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S7-200PLC 快速入门指南

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:S7-200PLC属于S7-200/300/400/1200家族中功能最精简、I/O点数最少、扩展性能最低的PLC系列产品,可以称为微型PLC系列产品。新系列的S7-200PLC需要STEP 7-Micro/WIN4.0以上的版本支持。但是,相对来说,S7-200 PLC能扩展的功能模块数量较少,其适用的范围受到了一定的限制。S7-200 PLC扩展模块的型号与订货号含义分别如图1-36和图1-37所示。S7-200 PLC可以通过选用5种模拟量I/O扩展模块,增加PLC的温度、转速、位置等的测量、显示与调节功能。

S7-200PLC 快速入门指南

1.S7-200系列PLC简介

SIMATIC S7 PLC主要包括S7-200微型PLC、S7-300较低性能PLC、S7-400中高性能PLC和新一代的小型S7-1200。S7系列具有模块化、无风扇的结构,使之成为由小规模到大规模各种应用的首选产品,提供了完成控制任务既方便又经济解决方案

S7-200PLC属于S7-200/300/400/1200家族中功能最精简、I/O点数最少、扩展性能最低的PLC系列产品,可以称为微型PLC系列产品。产品可以用于输入/输出点数较少的小型机械与设备的单机控制。但是,由于其通信与网络功能较强,因此也可以作为复杂系统的“子站”使用,构成PLC网络;并巨其产品也在不断地更新换代和完善。

与早期的产品相比较,新系列S7-200的性能有了如下提高:

1)CPU的运算速度提高了40%。

2)增加了在线编程功能。

3)增加了存储器卡扩展功能。

4)增加了CPU诊断状态指示(LED)。

5)提高了PID调节、参数自动整定功能。

6)脉冲输出指令增加了线性(斜坡)给定功能。

7)增加了数据记录功能,可以实时记录PLC的运行状态信息(本功能需要存储器卡的支持)。

新系列的S7-200PLC需要STEP 7-Micro/WIN4.0以上的版本支持。

(1)主要特点 S7-200PLC的主要特点如下:

1)采用整体式固定I/O型(CPU221)与基本单元加扩展的结构,PLC的CPU、电源、输入/输出安装于一体,结构紧凑,安装简单。

2)运算速度快,基本逻辑控制指令0.22μs/条,可以实现高速控制。

3)编程指令、编程元件较丰富,性价比高。

4)系列PLC均带有固定点数的高速计数输入与高速脉冲输出,输入/输出频率可以达到20~100kHz。

5)系列PLC均带有RS-485串行通信接口,可以支持自由口通信(无协议通信)与PPI(点到点通信)、MPI(多点通信)、PROFIBUS现场总线通信。

对于具有扩展功能的S7-200PLC,通过扩展模块还可以增加如下功能:

①通信功能扩展。通过PROFIBUS-DP(EM227)、AS-i(CP243-2)、调制解调器(EM241)、以太网(CP243-1、CP243-1IT)等通信模块,PLC可以与工业以太网、现场总线网等不同的网络迸行连接,组成PLC网络系统。

②控制功能扩展。通过多点模拟量输入/输出模块、各种温度测量模块、定位脉冲模块等实现温度、速度、位置等参数的控制、测量、调节功能。

但是,相对来说,S7-200 PLC能扩展的功能模块数量较少,其适用的范围受到了一定的限制。

(2)产品的结构 2006年最新版S7-200PLC包括了CPU221、CPU222、CPU224、CPU224XP、CPU226五种规格。其中,CPU221为整体式固定I/O型结构,PLC的I/O点数固定为6/4点,处理器、存储器、电源、输入输出接口、通信接口等都安装在模块上,I/O点数不能改变,巨无I/O扩展模块接口。其余的规格均为基本单元加扩展的结构,PLC的CPU、存储器、电源、基本输入/输出接口、通信接口等都安装于基本单元上;基本单元还带有集成的I/O点;I/O扩展模块以及网络通信功能模块通过PLC的扩展电缆与接口与基本单元连接,扩展模块的数量在不同PLC中也有所不同,其外形如图1-32所示。

(3)各模块性能的比较 S7-200PLC的CPU221、CPU222、CPU224、CPU224XP、CPU226五种规格中,其性能依次提高,特别是用户程序存储器容量、I/O点(开关量与模拟量)数量、高速计数功能等方面有明显区别。几种规格PLC的基本性能比较如图1-33和表1-8所示。其中,CPU221主要适用于小点数场合,没有扩展功能。CPU224XP是CPU224的改迸型,其CPU本机增加了一个通信口以及二输入一输出的模拟量通道。

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图1-32 S7-200PLC的外形

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图1-33 几种规格PLC的基本性能比较

2.S7-200 PLC的型号与规格

(1)S7-200 PLC基本单元型号S7-200 PLC的基本型号通过基本单元-CPU模块迸行区分,共有上述五种基本规格,每种规格中,根据PLC电源的不同,还可以分为AC电源输入/继电器输出与DC电源输入/晶体管输出两种类型,因此,本系列PLC有10种不同的产品可以供用户选用。

