附录A SIMATIC S7-200简介 - 图文

附录A SIMATIC S7-200简介

SIMATIC S7-200是西门子公司生产的具有很高的性能价格比的微型可编程序控制器（PLC）。由于它具有结构小巧，运行速度高，价格低廉及多功能和多用途等特点，因此在下述行业中得到了广泛的应用：

■专用机械设备：包装机，打包机和卷扬机。 ■食品加工工业：搅拌机，切割机和轧碎混合器。 ■农业：挤奶和饲养机械设备，牛奶冷却罐。 ■电子装配线。 ■木工机械。

■小规模应用：门锁，泵和压缩机等。

为适应不同的应用场合，S7-200具有四种不同结构（配置）的基本CPU单元（见图A.1）：

CPU 212 它是一种用于作简单控制的经济型CPU，它的主要功能是替代原系统中的接触器和其它简单的控制逻辑。

CPU 214 它是在CPU212的基础上增加了输入和输出点数和其它一些集成在CPU模块上的特殊功能，因此适合控制要求较高的场合。

CPU 215和CPU216 CPU 215和CPU 216是在CPU 214的基础上，进一步扩大了用户的程序存储区和用户数据存储器，增加了PID指令功能和通讯口（CPU 215还支持DP通讯协议），以及本机的I/O口（CPU 216），因此可对较大规模的系统作控制。

A.1 S7-200 PLC结构特点

机械结构上的特点：

S7-200 PLC在机械结构方面有以下特点： （1）它的塑料外壳既紧凑又坚固。

（2）易于接线和操作方便，在接线端前带有面罩保护。

（3）PLC上设计有专用的DIN导轨安装机构和安装孔，可以垂直方向或水平方向安装在标准的DIN导轨上或直接安装在控制柜底板上。

（4）备有专用的接线端子排要供用户选择。 电气结构上的特点：

（1）电气安全标准：S7-200 PLC在电气上符合VDE、VL、CSA和ISO 9001中有关安全方面的标准。

（2）可维护性：在S7-200的CPU中配有EEPROM，可永久性地存储用户程序和其它重要的系统参数。此外它还安有大容量的电容器，供长时间地存储所有的数据使用，而不再需要另外安装需要维护的后备电池。

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图A.1 S7-200的结构（CPU 212）

（3）内置可直接与传感器/负载相连的直流24V驱动电源，输出电流可达180mA或400mA。如果输出电流大于这个范围，可选购其它电源模块（选件）。

（4）为适应不同的应用场合，每种CPU有三种使用不同电源和电压的类型，相应的输入和输出的结构和电压也可以是不同的（见表A.1）。

表A.1 S7-200三种不同的类型 类型 CPU 212， 直流输出 CPU 214 继电器输出 N型* 继电器输出 P型* 交流输出 交流24V输入 交流输出 交流120V输入 CPU 215， 直流输出 CPU 216 继电器输出 电源 直流24V 输入电压 输出电压 直流24V 直流24V 直流24V 交流24V～230V 直流24V 交流24V～230V 输出电流 0.5A，晶体管 2A，继电器 2A，继电器 交流120～230V 直流24V N型* 交流120～230V 直流24V P型* 交流120～230V 交流24V 交流120V～230V 1A，可控硅 交流120～230V 交流120V 交流120V～230V 1A，可控硅 直流24V 直流24V 直流24V 直流24V 0.5A，（CPU 215，1A）晶体管2A，继 交流120～230V 直流24V 交流24V～230V 电器 注：*P型：输入点共正型 N型：输入点共负型

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（5）本机上带有输入输出点：CPU 212具有8个输入点和6个输出点，CPU 214和CPU 215具有14个输入点和10个输出点，CPU 216具有24个输入点和16个输出点。

