S7-200

概述 ---- S7-200 是一種小型的可編程控制器，適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、檢測(cè)及控制的自動(dòng)化。S7-200系列的強(qiáng)大功能使其無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7-200系列具有極高的性能/價(jià)格比。

出色表現(xiàn)

S7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）極高的可靠性。

2）極豐富的指令集。

3）易于掌握。

4）便捷的操作。

5）豐富的內(nèi)置集成功能。

6） 實(shí)時(shí)特性。

7） 強(qiáng)勁的通訊能力。

8） 豐富的擴(kuò)展模塊。

適用范圍

----S7-200系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。如：沖壓機(jī)床，磨床，印刷機(jī)械，橡膠化工機(jī)械，中央空調(diào)，電梯控制，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。

CPU單元設(shè)計(jì)

集成的24V負(fù)載電源：可直接連接到傳感器和變送器（執(zhí)行器），CPU 221，222具有180mA輸出， CPU 224，CPU 224XP，CPU 226分別輸出280，400mA。可用作負(fù)載電源。

不同的設(shè)備類型。

CPU 221~226各有2種類型CPU，具有不同的電源電壓和控制電壓。

本機(jī)數(shù)字量輸入/輸出點(diǎn)。

CPU 221具有6個(gè)輸入點(diǎn)和4個(gè)輸出點(diǎn)，CPU 222具有8個(gè)輸入點(diǎn)和6個(gè)輸出點(diǎn)，CPU 224具有14個(gè)輸入點(diǎn)和10個(gè)輸出點(diǎn)，CPU 224XP具有14個(gè)輸入點(diǎn)和10個(gè)輸出點(diǎn)，CPU 226具有24個(gè)輸入點(diǎn)和16個(gè)輸出點(diǎn)。

本機(jī)模擬量輸入/輸出點(diǎn)。

CPU 224XP具有2個(gè)輸入點(diǎn)，1個(gè)輸出點(diǎn)。

中斷輸入。

允許以極快的速度對(duì)過(guò)程信號(hào)的上升沿作出響應(yīng)。

高速計(jì)數(shù)器。

CPU 221/222

4個(gè)高速計(jì)數(shù)器（30KHz），可編程并具有復(fù)位輸入，2個(gè)獨(dú)立的輸入端可同時(shí)作加、減計(jì)數(shù)，可連接兩個(gè)相位差為90°的A/B相增量編碼器。

CPU224/224XP/226。

6個(gè)高速計(jì)數(shù)器（30KHz），具有CPU221/222相同的功能。

CPU 222/224/224XP/226。

可方便地用數(shù)字量和模擬量擴(kuò)展模塊進(jìn)行擴(kuò)展。可使用仿真器（選件）對(duì)本機(jī)輸入信號(hào)進(jìn)行仿真，用于調(diào)試用戶程序。

PLC 硬件設(shè)計(jì)
1 ． PLC 型號(hào)的選擇
在作出控制方案的決策之前，要詳細(xì)了解被控對(duì)象的控制要求，從而決定是否選用 PLC 進(jìn)行控制。
在控制邏輯關(guān)系較復(fù)雜（需要大量中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等）、工藝流程和產(chǎn)品改型較、需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和信息（有數(shù)據(jù)運(yùn)算、模擬量的控制、 PID 調(diào)節(jié)等）、要求有較高的可靠性和性、實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化聯(lián)網(wǎng)等情況下，使用 PLC 控制是很必要的。
目前，眾多的生產(chǎn)廠家提供了多種系列功能各異的 PLC 產(chǎn)品，使用戶眼花繚亂、無(wú)所適從。所以權(quán)衡利弊、合理地選擇機(jī)型才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)實(shí)用的目的。一般選擇機(jī)型要以功能需要為宗旨，不要盲目貪大求全，以免造成投資和設(shè)備資源的浪費(fèi)。機(jī)型的選擇可從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮。
（ 1 ）對(duì)輸入 / 輸出點(diǎn)的選擇
盲目選擇點(diǎn)數(shù)多的機(jī)型會(huì)造成一定浪費(fèi)。
要先弄控制的 I/O 總點(diǎn)數(shù)，再按實(shí)際所需總點(diǎn)數(shù)的 15 ～ 20 ％留出備用量（為的改造等留有余地）后確定所需 PLC 的點(diǎn)數(shù)。
另外要注意，一些高密度輸入點(diǎn)的模塊對(duì)同時(shí)接通的輸入點(diǎn)數(shù)有，一般同時(shí)接通的輸入點(diǎn)不得超過(guò)總輸入點(diǎn)的 60 ％； PLC 每個(gè)輸出點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)能力（ A/ 點(diǎn)）也是有限的，有的 PLC 其每點(diǎn)輸出電流的大小還隨所加負(fù)載電壓的不同而異；一般 PLC 的允許輸出電流隨溫度的升高而有所等。在選型時(shí)要考慮這些問(wèn)題。
PLC 的輸出點(diǎn)可分為共點(diǎn)式、分組式和隔離式幾種接法。隔離式的各組輸出點(diǎn)之間可以采用不同的電壓種類和電壓等級(jí)，但這種 PLC 平均每點(diǎn)的價(jià)格較高。如果輸出之間不需要隔離，則應(yīng)選擇前兩種輸出的 PLC 。

