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1、第二章第二章S7-200可编程序控制器可编程序控制器 2.1S7-200 PLC系统基本组成系统基本组成 2.2 S7-200 PLC的主要性能的主要性能 2.3 S7-200 PLC的存储区域的存储区域 2.4 S7-200 PLC的寻址方式的寻址方式本章学习目的本章学习目的本章以西门子公司生产的本章以西门子公司生产的S7-200系列小型系列小型可编程序控制器为例，介绍具体型号的可编程序控制器为例，介绍具体型号的PLC，内容包括：，内容包括：l l S7-200 可编程序控制器的系统组成可编程序控制器的系统组成l l 编程元件及程序知识编程元件及程序知识l l 存储区域存储区域l l 寻址方
2、式寻址方式返回本章首页返回本章首页2.1 S7-200 PLC系统基本组成系统基本组成2.1.1基本单元基本单元2.1.2个人计算机或编程器个人计算机或编程器2.1.3 STEP7-Micro/WIN32编程编程软件软件2.1.4通信电缆通信电缆2.1.5人机界面人机界面2.1.6扩展模块以及功能模块扩展模块以及功能模块 返回本章首页返回本章首页2.1 S7-200 PLC系统基本组成系统基本组成 德国的西门子（德国的西门子（SIEMENS）公司是欧洲最大的电子和）公司是欧洲最大的电子和电气设备制造商，生产的电气设备制造商，生产的SIMATIC可编程序控制器在可编程序控制器在欧洲处于领先地位。
3、其第一代可编程序控制器是欧洲处于领先地位。其第一代可编程序控制器是1975年年投放市场的投放市场的SIMATIC S3系列的控制系统。系列的控制系统。 在在1979年，微处理器技术被应用到可编程序控制器中，年，微处理器技术被应用到可编程序控制器中，产生了产生了SIMATIC S5系列，取代了系列，取代了S3系列，之后在系列，之后在20世世纪末又推出了纪末又推出了S7系列产品。系列产品。最新的最新的SIMATIC产品为产品为SIMATIC S7、M7和和C7等几大等几大系列。系列。 返回本章首页返回本章首页从从CPU模块的功能来看，模块的功能来看，SIMATIC S7-200系列小型可系列小型可
4、编程序控制器发展至今，大致经历了两代：编程序控制器发展至今，大致经历了两代：第一代产品其第一代产品其CPU模块为模块为CPU 21X，主机都可进行扩展，主机都可进行扩展，它具有四种不同结构配置的它具有四种不同结构配置的CPU单元：单元：CPU 212，CPU 214，CPU 215和和CPU 216，对第一代，对第一代PLC产品不再作具产品不再作具体介绍。体介绍。第二代产品其第二代产品其CPU模块为模块为CPU 22X，是在，是在21世纪初投放世纪初投放市场的，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同结构配置的CPU单元：单元：CP
5、U 221，CPU 222，CPU 224和和CPU 226，除，除CPU 221之外，其他都可加扩展模块。之外，其他都可加扩展模块。2. 1系统基本构成系统基本构成 SIMATIC S7-200系统由硬件和工业软件两大部分构成，系统由硬件和工业软件两大部分构成，如图如图3.1所示。所示。图图2.1S7-200 PLC系统组成系统组成系统基本构成系统基本构成1. 硬件硬件（1）基本单元）基本单元 （2）扩展单元）扩展单元 （3）特殊功能模块）特殊功能模块 （4）相关设备）相关设备 2. 工业软件工业软件 工业软件是为更好地管理和使用这些设备而开发的与之工业软件是为更好地管理和使用这些设备而开发
6、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。具、工程工具、运行软件和人机接口等几大类构成。返回本节返回本节2.1.1基本单元基本单元 1. 各各CPU介绍及介绍及I/O系统系统（1）主机外形）主机外形SIMATIC S7-200系统系统CPU 22X系列系列PLC主机（主机（CPU模块）的外形模块）的外形如图如图3.2所示：所示：图图2.2S7-200主机外形主机外形状态显示通信口顶部端子盖电 源及输出端子前盖 方式开关、电位器、扩展I/O连接底部端子盖输入端子、传感器电源存储器卡（2）基本
