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s7-200系列plc的硬件系統(tǒng)主要有哪些部分

西門子S7-200系列PLC的基本編程元件有：數(shù)字量輸入繼電器、數(shù)字量輸出繼電器、通用輔助繼電器、特殊標志繼電器、變量存儲器、局部變量存儲器、順序控制繼電器、定時器、計數(shù)器、高速計數(shù)器、累加器等。
一、關(guān)于西門子S7-200系列PLC的基本編程元件
1、數(shù)字量輸入繼電器（I）
輸入繼電器也就是輸入映像寄存器，每個PLC的輸入端子都對應(yīng)有一個輸入繼電器，它用于接收外部的開關(guān)信號。輸入繼電器的狀態(tài)地由其對應(yīng)的輸入端子的狀態(tài)決定，在程序中不能出現(xiàn)輸入繼電器線圈被驅(qū)動的情況，只有當外部的開關(guān)信號接通PLC的相應(yīng)輸入端子的回路，則對應(yīng)的輸入繼電器的線圈“得電”，在程序中其常開觸點閉合，常閉觸點斷開。這些觸點可以在編程時任意使用，使用數(shù)量（次數(shù)）不受限制。
2、數(shù)字量輸出繼電器（Q）
輸出繼電器也就是輸出映像寄存器，每個PLC的輸出端子對應(yīng)都有一個輸出繼電器。當通過程序使得輸出繼電器線圈“得電”時，PLC上的輸出端開關(guān)閉合，它可以作為控制外部負載的開關(guān)信號。同時在程序中其常開觸點閉合，常閉觸點斷開。這些觸點可以在編程時任意使用，使用次數(shù)不受限制。
3、通用輔助繼電器（M）
通用輔助繼電器如同電器控制系統(tǒng)中的中間繼電器，在PLC中沒有輸入輸出端與之對應(yīng)，因此通用輔助繼電器的線圈不直接受輸入信號的控制，其觸點也不能直接驅(qū)動外部負載。所以，通用輔助繼電器只能用于內(nèi)部邏輯運算。
4、特殊標志繼電器（SM）
有些輔助繼電器具有特殊功能或存儲系統(tǒng)的狀態(tài)變量、有關(guān)的控制參數(shù)和信息，稱為特殊標志繼電器。用戶可以通過特殊標志來溝通PLC與被控對象之間的信息，如可以讀取程序運行過程中的設(shè)備狀態(tài)和運算結(jié)果信息，利用這些信息用程序?qū)崿F(xiàn)一定的控制動作。用戶也可通過直接設(shè)置某些特殊標志繼電器位來使設(shè)備實現(xiàn)某種功能。
5、變量存儲器（V）
變量存儲器用來存儲變量。它可以存放程序執(zhí)行過程中控制邏輯操作的中間結(jié)果，也可以使用變量存儲器來保存與工序或任務(wù)相關(guān)的其他數(shù)據(jù)。
6、局部變量存儲器（L）
局部變量存儲器用來存放局部變量。局部變量與變量存儲器所存儲的全局變量十分相似，主要區(qū)別是全局變量是全局有效的，而局部變量是局部有效的。全局有效是指同一個變量可以被任何程序(包括主程序、子程序和中斷程序)訪問；而局部有效是指變量只和特定的程序相關(guān)聯(lián)。
7、順序控制繼電器（S）
順序控制繼電器用在順序控制和步進控制中，它是特殊的繼電器。
順序控制繼電器用“S”表示，順序控制繼電器區(qū)屬于位地址空間，可進行位操作，也可以進行字節(jié)、字、雙字操作。
8、定時器（T）
定時器是可編程序控制器中重要的編程元件，是累計時間增量的內(nèi)部器件。自動控制的大部分領(lǐng)域都需要用定時器進行定時控制，靈活地使用定時器可以編制出動作要求復(fù)雜的控制程序。
9、計數(shù)器（C）
計數(shù)器用來累計內(nèi)部事件的次數(shù)。可以用來累計內(nèi)部任何編程元件動作的次數(shù)，也可以通過輸入端子累計外部事件發(fā)生的次數(shù)，它是應(yīng)用非常廣泛的編程元件，經(jīng)常用來對產(chǎn)品進行計數(shù)或進行特定功能的編程。使用時要提前輸入它的設(shè)定值(計數(shù)的個數(shù))。當輸入觸發(fā)條件滿足時，計數(shù)器開始累計其輸入端脈沖電位跳變(上升沿或下降沿)的次數(shù)；當計數(shù)器計數(shù)達到預(yù)定的設(shè)定值時，其常開觸點閉合，常閉觸點斷開。
10、高速計數(shù)器(HC)
高速計數(shù)器的工作原理與普通計數(shù)器基本相同，它用來累計比主機掃描速率更快的高速脈沖。高速計數(shù)器的當前值為雙字長(32位)的整數(shù)，且為只讀值。
11、累加器(AC)
S7—200PLC提供4個32位累加器，分別為AC0、ACl、AC2、AC3，累加器(AC)是用來暫存數(shù)據(jù)的寄存器。它可以用來存放數(shù)據(jù)如運算數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)和結(jié)果數(shù)據(jù)，也可用來向子程序傳遞參數(shù)，或從子程序返回參數(shù)。使用時只表示出累加器的地址編號，如AC0。
累加器可進行讀、寫兩種操作，在使用時只出現(xiàn)地址編號。累加器可用長度為32位，但實際應(yīng)用時，數(shù)據(jù)長度取決于進出累加器的數(shù)據(jù)類型。
二、S7-200系列PLC概述：
西門子S7-200PLC在實時模式下具有速度快，具有通訊功能和較高的生產(chǎn)力的特點。*的模塊化設(shè)計促進了低性能定制產(chǎn)品的創(chuàng)造和可擴展性的解決方案。來自西門子的S7 - 200微型PLC可以被當作獨立的微型PLC解決方案或與其他控制器相結(jié)合使用。

