s7200系列PLC硬件结构

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1、可编程序控制器主讲：张波本章学习目的本章以西门子公司生产的S7-200系列小型可编程序控制器为例，介绍具体型号的PLC，内容包括：S系列PLC发展概述S7-200可编程序控制器的系统组成编程元件及程序知识相关设备常用工业软件返回本章首页第2章S7-200系列PLC系统硬件结构S系列PLC发展概述2.1S7-200系列PLC基本单元2.2S7-200系列PLC扩展模块32.3相关设备2.4工业软件32.52.1S系列PLC发展概述德国的西门子（SIEMENS）公司是欧洲最大的电子和电气设备制造商，生产的SIMATIC可编程序控制器在欧洲处于领先地位。其第一代可编程

2、序控制器是1975年投放市场的SIMATICS3系列的控制系统。在1979年，微处理器技术被应用到可编程序控制器中，产生了SIMATICS5系列，取代了S3系列，之后在20世纪末又推出了S7系列产品。最新的SIMATIC产品为SIMATICS7、SIMATICM7和SIMATICC7等几大系列。返回本章首页从CPU模块的功能来看，SIMATICS7-200系列小型可编程序控制器发展至今，大致经历了两代：第一代产品其CPU模块为CPU21X，主机都可进行扩展，它具有四种不同结构配置的CPU单元：CPU212，CPU214，CPU215和CPU216，对第一代PLC

3、产品不再作具体介绍。第二代产品其CPU模块为CPU22X，是在21世纪初投放市场的，速度快，具有较强的通信能力。它具有四种不同结构配置的CPU单元：CPU221，CPU222，CPU224和CPU226，除CPU221之外，其他都可加扩展模块。4种CPU各有晶体管输出和继电器输出，具有不同电源电压和控制电压。各类型型号如表2.1所示表2.1CPU型号SIMATICS7-200系统CPU22X系列PLC主机及I/O特性如表2.2所示。表2.2主机及I/O特性图2.1S7-200基本构成SIMATICS7-200系统由硬件和工业软件两大部分构成，如图2.1所示。系统

4、基本构成1.硬件（1）基本单元（2）扩展单元（3）特殊功能模块（4）相关设备2.工业软件工业软件是为更好地管理和使用这些设备而开发的与之相配套的程序、文档及其规则的总和，它主要由标准工具、工程工具、运行软件和人机接口等几大类构成。2.2S7-200PLC系统组成2.2.1基本单元特点2.2.2基本单元I/O2.2.3CPU工作方式2.2.4基本单元工作电源2.2.5基本单元模拟电位器2.2.6基本单元通信接口返回本章首页2.2.1基本单元特点S7-200系列PLC在硬件上采用固定式结构和扩展式结构相结合的方式。固定式结构的硬件即基本单元，扩展式结构的硬件即基本单

5、元扩展的模块。SIMATICS7-200系统CPU22X系列PLC主机（CPU模块）的外形如图2.2所示：图2.2基本单元物理结构CPU状态显示通信口顶部端子盖电源及输出端子前盖方式开关、电位器、扩展I/O连接底部端子盖输入端子、传感器电源存储器卡LED指示灯显示CPU工作模式（运行或停机）、本机I/O口的当前状态及CPU系统是否出错。存储卡：EEPROM卡，可存储CPU程序，也可将一个CPU中的程序传送到另一个CPU中。通信口：是S7-200CPU同编程器或其他辅助设备连接的接口，CPU通过它可和其他辅助设备进行数据通信。电源端子：接受外部电源。为CPU及所连

6、接任何扩展模块提供电源输出端子：输出控制信号，控制被控对象。RUN/STOP为PLC工作方式选择开关。扩展I/O连接：是基本单元那与扩展模块的接口，通过它可增加CPU的I/O点数。输入端子：接收来自控制系统现场设备的输入信号。传感器电源端子：作为传感器的电源使用，也可输出24v直流电源供控制系统使用。CPU22x基本单元特性见P25表2.1。PLC的输入点接收来自现场设备信号，输出点输出控制信号给被控对象。每种CPU最多可加的扩展模块数是不同的，所以最大I/O点数也不等。每种CPU基本单元允许的数字量I/O逻辑空间（映像寄存器个数）都是128个输入位和128个输

7、出位，它们与CPU实际允许的最大I/O点数是不等的。每种CPU的基本单元允许的模拟量I/O逻辑空间（模拟量映像寄存器个数）与它们实际允许的最大模拟量I/O点数也是不等的。2.2.2基本单元的I/O输入分为直流输入和交流输入直流输入：NPN型晶体管输入和PNP型晶体管输入交流输入；120V交流信号输出分为直流24v晶体管输出、直流/交流继电器输出和交流可控硅输出数字量输出接口按照输出开关器件的种类不同，可分为：晶体管输出方式（只能带直流负载，属直流输出）可控硅输出方式（只能带交流负载，属交流输出）继电器输出方式（交直流负载都可，属交/直流输出）按照负载使用的电源不

8、同，分为直流输出交流输出