7、结构特点）基本结构特点输出信号类型输出信号类型电源输出电源输出 基本基本I/O 存储安全存储安全 高速反应高速反应 模拟电位器模拟电位器 实时时钟实时时钟 输入输出可扩展性输入输出可扩展性 4种种CPU各有晶体管输出和各有晶体管输出和8继电器输出两种类型，具有不同电源继电器输出两种类型，具有不同电源电压和控制电压。各类型的型号如表电压和控制电压。各类型的型号如表3.1所示。所示。 表表2.1CPU型号型号SIMATIC S7-200系统系统CPU 22X系列系列PLC主机及主机及I/O特性特性如表如表3.2所示。所示。表表2.2主机及主机及I/O特性特性2.1.2 个人计算机或编程器个人计算机
8、或编程器 个人计算机或编程器装上STEP7-Micro/WIN32编程软件后，即可供用户进行程序的编制、编辑、调试和监控。 要求个人计算机的最低配置要求个人计算机的最低配置：Windows 95、Windows98、Windows ME或者Windows2000等操作系统；IBM 486以上兼容机，内存8MB以上，VGA显示器，至少50MB以上硬盘空间，Windows支持的鼠标。2.1.3STEP7-Micro/WIN32编程软件编程软件STEP7-Micro/WIN32编程软件是基于编程软件是基于Windows的应用软件，它支持的应用软件，它支持32位位Windows 95、Windows
9、98和和Windows ME或者或者Windows2000等使用环境。它的基本功能是创建、编辑、调等使用环境。它的基本功能是创建、编辑、调试用户程序、系统组态等。试用户程序、系统组态等。2.1.4 通信电缆通信电缆 通信电缆是通信电缆是PLC用来与个人计算机实现通信的，用来与个人计算机实现通信的，它可以用它可以用PC/PPI电缆；使用通信处理器时，可电缆；使用通信处理器时，可用多点接口电缆（用多点接口电缆（MPI）电缆；使用）电缆；使用MPI卡时，卡时，可以用可以用MPI卡专用的通信电缆。卡专用的通信电缆。 2.1.5人机界面人机界面人机界面主要指的是专用操作界面，例如操作员面板、人机界面主要
10、指的是专用操作界面，例如操作员面板、触摸屏、文本显示器等，这些设备可以使用户通过友好触摸屏、文本显示器等，这些设备可以使用户通过友好的操作界面轻松地完成各种调整和控制的任务。的操作界面轻松地完成各种调整和控制的任务。操作员面板和触摸屏的基本功能是过程状态和过程控制操作员面板和触摸屏的基本功能是过程状态和过程控制的可视化。文本显示器的基本功能是文本信息显示和实的可视化。文本显示器的基本功能是文本信息显示和实施操作，在操作系统中可以设定和修改参数。可编程的施操作，在操作系统中可以设定和修改参数。可编程的8个功能键可以作为控制键，文本显示器还能扩展个功能键可以作为控制键，文本显示器还能扩展PLC的输
11、入和输出端子数。的输入和输出端子数。2.1.6扩展模块以及功能模块扩展模块以及功能模块 功能模块扩展功能模块扩展 当需要完成某些特殊功能的控制系统，当需要完成某些特殊功能的控制系统，CPU主机可以扩展特殊功主机可以扩展特殊功能模块，一般的特殊功能模块有能模块，一般的特殊功能模块有SM253 位置控制模块，位置控制模块，EM241调调制解调器模块等。制解调器模块等。I/O点数扩展点数扩展 S7-200 PLC的的CPU所提供的本机所提供的本机I/O点和点和I/O地址是固定的，进行地址是固定的，进行扩展时，可以在扩展时，可以在CPU右边连接多个扩展模块，每个扩展模块的组右边连接多个扩展模块，每个扩
12、展模块的组态地址编号取决于各模块的类型和该模块在态地址编号取决于各模块的类型和该模块在I/O链中所处的位置。链中所处的位置。编制方法就是同种类型输入或输出点的模块在链中按与主机的位置编制方法就是同种类型输入或输出点的模块在链中按与主机的位置而递增，其他类型模块的有无及所处的位置不影响本类型模块的编而递增，其他类型模块的有无及所处的位置不影响本类型模块的编号。号。 2.2 S7-200系列系列PLC的主要技术性能的主要技术性能2.2.1一般性能2.2.2输入特性2.2.3输出特性2.2.4扩展单元的主要技术特性2.2.1一般性能一般性能表表4-3 S7-200 CPU224一般性能一般性能2.2
