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西门子可编程控制器


2.4.4 元件功能及地址分配
1. 输入映像寄存器(输入继电器)


(1)输入映像寄存器的工作原理输入继电器是 PLC用来接收用户设备输入信号的接口。PLC中 的“继电器”与继电器控制系统中的继电器有本 质性的差别,是“软继电器”,它实质是存储单 元。 (2)输入映像寄存器的地址分配S7-200输入映 像寄存器区域有IB0~IB15共16个字节的存储单 元。系统对输入映像寄存器是以字节(8位)为 单位进行地址分配的。
2.4 S7-200系列PLC内部元器件
2.4.1 数据存储类型
1. 数据的长度


在计算机中使用的都是二进制数,其最基本的存 储单位是位(bit),8位二进制数组成1个字节 (Byte),其中的第0位为最低位(LSB),第7位为 最高位(MSB),如图2-7所示。两个字节(16位) 组成1个字(Word),两个字(32位)组成1个双 字(Double word),如图2-7所示。把位、字 节、字和双字占用的连续位数称为长度。 如图2-7所示 第二章\28.doc
第二章\29.doc
3. 常数


S7-200的许多指令中常会使用常数。常数的数据长度可 以是字节、字和双字。CPU以二进制的形式存储常数, 书写常数可以用二进制、十进制、十六进制、ASCII码 或实数等多种形式。书写格式如下: 十进制常数:1234 ; 十六进制常数:16#3AC6 ;二 进制常数:2#1010 0001 1110 0000 ASCII码: “Show”;实数(浮点数):+1.175495E-38(正数), -1.175495E-38(负数)。
2.4.2 编址方式
1. 位编址位编址的指定方式为:(区域标志符)字节号· 位 号,如I0.0;Q0.0;I1.2。 2. 字节编址字节编址的指定方式为:(区域标志符)B (字节号),如IB0表示由I0.0~I0.7这8位组成的字节。 3. 字编址字编址的指定方式为:(区域标志符)W(起始字 节号),且最高有效字节为起始字节。例如VW0表示由 VB0和VB1这2字节组成的字。 4. 双字编址双字编址的指定方式为:(区域标志符)D (起始字节号),且最高有效字节为起始字节。例如 VD0表示由VB0到VB3这4字节组成的双字。
2. 数据类型及数据范围

S7-200系列PLC的数据类型可以是字符串、布 尔型(0或1)、整数型和实数型(浮点数)。 布尔型数据指字节型无符号整数;整数型数包括 16位符号整数(INT)和32位符号整数。 (DINT)。实数型数据采用32位单精度数来表 示。数据类型、长度及数据范围如表2-7所示。
1. 扩展单元

扩展单元没有CPU,作为基本单元输入/输出点 数的扩充,只能与基本单元连接使用。不能单独 使用。S7-200的扩展单元包括数字量扩展单元, 模拟量扩展单元,热电偶、热电阻扩展模块, PROFIBUS-DP通信模块。
2. 电源模块



外部提供给PLC的电源,有24VDC、220VAC两 种,根据型号不同有所变化。 (1)有扩展模块连接时,如果扩展模块对 5VDC电源的需求超过CPU的5V电源模块的容量, 则必须减少扩展模块的数量。 (2)当+24V直流电源的容量不满足要求时,可 以增加一个外部24V直流电源。具体参数可以参看
表2-1~表2-4。第二章\24.doc
2.3.2 常用扩展模块介绍
1.数字量扩展模块 S7-200PLC系列目前总共可以提供3大 类共9种数字量输入输出扩展模块,见表2-5。第二章 \25.doc 2. 模拟量扩展模块模拟量扩展模块提供了模拟量输入/输出 的功能 1最佳适应性 2灵活性模拟量扩展模块的数据如 表2-6所示。第二章\26.doc 3. 热电偶、热电阻扩展模块 EM231热电偶模块用于七种热 电偶类型J 、K、 E、N、 S、 T 和R 型。用户必须用 DIP 开关来选择热电偶的类型,连到同模块上的热电 偶必须是相同类型。外型如图2-6所示。 第二章 \27.doc 4. PROFIBUS-DP通信模块
2.4.3 寻址方式


1. 直接寻:址直接寻址是在指令中直接使用存储器或寄 存器的元件名称(区域标志)和地址编号,直接到指定 的区域读取或写入数据。有按位、字节、字、双字的寻 址方式,如图2-8所示 第二章\30.doc 。 2. 间接寻址:间接寻址时操作数并不提供直接数据位置, 而是通过使用地址指针来存取存储器中的数据。在S7200中允许使用指针对I、Q、M、V、S、T、C(仅当前 值)存储区进行间接寻址(1)使用间接寻址前,要先创 建一指向该位置的指针。 (2)指针建立好后,利用指 针存取数据。如图2-9所示第二章\31.doc 。

