11-S7-200可编程序控制器解析优秀PPT

单击此处编辑母版样式,单击此处编辑幻灯片母版样式,*,第3章S7-200可编程序控制器,第3章S7-200可编程序限制器,3.1S系列PLC发展概述,3.2S7-200 PLC系统组成,3.3 编程元件,3.4相关设备,3.5工业软件,本章学习目的,本章以西门子公司生产的S7-200系列小型可编程序限制器为例，介绍具体型号的PLC，内容包括：,lS系列PLC发展概述,lS7-200 可编程序限制器的系统组成,l编程元件及程序学问,l相关设备,l常用工业软件,返回本章首页,3.1,S,系列,PLC,发展概述,德国的西门子（SIEMENS）公司是欧洲最大的电子和电气设备制造商，生产的SIMATIC可编程序限制器在欧洲处于领先地位。其第一代可编程序限制器是1975年投放市场的SIMATIC S3系列的限制系统。,在1979年，微处理器技术被应用到可编程序限制器中，产生了SIMATIC S5系列，取代了S3系列，之后在20世纪末又推出了S7系列产品。,最新的SIMATIC产品为SIMATIC S7、 S7-300和S7-400等几大系列。,返回本章首页,S7-200 可编程限制器,返回本章首页,S7-300 可编程限制器,S7-300PLC接受紧凑的、无槽位限制的模板结构。主要组成部分：导轨（RACK）、电源模板（PS）、中心处理单元（CPU）、信号模板（SM）、模板功能（FM）。还可加上接口模板（IM）和通讯处理器（CP）,返回本章首页,S7-400 可编程限制器,SIMATIC S7-400可编程限制器接受模块式结构，无风扇设计。可将各种模板装在一个模板基架上，组成所须要的系统。各种基架都带有集成的背板总线，用户安装只要简洁地插入模板并用螺钉固定即可。,返回本章首页,西门子可编程序限制器的网络,SINEC S1,SINEC L1,SINEC L2,SINEC H1,SINEC H3,S7300的MPI网与通讯模板,S7系列PLC与计算机设备的通信,PROFIBUS现场总线,PLC的操作与监视系统,SIEMENS公司的设备操作与监视系统OP5、OP15,实时画面监视,3.2,S7-200 PLC,系统组成,3.2.1系统基本构成,3.2.2主机结构,3.2.3扫描周期及工作方式,3.2.4输入输出扩展,3.2.5主机性能指标,返回本章首页,从CPU模块的功能来看，SIMATIC S7-200系列小型可编程序限制器发展至今，大致阅历了两代：,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。,其次代产品其CPU模块为CPU 22X，是在21世纪初投放市场的，速度快，具有较强的通信实力。它具有四种不同结构配置的CPU单元：CPU 221，CPU 222，CPU 224和CPU 226，除CPU 221之外，其他都可加扩展模块。,返回本章首页,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,S7-200 PLC系统组成,返回本章首页,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运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。,返回本章首页,主机结构,1. CPU介绍,（1）主机外形,SIMATIC S7-200系统CPU 22X系列PLC主机（CPU模块）的外形如图 所示：,返回本章首页,（2）基本结构特点,输出信号类型,电源输出,基本I/O,存储平安,高速反应,模拟电位器,实时时钟,输入输出可扩展性,返回本章首页,4种CPU各有晶体管输出和8继电器输出两种类型，具有不同电源电压和限制电压。各类型的型号如表 所示。,返回本章首页,SIMATIC S7-200系统CPU 22X系列PLC主机及I/O特性如表 所示。,返回本章首页,2、存储系统,（1）存储系统,（2）存储器及运用,（3）存储平安,返回本章首页,存储系统,返回本章首页,表,3.3,存储容量,返回本章首页,PLC,5V,CPU,3、输入、输出接口电路（P82）,、输入接口电路,输入信号类型：开关量,功能：开关量数字量,组成：输入端子、输入电路,要求：信号隔离,方法：光电耦合器,返回本章首页,、输出接口电路,输出信号类型：开关量,输出形式：继电器、晶体管、晶闸管,PLC,220VAC,要求：隔离,输出电路举例：继电器输出,返回本章首页,扫描周期及工作方式,1、扫描周期,2、 工作方式,返回本章首页,3、工作过程,读入输入信号状态（输入处理）,运算式操作处理（程序处理）,输出刷新,1）、读入全部端子输入信号状态,功能：输入端子接通/断开输出端子驱动外部元件,2）、程序处理阶段,逐行扫描用户程序、运算式操作,3）、处理结果输出映象寄存器输出端子驱动外部元件,返回本章首页,输入输出扩展,1、扩展单元,数字量输入/输出模块,模拟量输入/输出模块,通信模块,返回本章首页,2、,设备连接,I/O扩展示意图,返回本章首页,3、 电流供应,各CPU所能供应的最大5VDC电流如表3.4所示。