電氣控制與PLC應用

（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應用（第四章）第1頁第4章S7-200PLC系統配置

熟練掌握S7-200PLC系統配置

掌握S7-200PLC接口模塊

了解和會設置S7-200PLC網絡參數

學習目標：電氣控制與PLC應用（第四章）第2頁教學內容：

4.1S7-200PLC系統基本組成

4.2S7-200PLC接口模塊

4.3S7-200PLC系統配置第4章S7-200PLC系統配置

電氣控制與PLC應用（第四章）第3頁4.1S7-200PLC系統基本組成返回S7-200PLC由基本單元（S7-200CPU模塊）、擴展單元、個人計算機（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。由中央處理單元（CPU）、電源以及數字量輸入輸出單元組成。這些都被緊湊地安裝在一個獨立裝置中。基本單元能夠組成一個獨立控制系統。

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

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

電氣控制與PLC應用（第四章）第7頁4.1.2個人計算機（PC）或編程器要求個人計算機（PC）配置：

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

電氣控制與PLC應用（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應用（第四章）第9頁4.1.4通信電纜通信電纜是PLC用來與個人計算機（PC）實現通信：能夠用PC/PPI電纜；使用通信處理器（CP）時，可用多點接口（MPI）電纜；使用MPI卡時，可用MPI卡專用通信電纜。

電氣控制與PLC應用（第四章）第10頁4.1.5人機界面人機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，這些設備能夠使用戶經過友好操作界面輕松地完成各種調試和控制任務。

操作員面板（如OP27、OP37）和觸摸屏（如TP27、TP37）基本功效是過程狀態和過程控制可視化。能夠用Protool軟件組態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施操作。文本顯示器還能擴展PLC輸入和輸出端子數。

電氣控制與PLC應用（第四章）第11頁4.2S7-200PLC接口模塊S7-200PLC系列CPU提供一定數量主機數字量I/O點，當主機點數不夠或者處理信息是模擬量時，就必須使用擴展接口模塊。S7-200PLC接口模塊有數字量模塊、模擬量模塊和智能模塊等。

返回電氣控制與PLC應用（第四章）第12頁4.2.1數字量I/O模塊

S7-200主機輸入、輸出點數不能滿足控制需要時，能夠選配各種數字量模塊來擴展，數字量模塊有數字量輸入模塊、數字量輸出模塊和數字量輸入輸出模塊。

數字量輸入模塊：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應用（第四章）第15頁4.2.1數字量I/O模塊

數字量輸入輸出模塊

數字量輸出模塊：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應用（第四章）第16頁直流輸出模塊：圖4-9直流輸出圖4-10場效應晶體管輸出電路模塊端子接線圖電氣控制與PLC應用（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應用（第四章）第19頁數字量輸入輸出模塊：

S7-200PLC配有數字量輸入輸出模塊（EM223）。在一塊模塊上現有數字量輸入點又有數字量輸出點，這種模塊稱為組合模塊或輸入輸出模塊。數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，用戶可依據控制需求選取。有了數字量組合模塊可使系統配置愈加靈活。

電氣控制與PLC應用（第四章）第20頁4.2.2模擬量I/O模塊

工業控制中，除了用數字量信號來控制外，有時還要用模擬量信號來進行控制。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個模擬量輸入通道。每個通道占有存放器AI區域2個字節(一個模擬信號轉換成一個16位數字量)。該模塊模擬量輸入值為只讀數據。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。模擬量到數字量最大轉換時間為250μs。該模塊需要直流24V供電。可由CPU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個模擬量輸出通道。每個輸出通道占用存放器AQ區域2個字節。該模塊輸出模擬量能夠是電壓信號，也能夠是電流信號。輸出信號范圍：電壓輸出為-10～+10V，電流輸出為0～20mA。電壓輸出設置時間為100μs，電流輸出設置時間為2ms。用戶程序無法讀取模擬量輸出值。該模塊需要DC24V供電。可由CPU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個模擬量輸入通道、1個模擬量輸出通道。該模塊模擬量輸入功效同EM231模擬量輸入模塊，技術參數基本相同，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，技術參數也基本相同。

電氣控制與PLC應用（第四章）第24頁4.2.3智能模塊

為了滿足愈加復雜控制功效需要，PLC還配有各種智能模塊，以適應工業控制各種需求。常見智能模塊有：PID調整模塊；高速計數器模塊；溫度傳感器模塊等。

電氣控制與PLC應用（第四章）第25頁4.3S7-200PLC系統配置S7-200PLC任一型號主機，都可單獨組成基本配置，作為一個獨立控制系統，S7-200CPU22X系列產品基本配置見表4-1。S7-200PLC各型號主機I/O配置是固定，它們含有固定I/O地址。S7-200CPU22X系列產品I/O配置及地址分配見表4-2。

返回電氣控制與PLC應用（第四章）第26頁項目CPU221CPU222CPU224CPU226本機數字量輸入地址分配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本機數字量輸出地址分配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本機模擬量輸入/輸出無無無無擴展模塊數量無2個模塊7個模塊7個模塊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應用（第四章）第27頁4.3.2S7-200PLC擴展配置允許主機所帶擴展模塊數量：各類主機可帶擴展模塊數量是不一樣。數字量I/O映像區大小：128個輸入映像存放器（I0.0～I15.7）和128個輸出映像存放器（Q0.0～Q15.7），最大I/O配置不能超出此區域。

模擬量I/O映像區大小：CPU222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配置不能超出此區域。模擬量擴展模塊總是以2個字節遞增方式來分配空間。電氣控制與PLC應用（第四章）第28頁4.3.2S7-200PLC擴展配置舉例：現選取CPU226模塊作為主機進行系統I/O配置，如表4-3所表示。

主機模塊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～I4.7）、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鏈中后續模塊。后者可作為內部標志位存放器使用。

電氣控制與PLC應用（第四章）第29頁4.3.3內部電源負載能力PLC內部DC+5V電源負載能力：CPU模塊和擴展模塊正常工作時，需要DC+5V工作電源。S7-200PLC內部電源單元提供DC+5V電源為CPU模塊和擴展模塊提供了工作電源。

PLC內部DC+24V電源負載能力：S7-200主機內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