plc第二章

第二章可编程序控制器的组成和系统配置2.1组成和系统配置2.2主机2.3扩展模块2.4地址分配2.1S7-200的组成和系统配置•本章以西门子公司生产的S7-200系列小型可编程序控制器为例，介绍具体型号的PLC，内容包括：lS系列PLC发展概述lS7-200可编程序控制器的主机结构组成l扩展模块简介lS7-200可编程序控制器系统配置S7-200PLC的系统配置S7-200PLC系统组成•S7-200系列PLC其CPU模块为CPU22X，是在21世纪初投放市场的，速度快，具有较强的通信能力。它具有四种不同结构配置的CPU单元：CPU221，CPU222，CPU224和CPU226。S7-200CPUCPU221(10I/OPoints)CPU224XP(24I/O+2AI/1AO)CPU222(14I/OPoints)CPU224(24I/OPoints)CPU226(40I/OPoints)SIMATICS7-200CPU家族1).基本单元(S7-200CPU模块)基本单元（S7-200CPU模块）也称为主机，它包括一个中央处理单元（CPU）、电源、数字量输入输出单元。基本单元可以构成一个独立的控制系统。主机结构•1.各CPU介绍及I/O系统•（1）主机外形•SIMATICS7-200系统CPU22X系列PLC主机（CPU模块）的外形如图2.2所示：图2.2S7-200主机外形状态显示通信口顶部端子盖电源及输出端子前盖方式开关、电位器、扩展I/O连接底部端子盖输入端子、传感器电源存储器卡S7-224CPUMicroPLC面板图PLC面板图Q0.0.1.2.3.4.5.6.7Q1.0.1I0.0.1.2.3.4.5.6.7I1.0.1.2.3.4.5CPU224SIEMENSSFRUNSTOPSIEMENS数字输出状态显示RUN/STOP/TERM开关通讯口状态指示存储器卡数字输入状态显示PLC硬件时钟精度:2分种/月25摄氏度7分钟/月55摄氏度外插存储器全面备份您的程序、用户数据和组态信息外插电池当内部保持电容耗尽时可保持您的数据和内置时钟长达200天外插日期/时钟作为CPU221和CPU222的可选部件，同时集成备份电池可保护您的数据长达200天S7-200外部插件2).个人计算机（PC）或编程器个人计算机（PC）或编程器需装上STEP7-Micro/WIN32编程软件后，才可供用户进行程序的编制、编辑、调试和监视等。要求个人计算机CPU为80586或更高的处理器，16M内存（最低要求为：CPU80486，8M内存）。编程设备编程设备可以是专用的手持式的编程器；也可以是安装了专门的编程通讯软件的个人计算机。PCFPPROGRAMMER(HELP)CLRWRTFN/PFLSTKIX/IYNOTDT/LdREADOTLWLORRWRANYWYSTXWXSRC(-)OP(BIN)K/HSCCTCEVTMTSVACLRENTBAFEDC9832107654(DELT)CLR手持式的编程器3)．STEP7-Micro/WIN32编程软件STEP7-Micro/WIN32编程软件的基本功能是创建、编辑、调试用户程序、组态系统等。编程软件的使用环境：支持Windows的应用软件。4)．通讯电缆通讯电缆是PLC用来与个人计算机（PC）实现通讯的。可以用PC/PPI电缆（RS232—RS485），也可用一个通讯处理器（CP）和多点接口（MP1）电缆，或者用一块MPI卡及随MP1卡提供的一根通讯电缆。PC/PPIUSB/PPI编程设备-编程电缆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整和控制的任务。2.2S7-200PLC主机简介•S7-200CPU22X系列产品：CPU221模块、CPU222模块、CPU224模块、CPU226模块、CUP226XM模块。•CPU226模块I/O总点数为40点（24/16点），可带7个扩展模块；•用户程序存储器容量为6.6K字；•内置高速计数器，具有PID控制的功能；•有2个高速脉冲输出端和2个RS-485通讯口；•具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由口协议的通讯能力。CPU221:数字量10点CPU222:40入/38出=78数字量模拟量8入或4出或8入/2出CPU224:94入/74出=168数字量模拟量28入或14出或28入/7出CPU226(XM):128入/120出=248数字量模拟量28入或14出或28入/7出强大灵活的扩展能力最大7个模块最大7个模块最大2个模块无扩展能力CPU224模块、CPU226模块、CPU226XM模块最多可带7个扩展模块，且7个扩展模块中最多只能带2个智能扩展模块。CPU224XP拥有附加的集成模拟输入/输出。此外CPU224XP以及CPU226还附带第二个通讯连接点。CPU224xP简介安装方式墙面安装导轨安装接线端子可自由拆卸给您的设备更新与维护带来极大的方便.扁平电缆连接外部存储卡运行/停止开关扩展I/O连接口外部电位器(SMB28,SMB290-255)简单而实用的安装方式为了适应空间的要求，S7-200可以组装成两排扁平电缆的连接方式，提高抗震动性能更简单，更可靠每套仅允许一套加长电缆2种电压S7-200家族5中CPU都有2种供电类型：DC和AC。2种类型供电电压分别为直流20.4至28.8V(典型的为24为)和交流85至264V(典型的为220V)数字量输出为晶体管类型数字量输出为继电器输出CPU224XP配置14个数字量输入10个数字量输出2个模拟量输入1个模拟量输出CPU224XPDC/DC/DC接线图由于是直流输入模块，所以采用直流电源作为检测各输入接点状态的电源（用户提供）。M、L+两个端子提供24VDC/400mA传感器电源，可以为传感器提供电源，也可以作为输入端的检测电源使用。