,返回本章首页,模块电流 CPU 22X可连接的各扩展模块消耗5V,DC,电流如表所示。,若按表的扩展方式，各模块在I/O链中的位置排列方式也可以有多种，图示为其中的一种模块连接形式。,扩展连接图,返回本章首页,4、,22X,主机主要技术指标,（P96）,返回本节,一、硬件指标,例：点数,二、软件指标,例：用户程序容量：KB,3.3,编程元件,返回本章首页,1、 数据类型,2、 寻址方式,3、 编程软元件,1、,数据类型,（1）数据类型及范围,S7-200系列PLC数据类型可以是布尔型、整型和实型（浮点数）。实数接受32位单精度数来表示，其数值有较大的表示范围：正数为+1.175495E-38+3.402823E+38；负数为-1.175495E38-3.402823E+38。,（2）常数,在编程中常常会运用常数。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。,返回本章首页,2、 寻址方式,（1）位寻址,编址形式,按位寻址的格式为：Ax.y,存储区内另有一些元件是具有确定功能的硬件，由于元件数量很少，所以不用指出元件所在存储区域的字节，而是干脆指出它的编号。其寻址格式为：Ay,返回本章首页,（2）可位寻址元件,输入继电器（I）,输出继电器（Q）,通用帮助继电器（M）,特殊标记继电器（SM）,变量存储器（V）,局部变量存储器（L）,依次限制继电器（S）,返回本章首页,定时器（,T,）,计数器（,C,）,模拟量输入映像寄存器（,AI,）、,模拟量输出映像寄存器（,AQ,）,高速计数器（,HC,）,累加器（,AC,）,返回本章首页,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）。,返回本章首页,按位寻址的格式为：Ax.y,必需指定元件名称、字节地址和位号，如图所示。图中MSB表示最高位，LSB表示最低位。,位寻址方式,返回本章首页,例：CPU224：I0.0I15.7,基本单元:输入14点,最多128点,例:Q0.4,例：CPU224：Q0.0Q1.1,基本单元:输入10点,最多128点,7,6,5,2,0,1,4,3,Q0,Q1,例:M1.3,共256点:M0.0M31.7,只能位寻址元件,定时器（T）计数器（C）的状态位，状态元件（S）,表示方式：T0T255 C0C255,返回本章首页, 字节寻址,输入继电器(I) 输出继电器(Q),帮助继电器（M）,状态 （S）,表示方式：IB0，IB1，,QB0，QB1，,MB0，MB1，,说明：,字节标识,字节编号,软元件标识,I B 0,注：位元件每8个组成一字节,返回本章首页, 字寻址（16位）, 基本字元件：,变量存贮器 V、L,表示方式：VW0，VW2,说明：,字标识,字编号,软元件标识,V W 2,注：编号为低位字节号, 位元件组成字寻址,输入继电器（I），输出继电器（Q）,（特殊）帮助继电器（M，SM）,返回本章首页,状态 （S）,表示方式：IW0，IW2，,QW0，QW2，,MW0，MW2，, 定时器、计数器当前值寄存器,表示方式：,T0，T1，T255，,C0，C1，C255，,说明：,元件号,软元件标识,T 15,注：定时器、计数器位寻址与字寻址的区分：由程序自动判别,返回本章首页, 其他字寻址元件：,模拟量输入寄存器和输出寄存器,表示方式：AIW0，AIW2，,AQW0，AQW2，,数量, 双字寻址（32位）,说明：, 累加器：本身32位, 可字节寻址，字寻址，双字寻址，由运算关系确定, 字节寻址、字寻址时分别读/写其低8位、低16位内容,返回本章首页, 常数,表示方法：,10,进制（,K,）、,16,进制（,H,）、,二进制（,B,）、,ASCII,码、“字符串”,返回本章首页,间接寻址方式,间接寻址方式是，数据存放在存储器或寄存器中，在指令中只出现所需数据所在单元的内存地址的地址。存储单元地址的地址又称为地址指针。这种间接寻址方式与计算机的间接寻址方式相同。间接寻址在处理内存连续地址中的数据时特殊便利，而且可以缩短程序所生成的代码的长度，使编程更加灵敏。,用间接寻址方式存取数据须要作的工作有3种：建立指针、间接存取和修改指针。