西門子S7系列PLC的主要種類及應(yīng)用軟件

德國西門子（SIEMENS）公司生產(chǎn)的可編程序控制器在我國的應(yīng)用也相當廣泛，在冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領(lǐng)域都有應(yīng)用。西門子（SIEMENS）公司的PLC產(chǎn)品包括LOGO，S7-200，S7-300，S7-400，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，HMI人機界面，工業(yè)軟件等。

西門子S7系列PLC體積小、速度快、標準化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能更強，可靠性更高。S7系列PLC產(chǎn)品可分為微型PLC（如S7-200），小規(guī)模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。

1．SIMATIC S7-200 PLC

S7-200 PLC是超小型化的PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場合中的自動檢測、監(jiān)測及控制等。S7-200 PLC的強大功能使其無論單機運行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。

    S7-200PLC可提供4個不同的基本型號與8種CPU可供選擇使用。

2．SIMATIC S7-300 PLC

    S7-300是模塊化小型PLC系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應(yīng)用。各種單獨的模塊之間可進行廣泛組合構(gòu)成不同要求的系統(tǒng)。與S7-200 PLC比較，S7-300 PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)，具備高速（0.6~0.1μs）的指令運算速度；用浮點數(shù)運算比較有效地實現(xiàn)了更為復(fù)雜的算術(shù)運算；一個帶標準用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進行參數(shù)賦值；方便的人機界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7-300操作系統(tǒng)內(nèi)，人機對話的編程要求大大減少。SIMATIC人機界面（HMI）從S7-300中取得數(shù)據(jù)，S7-300按用戶的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。S7-300操作系統(tǒng)自動地處理數(shù)據(jù)的傳送；CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯誤和特殊系統(tǒng)事件（例如：超時，模塊更換，等等）；多級口令保護可以使用戶高度、有效地保護其技術(shù)機密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改；S7-300 PLC設(shè)有操作方式選擇開關(guān)，操作方式選擇開關(guān)像鑰匙一樣可以拔出，當鑰匙拔出時，就不能改變操作方式，這樣就可防止非法刪除或改寫用戶程序。具備強大的通信功能，S7-300 PLC可通過編程軟件Step 7的用戶界面提供通信組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常容易、簡單。S7-300 PLC具有多種不同的通信接口，并通過多種通信處理器來連接AS-I總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)；串行通信處理器用來連接點到點的通信系統(tǒng)；多點接口（MPI）集成在CPU中，用于同時連接編程器、PC機、人機界面系統(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動化控制系統(tǒng)。

3． SIMATIC S7-400 PLC

S7-400 PLC是用于中、高檔性能范圍的可編程序控制器。

S7-400 PLC采用模塊化無風扇的設(shè)計，可靠耐用，同時可以選用多種級別（功能逐步升級）的CPU，并配有多種通用功能的模板，這使用戶能根據(jù)需要組合成不同的系統(tǒng)。當控制系統(tǒng)規(guī)模擴大或升級時，只要適當?shù)卦黾右恍┠０?，便能使系統(tǒng)升級和充分滿足需要。

4． 工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)

通訊網(wǎng)絡(luò)是自動化系統(tǒng)的支柱，西門子的全集成自動化網(wǎng)絡(luò)平臺提供了從控制級一直到現(xiàn)場級的*性通訊，“SIMATIC NET”是全部網(wǎng)絡(luò)系列產(chǎn)品的總稱，他們能在工廠的不同部門，在不同的自動化站以及通過不同的級交換數(shù)據(jù)，有標準的接口并且相互之間*兼容。

