可编程控制器与现场总线网络控制 教学课件 作者 骆德汉 主编 唐露新 王荣辉 副主编第2章 s7200PLC系统硬件结构.ppt

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1、第2章S7-200系列PLC系统硬件结构SIMATICS7分为微小型PLCS7-200，中小型PLCS7-300和大中型PLCS7-400。硬件由基本单元、扩展模块和辅助设备等组成2.1S7-200系列PLC基本单元一、本单元特性S7-200基本单元根据CPU，分为CPU21x和CPU22x两个系列每个系列又有四种基本单元，每个基本单元包括CPU、电源、输入/输出、通讯接口等部件，基本单元物理结构图。CPU负责执行程序和存储数据，实现系统的自动控制；1.1.1本单元特点顶部电源端子接收外部电源，为CPU及与扩展模块提供电源；顶部

2、的输出端子输出控制信号，控制被控设备；底部的输入端子接收来自控制系统现场设备的输入信号；底部的传感器电源端子输出24V直流电源供控制系统使用；RUN/STOP为PLC工作方式选择开关；扩展I/O连接是基本单元与扩展模块的接口，通过它可增加CPU的I/O点数；1.1.2基本单元的输入/输出（I/O）●基本单元上有一定数量的数字I/O点，并支持外加数字量和模拟量扩展的I/O模块。●每种CPU最多可加的扩展模块数是不同的，因此它们的最大输入/输出（I/O）点数也是不等的1.1.1本单元特点表2-1S7-200CPU22x基本单元特性1

3、.1.2基本单元的输入/输出（I/O）●CPU221基本单元不能带扩展模块，CPU222最多可带2个扩展模块，CPU224和CPU226最多可带7个扩展模块，这7个扩展模块中最多可有2个是智能模块（EM277Profibu-DP）。●每种CPU的基本单元允许的数字量I/O逻辑空间（映象寄存器个数）都是128个输入位和128个输出位，●它们与CPU实际I/O点数与允许的最大I/O点数是不等的。这是因为逻辑空间是按8位一个字节为组进行分配地址，而某些具体模块不具有按字节组合的实际I/O输入/输出点数，因此，这些模块虽具有逻辑空间地址

4、位，但可能没有实际的物理I/O点与其对应，从而也无法对它们寻址或访问。1.1.2基本单元的输入/输出（I/O）●例如CPU224有10个实际物理输出点，但它占用了2个字节16个逻辑输出地址位。又如一个4输入/4输出的数字量混合扩展模块EM223必须占用1个输入字节（8位）逻辑空间的地址和1个输出字节（8位）逻辑空。●每种CPU基本单元允许的模拟量I/O逻辑空间（模拟量映象寄存器个数）与它们实际允许的最大模拟量I/O点数是不等的，CPU222有16位输入和16位输出的逻辑空间地址，CPU224和CPU226具有32位输入和32位输

5、出的逻辑空间地址。1.1.2基本单元的输入/输出（I/O）●基本单元的输入分为直流输入和交流输入:（1）直流输入有NPN型晶体管输入和PNP型晶体管输入;交流输入为120V交流电；（2）输出分直流24V晶体管输出、直流/交流继电器输出和交流可控硅输出。●表2-2CPU22x工作电源和输入/输出端口类型1.输入接口（1）直流输入接口●直流输入又可分为PNP输入接口和NPN输入接口●接收信号来自PNP型器件的输出，即接收的是负信号；●电阻R1和电阻R2构成分压器；●二极管D1禁止反极性的直流输入。●当输入端的开关接通时，光电耦合器M

6、导通，信号供PLC读取，同时相应的LED亮，表示该输入端接通1.输入接口（2）交流输入接口●交流输入接口接收外部120V交流信号，其原理如图所示；●电阻R1和电阻R3与电阻R2构成分压器；●电容器C1起滤波作用，光电耦合器M起整流和隔离双重作用；●当输入端开关接通时，光电耦合器M导通，信号供PLC读取。2.输出接口●S7-200基本单元输出接口一种数字量输出接口，它将PLC内部的电平信号转换为外部所需电平，然后输出给外部负载。●每个输出点的输出电路可以等效成一个输出继电器。●数字量输出接口可分为：晶体管输出方式可控硅输出方式继电

7、器输出方式2.输出接口●按照负载使用的电源（即用户电源）不同，分为直流输出、交流输出和交/直流输出。●晶体管输出方式只能带直流负载，属于直流输出；●可控硅输出方式只能带交流负载，属于交流输出；●继电器输出方式可带直流负载，也可带交流负载，属于交/直流输出。2.输出接口（1）晶体管输出晶体管输出只能接直流负载当某输出时，CPU将结果送至该路的输出，该信号使输出光电耦合器M导通，输出电路在36V稳压管作用下，通过晶体管T1对外提供稳定的直流电压信号，使相应的负载接通，同时LED亮，表示该路输出点有输出。2.输出接口（2）可控硅输出可

8、控硅输出只能接交流负载。●当某点有输出时，CPU将结果送至输出电路，该信号使双向可控硅V1导通工作状态，外部交流负载形成回路。●电路中的MOV为浪涌电流吸收器，起限幅作用，可将可控硅两端的电压限制在275V之下保护可控硅不被高电压冲击而损坏，R1和C1组成高频滤