電氣控制與PLC應(yīng)用（第四章）市公開課一等獎(jiǎng)省賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件

電氣控制與PLC應(yīng)用

（第四章）主編：陳建明副主編：巫付專朱曉東熊軍華電氣控制與PLC應(yīng)用（第四章）第1頁第4章S7-200PLC系統(tǒng)配置

熟練掌握S7-200PLC系統(tǒng)配置

掌握S7-200PLC接口模塊

了解和會(huì)設(shè)置S7-200PLC網(wǎng)絡(luò)參數(shù)

學(xué)習(xí)目標(biāo)：電氣控制與PLC應(yīng)用（第四章）第2頁教學(xué)內(nèi)容：

4.1S7-200PLC系統(tǒng)基本組成

4.2S7-200PLC接口模塊

4.3S7-200PLC系統(tǒng)配置第4章S7-200PLC系統(tǒng)配置

電氣控制與PLC應(yīng)用（第四章）第3頁4.1S7-200PLC系統(tǒng)基本組成返回S7-200PLC由基本單元（S7-200CPU模塊）、擴(kuò)展單元、個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）或編程器、STEP7-Micro/WIN32編程軟件以及通信電纜等組成。電氣控制與PLC應(yīng)用（第四章）第4頁4.1.1基本單元

基本單元（S7-200CPU模塊）也稱為主機(jī)。由中央處理單元（CPU）、電源以及數(shù)字量輸入輸出單元組成。這些都被緊湊地安裝在一個(gè)獨(dú)立裝置中?；締卧軌蚪M成一個(gè)獨(dú)立控制系統(tǒng)。

在CPU模塊頂部端子蓋內(nèi)有電源及輸出端子；在底部端子蓋內(nèi)有輸入端子及傳感器電源；在中部右側(cè)前蓋內(nèi)有CPU工作方式開關(guān)、模擬調(diào)整電位器和擴(kuò)展I/O連接接口；在模塊左側(cè)分別有狀態(tài)LED指示燈、存放卡及通信口。電氣控制與PLC應(yīng)用（第四章）第5頁S7-200CPU模塊電氣控制與PLC應(yīng)用（第四章）第6頁

基本單元組成：1.中央處理單元（CPU）：通常一個(gè)主機(jī)模塊都安裝有一個(gè)或多個(gè)CPU。若是多個(gè)CPU，那其中必定有一個(gè)主CPU，其余為輔助CPU。2.存放器：PLC存放器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序和工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。它種類和形式很多：ROM、EPROM、EEPROM、RAM。3.通信口：在S7-200主機(jī)模塊上都最少有一個(gè)或多個(gè)通信口。S7-200提供是RS-485通信口，要與計(jì)算機(jī)相連需經(jīng)過專業(yè)PC/PPI電纜。4.電池：在主機(jī)模塊中通常配有鋰電池，用于在掉電時(shí)保留用戶程序和數(shù)據(jù)。5.LED指示燈：在主機(jī)模塊上安裝有LED指示燈，用于指示PLC電源（POWER）、運(yùn)行（RUN）、編程（PROG）、測(cè)試（TEST）、斷開（BREAK）、犯錯(cuò)（ERROR）、電池電量不足（BATT）、警告（ALARM）等工作狀態(tài)。6.I/O端子：有PLC在主機(jī)模塊上配有少許I/O端子。PLCI/O功效主要靠配置各種I/O模塊來實(shí)現(xiàn)。

電氣控制與PLC應(yīng)用（第四章）第7頁4.1.2個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）或編程器要求個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）配置：

CPU為80586或更高處理器，16MB內(nèi)存（最低要求為：CPU80486，8MB內(nèi)存）；VGA顯示器（分辨率1024×768像素）；硬盤空間最少50MB；MicrosoftWindows所支持鼠標(biāo)。使用PC/PPI電纜可將計(jì)算機(jī)與PLC相連接。

電氣控制與PLC應(yīng)用（第四章）第8頁4.1.3STEP7-Micro/WIN32編程軟件STEP7-Micro/WIN32窗口組件

電氣控制與PLC應(yīng)用（第四章）第9頁4.1.4通信電纜通信電纜是PLC用來與個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）實(shí)現(xiàn)通信：能夠用PC/PPI電纜；使用通信處理器（CP）時(shí)，可用多點(diǎn)接口（MPI）電纜；使用MPI卡時(shí)，可用MPI卡專用通信電纜。

電氣控制與PLC應(yīng)用（第四章）第10頁4.1.5人機(jī)界面人機(jī)界面主要指專用操作員界面，比如操作員面板、觸摸屏、文本顯示器等，這些設(shè)備能夠使用戶經(jīng)過友好操作界面輕松地完成各種調(diào)試和控制任務(wù)。

操作員面板（如OP27、OP37）和觸摸屏（如TP27、TP37）基本功效是過程狀態(tài)和過程控制可視化。能夠用Protool軟件組態(tài)它們顯示與控制功效。

