1.1-PLC-S7-200 PLC的安装与使用
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C、中央处理器（CPU）
B、存储器
D、电源
练
习
5、可编程控制器的存储器包括（ 只读存储器 ） 和（ 随机存储器 ） 。
PLC的基本工作原理
开机
PLC经过五个阶段 的工作过程，称为一个 扫描周期，完成一个扫 描周期后，又重新执行 上述过程，扫描周而复 始地进行。
读输入 执行程序 处理通信请求 执行CPU自诊断
输出状态指示
输出接线端子
PC/PPI电缆
存储器卡 前盖 (I/O扩展端口) (模式选择开关) (模拟电位器)
通讯端口
输入状态指示
输入接线端子
外部结构
4. S7-200 PLC扩展模块
分类 型号 I/O规格 功能及用途
EM221
EM222
DI8*直流24V
DO8*直流24V DI8*继电器
8路数字量24V直流输入
根据任务要求，扩展模块选用1个16点数字 量输入/16点数字量输出的EM223模块和1个4路 模拟量输入/1路模拟量输出的EM235模块，由于 扩展模块消耗的5V DC总电流为160 mA /170 mA，小于CPU222提供5V DC电流340mA，且 CPU222可以扩展2个模块，所以S7-200 PLC主 机可以选用CPU222。
4路数字量24V直流输出 4路数字量继电器输出 8路数字量24V直流输入/输出（固态） 8路数字量24V直流输出 8路数字量继电器输出 16路数字量24V直流输入/输出（固态） 16路数字量24V直流输出 16路数字量继电器输出
4. S7-200 PLC扩展模 块
分类
模拟 量扩 展模 块 通信 模块 现场 设备 接口 模块
练
习
1、S7-200系列PLC由（ 硬件 ）系统和（ 软件 ） 系统组成？
练
习
2、 PLC的软件系统可分为（ 系统 ）程序和 （ 用户 ）程序两大部分。
练
习
3、S7-200系列PLC硬件系统由哪五部分组成？
答：中央处理器（CPU） 存储器 输入/输出模块 接口电路 电源
练
习
4、（ C ）是PLC的核心。 A、输入/输出模块
任务一
S7-200 PLC的安装与使用
PLC定义
（1987年 国际电工委员会） 可编程控制器(Programmable Logic Controller ) 是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算 操作的电子装置。它采用了可以编制程序的存储 器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算 、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能进 行数字量或模拟量的输入和输出，控制各种类型 的机械或生产过程。
） 设 备 配 置
1台S7-200 CPU222 PLC
1个16点数 字量输入/16 点数字量输 出的EM223 模块
1个4路模拟 量输入/1 路 模拟量输出 的EM235 模块
1
装有STEP7Micro/WIN 编程软件的 PC机
PC/PPI电缆
扁平电缆
） 安 线装 与 接
在断电情况下，连接好PC/PPI电缆及PLC扩展模块， 要求CPU222主机及扩展模块EM223与EM235均采用 +24V直流电源供电，其间采用扁平电缆连接，固定在底 板或DIN导轨。CPU222与扩展模块链接如图所示。
如果PLC控制系统由4个16点数字量输入/16点 数字量继电器输出的EM223模块和2个8点数字量 输入的EM221模块构成的扩展单元，本机选用哪种 CPU22X的配置可行？如何与PLC进行I/O链接与编 址？要求完成硬件系统配置、产品选型及安装与接 线，并验证正确性。
结合学生完成的情况进行点评并给出考核成绩，展示学 生优秀设计方案和程序，激发学生学习热情。
8路数字量24V直流输出（固态MOSFET） 8路数字量继电器输出
DI4/DO4*直流24V