S7系列PLC的型号可以分为CPU基本型号与订货号。CPU基本型号大致代表了PLC的基本性能;订货号为产品的具体规格,包括电源输入等使用条件。

1)CPU型号和订货号中各参数的基本含义分别如图1-34和图1-35所示。

2)CPU模块的型号与订货号之间的关系见表1-9。

表1-8 S7-200系列各CPU的性能比较表

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图1-34 CPU型号中各参数的基本含义

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图1-35 订货号中各参数的基本含义

表1-9 CPU模块的型号与订货号之间的关系

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(2)S7-200 PLC扩展单元型号 S7-200 PLC的扩展模块主要有开关量与模拟量的输入/输出扩展模块、通信、定位及总线扩展模块等。S7-200 PLC扩展模块的型号与订货号含义分别如图1-36和图1-37所示。

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图1-36 扩展模块的型号含义

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图1-37 扩展模块的订货号含义

1)开关量输入/输出扩展模块。最新S7-200 PLC(CPU221除外)可以选用25种不同的扩展模块,以增加PLC的I/O点数或功能。开关量输入/输出扩展模块的型号与规格见表1-10。

2)模拟量输入/输出扩展。S7-200 PLC(CPU221除外)可以通过选用5种模拟量I/O扩展模块(包括温度测量模块),增加PLC的温度、转速、位置等的测量、显示与调节功能。模拟量输入/输出扩展模块的型号与规格见表1-11。

表1-10 S7-200 PLC开关量扩展模块一览表

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表1-11 S7-200系列模拟量扩展模块一览表

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3)定位扩展模块。S7-200 PLC(CPU221除外)可以通过选用一种定位扩展模块增加PLC的位置控制与调节功能。其模块的主要参数见表1-12。

4)网络扩展。S7-200 PLC(CPU221除外)除了可以通过CPU模块的集成RS-422/485接口与外部设备迸行通信外,还可以通过四种网络链接模块增加网络功能,以构成PLC网络控制系统。网络链接扩展模块的主要性能见表1-13。

表1-12 S7-200系列定位扩展模块一览表

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表1-13 S7-200系列网络链接扩展模块一览表

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基本单元通过其右侧的扩展接口用总线连接器与扩展单元左侧的扩展接口相连接,如图1-38所示。

3.S7-200系列PLC的主要硬/软件性能指标

(1)硬件性能指标 S7-200系列PLC的硬件性能指标包括电源规范、输入规范、输出规范、主要性能参数等,见表1-14~表1-17。使用中必须符合这些性能指标。

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图1-38 CPU扩展连接

表1-14 电源规范

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(续)

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表1-15 输入规范

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表1-16 输出规范

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(续)

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表1-17 主要性能参数

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(2)软件性能指标S7-200系列PLC的软件性能指标包括编程功能、编程器件和特性、高速计数脉冲输出功能、通信功能及其他功能等,见表1-18~表1-23,供编程使用时参照。

表1-18 S7-200 PLC编程功能一览表

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表1-19 S7-200 PLC的编程器件和特性

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(续)

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注:1.LB60到LB63为STEP 7Micro/WIN 32 V3.0或更高版本保留。

说明:若S7-200 PLC的性能提高而使参数改变,作为教材,恕不能及时更正。请参考西门子的相关产品手册。

表1-20 操作数的有效编址范围

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(续)

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表1-21 S7-200 PLC高速计数脉冲输出功能

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表1-22 S7-200 PLC通信功能

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4.S7-200 PLC的安装与接线

(1)S7-200系列PLC外部结构 S7-200系列PLC的外部结构如图1-39所示。

表1-23 S7-200 PLC其他功能

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图1-39 S7-200系列PLC的外部结构

a)S7-21X系列 b)S7-22X系列

1)输入接线端子。用于连接外部控制信号。在底部端子盖下是输入接线端子和为传感器提供24V直流电源。

2)输出接线端子。用于连接被控制设备。在顶部端子盖下是输出接线端子和PLC的工作电源。

3)CPU状态指示。CPU状态指示灯有SF、STOP、RUN三个,其作用见表1-24。

表1-24 CPU状态指示灯的作用

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4)输入状态指示。用于显示是否有外部控制信号(如控制按钮行程开关接近开关光电开关及传感器等数子量信号接入。

5)输出状态指示。用于显示CPU是否有信号输出到执行设备(如接触器、电磁阀、指示灯等)。

6)扩展接口。通过扁平电缆连接数宇量I/O扩展单元、模拟量I/O扩展单元、热电偶模块、通信模块等。CPU与扩展模块的连接如图1-40所示。

7)通信接口。通信接口支持PPI、MPI通信协议,有自由口通信能力,用于连接编程器(手提式或PC机)、文本/图形显示器、PLC网络等外部设备,如图1-41所示。

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图1-40 CPU与扩展模块的连接

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图1-41 PLC与S7-200的连接

8)模拟电位器。用来改变特殊寄存器(SM28、SM29)中的数值,以改变程序运行时的参数,如定时器、计数器的预置值、过程量的控制参数等。

(2)输入/输出端子接线 其典型代表CPU224的输入/输出端子接线如图1-42所示。

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