西门子PLCS7-200应用简介

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,西门子,S7-200PLC,应用简介,(1),2008-04-06,1.1 PLC,的产生和定义,*,20,世纪,20,年代以来，继电器控制曾一度占据工业控制,领域的主导地位。,*,继电器控制系统的弱点 ：,体积大、耗电多、可靠性差、寿命短、运行速度慢、适应性差，等。,尤其是可靠性差、不具有通用性、灵活性。,*,1968,年美国最大的汽车制造商通用汽车公司,（,GM,）,，,拟定了十项公开招标的技术要求,*,1969,年美国数字设备公司,（,DEC,）,研制出世界上第一,台可编程控制器（,PDP-14,型）,继电器,接触器,PLC,著名品牌,德国西门子公司（,Siemens,）,台湾台达 （,DELTA,）,美国,A,B,公司 （,Allen,Bradley,）,日本欧姆公司（,OMRON,）,日本三菱电机株式会社（,MITSUBISHI,）,西门子,PLC,S7-200,小型整体式,S7-300,模块化小型,S7-400,模块化无风扇设计，功能强大,S7-200 PLC,系统组成,1,系统基本构成,2,主机结构,3,扫描周期及工作方式,4,输入输出扩展,5,主机性能指标,返回本章首页,从,CPU,模块的功能来看，,SIMATIC S7-200,系列小型可编程序控制器发展至今，大致经历了两代：,第一代产品其,CPU,模块为,CPU 21X,，,主机都可进行扩展，它具有四种不同结构配置的,CPU,单元：,CPU 212,，,CPU 214,，,CPU 215,和,CPU 216,，,对第一代,PLC,产品不再作具体介绍。,第二代产品其,CPU,模块为,CPU 22X,，,是在,21,世纪初投放市场的，速度快，具有较强的通信能力。它具有四种不同结构配置的,CPU,单元：,CPU 221,，,CPU 222,，,CPU 224, CPU224XP,和,CPU 226,，除,CPU 221,之外，其他都可加扩展模块。,S7-200,家族由五个不同的,CPU,型号组成。不同型号主要通过以下特性来区分。,*,集成的输入和输出点数量,*,程序和数据存储量,*,可扩展性,S7-200,家族,5,种,CPU,CPU 224XP,拥有附加的集成模拟输入,/,输出。,此外,CPU 224XP,以及,CPU 226,还附带第二个通讯连接点。,可扩展性,唯一不可扩展模块,可扩展,2,个模块,可连接,7,个扩展模块,CPU 222,最多可以连接两个模块,CPU 224,、,224XP,和,226,可以连接七个模块。,CPU 221,是不可扩展的。,为了适应空间的要求，,S7-200,可以组装成两排,EM221,数字输入模块,EM222,数字量输出模块,EM223,数字输入输出模块,模拟扩展模块,5,种通讯模块,自学,定位模块,EM253,EM 253,每秒可发出,12,至,200000,个脉冲。它可以支持,直线加速和直线减速,。模块还支持许多有用、必要的附加功能，如参照点运行的不同可能性。,系统基本构成,SIMATIC S7-200,系统由硬件和工业软件两大部分构成。,系统基本构成,1.,硬件,（,1,）基本单元,（,2,）扩展单元,（,3,）特殊功能模块,（,4,）相关设备,2.,工业软件,工业软件是为更好地管理和使用这些设备而开发的与之相配套的程序、文档及其规则的总和，它主要由标准工具、工程工具、运行软件和人机接口等几大类构成。