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1、S7-200的基本结构
西门子S7-200系列属于整体式小型plc，用于代替继电器的简单控制场合，也可以用于复杂的自动化控制系统。
整体式PLC将CPU模块、I/O模块和电源装在一个箱型机壳内，S7-200称为CPU模块。图1中的前盖下面有RUN/STOP开关、模拟量电位器和扩展I/O连接器。S7-200系列PLC提供多种具有不同I/O点数的CPU模块和数字量、模拟量I.O扩展模块供用户选用，CPU模块和扩展模块用扁平电缆连接。
整体PLC还配备有许多专用的特殊功能模块，例如模拟量输入/输出模块、热电偶、热电阻模块、通信模块等，使PLC得功能得到扩展。
S7-200可以选用梯形图、语句表（即指令表）和功能模块语言来编程。它的指令丰富，指令功能强，易于掌握，操作方便。内置有高速计数器、高速输出、PID控制器、RS485通信/编程接口、PPI通信协议、MPI通信协议和自由方式通信功能。多可以扩展到248点数字量I/O或35路模拟量I/O。多有26kB程序和数据存储空间。
2、S7-200的CPU模块
S7-200有5种CPU模块，CPU221无扩展功能，适于做小点数的微型控制器；CPU222有扩展功能；CPU224是具有较强控制功能的控制器；CPU226和CPU226 XM适用于复杂的中小型控制系统。
S7-200系列PLC不同型号CPU的技术参数如表1所示
S7-200有传送、比较、移位、循环、求补码、调用子程序、脉冲宽度调制、脉冲序列输出、跳转、数据转换、算数运算、字逻辑运算、浮点运算、开平方、三角函数和PID控制指令等，采用主程序、多8级子程序和中断程序的程序结构，用户可以使用1-255ms的定时中断。用户程序可设3级口令保护，有监控定时器（看门狗）功能。
数字量输入中有4个用作硬件中断，6个用于高速功能。32位高速加/减计数器的高计数频率为30kHz，可以对增量式编码器的两个互差90的脉冲列计数，计数值等于设定值或计数方向改变时产生中断，在中断程序中可以及时地对输出进行操作。两点高速输出可以输出频率高为20kHz频率和宽度可调的脉冲列。
可选的存储器卡可以保存程序、数据和组态信息，可选的电池卡保存数据的典型事件值为200天。DC输出型电路用场效应晶体管（MOSFET）作为功率放大器元件，仅DV输出型有高速脉冲输出，高输出频率为20kHz。
3、S7-200的扩展模块
不同信号的S7-200 CPU上已经集成了一定数量的数字量I/O点，若实际需要的I/O点数超过该CPU的I/O点数时，则通过增加输入/输出扩展模块来达到扩展功能、扩大控制能力。扩展模块有输入/输出扩展、热电偶/热电阻输入扩展和通讯扩展三种类型，通过总线连接器（插件）和CPU模块连接。
扩展单元正常工作需要+5VDC工作电源，此电源由CPU通过总线连接器提供，扩展单元的24VDC输入点和输出点电源，可由基本单元的24VDC电源供电，但要注意基本单元所提供的大电流能力。
CPU 221无I/O扩展能力；CPU 222多可连接2个扩展模块（数字量或模拟量）；CPU224和CPU226多可连接7个扩展模块。
（1）输入/输出扩展模块
S7-200系列PLC目前提供如下扩展模块：
①数字量输入扩展模块 EM221（8DI）；
②数字量输出扩展模块 EM222（8DO）；
③数字量输入和输出混合扩展模块 EM223（8I/O，16I/O，32I/O）；
④模拟量输入扩展模块 EM231（3AI，A/D转换时间为25μs，12位）；
⑤模拟量输入和输出混合扩展模板 EM235（3AI/1AO，其中A/D转换时间为25μs，D/A转换时间100μs，位数均为12位）
（2）热电偶/热电阻扩展模块
热电偶、热电阻模块（EM231）与CPU222，CPU224，CPU226配套使用，多种分度号热电偶（mV信号）和热电阻（电阻信号）可通过EM231模块将信号送入S7-200。用户通过EM231上的DIP开关来选择热电偶或热电阻的分度号、接线方式、测量单位和开路故障的方向。
（3）通讯扩展模块
除了CPU集成通讯口外，S7-200还可以通过通讯扩展模块连接成更大的网络。S7-200系列目前有两种通讯扩展模块：PROFIBUS-DP扩展从站模块EM277和AS-i接口扩展模块CP243-2。
