第4章S7系列可编程序控制器.ppt
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_05.gif)
《第4章S7系列可编程序控制器.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第4章S7系列可编程序控制器.ppt(68页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、n4.1概述概述n4.2S7-200系列系列PLC的构成的构成及性能指标及性能指标n4.3S7-200CPU存储器数据类型存储器数据类型及寻址方式及寻址方式n4.4S7-300和和S7-400系列系列PLC简介简介n本章本章小结小结4.1概述概述有着有着150多年历史的德国西门子多年历史的德国西门子(Siemens)公司是全球最具创新能力、最大公司是全球最具创新能力、最大的电气和电子公司之一。的电气和电子公司之一。从从1975年至今先后推出了年至今先后推出了S3、S5、S7等等系列系列PLC,其中其中1996年推出的年推出的SIMATICS7系系列列PLC继承了上一代继承了上一代S5系列稳定、
2、可靠和故系列稳定、可靠和故障率低的精髓,将先进控制思想、现代通讯障率低的精髓,将先进控制思想、现代通讯技术和技术和IT技术的最新发展集于一身,在技术的最新发展集于一身,在CPU运算速度、程序执行效率、故障自诊断、联运算速度、程序执行效率、故障自诊断、联网通讯等方面取得了业界公认的成就。网通讯等方面取得了业界公认的成就。SIMATICS7系列包括小型系列包括小型PLCS7-200、中型中型PLCS7-300、大型大型PLCS7-400,使用使用STEP7编程语言编程。编程语言编程。l4.2.1S7-200系统功能概述系统功能概述l4.2.2S7-200PLC的构成及性能指标的构成及性能指标l4.
3、2.3S7-200CPU的工作过程和工作方式的工作过程和工作方式4.2S7-200系列系列PLC的构成的构成及性能指标及性能指标4.2.1S7-200系统功能概述系统功能概述SIMATICS7-200系列系列PLC是小型是小型PLC,全部采用整体式结构,其硬件系统由全部采用整体式结构,其硬件系统由CPU模块模块和丰富的扩展模块构成。和丰富的扩展模块构成。S7-200PLC除具有基本的控制功能外,还具有:除具有基本的控制功能外,还具有:(1)功能强大的指令集;)功能强大的指令集;(2)丰富强大的通讯功能)丰富强大的通讯功能;(3)编程软件的易用性)编程软件的易用性:Step7-Micro/WIN
4、32编程软件为用户提供了开发、编辑和监控的良编程软件为用户提供了开发、编辑和监控的良好编程环境。好编程环境。4.2.2S7-200PLC的构成及性能指标的构成及性能指标1S7-200PLC主要组成主要组成S7-200系列系列PLC主要有主要有CPU221、CPU222、CPU224、CPU226四种主机四种主机CPU型号,全部型号,全部是整体式结构。该系列是整体式结构。该系列PLC的硬件系统主要包的硬件系统主要包含:基本单元(或称主机、含:基本单元(或称主机、CPU模块)、扩展模块)、扩展模块、特殊功能模块、编程器等外设。模块、特殊功能模块、编程器等外设。(1)基本单元基本单元内由内由CPU、
5、存储器、基本输入存储器、基本输入/输出(输出(I/O)点数及电源等组成。它是点数及电源等组成。它是PLC系系统中必不可少的部分。它实际上已是一个能独统中必不可少的部分。它实际上已是一个能独立实现一定控制任务的完整的控制系统。立实现一定控制任务的完整的控制系统。S7-200主机外形如图主机外形如图。图图4-1 S7-200 主机外形图:主机外形图:各部分的主要作用各部分的主要作用:CPU负责执行程序和存储数据负责执行程序和存储数据,以便对工业自动以便对工业自动控制任务或过程进行控制控制任务或过程进行控制;输入输入/输出输出是系统的控制点是系统的控制点,输入部分从现场设备输入部分从现场设备(如开关
6、、传感器等如开关、传感器等)中采集信号,输出部分则控制电中采集信号,输出部分则控制电动机、电磁阀及其它被控设备;动机、电磁阀及其它被控设备;电源电源向向CPU及其所连接的模块提供电力。及其所连接的模块提供电力。通讯端口通讯端口允许将允许将S7-200CPU与编程器或其它设备与编程器或其它设备连接起来,完成通信任务;连接起来,完成通信任务;状态信号灯状态信号灯显示了显示了CPU的工作模式(运行的工作模式(运行RUN或或停止停止STOP),),还显示主机还显示主机I/O的当前状态以及检查出的当前状态以及检查出的系统错误;的系统错误;(2)扩展模块)扩展模块是用来增加是用来增加I/O点数的部点数的部
