二、第2章 PLC的硬件與工作原理

1、第第2章章 PLC的硬件、原理、的硬件、原理、系統(tǒng)選型系統(tǒng)選型 與接線規(guī)范與接線規(guī)范2.1S7-200 的系統(tǒng)構(gòu)成的系統(tǒng)構(gòu)成2.2 PLC 的工作原理的工作原理2.3 模塊間模塊間I/O地址的分配地址的分配2.4 S7-200系統(tǒng)選型系統(tǒng)選型2.5 PLC接線規(guī)范接線規(guī)范 LOGO! S7-300 S7-400 S7-300C中中/ / 大大 型型 High-end range/medium rangeS7- 400中中/ / 小小 型型Low-end rangeS7- 300通用邏輯通用邏輯模塊模塊 S7-200微微 型型 PLCS7- 2002.1.1 S7 家族家族：2.1S7-200

2、的系統(tǒng)構(gòu)成的系統(tǒng)構(gòu)成CPU 221(10 I/O 點點)CPU 222(14 I/O 點點)CPU 226(40 I/O 點點) CPU 224(24 I/O 點點)CPU 224XP(24 I/O 點點)升級版升級版2004新新2004升級版升級版2004升級版升級版2004升級版升級版20042.1.2 S7200 有有5個型號個型號：n尺寸不同：等高、等深、不等寬。尺寸不同：等高、等深、不等寬。 等高（等高（80mm）、等深（）、等深（62mm）便于電氣控制）便于電氣控制 柜的設(shè)計；柜的設(shè)計； 不等寬由其不同的不等寬由其不同的I/O點數(shù)決定。點數(shù)決定。CPU221寬90mm6DI/4DO

3、;CPU22290mm8DI/6DO;CPU224-120.5mm-14DI/10DO;CPU224XP140mm-14DI/10DO+2AI/1AO;CPU226-196mm-24DI/16DO;電氣控制柜電氣控制柜 CPU 226 8K 字節(jié)字節(jié) 5K 字節(jié)字節(jié) 24/16 32/32 0.37 us 256 256 256 256 內(nèi)置內(nèi)置 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 6路路 30Khz 2路路 20Khz 2 個個 RS485n 用戶程序區(qū)用戶程序區(qū)n 數(shù)據(jù)存儲區(qū)數(shù)據(jù)存儲區(qū)n CPU 內(nèi)置內(nèi)置DI / DO點數(shù)點數(shù)n 可擴展可擴展AI / AO點數(shù)點數(shù) n 掃描時間掃描時間/ 1 條指令條指令

4、n 最大最大DI/DO點數(shù)點數(shù) n 位存儲區(qū)位存儲區(qū) n 計數(shù)器計數(shù)器n 計時器計時器 n 時鐘功能時鐘功能n 數(shù)字量輸入濾波數(shù)字量輸入濾波n 模擬量輸入濾波模擬量輸入濾波n 高速計數(shù)器高速計數(shù)器n 脈沖輸出脈沖輸出n 通訊口通訊口 CPU 222 4 K字節(jié)字節(jié) 2 K字節(jié)字節(jié) 8/6 16/16 0.37 us 256 256 256 256 可選可選 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 4路路 30Khz 2路路 20Khz 1 個個 RS485 CPU 221 4 K字節(jié)字節(jié) 2 K字節(jié)字節(jié) 6/4 無無 0.37 us 256 256 256 256 可選可選 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) N/A 4路路30Khz 2

5、路路20Khz 1個個 RS485 CPU 224 8 K字節(jié)字節(jié) 5 K字節(jié)字節(jié) 14/10 32/32 0.37 us 256 256 256 256 內(nèi)置內(nèi)置 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 6路路 30Khz 2路路 20Khz 1 個個RS 485CPU 226XM 16K 字節(jié)字節(jié) 10K 字節(jié)字節(jié) 24/16 32/32 0.37 us 256 256 256 256 內(nèi)置內(nèi)置 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 6路路30Khz 2路路20Khz 2 個個RS485全全 系系 列列 CPU-性能參數(shù)性能參數(shù)可插拔可插拔DI接線接線端子端子(224,226)通訊口通訊口24V 傳感器傳感器 電源電源輸輸出出

