电气控制系统与可编程控制器 教学课件 ppt 作者 常晓玲 第六章
83页1、第六章 S7系列可编程控制器,第一节 S7-200系列微型PLC的组成及性能 第二节 S7-300系列PLC的组成及编址 第三节 S7系列PLC的寻址方式 第四节 S7系列PLC的指令系统 第五节 模拟量PID指令及应用方法,第六章 S7系列可编程控制器,可编程控制器的产品众多,不同厂家、不同系列、不同型号的PLC,功能和结构均有所不同,但工作原理和组成基本相同。西门子(SIEMENS)公司应用微处理器技术生产的SIMATIC可编程控制器主要有S5和S7两大系列。目前,前期的S5系列PLC产品已被新研制生产的S7系列所替代。S7系列以结构紧凑、可靠性高、功能全等优点,在自动控制领域占有重要地位。,第一节 S7-200系列微型PLC的组成及性能,S7-200 PLC系列具有极高的性价比,较强的功能使其无论在独立运动中,还是相连成网络皆能完成各种控制任务。它的使用范围可以覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动控制。其应用领域包括各种机床、纺织机械、印刷机械、食品化工工业、环保、电梯、中央空调、实验室设备、传送带系统和压缩机控制等等。S7-200系列PLC有CPU21X和CPU22X两代产
2、品,其中CPU22X型PLC有CPU221,CPU 222,CPU 224和CPU 226四种基本型号。本节以CPU 224型PLC为重点,分析小型PLC的组成。,一. CPU 224型PLC的组成,小型PLC系统由主机(主机箱)、I/O扩展单元、文本/图形显示器、编程器组成。CPU 224主机的结构外形如图所示。,CPU224主机箱外部设有RS-485通讯接口(手持时或PC机)、文本/图形显示器、PLC网络等外部设备;还设有工作方式开关,模拟电位器,I/O扩展接口,工作状态指示和用户程序存储卡,I/O接线端子排及发光指示等。,1.基本I/O CPU 22X型PLC,具有两种不同的电源供电电压,输出电路分为继电器输出和晶体管DC输出两大类。CPU 22X系列PLC可提供4个不同型号的10中基本单元CPU供用户选用,其类型及参数如表8.1所示。 CPU 221集成6输入/4输出共10个数字量I/O点,无I/O扩展能力,6K字节程序和数据存储空间。 CPU 222集成8输入/6输出共14个数字量I/O点,可连接2个扩展模块,最大扩展至78路数字量I/O或10路模拟I/O点,6K字节程序和数
3、据存储空间。 CPU 224集成14输入/10输出共24个数字量I/O点,可连接7个扩展模块,最大扩展至168路数字量I/O或35路模拟I/O点,13K字节程序和数据存储空间。 CPU 22X系列PLC的特点:CPU 22X主机的输入点为24VDC双向光藕输入电路,输出有继电器和DC(MOS型)两种类型(CPU 21X系列输入点为24VDC单向光藕输入电路,输出有继电器和DC、AC三种类型)。并且,具有30KHZ高速计数器,20KHZ高速脉冲输出,RS-485通讯/编程口,PPI、MPI通讯协议和自由口通讯能力。CPU 222及以上CPU还具有PID控制和扩展的能力,内部资源及指令系统更加丰富,功能更加强大。,CPU 22X系列PLC的类型及参数,CPU 224外部电路原理图,CPU 224主机共有I0.0I1.5等14个输入点和Q0.0Q1.1等10个输出点。CPU 224输入电路采用了双向光电藕合器,24V DC极性可任意选择,IM为I0字节输入端子的公共端,2M为I1字节输入端子的公共端。 在晶体管输出电路中采用了MOSFET功率驱动器件,并将数字量输出分为两组,每组有一个独立公
4、共端,共有1L、2L两个公共端,可接入不同的负载电源。,2.主机I/O及扩展 CPU 22X系列PLC主机的I/O点数及可扩展的模块数目表,3.高速反应性 CPU 224 PLC有6个高速计数脉冲输入端(I0.0I0.5),最快的响应速度为30KHZ,用于捕捉比CPU扫描周期更快的脉冲信号。 CPU 224 PLC有2个高速计数脉冲输入端(Q0.0、Q0.1),输出脉冲频率可达20KHZ。用于PTO(高速脉冲束)和PWM(宽度可变脉冲输出)高速脉冲输出。 中断信号允许以及快的速度对过程信号的上升沿做出响应。,4.存储系统 S7-200 CPU存储系统由RAM和EEPROM两种存储器构成,用以存储器用户程序、CPU组态(配置)、程序数据等。当执行程序下载操作时,用户程序、CPU组态(配置)、程序数据等由编程器送入RAM存储器区,并自动拷贝到EFPROM区,永久保存。 系统掉电时,自动将RAM中M存储器的内容保存到EEPROM存储器。 上电恢复时,用户程序及CPU组态(配置)自动存RAM中,如果V和M存储区内容丢失时,EEPROM永久保存区的数据会复制到RAM中去。 执行PLC的上载操作时
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