7、件,用户可根据实际需要灵活地改变系统件,用户可根据实际需要灵活地改变系统的输入的输入/输出点数。不同型号的输出点数。不同型号的PLC所能连所能连接的扩展模块数量有所不同(详见表接的扩展模块数量有所不同(详见表4.1)。(3)特殊功能模块)特殊功能模块是用来增加是用来增加PLC控控制功能的部件。如将高速计数器模块、制功能的部件。如将高速计数器模块、PID模块等与主机连接可完成相应的特殊控制模块等与主机连接可完成相应的特殊控制功能。功能。2S7-200CPU主要性能指标主要性能指标对对 于于 每每 个个 型型 号号,西西 门门 子子 提提 供供 DC(24V)和和AC(120220V)两两种种供供
8、电电的的CPU类类型型。四四种种CPU均均有有晶晶体体管管输输出出和和继继电电器器输输出出两两种种类类型型。如如CPU224DC/DC/DC和和CPU224AC/DC/Relay,其含义如下:其含义如下:DC/DC/DCAC/DC/Relay数字量输出点是 数字量输出点是晶体管直流电路的类型 继电器触点的类型直流数字量输入 直流数字量输入CPU是直流供电 CPU是交流供电模块名称和I/O点数尺 寸/(mm x mm x mm)质量/g功耗 /w供电能力/mA+5V DC+24V DCCPU 221 DC/DC/DC6输入/4晶体管输出90 x 80 x 6227030180CPU 221 AC
9、/DC/Relay6输入/4继电器输出90 x 80 x 6231060180CPU 222 DC/DC/DC8输入/6晶体管输出90 x 80 x 622705340180CPU 222AC/DC/Relay8输入/6继电器输出90 x 80 x 623107340180CPU 224 DC/DC/DC14输入/10晶体管输出120.5 x 80 x 623607660280CPU 224 AC/DC/Relay14输入/10继电器输出120.5 x 80 x 6241010660280CPU 2226 DC/DC/DC24输入/16晶体管输出196 x 80 x 6255011100040
10、0CPU 226 AC/DC/Relay24输入/16继电器输出196 x 80 x 62660171000400表表4-1 S7-200 CPU 通用规范通用规范CPU类型CPU221CPU222CPU224CPU226主机数字量输入/输出点数6输人/4输出8输人/6输出14输人/输10出24输人/16输出可连接的扩展模块数量 不可扩展2个7个7个最大可扩展的数字量 不可扩展78点168点248点最大可扩展的模拟量 不可扩展10点35点35点用户程序存储区4K4K8K8K用户数据存储区2K2K5K5K数据后备时间(超级电容)50小时50小时190小时190小时用户存储器类型EEPROMEEP
11、ROMEEPROMEEPROM数字量I/O映象区大小256(128/128)256(128/128)256(128/128)256(128/128)模拟量I/O映象区大小无16入/16出32入/32出32入/32出 表表4.2 S7-200 CPU主要性能指标主要性能指标编程软件Step 7-Micro/WINStep 7-Micro/WINStep 7-Micro/WINStep 7-Micro/WIN每条二进制语句执行时间0.37us0.37us0.37us0.37us标志寄存器/计数器/定时器256/256/256256/256/256256/256/256256/256/256高速计数
12、器4个30KHz4个30KHz6个30KHz6个30KHz高速脉冲输出2个20KHz2个20KHz2个20KHz2个20KHz通讯接口1(RS485)1(RS485)1(RS485)2(RS485)外部硬件中断4444支持的通讯协议PPI,MPI,自由口PPI,MPI,自由口,Profibus DPPPI,MPI,自由口,Profibus DPPPI,MPI,自由口,Profibus DP模拟量调节电位器1个1个2个2个实时时钟外置时钟卡(选件)外置时钟卡 (选件)内置时钟卡内置时钟卡外形尺寸(W*H*Dmm)90*80*6290*80*62120*80*62196*80*623.扩展模块扩展
