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S7-200 PLC编程及应用
重庆大学 廖常初
第1章 PLC 的硬件与工作原理
1.1 概述
1.CPU模块
CPU模块主要由CPU芯片和存储器组成。
PLC 的程序分为操作系统和用户程序。
RAM (随机存取存储器)的工作速度高、价格便宜、改写方便。断电后储存
的信息丢失。ROM (只读存储器)只能读出,不能写入。断电后储存的信息不
会丢失。
EEPROM (可以电擦除可编程的只读存储器)的数据可以读出和改写,断电
后信息不会丢失。写入数据的时间比RAM长。S7-200用EEPROM来存储用户程
序和需要长期保存的重要数据。
2 .I/O模块
I/O模块是输入 (Input )模块和输出 (Output )模块的简称。
输入模块用来采集输入信号,输出模块用来控制外部的负载和执行器。
I/O模块还有电平转换与隔离的作用。
3 .编程软件
STEP 7-Micro/WIN 用来生成和编辑用户程序,和监控用户程序的运行。
4 .电源
PLC使用AC 220V 电源或DC 24V 电源。小型PLC可以为输入电路和外部的电
子传感器提供DC 24V 电源。
1.2 S7-200系列PLC
S7-200 、S7-1200和S7-200 SMART是西门子的小型PLC 。S7-300/S7-400
和S7-1500是模块式大中型PLC 。WinAC是在PC上实现PLC功能的 “软PLC” 。
1.2.1 S7-200的特点
1.功能强,有高速计数、高速输出、PID参数自整定、位置控制、称重、
配方、数据记录等功能。
2 .先进的程序结构
3 .灵活方便的存储器结构,大多数存储区可以按位 (bit )、字节、字
和双字读写。
4 .功能强大、使用方便的编程软件
5 .简化复杂编程任务的向导功能
6 .强大的通信功能
7 .品种丰富的配套人机界面,Smart 700 IE 的价格便宜
8.有竞争力的价格
9 .完善的网上技术支持
1.2.2 CPU模块
有CPU 221/222/224/224XP/224XPsi/226 ,最多扩展7个扩展模块、256点数字
量I/O或45路模拟量I/O ,最多24KB程序存储空间和10KB用户数据存储空间。
CPU 221无扩展功能。
256 点定时器、256 点计数器;集成6个有13种工作模式的高速计数器,以及
两点高速脉冲发生器/脉冲宽度调制器。
1个或2个模拟电位器,1个或2个RS-485接口,有实时时钟。
4点输入中断,2个1~255ms 的定时中断。
CPU 224XP集成了2AI 、1AO ,2个RS-485通信口,高速输入200kHz 、高速
输出100kHz 。
可使用PPI 、MPI 、PROFIBUS 、Modbus 、USS 、S7通信协议,和自由端口
通信方式。
1.2.3 数字量输入与数字量输出
1.数字量输入电路
图1-3 中的1M是同一组输入点各内部输入电路的公共点。输入电流为数毫安。
外接触点接通时,发光二极管亮,光敏三极管饱和导通;反之发光二极管
熄灭,光敏三极管截止,信号经内部电路传送给CPU模块。
漏型输入的输入电流流进输入模块,源型输入的输入电流从模块流出。
2 .数字量输出电路
继电器输出电路可以驱动直流负载和交流负载,承受瞬时过电压和过电
流的能力较强,动作速度慢,动作次数有限制。
场效应管输出电路只能驱动直流负载。反应速度快、寿命长,过载能力
稍差。
CPU 224XPsi具有MOSFET漏型输出,电流从输出端子流入。其他场效应
晶体管型输出的CPU都是MOSFET源型输出,电流从输出端子流出。
1.2.4 扩展模块
1.数字量扩展模块
数字量I/O :8DI 、16DI 、4DO 、8DO模块;4/4 、8/8 、16/ 16、32/32 点的
DI/DO模块。
输入有DC 24V 和AC 230V 两种,输出有DC 24V 和继电器型两种。
2 .PLC对模拟量的处理
模拟量输入模块将模拟量转换为数字量。模拟量输出模块将PLC 中的数字
量转换为模拟量电压或电流。
有12位的4A
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