5． 人機界面（HMI）硬件

HMI硬件配合PLC使用，為用戶提供數(shù)據(jù)、圖形和事件顯示，主要有文本操作面板TD200（可顯示中文），OP3，OP7，OP17等；圖形/文本操作面板OP27，OP37等，觸摸屏操作面板TP7，TP27/37，TP170A/B等；SIMATIC面板型PC670等。個人計算機（PC）也可以作為HMI硬件使用。HMI硬件需要經(jīng)過軟件（如ProTool）組態(tài)才能配合PLC使用。

6． SIMATIC S7工業(yè)軟件

西門子的工業(yè)軟件分為三個不同的種類：

（1）編程和工程工具  編程和工程工具包括所有基于PLC或PC用于編程、組態(tài)、模擬和維護等控制所需的工具。STEP 7標準軟件包SIMATIC S7是用于S7-300/400，C7 PLC和SIMATIC WinAC基于PC控制產(chǎn)品的組態(tài)編程和維護的項目管理工具，STEP 7-Micro/WIN是在Windows平臺上運行的S7-200系列PLC的編程、在線仿真軟件。

（2）基于PC的控制軟件  基于PC的控制系統(tǒng)WinAC允許使用個人計算機作為可編程序控制器（PLC）運行用戶的程序，運行在安裝了Windows NT4.0操作系統(tǒng)的SIMATIC工控機或其它任何商用機。WinAC提供兩種PLC，一種是軟件PLC，在用戶計算機上作為視窗任務(wù)運行。另一種是插槽PLC（在用戶計算機上安裝一個PC卡），它具有硬件PLC的全部功能。WinAC與SIMATIC S7系列處理器*兼容，其編程采用統(tǒng)一的SIMATIC編程工具（如STEP 7），編制的程序既可運行在WinAC上，也可運行在S7系列處理器上。

（3）人機界面軟件  人機界面軟件為用戶自動化項目提供人機界面（HMI）或SCADA系統(tǒng)，支持大范圍的平臺。人機界面軟件有兩種，一種是應(yīng)用于機器級的ProTool，另一種是應(yīng)用于監(jiān)控級的WinCC。

ProTool適用于大部分HMI硬件的組態(tài)，從操作員面板到標準PC都可以用集成在STEP 7中的ProTool有效地完成組態(tài)。ProTool/lite用于文本顯示的組態(tài)，如：OP3，OP7，OP17，TD17等。ProTool/Pro用于組態(tài)標準PC和所有西門子HMI產(chǎn)品，ProTool/Pro不只是組態(tài)軟件，其運行版也用于Windows平臺的監(jiān)控系統(tǒng)。

WinCC是一個真正開放的，面向監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集的SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）軟件，可在任何標準PC上運行。WinCC操作簡單，系統(tǒng)可靠性高，與STEP 7功能集成，可直接進入PLC的硬件故障系統(tǒng)，節(jié)省項目開發(fā)時間。它的設(shè)計適合于廣泛的應(yīng)用，可以連接到已存在的自動化環(huán)境中，有大量的通信接口和全面的過程信息和數(shù)據(jù)處理能力，其的WinCC5.0支持在辦公室通過IE瀏覽器動態(tài)監(jiān)控生產(chǎn)過程。

西門子PLC的發(fā)展史 SIMATIC商標

 S7-200是西德西門子公司的產(chǎn)品之一，其注冊商標為SIMATIC。

1．西門子公司的產(chǎn)品最早是1975年投放市場的SIMATIC S3，它實際上是帶有簡單操作接口的二進制控制器；

2．1979年，S3系統(tǒng)被SIMATIC S5所取代，該系統(tǒng)廣泛地使用了微處理器；

3．20世紀80年代初，S5系統(tǒng)進一步升級——U系列PLC，較常用機型：S5-90U、95U、100U、115U、135U、155U

4．1994年4月，S7系列誕生，它具有更國際化、更高性能等級、安裝空間更小、更良好的WINDOWS用戶界面等優(yōu)勢，其機型為：S7-200、300、400

5．1996年，在過程控制領(lǐng)域，西門子公司又提出PCS7（過程控制系統(tǒng)7）的概念，將其優(yōu)勢的WINCC（與WINDOWS兼容的操作界面）、PROFIBUS（工業(yè)現(xiàn)場總線）、COROS（監(jiān)控系統(tǒng)）、SINEC（西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)）及控調(diào)技術(shù)溶為一體

6．現(xiàn)在，西門子公司又提出TIA（Totally Integrated Automation）概念，即全集成自動化系統(tǒng)，將PLC技術(shù)溶于全部自動化領(lǐng)域。

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