13、模块S7-200CPU为为了了扩扩展展I/O点点数数和和执执行行特特殊殊的的功能,可以连接扩展模块(功能,可以连接扩展模块(CPU221除外)。除外)。扩扩展展模模块块主主要要有有:数数字字量量I/O模模块块、模模拟拟量量I/O模块、通讯模块和特殊功能模块。如:模块、通讯模块和特殊功能模块。如:EM221DI8XDC24V(8点点24VDC数字量输入扩展模块数字量输入扩展模块)EM222DO8XDC24V(8点点24VDC数数字字量量晶晶体体管管输输出出扩扩展展模模块块)CP243-1(工业以太网通讯模块)工业以太网通讯模块)常用扩展模块所消耗常用扩展模块所消耗5VDC电流详见表电流详见表4-
14、3。4CPU存储器的保持存储器的保持(1)CPU提供了一个提供了一个EEPROM来永久保存来永久保存用户程序、选择的数据区和用户程序、选择的数据区和CPU的组态数据;的组态数据;(2)CPU提供了一个超级电容器,在提供了一个超级电容器,在CPU掉电时保存完整的掉电时保存完整的RAM存储器。根据存储器。根据CPU模块模块类型,超级电容器可保存类型,超级电容器可保存RAM存储器达几天之存储器达几天之久;久;(3)CPU提供了一个可选的电池卡,当提供了一个可选的电池卡,当CPU掉电后,可延长掉电后,可延长RAM存储器保持的时间。存储器保持的时间。电池卡只有在超级电容器耗尽后才提供电源。电池卡只有在超
15、级电容器耗尽后才提供电源。5电源计算电源计算不不同同规规格格的的CPU提提供供5VDC和和24VDC电电源源的的容容量量不不同同。每每个个实实际际项项目目都都要要就就电电源源容容量量进进行行规规划划计计算算。如如超超出出CPU的的供供电电能能力力,就就必必须须减少或改变模块配置。减少或改变模块配置。电源计算实例:表电源计算实例:表4-4是某是某S7-200PLC系统系统一种扩展方式的电源需求量计算的例子。一种扩展方式的电源需求量计算的例子。在本例中,在本例中,CPU模块为扩展模块提供了足模块为扩展模块提供了足够的够的5VDC电源,但它没有给所有的输入和输电源,但它没有给所有的输入和输出线圈提供
16、足够的出线圈提供足够的24VDC电源(本配置需要提电源(本配置需要提供额外的供额外的120mA电流)。电流)。表表4-4电源预算实例电源预算实例 电源规格模块型号及描述5V DC24V DCCPU 224 AC/DC/继电器供电能力660 mA280 mACPU 224 14输入点共消耗电流14 X 4mA=56 mA3块 EM 223 DI 8/DO 8 X DC24V/继电器消耗电流3 X 80mA=240 mA1块EM 221 DI 8 X DC 24V消耗电流1 X 30mA=30 mA3块EM 223 每块8输入点共消耗电流3 X 8 X 4mA=96 mA3块EM 223 每块8继
17、电器线圈共消耗电流3 X 8 X 9mA=216 mA1块 EM 221 每块8输入点共消耗电流1 X 8 X 4mA=32 mA总需要电流值270 mA400 mA总电流差额剩390 mA缺120 mA6.最大最大I/O配置配置S7-200CPU虽然具有相同大小的虽然具有相同大小的I/O映像映像区,但不同区,但不同CPU的最大的最大I/O还受下面几种情况的还受下面几种情况的限制:限制:(1)模块数量:)模块数量:CPU221不能扩展;不能扩展;CPU222最多扩展最多扩展2个模块;个模块;CPU224及及226最多扩展最多扩展7个模块个模块。(2)数字量映像寄存器大小:)数字量映像寄存器大小
18、:(3)模拟量映像寄存器大小:)模拟量映像寄存器大小:(4)CPU内部电源所能提供的内部电源所能提供的5VDC电源电源容量和每种扩展模块所消耗的电流。容量和每种扩展模块所消耗的电流。表表4-5列出列出S7-200CPU的最大的最大I/O配置。配置。7.CPU和输入输出组态和输入输出组态CPU组态组态指的是配置指的是配置PLC系统的主机及相连系统的主机及相连的各个模块的功能和参数,使其在一定的方式的各个模块的功能和参数,使其在一定的方式下工作。其主要内容下工作。其主要内容:(1)I/O地址分配规则地址分配规则S7-200系列系列PLC的每种类型的每种类型CPU模块提供模块提供的主机的主机I/O点
19、具有固定的点具有固定的I/O地址。当需要扩展地址。当需要扩展时,可将时,可将I/O扩展模块接到扩展模块接到CPU右边。每个扩展右边。每个扩展模块的地址由模块的地址由I/O类型及模块在类型及模块在I/O链中的位置链中的位置决定。决定。S7-200共有共有4类类I/O:数字量输入(数字量输入(DI)、)、数字量输出(数字量输出(DO)、)、模拟量输入(模拟量输入(AI)、)、模拟量输出(模拟量输出(AQ)。)。I/O地址分配规则是:地址分配规则是:1)每一类每一类I/O分别排列地址,从分别排列地址,从CPU开始开始算起,算起,I/O点从左到右按由小到大的规律排列,点从左到右按由小到大的规律排列,扩
