S7-200系列产品PLC有CPU21X系列和CPU22X系列,在其中CPU22X型程序控制器带来了4个不同的基本上型号规格,常见的就是CPU221、CPU222、CPU224和CPU226四种基本上型号规格。
1.1.1 S7-200 CPU
(1)外观设计 S7-200 CPU也称为PLC系统的主机或主模块,其外观设计如下图1-1所显示。它将一个微控制器、一个集成电源和数字信号I/O点集成化一个紧凑的封装形式中,从而形成了一个功能强大小型PLC,在安装了程序流程以后,S7-200将保存所需要的逻辑性,用以监控应用程序流程里的输入输出设备。
CPU承担程序运行和存放数据,便于对工业自动控制每日任务或全过程加以控制。在图1-1中,后盖板下的工作模式切换开关用以挑选PLC的RUN、TERM和工作方式。PLC的工作环境由情况LED表明,在其中SF/DIAG情况LED亮表示为系统异常标示,RUN情况LED亮表示系统软件处在运作工作方式,STOP情况LED亮表示系统软件处在终止工作方式。
后盖板下也有仿真模拟电阻器和拓展端口号。S7-200 CPU221、CPU222有一个仿真模拟电阻器,S7-200 CPU224、CPU226有两种仿真模拟电阻器0和1,用中小型紧定螺钉调整仿真模拟电阻器,可将0~255中间的数值各自存进独特存储芯片字节数SMB28和SMB29中。仿真模拟电阻器多的是调节中应用,可作为如计时器、电子计数器的预设值,及其全过程量主要参数。拓展端口号根据扁电缆联接PLC的各类扩展模块。
通信端口容许将S7-200 CPU同开发板或其他一些设备接入下去。S7-200 CPU221、CPU222、CPU224只有一个RS-485通讯口,S7-200 CPU226有两种RS-485通讯口,分别是PORT0、PORT1。
输入输出是全面的基准点,键入一部分从关键设备(比如感应器或电源开关)中收集数据信号,导出一部分则控制泵、电机及其工业生产过程的另一台。各键入/导出点情况由键入/导出情况LED表明,外界布线在键入/导出接线端子板中进行。
CPU提供了一个可选择卡扩展槽,可根据需要插进E2PROM卡、充电电池卡、数字时钟产中的一种。
(2)S7-200 CPU性能指标 西门子系统S7-200 PLC给予多种类型的CPU,以适应各种运用的规定。不同种类的CPU具有不同的数字信号I/O等级和内存空间等性能参数。现阶段S7-200系列产品PLC的CPU有CPU221、CPU222、CPU224、CPU224XP和CPU226。
每一种型号CPU有直流电24V与交流120~220V二种供电模式,其型号规格里的DC/DC/DC表明CPU直流供电,直流电数字量输入,数字信号导出点就是晶体三极管整流电路种类;AC/DC/RLY表明CPU沟通交流供电系统,直流电数字量输入,数字信号导出点就是继电器触点种类。
(3)S7-200 CPU226键入输出端子
①基本上输入端子。CPU226型PLC一共有24个输入点(I0.0~I0.7、I1.0~I1.7、I2.0~I2.7),其接线方法如下图1-2所显示,输入端子的编码选用八进制开展序号。其输入电路选用双重光电耦合器,24V直流电正负极可以随意挑选,系统配置1M为输入端子(I0.0~I1.4)的公共端,2M为输入端子(I1.5~I2.7)的分共端。
②基本上输出端子。CPU226型PLC一共有16个输入输出点(Q0.0~Q0.7、Q1.0~Q1.7)。CPU226的输出电路有晶体三极管输出电路和继电器输出电源电路供选择。
在晶体三极管输出电路中,PLC由24V直流供电,负荷使用了MOSFET输出功率控制器件,所以只好用直流稳压电源给负荷送电。输出端口将数字信号导出分成2组,每一组有一个公共端,一共有1L、2L2个公共端,能够连接不同等级的负荷开关电源,如下图1-2(a)所显示。
在继电器输出电路板上,PLC由220V沟通交流电源供电,负荷使用了电磁阀推动,因此既可选用直流稳压电源,还可以用交流电给负荷送电。在继电器输出电路板上,数字信号导出分成3组,每一组的公共端为本小组的开关电源市场供给,Q0.0~Q0.3同用1L,Q0.4~Q1.0同用2L,Q1.1~Q1.7同用3L,每组中间能够连接不同等级、不一样属性的负荷开关电源
1.1.2 拓展程序模块
为拓展I/O等级与执行特殊作用,能够联接扩展模块(CPU221以外)。扩展模块一般并没有CPU。做为基本单位键入/导出等级的扩大,只有与基本单位联接应用,不可以单用。扩展模块主要包括数字信号I/O控制模块(EM221、EM222、EM223)、模拟量输入I/O控制模块(EM231、EM232、EM235)、通讯模块(EM277、EM241)等特殊程序模块(EM253)。
