PLC的硬件基礎(chǔ)知識

第1章PLC的硬件具體介紹

目前市場上主要有德國西門子（SIEMENS）;日木三菱（MITSUBISHI）,歐姆龍

（OMRON）＞富士電機（FUJI）、松下電工；法國施耐德（SCHNEIDER、

MODICON），韓國三星（SAMSUNG）、ABB、GE、日立等公司消費的PLC,雖

然廠商不一樣，但其PLC的原理根本一樣。

1.1PLC硬件構(gòu)造和電路

PLC主要由中央處理器（CPU）、存儲器（RAM、ROM）、輸入輸出單元（I/O）、

電源、I/O擴展接口、外設(shè)接口以和外圍編程設(shè)備等幾大局部組成。其硬件構(gòu)造

圖如圖1.1所示。

圖1.1.1PLC硬件構(gòu)造圖

1.1.1中央處理器（CPU）

中央處理單元（CPU）一般由限制器、運算器和存放器組成，這些電路都集

成在一個芯片上。CPU通過地址總線，數(shù)據(jù)總線，限制總線與存儲器，輸入輸

出接口電路連接。CPU常用的微處理器通常有通用型微處理器（Intel公司的

8086、80186、奔騰等系列芯片）、單片機（Intel公司的MCS-96系列單片機等）

和位片式微處理器（AMD2900系列微處理器）等三類。小型PLC多承受單片機

或?qū)Ｓ肅PU,中型PLC大多承受16/32位微處理器或單片機,大型和超大型PLC

大多承受高速位片式處理器，具有高速處理實力。

CPU的主要功能：

1）從存儲器中讀取指令

2）執(zhí)行指令

3）依次取指令

4）處理中斷、數(shù)據(jù)傳送、邏輯運算、算術(shù)運算等

1.1.2存儲器（RAM、ROM）

PLC的存儲器（內(nèi)部存儲器）包括系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器。系統(tǒng)存儲滯用

來存放由PLC廠家編寫的系統(tǒng)程序（機械源代碼、BIOS程序等），系統(tǒng)存儲器一

般是ROM存儲器，用戶一般不能更改。用戶存儲器包括用戶程序存儲區(qū)和數(shù)據(jù)存

儲區(qū)兩局部，用戶存儲器一般是ROM、EPROM或EEPROM存儲器。用戶程序存儲區(qū)

用來存放用戶用編程軟件編寫的程序，用戶依據(jù)具體的狀況可以更改；數(shù)據(jù)存儲

區(qū)用來存放用戶程序中所運用器件的ON/OFF狀態(tài)、數(shù)值和數(shù)據(jù)等中間運算結(jié)果。

PLC的存儲器由隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、可擦寫存儲器

EEPROM3大局部構(gòu)成。ROM用于存放系統(tǒng)程序，用戶不行以變更，其數(shù)據(jù)斷

電后不會消逝，PLC在消費過程中就己經(jīng)將程序固化在其程序中。RAM用于存

儲用戶程序和中間運算數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)斷電后消逝，在關(guān)斷PLC的外部電源后，

可以用鋰電池保存RAM中的用戶程序和某些數(shù)據(jù)（目前已經(jīng)承受更先進的技術(shù)

保存其數(shù)據(jù)）。EEPROM皆有ROM的非易失性和RAM的隨機存取的優(yōu)點，用

于存放須要長期保存的重要數(shù)據(jù)。

其主要功能：

1）存放模塊化應用功能子程序；

2）存放囑咐說明程序；

3）存放功能子程序的調(diào)用管理程序;

4）存放存儲系統(tǒng)參數(shù)。

1.1.3輸入輸出單元（I/O）

I/O單元事實上是I/O電路,PLC的CPU模塊I/O單元和擴展模塊的I/O單

元，一般小型PLC（西門子S7-200,三菱F2N系列PLC）的CPU模塊I/O口大

多數(shù)只有開關(guān)量I/O口；擴展模塊的I/O單元有開關(guān)量、模擬量、熱電偶等。

PLC內(nèi)部輸入電路將PLC外部電路（開關(guān)量信號一一從按鈕、選擇開關(guān)、數(shù)

字撥碼開關(guān)、限位開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、壓力繼電器等輸入.模擬量信號

一一由電位器、熱電偶、測速電機和各種變送器等輸入），通過光耦合電路送至

PLC內(nèi)部電路。輸入單元的作用是接收和采集輸入信號，輸出單元的作用是限制

輸出設(shè)備，執(zhí)行裝置。

1.輸入接口電路

為了防止由于觸點抖動或干擾脈沖引起錯誤的輸入信號，因此輸入接口電路

必需有很強的抗干擾實力。其抗干擾的方法有：利用光耦合器進步抗干擾實力和

利用濾波電路進步抗干擾實力。輸入接口電路圖1.L2所示.

