PLC技术(1-3)S7-200PLC接线

模块一项目1.3西门子S7-200系列可编程控制器及接线本节要点西门子S7-200CPU224可编程控制器的结构、性能指标西门子S7-200CPU224可编程控制器工作方式扩展模块介绍THPESM-2型PLC实训装置基本使用方法项目：点动、自锁和多点起停的PLC电路点动、自锁和多点起停实验程序特别注意：I0.4接一个开关。1.3.1S7-200系列PLC的CPU2241.概述西门子S7系列PLC分为S7-400、S7-300、S7-200三个系列，分别为S7系列的大、中、小型可编程控制器系统。S7-200系列PLC的CPU22X系列中提供了有CPU221，CPU222，CPU224和CPU226四种基本型号。四种型号的PLC具有下列特点：（1）集成的24V电源。可直接连接到传感器和变送器执行器。CPU221和CPU222具有180mA输出。CPU224输出280mA，CPU226、CPU226XM输出400mA可用作负载电源。（2）高速脉冲输出。具有2路高速脉冲输出端，输出脉冲频率可达20KHz，用于控制步进电机或伺服电机，实现定位任务。（3）通信口。CPU221、CPU222和CPU224具有1个RS-485通信口。CPU226、CPU226XM具有2个RS-485通信口。支持PPI、MPI通信协议，有自由口通信能力。*（4）模拟电位器。CPU221/222有1个模拟电位器，CPU224/226/226XM有2个模拟电位器。模拟电位器用来改变特殊寄存器（SMB28，SMB29）中的数值，以改变程序运行时的参数。如定时器、计数器的预置值，过程量的控制参数。（5）中断输入允许以极快的速度对过程信号的上升沿作出响应。（6）EEPROM存储器模块（选件）。可作为修改与拷贝程序的快速工具，无需编程器并可进行辅助软件归档工作。（7）电池模块。用户数据（如标志位状态、数据块、定时器、计数器）可通过内部的超级电容存储大约5天。选用电池模块能延长存储时间到200天（10年寿命）。电池模块插在存储器模块的卡槽中。（8）不同的设备类型。CPU221~226各有2种类型CPU，具有不同的电源电压和控制电压。（9）数字量输入/输出点。CPU221具有6个输入点和4个输出点；CPU222具有8个输入点和6个输出点；CPU224具有14个输入点和10个输出点；CPU226/226XM具有24个输入点和16个输出点。CPU22X主机的输入点为24V直流双向光电耦合输入电路，输出有继电器和直流（MOS型）两种类型。（10）高速计数器。CPU221/222有4个30KHz高速计数器，CPU224/226/226XM有6个30KHz的高速计数器，用于捕捉比CPU扫描频率更快的脉冲信号。2.CPU224型PLC基本单元（1）CPU224型PLC外形输入、输出、CPU、电源模块都装在一个基本单元的机壳内，是典型的整体式结构。当需要扩展时，选用需要的扩展模块与基本单元连接。（2）CPU224型PLC基本输入/输出端子CPU224的主机共有14个输入点（I0.0～I0.7、I1.0～I1.5）和10个输出点（Q0.0～Q0.7，Q1.0～Q1.1）。在编写端子代码时采用八进制，没有0.8和0.9。（3）高速反应性CPU224PLC有6个高速计数脉冲输入端（I0.0～I0.5），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.CPU224PLC有2个高速脉冲输出端（Q0.0，Q0.1），输出频率可达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。（5）可选卡插槽该卡位可以选择安装扩展卡。扩展卡有EEPROM存储卡，电池和时钟卡等模块。（a）存储卡用于用户程序的拷贝复制。①在PLC通电后插此卡，通过操作可将PLC中的程序装载到存储卡。②当卡已经插在基本单元上，PLC通电后不需任何操作，卡上的用户程序数据会自动拷贝在PLC中。