,返回本章首页,3、,S7200PLC的编程软元件（P97）,概述：软元件：编程对象，存贮器的存贮单元（位、字节、字）-虚拟元件, 输入继电器（I）,组成：输入继电器线圈+触点,实质：一个输入继电器输入映象寄存器一个对应位,作用：接收输入信号状态,输入节点通/断对应位“1”/“0”,返回本章首页,表示方式： 常开触点,常闭触点,I0.1,I0.0,编号：八进制,说明：一个输入节点 一个输入继电器,继电器输入触点次数不限,输入继电器线圈由外部输入信号驱动，但编程不行运用, 输出继电器（Q）,组成：软线圈、软触点（+实际输出触点）,实质：一个输出继电器输出映象寄存器一个对应位,返回本章首页,作用：驱动实际输出触点,输出继电器线圈接通,实际输出触点闭合,表示方式： 线圈,常开触点,常闭触点,Q0.3,Q0.3,Q0.3,说明：一个输出继电器一个实际输出触点,软触点运用次数不限,线圈必需由触点驱动, 内部标记位（M）,作用：暂存是间信息或限制信息帮助继电器,返回本章首页,组成：线圈,+,触点,实质：内部标志存贮器对应位,表示方式：,M14.5,M14.5,M14.5,说明：不能驱动实际输出触点,触点可运用次数不限,线圈须由触点驱动,编号为十进制和八进制结合,返回本章首页, 特殊标志位（SM）,作用：系统与用户界面,提供系统状态信息,用户选择控制有关功能,表示方式：,SM0.0,SM0.0,SM36.5 =,0,1,减计数,加计数,类型：只读、读/写,说明：只读：触点状态系统修改、用户只能利用其触点,读/写：用于特殊限制功能,作用举例：SM36：高速计数器用,返回本章首页, 变量寄存器（V）,作用：存贮变量，如数据运算操作数、结果、模拟量输入等,表示方式：位、字节、字、双字等, 累加器（AC）,数量：4个，32位,表示：ACCOACC3, 局部存贮器（L）,作用：类似V，作短暂存贮器或给子程序传递参数,说明：只能由特定的程序段访问,返回本章首页, 状态元件（S）,作用：用于依次限制编程依次限制继电器,表示方式：, 模拟量输入/输出（AIW/AQW）映象区,作用：暂存模拟量输入/输出数值,表示方式：AIW0，AIW2，AQW0，AQW2，,说明：一个字对应一路模拟量, 定时器（T）（P99）,作用：定时，类似时间继电器延时,定时长度设定：程序（相当于可预置计数器）,返回本章首页,组成：,16,位当前值寄存器,+,一个状态位,表示方式,状态位取值, 计数器（,C,）,作用：对外部脉冲计数，类似数字计数器,计数方式：脉冲上升沿或下降沿，加计数或减计数,组成：,16,位当前值寄存器,+,状态位,计数多少：由程序指定,状态位表示方式：,状态位取值：,T,i,=,1,0,(,ON,) 当前值预置值,(,off,) 当前值预置值,C,i,=,1,0,当前值预置值,当前值预置值,T3,状态位,状态位,C3,返回本章首页, 定时器（,T,）,作用：定时、类似继电器延时,定时设定：程序（相当于可预置计数器）,时间单位：,1ms,、,10ms,、,100ms,15,0,T0,T1,T2,定时器当前值REG,T0,T1,T2,T3,状态位,对字或位操作的选择：自动确定,数量：例CPU212：T0T63，64个,状态位表示方法,T =,1,0,(ON) 当前值预置值,(off) 当前值预置值,T3,状态位,设备号（或位地址）,元件符号,T 3,表示方式：,位状态取值：,构成：16位当前值寄存器、一个状态位（触点）,返回本章首页, 计数器（C）,作用：对外部脉冲计数,计数方式：脉冲上升沿或下降沿，加或减计数。,构成：16位当前REG和状态位,状态位取值：由当前值与预置值比较结果确定。,数量：CPU212：C0C63,当前值寄存器值（计数值的读/写）,状态位,C2,表示方式：,返回本章首页, 累加器（AC）,32位，4个，ACC0ACC3,操作方式：字节、字、双字,字节操作：最低8位，其他字节则无法运用,字操作：最低16位，其他字节则无法运用, 模拟量输入/输出（AIW/AQW）（P15）,模拟量输入：,模拟量 A/D转换数字量读入模拟量经A/D转换的数据,模拟量输出：,CPU处理数字量,数字量 D/A转换模拟量数据送到D/A转换中去,返回本章首页,数据形式：16位，带符号,编址方式：序号从0起先，以2递增,AIB0,8,7,AIB1,AIB2,AIB3,AIB30,AIB31,15,AIW0,AIW2,AIW30,AIW,AQB0,8,7,AQB1,AQB2,AQB3,AQB30,AQB31,15,0,AQW0,AQW2,AQW30,AQW,0,数据类型,字(字节地址）,元件符号,AI W n,说明：AIWn只能读，AQWn只能写,表示方式：,返回本章首页,