S7200组成及工作原理.docx
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S7200组成及工作原理
第2章S7-200的组成原理
S7-200系列PLC足SIEMENS公司新推出的种小型PLCD它以紧凑的结构、良奵的扩展性、强大的指令功能、低廉的价格，己经成为当代各种小型柠制:
1:
程的理想拉制器。
S7-200PLC包含/一个单独的S7-200CPU和斤种可选择的扩展模块，可以十分方便地组成不M规模的控制器=其控制规模可以从儿点上到儿百点。
S7-200PLC可以方便地组成PLC-PLC网络和微机-PLC网络，从m完成规模更大的:
I.程。
S7-200的编程软ff.STEP7-Micro/WlN32可以方便地在Windows环境下对PLC编程、调试、监控，使得PLC的编程更加方便、快捷。
_nj以说，S7-200可以完美地满足各种小规模控制系统的耍求
S7-200有四种CPU,其性能差异报大，这些性能育接影响到PLC的控制规枝和PLC系
统的配H。
2.1S7-200的技术指标
FI前S7-200系列PLC主要有CPU221、CPU222、CPU224和CPU226四种档次琅低的足CPU22],其数宇S输入点数有点，数宁S输出点数有4点，足控制规模最小的PLC„
档次®,=j的应厲
CPU226，CPU226集成了24点输入/16点输出，共有40个数_宁量1/0=可连接7个扩展模块，S大扩展至248点数宇量I/O点或35路模拟SI/O,
S7-200系列PLC四种CPU的外部结构大体相同，见图2-1-1。
状态指示灯LED显示CPU所处的丨:
作状态指不。
存储Flgn可以扦入存储片。
通讯接U可以连接RS-485,&线的通讯电缆。
顶部端子盖卜边为输出端子和PLC供电电源端子。
输出端子的运行状态可以由顶部端子盖.卜_方一排指示灯显示,ON状态对应的指示灯也底部端子盖_卜‘边为输入端子和传感器电源端子。
输入端子的运仃状态可以由底部端子盖上方一排指示灯显示，ON状态对.l.、V:
的指不灯;ji；。
前盖卜面有运行、停止开灾和接口換块插座。
将开_:
X；拨停止位罝时，可编程序控制器处-丁.停止状态，此时可以对其编写程序^将丌关拨句运彳T位置时’可编程序控制器处丁运行状态，此时不能对其编写程序。
将开关拨向监控状态，_nj_以运行程序，同时还可以监视程序运行的状态。
接口插座币_连接扩展模块实现I/O扩展=
卜而介绍S7-200系列PLC的CPU的技术指标Q
1.CPU221的技术指标
CPU221木机犯成了6点数宇量输入和4点数字M输出，共有10个数宇量I/O点，无扩展能力。
CPU221有6K宇$程抒和数据存贮空间，4个独立的30KHz高速计数器，2路独立的20KHz高速脉冲输出，1个RS-485通讯/编程U。
CPU221只有PPI通讯、MPI通讯和&由方式通讯能力，非常适T小型数宇M控制=CPU221只体的技术指标如.卜所述。
（1>主要技术指标•外形尺、J_:
90*80*62mm
-存储器:
程序存储器H1户数椐存储器存储器类型存储P
数据后备（超级电容）编程语n程序组织.系统I/O：
木机I/O6入/
扩展模块数虽数宇星I/O映像区数字量I/O物理R模拟量I/O映像区模拟显I/o物理区
指令:
2048宇
1024T-
EEPROMEEPROM
50小时
LAD,FBD和STL—个组织块（可以包含多个子程序和中断程序）4出
无
256（128入/128出）
10（6入./4出）
无
X
布尔指令执行速度
0.37^1s/指令
计数器/定时器
256/256
顺序控制继电器
256
基本运算指令
11项
增强功能指令
8项
FOR/NEXT循环
有
整数运算（算术运算）
有
实数运算（算术运算）
有
fl功能：
内置高速计数器
4个（30KHz）
内置模拟电位器
1个（8位分辨率）
脉冲输出
2个高速输出（20KH
通讯中断