利用这一功能，可对无数台实现同样控制功能的CPU22X系列进行程序写入。③注意：每次通电就写入一次，所以在PLC运行时，不要插入此卡。（b）电池模块用于长时间保存数据，使用CPU224内部存储电容数据存储时间达190小时，而使用电池模块数据存储时间可达200天。3.CPU224型PLC的结构及性能指标CPU电源存储器外设接口外设接口基本I/O编程器或通信网络CPU224型可编程控制器主要由CPU、存储器、基本I/O接口电路、外设接口、编程装置、电源等组成。CPU224型可编程控制器有两种，可根据需要选用。一种是CPU224AC/DC/继电器，交流输入电源，提供24V直流给外部元件（如传感器等），继电器方式输出，14点输入，10点输出；√一种是CPU224DC/DC/DC，直流24V输入电源，提供24V直流给外部元件（如传感器等），半导体元件直流方式输出，14点输入，10点输出。4.PLC的CPU的工作方式（1）CPU的工作方式CPU前面板上用两个发光二极管显示当前工作方式，绿色指示灯亮，表示为运行状态，红色指示灯亮，表示为停止状态，在标有SF指示灯亮时表示系统故障，PLC停止工作。（a）STOP（停止）。CPU在停止工作方式时，不执行程序，此时可以通过编程装置向PLC装载程序或进行系统设置，在程序编辑、上下载等处理过程中，必须把CPU置于STOP方式。（b）RUN（运行）。CPU在RUN工作方式下，PLC按照自己的工作方式运行用户程序。（2）改变工作方式的方法（a）用工作方式开关改变工作方式。工作方式开关挡位：STOP、TERM（Terminal）、RUN。①把方式开关切到STOP位，可以停止程序的执行。②把方式开关切到RUN位，可以起动程序的执行。③把方式开切到TERM（暂态）或RUN位，允许STEP7-Micro/WIN32软件设置CPU工作状态。如果工作方式开关设为STOP或TERM，电源上电时，CPU自动进入STOP工作状态。设置为RUN时，电源上电时，CPU自动进入RUN工作状态。（b）用编程软件改变工作方式。把方式开关切换到TERM（暂态），可以使用STEP7-Micro/WIN32编程软件设置工作方式。（c）在程序中用指令改变工作方式。在程序中插入一个STOP指令，CPU可由RUN方式进入STOP工作方式。1.3.2S7-200PLC的扩展功能模块1.S7-200的扩展单元（1）特点：扩展单元没有CPU，作为基本单元输入/输出点数的扩充，只能与基本单元连接使用。不能单独使用。（2）种类：包括数字量扩展单元，模拟量扩展单元，热电偶、热电阻扩展模块，PROFIBUS-DP通信模块。用户选用具有不同功能的扩展模块，可以满足不同的控制需要，节约投资费用。（3）连接方法：CPU模块放在最左侧，扩展模块用扁平电缆与左侧的模块相连。CPU224/CPU226最多连接7个扩展模块。如图所示。2.电源模块（1）电源模块概况外部提供给PLC的电源，有24VDC、220VAC两种，根据型号不同有所变化。S7-200的CPU单元有一个内部电源模块，S7-200小型PLC的电源模块与CPU封装在一起，通过连接总线为CPU模块、扩展模块提供5V的直流电源，如果容量许可，还可提供给外部24V直流的电源，供本机输入点和扩展模块继电器线圈使用。（2）确定I/O电源配置的原则①有扩展模块连接时，若扩展模块对5VDC电源的需求超过CPU的5V电源模块的容量，则必须减少扩展模块的数量。②当+24V直流电源容量不满足要求时，可以增加一个外部24V直流电源给扩展模块供电。此时外部电源不能与S7-200的传感器电源并联使用，但两个电源的公共端（M）应连接在一起。3.