到数字量的最大转换时间为250μs。该模块需要直流24V供电。可由CPU模块的传感器电源DC24V/400mA供电，也可由用户提供外部电源。4.2.2模拟量I/O模块模拟量输出模块（D/A）：模拟量输出模块（EM232）具有2个模拟量输出通道。每个输出通道占用存储器AQ区域2个字节。该模块输出的模拟量可以是电压信号，也可以是电流信号。输出信号的范围：电压输出为-10～+10V，电流输出为0～20mA。电压输出的设置时间为100μs，电流输出的设置时间为2ms。用户程序无法读取模拟量输出值。该模块需要DC24V供电。可由CPU模块的传感器电源DC24V/400mA供电，也可由用户提供外部电源。4.2.2模拟量I/O模块模拟量输入输出模块：EM235具有4个模拟量输入通道、1个模拟量输出通道。该模块的模拟量输入功能同EM231模拟量输入模块，技术参数基本相同，只是电压输入范围有所不同：单极性为0～10V、0～5V、0～1V、0～500mV、0～100mV、0～50mV；双极性为-10～+10V、-5～+5V、-2.5～+2.5V、-1～+1V、-500～+500mV、-250～+250mV、-100～+100mV、-50～+50mV、-25～+25mV。该模块的模拟量输出功能同EM232模拟量输出模块，技术参数也基本相同。4.2.3智能模块为了满足更加复杂的控制功能的需要，PLC还配有多种智能模块，以适应工业控制的多种需求。常见的智能模块有：PID调节模块；高速计数器模块；温度传感器模块等。4.3S7-200PLC的系统配置S7-200PLC任一型号的主机，都可单独构成基本配置，作为一个独立的控制系统，S7-200CPU22X系列产品的基本配置见表4-1。S7-200PLC各型号主机的I/O配置是固定的，它们具有固定的I/O地址。S7-200CPU22X系列产品的I/O配置及地址分配见表4-2。返回项目CPU221CPU222CPU224CPU226本机数字量输入地址分配6输入I0.0~I0.58输入I0.0~I0.714输入I0.0~I0.7I1.0~I1.524输入I0.0~I0.7I1.0~I1.7I2.0~I2.7本机数字量输出地址分配4输出Q0.0~Q0.36输出Q0.0~Q0.510输出Q0.0~Q0.7Q1.0~Q1.116输出Q0.0~Q0.7Q1.0~Q1.7本机模拟量输入/输出无无无无扩展模块数量无2个模块7个模块7个模块4.3.1S7-200PLC的基本配置表4-2S7-200CPU22X系列的I/O配置及地址分配见4.3.2S7-200PLC的扩展配置允许主机所带扩展模块的数量：各类主机可带扩展模块的数量是不同的。数字量I/O映像区的大小：128个输入映像寄存器（I0.0～I15.7）和128个输出映像寄存器（Q0.0～Q15.7），最大I/O配置不能超过此区域。模拟量I/O映像区的大小：CPU222模块，16入/16出；CPU224模块、CPU226模块、CPU226XM模块，32入/32出，模拟量的最大I/O配置不能超出此区域。模拟量扩展模块总是以2个字节递增的方式来分配空间。4.3.2S7-200PLC的扩展配置举例：现选用CPU226模块作为主机进行系统的I/O配置，如表4-3所示。主机模块0模块1模块2模块3CPU2268IN4IN/4OUT4AI/1AQ4AI/1AQI0.0~I2.7/Q0.0~Q1.7I3.0~I3.7I4.0/Q2.0AIW0/AQW0AIW8/AQW2I4.1/Q2.1AIW2AIW10I4.2/Q2.2AIW4AIW12I4.3/Q2.3AIW6AIW14注意：输入映像寄存器（I4.4～I4.7）、输出映像寄存器（Q2.4～Q2.7）的空间就被丢失了，且不能分配给I/O链中的后续模块。后者可作为内部标志位存储器使用。4.3.3内部电源的负载能力PLC内部DC+5V电源的负载能力：CPU模块和扩展模块正常工作时，需要DC+5V工作电源。S7-200PLC内部电源单元提供的DC+5V电源为CPU模块和扩展模块提供了工作电源。PLC内部DC+24V电源的负载能力：S7-200主机的内部电源单元除了提供DC+5V电源外，还提供DC+24V电源。DC+24V电源也称为传感器电源，它可以作为CPU模块和扩展模块用于检测直流信号输入点状态的DC24V电源。使用时，若需用户提供外部电源（DC24V）的话，应注意电源的接法：主机的传感器电源与用户提供的外部DC24V电源不能采用并联连接。第四章习题与思考题2.S7-200的接口模块有多少种类？各有什么用途？3.简述S7-200PLC系统的基本构成？5.常用的S7-200的扩展模块有哪些？各适用于什么场合？6.CPU226主机扩展配置时，应考虑哪些因素？I/O是如何编制的？返回