圖1.1.2直流高電平有效輸入接口電路

依據(jù)輸入電路的電壓類型和電路形式的不同，可以分為干結(jié)式、直流輸入式

和溝通輸入式;按電平的有效形式可分為高電平有效型和低電平有效型，上圖是

直流輸入式高電平有效型接口電路。一般直流數(shù)字量輸入端口電壓定額一般接

DC24V（PLC西門子S7-200、三菱F2N系列PLC,但三菱F2N系列PLC由于輸入

接口電路己經(jīng)帶有24VDC電源，因此不再接入電源）。

2.輸出接口電路

依據(jù)PLC的輸出電路構(gòu)造的不同可將輸出接口電路分為：小型繼電器輸出

型、晶體管輸出型和晶閘管輸出型3種。

PLC小型PLC繼電器輸出電路型允許負載一般是AC250V/DC50V以下，負

載電流可達2A,容量可達80-100VA（電壓X電流），因此，PLC的輸出一般

不宜干脆驅(qū)動大電流負載（一般通過一個小負載來驅(qū)動大負載，如PLC的輸出

可以接一個電流比擬小的中間繼電器，再由中間繼電器觸點驅(qū)動大負載，如接觸

器線圈等）。PLC繼電器輸出電路的繼電器觸點的運用壽命也有限制（一般數(shù)十

萬次左右，依據(jù)負載而定，如連接感性負載時的壽命要小于阻性負載）。此外，

繼電器輸出的響應時間也比擬慢（10ms）左右，因此，在要求快速響應的場合

不相宜運用此種類型的電路輸出。繼電器輸出型電路見下圖1.1.3所示。

圖1.1.3小型繼電器輸出型電路

晶體管輸出型電路相比于繼電器輸出響應快（一般在0.2ms以下），適用于

要求快速響應的場合；由于晶體管是無機械觸點，因此比繼電器型輸出電路的壽

命長。

晶體管輸出型電路的電源只能是干脆電源，這是其應用局限的一方面。另外,

晶體管輸出驅(qū)動實力要小于維電器輸出，允許負載電壓一般為DC5V?30V,允

許負載電流為0.2A?0.5A。晶體管輸出型電路的主要有兩種：NPN和PNP型集

電極開路輸出。PLC晶體管型輸出電路見下圖1.1.4所示。

圖1.1.4晶體管輸出形式電路

雙向晶閘管輸出型的驅(qū)動實力要比繼電器輸出型的要小，允許負載電壓一

般為AC85?242V；單點輸出電流為0.2A?0.5A,當多點共用公共端時，每點的

輸出電流應減?。ㄈ鐔吸c驅(qū)動實力為0.3A的雙向晶閘管輸出，在4點共用公共

端時，最大允許輸出為0.8A/4點）。晶閘管輸出型電路見圖1.1.5所示。

圖1.1.5晶閘管輸出型電路

留意：為了疼惜晶閘管，通常在PLC內(nèi)部電路晶閘管的兩端并接RC阻容

汲取元件（一般為0.015uF/22Q左右）和壓敏電阻，因此在晶閘管關(guān)斷時，PLC

的輸出照舊有1?2mA的開路漏電流，這就可能導致一些小型繼電器在PLC輸

出OFF時無法關(guān)斷的狀況。

1.1.4I/O擴展接口

當PLC的CPU根本I/O單元的輸入/輸出點數(shù)不夠運用和不能滿意運用條件

時，用I/O擴展接口接連接擴展模塊，以滿意輸入/輸出點數(shù)和運用條件。

1.1.5電源

電源單元是由電源電路構(gòu)成，電源單元的作用是把外部電源（220V的溝通

電源）轉(zhuǎn)換成內(nèi)部工作電壓。PLC運用220V溝通電源或24V直流電源，內(nèi)部的

開關(guān)電源為各模塊供應DC5V、±12V和±24V等直流電源，使PLC能正常工

作。PLC通常還可以為外部電路和電子傳感器供應24V的直流電壓，但運用時

要留意其自帶電源的容量。

1.1.6其他部件和外設(shè)接口

通信接口用于與PC機等通信設(shè)備相連。外設(shè)接口電路用于連接手持編程器

或其他圖形編程器、文本顯示器，并能通過外設(shè)接口組成PLC的限制網(wǎng)絡(luò)。PLC

通過PC/PPI電纜或運用MPI卡通過RS-485接口與計算機連接，可以實現(xiàn)編程、

監(jiān)控、連網(wǎng)等功能。

1.2PLC的工作原理

PLC在本質(zhì)上是一臺微型計算機，其工作原理與一般計算機類似，具有很多

相像特點，但其工作方式卻與微機有較大的不同，具有確定的特別性。PLC的工

作方式是周期循環(huán)掃描，其工作過程是：輸入處理階段（輸入采樣）一^程序