常用扩展模块介绍（1）数字量扩展模块类型型号各组输入点数各组输出点数输入扩展模块EM221EM22124VDC输入4，4——EM221230VAC输入8点相互独立——输出扩展模块EM222EM22224VDC输出——4，4EM222继电器输出——4，4EM222230VAC双向晶闸管输出——8点相互独立输入/输出扩展模块EM223EM22324VDC输入/继电器输出44EM22324VDC输入/24VDC输出4，44，4EM22324VDC输入/24VDC输出8，84，4，8EM22324VDC输入/继电器输出8，84，4，4，4（2）模拟量扩展模块模块EM231EM232EM235点数4路模拟量输入2路模拟量输出4路输入，1路输出*（3）热电偶、热电阻扩展模块EM231热电偶、热电阻扩展模块是为S7-200CPU222、CPU224和CPU226/226XM设计的模拟量扩展模块。EM231热电偶模块具有特殊的冷端补偿电路，该电路测量模块连接器上的温度，并适当改变测量值，以补偿参考温度与模块温度之间的温度差，如果在EM231热电偶模块安装区域的环境温度迅速地变化，则会产生额外的误差，要想达到最大的精度和重复性，热电阻和热电偶模块应安装在稳定的环境温度中。（4）PROFIBUS-DP通信模块通过EM277PROFIBUS-DP扩展从站模块，可将S7-200CPU作为DP从站连接到ROFIBUS-DP网络，如图所示。EM277经过串行I/O总线连接到S7-200CPU，PROFIBUS网络经过其DP通信端口，连接到EM277PROFIBUS-DP模块。EM277PROFIBUS-DP模块的DP端口可连接到网络上的一个DP主站上，但仍能作为一个MPI从站，与同一网络上如SIMATIC编程器或S7-300/S7-400CPU等其它主站进行通信。通过EM277PROFIBUS-DP扩展从站模块将S7-200CPU连接到ROFIBUS-DP网络1.3.3THPESM-2型PLC实训装置基本使用方法1THPFSM-2型PLC实训装置上的S7-200PLC（1）S7-200PLC是整体式PLC。（2）本实训装置PLC的基本单元具有电源、CPU及数字量14点输入/10点输出。（3）CPU：本实训装置PLC的CPU是CPU224。（4）数字量输入/输出扩展模块：根据需要选定。本装置扩展8点输入/8点输出。型号：EM223。（5）模拟量扩展模块：根据需要选定。本装置扩展模拟量扩展模块4通道输入/1通道输出。型号：EM235。（6）现场总线（PROFIBUS-DP）扩展从站模块：根据需要选定。型号：EM277。（7）通信处理器模块：根据需要选定。本实训室中有4台实训装置装有工业以太网通信处理器模块。型号：CP243-1。2THPFSM-2型PLC实训台总电源开关（1）实训台上的电源及其指示2THPFSM-2型PLC实训台总电源开关电源鈅匙开关实训台电源接通按钮实训台电源断开按钮（1）实训台上的电源及其指示三相电源电压指示（2）实训台上S7-200PLC的电源控制PLC电源熔断器PLC电源开关：必须接通该电源开关后，其上面的+5V、+24V电源才有。（4）实训台上PLC的输入/输出配置（a）实训台上S7-200PLC的数字量输入点（DI）共22点。1）PLC基本单元14点输入：①I0.0~I0.7，对应1M接+24V；②I1.0~I1.5，对应2M接+24V。2）PLC扩展单元8点输入：①I2.0~I2.3，对应3M接+24V；②I2.4~I2.7，对应4M接+24V。（b）实训台上S7-200PLC的数字量输出点（DO）共18点。1）PLC基本单元10点输出：①Q0.0~Q0.3，对应1L接GND；②Q0.4~Q0.6，对应2L接GND；③Q0.7~Q1.1，对应3L接GND2）PLC扩展单元8点输出：①Q2.0~Q2.3，对应4L接GND；②Q2.4~Q2.7，对应5L接GND。（c）实训台上PLC的模拟量输入输出S7-200PLC的模拟量输入（AI）共4通道。PLC扩展单元4通道输入：①A+、A-，RA；②B+、B-，RB；③C+、C-，RC；④D+、D-，RD。S7-200PLC的模拟量输出（AO）共1通道。PLC扩展单元1通道输出：①电压输出：VO、MO；②电流输出