文本顯示器（如TD200）基本功效是文本信息顯示和實(shí)施操作。文本顯示器還能擴(kuò)展PLC輸入和輸出端子數(shù)。

電氣控制與PLC應(yīng)用（第四章）第11頁4.2S7-200PLC接口模塊S7-200PLC系列CPU提供一定數(shù)量主機(jī)數(shù)字量I/O點(diǎn)，當(dāng)主機(jī)點(diǎn)數(shù)不夠或者處理信息是模擬量時(shí)，就必須使用擴(kuò)展接口模塊。S7-200PLC接口模塊有數(shù)字量模塊、模擬量模塊和智能模塊等。

返回電氣控制與PLC應(yīng)用（第四章）第12頁4.2.1數(shù)字量I/O模塊

S7-200主機(jī)輸入、輸出點(diǎn)數(shù)不能滿足控制需要時(shí)，能夠選配各種數(shù)字量模塊來擴(kuò)展，數(shù)字量模塊有數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊和數(shù)字量輸入輸出模塊。

數(shù)字量輸入模塊：直流輸入模塊；交流輸入模塊。

電氣控制與PLC應(yīng)用（第四章）第13頁直流輸入模塊：圖4-5直流輸入圖4-6直流輸入電路模塊端子接線圖電氣控制與PLC應(yīng)用（第四章）第14頁交流輸入模塊：圖4-7交流輸入圖4-8交流輸入電路模塊端子接線圖電氣控制與PLC應(yīng)用（第四章）第15頁4.2.1數(shù)字量I/O模塊

數(shù)字量輸入輸出模塊

數(shù)字量輸出模塊：直流輸出模塊；交流輸出模塊；交直流輸出模塊。電氣控制與PLC應(yīng)用（第四章）第16頁直流輸出模塊：圖4-9直流輸出圖4-10場(chǎng)效應(yīng)晶體管輸出電路模塊端子接線圖電氣控制與PLC應(yīng)用（第四章）第17頁交流輸出模塊：圖4-11交流輸出圖4-12交流輸出電路模塊端子接線圖電氣控制與PLC應(yīng)用（第四章）第18頁交直流輸出模塊：圖4-13交直流圖4-14繼電器輸出電路輸出模塊端子接線圖電氣控制與PLC應(yīng)用（第四章）第19頁數(shù)字量輸入輸出模塊：

S7-200PLC配有數(shù)字量輸入輸出模塊（EM223）。在一塊模塊上現(xiàn)有數(shù)字量輸入點(diǎn)又有數(shù)字量輸出點(diǎn)，這種模塊稱為組合模塊或輸入輸出模塊。數(shù)字量輸入輸出模塊輸入電路及輸出電路類型與上述介紹相同。在同一塊模塊上，輸入、輸出電路類型組合有各種多樣，用戶可依據(jù)控制需求選取。有了數(shù)字量組合模塊可使系統(tǒng)配置愈加靈活。

電氣控制與PLC應(yīng)用（第四章）第20頁4.2.2模擬量I/O模塊

工業(yè)控制中，除了用數(shù)字量信號(hào)來控制外，有時(shí)還要用模擬量信號(hào)來進(jìn)行控制。模擬量模塊有模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊。

模擬量I/O模塊：模擬量輸入模塊（A/D）；模擬量輸出模塊（D/A）；模擬量輸入輸出模塊。

電氣控制與PLC應(yīng)用（第四章）第21頁4.2.2模擬量I/O模塊模擬量輸入模塊（A/D）；模擬量輸入模塊（EM231）含有4個(gè)模擬量輸入通道。每個(gè)通道占有存放器AI區(qū)域2個(gè)字節(jié)(一個(gè)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)16位數(shù)字量)。該模塊模擬量輸入值為只讀數(shù)據(jù)。電壓輸入范圍：單極性0～10V，0～5V；雙極性-5～+5V，-2.5～+2.5V，電流輸入范圍：0～20mA。模擬量到數(shù)字量最大轉(zhuǎn)換時(shí)間為250μs。該模塊需要直流24V供電?？捎蒀PU模塊傳感器電源DC24V/400mA供電，也可由用戶提供外部電源。

電氣控制與PLC應(yīng)用（第四章）第22頁4.2.2模擬量I/O模塊模擬量輸出模塊（D/A）：模擬量輸出模塊（EM232）含有2個(gè)模擬量輸出通道。每個(gè)輸出通道占用存放器AQ區(qū)域2個(gè)字節(jié)。該模塊輸出模擬量能夠是電壓信號(hào)，也能夠是電流信號(hào)。輸出信號(hào)范圍：電壓輸出為-10～+10V，電流輸出為0～20mA。電壓輸出設(shè)置時(shí)間為100μs，電流輸出設(shè)置時(shí)間為2ms。用戶程序無法讀取模擬量輸出值。該模塊需要DC24V供電?？捎蒀PU模塊傳感器電源DC24V/400mA供電，也可由用戶提供外部電源。