執(zhí)行階段（程序掃描）一^輸出處理階段（輸出刷新）。

其程序執(zhí)行原理如圖1.2.1所示

輸

輸

入L掇慨

出

輸

輸

映

映

入

出

象

象

電

電

寄

寄

路

路

存

存

器

器

圖1.2.1其程序執(zhí)行原理

PLC執(zhí)行完上圖中所示的全部過程，稱為一個掃描周期，PLC完成一個周

期后，又重新執(zhí)行上述過程，掃描周而復始地進展。其工作的流程圖見圖1.2.2

所示，其掃描過程圖見圖1.2.3所示。

圖1.2.2PLC工作的流程圖

PLC的掃描過程

信號弟動

輸入刷新程序執(zhí)行輸出刷新

輸入刷新階段輸出刷新階段

掃描周期

柳州職業(yè)技術(shù)學院電子電氣工程系

圖1.2.3掃描工作過程圖

1.3實際運用時PLC的選型原則和留意事項

在實際運用中應依據(jù)受控對象的性能、特點和限制系統(tǒng)的要求，選擇質(zhì)量、

性價比擬高品牌，能滿意系統(tǒng)性能要求的PLCo其選用PLC時主要考慮一下幾

，占、、、??

1.輸入點數(shù)、輸出點數(shù)，輸入量的形式，輸出驅(qū)動負載的特點。

輸入量有數(shù)字量和模擬量兩種，一般小型PLC（西門子S7-200、三菱F2N

系列PLC）的CPU模塊I/O口大多數(shù)只有開關(guān)量I/O口；擴展模塊的I/O單元有

開關(guān)量、模擬量、熱電偶等。當PLC的CPU模塊的I/O口點數(shù)不夠或不能滿意

性能要求時，須要增加擴展模塊來滿意系統(tǒng)的要求。

PLC輸出有繼電器輸出型、晶體管輸出型、晶閘管輸出型三種。繼電器輸出

型允許負載一般是AC250V/DC50V以下，負載電流可達2A。晶體管輸出型相比

于繼電器輸出型響應快（一般在0.2ms以下），適用于要求快速響應的場合；比

繼電器輸出型的壽命長，允許負載電壓一般為DC5V?30V,允許負載電流為

0.2A?0.5A。雙向晶閘管輸出型允許負載電壓一般為AC85?242V；單點輸出電

流為0.2A?0.5A,當多點共用公共端時，每點的輸出電流應減小（如單點驅(qū)動

實力為0.3A的雙向晶閘管輸出，在4點共用公共端時，最大允許輸出為0.8A/4

點）。

2.存儲器容量的大小

程序容量應小于存儲器容量。存儲潛容量是可編程序限制器本身能供應的硬

件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應用工程運用的存儲單元的大小，因

此程序容量應小于存儲器容量。為了設(shè)計選型時能對程序容量有確定估算，通常

承受存儲器容量的估算來替代。存儲器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式，很多

文獻資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點數(shù)的10?15倍，加上

模擬I/O點數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字數(shù)（16位為一個字），另外再按此

數(shù)的25%考慮余量。

3.PLC的限制功能要滿意限制系統(tǒng)的要求

PLC的運算功能，限制功能，指令系統(tǒng)，通信功能，編程功能、診斷功能和

處理速度等特性應滿意系統(tǒng)的要求。一般在工藝過程比擬固定、環(huán)境條件較好

（修理量較?。┑膱龊?，建議選用整體式構(gòu)造的PLC；其它狀況則最好選用

模塊式構(gòu)造的PLC。對于開關(guān)量限制以和以開關(guān)量限制為主、帶少量模擬量限

制的工程工程中，一般其限制速度無須考慮，因此，選用帶A/D轉(zhuǎn)換、D/A

轉(zhuǎn)換、加減運算、數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機就能滿意要求。而在限制比擬困難，限

制功能要求比擬高的工程工程中（如要實現(xiàn)PID運算、閉環(huán)限制、通信聯(lián)網(wǎng)

