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S7-200 PLC基础教程 第2版 教学课件 ppt 作者 廖常初 1、2章

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    • 1、S7-200 PLC基础教程 第2版,第1章 概述,1.1 PLC的基本概念与基本结构 1.1.1 PLC的基本概念,可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字式、模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备,都应按易于使工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。,图1-1 PLC控制系统示意图,1.1.2 PLC的基本结构,1.2 PLC的特点与应用领域 1.2.1 PLC的特点,1. 编程方法简单易学 2. 功能强,性能价格比高 3. 硬件配套齐全,用户使用方便,适应性强 4. 可靠性高,抗干扰能力强 5. 系统的设计、安装、调试工作量少 6. 维修工作量小,维修方便 7. 体积小,能耗低 1.2.2 PLC的应用领域 1. 开关量逻辑控制 2. 运动控制 3. 闭环过程控制 4. 数据处理 5. 通信联网,PLC的物理结构:整体式、模块式,第2章 PLC的硬件与工作原理,2.1 PLC的硬件 2.1.1

      2、 PLC的物理结构,图2-1 S7-200 CPU模块的外形图,2.1.2 CPU模块中的存储器 存储器分类与特点:RAM、ROM、EPROM、EEPROM 2.1.3 I/O模块,图2-3 输入电路,图2-4 继电器输出电路,图2-5 场效应管输出电路,2.2 PLC的工作原理 2.2.1 用触点和线圈实现逻辑运算,图2-6 基本逻辑电路,图2-7 电机控制电路,2.2.2 PLC的操作模式 RUN模式执行用户程序,“RUN” LED亮。 STOP模式不执行用户程序,可将用户程序和硬件设置信息下载到PLC。TERM(终端)模式与通信有关。 CPU模块上的模式开关在RUN位置时,上电自动进入RUN模式。 PC - PLC之间建立起通信连接后,若模式开关在RUN或TERM位置, 可用编程软件中的命令改变CPU的工作模式。 2.2.3 PLC的工作原理,中断程序的处理与立即I/O指令可提高响应速度。,图2-9 PLC外部接线图与梯形图,LD I0.1 O Q0.0 AN I0.2 = Q0.0,外部输入电路接通时, 对应的输入映像寄存器为ON(1状态), 梯形图中对应的常开触点闭合,常闭触

      3、点断开。 梯形图中Q0.0的线圈“通电”,对应的硬件继电器的常开触点闭合,接在标号为0.0的端子的外部负载工作。 2.3 S7-200系列PLC 西门子PLC的分类:S7、M7、C7、WinAC。 2.3.1 CPU模块 CPU 221/222/224/226 集成I/O点:10/14/24/40点;程序空间409624576B。 最大DI/DO 256/256点;最大AI/AO 35/32点;最多7个扩展模块。 定时器/计数器256/256点;高速计数器4/6点30kHz,2点20kHz高速输出; 模拟电位器1/2个,实时钟,1/2个RS-485接口; 4点输入中断,2个定时中断 (1255ms)。,CPU 224XP:2AI、1AO,2通信口,高速输入200kHz、高速输出100kHz。 PPI、MPI、自由通信口协议和PROFIBUS点对点协议; 使用STEP 7-Micro/WIN编程软件。 2.3.2 数字量扩展模块 数字量I/O:8DI、16DI、4DO、8DO、4/4、8/8、16/16、32/32DI/DO。 输入有24V DC和230V AC两种,输出有24V DC和

      4、继电器型。 2.3.3 模拟量扩展模块与热电偶热电阻扩展模块 模拟量模块的作用:A/D转换与D/A转换。 模拟量I/O:12位4AI、2AO、4AI/1AO;15位4路热电偶、2路热电阻模块。 模拟量输入模块有多种量程(与模块型号有关),用模块上的DIP开关设置量程。,【例2-1】某发电机的电压互感器的电压比为10kV/100V(线电压),电流互感器的电流比为1000A/5A,功率变送器的额定输入电压和额定输入电流分别为AC 100V和5A,额定输出电压为 DC 10V,模拟量输入模块将DC 10V输入信号转换为数字32000 +32000。设转换后得到的数字为N,求以kW为单位的有功功率值。 解:根据互感器额定值计算的原边有功功率额定值为,图2-10 模拟量输入数据字的格式,互感器原边的有功功率与转换后的数字之间的关系为17321 kW /32000。 使用定点数运算时的计算公式为 P = N 17321 / 32000 (kW) 【例2-3】某压力变送器将600 Pa600 Pa的压力信号转换为DC 420mA的输出信号,模拟量输入模块将020mA转换为数字032000,设转换后得到的数字为N,试求以0.1Pa为单位的压力值。,图2-12 模拟量输出数据字的格式,模拟量输出模块的量程有10V和020mA两种:,2.4 I/O地址分配与外部接线 2.4.1 本机I/O与扩展I/O的地址分配,图2-13 CPU 224XP的本地和I/O地址分配举例,图2-14 交流电源系统的外部接线 图2-15 直流电源系统的外部接线,图2-16 感性输出电路的处理,2.1 填空 (1) PLC主要由 、 、 和 组成。 (2) 继电器的线圈“断电”时,其常开触点 ,常闭触点 。 (3) 外部输入电路接通时,对应的输入过程映像寄存器I为 状态,梯形图中对应的常开触点 ,常闭触点_。 (4) 若梯形图中输出Q的线圈“断电”,对应的输出过程映像寄存器为 状态,在修改输出阶段后,继电器型输出模块中对应的硬件继电器的线圈 ,其常开触点 ,外部负载 。,

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