,2,CPU,主机结构,S7-200,主机外形,CPU224xP,简介,PC/PPI,通信电缆,重要概念,1.,晶体管输出和继电器输出,晶体管输出,继电器输出,直流输出，频率可高达,100K,过电流能力小,0.75A,直流、交流输出，频率低，最大,1K,，过电流能力大,2A,2,种供电电压,S7-200,家族,5,中,CPU,都有,2,中类型，即,DC/DC/DC,和,AC/DC/Relay,2,种类型供电电压分别为,直流,20.4,至,28.8V,和交流,85,至,264V,直流供电,CPU,集成数字量输出为,晶体管类型,交流供电,CPU,集成数字量输出为,继电器输出,集成数字量输入都为,24V,电压,CPU224XP,配置,14,数字量输入,10,数字量输出,2,个模拟量输入,1,个模拟量输出,CPU224XP DC/DC/DC,接线图,Q0.3,输出控制继电器,按键输入,I0.0,S7-200,地址分配,数字量输入地址都是以,8,位为,1,组。若一个模块,i/o,不是,8,的整数，余下的不会分配给下一模块。,I0.0,，,I0.1,，,I1.0,，,模拟量以,16,位存储，所以要从偶数号字节开始。如,AIW0,，,AIW2,，,AIW4,AQW0,，,AQW2,，,AQW4,，,4. I/O,点数扩展和编址,例如，某一控制系统选用,CPU224,，系统所需的输入输出点数各为：数字量输入,24,点、数字量输出,20,点、模拟量输入,6,点和模拟量输出,2,点。,本系统可有多种不同模块的选取组合，并且各模块在,I/O,链中的位置排列方式也可能有多种，图,2-2,所示为其中的一种模块连接形式。表所列为其对应的各模块的编址情况。,主机,I/O,模块,1 I/O,模块,2 I/O,模块,3 I/O,模块,4 I/O,模块,5 I/O,I0.0 Q0.0,I0.1 Q0.1,I0.2 Q0.2,I0.3 Q0.3,I0.4 Q0.4,I0.5 Q0.5,I0.6 Q0.6,I0.7 Q0.7,I1.0 Q1.0,I1.1 Q1.1,I1.2,I1.3,I1.4,I1.5,I2.0,I2.1,I2.2,I2.3,I2.4,I2.5,I2.6,I2.7,Q2.0,Q2.1,Q2.2,Q2.3,Q2.4,Q2.5,Q2.6,Q2.7,AIW0 AQW0,AIW2,AIW4,AIW6,I3.0 Q3.0,I3.1 Q3.1,I3.2 Q3.2,I3.3 Q3.3,AIW8 AQW2,AIW10,AIW12,AIW14,PLC,程序实例,定时器,T33,，计数,10s,后使常开触点,T33,闭合,定时器,T34,，计数,10s,后使常闭触点,T34,断开,SM0.4,和,SM0.5,的使用,利用,SM0.4,输出周期为,1,分钟，占空比为,50%,的方波,SMB28,和,SMB29,的应用,SMB28,SMB29,利用,SMB,控制,Q0.3,输出梯形图程序,利用,SMB,控制,Q0.3,输出梯形图程序,运行效果,S7-200,仿真软件介绍,西门子,S7-200PLC,应用简介,(2),2008-04-19,1. S7,200 PLC,操作数基本概念,S7-200 CPU,将信息存储在不同的存储单元，每个单元都有惟一的地址。,S7-200 CPU,使用数据地址访问所有的数据，称为寻址。,1.,数据类型及范围,2.,常数,在编程中经常会使用常数。常数数据长度可为字节、字和双字，在机器内部的数据都以二进制存储，但常数的书写可以用二进制、十进制、十六进制、,ASCII,码或浮点数（实数）等多种形式。几种常数形式分别如表所示。,S7-200,将编程元件统一归为存储器单元，存储单元按字节进行编址，,无论所寻址的是何种数据类型，通常应指出它在所在存储区域和在区域内,的字节地址。每个单元都有惟一的地址，地址用名称和编号两部分组成，,元件名称（区域地址符号）如表所示。