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西門子plcS7-200系列基礎(chǔ)硬件組成

S7-200系列PLC可提供4種不同的基本單元和6種型號(hào)的擴(kuò)展單元。其系統(tǒng)構(gòu)成包括基本單元、擴(kuò)展單元、編程器、存儲(chǔ)卡、寫入器、文本顯示...

       S7-200系列PLC可提供4種不同的基本單元和6種型號(hào)的擴(kuò)展單元。其系統(tǒng)構(gòu)成包括基本單元、擴(kuò)展單元、編程器、存儲(chǔ)卡、寫入器、文本顯示器等。

1．基本單元
      S7-200系列PLC中可提供4種不同的基本型號(hào)的8種CPU供選擇使用，其輸入輸出點(diǎn)數(shù)的分配見表4-11：
表4-11  S7-200系列PLC中CPU22X的基本單元
 

2．?dāng)U展單元
      S7-200系列PLC主要有6種擴(kuò)展單元，它本身沒有CPU，只能與基本單元相連接使用，用于擴(kuò)展I/O點(diǎn)數(shù)，S7-200系列PLC擴(kuò)展單元型號(hào)及輸入輸出點(diǎn)數(shù)的分配如表4-12所示。
表4-12  S7-200系列PLC擴(kuò)展單元型號(hào)及輸入輸出點(diǎn)數(shù)

3．編程器
     PLC在正式運(yùn)行時(shí)，不需要編程器。編程器主要用來進(jìn)行用戶程序的編制、存儲(chǔ)和管理等，并將用戶程序送入PLC中，在調(diào)試過程中，進(jìn)行監(jiān)控和故障檢測。S7-200系列PLC可采用多種編程器，一般可分為簡易型和智能型。
     簡易型編程器是袖珍型的，簡單實(shí)用，價(jià)格低廉，是一種很好的現(xiàn)場編程及監(jiān)測工具，但顯示功能較差，只能用指令表方式輸入，使用不夠方便。智能型編程器采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程操作，將的編程軟件裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)，可直接采用梯形圖語言編程，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測，非常直觀，且功能強(qiáng)大，S7-200系列PLC的編程軟件為STEP7-Micro/WIN。

4．程序存儲(chǔ)卡
     為了保證程序及重要參數(shù)的安全，一般小型PLC設(shè)有外接EEPROM卡盒接口，通過該接口可以將卡盒的內(nèi)容寫入PLC，也可將PLC內(nèi)的程序及重要參數(shù)傳到外接EEPROM卡盒內(nèi)作為備份。程序存儲(chǔ)卡EEPROM有6ES 7291-8GC00-0XA0和6ES 7291-8GD00-0XA0兩種，程序容量分別為8K和16K程序步。

5．寫入器
      寫入器的功能是實(shí)現(xiàn)PLC和EPROM之間的程序傳送，是將PLC中RAM區(qū)的程序通過寫入器固化到程序存儲(chǔ)卡中，或?qū)LC中程序存儲(chǔ)卡中的程序通過寫入器傳送到RAM區(qū)。

6．文本顯示器
      文本顯示器TD200不僅是一個(gè)用于顯示系統(tǒng)信息的顯示設(shè)備，還可以作為控制單元對(duì)某個(gè)量的數(shù)值進(jìn)行修改，或直接設(shè)置輸入/輸出量。文本信息的顯示用選擇/確認(rèn)的方法，多可顯示80條信息，每條信息多4個(gè)變量的狀態(tài)。過程參數(shù)可在顯示器上顯示，并可以隨時(shí)修改。TD200面板上的8個(gè)可編程序的功能鍵，每個(gè)都分配了一個(gè)存儲(chǔ)器位，這些功能鍵在啟動(dòng)和測試系統(tǒng)時(shí)，可以進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和診斷。
 

西門子plc應(yīng)用編程

西門子（SIEMENS）公司的PLC產(chǎn)品包括LOGO、S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400等。 西門子S7系列PLC體積小、速度快、標(biāo)準(zhǔn)化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能更強(qiáng)，可靠性高。

       西門子（SIEMENS）公司的PLC產(chǎn)品包括LOGO、S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400等。 西門子S7系列PLC體積小、速度快、標(biāo)準(zhǔn)化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能更強(qiáng)，可靠性高。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。

       當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。

輸入采樣
       在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。

用戶程序執(zhí)行
       在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。

       即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的       凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。

輸出刷新
       當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是PLC的真正輸出。
同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同，執(zhí)行的結(jié)果也不同。另外，采用掃描用戶程序的運(yùn)行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運(yùn)行的結(jié)果有所區(qū)別。當(dāng)然，如果掃描周期所占用的時(shí)間對(duì)整個(gè)運(yùn)行來說可以忽略，那么二者之間就沒有什么區(qū)別了。

西門子S7-200的接口模塊

S7-200的接口模塊主要有數(shù)字量I/O模塊、模擬量I/O模塊和通信模塊。下面分別介紹這些模塊。

（一）數(shù)字量I/O模塊
數(shù)字量I/O模塊是為了解決本機(jī)集成的數(shù)字量輸入/輸出點(diǎn)不能滿足需要而使用的擴(kuò)展模塊。S7-200PLC目前總共可以提供3大類，共9種數(shù)字量I/O模塊。
1．EM221數(shù)字量輸入擴(kuò)展模塊
8DI，DC24V（直流輸入）
2．EM222數(shù)字量輸出擴(kuò)展模塊
8DO，DC24V（直流輸出）
8DO，Relay（DC24V/ AC24~230V）（繼電器輸出）
3．EM223數(shù)字量混合模塊
4DI（DC24V），4DO（DC24V/2A）
4DI（DC24V），4DO（Relay 2A）
8DI（DC24V），8DO（DC24V/2A）
8DI（DC24V），8DO（Relay 2A）
16DI（DC24V），16DO（Relay 2A）
16DI（DC24V），16DO（DC24V/2A）

