S7-200PLC编程及应用 1、2章

1. S7-200 PLC编程及应用 Chap 1~2
2. 第1章 概述 1.1 PLC的基本概念与基本结构 1.1.1 PLC的基本概念 可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应 用而设计。它采用可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺 序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字式、模拟式的输 入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备, 都应按易于使工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。
3. 图1-1 PLC控制系统示意图
4. 1.2 PLC的特点与应用领域 1.2.1 PLC的特点 1. 编程方法简单易学 2. 功能强,性能价格比高 3. 硬件配套齐全,用户使用方便,适应性强 4. 可靠性高,抗干扰能力强 5. 系统的设计、安装、调试工作量少 6. 维修工作量小,维修方便 7. 体积小,能耗低 1.2.2 PLC的应用领域 1. 开关量逻辑控制 2. 运动控制 3. 闭环过程控制 4. 数据处理 5. 通信联网
5. 第2章 PLC的硬件与工作原理 2.1 PLC的硬件 2.1.1 PLC的物理结构 PLC的物理结构:整体式、模块式 图2-1 S7-200 CPU模块的外形图 I/O LED 状态LED 系统错误/诊断 (SF/DIAG) RUN(运行) STOP(停止) 可选卡插槽 存储器卡 时钟卡 电池卡 PLC编程及应用 PLC编程及应用 前盖下面有 模式选择开关(RUN/STOP) 模拟电位器 扩展端口 接线端子排 通信口 用于在DIN导轨 上安装的卡子
6. 2.1.2 CPU模块中的存储器 存储器分类与特点:RAM、ROM、EPROM、EEPROM 2.1.3 I/O模块 图2-3 输入电路
7. 图2-4 继电器输出电路 图2-5 场效应管输出电路
8. 2.2 PLC的工作原理 2.2.1 用触点和线圈实现逻辑运算 图2-6 基本逻辑电路
9. 图2-6 异步电动机主电路与控制电路
10. 2.2.2 PLC的运行模式 RUN模式执行用户程序,“RUN” LED亮。 STOP模式不执行用户程序,可将用户程序和硬件设置信息下载到PLC。 TERM(终端)模式与通信有关。 CPU模块上的模式开关在RUN位置时,上电自动进入RUN模式。 PC - PLC之间建立起通信连接后,若模式开关在RUN或TERM位置, 可用 编程软件中的命令改变CPU的工作模式。 2.2.3 PLC的工作原理
11. 中断程序的处理与立即I/O指令可提高响应速度。 LD I0.1 O Q0.0 AN I0.2 = Q0.0 图2-9 PLC外部接线图与梯形图 Q0.0  (I0.1 Q0.0)  I0.2
12. 外部输入电路接通时, 对应的输入映像寄存器为ON(1状态), 梯形图中对 应的常开触点闭合,常闭触点断开。 梯形图中Q0.0的线圈“通电”,对应的硬件继电器的常开触点闭合,接 在标号为0.0的端子的外部负载工作。 2.3 S7-200CN系列PLC 西门子PLC的分类:S7、M7、C7、WinAC。 2.3.1 S7-200的特点 1.功能强,有PID参数自整定、配方、数据归档等功能。 2.先进的程序结构 3.灵活方便的寻址方法 4.功能强大、使用方便的编程软件 5.简化复杂编程任务的向导功能 6.强大的通信功能 7.品种丰富的配套人机界面 8.有竞争力的价格 9.完善的网上技术支持
13. 2.3.2 CPU模块 CPU 221/222/224/226 集成I/O点:10/14/24/40点;程序空间4096~24576B。 最大DI/DO 256/256点;最大AI/AO 35/32点;最多7个扩展模块。 定时器/计数器256/256点;高速计数器4/6点30kHz,2点20kHz高速输出; 模拟电位器1/2个,实时钟,1/2个RS-485接口; 4点输入中断,2个定时中断 (1~255ms)。 CPU 224XP:2AI、1AO,2通信口,高速输入200kHz、高速输出100kHz。 PPI、MPI、自由通信口协议和PROFIBUS点对点协议; 2.3.3 数字量扩展模块 数字量I/O:8DI、16DI、4DO、8DO、4/4、8/8、16/16、32/32DI/DO。 输入有24V DC和230V AC两种,输出有24V DC和继电器型。 2.3.4 模拟量扩展模块与热电偶热电阻扩展模块 模拟量模块的作用:A/D转换与D/A转换。 模拟量I/O:12位4AI、2AO、4AI/1AO;15位4路热电偶、2路热电阻模块。 模拟量输入模块有多种量程(与模块型号有关),用模块上的DIP开关设置量 程。
14. 图2-10 模拟量输入数据字的格式 【例2-2】压力变送器(0~10MPa)的输出信号为DC 4~20mA,模拟量 输入模块将0~20mA转换为0~32 000的数字量,即0~10 000 kPa对应于数字 量6400~32 000,设转换后得到的数字为N,试求以kPa为单位的压力值。 解:4~20mA的模拟量对应于数字量6 400~32 000,压力的计算公式为 P  (10000  0) (N  6400)  100 (N  6400) (kPa) (32000  6400) 256
15. 模拟量输出模块的量程有10V和0~20mA两种: 图2-11 模拟量输出数据字格式 2.3.6 STEP 7-Micro/WIN编程软件与显示面板简介 1.STEP 7-Micro/WIN编程软件 2.显示面板 (1) 文本显示器TD-200C和TD-400C (2) S7-200专用的触摸屏:TP 070、TP 170 micro、TP 177 micro和K-TP 178micro。
16. 2.4 I/O地址分配与外部接线 2.4.1 本机I/O与扩展I/O的地址分配 图2-12 CPU 224XP的I/O地址分配举例
17. 图2-12 交流电源系统的外部接线 图2-14 直流电源系统的外部接线
18. 图2-15 感性输出电路的处理 2.1 填空 (1) PLC主要由 、 、 和 组成。 (2) 继电器的线圈“断电”时,其常开触点 ,常闭触点 。 (3) 外部输入电路接通时,对应的输入过程映像寄存器为 状态,梯形图 中对应的常开触点 ,常闭触点____。 (4) 若梯形图中输出Q的线圈“断电”,对应的输出过程映像寄存器为 状 态,在修改输出阶段后,继电器型输出模块中对应的硬件继电器的线 圈 ,其常开触点 ,外部负载 。