6、Panel安裝安裝固定孔固定孔安裝于標(biāo)準(zhǔn)安裝于標(biāo)準(zhǔn)DIN導(dǎo)導(dǎo)軌上軌上 的夾子的夾子 可選卡可選卡插槽插槽內(nèi)部內(nèi)部:- 電源電源- 超級電容超級電容- 時鐘時鐘(224(XP),226)I/O 點點狀態(tài)狀態(tài) LED可插拔模擬量終可插拔模擬量終端端CPU 狀態(tài)狀態(tài) LEDCPU電源電源（入）（入）可插拔可插拔DO接線接線端子端子(224,226)2.1.3 S7200 CPU結(jié)構(gòu)（以結(jié)構(gòu)（以CPU224XP為例）為例）運行運行/ /停止開關(guān)停止開關(guān) 擴展擴展I/OI/O連接口連接口外部電位器外部電位器(SMB28,SMB29 0-255)RUNTERMSTOP 接線端子可自由拆卸給接線端子可自由拆

7、卸給 您的設(shè)備更新與維護(hù)帶您的設(shè)備更新與維護(hù)帶 來極大的方便來極大的方便集成功能可插拔接線端子可插拔接線端子 (224(XP),226)通訊口通訊口24V 傳感器傳感器 電源輸出電源輸出平面安裝固定孔平面安裝固定孔 安裝于標(biāo)準(zhǔn)安裝于標(biāo)準(zhǔn)DIN導(dǎo)軌上導(dǎo)軌上 的夾子的夾子 可選卡可選卡插槽插槽CPU 狀態(tài)狀態(tài) LED內(nèi)部內(nèi)部:- 電源電源- 超級電容超級電容- 時鐘時鐘(224(XP),226)I/O 點點 狀態(tài)狀態(tài) LEDn安裝方式安裝方式墻面安裝導(dǎo)軌安裝 2.1.4 2.1.4 簡簡 單單 而而 實實 用用 的的 安安 裝裝 方方 式式2.1.5 S7-2002.1.5 S7-200系統(tǒng)構(gòu)成及

8、擴展方式系統(tǒng)構(gòu)成及擴展方式要實現(xiàn)一定控制功能，需要一個要實現(xiàn)一定控制功能，需要一個S7-200系統(tǒng)，這個系統(tǒng)，這個系統(tǒng)至少需要一個系統(tǒng)至少需要一個CPU基本單元。但很多情況下，功基本單元。但很多情況下，功能不夠或能不夠或I/O點數(shù)不夠，需要擴展模塊，即：一個點數(shù)不夠，需要擴展模塊，即：一個S7-200系統(tǒng)包括兩部分：系統(tǒng)包括兩部分：CPU基本單元、擴展模塊?；締卧U展模塊。擴展方式：扁平電纜插入擴展槽。擴展方式：扁平電纜插入擴展槽。n擴展方式的優(yōu)點：擴展方式的優(yōu)點：n電纜為軟線，提高抗震動性能n擴展簡單可靠；n擴展模塊無槽位限制；1提供總線可延長電纜0.8m。如果電氣控制柜不夠?qū)?，而擴展模

9、塊較多，可用雙機架安裝。n但是，但是，S7-200的擴展能力不是無限的的擴展能力不是無限的1、CPU221無擴展能力；2、CPU222最大可擴展2個模塊；3、CPU224及以上最大可擴展7個模塊，S7-200的最大系統(tǒng)。擴展模塊再多，就需要選擇S7-300、或S7-400.2.1.6 CPU2.1.6 CPU基本單元基本單元 CPU模塊主要由模塊主要由CPU芯片和存儲器組成。相當(dāng)于人的大腦和心臟，它不芯片和存儲器組成。相當(dāng)于人的大腦和心臟，它不斷地采集輸入信號，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出；存儲器用來儲存程序斷地采集輸入信號，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出；存儲器用來儲存程序和數(shù)據(jù)。和數(shù)據(jù)。 1

10、CPU芯片芯片 PLC使用以下幾類CPU芯片： (1)通用微處理器，如Intel公司的8086，80186到Pentium系列芯片； (2)單片微處理器(單片機)，如Intel公司的MCS5196系列單片機； (3)位片式微處理器，如AMD 2900系列位片式微處理器 2、 CPU模塊中的存儲器：模塊中的存儲器： 存儲器分類與特點：RAM、ROM、EPROM、EEPROM PLC PLC的存儲器分為的存儲器分為系統(tǒng)程序存儲器系統(tǒng)程序存儲器和和用戶程序存儲器用戶程序存儲器。系統(tǒng)程。系統(tǒng)程序相當(dāng)于序相當(dāng)于PCPC機的操作系統(tǒng)，它使機的操作系統(tǒng)，它使PLCPLC具有基本的智能，能夠完成具有基本的智能