13、.2输入特性输入特性 表表4-4 S7-200 CPU224输入特性输入特性 2.2.3输出特性输出特性表表4-6 S7-200 CPU224的输出特性的输出特性2.2.4扩展单元的主要技术特性扩展单元的主要技术特性（1）输入/输出扩展模块 S7-200 CPU上已经集成了一定数量的数字量I/O点，但如用户需要多于CPU单元I/O点时，必须对系统做必要的扩展。CPU221无I/O扩展能力，CPU 222最多可连接2个扩展模块（数字量或模拟量），而CPU224和CPU226最多可连接7个扩展模块。2.2.4扩展单元的主要技术特性扩展单元的主要技术特性（2）热电偶/热电阻扩展模块 热电偶、热电阻模
14、块（EM231）是为CPU222，CPU224，CPU226设计的，S7-200与多种热电偶、热电阻的连接备有隔离接口。用户通过模块上的DIP开关来选择热电偶或热电阻的类型，接线方式，测量单位和开路故障的方向。2.2.4扩展单元的主要技术特性扩展单元的主要技术特性（3）通讯扩展模块 除了CPU集成通讯口外，S7-200还可以通过通讯扩展模块连接成更大的网络。S7-200系列目前有两种通讯扩展模块：PROFIBUS-DP扩展从站模块（EM277）和AS-i接口扩展模块（CP243-2）。 2.3 S7-200系列系列PLC的存储器区域的存储器区域2.3.1 数据区空间存储器的地址表示格式数据区空
15、间存储器的地址表示格式2.3.2 数据区空间存储器区域数据区空间存储器区域2.3.1 数据区空间存储器的地址表示格式数据区空间存储器的地址表示格式 1. 位地址格式数据区空间存储器区域的某一位的地址格式是由存储器区域标志符、字节地址及位号构成。如图4-5所示，V5.4表示图中黑色标记的位地址，V是变量存储器的区域标志符，5是字节地址，4是位号，在字节地址5和位号4之间用点号“.”隔开。2.3.1 数据区空间存储器的地址表示格式数据区空间存储器的地址表示格式2. 字节、字和双字地址格式 数据区空间存储器区域的字节、字和双字地址格式由区域标志符、数据长度以及该字节、字或者双字的起始字节地址构成。图
16、4-6 中，用VB100，VW100，VD100分别表示字节、字和双字的地址。VW100由VB100VB103四个字节组成。3. 其他地址格式数据区空间存储器区域中，还包括定时器存储器、计数器存储器、累加器、高速计数器等。它们是模拟相关的电器元件的，它们的地址格式为：区域标志符和元件号， 例T24 表示某定时器的地址，T是定时器的区域标志符，24是定时器号。2.3.2 数据区空间存储器区域数据区空间存储器区域1.输入映像寄存器（I）2.输出映像寄存器（Q）3.内部标志位存储器（M）2.变量存储器（V）5.局部存储器（L）6.顺序控制继电器存储器（S）2.3.2 数据区空间存储器区域数据区空间存
17、储器区域7.定时器存储器（T）8.计数器存储器（C）9.模拟量输入映像寄存器（AI）10模拟量输出映像存储器（AQ）11.累加器（AC）12.高速计数器（HC）13.特殊标志位存储器（SM）2.4 S7-200系列系列PLC的寻址方式的寻址方式2.2.1立即寻址指令直接给出操作数，操作数紧跟着操作码，在取出指令的同时也就取出了操作数，立即有操作数可以用，所以称为立即操作数或者立即寻址。立即寻址方式可用来提供常数，设置初始值等。指令中常常使用常数。常数值可分为字节、字和双字型数据。CPU以二进制方式存储所有常数。指令中可用十进制、十六进制、ASCII码或浮点数形式来表示。十进制、十六进制、ASC
18、II码及浮点数的表示格式距离如下：十进制常数：30112十六进制常数：16#42FASCII码或者浮点常数：+1.112234E-10（正数） -1.328465E-10（负数）二进制常数：2#0101_1110 2.4 S7-200系列系列PLC的寻址方式的寻址方式2.2.2直接寻址指令直接给出操作上的地址的寻址方式称为直接寻址。操作数的地址应该按规定的格式表示。指令中数据类型应与指令标识符相匹配 2.2.2直接寻址1.位寻址格式 按位寻址时的格式为：Ax.y，使用时必须指定元件名称、字节地址和位号。2.特殊器件的寻址格式存储区内另有一些元件是具有一定功能的器件，不用指出它们的字节，而是直接写出其编号。3.字节、字和双字的寻址格式对字节、字和双字数据，直接寻址时需指明元件名称、数据类型和存储区域内的首字节地址。2.2.3 间接寻址间接寻址1.建立指针建立指针2.使用指针来存储数据使用指针来存储数据3.修改指针修改指针