（二）模擬量I/O模塊
模擬量I/O模塊提供了模擬量輸入和模擬量輸出的擴(kuò)展功能。S7-200的模擬量擴(kuò)展模塊具有較大的適應(yīng)性、可以直接與傳感器相連，并有很大的靈活性，且安裝方便。
1．EM231模擬量輸入模塊
4AI（電壓或電流）輸入信號(hào)的范圍由SW1、SW2和SW3設(shè)定。
2．EM232模擬量輸出模塊
2AO（電壓或電流）
3．EM235模擬量混合模塊
4AI（電壓或電流），量程由SW1~SW6設(shè)定
1AO（電壓或電流）

（三）通信模塊
S7-200系列PLC除了CPU226本機(jī)集成了兩個(gè)通信口以外，其他均在其內(nèi)部集成了一個(gè)通信口，通信口采用了RS-485總線。此外，各PLC還可以接入通信模塊，以擴(kuò)大其接口的數(shù)量和聯(lián)網(wǎng)能力。
1．EM277模塊
EM277模塊是PROFIBUS-DP從站模塊，同時(shí)也支持MPI從站通訊；
2．EM241：調(diào)制解調(diào)器（Modem）通訊模塊
3．CP243-1：工業(yè)以太網(wǎng)通訊模塊；
4．CP243-1 IT：工業(yè)以太網(wǎng)通訊模塊，同時(shí)提供Web/E-mail等IT應(yīng)用；
5．CP243-2：AS-Ⅰ主站模塊，可連接多62個(gè)AS-Ⅰ從站。
S7-200PLC的配置就是由S7-200CPU和這些擴(kuò)展模塊構(gòu)成的。
 

西門子連接器6ES7972-0AA02-0XA0

西門子連接器6ES7972-0AA02-0XA0綜合參數(shù)：
SIMATIC DP,RS-485 Repeater 連接 von PROFIBUS/MPI Bussystemen mit max. 31 Teiln. max. 波特率 12 MBit/s, 防護(hù)等級(jí)IP20,改善 用戶操作
 
電源電壓參數(shù)：
額定值 (DC) 24 V
允許范圍，下限 (DC) 20.4 V
允許范圍，上限 (DC) 28.8 V
 
環(huán)境要求參數(shù)：
運(yùn)行中的環(huán)境溫度：小值0°C；大值60°C
運(yùn)輸/儲(chǔ)存時(shí)的環(huán)境溫度：小值-40°C；大值70°C
相對(duì)空氣濕度：操作大值95 %；25°C時(shí)
 
連接技術(shù)參數(shù)：
電源電壓接線盒
總線線路2 個(gè)緊固區(qū)域
 
6ES7972-0AA02-0XA0尺寸：
寬度45 mm
高度128 mm
深度67 mm
重量約350 g

PLC程序執(zhí)行過程的三個(gè)階段

PLC執(zhí)行程序的過程分為三個(gè)階段，即輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段、輸出刷新階段，PLC的掃描工作過程：

　　PLC

　?。?）輸入采樣階段。在這一階段中，PLC以掃描方式讀入所有輸入端子上的輸入信號(hào)，并將各輸入狀態(tài)存入對(duì)應(yīng)的輸入映像寄存器中。此時(shí)，輸入映像寄存器被刷斷。在程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段中，輸入映像存儲(chǔ)器與外界隔離，其內(nèi)容保持不變，直至下一個(gè)掃描周期的輸入掃描階段，才被重新讀入的輸入信號(hào)刷新?？梢?，PLC在執(zhí)行程序和處理數(shù)據(jù)時(shí)，不直接使用現(xiàn)場當(dāng)時(shí)的輸入信號(hào)，而使用本次采樣時(shí)輸入到映像區(qū)中的數(shù)據(jù)。一般來說，輸入信號(hào)的寬度要大于一個(gè)掃描周期，否則可能造成信號(hào)的丟失。

　?。?）程序執(zhí)行階段。在執(zhí)行用戶程序過程中，PLC按照梯形圖程序掃描原則，一般來說，PLC按從左至右、從上到下的步驟逐個(gè)執(zhí)行程序。但遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來決定程序跳轉(zhuǎn)地址。程序執(zhí)行過程中，當(dāng)指令中涉及輸入、輸出狀態(tài)時(shí)，PLC就從輸入映像寄存器中“讀入”對(duì)應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從輸出映像寄存器“讀入”對(duì)應(yīng)元件（“軟繼電器”）的當(dāng)前狀態(tài)。然后進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果再存入輸出映像寄存器中。對(duì)輸出映像寄存器來說，每一個(gè)元件（“軟繼電器”）的狀態(tài)會(huì)隨著程序執(zhí)行過程而變化。

　　繼電器

　?。?）輸出刷新階段。程序執(zhí)行階段的運(yùn)算結(jié)果被存入輸出映像區(qū)，而不送到輸出端口上。在輸出刷新階段，PLC將輸出映像區(qū)中的輸出變量送入輸出鎖存器，然后由鎖存器通過輸出模塊產(chǎn)生本周期的控制輸出。如果內(nèi)部輸出繼電器的狀態(tài)為“1”，則輸出繼電器觸點(diǎn)閉合，經(jīng)過輸出端子驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。全部輸出設(shè)備的狀態(tài)要保持一個(gè)掃描周期。

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