等），可視限制規(guī)模和困難程度來選用中檔或高檔機。其中高檔機主要用于大規(guī)

模過程限制、全PLC的分布式限制系統(tǒng)以和整個工廠的自動化等。

4.PLC的CPU模塊自帶電源（DC5V、DC24V）的容量不能過載，PLC的CPU

模塊能連接擴展模塊的數(shù)量，其能否滿意系統(tǒng)的要求。

當有擴展模塊時CPU模塊通過I/O總線為其供應DC5V電源，全部擴展模

塊的5V電源消耗之和不能超過該CPU供應的電源額定，若不夠用不能外接5V

電源。每個CPU模塊都有一個DC24V傳感器電源，它為本機輸入點、擴展模塊

輸入點和擴展模塊繼電器線圈供應DC24V。假設(shè)電源要求超出了CPU模塊的電

源定額，你可以增加一個外部DC24V電源來供應應擴展模塊。

5.PLC的CPU模塊前面板上用兩個發(fā)光二級管顯示當前工作狀態(tài)，PLC處于

運行狀態(tài)時，綠色指示燈點亮；PLC處于停頓狀態(tài)時，紅色指示燈點亮；在標有

SF的指示燈點亮時表示系統(tǒng)出現(xiàn)故障，PLC停頓工作。當PLC輸入端口指示燈點

亮時，表示PLC輸入端有信號輸；當PLC的CPU模塊和擴展模塊的電源指示燈點

亮時，表示其工作電源已接通；當PLC輸出端口指示燈點亮時，表示PLC輸出端

有有輸出。

6.PLC檢查出異樣時，CPU面板上的LED和異樣繼電器會接通，在特別結(jié)存

器中會存入出錯代碼；當PLC出現(xiàn)致命錯誤時，CPU被強迫為STOP方式，全部

的掃描便停頓。

7.清晰的理解PLC的分類有助于合理的選擇PLC的型號,按限制規(guī)?？梢苑?/p>

為大型機、中型機和小型機；按限制性能可以分為高檔機、中檔機和低檔機；按

構(gòu)造可分為整體式、組合式和疊裝式。

小型機：小型機的限制點一般在256點之內(nèi)相宜于單機限制或小型系統(tǒng)的

限制。西門子小型機有S7-200：處理速度0.8~1.2ms；存貯器2k；數(shù)字量248

點；模擬量35路。

中型機:中型機的限制點一般不大于2048點，可用于對設(shè)警進展干脆限制，還

可以對多個下一級的可編程序限制器進展監(jiān)控，它相宜中型或大型限制系統(tǒng)的限

制。西門子中型機有S7-300：處理速度0.8~L2ms；存貯器2k；數(shù)字量1024

點；模擬量128路；網(wǎng)絡(luò)PROFIBUS；工業(yè)以太網(wǎng)；MPL

大型機：大型機的限制點一般大于2048點，不僅能完成較困難的算術(shù)運算還

能進展困難的矩陣運算。它不僅可用于對設(shè)備進展干脆限制，還可以對多個下一

級的可編程序限制器進展監(jiān)控。西門子大型機有S7-400：史理速度0.3ms/1k

字;存貯器512k；I/O點12672o

低檔機：這類可編程序限制器，具有根本的限制功能和一般的運算實力。工

作速度比擬低，能帶的輸入和輸出模塊的數(shù)量比擬少。比方，德國SIEMENS公司

消費的S7-200就屬于這一類。

中檔機：這類可編程序限制器，具有較強的限制功能和較強的運算實力。它

不僅能完成一般的邏輯運算，也能完成比擬困難的三角函數(shù)、指數(shù)和P1D運算。

工作速度比擬快，能帶的輸入輸出模塊的數(shù)量也比擬多，輸入和輸出模塊的種類

也比擬多。比方，德國SIEMENS公司消費的57-300就屬于這一類。

高檔機：這類可編程序限制器，具有強大的限制功能和強大的運算實力。它

不僅能完成邏輯運算、三角函數(shù)運算、指數(shù)運算和PID運算，還能進展困難的矩

陣運算。工作速度很快，能帶的輸入輸出模塊的數(shù)量很多，輸入和輸出模塊的種

類也很全面。這類可編程序限制器可以完成規(guī)模很大的限制任務。在聯(lián)網(wǎng)中一般