S7-200系列PLC输入/输出扩展模块的主要技术性能如表2所示。
4、S7-200的通信功能
S7-200的CPU模块自带的RS485串行通信支持PPI、DP/T、自由通信口协议和PROFIBUS点对点协议。每个网络多126个站，多32个主站。通信接口可以实现与下列设备的通信：运行编程软件的计算机、文本显示器TD200、OP（操作员面板）、以及S7-200 CPU之间的通信；通过自由通信口协议，可以与其他厂家的设备进行串行通信。
EM277 PROFIBUS-DP从站模块用于将S7-200 CPU连接到PROFIBUS-DP网络。通信速率为9600-12Mbit/s。
工业以太网通讯模块CP243-1的通信速率为10Mbit/s或100Mbit/s，半双工/全双工通信，RJ-45接口使用TCP/IP协议。可用STEP 7-Micro/WIN软件实现通过工业以太网配置和远程编程服务（上载、下载程序，监视状态），通过工业以太网连接其他的CPU，通过S7-opc在计算机上处理数据。
EM241 Modem(调制解调器)模块支持远程维护或远传诊断、PLC之间的通信、PLC与PC的通信、给手机发送短消息等，EM241参数化向导集成在Micro/WIN V3.2中。
通过CP243-2 AS-i通信处理器，S7-200 CPU可以作为AS-i的主站，多可以连接62个AS-i从站，接入496个远程数字量输入/输出点。
5、S7-200的编程软件
STEP 7-Micro/WIN 32是专门为S7-200设计的在个人计算机Windows操作系统下运行的编程软件。CPU通过PC/PPI电缆或插在计算机中CP 55111或CP 5611通信卡与计算机通信。通过PC/PPI电缆，可以在Windows下实现多主站通信方式。
STEP 7-Micro/WIN 32的用户程序机构简单清晰，通过一个主程序调用子程序或中断程序，还可以通过数据块进行变量的初始化设置。用户可以用语句表（STL）、梯形图（LAD）和功能块图（FBD）编程，不同的编程语言编制的程序可以相互转换，可以用符号表来定义程序中使用的变量地址对应的符号，是程序便于设计和理解。
STEP 7-Micro/WIN 32为用户提供两套指令集，即SIMATIC指令集（S7-200方式）和指令集（IEC1131-1）方式。通过调制解调器可以实现远程编程，可以用单次扫描和强制输出等方式来调试程序和进行故障诊断。
S7-200是在美国德州仪器公式的小型PLC的基础上发展起来的，S7-300/400的前身是西门子公司的S5系列PLC，其编程软件为STEP 7。S7-200和S7-300/300有许多共同之处，在指令系统、程序结构和编程软件定方面均有相当大的差异。
SIMATIC S7-200 SMART订货数据
①中央处理单元CPU订货号
CPU SR20模块 主要参数：AC/DC/RLY 12DI/8DO 订货号：6ES7 288-1SR20-0AA0
CPU SR40模块 主要参数：AC/DC/RLY 24DI/16DO 订货号：6ES7 288-1SR40-0AA0
CPU ST40模块 主要参数：DC/DC/DC 24DI/16DO 订货号：6ES7 288-1ST40-0AA0
CPU CR40模块 主要参数：AC/DC/RLY 24DI/16DO 订货号：6ES7 288-1CR40-0AA0
CPU SR60模块 主要参数：AC/DC/RLY 36DI/24DO 订货号：6ES7 288-1SR60-0AA0
CPU ST60模块 主要参数：DC/DC/DC 36DI/24DO 订货号：6ES7 288-1ST60-0AA0
②I/O扩展模块EM订货号
EM DI08数字量输入模块 主要参数：8×24VDC输入 订货号：6ES7 288-2DE08-0AA0
EM DR08数字量输出模块 主要参数：8×继电器输出 订货号：6ES7 288-2DR08-0AA0
EM DR16数字量输入/输出模块 主要参数：8×24VDC输入/8×继电器输出 订货号：6ES7 288-2DR16-0AA0
EM DR32数字量输入/输出模块 主要参数：16×24VDC输入/8×继电器输出 订货号：6ES7 288-2DR32-0AA0