1发送器/2接收器
定时中断
2个（1ms—255m
输入中断
4个
实时时钟
有时钟卡
口令保护3级口令保护
■通讯：
1个RS4S5通讯接U<可用作PPI接LUMPI从站接LUp由U）
（2）CPU221的接线
■DC输入DC输出：
图2-1-2
DC输入端由1M、0.0…0.3为第1组，
2M,0.4,0.5为第2组，1M、2M分別为各组的公共端„
24VDC的负极接公共端1M或2M:
输人丌关的一端接到24VDC的正极，输入丌关的另一端连接到CPU221各输入端„
DC输出端由M、L+、0.0...0.3组成。
L+为公共端D24VDC的负极接M端，止极接L+端。
输出负载的一端接到M端，输山负载的另一端接到CPU221
各输出端。
CPU221的DC输入DC输出的接线图见图2-1-2。
•DC输入继电器输出：
DC输入端与CPU221的DC输入DC输出相同。
继电器输出端由两组构成，其中N（-）、1L、0.0...0.2为第一组，N（-）、2L、0.3为第2组。
各组的公共端为1L和2L。
负载电源的一端N接负载的N（-）端，电源的另外一端L（+）接继电器输出端的1L端。
负载的另一端分别接到各继电器输出端子^CPU221的DC输入继电器输出的接线图参阅图2-1-3。
山
.为獅器提供5VDC电流：
340mA
（2）CPU222的接线
•DC输入DC输出：
DC输入端由1M'0.0...0.3为第1组’
共端。
24VDC的负极接公共端1M或2M,输入丌关的一端接到24VDC的正极，输入丌关的另一端连接到CPU222各输入端。
DC输出端由M、L+、0.0...0.5组成。
L+为公共端。
24VDC的负极接“端，正极接L+端。
输出负载的一端接到M端，输出负载的另一端接到CPU222.K•输出端。
-DC输入继电器输出：
DC输入端与CPU222的DC输入DC输出相冋。
继电器输出端由两组构成，其巾N（-）、1L、0.0...0.2为第1组，N（-）、2L、0.3...0.5为第2组；各组的公共端为〖Lfil2L„负载电源的_-端N接负载的N（->端，电源的另外_-端L（+）接继电器输出端的1L端。
负载的另一端分别接到CPU222各个继电器输出端子。
CPU222的接线阁参阅罔2-1-2和图2-1-3,
3.CPU224的技术指标
CPU224本机集成丫14点输入/10点输出，共有24个数宇量I/O.,它可连接7个扩展模块，最大扩展至〗68点数宇显I/O点或35路祺拟gF/0点。
CPU224_.ff13K宇节程序和数
据行贮空间，6个独立的30KHz高速计数器，2路独立的20KHza速脉冲输出，M冇PID控制器。
CPU224配有1个RS-485通讯/编程门，具有PPI通讯、MPI皿讯和Q由方式通讯能力，足具爷较强控制能力的小型控制器=
（DCPU224与CPU221技术指标的区别.外形尺寸：
120.5*80*62mm•存储器：
4096f2560字EEPROMEEPROM
190小时
LAD,FBD和STL
一个组织块（可以包含子程序和中断程序）
/10出
7个模块256（128入/128出）
168（94/74）
32入/32出35（28/7）或14出
6个（30KHz）
2个（8位分辨率）
2个高速输出（20KHz）
1发送器/2接收器2个（1ms—255ms）
4个内置
?
.级口令保扩：
660mA
程序存储器m户数据存储器存储器类型存储卞
数据后备〔超级电容）
编程语fr程序组织
.系统i/o:
木机I/O14入
扩展模块数量数宇MI/O映像区数宇虽I/o物理区模拟蛍I/O映像区模拟量I/O物理[K•附加功能：
内.S高速计数器内S模拟电位器脉冲输出通讯中断定时中断输入屮断实时时钟口令保护_为传感器提供5VDC电流
（2）CPU224的接线
•DC输入DC输出：
DC输入端由1M、0_0...0.7为第1组，2M、1.0...1.5为第2组，1M、2M分别为各组的公
共端。
24VDC的负极接公共端IM或2M。
