s7200PLC的系统配置与接口模块.ppt

第4章 S7-200 PLC的系统配置与接口模块本章主要介绍西门子S7-200PLC的硬件特点和系统配 置，包括S7-200 PLC控制系统的基本构成，各种扩展模块 的功能、特点和使用方法，PLC控制系统的配置以及外部 电源系统的接线等要求掌握以下内容：1、S7-200各种CPU模块的基本技术指标；2、数字量扩展模块的接口电路及其特点；3、PLC对模拟量信号的处理方式和模拟量扩展模块 的数据格式，并能正确对扩展模块的外部端子接线；4、掌握S7-200系统配置的原则并能正确编址；5、掌握PLC外部电源系统的接线方法第4章 S7-200 PLC的系统配置与接口模块4.1 S7-200 PLC控制系统的基本构成 4.2 S7-200 PLC的输入/输出接口模块 4.3 S7-200 PLC的系统配置4.1 S7-200 PLC控制系统的基本构成一个最基本的S7-200 PLC 控制系统由基本单元（S7-200 CPU 模块）、个人计算机或编 程器、STEP7-Micro/WIN编程 软件及通信电缆组成在需要进行系统扩展时， 系统组成中还可包含数字量/模 拟量扩展模块、智能模块、通 信网络设备、人机界面及相应 的工业控制软件（MCGS）等 ，如图所示。

1.基本单元4.1 S7-200 PLC控制系统的基本构成基本单元（S7-200 CPU模块）也称为主机由中央处理单 元（CPU）、电源以及数字量输入输出单元组成这些都被紧 凑地安装在一个独立的装置中基本单元可以构成一个独立的 控制系统目前，S7-200 PLC 主要有CPU221（整体式PLC，I/O点数 不能扩展）、CPU222、CPU224、CPU224XP、CPU226（叠装式 PLC，可以连接扩展I/O模块与功能模块）这五种规格虽然外 形略有差别，但基本结构相同或类似1）S7-200 CPU的外形其处理器、存储器、电源、输入输出接口、通信接口等都 安装于基本单元上1）S7-200 CPU的外形4.1 S7-200 PLC控制系统的基本构成状态指示灯：指示CPU的工作方式（RUN、STOP）、系统错 误状态(SF/DIAG 故障/诊断)、主机I/O的当前状态存储器卡接口：可以插入存储器卡通信口：连接 RS-485 总线的通信电缆，是PLC主机实现 人-机对话、机-机对话的通道通过它，PLC可以和编程器、 彩色图形显示器、打印机等外部设备相连，也可以和其他PLC 或上位机相连1）S7-200 CPU的外形4.1 S7-200 PLC控制系统的基本构成顶部端子盖下面是输出端子和PLC供电电源端子。

输出端子的运行状态 可由指示灯显示，ON状态对应的指示灯亮底部端子盖下面是输入端子和传感器电源端子输入端子的运行状态 可由指示灯显示，ON状态对应的指示灯亮前盖下面有运行、停止开关和扩展模块接口将开关拨向STOP位置 时，PLC处于停止状态，此时可以对其编写程序；将开关拨向RUN位置时 ，PLC处于运行状态，此时不能对其编写程序；将开关拨向TERM位置时， 可以运行程序，同时还可以监控程序运行的状态扩展模块接口用于实现 I/O扩展2）S7-200 CPU22* 的性能参数4.1 S7-200 PLC控制系统的基本构成五种规格中，性能依次提高，特别是用户程序存储器容量 、数字量/模拟量I/O点数、高速计数功能等方面有明显区别其中，CPU221是整体式固定I/O型结构，I/O点数固定为6 入/4出，处理器、存储器、电源、基本输入输出接口、通信接 口等都安装于模块上，I/O点数不能改，并且没有I/O扩展模块 接口其余的CPU222、CPU224、CPU224XP、CPU226均为 叠装式PLC（基本单元+扩展模块的结构）PLC的处理器、 存储器、电源、基本输入输出接口、通信接口等都安装于基本 单元上，基本单元有集成的I/O点，可以通过扩展接口连接I/O 扩展模块和其他一些功能模块。

