电气控制与PLC第六章课件.ppt

1、第六章第六章S7-200S7-200系列系列PLCPLC资源及配置资源及配置6.1 S7-200PLC6.1 S7-200PLC系统构成及性能简介系统构成及性能简介 S7-200 PLC是紧凑型可编程控制器，属于是紧凑型可编程控制器，属于整体式整体式（单元式）（单元式）PLC。硬件构架包含：。硬件构架包含：CPU模块与扩展模块与扩展功能模块。功能模块。模块式模块式6.1 S7-200PLC6.1 S7-200PLC系统构成及性能简介系统构成及性能简介 S7-200 PLC是紧凑型可编程控制器，属于整是紧凑型可编程控制器，属于整体式（单元式）体式（单元式）PLC。硬件构架包含：。硬件构架包含：C

2、PU模块与扩展功能模块。模块与扩展功能模块。模块式模块式PLCS7-300S7-200模块式模块式PLCS7-400S7-200模块式模块式PLCS7-400 6.1 主机结构及性能特点 1、主机外形 S7-200的CPU模块包括一个中央处理单元、电源及数字I/O电，这些都被集成在一个紧凑、独立的设备中。CPU模块 S7-200系列可编程控制器有系列可编程控制器有CPU21X系列，系列，CPU22X系列，其中系列，其中CPU22X型可编程控制器提供了型可编程控制器提供了4个不同的基本型号，常见的有个不同的基本型号，常见的有CPU221，PU222，CPU224（XP）和和CPU226四种基本型

3、号。四种基本型号。CPU模块（技术规范）CPU模块 CPU模块CPU模块集成功能 中断功能 高速计数功能 高速脉冲输出功能 变频器及运动控制功能 通信功能 模拟量输入、输出功能（仅CPU224-XP）6.2 S7-200PLC6.2 S7-200PLC扩展模块扩展模块 S7-200 PLCS7-200 PLC具有开关量扩展模块、模拟量扩展模块、具有开关量扩展模块、模拟量扩展模块、定位控制模块及通信模块等扩展模块。定位控制模块及通信模块等扩展模块。通信模块通信模块用于主机接口规模扩展、功能扩展及网络用于主机接口规模扩展、功能扩展及网络扩展。扩展。1、开关量扩展模块（DI、DO及DI/DO）型型

4、号号各组输入点数各组输入点数各组输出点数各组输出点数EM221 24VDCEM221 24VDC输入输入4 4，4 4EM221 230VACEM221 230VAC输入输入8 8（各点相互独立）（各点相互独立）EM222 24VDCEM222 24VDC输出输出4 4，4 4EM222 EM222 继电器输出继电器输出4 4，4 4EM222 230VEM222 230V双向晶闸管输出双向晶闸管输出8 8（各点相互独立）（各点相互独立）EM223 24VDCEM223 24VDC输入输入/继电器输出继电器输出4 44 4EM223 24VDCEM223 24VDC输入输入/DC/DC输出输出

5、4 44 4EM223 24VDCEM223 24VDC输入输入/继电器输出继电器输出4 4，4 44 4，4 4EM223 24VDCEM223 24VDC输入输入/DC/DC输出输出4 4，4 44 4，4 4EM223 24VDCEM223 24VDC输入输入/DC/DC输出输出8 8，8 84 4，4 4，8 8EM223 24VDCEM223 24VDC输入输入/继电器输出继电器输出8 8，8 84 4，4 4，4 4，4 4EM221 (4、4分组）分组）EM221 (8点独立）点独立）EM222 (4、4分组）分组）EM222 (8点独立）点独立）常用于交流驱动常用于交流驱动 模

6、拟量扩展模块与热电阻、热电偶扩展模块 S7-200S7-200系列系列PLCPLC有有3 3种模拟量扩展模块。种模拟量扩展模块。S7-S7-200PLC200PLC的模拟量扩展模块的的模拟量扩展模块的A/DA/D、D/AD/A转换器的位转换器的位数为数为1212位。模拟量输入、输出有多种量程可选，如位。模拟量输入、输出有多种量程可选，如05V05V、010V010V、020mA020mA、0100mV0100mV、5V5V、10V10V、100mV100mV等。等。010V010V量程的分辨率为量程的分辨率为2.5mV2.5mV。模块模块EM231EM231EM232EM232EM235EM2

7、35点数点数4 4路模拟量输路模拟量输入入2 2路模拟量路模拟量输出输出4 4路模拟量输入，路模拟量输入，1 1路模拟路模拟量输出量输出模拟量扩展模块（AI）EM 231EM 231EM 235EM 235输入输入范围范围单极性电压单极性电压0 0 10V 10V，0 0 5V 5V0 0 10V 10V，0 0 5V 5V，0 0 1V1V，0 0 500mV500mV，0 0 100mV 100mV，0 0 50mV 50mV双极性电压双极性电压 5V 5V，2.5V2.5V 10V10V，5V 5V，2.5V 2.5V，1V1V，500mV 500mV，250mV250mV，100mV1