,3.,数据存储器类型,输入,/,输出映象寄存器（,I/Q,）,变量存储器（,V,）,内部标志位存储器（,M,）,局部存储器（,L,）,特殊标志位存储器（,SM,）,累加器（,AC,）,高速计数器（,HC,）,模拟量输入映象寄存器（,AI,）,模拟量输出映象寄存器（,AQ,）,定时器存储器（,T,）,计数器存储器（,C,）,各数据存储区寻址,1,输入过程映像寄存器：,I,位地址,I,字节地址, . ,位地址,例,I0.1,字节、字、双字地址,I,长度, ,起始字节地址,例,IB4,2,输出过程映像寄存器：,Q,位地址,Q,字节地址, . ,位地址,例,Q1.1,字节、字、双字地址,Q,长度,起始字节地址,例,QB5,3,变量存储区：,V,存放程序执行过程中的中间结果,存放其他相关的数据,全局有效,全局,是指同一个存储器可以被任何程序存取（主程序、子程序或中断程序）,位地址,V,字节地址, . ,位地址,例,V10.2,字节、字、双字地址,V,长度,起始字节地址,例,VW100,4,内部标志位存储区：,M,内部标志位存储器（,M,）,也称内部线圈,存放中间操作状态,位地址,M,字节地址, .,位地址,例,M20.7,字节、字、双字地址,M,长度,起始字节地址,例,MD20,作暂时存储器,存放局部变量,为子程序传递参数,作为间接寻址的指针,不能作为间接寻址的存储器区,局部存储器是局部有效,5,局部变量存储区：,L,局部有效是指某一局部存储器和特定的程序相关联,位地址,L ,字节地址,.,位地址,例,L33.0,字节、字、双字,L,长度, ,起始字节地址,例,LB33,6,特殊存储器：,SM,特殊内部线圈,用户程序与系统程序之间的界面,提供特殊的控制功能及系统信息,用户通知系统特殊要求,只读区,只能用其触点,*,SM0.0,PLC,在,RUN,状态时，,SM0.0,总为,1,*SM0.1,初始脉冲，,PLC,由,STOPRUN,时,*,SM0.1 ON,一个扫描周期,可读写区 用于特殊控制功能,*,SMB30,用于自由通信口设置,*,SMB34/SMB35,用于定时中断间隔时间设置的,*,位地,SM ,字节地址, . ,位地址,例,SM86.7,字节、字、双字地址,SM ,长度, ,起始字节地址,例,SMB86,常用的特殊继电器的,功能参见附录表。,更多的,SM,的使用参见后续章节。,7,累加器：,AC,用来存储计算的中间值,也可用来向子程序传递参数,或从子程序返回参数,地址格式：,AC,累加器号,例：,AC0,用来累计比,CPU,扫描速率更快的脉冲信号。,高速计数器地址格式：,HC,高速计数器号,例：,HC1,8,高速计数器：,HC,定时器存储区：,T,计数器存储区：,C,具体使用参照第三章,11,模拟量输入：,AI,模拟量输入模块将外界输入的模拟量,信号的模拟值转换成,1,个字长,16,（,bit,）,的数字量，转换后存放在模拟量输入,存储器（,AI,）,中，供,CPU,运算处理。,AQW,起始字节地址,例：,AQW10,12,模拟量输出：,AQ,存放,CPU,运算的相关结果，供,D/A,转,换器将,1,个字长的数字值转换为模,拟量。以驱动外部模拟量控制的设,备。,AIW,起始字节地址,例：,AIW8,注意：,AI/ AQ,的地址必须用偶数字节地址表示,2.,基本指令,1.,装载,/,非装载,操作数：,I, Q, M, SM, T, C, V, S, L,使能位,说明：装载是当,bit=1,是通过,非装载是将,bit,取反,2.,线圈驱动,置位,输出,立即输出,执行,立即输出,指令时，,实际输出点（位）被立即设为等于使能位,。,I,表示立即参考；执行指令时，新值被写入实际输出和对应的过程映像寄存器位置。这与非立即参考不同，,非立即参考仅将新值写入过程映像寄存器。