S7-200 CPU22*的主要技术指标：指 标标CPU221CPU222CPU224CPU224XPCPU226程序存储储器/B 线程序编辑时编辑时 非线程序编辑时编辑时4096 40968192 1228812288 1638416384 24576数据存储储器/B2048819210240掉电电保持 （超级电级电 容）/h50100本机数字量I/O6入/4出8入/6出14入/10出24入/16出本机模拟拟量I/O2入/1出扩扩展模块块数量27数字量I/O映像区128入/128出模拟拟量I/O映像区16入/16出32入/32出脉冲捕捉输输入/个681424高速计计数器/个464.1 S7-200 PLC控制系统的基本构成S7-200 CPU22*的主要技术指标：（续） 高速脉冲输输出/个2（20kHz,DC）2（100kHz,DC）2（20kHz,DC）布尔指令执执行速度0．22μs/指令定时时器/计计数器256/256定时时中断/个2,1ms分辨率模拟拟量调节电调节电 位器/个1（8位分辨率）2（8位分辨率）实时时钟实时时钟有（外插带电带电 池时钟时钟 卡）内置RS⁃485通信口/个12供电电能力 /mADC5V03406601000DC24V1802804004.1 S7-200 PLC控制系统的基本构成数字量I/O映像区就是输入/输出映像寄存器。

128入/128出表示输入/ 输出映像寄存器各有128位，地址是I（0.0-15.7）和Q（0.0-15.7）每一 个输入/输出模块的端子与输入/输出映像寄存器的相应位对应这些位不 一定全被使用，若不使用，就将这些地址空着，不挪作他用3）S7-200 CPU外部端子接线图4.1 S7-200 PLC控制系统的基本构成图中为S7-200 CPU226 AC/DC/继电器模块的外部端子接线图AC表示 PLC采用交流电源供电；DC表示输入模块为直流输入模块；继电器表示输出采 用继电器方式输出24个数字量输入点被分为2组每个外部输入开关信号均由各输入端子接 入，经一个直流电源接至公共端1M、2M由于是直流输入模块，采用直流电 源作为检测各输入点状态的电源M、L+两个端子提供DC 24V/400mA 传感器 电源，可以作为传感器电源，也可以作为输入端的检测电源3）S7-200 CPU外部端子接线图4.1 S7-200 PLC控制系统的基本构成16个数字量输出点被分为3组每个负载的一端与输出端相连，另一端经 电源与公共端相连由于是继电器输出方式，所以既可带直流负载，也可带交 流负载，由负载性质决定。

输出端子排的右端N、L1端子是供电电源 AC120V/240V 输入端电源电 压的允许范围是AC 85~264VS7-200 CPU226 AC/DC/继电器模块的外部端子接线图 2.编程设备编程设备的功能是编制程序、修改程序、测试程序，并将测 试合格的程序下载到PLC系统中为了降低编程设备的成本，目 前广泛采用个人计算机作为编程设备，但需配置西门子提供的 专用编程软件S7-200 PLC的编程软件是STEP7-Micro/WIN，该软件系统在 Windows平台上运行；支持语句表、梯形图、功能块图这三种 编程语言；具有指令向导功能和密码保护功能；内置USS协议库 、Modbus从站协议指令、PID整定控制界面和数据归档等；使 用PPI协议通信电缆或CP通信卡，实现PC与PLC之间进行通信、 上传和下载程序；支持TD400、TD400C等文本显示界面4.1 S7-200 PLC控制系统的基本构成3.通信电缆西门子PLC的通信电缆主要有三种：PC/PPI通信电缆、 RS-232C/PPI多主站通信电缆和USB/PPI多主站通信电缆这些通信电缆将S7-200 PLC与计算机连接后，用STEP7- Micro/WIN编程软件设置即可实现计算机与S7-200 PLC间 的通信和数据传输。