做主站運用。比方，德國SIEMENS公司消費的S7-400就屬于這一類。

整體式PLC：把電源、CPU、存儲器、I/O系統(tǒng)都集成在一個單元內(nèi)，該單元

叫做作根本單元。一個根本單元就是一臺完好的PLC。限制點數(shù)不符合須要時，

可再接擴展單元。整體式構(gòu)造的特點是特別緊湊、體積小、本錢低、安裝便利。

組合式PLC：把PLC系統(tǒng)的各個組成局部按功能分成若干個模塊，如CPU模

塊，愉入模塊.輸出模塊，電源模塊等等。其中各模塊功能比擬單一，模塊的種

類卻日趨豐富。比方，一些可編程序限制器，除了一些根本的I/O模塊外，還有

一些特別功能模塊，像溫度檢測模塊、位置檢測模塊、PID限制模塊、通訊模塊

等等。組合式構(gòu)造的PLC特點是CPU、輸入、輸出均為獨立的模塊。模塊尺寸統(tǒng)

一、安裝整齊、I/O點選型自由、安裝調(diào)試、擴展、修理便利。

疊裝式PLC：疊裝式構(gòu)造集整體式構(gòu)造的緊湊、體積小、安裝便利和組合式

構(gòu)造的I/O點搭配靈話、安裝整齊的優(yōu)點于一身。它也是由各個單元的組合構(gòu)成。

其特點是CPU自成獨立的根本單元（由CPU和確定的I/O點組成），其它I/O模

塊為擴展單元。在安裝時不用基板，僅用電纜進展單元間的聯(lián)接，各個單元可以

一個個地疊裝。使系統(tǒng)到達配置靈敏、體積小巧。

8.在實際選用PLC時，確定要留意PLC的市場狀況。目前PLC的適用范圍廣

和開展速度快，PLC的消費廠家很可能在很短的時間內(nèi)研發(fā)出新的PLC取代原有

的PLC。

9.三極管類型傳感器或編碼器與PLC連接時，要留意選擇輸入形式是PNP

型還是NPN型，國內(nèi)PLC廠家多承受這樣的描繪，而三菱則是稱之為源型輸入與

漏型輸入。

10.PLC的根本模塊或擴展模塊I/O的表示空端子。留意不能對空端

子進展外部接線。

11.I/O電路的常見問題

PLC的限制系統(tǒng)中的輸入設(shè)備，常見的有按鈕、行程開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、接近

開關(guān)、霍爾開關(guān)、撥碼開關(guān)、各種傳感器等；輸出負載有繼電器、指示燈、電磁

閥等。正確地連接輸入/輸出電路,是保證PLC平安牢靠工作的前提。

1）用三極管等有源元件作為無觸點開關(guān)的輸出設(shè)備，與PLC輸入單元連接

是，由于三極管自身有漏電流存在，或者電路不能保證三極管牢靠截止而處于放

大狀態(tài)，使得即使在戒截止時，乃會有一個小的漏電流流過，當該電流的值大于

1.3mA時，就可能引起PLC輸入電路發(fā)生誤動作。解決方法：在PLC輸入端并

聯(lián)一個旁路電阻分流，使得流入PLC電流小于1.3mM。

2)在運用PLC時，應留意在輸出回路串聯(lián)熔斷器，避下負載電流過大，損

壞PLC的輸出電路。

3)由于晶體管、晶閘管型輸出端子漏電流和殘壓的存在，當驅(qū)動不同類型

的負載時，應考慮電平匹配和誤動作等問題。輸出觸點接感性負載斷電時會產(chǎn)生

很高的反向電動勢，對輸出電路產(chǎn)生沖擊；因此，對于大電感負載或頻繁管關(guān)斷

的感性負載應運用外部抑制電路，一般承受阻容汲取電路或二極管汲取電路(對

直流電路，應并接續(xù)流二極管，對溝通電路，應并接并接阻容電路)。阻容電路

中電阻可取51?120。，電容可以取0.1?0.47"。電容的額定電壓應大于電源的

峰值電壓，續(xù)流二極管可以選1A的管子，其額定電壓應大于電源電壓的3倍其

示意圖見圖1.3.1所示。

輸輸

入出

PLC

SA

?輸

入

PLC

(b)