11、，能夠完成PLCPLC設(shè)計者規(guī)定的各種工作。系統(tǒng)程序由設(shè)計者規(guī)定的各種工作。系統(tǒng)程序由PLCPLC生產(chǎn)廠家設(shè)計并固化生產(chǎn)廠家設(shè)計并固化在在ROMROM內(nèi)，用戶不能直接讀取。內(nèi)，用戶不能直接讀取。 PLCPLC的用戶程序由用戶設(shè)計，它決定了的用戶程序由用戶設(shè)計，它決定了PLCPLC的輸入信號與輸出的輸入信號與輸出信號之間的具體關(guān)系。用戶程序存儲器的容量一般以字信號之間的具體關(guān)系。用戶程序存儲器的容量一般以字( (每個字由每個字由1616位二進(jìn)制數(shù)組成位二進(jìn)制數(shù)組成) )為單位，小型為單位，小型PLCPLC的用戶程序存儲器容量在的用戶程序存儲器容量在lKlK字左右，大型字左右，大型PLCPLC的用

12、戶程序存儲器容量可達(dá)數(shù)的用戶程序存儲器容量可達(dá)數(shù)M(M(兆兆) )字。字。 (1) (1)隨機存取存儲器：隨機存取存儲器：(RAM)(RAM) 用戶可以用編程器讀出用戶可以用編程器讀出RAMRAM中的內(nèi)容，也可以將用戶程序?qū)懭胫械膬?nèi)容，也可以將用戶程序?qū)懭隦AMRAM，因此，因此RAMRAM又叫讀寫存儲器。它是易失性的存儲器，將它的又叫讀寫存儲器。它是易失性的存儲器，將它的電源斷開后，儲存的信息將會丟失。電源斷開后，儲存的信息將會丟失。 RAMRAM的工作速度高，價格低，改寫方便。為了在關(guān)斷的工作速度高，價格低，改寫方便。為了在關(guān)斷PLCPLC外部電源外部電源后，保存后，保存RAMRAM中的用

13、戶程序和某些數(shù)據(jù)中的用戶程序和某些數(shù)據(jù)( (如計數(shù)器的計數(shù)值如計數(shù)器的計數(shù)值) )，為，為RAMRAM配備了一個鋰電池?，F(xiàn)在有的配備了一個鋰電池。現(xiàn)在有的PLCPLC仍用仍用RAMRAM來儲存用戶程序。來儲存用戶程序。 鋰電鋰電池可用池可用2525年，需要更換鋰電池時，年，需要更換鋰電池時，PLCPLC面板上的面板上的“電池電壓過低電池電壓過低”發(fā)光二極管發(fā)光二極管亮，同時有一個內(nèi)部標(biāo)志位變?yōu)榱粒瑫r有一個內(nèi)部標(biāo)志位變?yōu)?l l 狀態(tài)，可以用它的狀態(tài)，可以用它的常開觸點來接通控制屏面板上的指示燈或聲光報警器，通知用戶及常開觸點來接通控制屏面板上的指示燈或聲光報警器，通知用戶及時更換鋰電池。時更

14、換鋰電池。 (2)(2)只讀存儲器只讀存儲器(ROM)(ROM) ROM ROM的內(nèi)容只能讀出，不能寫入。它是非易失的，它的電源消失的內(nèi)容只能讀出，不能寫入。它是非易失的，它的電源消失后，仍能保存儲存的內(nèi)容。后，仍能保存儲存的內(nèi)容。ROMROM般用來存放般用來存放PLCPLC的系統(tǒng)程序。的系統(tǒng)程序。 (3) (3)可電擦除的可電擦除的 (EEPROM (EEPROM或或E2PROM)E2PROM) 它是非易失性的，但是可以用編程器對它編程，兼有它是非易失性的，但是可以用編程器對它編程，兼有ROMROM的非易的非易失性和失性和RAMRAM的隨機存取優(yōu)點。的隨機存取優(yōu)點。 但是寫入信息所需的時間比