功能
SIMATICS7—300的大量功能能夠支持和幫助用戶進(jìn)行編程、啟動(dòng)和維護(hù)，其主要功能如下：
高速的指令處理：0．1—0．6u s的指令處理時(shí)間在中等到較低的性能要求范圍內(nèi)開(kāi)辟了全新的應(yīng)用領(lǐng)域。
浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算：用此功能可以有效地實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算。
方便用戶的參數(shù)賦值：一個(gè)帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值。
人機(jī)界面(HMl)：方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7—300操作系統(tǒng)內(nèi)、因此人機(jī)對(duì)話的編程要求大大減少。
SIMATIC人機(jī)界面(HMl)從S7—300中**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(dòng)地處理數(shù)據(jù)的傳送。
診斷功能：CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯(cuò)誤和系統(tǒng)事件(例如：超時(shí)、模塊更換等)。
口令保護(hù)：多級(jí)口令保護(hù)可以使用戶高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改，操作方式選擇開(kāi)關(guān)：操作方式選擇開(kāi)關(guān)像鑰匙一樣可以拔出
CPU 1510SP-1 PN 是經(jīng)濟(jì)型入門級(jí) CPU，用于不連續(xù)生產(chǎn)技術(shù)中對(duì)處理速度和響應(yīng)速度要求不高的應(yīng)用。CPU 1510SP-1 PN 可被用作 PROFINET IO 控制器或分布智能系統(tǒng)（PROFINET 智能設(shè)備）。集成式 PROFINET IO IRT 接口的設(shè)計(jì)形式為 3 端交換機(jī)，這樣就可以在系統(tǒng)中通過(guò)端口 1 和 2 建立總線型拓?fù)洌⑶乙部赏ㄟ^(guò)端口 3 來(lái)連接編程設(shè)備/PC 或 HMI 設(shè)備。
SIMOTION D410-2 和 SINAMICS S120 PM340 功率模塊之間可通過(guò)集成 PM-IF 接口或通過(guò) DRIVE-CLiQ 接口（若使用的是 CUA31/CUA32 控制單元適配器）進(jìn)行連接。