8、00mV，50mV50mV，25mV 25mV电流电流0 0 20mA 20mA0 0 20mA 20mA数据字格式数据字格式双极性：双极性：-32000-32000 +32000+32000单极性：单极性：0 0 3200032000双极性：双极性：-32000-32000 +32000+32000单极性：单极性：0 0 3200032000电压输入阻抗电压输入阻抗大于等于大于等于10M10M 大于等于大于等于10M10M 电压信号输入时：最大电压信号输入时：最大输入电压输入电压30V DC30V DC30V DC30V DC电流信号输入时：最大电流信号输入时：最大输入电流输入电流32mA3

9、2mA32mA32mA分辨率分辨率12 12 位位A/D A/D 转换器转换器12 12 位位A/D A/D 转换器转换器LED LED 指示器指示器24V DC24V DC电源故障指示（亮：电源正常电源故障指示（亮：电源正常24V DC24V DC电源故障指示（亮：电源正常）电源故障指示（亮：电源正常）模拟量扩展模块 AIAI扩展模块的量程选择采用扩展模块的量程选择采用DIPDIP开关进行设置。开关进行设置。模拟量扩展模块(AO)S7-200PLC模拟量扩展模块模拟输出技术数据表模拟量扩展模块模拟输出技术数据表 热电阻、热电偶扩展模块 S7-200提供了提供了EM231热电偶模块和热电偶模块

10、和EM231热电热电阻输入模块，可用于实现温度测量。阻输入模块，可用于实现温度测量。EM231热电偶模块热电偶模块 EM231EM231热电偶模块具有特殊的冷端补偿电路，热电偶模块具有特殊的冷端补偿电路，如果在如果在EM231EM231热电偶模块安装区域的环境温度变热电偶模块安装区域的环境温度变化快的话，则会产生补偿误差。要想实现高精度化快的话，则会产生补偿误差。要想实现高精度和重复性，西门子建议和重复性，西门子建议S7-200S7-200热电偶模块应安装热电偶模块应安装在稳定的环境温度中使用。模块在输入处理电路在稳定的环境温度中使用。模块在输入处理电路中采用的隔离措施，是模块内部逻辑地、现场

11、电中采用的隔离措施，是模块内部逻辑地、现场电气地、气地、+24V+24V电源地之间均相互隔离。电源地之间均相互隔离。EM231EM231热电偶模块热电偶模块 EM231热电偶模块提供七种热电偶分度号输热电偶模块提供七种热电偶分度号输入：入：J、K、N、E、S、T、和、和R，同时还支持，同时还支持80mV直流毫伏电压输入。用户可通过直流毫伏电压输入。用户可通过DIP开关来选择热电偶的类型、断线检查、测量开关来选择热电偶的类型、断线检查、测量单位冷端补偿和开路故障报警方向。对于同单位冷端补偿和开路故障报警方向。对于同一模块所有连接到该模块上的热电偶必须采一模块所有连接到该模块上的热电偶必须采用相同

12、的分度号。用相同的分度号。1-热电偶热端；热电偶热端；2-热电极；热电极；3-绝缘管；绝缘管；4-保护套管；保护套管；5-接线盒接线盒 转换结果分摄氏度、华氏度两种，由表中十进制转换结果可转换结果分摄氏度、华氏度两种，由表中十进制转换结果可以看出，以看出，热电偶模块的数字量采用以热电偶模块的数字量采用以0.10.1为单位的工程表示数为单位的工程表示数字量格式字量格式。80mV80mV量程输入转换结果不受量程输入转换结果不受SW8SW8设定影响。设定影响。EM231热电偶模块与热电偶接线示意及模块外型图热电偶模块与热电偶接线示意及模块外型图 热电阻扩展模块热电阻扩展模块 EM231EM231热电

13、阻模块在输入处理电路中采用的隔热电阻模块在输入处理电路中采用的隔离措施，是模块内部逻辑地、现场电气地、离措施，是模块内部逻辑地、现场电气地、+24V+24V电电源地之间均相互隔离。每个源地之间均相互隔离。每个EM231EM231热电阻模块提供两热电阻模块提供两路热电阻输入通道。路热电阻输入通道。EM231热电偶模块提供铂电阻、铜电阻、镍电阻热电偶模块提供铂电阻、铜电阻、镍电阻三种、多个纯度热电阻输入，同时还支持三种、多个纯度热电阻输入，同时还支持0150、0300 、0600 电阻输入。用户可通过电阻输入。用户可通过DIP开关开关来选择热电阻的类型及纯度、断线检查、温度工程来选择热电阻的类型及