15、但是寫入信息所需的時間比RAMRAM長得多，長得多，EEPROMEEPROM用來存放用戶用來存放用戶程序。有的程序。有的PLCPLC將將EEPROMEEPROM作為基本配置，有的作為可選件。作為基本配置，有的作為可選件。 開機后，開機后，S7-200S7-200從從EEPROMEEPROM中恢復(fù)程序塊和系統(tǒng)塊中恢復(fù)程序塊和系統(tǒng)塊, ,同時，同時，CPUCPU檢檢查查RAMRAM存儲器，確認(rèn)超級電容器是否成功保存了存儲器，確認(rèn)超級電容器是否成功保存了RAMRAM存儲器中的數(shù)據(jù)。如存儲器中的數(shù)據(jù)。如果成功保存，則果成功保存，則RAMRAM存儲器的保持區(qū)域?qū)⒈３植蛔儯鎯ζ鞯谋３謪^(qū)域?qū)⒈３植蛔?，V

16、V存儲器中的保持區(qū)存儲器中的保持區(qū)和非保持區(qū)，從和非保持區(qū)，從EEPROMEEPROM中的相應(yīng)區(qū)域恢復(fù)回來。中的相應(yīng)區(qū)域恢復(fù)回來。 如果如果RAMRAM存儲器的內(nèi)容沒有保持下來（例如較長時間的斷電）。存儲器的內(nèi)容沒有保持下來（例如較長時間的斷電）。CPUCPU會清除會清除RAMRAM存儲器（包括保持區(qū)和非保持區(qū)），并在上電后的第一個掃存儲器（包括保持區(qū)和非保持區(qū)），并在上電后的第一個掃描周期置保持?jǐn)?shù)據(jù)丟失標(biāo)志位（描周期置保持?jǐn)?shù)據(jù)丟失標(biāo)志位（SM0.2SM0.2）為為“1”“1”。然后，將。然后，將EEPROMEEPROM中的中的數(shù)據(jù)恢復(fù)到數(shù)據(jù)恢復(fù)到RAMRAM中。中。MB0MB13MB0MB1

17、3共共1414個字節(jié)可以掉電后永久保持個字節(jié)可以掉電后永久保持( (可選可選) )數(shù)據(jù)保持和恢復(fù)的過程數(shù)據(jù)保持和恢復(fù)的過程:3、 I/O模塊模塊圖2-3 輸入電路 PLC PLC的對外功能，主要是通過各種的對外功能，主要是通過各種I/OI/O接口模塊與外界聯(lián)接口模塊與外界聯(lián)系的，按系的，按I/OI/O點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/OI/O模塊可多可少，但模塊可多可少，但其最大數(shù)其最大數(shù) 受受CPUCPU所能管理的機架槽數(shù)限制。所能管理的機架槽數(shù)限制。I/OI/O模塊集成了模塊集成了PLCPLC的的I/OI/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸電路，其輸入暫存

18、器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。出鎖存器狀態(tài)。PLC輸入模塊用來接收生產(chǎn)過程的各個參數(shù)。（啟動 、停止 、保護(hù)、檢測等信號）1）輸入）輸入模塊模塊2） 輸出輸出模塊模塊輸出電流的典型值為輸出電流的典型值為0.30.32A2A，負(fù)載電源由外部現(xiàn)場提供負(fù)載電源由外部現(xiàn)場提供。 輸出類型大致分為三種，繼電器輸出，晶體管輸出和可控硅輸繼電器輸出，晶體管輸出和可控硅輸出出。1)繼電器輸出型：可以驅(qū)動交流、直流都負(fù)載；2)晶體管輸出型：可驅(qū)動直流負(fù)載，常見有5VDC和24VDC輸出；3)可控硅輸出型：可交流負(fù)載，比較少，只有特殊輸出型號才有。 特點：通常繼電器輸出模塊繼電器輸出模塊具有價格低