S7-400
S7-400自動(dòng)化系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)。它擁有豐富的模塊，且這些模塊均可以立地組合使用。
一個(gè)系統(tǒng)包含下列組件：
電源模塊(PS)：
用于將120/230 V AC 或 24 V DC電源連接至SIMATIC S7-400。
CPU：
針對(duì)各種性能范圍，都可以提供集成有PROFIBUS DP接口的不同CPU。視型號(hào)的不同，也可以為它們配供集成式PROFINET接口。使用PROFIBUS接口，多可以連接125個(gè)PROFIBUS DP從站。PROFINET接口多可以連接256個(gè)PROFINET IO設(shè)備。SIMATIC S7-400的所有CPU 可以處理極為大型的組態(tài)。此外，在單個(gè)控制器的多值計(jì)算模式下，多個(gè)CPU可以協(xié)同工作，據(jù)此，可以進(jìn)一步提高系統(tǒng)的性能。這些CPU 處理速度極快，具備確定性的響應(yīng)時(shí)間，因此，其機(jī)器周期時(shí)間極短。
信號(hào)模板（SM），用于數(shù)字量（DI/DO）和模擬量（AI/AO）的輸入/輸出。
用于連接總線和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接的通訊處理器 (CP)。
功能模板（FM）：
用于諸如計(jì)數(shù)、定位和凸輪控制等高要求任務(wù)的級(jí)系統(tǒng)。
根據(jù)要求，也可使用下列模塊：
接口模板(IM)：
用于連接控制器和擴(kuò)展單元。SIMATIC S7-400的控制器工作時(shí)可支持多達(dá)21個(gè)擴(kuò)展單元。
SIMATIC S5 模塊：
在相關(guān)的SIMATIC S5擴(kuò)展單元中可以尋址SIMATIC S5-115U/-135U/-155U的所有輸入/輸出模塊。此外，在S5 EU 或者直接在CC（借助適配器套接件）中都有可能使用SIMATIC S5的特定IP和WF模塊。
擴(kuò)展

當(dāng)用戶需要在應(yīng)用中使用一個(gè)以上的控制器時(shí)，可以對(duì)S7-400進(jìn)行擴(kuò)展：
多 21 個(gè)擴(kuò)展單元：
控制器（CC）上多可以連接21個(gè)擴(kuò)展單元（EU）。
接口模塊（IM）的連接：
控制器（CC）和擴(kuò)展單元（EU）是通過(guò)發(fā)送接口模塊（IM）和接收接口模塊（IM）完成連接的。發(fā)送接口模塊插在控制器（CC）上，相應(yīng)的接收接口模塊則插在串行連接的擴(kuò)展單元（EU）上。控制器（CC）上多可以插接6個(gè)發(fā)送接口模塊（IM）（其中多有2個(gè)配5-V傳輸器），擴(kuò)展單元（EU）上則只能插接1個(gè)接收接口模塊（IM）。每個(gè)發(fā)送接口模塊均有2個(gè)接口，每個(gè)接口均用于連接1條線路。發(fā)送接口模塊的每個(gè)接口均可以連接至多4個(gè)擴(kuò)展單元（無(wú)5-V傳輸器）或者至多1個(gè)擴(kuò)展單元（配5-V傳輸器）。
電源模塊的固定插槽：
在控制器（CC）和擴(kuò)展單元（EU）的左側(cè)必須始終連接電源模塊。
C總線受限數(shù)據(jù)交換：
C總線數(shù)據(jù)交換僅用于控制器（CC）和6個(gè)擴(kuò)展單元（EU）
（EU 1 - EU 6）之間。
擴(kuò)展：
**用于直接安裝在機(jī)床旁邊的小型裝置或者小型控制柜。也可以選擇提供5-V電源。
控制器（CC）和后一個(gè)擴(kuò)展單元（EU）之間的大單線距離：
使用5 V傳輸器時(shí)為1.5 m；無(wú)5-V傳輸器時(shí)為3 m。
用EU進(jìn)行分布式擴(kuò)展：
**用于占地面積較大、在同一個(gè)位置安裝多個(gè)擴(kuò)展單元（EU）的工廠。甚至于可以使用S7-400 EU或者SIMATIC S5 EU。
功能單元
功能單元種類的多少與功能的強(qiáng)弱是衡量PLC產(chǎn)品的一個(gè)重要指標(biāo)。近年來(lái)各PLC廠商非常重視功能單元的開(kāi)發(fā)，功能單元種類日益增多，功能越來(lái)越強(qiáng)，使PLC的控制功能日益擴(kuò)大。
可擴(kuò)展能力
PLC的可擴(kuò)展能力包括I/O點(diǎn)數(shù)的擴(kuò)展、存儲(chǔ)容量的擴(kuò)展、聯(lián)網(wǎng)功能的擴(kuò)展、各種功能模塊的擴(kuò)展等。在選擇PLC時(shí)，經(jīng)常需要考慮PLC的可擴(kuò)展能力。