14、纯度、断线检查、温度工程单位和接线方式。单位和接线方式。EM231热电阻模块功能热电阻模块功能DIP开关设定开关设定表表 EM231热电阻模块功能热电阻模块功能DIP开关设定开关设定表表 在表中字母：在表中字母：A A、B B、C C、D D、E E、F F、G G表示纯度。表示纯度。1温度变化所引起的阻值相对于温度变化所引起的阻值相对于R0的变化值可用来的变化值可用来表示该热电阻的纯度。表示该热电阻的纯度。其中其中A表示表示0.003850、B表示表示0.003920、C表示表示0.00385055、D表示表示0.003916、E表示表示0.003902、F表示表示0.00672、G表示表示

15、0.006178、H表示表示0.004270，如，如“100Pt A”表示纯度为表示纯度为0.003850且在且在0时电阻值为时电阻值为100 的的铂电铂电阻。阻。EM231热电阻模块内部功能提供恒定取样电流先将输热电阻模块内部功能提供恒定取样电流先将输入电阻信号转换成电压信号后经滤波、放大后，通过入电阻信号转换成电压信号后经滤波、放大后，通过A/D转转换得到对应的数字量。该数字量采用补码形式表示，即换得到对应的数字量。该数字量采用补码形式表示，即1位符位符号位和号位和15位数值位表示。若温度值为极为负时，符号位为位数值位表示。若温度值为极为负时，符号位为“1”；若温度值为正时，符号位为；若温

16、度值为正时，符号位为“0”。铂电阻、铜电阻、镍电阻及电阻输入信号所对应的数字铂电阻、铜电阻、镍电阻及电阻输入信号所对应的数字量表示量表示。EM231热电阻模块与现场热电阻接线示意热电阻模块与现场热电阻接线示意图图（a a）接线方式检测接线方式检测精度最高，精度最高，（c c）接线接线方式由于受线路电阻影响最大，检测方式由于受线路电阻影响最大，检测精度精度最低。建议只有热电阻与最低。建议只有热电阻与模块之间距离很模块之间距离很近近时才用两线制接法，应尽量采用四线制时才用两线制接法，应尽量采用四线制接线方式。接线方式。智能接口模块 定位模块EM253 用于步进电机和伺服电机的开环控制。用于步进电机

17、和伺服电机的开环控制。调制解调模块EM241 将将S7-200与装有与装有SETP7系统程序的计算机通过系统程序的计算机通过电话线通讯。实现远程监控。电话线通讯。实现远程监控。PROFIBUS-DP扩展从站模块EM277 可将可将S7-200连接到连接到PROFIBUS-DP网络与网络与S7-300PLC/S7-400PLC进行通信。进行通信。1、模块的安装与拆卸、模块的安装与拆卸2 2、接线、接线（一）电源接线（一）电源接线1.电源规范 S7-200 CPU的型号规格2 2、接线、接线（一）电源接线（一）电源接线1.电源规范 24V直流晶体管输出（允许范围530VDC）DC/DC/DC24V

18、直流电源供电（允许范围20.428.8VDC）24V直流开关量输入（允许范围20.428.8VDC）2 2、接线、接线（一）电源接线（一）电源接线1.电源规范 24V直流开关量输入（允许范围20.428.8VDC）24V直流输出（允许范围530VDC）24-230V的交流输出（允许范围5250VAC）AC/DC/继电器100-230V交流电源供电（允许范围85264VAC，4763HZ）2 2、接线、接线（一）电源接线（一）电源接线2.接线 AC/DC/继电器类型的电源接线 2 2、接线、接线（一）电源接线（一）电源接线2.接线 a用一个单刀切断开关将电源与CPU、输入电路和输 出(负载)电路

19、隔离开。2 2、接线、接线（一）电源接线（一）电源接线2.接线 b用一台过流保护设备以保护CPU的电源、输出点以及输入点。你也可以为每个输 出点加上保险丝进行范围更广的保护。2 2、接线、接线（一）电源接线（一）电源接线2.接线 d将S7200的所有地线端子同最近接地点 相连接，以获得最好的抗干扰能力。2 2、接线、接线（一）电源接线（一）电源接线2.接线 e本机单元的直流传感器电源可用来为本机 单元的输入。2 2、S7-200 CPUS7-200 CPU接线接线（一）电源接线（一）电源接线2.接线 h在大部分的安装中，如果把传感器的供电 M端子接到地上可以获得最佳的噪声抑制。2 2、S7-2