圖1.3.1輸入輸出口的疼惜

(a)直流輸入輸出點的疼惜(b)溝通輸入輸出點的疼惜

R-51~120Q；C-0.1~0.47pF

第二章西門子PLC的硬件具體介紹

西門子公司的PLC產(chǎn)品有S1MATICS7和LOGO!兩大系列.LOGO!邏輯模

塊可以完備地適用于小型自動化工程，并可通過取代大量的時間開關(guān)和繼電器、

計數(shù)器和疼惜繼電器使得自動化系統(tǒng)的建立變得簡潔。S7系列是傳統(tǒng)意義的

PLC產(chǎn)品,其包括S7-200、S7-200CN、S7-200SMART>S7-1200、S7-300、S7-400。

S7—200是小型低檔PLC（MicroPLC），其設(shè)計更加小巧、指令執(zhí)行更加

快速、功能性更加進步，新一代的S7—200CN、S7-200SMARTPLC、S7-1200

產(chǎn)品可以替代以前的產(chǎn)品。

S7-300是模塊化中型中檔PLC系統(tǒng)，最多可以擴展32個模塊,能滿意中等

性能要求的應用。各種單獨的模塊之間可進展廣泛組合構(gòu)成不同要求的系統(tǒng),與

S7-200PLC比擬，S7-300PLC承受模塊化構(gòu)造，具備高速（0.6^0.1us）的指

令運算速度；用浮點數(shù)運算有效地實現(xiàn)了更為困難的算術(shù)運算。S7-300PLC設(shè)

有操作方式選擇開關(guān)，操作方式選擇開關(guān)像鑰匙一樣可以拔出，當鑰匙拔出時，

就不能變更操作方式，這樣就可防止非法刪除或改寫用戶程序；具備強大的通信

功能，S7-300PLC具有多種不同的通信接口，并通過多種通信處理器來連接AS-I

總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)；串行通信處理器用來連接點到點的通信系統(tǒng)；

多點接口（MPI）集成在CPU中，用于同時連接編程器、PC機、人機界面系統(tǒng)和

其他SIMATICS7/M7/C7等。

S7-400是大型高檔PLC,最多可以擴展300個模塊,能滿意性能要求高的應

用。S7-400PLC承受模塊化無風扇的設(shè)計，牢靠耐用，同時可以選用多種級別

（功能逐步晉級）的CPU,并配有多種通用功能的模板，這運用戶能依據(jù)須要組

合成不同的專用系統(tǒng)。當限制系統(tǒng)規(guī)模擴大或晉級時，只要適當?shù)卦黾右恍┠０?

便能使系統(tǒng)晉級和充分滿意須要。

S7-300/400可以組成MPI（多點接口）、PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)以太網(wǎng)等。

其特點有如下：可以用C、C++或CFC這類高級語言來對M7-300/400PLC編程,

由S7-300PLC、HMI（人機接口）操作面板、I/O、通信和過程監(jiān)控系統(tǒng)組成，

面對用戶配置/編程、數(shù)據(jù)管理與通信集成在一起，具有很高的性價比

SIMATIC_WinAC基于WindowsNT/2000操作系統(tǒng)和標準的接口（ActiveX、

OPC）,供應軟件PLC或插槽PLC。既能獨立運行，也可連成網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)集散自