19、、使用電壓范圍廣、導(dǎo)通壓降小，承受瞬時電壓和過電流的能力較強，但壽命短、響應(yīng)時間較長、動作速度較慢等。 晶體管輸出模塊晶體管輸出模塊適用于直流負(fù)載，開關(guān)頻繁，反應(yīng)速度快，壽命長，電感性低功率因數(shù)負(fù)荷場合，但價格較貴，過載能力較差。3、 I/O模塊模塊 圖2-4是繼電器輸出電路。內(nèi)部電路使繼電器的線圈通電，它的常開觸點閉合，使外部負(fù)載得電工作。繼電器同時起隔離和功率放大作用，每一路只給用戶提供一對常開觸點。與觸點并聯(lián)的RC電路和壓敏電阻用來消除觸點斷開時產(chǎn)生的電弧，以減輕它對CPU的干擾。 圖2.5是晶體管集電極輸出電路。輸出信號送給內(nèi)部電路中的輸出鎖存器，再經(jīng)光電耦合器送給輸出晶體管，后者的飽

20、和導(dǎo)通狀態(tài)和截止?fàn)顟B(tài)相當(dāng)于觸點的接通和斷開。穩(wěn)壓管用來抑制關(guān)斷過電壓和外部的浪涌電壓，以保護(hù)晶體管。晶體管輸出電路的延遲時間 Information”Information”，可以查看，可以查看CPUCPU和擴展模塊的實際和擴展模塊的實際I/OI/O地址地址分配。分配。nS7-200S7-200系統(tǒng)中除了數(shù)字量和模擬量系統(tǒng)中除了數(shù)字量和模擬量I/OI/O擴展模塊占用輸入擴展模塊占用輸入/ /輸出地輸出地址外，一些智能模塊（特殊功能模塊）也需要在地址范圍中占用址外，一些智能模塊（特殊功能模塊）也需要在地址范圍中占用地址。這些數(shù)據(jù)地址被模塊用來進(jìn)行功能控制，一般不直接連接地址。這些數(shù)據(jù)地址被模塊用

21、來進(jìn)行功能控制，一般不直接連接到外部信號。到外部信號。n特殊功能模塊特殊功能模塊-圖2-12 CPU 224XP的I/O地址分配舉例 2.4 S7-200系統(tǒng)選型系統(tǒng)選型 2.4.1控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的I/O數(shù)量和數(shù)量和CPU類型；類型； 2.4.2系統(tǒng)復(fù)雜程度；系統(tǒng)復(fù)雜程度； 2.4.3系統(tǒng)對通訊的要求；系統(tǒng)對通訊的要求； 2.4.4環(huán)境要求；環(huán)境要求； 2.4.5功能要求；功能要求； 2.4.6其他要求。其他要求。2.4.1、控制系統(tǒng)要求的、控制系統(tǒng)要求的I/O數(shù)量數(shù)量 和和CPU類型：類型：由以下因素決定：由以下因素決定：1、CPU輸入輸出過程映像區(qū)大小；輸入輸出過程映像區(qū)大小；2、CP

22、U本體的本體的I/O數(shù)量；數(shù)量；3、CPU能帶的擴展模塊數(shù)量；（能帶的擴展模塊數(shù)量；（CPU221不能帶，不能帶，CPU222最最多帶多帶2個，其他最多帶個，其他最多帶7個）個）4、計算、計算CPU5VDC電源的帶載能力；（電源的帶載能力；（CPU自帶兩個電源，自帶兩個電源，24VDC電源用于給外部其他模塊供電，電源用于給外部其他模塊供電，5VDC用于擴展模塊之間數(shù)據(jù)傳用于擴展模塊之間數(shù)據(jù)傳送的電源，即內(nèi)部通訊電源，注意：送的電源，即內(nèi)部通訊電源，注意：5VDC不能擴展）不能擴展）5、CPU所帶的智能模塊對所帶的智能模塊對I/O地址的占用情況。地址的占用情況。（例如：（例如：通訊模塊、定位模塊

23、，模塊有自己的通訊模塊、定位模塊，模塊有自己的CPU) CPU 226 8K 字節(jié)字節(jié) 5K 字節(jié)字節(jié) 24/16 32/32 0.37 us 256 256 256 256 內(nèi)置內(nèi)置77個個 n 用戶程序區(qū)用戶程序區(qū)n 數(shù)據(jù)存儲區(qū)數(shù)據(jù)存儲區(qū)n CPU 本體本體DI / DO點數(shù)點數(shù)n 最大最大AI / AO點數(shù)點數(shù) n 掃描時間掃描時間/ 1 條指令條指令n 最大最大DI/DO點數(shù)點數(shù) n 位存儲區(qū)位存儲區(qū) n 計數(shù)器計數(shù)器n 計時器計時器 n 時鐘功能時鐘功能n 最大可擴展模塊最大可擴展模塊 CPU 222 4 K字節(jié)字節(jié) 2 K字節(jié)字節(jié) 8/6 16/16 0.37 us 256 256