（6）灵活的中断输入：S7-200的CPU可以极快的速度来响应中断请求信号的上升沿或下降沿。

（7）机内配有高速计数器，以适应对机外高速信号的计数要求。其中CPU 212带有一个计数频率最高可达2KHz的加或减的计数器，而CPU 214～216还带有两个独立的计数频率最高可达7KHz的高速计数器，每个计数器可用程序复位或使能，并可设置成加法或减法计数或相位差90°的两个脉冲序列。

（8）便于扩展：为系统备有专用的数字扩展模板（EM），可以很方便地对系统的输入和输出点作扩展。

（9）备有专用的仿真器（选件），以便用户在现场输入用户程序，并对用户程序作调试和仿真。

（10）模拟电位器外部设定：S7-200的面板上有一个（CPU 212）或二个（CPU 214～CPU 216）模拟型电位器，用户可利用它们作连续型的定时时间设定等工作。

（11）CPU 214还具有下述功能：

*脉冲输出：可以输出二路最高频率可达4KHz的高频脉冲信号，以便用户定位控制使用，该脉冲可送至脉冲控制型伺服驱动器控制马达或送至步进电机驱动器控制步进电机。

*实时时钟：机内设有硬件实现的实时时钟，以便用户作定时报警，记录工作时间以及其它基于时间控制的工作。

*EEPROM子模块（选件）：利用这个小巧的EEPROM子模块，可以对本机修改用户程序，而无需使用专用的编程器进行任何操作。

*电池卡（选件）：虽然在S7-200系统中已配有大容量的电容器在外部掉电时保持存储的用户数据（如位存储状态，数据块和计数器等）的存储器供电，但它最多只能供2～5天的时间。如果需要更长时间的供电，则应再插入电池卡（只有CPU 214～CPU 216才允许插入该卡）。这样供电的时间一般可长达一年（最少200天）。

（12）CPU 215和CPU 216在CPU 214的基础上，还具有如下功能： *CPU 215和CPU 216具有PID指令，便于对系统作动态控制。

*CPU 215和CPU 216有二个通讯口，CPU 215的其中一个口可支持DP协议，以便作远程通讯。

A.2 S7-200的基本工作原理

图A.2是说明S7-200系统基本工作原理的结构框图。

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图A.2 S7-200的工作原理

S7-200的CPU从整体上看有下述四部分： （1）输入部分：主要用于接收现场的控制信号。

（2）输出部分：主要用于向现场输出具有足够的驱动能力的控制信号。 （3）程序存储器：用于存放用户程序。

（4）处理器：它是S7-200系统中的核心，它控制着整个S7-200系统作有序的工作。处理器周期性地执行扫描程序：首先它读入所有输入端上各控制信号的状态，并把读入的状态存入过程输入映象区（PII）。然后，处理器在内部计数器，位存储器和定时器的控制下逐行扫描用户程度，并执行有关的运算或操作，得到当时应有的控制信号（状态）；最后处理器将处理所得到的结果（控制信号）输出到过程输出映象区（PIQ）中，并在周期的末尾，将输出映象区中的信号同时输出到它们的输出端。如此周而复始，S7-200实现对现场过程的控制。

A.3 S7-200的主要功能

S7-200提供了多种功能，使得在编程与控制时更加灵活方便。

搜集执行速度高 S7-200的CPU执行每条二进制指令的时间仅为1.3μs（CPU 212）或0.8μs（CPU 214～CPU 216），因此可大大缩短程序的扫描和执行时间。

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丰富的指令集 S7-200几乎包括了一般计算机所具有的各种基本操作指令。例如，变量赋值，数据存储，计数，装载，传输，比较，移位，循环，求补及子程序的调用等。

除此之外，它还具有友好的用户功能，例如，脉冲宽度调制（PWM），输出频率可控的序列脉冲，跳转功能，循环功能，码制转换以及PID等功能。这些指令和功能有助于用户简化编程工作。

内置计数器 S7-200的CPU模板上具有硬件构成的计数器，这在多数现场实时控制中是非常有用的。

灵活的中断功能 （1）触发中断的信号，可以用软件设定为中断输入信号的上升沿或下降沿，以便对过程 …… 此处隐藏：2534字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……