1、S7-200 SMART PLC编程及应用重庆大学 廖常初主编第 1章 PLC的硬件与工作原理1.1 S7-200 SMART系列 PLC 1.1.1 PLC的基本结构1 CPU模块CPU模块主要由 CPU芯片和存储器组成。2 I/O模块I/O模块 是 输入（ Input）模块和输出（ Output）模块 的 简称 。输入模块用来采集输入信号 ， 输出模块用来控制 外部的负载和执行器。I/O模块还有电平转换与隔离的作用。3编程软件STEP 7-Micro/WIN SMART用来 生成和编辑 用户 程序， 和 监控 PLC的运行 。4电源PLC使用 AC 220V电源或 DC 24V电源。小型
2、PLC可以为输入电路和外部的电子传感器提供 DC 24V电源。1.1.2 S7-200 SMART的特点 1. S7-200 SMART的亮点1）品种丰富，配置灵活， 10种 CPU模块， CPU模块最多 60个 I/O点，标准型CPU最多可以配置 6个扩展模块，经济型 CPU价格便宜。 2）有 4种可安装在 CPU内的信号板，使配置更为灵活。3） CPU模块集成了以太网接口和 RS-485接口，可扩展一块通信信号板。4）场效应管输出的 CPU集成了 100kHz的 2路或 3路高速脉冲输出，集成了S7-200的位置控制模块的功能。 5）使用 Micro SD（手机存储卡）可以实现程序的更新和
3、 PLC固件升级。6）编程软件界面友好，编程高效，融入了更多的人性化设计。7） S7-200 SMART、 SMART LINE触摸屏、 V20变频器和 V80/V60伺服系统完美整合，无缝集成。2先进的程序结构 3灵活方便的存储器结构，大多数存储区可以按位、字节、字和双字读写。 4简化复杂编程任务的向导功能5强大的通信功能 6支持文本显示器和三种系列的触摸屏。7强大的运动控制功能1.1.3 CPU模块1 CPU模块的技术规范标准型 CPU SR20/SR30/SR40/SR60、 CPU ST20/ST30/ST40/ST60，可扩展 6个扩展模块， SR和 ST分别是继电器输出和晶体管输出
4、。经济型的 CPU CR40/CR60价格便宜，不能扩展。定时器 /计数器各 256点。 4点输入中断， 2个定时中断。 CPU SR60/ST60的用户存储器 30KB，用户数据区 20KB，最大数字量 I/O 252点。标准型 CPU最大模拟量 I/O 36点， 4点200kHz的高速计数器，晶体管输出的 CPU有 2点或 3点 100kHz高速输出。2 CPU模块中的存储器PLC的程序分为操作系统和用户程序。RAM（随机存取存储器） 的 工作速度高、价格便宜、改写方便。 断电后储存的信息丢失。ROM（只读存储器）只能读出，不能写入。 断电后 储存的信息 不会 丢失。EEPROM（可以电擦
5、除可编程的只读存储器） 的数据可以读出和改写，断电后 信息 不会 丢失。 写入数据的时间比 RAM长，改写的次数有限制。 用EEPROM来存储用户程序和需要长期保存的重要数据。1.1.4 数字量扩展模块与信号板1数字量输 入 电路有 8点输入、 8点输出模块， 16点、 32点输入 /输出模块。输出模块有 DC 24V和继电器两种。1M是同一组输入点各内部输入电路的公共点。输入电流为数毫安。外接触点接通时，发光二极管亮，光敏三极管饱和导通； 反之 发光二极管熄灭，光敏三极管截止，信号经内部电路传送给 CPU模块。电流从输入端流入为漏型输入，反之为源型输入。图 1-4 输入电路 2数字量输出电路
6、继电器 输出电路 可以驱动直流负载 和交流负载 ， 承受瞬时过电压和过电流的能力较强，动作速度慢，动作次数有限。场效应管输出电路 只能 驱动直流负载。 反应速度快、寿命长，过载能力稍差。 3. 信号板SB AQ01： 1点模拟量输出信号板。SB DT04： 2点数字量直流输入 /2点数字量场效应管输出。SB CM01： RS485/RS232信号板。SB BA01：电池信号板，使用 CR1025 纽扣电池，保持时间大约一年。1.1.5 模拟量扩展模块1 PLC对模拟量的处理模拟量输入模块将 模拟量转换 为多位 数字量。模拟量输出模块将 PLC中的多位 数字量转换为模拟量电压或电流 。有 4AI
7、、 2AO、 4AI/2AO、 2路热电阻、 4路热电偶模块。2模拟量输入模块EM AE04有 4种量程（ 0 20mA、 10V、 5V和 2.5V）。电压模式的分辨率为 11位 +符号位，电流模式的分辨率为 11位。单极性满量程输入范围对应的数字量输出为 0 27648。双极性满量程输入范围对应的数字量输出为 27648 +27648。3将模拟量输入模块的输出值转换为实际的物理量【 例 1-1】 压力变送器（ 0 10MPa）的输出信号为 DC 4 20mA，模拟量输入模块将 0 20mA转换为 0 27648的数字量，设转换后得到的数字为 N，试求以 kPa为单位的压力值。解： 4 20mA的模拟量对应于数字量 5530 27648，压力的计算公式为