24、 256 256 可選可選2個個 CPU 221 4 K字節(jié)字節(jié) 2 K字節(jié)字節(jié) 6/4 無無 0.37 us 256 256 256 256 可選可選無無 CPU 224 8 K字節(jié)字節(jié) 5 K字節(jié)字節(jié) 14/10 32/32 0.37 us 256 256 256 256 內(nèi)置內(nèi)置7個個 CPU 226XM 16K 字節(jié)字節(jié) 10K 字節(jié)字節(jié) 24/16 32/32 0.37 us 256 256 256 256 內(nèi)置內(nèi)置7個個 1、CPU集成的集成的I/O數(shù)量，過程映像區(qū)大小和所能數(shù)量，過程映像區(qū)大小和所能帶的擴展模塊數(shù)量：帶的擴展模塊數(shù)量：nCPU所能連接智能模塊的數(shù)量：所能連接智能模

25、塊的數(shù)量：EM241EM253EM277CP243-1CP243-2SIWAREXMSCPU221-CPU222212112CPU224/XP734124CPU2267531272、CPU5VDC電源供應(yīng)能力需計算。電源供應(yīng)能力需計算。3、對于智能模塊，還需考慮模塊自身對地址的占、對于智能模塊，還需考慮模塊自身對地址的占用情況：用情況：4、CPU有哪些型號可供選擇？有哪些型號可供選擇？nCPU數(shù)字量直流和交流輸入的區(qū)別：數(shù)字量直流和交流輸入的區(qū)別：n直流直流：電壓低（：電壓低（24VDC24VDC），抗干擾性較差），抗干擾性較差，響應(yīng)較快，一般用于環(huán)境較好、電磁干，響應(yīng)較快，一般用于環(huán)境較好、

26、電磁干擾不大、對響應(yīng)要求較高的場合；擾不大、對響應(yīng)要求較高的場合；n交流交流：電壓高（：電壓高（220VAC220VAC），較為可靠，輸），較為可靠，輸入電路中有限流、隔離和整流三個環(huán)節(jié)，入電路中有限流、隔離和整流三個環(huán)節(jié)，因此，輸入信號的延遲時間要比直流輸入因此，輸入信號的延遲時間要比直流輸入電路的長。一般用于有油污、粉塵等惡劣電路的長。一般用于有油污、粉塵等惡劣環(huán)境中，對響應(yīng)要求不高的場合。環(huán)境中，對響應(yīng)要求不高的場合。nCPU數(shù)字量晶體管、繼電器、可控硅輸數(shù)字量晶體管、繼電器、可控硅輸出的區(qū)別：出的區(qū)別：n晶體管：晶體管：電子開關(guān)，開關(guān)頻率高，響應(yīng)快，壽命長電子開關(guān)，開關(guān)頻率高，響應(yīng)快，

27、壽命長，帶載能力最大，帶載能力最大5A(6ES72221BD220XA0)5A(6ES72221BD220XA0)，帶直流，帶直流負(fù)載；負(fù)載；n繼電器繼電器：機械開關(guān)，帶載能力最大：機械開關(guān)，帶載能力最大10A(6ES72221HD220XA0)10A(6ES72221HD220XA0)，開關(guān)頻率低（，開關(guān)頻率低（1HZ1HZ），），響應(yīng)慢，壽命較短，噪聲大，可帶交直流負(fù)載；響應(yīng)慢，壽命較短，噪聲大，可帶交直流負(fù)載；n可控硅可控硅：電子開關(guān)，開關(guān)頻率較高（：電子開關(guān)，開關(guān)頻率較高（10HZ)10HZ)，響應(yīng)，響應(yīng)較快，壽命長，帶載能力較快，壽命長，帶載能力0.5A0.5A，帶交流負(fù)載。，帶交流