,例,1,运行状况,I0.0,接通,I0.0,接通,I0.1,接通,3.,置位、复位,复位,置位,置位后输出保持，,而不管输入为何种状态,设置（,S,）和复原（,R,）,指令设置（打开）或复原指定的点数（,N,），,从指定的地址（位）开始。您可以设置和复原,1,至,255,个点。,4.,接通延时和断开延时定时器,运行结果,接通延时,断开延时,定时器特性列表,TON,、,TOF,1ms,T32, T96,10ms,T33-T36, T97-T100,100ms,T37-T63, T101-T255,子程序编写,1. CPU221,、,CPU222,、,CPU224,：,0,至,63,CPU 224XP,、,CPU 226,：,0,至,127,2.,子程序有带参数的和不带参数两类,例，利用,SMB28,作为输入,当,smb28*10+50200,时报警,主程序,SBR_0,子程序示例,中断,34,个中断源分为通信中断、,I/O,中断，时基中断,3,类,不同,CPU,中断数目不同,与中断有关的指令,中断连接,中断分离,中断允许,/,禁止,中断连接,（,ATCH,）指令将中断事件（,EVNT,）与中断例行程序号码（,INT,）相联系，并启用中断事件。,中断分离,（,DTCH,）指令取消中断事件（,EVNT,）与所有中断例行程序之间的关联，并禁用中断事件。,中断允许,（,ENI,）指令,全局性,启用所有附加中断事件进程。,中断禁止,（,DISI,）指令,全局性,禁止所有中断事件进程。,定时中断,0,，定时中断,1,1.SMB34,决定定时中断,0,的间隔，单位为,ms,可以设置为,5,到,255ms,2.SMB35,决定定时中断,1,的间隔，单位为,ms,可以设置为,5,到,255ms,中断实例,INT0,主程序,数控机床的,PLC,改造实例,1.,继电器控制机床电气原理图,改造要求,1.,设计,PLC,系统代替现有机床控制系统；,2.,增加一个控制,24V,，,50mA,微型电磁阀的冷却水控制数字输出；,3.,增加,4,个真空泵管路控制的电磁换向阀。,数字输入信号电气特性,启动,SB1,24V,停止,SB2,24V,急停,SB3,24V,蜂鸣器停,SB4,24V,驱动器警报,1RY,24V,真空泵启,SB5,24V,真空泵停,SB6,24V,警报复位,SB7,24V,数字输出信号电气特性,运行指示灯,1L,24V,警报指示灯,2L,24V,蜂鸣器,BUZZER,24V,接触器,1(,主电路）,1KM,220V,交流,接触器,2(,真空泵）,2KM,220V,交流,真空管道电磁阀,1,2RY,24V,真空管道电磁阀,2,3RY,24V,真空管道电磁阀,3,4RY,24V,真空管道电磁阀,4,5RY,24V,数字输入地址分配,启动,SB1,I0.0,停止,SB2,I0.1,急停,SB3,I0.2,蜂鸣器停,SB4,I0.3,真空泵启,SB5,I0.4,真空泵停,SB6,I0.5,报警复位,SB7,I0.6,驱动器警报,1ALM,I0.7,数字输出地址分配,运行指示灯,1L,Q0.0,警报指示灯,2L,Q0.1,蜂鸣器,BUZZER,Q0.2,接触器,1(,主电路）,1KM,Q0.7,接触器,2(,真空泵）,2KM,Q1.0,真空管道电磁阀,1,2RY,Q0.3,真空管道电磁阀,2,3RY,Q0.4,真空管道电磁阀,3,4RY,Q0.5,真空管道电磁阀,4,5RY,Q0.6,CPU224xp,两种模块比较,1.,数字量输入模块,2.,数字量输出,PLC,软件,略！,作业,数控机床技术发展综述,机器人技术发展综述,机械电子工程常用控制器综述,要求：,1.,任选其一,2. 4,月,30,日下班前交。,3.,按照东北大学学报论文格式,认认真真做事，快快乐乐做人；,心圆满，生活就会圆满。,