数字 量扩 展模 块 DI4/DO4*直流24V继 电器 DI8/DO8*直流24V EM223 DI8/DO8*直流24V继 电器 DI16/DO16*直流24V DI16/DO16*直流24V 继电器
4路数字量24V直流输入/输出（固态）
CP243-2 5V DC（I/O总线）耗电220 mA
★ 注意：S7-200 PLC扩展配置具有两个 条件约束，即一个条件是主机能带扩展模块的 数量，另一个条件是主机的电源承受扩展模块 消耗5V DC总线电流的能力。
使用S7-200 PLC实现某个控制任务，系统 共需要24点数字量输入/22点数字量输出，4路模 拟量输入/1路模拟量输出，要求完成硬件系统配 置、产品选型及安装与接线。
CP243-2
CPU 22X的AS-1主站
最大扩展124DI/124DO
5. S7-200 PLC扩展配置
主机 CPU222 CPU224 CPU226 5V DC电流340mA 5V DC电流660mA 5V DC电流1000mA EM221 EM222 EM223 EM231 EM232 EM235 EM227 扩展模块 5V DC（I/O总线）耗电50 mA 5V DC（I/O总线）耗电40 mA 5V DC（I/O总线）耗电40 /80 /160 mA 5V DC（I/O总线）耗电10 mA 5V DC（I/O总线）耗电10 mA 5V DC（I/O总线）耗电10 mA 5V DC（I/O总线）耗电150mA
开机
读输入
执行程序
处理通信请求
在此阶段对各输入/ 输出点、存储器和 CPU 等 进行诊断，发现异常停 机显示出错。若自诊断 正常，继续向下执行。
执行CPU自诊断
写输出
开机
读输入
执行程序
处理通信请求
执行CPU自诊断
写输出
当所有的指令执 行完毕时，集中把输出 映象寄存器的状态通过 输出部件转换成被控设 备所能接受的电压或电 流信号，以驱动被控设 备。
写输出
开机
读输入 执行程序 处理通信请求 执行CPU自诊断 写输出
PLC的中央处理器对各 个输入端进行扫描， 将所有输入端的状态 送到输入映象寄存器。
开机
读输入 执行程序 处理通信请求 执行CPU自诊断 写输出
中 央 处 理 器 CPU 将 逐条执行用户指令 程序，即按程序要 求对数据进行逻辑、 算术运算，再将正 确的结果送到输出 状态寄存器中。
开机
读输入
执行程序
处理通信请求 执行CPU自诊断 写输出
PLC 检查是否有与编程器、 计算机等的通信请求，若有 则进行相应处理，即接受编 程器送来的程序、命令和各 种数据，并把要显示的状态、 数据、出错信息等发送给编 程器进行显示。如果有与计 算机等的通信请求，也在这 段时间完成数据的接受和发 送任务。
型号
EM231 EM232 EM235 EM227
I/O规格
AI4*12位 AI4*热电偶
功能及用途
4路模拟输入，12位A/D转换 4路热电偶模拟输入
AI4*RTD
AQ2*12位 AI4/AQ1*12位 PROFIBUS-DP
4路热电阻模拟输入
2路模拟输出 4路模拟输入，1路模拟输出，12位转换 将S7-200 CPU作为从站连接到网络
考核内容 选择输入输出设备 及地址 画出I/O接线图 编制梯形图程序 外部接线正确 写入程序调试 运行结果 口试答辩 满分 评分要求 10 10 30 15 15 10 10 设备及端口地址选择正确 接线图正确、标注完整 梯形图格式正确，结构合理 电源线、通讯线及I/O信号线接线正确 操作步骤正确，动作熟练。（允许根据 输出情况进行反复修改和完善） 运行结果正确 口试答辩正确 备注 每错一个扣1分 每错一处扣1分 每错一处扣5分 每错一处扣5分 违规操作一次扣5 分 酌情扣分 表述不清楚扣5分
PLC的产生
二十世纪六十年代末期， 美国汽车制造工业竞争十分激 烈，为了适应市场从少品种大 批量生产向多品种小批量生产 的转变，为了尽可能减少转变 过程中控制系统的设计制造时 间，减少经济成本，1968年美 国通用汽车公司GM（ GenerlMotors）公开招标，要 求用新的控制装置取代生产线 上的继电接触器控制系统。