28、負(fù)載。常用的是：晶體管輸出型、繼電器型常用的是：晶體管輸出型、繼電器型2.4.2系統(tǒng)復(fù)雜程度系統(tǒng)復(fù)雜程度關(guān)于系統(tǒng)復(fù)雜程度，一般關(guān)注關(guān)于系統(tǒng)復(fù)雜程度，一般關(guān)注CPU以下參數(shù)：以下參數(shù)：2.4.3系統(tǒng)對通訊的要求系統(tǒng)對通訊的要求S7-200所支持的協(xié)議：所支持的協(xié)議：有關(guān)通訊選型的幾點推薦：有關(guān)通訊選型的幾點推薦：n一般對于多個一般對于多個S7-200PLC之間的通訊，選用之間的通訊，選用PPI網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)；n多個多個S7-200PLC通訊也可以選用以太網(wǎng)，速度快、數(shù)據(jù)量大，通訊也可以選用以太網(wǎng)，速度快、數(shù)據(jù)量大，但需要選用但需要選用CP243-1模塊，成本會增加；模塊，成本會增加；nS7-200要

29、與第三方設(shè)備通訊，如果設(shè)備協(xié)議是公開的，且為串要與第三方設(shè)備通訊，如果設(shè)備協(xié)議是公開的，且為串行口，則可以使用自由口；行口，則可以使用自由口；nS7-200與與S7-300/400通訊，對于簡單、數(shù)據(jù)量不大的，可以通訊，對于簡單、數(shù)據(jù)量不大的，可以選選MPI網(wǎng)絡(luò)，對于要求高數(shù)據(jù)量大的，選擇網(wǎng)絡(luò)，對于要求高數(shù)據(jù)量大的，選擇Profibus網(wǎng)絡(luò)。也可網(wǎng)絡(luò)。也可選用以太網(wǎng)；選用以太網(wǎng)；nS7-200與觸摸屏通訊，一般用與觸摸屏通訊，一般用PPI或或MPI網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)；n根據(jù)通訊距離（根據(jù)通訊距離（50m以內(nèi)），站點數(shù)量等因素考慮是否需要增加以內(nèi)），站點數(shù)量等因素考慮是否需要增加中繼器中繼器/交換機交換

30、機/光電轉(zhuǎn)換；光電轉(zhuǎn)換；n根據(jù)不同的協(xié)議類型，考慮通訊口的數(shù)量。根據(jù)不同的協(xié)議類型，考慮通訊口的數(shù)量。2.4.4環(huán)境要求環(huán)境要求1、標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)S7-200的工作環(huán)境要求：的工作環(huán)境要求：n水平安裝時：水平安裝時：055 ，（一般水平安裝）；，（一般水平安裝）；n垂直安裝時：垂直安裝時：045 ；n相對濕度相對濕度95，不結(jié)露；，不結(jié)露；2、對于工作在特殊環(huán)境下，可選寬溫型、對于工作在特殊環(huán)境下，可選寬溫型S7-200（SiPLUS)，部分?jǐn)U展模塊也有寬溫型；，部分?jǐn)U展模塊也有寬溫型；n工作溫度范圍工作溫度范圍25 70 ；n相對濕度相對濕度55度時度時98，70度時度時45%；n其他參數(shù)同標(biāo)準(zhǔn)

31、其他參數(shù)同標(biāo)準(zhǔn)S7-200；n不是所有模塊都有寬溫型號；不是所有模塊都有寬溫型號；n寬溫產(chǎn)品一般國內(nèi)沒有現(xiàn)貨。寬溫產(chǎn)品一般國內(nèi)沒有現(xiàn)貨。 2.4.5功能要求功能要求S7-200可以提供的常用功能，可以根據(jù)需求予以考慮：可以提供的常用功能，可以根據(jù)需求予以考慮：n高速計數(shù)器：高速計數(shù)器：4-6個高速計數(shù)器，不能擴展；個高速計數(shù)器，不能擴展；n高速脈沖輸出：高速脈沖輸出：CPU集成集成2路脈沖輸出，不夠可以擴路脈沖輸出，不夠可以擴展展EM253模塊；模塊；nPID：有：有8路路PID控制，支持自整定；不夠需自己編寫控制，支持自整定；不夠需自己編寫PI程序；程序；n支持?jǐn)?shù)據(jù)記錄和配方功能，但需擴展存