動化系統(tǒng)的困難限制功能，應用領(lǐng)域覆蓋全部與自動檢測、自動化限制有關(guān)的工

業(yè)和民用領(lǐng)域。

2.1SIMATICS7-200CN小型PLC的硬件具體介紹

2.1.1SIMATICS7-200CN小型PLC的CPU模塊具體介紹

SIMATICS7-200CN小型PLC的CPU模塊有CPU221、CPU222CN、

CPU224CN、CPU224XPCN>CPU224XPsiCN、CPU226CN,分別有DC/DC/DC

和AC/DC/Relay（繼電器）兩種，繼電器輸出的工作電源是AC85?264V（47~63Hz）,

輸出觸點能接5~250VAe/5?30VDC負載；晶體管輸出型的工作電源是DC24V,

輸出觸點只能接直流額定電壓24VDC負載。其訂貨號和主要標準見表2.1.1,其

CPU模塊的主要性能參數(shù)見表2.1.2,其CPU模塊的其他性能參數(shù)見表2.1.3。

本系列PLC有6種根本型號的CPU,在設(shè)計上具有如下特點和功能：1）集

成的24V負載電源。2）不同的設(shè)備類型的數(shù)字量輸入/輸出點。3）模擬量輸入

/輸出點。4）中斷輸入05）高速計數(shù)器。6）可便利地用數(shù)字量和模擬量等擴展

模塊進展擴展。7）模擬電位器。8）脈沖輸出實時時鐘。9）EEPR0M存儲器模塊

10）電池模塊。

S7-200CN系列PLC的CPU內(nèi)部集成的PPI接口供應了強大的通信功能。PPI

接口物理特性為RS485,可在三種方式下工作：DPPI方式：專為S7-200CN系

列PLC開發(fā)的一個通信協(xié)議。2）MPT方式：S7-200CN可以通過內(nèi)置接口連接

到MPT網(wǎng)絡(luò)上，波特率為19.2K/187.5K為t/s。3）自由通信口方式。

尺寸WxHxD電海觸

殿翎及眼雕

(mm)|+5VDC|1+24VDC”|

6ES7211-OAA23OX8OCPU221DOOODC確人喘出90x80x62270g州OrnA180mA

6ES7211-OBA23OXBO加221Am0峋哈川#螭90x80x62310g6N0mA180mA

6ES7212-1AB230X88CPU222DaDODC臃人的8出90x80x62270g5NMGmA180mA

6ES7212-IB823-OXB8CPU222AODCIRelay81^090x80x62310g7W340mA180mA

6ES7214-1AO23-OXB8CW2240aoODCMUMU醐120.5x80x62360gW660mA280mA

6E57214*18023*0X88CPU224Ase侏lay1輸M嚎電卷釉120.5x80x62410g10W660mA280mA

6ES7214-2AD23-0X88CRJ224XPOOOODC14KAl10tU140x80x62390g8W660mA280mA

6ES7214-2AS230XB8CPU224XP$iDCOC1碌MO#出140x80x62390g8W660mA280mA

6ES7214-2BD230X88CPU224*MIDO#螭闞認/I唯電魏陽140x80x62440g1IW660mA280mA

6ES7216-2AD23-0XB8CPU22600DOOC24^AJ16?H1196x80x62550g11W1000mA400mA

6ES7216-2BD230XB8CPU226AC/DO推電浦幡M幽:域i196x80x62660g1卅1000mA400mA

"魏內(nèi)戰(zhàn)電附遇業(yè)題24VDC價岫賺麻戲U后，曲使用的24VD（雌馳阻

表2.1.1西門子S7-200CN小型PLC的CPU模塊的訂貨號具體表和主要標準

型號CPU221CPU222CPU224CPU226XP/XPsiCPU226

用戶存數(shù)據(jù)儲器類型EEPR0MEEPR0MEEPR0MEEPR0MEEPR0M

程序存儲器：

可在運行形式下編輯4KB4KB8/12KB12/16KB16/24KB

不行在運行形式下編輯4KB4KB8/12KB12/16KB16/24KB

用戶數(shù)據(jù)存儲區(qū)2KB2KB8KB10KB10KB

數(shù)據(jù)后備（超級電容）典型50

值/H（小時）

主機數(shù)字量I/O點數(shù)6/48/614/1014/1024/16

主機模擬量I/O點數(shù)無無無2/1無

可擴展模塊無2777

24VPLC自帶電源最大電180/600180/600280/600280/600400/約1500

流/電源限制（mA）

I/O擴展接口的DC5V電源0最大340最大660最大660最大1000

的輸出電流（mA）

最大模擬量輸入/輸出無16/832/2832/2832/28

繼電器輸出型PLC輸入電24VDC4mA/

流/負載電流最大2A

晶體管輸出型PLC輸入電24VDC4mA/

流/負載電流24VDC0.75A

沖擊電流繼電器輸出型（264VAC）時，20A,晶體管輸出型（28.8VDC）時10A

隔離（現(xiàn)場與邏輯）繼電器輸出型不隔離，晶體管輸出型1500VAC

保持時間（掉電）維電器輸出型10ms,24VDC,晶體管輸出型20/80120/240VAC

保險（不行交換）繼電器輸出型3A,250v慢速熔斷，晶體管輸出型2A,250V慢速熔斷

浮點數(shù)運算有

I/O映象區(qū)數(shù)字量I/O映象區(qū)256（128入/128出）