1L0.00.10.60.50.40.30.20.71.02L3L1.11.2N1.71.41.3L1AC1.51.61M0.00.10.60.50.40.30.20.71.01.11.21.41.32M1.51.62.32.22.12.01.72.42.52.62.7LM+24VDC120/240VAC传感器电源PLC的供电对于继电器输出方式，既可带直流负载，又可带交流负载。负载的激励源由负载性质确定Q0.3输出控制继电器按键输入I0.0L+M2.3S7-200PLC的扩展模块S7-200PLC的接口模块有数字量模块、模拟量模块、智能模块等。（扩展规模、功能）1)数字量模块数字量输出模块数字量输入输出模块数字量输入模块数字量扩展模块EM221数字输入模块扩展模块简介EM222数字量输出模块EM223数字输入输出模块.0.1.2.3.4.5.6.7EM222.0.1.2.3.4.5.6.7EM221数字量输入扩展模块.0.1.2.3.4.5.6.7EM223.0.1.2.3.4.5.6.7数字量输出扩展模块数字量输入/输出扩展模块S7-200PLC扩展模块面板图2）模拟量模块模拟量输出模块模拟量输入输出模块模拟量输入模块模拟量扩展模块模拟量模块模拟量模块有：模拟量输入模块EM231：4模拟输入点，2W，12位模拟量输出模块EM232：2模拟输出点，2W，12位模拟量输入输出模块。EM235：4模拟输入点，1模拟量输出点，2W，12位1）模拟量输入模块（EM231）（A/D）作用：将模拟信号转换成PLC所能接受的数字信号。模拟量输入模块的功能就是实现模/数（A/D）转换。滤波内部电路A/D光电耦合组成•一般先用信号变送器把它们变换成统一的标准信号（如4-20mA的直流电流信号，1-5V的直流电压信号等），然后再送入模拟量输入模块。使用2）模拟量输出模块EM232（D/A）模拟量输出模块由光电耦合器、数模转换器D/A和信号驱动等环节组成。光电耦合器防止电磁干扰。内部电路驱动信号光电耦合D/A外部接线图：左端起的每3个点为一组，共二组。每组可作为一路模拟量输出（电压或电流信号）。第一组V0端接电压负载、I0端接电流负载，M0为公共端。第二组的接法与第一组类同。该模块需要直流24V供电。3）模拟量输入输出模块（EM235）•EM235具有4个模拟量输入通道、1个模拟量输出通道。•模拟量输入功能同EM231模拟量输入模块，技术参数基本相同。•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±10V、±5V、±2.5V、±1V、±500mV、±250mv、±100mv、±50mv、±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。•EM231、EM232和EM235模块需要直流24V供电。模拟扩展模块出3）5种通讯模块自学智能模块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。自学•称重模块•SIWAREXMS(微量秤)是一种多用途，灵活的称重模块。可用于电梯、料仓、轧钢机、起重机等负荷测量(称重)。通过称重传感器信号进入该模块，能够将处理后的重量值直接传给s7-200PLC。自学定位模块EM253EM253每秒可发出12至200000个脉冲。它可以支持直线加速和直线减速。模块还支持许多有用、必要的附加功能，如参照点运行的不同可能性。自学8DI16DI8DO(DC,ACorrelay)4DO5A4DO10A4AI4AI/1AO2AO2AIor4AIThermocouplesRTDmodulesPROFIBUSDPAS-i-MasterModemEthernet4DI/4DO8DI/8DO16DI/16DOTeleserviceCommuni-cationMessagingPositionmoduleforsteppersolution丰富的扩展模块数字量I/O模块模拟量I/O模块测温模块通讯扩展模块Modem模块定位模块以太网模块(IT)EthernetmoduleS7-200通讯网络2.4S7-200PLC的系统配置及地址分配S7-200PLC主机（基本配置），可构成一个独立的控制系统（基本配置）。基本配置的I/O配置是固定的，它们具有固定的I/O地址。输入I0.0~I*.*输出Q0.0~Q*.*主机配以扩展模块后，可扩展PLC的系统。数字量模块或模拟量模块可扩展系统的控制规模；智能模块可扩展系统的控制功能。进行扩展配置时应考虑以下相关的因素：扩展配置时应考虑相关的因素：主机允许带扩展模块的数量CPU输入输出映象区的大小PLC内部电源的负载能力CPU221模块（整体型PLC）不允许带扩展模块；CPU222模块最多可带2个扩展模块；CPU224模块、CPU224XP模块、CPU226模块最多可带7个扩展模块，且7个扩展模块中最多只能带2个智能扩展模块。允许主机所带扩展模块的数量S7-200PLC各类主机提供的数字量I/O映像区为：128个输入映像寄存器（I0.0～I15.7）128个输出映像寄存器（Q0.0～Q15.7）数字量的最大配置不能超过此区域。S7-200PLC各类主机提供的模拟量I/O映像区为：CPU222模块为16入/16出CPU224模块、CPU224XP模块、CPU226模块为32入/32出模拟量的最大配置不能超过此区域。1）数字量输入/输出映像寄存器区的大小2）模拟量输入/输出映像寄存器区的大小CPU输入输出映象区的大小．PLC内部5VDC电源的负载能力主机和扩展模块正常工作时，需要5VDC工作电源。主机内部电源单元提供的5VDC电源为主机和扩展模块提供了工作电源。系统配置后，必须对主机内部的5VDC电源的负载能力进行校验。PLC内部电源的负载能力PLC提供的DC5V电流校验举例•CPU2