(2)用编程软件改变工作方式。

把方式开关切换到TERM(暂态),可以使用 STEP 7-Micro/WIN32编程软件设置工作方式。
(3)在程序中用指令改变工作方式。

在程序中插入一个STOP指令,CPU可由RUN方 式进入STOP工作方式。
2.3 扩展功能模块
2.3.1 扩展单元及电源模块
2. 改变工作方式的方法
(1)用工作方式开关改变工作方式。
工作方式开关有3个挡位:STOP、TERM(Terminal)、 RUN。 1把方式开关切到STOP位,可以停止程序的执行。 2把方式开关切到RUN位,可以起动程序的执行。 3把方式开切到TERM(暂态)或RUN位,允许STEP7Micro/WIN32软件设置CPU工作状态。 如果工作方式开 关 设 为 STOP 或 TERM, 电 源 上 电 时 , CPU 自 动 进 入 STOP工作状态。设置为RUN时,电源上电时,CPU自 动进入RUN工作状态。
(10)高速计数器

CPU 221/222有4个30KHz高速计数器, CPU224/226/226XM有6个30KHz的高速计数器, 用于捕捉比CPU扫描频率更快的脉冲信号。
2.2 S7-200系列CPU224型PLC的结构
2.2.1 CPU224型PLC外型及端子介绍

CPU224型,其输入、输出、CPU、电源模块均装 设在一个基本单元的机壳内,是典型的整体式结 构。当系统需要扩展时,选用需要的扩展模块与 基本单元连接。如图2-1所示 第二章\图2.doc
2. 输出映像寄存器(输出继电器)


(1)输出映像寄存器的工作原理 ,“输出继电 器”是用来将输出信号传送到负载的接口,每一 个“输出继电器”线圈都与相应的PLC输出相连, 并有无数对常开和常闭触点供编程时使用。 (2)输出映像寄存器的地址分配,S7-200输出 映像寄存器区域有QB0~QB15共16个字节的存 储单元。系统对输出映像寄存器也是以字节(8 位)为单位进行地址分配的。
3. 变量存储器V

变量存储器主要用于存储变量。可以存放数据运 算的中间运算结果或设置参数,在进行数据处理 时,变量存储器会被经常使用。变量存储器可以 是位寻址,也可按字节、字、双字为单位寻址, 其位存取的编号范围根据CPU的型号有所不同, CPU221/222为V0.0~V2047.7共2KB存储容量, CPU224/226为V0.0~V5119.7共5KB存储容量。
第2章 西门子S7-200系列可编程控制 器介绍

本章要点 西门子S7-200 CPU224可编程控制器的结构、 性能指标 西门子S7-200 CPU224可编程控制器工作方式 扩展模块介绍 S7-200系列可编程控制器编址、寻址方式 可编程控制器元件功能及地址分配
2.1 S7-200系列PLC概述

西门子S7系列可编程控制器分为S7-400、S7300、S7-200三个系列,分别为S7系列的大、 中、小型可编程控制器系统。S7-200系列可编 程控制器有CPU21X系列,CPU22X系列,其中 CPU22X型可编程控制器提供了4个不同的基本 型号,常见的有CPU221,CPU222,CPU224 和CPU226四种基本型号。
(5)中断输入允许以极快的速度对 过程信号的上升沿作出响应。
(6)EEPROM 存储器模块

可作为修改与拷贝程序的快速工具,无需编程器 并可进行辅助软件归档工作。
(7)电池模块

用户数据(如标志位状态、数据块、定时器、计 数器)可通过内部的超级电容存储大约5 天。选 用电池模块能延长存储时间到200天(10年寿 命)。电池模块插在存储器模块的卡槽中。
2.2.2 CPU224型PLC的结构及性能指标

CPU224型可编程控制器主要由CPU、存储器、 基本I/O接口电路、外设接口、编程装置、电源 等组成(见图2-5)。第二章\图23.doc
2.2.3 PLC的CPU的工作方式
1. CPU的工作方式



CPU前面板上用两个发光二极管显示当前工作 方式,绿色指示灯亮,表示为运行状态,红色指 示灯亮,表示为停止状态,在标有SF指示灯亮 时表示系统故障,PLC停止工作。 (1)STOP(停止) (2)RUN(运行)
6. 局部变量存储器L

局部变量存储器L用来存放局部变量,局部变量 存储器L和变量存储器V十分相似,主要区别在 于全局变量是全局有效,即同一个变量可以被任 何程序(主程序、子程序和中断程序)访问。而 局部变量只是局部有效,即变量只和特定的程序 相关联。
5. 特殊标志位存储器SM

PLC中还有若干特殊标志位存储器, 特殊标志位 存储器位提供大量的状态和控制功能,用来在 CPU和用户程序之间交换信息,特殊标志位存 储器能以位、字节、字或双字来存取,CPU224 的SM的位地址编号范围为SM0.0~SM179.7共 180个字节。其中SM0.0~SM29.7的30个字节 为只读型区域。
(1)集成的24V电源

可直接连接到传感器和变送器执行器,CPU 221和CPU222具有180mA 输出。CPU224输出 280mA,CPU 226、CPU 226XM输出400mA 可用作负载电源。
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