20、00 CPUS7-200 CPU接线接线（一）电源接线（一）电源接线2.接线 DC/DC/DC类型的电源接线 2 2、接线、接线（一）电源接线（一）电源接线2.接线 a用一个单刀开关(a)将电源同CPU、输入电路和输出(负载)电路隔离开。2 2、接线、接线（一）电源接线（一）电源接线2.接线 bcd外部过流保护2 2、S7-200 CPUS7-200 CPU接线接线（一）电源接线（一）电源接线2.接线 e稳压电容2 2、S7-200 CPUS7-200 CPU接线接线（一）电源接线（一）电源接线2.接线 f在大部分的应用中，把所有的DC电源接到地可以得到最佳的噪声抑制。h将S7200所有的接地

21、端子同最近接地点(h)连接，以获得最好的抗干扰能力。2 2、S7-200 CPUS7-200 CPU接线接线（一）电源接线（一）电源接线2.接线 在未接地DC电源的公共端与保护地之间并联电阻与电容(g)。电阻提供了静电释放通路，电容提供高频噪声通路，它们的典型值是1M和4700pf。2 2、接线、接线（二）输出接线（二）输出接线1.24VDC输出 对大电感或频繁开关的感性的负载可以使用外部负载抑制二极管来防止击穿内部二极管。2 2、接线、接线（二）输出接线（二）输出接线1.24VDC输出 对大电感或频繁开关的感性的负载可以使用外部负载抑制二极管来防止击穿内部二极管。2 2、接线、接线（二）输出

22、接线（二）输出接线2.继电器输出 当继电器输出端接低压直流30V继电器时，可以接阻容保护电路进行保护。也可以同DC输出电路一样接二极管进行保护。说明特殊标志位存储区说明特殊标志位存储区SM：本机本机I/O与扩展与扩展I/O的地址分配的地址分配可以用扩展可以用扩展I/OI/O模块来增加模块来增加I/OI/O点数，扩展点数，扩展I/OI/O模块安装在模块安装在CPUCPU模模块的右边，其块的右边，其I/OI/O地址地址由模块的类型和模块在同类由模块的类型和模块在同类I/OI/O模块链中模块链中的位置来决定的位置来决定。CPUCPU分配给分配给I/OI/O模块的地址是以字节为单位的，模块的地址是以字

23、节为单位的，对应模块未用的位地址，不会分配给对应模块未用的位地址，不会分配给I/OI/O链中的后继模块。链中的后继模块。模拟量以模拟量以4 4字节递增的方式来分配地址，具体地说：字节递增的方式来分配地址，具体地说：编址规则：编址规则：1 1）同类型输入（或输出）点的模块进行顺序编址（即：在）同类型输入（或输出）点的模块进行顺序编址（即：在I/OI/O链中按与链中按与 主机的位置而递增）。主机的位置而递增）。说明：其它类型模块的有无及所处的位置不影响本类型模块的编号说明：其它类型模块的有无及所处的位置不影响本类型模块的编号2 2）数字量）数字量I I0 0模块的地址以字节模块的地址以字节(8(8

24、位位)为单位，本模块高位实际位数为单位，本模块高位实际位数 未满未满8 8位的，未用的位不能分配给位的，未用的位不能分配给I I0 0链中的后续模块。链中的后续模块。3 3）模拟量扩展模块以）模拟量扩展模块以2 2点（点（4 4字节）递增的方式来分配首地址。字节）递增的方式来分配首地址。注意：每一个扩展模块内仍是以注意：每一个扩展模块内仍是以1 1点（点（2 2字节）递增的方式来分配地址字节）递增的方式来分配地址 也即：也即：首地址是首地址是2 2点（点（4 4字节）递增的方式分配地址字节）递增的方式分配地址举例说明：举例说明：CPU224XP4DI/4DO8DI4AI/1AO8DO2AOEM

25、223EM221EM235EM222EM232I2.0I2.0I2.1I2.1I2.2I2.2I2.3I2.3I3.0I3.0I3.1I3.1I3.2I3.2.I3.7I3.7AIW4AIW4AIW6AIW6AIW8AIW8AIW10AIW10Q3.0Q3.0Q3.1Q3.1.Q3.7Q3.7AQW8AQW8AQW10AQW10作业：作业：地址如何分配？地址如何分配？CPU2264DI/4DO8DI4AI/1AO8DO2AOI0.0I0.0 .I1.5I1.5AIW0AIW0AIW2AIW2Q0.0Q0.0 .Q1.1Q1.1AQW0AQW0Q2.0Q2.0Q2.1Q2.1Q2.2Q2.2Q2.3Q2.3AQW4AQW4