20、展模块的类型和位置一旦确定,则它的扩展模块的类型和位置一旦确定,则它的I/O点地址也随之确定。点地址也随之确定。2)CPU给数字量扩展模块的输入输出映像给数字量扩展模块的输入输出映像寄存器的单位长度为寄存器的单位长度为8位(位(1个字节),某模块个字节),某模块实际位不足实际位不足8位的,没有使用的高位也不能分位的,没有使用的高位也不能分配给配给I/O链的后续模块。链的后续模块。3)CPU给模拟量扩展模块是以给模拟量扩展模块是以2字节递增方字节递增方式来分配空间。式来分配空间。I/O地址分配举例:地址分配举例:如如某某PLC控控制制系系统统需需要要的的输输入入输输出出点点数数为为:数数字字量量
21、输输入入25点点、数数字字量量输输出出21点点,模模拟拟量量输输入入5点、模拟量输出点、模拟量输出2。能能够够满满足足此此要要求求的的配配置置有有多多种种,表表4-6列列出出了了其其中中的的一一种种,该该种种配配置置共共有有数数字字量量输输入入26点点、数数字字量量输输出出22点点、模模拟拟量量输输入入8点点、模模拟拟量量输输出出2点,可满足控制系统的需要。点,可满足控制系统的需要。表表4-6I/O地址分配举例地址分配举例主机 I/OCPU 224(数字量:14入/10出)模块0 I/OEM221DI8XDC24V (数字量:8输入)模块1 I/OEM222DO8XDC24V (数字量:8输出
22、)模块2 I/OEM235 AI4/AQ1X12位(模拟量:4入/1出)模块3 I/OEM223 DI4/DO4XDC24V/继电器(数字量:4入/4出)模块4 I/OEM235 AI4/AQ1X12位(模拟量:4入/1出)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 Q1.1I1.2I1.3I1.4I1.5I2.0I2.1I2.2I2.3I2.4I2.5I2.6I2.7Q2.0Q2.1Q2.2Q2.3Q2.4Q2.5Q2.6Q2.7AIW0 AQW0AIW2AIW4A
23、IW6I3.0 Q3.0I3.1 Q3.1I3.2 Q3.2I3.3 Q3.3AIW8 AQW2AIW10AIW12AIW14(2)设置数字量输入滤波)设置数字量输入滤波使用可选的输入滤波器可以抑制噪使用可选的输入滤波器可以抑制噪声干扰。声干扰。S7-200CPU允许为部分或全部允许为部分或全部主机数字量输入选择输入滤波器,并通主机数字量输入选择输入滤波器,并通过合理设置延迟时间(时间可选范围:过合理设置延迟时间(时间可选范围:0.2ms12.8ms)可有效地抑制甚至滤除可有效地抑制甚至滤除输入噪声干扰。系统默认值是输入噪声干扰。系统默认值是6.4ms。(3)设置脉冲捕捉)设置脉冲捕捉S7-2
24、00CPU为每个主机数字量输入提供为每个主机数字量输入提供脉冲捕捉功能。脉冲捕捉功能允许脉冲捕捉功能。脉冲捕捉功能允许PLC捕捉捕捉到持续时间很短的高电平脉冲或低电平脉冲,到持续时间很短的高电平脉冲或低电平脉冲,这样这样PLC就能避免漏捕捉在两次输入扫描之就能避免漏捕捉在两次输入扫描之间持续时间很短的脉冲,从而保证系统的正间持续时间很短的脉冲,从而保证系统的正常控制。常控制。使用脉冲捕捉功能时,首先必须保证将输使用脉冲捕捉功能时,首先必须保证将输入滤波器的时间调整到不会滤掉脉冲,接着入滤波器的时间调整到不会滤掉脉冲,接着再用编程软件对输入要求脉冲捕捉的数字量再用编程软件对输入要求脉冲捕捉的数字
25、量输入点进行选择。系统默认设置为所有输入输入点进行选择。系统默认设置为所有输入点都不用脉冲捕捉。点都不用脉冲捕捉。(4)设置输出状态)设置输出状态S7-200CPU为输出点提供两种性能:一为输出点提供两种性能:一种是预置数字量输出点在种是预置数字量输出点在CPU变为变为STOP方式方式后为已知值;另一种是设置数字量输出保持后为已知值;另一种是设置数字量输出保持CPU变为变为STOP方式之前的状态。方式之前的状态。使用编程软件,通过利用输出表可设置使用编程软件,通过利用输出表可设置输出状态,系统默认的设置为输出表中的所有输出状态,系统默认的设置为输出表中的所有点设置为点设置为0,而且将输出表的值
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第4章 S7系列可编程序控制器 S7 系列 程序 控制器
![提示](https://www.taowenge.com/images/bang_tan.gif)
限制150内