電氣控制與PLC應(yīng)用（第四章）第23頁4.2.2模擬量I/O模塊模擬量輸入輸出模塊：EM235含有4個(gè)模擬量輸入通道、1個(gè)模擬量輸出通道。該模塊模擬量輸入功效同EM231模擬量輸入模塊，技術(shù)參數(shù)基本相同，只是電壓輸入范圍有所不一樣：單極性為0～10V、0～5V、0～1V、0～500mV、0～100mV、0～50mV；雙極性為-10～+10V、-5～+5V、-2.5～+2.5V、-1～+1V、-500～+500mV、-250～+250mV、-100～+100mV、-50～+50mV、-25～+25mV。該模塊模擬量輸出功效同EM232模擬量輸出模塊，技術(shù)參數(shù)也基本相同。

電氣控制與PLC應(yīng)用（第四章）第24頁4.2.3智能模塊

為了滿足愈加復(fù)雜控制功效需要，PLC還配有各種智能模塊，以適應(yīng)工業(yè)控制各種需求。常見智能模塊有：PID調(diào)整模塊；高速計(jì)數(shù)器模塊；溫度傳感器模塊等。

電氣控制與PLC應(yīng)用（第四章）第25頁4.3S7-200PLC系統(tǒng)配置S7-200PLC任一型號(hào)主機(jī)，都可單獨(dú)組成基本配置，作為一個(gè)獨(dú)立控制系統(tǒng)，S7-200CPU22X系列產(chǎn)品基本配置見表4-1。S7-200PLC各型號(hào)主機(jī)I/O配置是固定，它們含有固定I/O地址。S7-200CPU22X系列產(chǎn)品I/O配置及地址分配見表4-2。

返回電氣控制與PLC應(yīng)用（第四章）第26頁項(xiàng)目CPU221CPU222CPU224CPU226本機(jī)數(shù)字量輸入地址分配6輸入I0.0~I0.58輸入I0.0~I0.714輸入I0.0~I0.7I1.0~I1.524輸入I0.0~I0.7I1.0~I1.7I2.0~I2.7本機(jī)數(shù)字量輸出地址分配4輸出Q0.0~Q0.36輸出Q0.0~Q0.510輸出Q0.0~Q0.7Q1.0~Q1.116輸出Q0.0~Q0.7Q1.0~Q1.7本機(jī)模擬量輸入/輸出無無無無擴(kuò)展模塊數(shù)量無2個(gè)模塊7個(gè)模塊7個(gè)模塊4.3.1S7-200PLC基本配置

表4-2S7-200CPU22X系列I/O配置及地址分配見電氣控制與PLC應(yīng)用（第四章）第27頁4.3.2S7-200PLC擴(kuò)展配置允許主機(jī)所帶擴(kuò)展模塊數(shù)量：各類主機(jī)可帶擴(kuò)展模塊數(shù)量是不一樣。數(shù)字量I/O映像區(qū)大?。?28個(gè)輸入映像存放器（I0.0～I(xiàn)15.7）和128個(gè)輸出映像存放器（Q0.0～Q15.7），最大I/O配置不能超出此區(qū)域。

模擬量I/O映像區(qū)大?。篊PU222模塊，16入/16出；CPU224模塊、CPU226模塊、CPU226XM模塊，32入/32出，模擬量最大I/O配置不能超出此區(qū)域。模擬量擴(kuò)展模塊總是以2個(gè)字節(jié)遞增方式來分配空間。電氣控制與PLC應(yīng)用（第四章）第28頁4.3.2S7-200PLC擴(kuò)展配置舉例：現(xiàn)選取CPU226模塊作為主機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)I/O配置，如表4-3所表示。

主機(jī)模塊0模塊1模塊2模塊3CPU2268IN4IN/4OUT4AI/1AQ4AI/1AQI0.0~I2.7/Q0.0~Q1.7I3.0~I3.7I4.0/Q2.0AIW0/AQW0AIW8/AQW2I4.1/Q2.1AIW2AIW10I4.2/Q2.2AIW4AIW12I4.3/Q2.3AIW6AIW14注意：輸入映像存放器（I4.4～I(xiàn)4.7）、輸出映像存放器（Q2.4～Q2.7）空間就被丟失了，且不能分配給I/O鏈中后續(xù)模塊。后者可作為內(nèi)部標(biāo)志位存放器使用。

電氣控制與PLC應(yīng)用（第四章）第29頁4.3.3內(nèi)部電源負(fù)載能力PLC內(nèi)部DC+5V電源負(fù)載能力：CPU模塊和擴(kuò)展模塊正常工作時(shí)，需要DC+5V工作電源。S7-200PLC內(nèi)部電源單元提供DC+5V電源為CPU模塊和擴(kuò)展模塊提供了工作電源。

PLC內(nèi)部DC+24V電源負(fù)載能力：S7-200主機(jī)內(nèi)部電源單元除了提供DC+5V電源外，還提供DC+24V電源。DC+24V電源也