输入开关的一端接到24VDC的正极，输入开关的另一端连接到CPU224各输入端。
DC输出端由1M、1L+、0_0…0.4为第1组，2M、2L+、为第2组组成。
1L+、2L+分别为公共端。
第1组24VDC的负极接1M端，正极接1L+端。
输出负载的一端接到1M端，输出负载的另一端接到CPU224各输出端。
第2组的接线与第1组相似。
•DC输入继电器输出：
DC输入端与CPU224的DC输入DC输出相同。
继电器输出端由3组构成，其中风-）、1[、0.0...0.3为第1组，N（-）、2L、0.4...0.6为第2组，N（_）、3L、0.7…1,1为第3组。
各组的公共端为1L、2L和3L。
第1组负载电源的一端N接负载的N（-）端，电源的另外一端L（+）接继电器输出端的1L端。
负载的另一端分别接到CPU224各个继电器输出端子。
第2组、第3组的接线与第1组相
似。
CPU224的接线图参阅图2-1-2和图2-1-3。
4.CPU226的技术指标
CPU226本机集成了24点输入/16点输出共有40个数字量I/O。
可连接7个扩展模块，最大扩展至248点数字量I/O点或35路模拟量I/O。
CTU226有]3K字节程序和数据存贮空间，6个独立的30KHz高速计数器，2路独立的20KHz高速脉冲输出，具有PID控制器。
CPU226配有2个RS-485通讯/编程口，具有PPI通讯、MPI通讯和自由方式通讯能力。
用于较高要求的中小型控制系统。
（l）CFOJ226与CPU221技术指标的区别
•外形尺寸：
196*80*62mm•存储器：
4096字2560字EEPROMEEPROM190小时
LAD,FBD和STL
一个组织块（可以包含子程序和中断程序）
程序存储器用户数据存储器存储器类型存储卡
数据后备（超级电容）
编程语言程序组织•系统i/o:
本机I/O24入/16出
扩展模块数量1个模块
数字量I/O映像区256（128入/128出）
数字量I/O物理区2邶（128入/120出）
模拟量I/O映像区32入/32出
35（28/7）或14出
模拟MI/O物理区•附加功能:
内置岛速计数器内s模拟电位器脉冲输出通讯中断时屮断输入中断实时时钟口令保护
6个（30KHz）
2个（S位分辨率）
2个高速输出C20KHz）
1发送器/2接收器2个〔1ms—255ms）
4个I人J置
3级口令保护
.通讯：
2个RS-4S5通讯n可m作ppi接n、mpi从站接n和D由n_为传感器提供5VDC电流：
1000mA
（2）CPU226的接线.DC输入DC输出：
DC输入端由，2M、1.5...2.7为第2组，1M.2M分别为各组的公
共端。
24VDC的负极接公共端1M或2M.输入丌关的一端接到24VDC的正极，输入丌关的
另一端连接到CPU226各输入端s
DC输出端由1M,1L+,0.0...0.7为第1组，2L+、1.0...1.7为第2组组成。
1L+'2L+分别为公共端。
第1组24VDC的负极接]M端，正极接1L+端.输出负载的__端接到1M端，输出负载的另_端接到CPU226各输出端。
第2组的接线与第〖组相似。
•DC输入继电器输出：
DC输入端与CPU226的DC输入DC输出相|UJ。
继电器输出端由3组构成，其屮N（-）、1L,0.0...0.3为第I组,N（-）、2L、0.4…1.0为第2组’N（-）,3L、1.1...1.7为第3组。
各组的公共端为1L、2L和3L,
第1组负载电源的一端N接负载的N{-：
>端，电源的另外_端L（+）接继电器输出端的1L端=负载的另_-端分別接到CPU226各个继电器输出端.了-s第2组、第3组的接线与第1组相
似：
CPU226的接线图参阅罔2-1-2和罔2-1-3„
2.2S7-2U0的接口模块
S7-200的接U模块主要有数字显I/O模块、模拟量I/O模块和ffi讯模块卜而分别介绍
这此模块。
1.数字量I/O模块
数宇量扩展枝块足为了ft?