EM DT08数字量输入/输出模块 主要参数：8×24VDC输出 订货号：6ES7 288-2DT08-0AA0
EM DT16数字量输入/输出模块 主要参数：8×24VDC输入/8×24VDC输出 订货号：6ES7 288-2DT16-0AA0
EM DT32数字量输入/输出模块 主要参数：16×24VDC输入/16×24VDC输出 订货号：6ES7 288-2DT32-0AA0
EM AI04模拟量输入模块 主要参数：4路输入 订货号：6ES7 288-3AE04-0AA0
EM AQ02模拟量输入模块 主要参数：2路输出 订货号：6ES7 288-3AQ02-0AA0
EM AM06模拟量输入/输出模块 主要参数：4路输入/2路输出 订货号：6ES7 288-3AM06-0AA0
EM AR02热电阻输入模块 主要参数：2路通道 订货号：6ES7 288-3AR02-0AA0
③通信扩展信号板SB订货号
SB CM01通信扩展信号板 主要参数：R485/R232 订货号：6ES7 288-5CM01-0AA0
SB DT04数字量扩展信号板 主要参数：2×24VDC输入/2×24VDC输出 订货号：6ES7 288-5DT04-0AA0
SB AQ01模拟量扩展信号板 主要参数：1×12位模拟量输出 订货号：6ES7 288-5AQ01-0AA0 |
用西门子plc控制电动机正反转的编程
生产设备常常要求具有上下、左右、前后等正反方向的运动，这就要求电动机能正反向工作，对于交流感应电动机，一般借助接触器改变定子绕组相序来实现。常规继电控制线路如下图所示。
在该控制线路中，KM1 为正转交流接触器，KM2 为反转交流接触器，SB1 为停止按钮、SB2 为正转控制按钮，SB3 为反转控制按钮。KM1、KM2 常闭触点相互闭锁，当按下SB2 正转按钮时，KM1 得电，电机正转；KM1 的常闭触点断开反转控制回路，此时当按下反转按钮，电机运行方式不变；若要电机反转，必须按下SB1停止按钮，正转交流接触器失电，电机停止，再按下反转按钮，电机反转。若要电机正转，也必须先停下来，再来改变运行方式。这样的控制线路的好处在于避免误操作等引起的电源短路故障。
PLC 控制电机正反转I/O 分配及硬件接线1、接线：按照控制线路的要求，将正转按纽、反转按纽和停止按纽接入PLC 的输入端，将正转继电器和反转继电器接入PLC 的输出端。注意正转、反转控制继电器必须有互锁。
2、编程和下载：在个人计算机运行编程软件STEP 7 Micro-WIN4.0，对电机正反转控制程序的I/O 及存储器进行分配和符号表的编辑，实现电机正反转控制程序的编制，并通过编程电缆传送到PLC 中。在STEP 7 Micro-WIN4.0 中，单击“查看”视图中的“符号表”，弹出图所示窗口，在符号栏中输入符号名称，中英文都可以，在地址栏中输入寄存器地址。
3、图符号表定义完符号地址后，在程序块中的主程序内输入如下图程序。注意当菜单“察看”中“√符号寻址”选项选中时，输入地址，程序中自动出现的是符号编址。若选中“查看”菜单的“符号信息表”选项，每一个网络中都有程序中相关符号信息。
4、程序监控与调试：通过个人计算机运行编程软件STEP 7 Micro-WIN4.0，在软件中应用程序监控功能和状态监视功能，监测PLC 中的各按纽的输入状态和继电器的输出状态。
5、电机的正反转控制项目结果分析表：注意在硬件接线中必须实现互锁！在PLC 的梯形图中也应实现互锁。试分析仅在梯形图中实现的互锁能否真正避免电源的短路？ 有电机的正反转控制项目的基础，可以用西门子S7-200实现小车往返的自动控制。控制过程为：按下启动按钮，小车从左边往右边（右边往左边运动）当运动到右边（左边）碰到右边（左边）的行程开关后小车自动做返回运动，当碰到另一边的行程开关后又做返回运动。如此的往返运动，直到当按下停车按钮后小车停止运动。 设计思路：可以按照电气接线图中的思路来进行编写程序。即可以利用下一个状态来封闭前一个状态。使其两个线圈不会动作。把行程开关作为一个状态的转换条件。电气接线图如下：
进行程序的编写，要进行 I/O口的分配。
根据要求，I/O口的分配如下表所示。I/O口分配好后可以根据上面的电气接线图进行程序的编写。参考程序如下：
