工业电气控制及PLC技术 第五章 S7-200系列可编程控制器.ppt

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1、第五章 S7-200系列可编程控制器第一节 机种及系统构成 S7-22X系列PLC可提供5种不同的基本单元和多种规格的扩展单元。其系统构成除基本单元、扩展单元外还有编程器、存储卡、写入器、文本显示器等。基本单元扩展单元 扩展单元的基本用途是对基本单元的输入、输出口进行扩展。不同的基本单元加上不同的扩展单元，可以方便的构成各种输入、输出点数系统，以适应不同工业控制的需要。还有一些扩展单元是一些特殊的功能单元，如模拟量输入/输出单元，连接专门传感器的工作单元或专用的功能单元，如热电偶功能单元，定位控制单元及专用的通讯单元等。用于扩展输入/输出口的扩展单元一般不含CPU，而专用的功能单元一般带有自身

2、的CPU，称为智能模块。扩展单元一般不单独使用需要和基本单元配合使用。编程器 S7-200系列PLC的编程器分为简易型和智能型两种。简易型编程器是袖珍型的，只有简单的操作键及小面积的液晶显示屏，但仍然具有用户程序的输入、编辑、检索的功能，也可以在线作系统监控及故障检测，简单实用，价格低，但显示功能差，只能用指令表方式输入。智能型的编辑器，实际上是装有全部所需软件的工业现场用便携式计算机。起程序编辑、管理功能极强。可以把它挂在可编程控制器网络上，对网上各站进行监控、调试及管理。但这种编程器价格高。STEP7-Micro/WIN编程软件包 STEP7-Micro/WIN编程软件可在个人计算机上提供

3、西门子S7-200系列PLC的编程环境。有梯形图、语句表、和功能块图三种程序编辑器可供用户选择，可以实现程序的 输入，编辑，检索功能，也可以在线做系统监控及故障检测。可方便的实现程序的上载和下载。下图为计算机与PLC通过PPI编程电缆连接的示意。STEP7-Micro/WIN编程软件已安装在计算机中，具体编程时，先打开这一软件，进入程序编辑器栏，选取编程语言就可以进入编程过程。见下页编程界面：程序存储卡 为了保证程序及重要参数的安全，一般小型可编程控制器设有外接EEPROM卡盒接口。通过该接口可将卡盒的内容写入PLC内，也可将PLC内的程序及重要参数传到外部EEPROM卡盒做备份。文本显示器

4、TD200是用于S7-200的文本显示器。它可以用于显示系统信息，可以作为操作控制单元，还可以在程序的执行过程中修改某个量的数值，也可以直接设置输入/输出量。功能更强的显示器是触摸屏显示器，它不但可以显示文字，还可以作图形显示。第二节 技术规范可编程控制器的技术规范是PLC设计及生产的技术标准。S7-200系列PLC系统手册上给出的技术规范主要有一般技术规范和CPU规范。一般技术规范：环境条件运输和存储环境条件工作电磁兼容性抗干扰CPU规范CPU规范CPU电源规范CPU输入规范CPU输出规范第三节 外端子图外端子为PLC输入、输出、外电源的连接点。我们来看两个外端子接线的图例：第四节 S7-2

5、00系列PLC的编程软元件 PLC的编程软元件实质上为存储器单元，每个单元都有唯一的地址。为了方便不同的编程功能的需要，存储单元作了分区，因此，也就有了 不同类型的编程软元件。类型及功用输入继电器（I）输入继电器和PLC的输入端子相连，是专设的输入过程映象寄存器，用来接受外部传感器或开关元件发来的信号，但机器读取这些信号时并不影响这些信号的状态。它一般采取八进制编号，一个端子占用一个点。输出继电器（Q）输出继电器是PLC向外部负载发出控制命令的窗口，是专设的输出过程映象寄存器。输出继电器的外部输出触点接到输出端子上，以控制外部负载。输出继电器的外部输出执行器有三种：继电器、晶体管、晶闸管。内部

6、标志位（M）内部标志位也称位存储区。在逻辑运算中经常需要一些存储中间操作信息的元件，它们并不直接驱动外部负载，只起中间状态的暂存作用，类似于继电器中的中间继电器，在S7-200中称为内部标志位，多为位单位使用。特殊标志位（SM）是用户与系统程序之间的界面，为用户提供一些特殊的控制功能及系统信息，用户对操作的一些特殊要求也通过SM通知系统。特殊标志位可分为只读区及可读/可写区两大部分，只读区特殊标志位，用户只能利用其触点；可读/可写特殊标志位用于特殊控制功能。定时器（T）PLC中的定时器的作用相当于时间继电器。定时器的设定值由程序赋予。每个定时器有一个16位的当前值寄存器及一个状态位，称为T-b

7、it。定时器的计时过程采用时间脉冲的计数方式，其时基增量（分辨率）分为1ms，10ms,100ms三种。计数器（C）它的结构与定时器基本一样，其设定值在程序中赋予。它有一个16位的当前值寄存器及一个状态位，称为C-bit。计数器用来数输入端子或内部元件送来的脉冲数，具有加计数器、减计数器及加减计数器三种。一般计数器的计数频率受扫描周期的影响，不可以太高。高频信号的计数可以用高速计数器（HSC）。高速计数器（HC）用于对频率高于扫描频率的机外高速信号计数，高速计数器使用主机上专用的端子接受这些信号，其数据为32位的有符号的高速计数器的当前值。变量寄存器（V）变量存储区存储具有较大容量的变量寄存器

8、，用于存储程序执行过程中控制逻辑的中间结果，或用来保存与工序或任务相关的其他数据。累加器（AC）S7-200 CPU中提供4个32位的累加器（ACC0ACC3）累加器常用作数据处理的执行器件。局部存储器（L）局部有效，可分配给主程序，子程序或中断子程序但是不同的程序段不能访问不同程序段中的局部存储器。局部存储器长用来作为临时数据的存储器或为子程序传递参数。状态元件（S）是使用顺控继电器指令的重要元件，通常与顺序控制指令LSCR、SCRT、SCRE结合使用。模拟量输入/输出（AIW/AQW）模拟量经A/D、D/A转换，在PLC外为模拟量在PLC内为数字量。模拟量输入/输出元件为模拟量输入/输出专

9、用存储单元。机型及数量配置寻址方式位寻址字节寻址字寻址双字寻址为了使用方便及使用与存储单元长度统一，一般存储单元都具有这四种寻址方式，但在不同的寻址方式选用了同一字节地址为起始地址时，其所表示的地址空间是不同的。一些存储数据专用的存储单元不支持位寻址方式，主要有模拟量输入、输出存储器，累加器及计时、计数器的当前值存储器等。还有一些存储器的寻址方式与数据长度不方便统一，如累加器不论采用字节、字或双字寻址都要占用全部32位存储单元。与累加器相反，模拟量输入、输出单元为字节标号，但由于模拟量规定为16位，模拟量单元寻址时均以偶数标志。此外，定时器、计数器具有当前值存储器及位存储器二类存储器，但属于同一个器件的存储器采用同一标号寻址。下页给出了S7200各种CPU存储空间的取值范围。