4.1 S7-200 PLC控制系统的基本构成4.人机界面人机界面（HMI）主要指专用操作员界面，如操作员面板、触 摸屏、文本显示器，这些设备可以使用户通过友好的操作界面完 成各种调试和控制任务 (1)文本显示器应用于S7-200 PLC的文本显示器有TD200C、TD400C等通过它 们，可以查看、监控和改变应用程序中的过程变量 (2)触摸屏西门子S7-200 PLC系统有多种触摸屏，如TP070、TP170A、 TP170B、TP177micro、K-TP178micro等K-TP178micro是为中国用 户量身定做的触摸屏通过点对点连接(PPI或者MPI协议)完成和S7 -200控制器的连接，可以显示图形、变量和操作按钮，为用户提供 一个友好的人机界面除了TP070之外，这些触摸屏用西门子人机 界面组态软件WinCC flexible组态4.1 S7-200 PLC控制系统的基本构成5. WinCC flexible和WinCC V7组态软件WinCC flexible为SIMATIC HMI 操作员提供工程软件，从而达到控制和监视设备的目的；同时为基于Windows 2000/XP的单个用户提供运行版可视化软件。

在这种情况下，可将项目传输到不同的HMI平台，并在其上运行而无需转变基于Windows-CE（另一种操作系统）的设备，WinCC flexible软件完全兼容ProTool（西门子人机界面过去的组态软件）制作的项目，即可通过WinCC flexible使用先前的工程4.1 S7-200 PLC控制系统的基本构成5. WinCC flexible和WinCC V7组态软件西门子视窗控制中心 WinCC是HMI/SCADA软件中的后起之秀，1996年进入世界工控软件组态市场，以最短的时间发展成第三个在世界范围内成功的SCADA系统WinCC V7.0采用标准的Microsoft SQI Server 2000数据库进行生产数据的归档，同时具有Web浏览器功能，可使监控人员在办公室看到生产流程的动态画面，从而更好地调度指挥生产，是工业企业中NES和ERP系统首选的生产实时数据平台软件WinCC可与SIMATIC S5、S7 PLC实现方便连接和高效通信；也可与STEP7软件紧密结合；并可对SIMATIC PLC进行系统诊断4.1 S7-200 PLC控制系统的基本构成4.2 S7-200 PLC的输入/输出接口模块4.2.1 数字量模块 4.2.2 模拟量模块 4.2.3 S7-200 PLC的智能模块当S7-200 PLC主机的I/O点数不能满足控制要求时，可以选配各种输入/输出接口模块来扩展。

通常，I/O扩展包括I/O点数扩展和功能扩展两类S7-200 PLC可扩展的接口模块有：4.2.1 数字量模块1.数字量输入模块2.数字量输出模块3.数字量输入输出模块模块块名称模块块描述DC+5V电电流 消耗 数字量输输入模块块EM221 DI8×24VDC30mAEM221 DI8×120/230VAC30mAEM221 DI16×24VDC70mA数字量输输出模块块EM222 DO4×24VDC40mAEM222 DO4×继电继电 器30mAEM222 DO8×24VDC50mAEM222 DO8×120/230VAC110mAEM222 DO8×继电继电 器40mA数字量输输入输输出 模块块EM223 DI4/DO4×24VDC40mAEM223 DI4/DO4×24VDC/继电继电 器40mAEM223 DI8/DO8×24VDC80mAEM223 DI8/DO8×24VDC/继电继电 器80mAEM223 DI16/DO16×24VDC160mAEM223 DI16/DO16×24VDC/继电继电 器150mAEM223 DI32/DO32×24VDC240mAEM223 DI32/DO32×24VDC/继电继电 器205mA表4-2 S7-200。