CPU 的啟動(dòng)(暖啟動(dòng))沒(méi)有因電源故障而引起中斷(不依賴于啟動(dòng)的參數(shù)設(shè)置)
計(jì)數(shù)器常開(kāi)觸點(diǎn)C1閉合，控制輸出繼電器Q0.0線圈得電。 ③增減計(jì)數(shù)器（CTUD）的標(biāo)注。增減計(jì)數(shù)器（CTUD）有兩個(gè)脈沖信號(hào)輸入端，其在計(jì)數(shù)過(guò)程中，可進(jìn)行計(jì)數(shù)加1，也可進(jìn)行計(jì)數(shù)減1。 在西門子S7-200系列PLC梯形圖中，增減計(jì)數(shù)器的圖形符號(hào)及文字標(biāo)識(shí)含義如圖3-21所示，其中方框上方的“???”為增減計(jì)數(shù)器編號(hào)輸入位置，CU為增計(jì)數(shù)脈沖輸入端，CD為減計(jì)數(shù)脈沖輸入端，R為復(fù)位信號(hào)輸入端，PV為脈沖設(shè)定值輸入端。 當(dāng)CU端輸入一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖時(shí)，計(jì)數(shù)器當(dāng)前值加1，當(dāng)計(jì)數(shù)器當(dāng)前值等于或大于預(yù)設(shè)值時(shí)，計(jì)數(shù)器由OFF轉(zhuǎn)換為ON，其相應(yīng)觸點(diǎn)動(dòng)作；當(dāng)CD端輸入一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖時(shí)，計(jì)數(shù)器當(dāng)前值減1，當(dāng)計(jì)數(shù)器當(dāng)前值小于預(yù)設(shè)值時(shí)，計(jì)數(shù)器由OFF轉(zhuǎn)換為ON，其相應(yīng)觸點(diǎn)動(dòng)作。 可以看到，當(dāng)輸入繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)I0.0閉合一次，為計(jì)數(shù)器CU輸入一個(gè)脈沖，計(jì)數(shù)器當(dāng)前值加1，當(dāng)累加至4時(shí)，計(jì)數(shù)器C48動(dòng)作，其常開(kāi)觸點(diǎn)C48閉合，輸出繼電器Q0.0線圈得電；當(dāng)輸入繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)I0.1閉合一次，為計(jì)數(shù)器CD輸入一個(gè)脈沖，計(jì)數(shù)器當(dāng)前值減1，當(dāng)減至4時(shí)，計(jì)數(shù)器C48動(dòng)作，其常開(kāi)觸點(diǎn)C48閉合，輸出繼電器Q0.0線圈得電。
西門子PLC的用戶裝載存儲(chǔ)區(qū)、用戶工作存儲(chǔ)區(qū)和用戶系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū) 裝載存儲(chǔ)區(qū)可能是CPU模塊中的部分RAM、內(nèi)置的E2PROM或選用的可拆卸FlashEPROM( FEPROM)卡，用于保存不包含符號(hào)地址和注釋的用戶程序和系統(tǒng)數(shù)據(jù)（組態(tài)、連接和模塊參數(shù)等）。 有的CPU有集成的裝載存儲(chǔ)器，有的可以使用微存儲(chǔ)器卡(MMC)來(lái)進(jìn)行擴(kuò)展，CPU31XC的用戶程序只能裝入插入式的MMC。 斷電時(shí)數(shù)據(jù)保存在MMC存儲(chǔ)器中，因此，數(shù)據(jù)塊的內(nèi)容基本上被*保留。 下載程序時(shí)，用戶程序（邏輯塊和數(shù)據(jù)塊）被下載到CPU的裝載存儲(chǔ)器，CPU把可執(zhí)行部分復(fù)制到工作存儲(chǔ)器，而符號(hào)表和注釋則保存在編程設(shè)備中。 工作存儲(chǔ)區(qū)占用CPU模塊中的部分RAM，它是集成的高速存取的RAM存儲(chǔ)器，用于存放CPU運(yùn)行時(shí)所執(zhí)行的用戶程序和數(shù)據(jù)。