S7-200 SMART PLC的外部结构,其CPU单元、存储器单元、输入/输出单元及电源集中封装在同一塑料机壳内。当系统需要扩展时,可选用需要的扩展模块与主机连接。
(1)输入端子 是外部输入信号与PLC连接的接线端子,在顶部端盖下面。此外,顶部端盖下面还有输入公共端子和PLC工作电源接线端子。
(2)输出端子 输出端子是外部负载与PLC连接的接线端子,在底部端盖下面。此外,底部端盖下面还有输出公共端子和24V直流电源端子,24V直流电源为传感器和光电开关等提供能量。
(3)输入状态指示灯(LED) 输入状态指示灯用于显示是否有输入控制信号接入PLC。当指示灯亮时,表示有控制信号接入PLC;当指示灯不亮时,表示没有控制信号接入PLC。
(4)输出状态指示灯(LED) 输出状态指示灯用于显示是否有输出信号驱动执行设备。当指示灯亮时,表示有输出信号驱动外部设备;当指示灯不亮时,表示没有输出信号驱动外部设备。
(5)运行状态指示灯 运行状态指示灯有RUN、STOP、ERROR3个,其中RUN、STOP指示灯用于显示当前工作方式。当RUN指示灯亮时,表示运行状态;当STOP指示灯亮时,表示停止状态;当ERROR指示灯亮时,表示系统故障,PLC停止工作。
(6)存储卡插口 该插口插入Micro SD卡,可以下载程序和PLC固件版本更新。
(7)扩展模块接口 用于连接扩展模块,采用插针式连接,使模块连接更加紧密。
(8)选择器件 可以选择信号板或通信板,实现**化配置的同时,又可以节省控制柜的安装空间。
(9)RS-485通信接口 可以实现PLC与计算机之间、PLC与PLC之间、PLC与其他设备之间的通信。
(10)以太网接口 用于程序下载和设备组态。程序下载时,只需要1条以太网线即可,无需购买专用的程序下载线
外部接线设计也是PLC控制系统设计的重要组成部分之一。由于CPU模块、输出类型和外部电源供电方式的不同,PLC外部接线也不尽相同。鉴于PLC的外部接线与输入输出点数等诸多因素有关,本书给出了S7-200 SMART PLC标准型和经济型两大类端子排布情况
①输入端子 CPU SR30共有18点输入,端子编号采用8进制。输入端子I0.0~I2.1,公共端为1M。
②输出端子 CPU SR30共有12点输出,端子编号也采用8进制。输出端子共分3组。Q0.0~Q0.3为第一组,公共端为1L;Q0.4~Q0.7为第二组,公共端为2L;Q1.0~Q1.3为第三组,公共端为3L。根据负载性质的不同,输出回路电源支持交流和直流。
(2)CPU ST30接线
CPU ST30的接线,如图1-4所示。在图1-4中,电源为DC 24V,输入点接线与CPU SR30相同。不同点在于输出点的接线,输出端子共分2组。Q0.0~Q0.7为第一组,公共端为2L+、2M;Q1.0~Q1.3为第二组,公共端为2L+、2M。根据负载的性质的不同,输出回路电源只支持直流电源。
(1)电源需求与计算概述
S7-200 SMART PLC CPU模块有内部电源,为CPU模块、扩展模块和信号板正常工作供电。
当有扩展模块时,CPU模块通过总线为扩展模块提供DC 5V电源,因此,要求所有的扩展模块消耗的DC 5V不得超出CPU模块本身的供电能力。
每个CPU模块都有1个DC 24V电源(L+、M),它可以为本机和扩展模块的输入点和输出回路继电器线圈提供DC 24V电源,因此,要求所有输入点和输出回路继电器线圈耗电不得超出CPU模块本身DC 24V电源的供电能力。
S7-200 SMART PLC的CPU模块本体*多集成3路高速脉冲输出,支持PWM/PO输出方式以及多种运动模式。配以方便易用的向导设置功能,快速实现设备调速和定位。
(6)完美整合,无缝集成
S7-200 SMART PLC、Smart Line系列触摸屏和SINAMICS V20变频器完美结合,可以满足用户人机互动、控制和驱动的全方位需要
S7-200 SMART PLC控制系统硬件由CPU模块、数字量扩展模块、模拟量扩展模块、热电偶与热电阻模块和相关设备组成。CPU模块、扩展模块及信号板
(1)CPU模块
CPU模块又称基本模块和主机,它由CPU单元、存储器单元、输入输出接口单元以及电源组成。CPU模块(这里说的CPU模块指的是S7-200 SMART PLC基本模块的型号,绝不是中央微处理器CPU的型号。)是一个完整的控制系统,它可以单独地完成一定的控制任务,主要功能是采集输入信号,执行程序,发出输出信号和驱动外部负载。CPU模块有经济型和标准型两种。经济型CPU模块有两种,分别为CPU CR40和CPU CR60,经济型CPU价格便宜,但不具有扩展能力;标准型CPU模块有8种,分别为CPU SR20、CPU ST20、CPU SR30、CPU ST30、CPU SR40、CPU ST40、CPU SR60和CPU ST60,具有扩展能力。
(2)数字量扩展模块
当CPU模块数字量I/O点数不能满足控制系统的需要时,用户可根据实际的需要对数字量I/O点数进行扩展。数字量扩展模块不能单独使用,需要通过自带的连接器插在CPU模块上。数字量扩展模块通常有3类,分别为数字量输入模块、数字量输出模块和数字量输入/输出混合模块。数字量输入模块有1个,型号为EM DI08,8点输入。数字量输出模块有2个,型号有EM DR08和EM DT08,EM DR08模块为8点继电器输出型,每点额定电流2A;EM DT08模块为8点晶体管输出型,每点额定电流0.75A。数字量输入/输出模块有4个,型号有EM DR16、EM DT16、EM DR32和EM DT32,EM DR16/DT16模块为8点输入/8点输出,继电器/晶体管输出型,每点额定电流2A/0.75A;EM DR32/DT32模块为16点输入/16点输出,继电器/晶体管输出型,每点额定电流2A/0.75A。
(3)信号板
S7-200 SMART PLC有3种信号板,分别为模拟量输出信号板、数字量输入/输出信号板和RS485/RS232信号板。
模拟量输出信号板型号为SB AQ01,1点模拟量输出,输出量程为-10~10V或0~20mA,对应数字量值为-27648~27648或0~27648。
数字量输入/输出信号板型号为SB DT04,为2点输入/2点输出晶体管输出型,输出端子每点*大额定电流为0.5A。
RS485/RS232信号板型号为SB CM01,可以组态RS-485或R-S232通信接口。
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(4)模拟量扩展模块
模拟量扩展模块为主机提供了模拟量输入/输出功能,适用于复杂控制场合。它通过自带连接器与主机相连,并且可以直接连接变送器和执行器。模拟量扩展模块通常可以分为3类,分别为模拟量输入模块、模拟量输出模块和模拟量输入/输出混合模块。
4路模拟量输入模块型号为EM AE04,量程有4种,分别为-10~10V、-5~5V、-2.5~2.5V和0~20mA,其中电压型的分辨率为11位+符号位,满量程输入对应的数字量范围为-27648~27648,输入阻抗≥9MΩ;电流型的分辨率为11位,满量程输入对应的数字量范围为0~27648,输入阻抗为250Ω。