32、儲卡支持。支持?jǐn)?shù)據(jù)記錄和配方功能，但需擴展存儲卡支持。2.4.6其他要求其他要求n實時時鐘實時時鐘 CPU221、CPU222不帶時鐘，如果需要，可擴展時鐘卡。n數(shù)據(jù)掉電長時間保持?jǐn)?shù)據(jù)掉電長時間保持 CPU自帶電容可保持?jǐn)?shù)據(jù)100小時，如果需長時間保持，可擴展電池卡。 S7-200系統(tǒng)選型舉例：系統(tǒng)選型舉例：n一個系統(tǒng)，需要三臺一個系統(tǒng)，需要三臺PLC控制，每臺控制，每臺36DI(24VDC),25DO（晶體管）（晶體管），8AI(4-20mA電流信號）電流信號）2AO（4-20mA電流信號），每臺電流信號），每臺PLC控控制制3個伺服電機（個伺服電機（100KHz）、連接）、連接2臺臺RS4

33、85接口的儀表（協(xié)議開放接口的儀表（協(xié)議開放）、連接一臺觸摸屏。三臺）、連接一臺觸摸屏。三臺PLC之間需交換數(shù)據(jù)（距離之間需交換數(shù)據(jù)（距離20米）。米）。1)CPU選型：選型： CPU選用選用224XP(DC/DC/DC型）：集成型）：集成2路路100KHZ脈沖脈沖輸出；輸出；2個個RS485通訊口，通訊口，14DI/10DO。2)擴展模塊選型：擴展模塊選型： 1個個EM223 :16DI/16DO (24VDC); 1個個EM221 :8DI(24VDC); 2個個EM231：4AI; 1個個EM232 ：2AO。 1個個EM253定位模塊。定位模塊。至此，一共有至此，一共有6個擴展模塊，能

34、滿足個擴展模塊，能滿足CPU224XP的系統(tǒng)構(gòu)成。的系統(tǒng)構(gòu)成。3)計算計算5VDC的帶載能力：的帶載能力：CPU224XP 5VDC供應(yīng)電流供應(yīng)電流660mA, EM223:160mA, EM221:30mA, EM231:202040mA； EM232:20mA; EM253:190mA。總電流消耗量：總電流消耗量：160+30+40+20+190=440mA。4) 通訊選型的考慮：通訊選型的考慮：nCPU之間用一個通訊口（之間用一個通訊口（0），作），作PPI網(wǎng)絡(luò)，距離較短（網(wǎng)絡(luò)，距離較短（50m），無需中繼器。），無需中繼器。n另一個通訊口（另一個通訊口（1)與儀表作自由口通訊。與儀表作

35、自由口通訊。n如果選用支持如果選用支持PPI協(xié)議的觸摸屏，可以把觸摸屏連到通訊協(xié)議的觸摸屏，可以把觸摸屏連到通訊口口0上，這樣做成多主站上，這樣做成多主站PPI網(wǎng)絡(luò)，但會對網(wǎng)絡(luò)性能有一網(wǎng)絡(luò)，但會對網(wǎng)絡(luò)性能有一定影響，影響運行時間，在網(wǎng)絡(luò)要求不高的場合可用。定影響，影響運行時間，在網(wǎng)絡(luò)要求不高的場合可用。n如果對如果對PLC之間的網(wǎng)絡(luò)性能要求比較嚴(yán)格，可以外加一個之間的網(wǎng)絡(luò)性能要求比較嚴(yán)格，可以外加一個EM277(消耗消耗150mA)模塊連接觸摸屏。如果觸摸屏帶以模塊連接觸摸屏。如果觸摸屏帶以太網(wǎng)口，也可以選用以太網(wǎng)模塊太網(wǎng)口，也可以選用以太網(wǎng)模塊CP243-1（消耗（消耗55mA)模塊連接觸摸屏。模塊連接觸摸屏。2.5 PLC接線規(guī)范接線規(guī)范n交流電源接線交流電源接線n直流電源接線直流電源接線擴展模塊如采用擴展模塊如采用PLC輸出輸出24V電源則無需短路保護(hù)，如采用外部電源，則需接短路保護(hù)。電源則無需短路保護(hù)，如采用外部電源，則需接短路保護(hù)。CPU直流輸入電路接法：直流輸入電路接法：n在在直流直流數(shù)字量數(shù)字量輸入電路輸入電路中，按輸入模塊公共端（中，按輸入模塊公共端（M）電流的流向，分為源型和漏型輸入。）電流的流向，分為源型