客户可选用具有不同功能性的扩展模块满足不同控制规定,在连接时CPU控制模块放到左侧,扩展模块根据扁电缆与左侧的模块连接,其相连的方法如下图1-3所显示。扩展模块的总数受两个标准管束:一个是基本单位可带扩展模块的总数;另一个是基本单位的开关电源承担扩展模块耗费DC 5V系统总线电流水平。地址的分派从CPU逐渐开始,I/O点从左往右按从小到大规律排序,扩展模块的种类和位置一旦明确,则它I/O点地址也会跟着确定。S7-200 CPU尽管具有相同的I/P印象区,可是不同类型的CPU的主要I/O事实上在于他们所可带的扩展模块的总数。
1.2 S7-200系列产品PLC工作
1.2.1 S7-200 CPU的工作模式
(1)概述 S7-200 CPU的工作模式有终止方式和运作模式,CPU前板上放发光二极管表明各项工作方法,绿色指示灯亮,表示为工作状态;红色指示灯亮,表示为终止情况;在标着SF显示灯亮时指出系统异常,PLC停止运行。
①STOP(终止)。S7-200不程序运行,这时能够烧录、数据与开展CPU系统配置,在程序编程、上传、免费下载时必须将CPU放置STOP方法。
②RUN(运作)。S7-200实行客户的程序流程。
(2)更改S7-200CPU工作方式的办法
①应用工作模式电源开关更改工作模式。S7-200 PLC的工作状态电源开关在CPU单元右侧后盖板下,有STOP、TERM、RUN3个档位。当工作模式电源开关在STOP位置时,能够终止程序流程的落实,把方法开关心到RUN位,能够运行程序的落实。
把方法开关心到TERM(暂态过程)或RUN位时,容许STEP 7-Micro/WIN32软件使用CPU运行状态。假如工作模式电源开关设成STOP或TERM,开关电源通电时,CPU全自动进到STOP运行状态。设为RUN时,开关电源通电,则CPU全自动进到RUN运行状态。
②用数控编程软件更改工作模式,把方法电源开关调到TERM,能用STEP 7-Micro/WIN32数控编程软件工具栏里的▶按键操纵CPU的运转,用■按键操纵CPU的终止。
③在系统选用命令更改工作模式,在系统中插进STOP命令,可以从标准达到时把CPU设为终止方式。
1.2.2 S7-200 PLC如何运行
S7-200 CPU的基本功能便是监控现场输入信号,根据用户的控制逻辑加以控制计算,脉冲信号去控制当场设备的运行。在S7-200系统内,控制逻辑由用户编程实现,并下载到S7-200 CPU中实行,S7-200 CPU依照循环系统扫描仪的形式进行既定目标,全部工作过程包含读键入、实行客户控制逻辑、解决通讯每日任务、实行CPU自确诊调节、写导出等
①读键入。每一次扫描周期开始的时候,读熟数字输入点当前值,并把这种值提到键入印象存储器中。
②实行客户控制逻辑。在扫描周期的程序运行环节里,CPU程序运行是以条控制指令逐渐,一直到后一条命令完毕。一般情况下可执行程序从键入印象存储器得到外部控制和心态数据信号,把计算得到的结果提到导出印象存储器中,或存进不同类型的信息存储区。
③解决通讯要求。在扫描周期的信息资源管理环节,CPU解决从通信端口接收的任何信息。
④实行CPU自诊断检测。在扫描周期的这一阶段里,CPU查验其硬件配置及客户程序存储器(仅仅在RUN模式中),也查验每一个I/O模块情况。
⑤写导出。在每一个扫描周期结尾,CPU把存有导出印象存储器中的数据败给数字输出点。
1.2.3 键入/导出滞后时间
键入/导出滞后时间又被称为系统响应时间,是指从PLC的内部输入信号产生变化到由它操纵的相关外界脉冲信号产生变化的时间间隔,它是由输入电路过滤时长、输出电路的滞后时间和因为扫描仪工作模式所产生的滞后时间三部分组成。
输入模块的RC低通滤波器用于滤掉输入端引进的干扰噪音,清除因外置键入接触点姿势过程中产生的颤动造成的不利影响,低通滤波器的稳态值取决于键入过滤时间的变化,有些PLC如S7-200的那一部分输入点的输入延迟时间能进行设置。
plc模块的滞后时间与模块种类相关,电磁阀型输出电路的滞后时间一般在10ms前后;双向可控硅型输出电路在负荷接入时的滞后时间大约为1ms,负荷由通断到断掉时的较大滞后时间为10ms;晶体三极管型输出电路的滞后时间低于1ms。
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由扫描仪工作模式所引起的滞后时间多可以达到两个多扫描周期。PLC总体向应响应时间一般只有几十ms,对于一般的软件并没有什么危害,但对于规定输入输出数据信号中间撩拨后时长尽可能短系统软件,可选用扫描速度迅速的PLC或采取相应对策。
1.3 S7-200程序控制器安装与布线
1.3.1 PLC安装与拆装
(1)PLC安装
①使用环境标准。PLC是为了融入工业生产当场量身定做的,为了确保工作中的可靠性,增加PLC的使用期,组装的时候要注意下列周边环境标准:工作温度在0~55℃范围之内;空气湿度在35%~85%范围之内(无起霜);周边无易燃性或腐蚀性物质、过量灰尘金属微粒;避免过度的振动和冲击性;防止太阳光光的直射跟水的磁控溅射。