布爾指令執(zhí)行速度0.22us/指令

型號CPU221CPU222CPU224CPU226XPCPU226

內(nèi)置高速計數(shù)器4路30kHz

單相4路30kHz4路30kHz6路30kHz2路200kHz6路30kHz

雙相（A/B）計數(shù)器2路20kHz2路20kHz4路20kHz3路20kHz4路20kHz

1路100kHz

脈沖輸出（脈寬或調(diào)頻）2路20kHz2路20kHz2路20kHz2路100kHz2路100kHz

模擬量調(diào)整電位器1個8，立1個8位2個8位2個8位2個8位

實時時鐘有（時鐘卡）有（時鐘卡）有（內(nèi)置）有（內(nèi)置）有（內(nèi)置）

通信接口1個RS4851個RS4852個RS4852個RS4852個RS485

個各組輸入點數(shù)4,24,48,613,1113,11

各組輸出點數(shù)4（DC電源）6（DC電源）5,5（DC電源）8,8（DC電源）8,8（DC電

1,3（AC電3,3（AC電4,3,3（AC4,5,7,（AC源）4?5,

源）源）電源）電源）7,（AC電源）

留意：西門子S7-200CN小型PLC具體介紹和具體參數(shù)，請參考《西門子S7-200CN系

統(tǒng)手冊》和手冊的技術(shù)標準。

S7-200CN控制器主要性能介紹

St號S7-221S7-222CNS7-224CNS7-224XPCNS7-224XP$iCNS7-226CN

cA

一

-\___________________

1

外觀1

A.____________

?-1—?…7

1■

!一1U

11字量I/O6DI/4DO8DI/6OO1401/10DO14DI/10OO24DI/16D0

中斷輸入44444

內(nèi)置

HSC4(30kHz)4(30kHz)6(30kHz)2(200kHz)+4(30kHz)6(30kHz)

輸入支杵幅式支持A/8限支持A/8植式支持A/B模式支持A/B模式

脈沖

2(20kHz)2(20kHz)2(20kHz)2(100kHz)2(20kHz)

檢出

?AC或DC電源?AC或DC電源

?AC或DOIliC

?1個模擬?可好卻滯上柞

?AC或DC電源?可拆卸端f.排?AC或DC電源

設(shè)置調(diào)整等?利用EM277可獷

?i個闋a?利用EM277可F?展為四個?可保卸端子推

?利用EM277展為兩個串行片口

設(shè)置調(diào)整方布行初?利用EM277可|t展為四個串行譜H

可F尿為兩?2個模版

?P1D控制器?2個假擬設(shè)置?zrnmwws

CPU特指端口個串行端口設(shè)置㈣察囂

?運行中?白整定PID控制器?自整定P1D控制器

擴展選件?PID掰器?加控制器

編輯模式?實時時鐘?實“時鐘

,運行中?實時時鐘

?診斷LED?運行中弼可模式,班行巾編掘模式

軸限式?運行中輸抑懼犬

?浮點運算?診斷LED?診斷LED

?i締LED?診斷LED

?浮點芟算?浮點運算

?浮點運算?浮點運算

?大數(shù)字I/O點6DIJ4DO48DI/46DO114DI/1WDO114DI/110DO1280Hl2800

執(zhí)行時間

0.22MS

（位指令）

型用儲器4096B4096B12288B16384B24576B

數(shù)據(jù)存儲H2048B2048B8192B10240B10240B

存儲88模塊可用

CPU本體內(nèi)J[

16AI/8AO32AI/28AO2AI/1AO32AI/28AO

iouon.a.

國大16景人44Al32/AO29ft><44

藏大45

16位分諦串(15位+1符號位)

溫度測■犢塊n.a.T.S.R,E,N.K.J.TC.

100,200,500,1000ohmPU00

特殊模塊n.a.因特網(wǎng)和內(nèi)置Web服務器；SIWAREX稱重傳感器單元：運動，調(diào)制解調(diào)器

串行通訊；AS-lnterface；Profibus-DP從站；模IS電話；

網(wǎng)絡(luò)功能申行通訊，Modbus主附從祐

以太叫因特網(wǎng),GPRS,Modbus上站從站

網(wǎng)珞主站功能ModbusRTU上站ModbusRTU上站和ASIntefface

表2.1.2西門子S7-200CN小型PLC的CPU模塊主要性能參數(shù)

CPU224XP1

特性CPU221MCPU222”CPU224'1CPU226”

CPU224XPS!

1?|idri

奧成的數(shù)字st輸入藤出6DI/4DO8Dl/6DO14DI/10DO14DI/10DO24DI/16DO

數(shù)字鼠輸入/輸出/使用擴展模塊的

-48/46/94114/110/224114/110/224128/128/256

圾多通通數(shù)量

模樞量輜R胤印使用擴雇模塊的2Al/1AOintegrated

―16/8/1632/28/4432/28/44

最多通道數(shù)旦32/28/44

程序存儲器4KB4KB8/12KB12/16KB16/24KB

數(shù)據(jù)存儲器2KB2KB8KB10KB10KB

使用高性能電容緒存動態(tài)數(shù)據(jù)一般50小時一般50，J耐?般100〃耐■ft100小酎m100小時

高速計數(shù)器4x30kHz.4x30kHz.6x30kHz.4x30kHz.6x30kHz.