决木机集成的数宇韋输入/输出点不能满足需要而使rn的扩展模块。
S7-200PLCn前总共可以提供3大类，共S种数字星输入/输山模块。
（1）数字量输入扩展模块EM221
EM221栈块具有8点DC输入，隔离。
体技术指标见表2-2-1。
*2-2-1
型号
EM221数字量DC输入模块
总体特性
外形尺寸：
46x80x62ram功耗：
2W
输入特性
本机输入点数输入电压隔离
输入延时电缆长度
8点数字量输入
最大30VDC，标准24VDC/4mA光电隔离，500VAC，1分钟。
4点/组最大4.5ms
不屏蔽350m，屏蔽500m
耗电
从5VDC（I/O总线）耗电30mn
接线端子
1M、0.0、0.1、0.2、0.3为第一组，1M为第一组公共端2M、0.4、0.5、0.6.0.7为第二组，2M为第二组公共端
（2）数字量输出模块EM222
数宇量输入模块EM222ii2种类型=一种为8点24VH流输山型，另一种为8点继电器输出型.2种类型均有隔离，技术指标见表2-2-2.和表2-2-3;
表2-2-2
型号
EM222数字童DC输出栈块
总体特忡
外形尺寸：
46*80*62mra功耗：
2W
输出特性
本机输出点数：
8点数字量输出输出电压：
20.4〜28.8VDC，标准24VDC
输出电流隔离
输出延时电缆长度
0.75A/点
光电隔离，500VAC，1分钟。
4点/组OFF到ON50ms,ON到OFF200jos不屏蔽150m，屏蔽500m
耗电
从5VDC（I/O总线）耗电50mA
接线端子
1M、1L+、0.0、0.1、0.2、0.3为第一组，1L+为第一组的公共端接电源正极，1M为
第一组电源负极。
2厘、21>、0.4、0.5、0.6、0.7为第二组，2L+为第二组的公共端接电源正极，2M为
第二组电源负极。
表2-2-3
型号
EM222数字量继电器输出模块
总体特性
外形尺寸：
46*80*62_功耗：
2W
输出特性
本机输出点数输出电压输出电流隔离
输出延时电缆长度
8点数字量输出5〜30VDC，5〜250VAC2.0A/点
光电隔离，500VAC，1分钟^4点/组
最大限度10ms
不屏蔽150m，屏蔽500m
耗电
从5VDC（I/O总线）耗电40mA
接线端子
1L、0.0、0.1、0.2、0.3为第一组，1L为第一组公共端2L、0.4、0，5、0.6、0.7为第二组，2L为第二组公共端M为24VDC电源负极端，L+为24VDC电源正极端
（3）数字量组合模块EM223
输入/输出扩展模块EM223有6种类型，包括24VDC4入/4出，24VDC4入/继电器4出。
24VDC8入/8出，24VDC8入/继电器8出。
24VDC16入/16出，24VDC16入/继电器16出。
6种类型均有隔离，技术指标见表2-2-4和表2-2-5。
表2-2-4
型号
EM223数字量DC输入/DC输出
总体特性
外形尺寸：
71.2*80*62™功耗：
3W
输入特性
本机输入点数输入电压隔离
输入延时电缆长度
4/8/16点数字量输入最大30VDC，标准24VDC/4mA光电隔离，500VAG1分钟，4点/组最大4.5ms
不屏蔽300i^屏蔽500m
输出特性
本机输出点数输出电压输出电流隔离
输出延时电缆长度
4/8/】6点数字量输出20_4〜28_8VDC，标准24VDC0.75A/点
光电隔离，500VAC，1分钟。
4点/组OFF到ON50\is,ON到OFF200卯不屏蔽150i^屏蔽500tn
耗电
从5VDC（I/O总线）耗电40/80/160mA
输入接线端子（以16点为例）
1M、0.0、0.1、为第1组，1M为第1组公共端2M、0.0、0.1、•••OJ为第2组，2M为第2组公共端
输出接线端子（以16点为例）
11\/1、11>、0.0、0.1、0.2、0.3为第1组，1L+为第1组公共端接电源正极，1M为第1组电源负极
2M、2L+、0.4、0.5、0.6、0.7、为第2组，2L+为第2组公共端接电源正极，2M为第2组电源负极
3M、3L+、0.0、0.1、〜0.7、为第3组，2L+为第3组公共端接电源正极，3M为第3
组电源负极
注:
■-个EM223模块的I/O点足对等的,4/4、8/8和16/16。
功耗电流分別为40】
和160mA。
表2-2-5
iA>80mA
型号
EM223数字量DC输入/继电器输出
总体特性
夕['形尺寸:
功耗：
71.2*80*62mm
3W
输入特性
本机输入点数输入电压隔离
输入延时电缆长度
4/8/16路数字量输入域大30VDC，标准24VDC/4mA光电隔离，500VAC,1分钟。
4点/组最大4.5ms
不屏蔽350m,屏蔽500m
输出特性
本机输出点数输出电压输出电流隔离
输出延时电缆长度
4/8/16点数字量输出
5〜30VDC,5〜250VAC2.0A/点
光电隔离，500VAC,1分钟。
4点/组
最大限度】0ms
不屏蔽150m，屏蔽500m
耗电
从5VDC（I/O总线）耗电40/80/150mA
输入接线端子（以16点为例）
1M、0.0、0.1、"_0.7为第1组，1M为第1组公共端2M、0.0、0.1、■••O/Z为第2组，1M为第2组公共端
输出接线端子（以点为例）
1L、0.0、0.1、0.2、0.3、为第1组，1L为第1组公共端2L、0.4、0.5、0,6、0,7、为第2组，2L为第2组公共端3L、0.0、0.1、0.2、0.3、为第3组，3L为第3组公共端4L、0.4、0.5、0.6,0.7、为第4组，4L为第4组公共端M为24VDC电源负极端，L+为24VDC电源正极端
注：
一个EM223模块的1/◦点是对等的，4/4、8/8和16/16。
功耗电流分别为40111八、80111八和150mA。
2.模拟量I/O模块
模拟量扩展模块提供了模拟量输入和模拟量输出功能。
S7-200的模拟量扩展模块具有较大的适应性、可以直接与传感器相连，有很大的灵活性并且安装方便。
（1）模拟量输入模块EM231
EM231具有4路模拟量输入，输入信号可以是电压也可以是电流，其输入与PLC具有隔离。
输入信号的范围可以由SW1、SW2和SW3设定。
具体技术指标见表2-2-6。
表2-2-6
型号
EM231模拟量输入模块
总体特性
外形尺寸：
71.2*80*62mm
功耗
本机输入
4路模拟量输入
电源电压
标准24VDC/4mA
输入类型
0〜10V、0〜5V、
分辨率
12bit
转换速度
250ps
隔离
有
从5VDC（I/O总线）耗电10mA
SW1
SW2
SW3
输入类型
ON
OFF
ON
0〜10V
ON
ON
OFF
0〜5V或0
OFF
OFF
ON
±5V
OFF
ON
OFF
±2.5V
3W
输入特性
耗电
开关设置
接线端子
M为24VDC电源负极端，L+为电源正极端
RA、A+、A-;RB、B+、B-;RC、C+、C-;RD、D+、D-分别为第1〜4路模拟量输入
端。
电压输入时，“+”为电压正端，为电压负端。
电流输入时，需将“R”与“+”短接后作为电流的进入端，为电流流出端。
（2>模拟量输出模块EM232
EM232具有2路模拟量输出，输出信号可以是电压也可以是电流，其输入与PLC具有隔离。
具体技术指标见表2-2-7。
表2-2-7
型号
EM232模拟量输出模块
总体特性
输出特性
外形尺寸:
71.2*80*62mm功耗••3W
本机输出
2路模拟量输出
电源电压
标准24VDC/4mA
输出类型
土10V、0〜20mA
分辨率
12bit
转换速度
lOOps（电Hi输出）
隔离
有
2ms（电流输出）
耗电
从5VDC（I/O总线）耗电10mA
接线端子
M为24VDC电源负极端，L+为电源正极端
MO、V0、10；M1、VI、II分别为第1〜2路模拟量输出端。
电压输出时，“V5’为电压正端，“M”为电压负端。
电流输出时，“I”为电流的进入端，“M”为电流流出端。
（3）模拟量混合模块EM235
EM235具有4路模拟量输入和1路模拟量输出。
它的输入信号可以是不同量程的电压或电流。
其电压、电流的量程是由开关SW1、SW2到SW6设定。
EM235有1路模拟量输出，其输出可以是电压也可以是电流。
丑]\4235的技术指标见表2-2-8。
表2-2-8
型号
EM235模拟量混合模块
总体特性
外形尺寸：
71.2*80*62mm功耗：
3W
输入特性
木机输入
4路模拟量输入
电源电压
标准24VDC/4mA
输入类型
0〜50mV、0〜100mV、0〜500mV、0〜IV、0〜5V、0〜10V、0〜20Ma
±25mV、土50mV、土lOOmV、±250mV、±500mV、土IV、±2.5V、±5V、土10V
分辨率
12bit
转换速度
250ms
隔离
有
输出特性
本机输出
i路模拟呈输出
电源电压
标准24VDC/4mA
输出类型
土10"V、0〜*20mA
分辨率
12bit
转换速度
100ms（电压输出）、2ms（电流输出）
隔离
有
从5VDC（I/O总线）耗电10mA
SW1
SW2
SW3
SW4SW5SW6输入类型
ON
OFF
OFF
ON
OFF
ON
0〜50mV
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
0〜lOOmV
ON
OFF
OFF
OFF
ON
ON
0〜500mV
OFF
ON
OFF
OFF
ON
ON
0〜IV
ON
OFF
OFF
OFF
OFF
ON
0〜5V
ON
OFF
OFF
OFF
OF
升级会员 