什么 时间？谁 提出要造 PLC？
PLC的产生
什么时间 ？谁最先造出 世界上的第一 台PLC？
1969年美国 数字设备公司DEC （DIGTAL）根据 上述要求，首先 研制出了世界上 第一台可编程控 制器PDP-14，用 于通用汽车公司 的生产线，取得 了满意的效果。
联网通信
1. S7-200 PLC基本组成
3. S7-200 PLC主要特点与性能指标
存储容量 I/O点数 扫描速度
性能 指标
通信功能
指令系统 可扩展性
外部结构
输出状态指示
CPU状态指示
(SF、STOP、RUN)
输出接线端子
存储器卡 通讯端口
前盖
(I/O扩展端口) (模式选择开关) (模拟电位器)
输入接线端子
输入状态指示
外部结构
CPU状态指示 (SF、STOP、RUN)
2
3 ） 调 试 检 修
编写测试梯形图程序， 如图所示，编译后下载到CPU222主机中。 将CPU222主机端子I0.0与公共接地端子1M接入+24V 直流电源，并用开关SB1控制回路的闭合与断开。 闭合开关SB1，CPU222主机端子I0.0指示灯点亮， 同时CPU222主机及扩展模块EM223端子Q0.0指示灯均点 亮；断开开关SB1，CPU222主机端子I0.0和 Q0.0及扩展 模块EM223端子Q0.0的指示灯同时均熄灭。 检修线路连接和梯形图程序，直至能够正常工作。
练
习
1、PLC的一个扫描周期可分为哪五个阶段？
答：读输入 执行程序 处理通信请求 执行CPU自诊断 写输出
2. S7-200 PLC工作原理
3. S7-200 PLC主要特点与性能指标 1）主要特点 整体式结构紧凑、通用性好
模块品种丰富、扩展性好、功能强大
可靠性高，抗干扰能力强 设计、安装容易，调试周期短，维护简单 编程简单易学
B、存储器
D、电源
练
习
5、可编程控制器的存储器包括（ 只读存储器 ） 和（ 随机存储器 ） 。
PLC的基本工作原理
开机
PLC经过五个阶段 的工作过程，称为一个 扫描周期，完成一个扫 描周期后，又重新执行 上述过程，扫描周而复 始地进行。
读输入 执行程序 处理通信请求 执行CPU自诊断
输出状态指示
输出接线端子
PC/PPI电缆
存储器卡 前盖 (I/O扩展端口) (模式选择开关) (模拟电位器)
通讯端口
输入状态指示
输入接线端子
外部结构
4. S7-200 PLC扩展模块
分类 型号 I/O规格 功能及用途
EM221
EM222
DI8*直流24V
DO8*直流24V DI8*继电器
8路数字量24V直流输入
根据任务要求，扩展模块选用1个16点数字 量输入/16点数字量输出的EM223模块和1个4路 模拟量输入/1路模拟量输出的EM235模块，由于 扩展模块消耗的5V DC总电流为160 mA /170 mA，小于CPU222提供5V DC电流340mA，且 CPU222可以扩展2个模块，所以S7-200 PLC主 机可以选用CPU222。
4路数字量24V直流输出 4路数字量继电器输出 8路数字量24V直流输入/输出（固态） 8路数字量24V直流输出 8路数字量继电器输出 16路数字量24V直流输入/输出（固态） 16路数字量24V直流输出 16路数字量继电器输出
4. S7-200 PLC扩展模 块
分类
模拟 量扩 展模 块 通信 模块 现场 设备 接口 模块
练
习
1、S7-200系列PLC由（ 硬件 ）系统和（ 软件 ） 系统组成？
练
习
2、 PLC的软件系统可分为（ 系统 ）程序和 （ 用户 ）程序两大部分。
练
习
3、S7-200系列PLC硬件系统由哪五部分组成？
答：中央处理器（CPU） 存储器 输入/输出模块 接口电路 电源
练
习
4、（ C ）是PLC的核心。 A、输入/输出模块
任务一
S7-200 PLC的安装与使用
PLC定义
（1987年 国际电工委员会） 可编程控制器(Programmable Logic Controller ) 是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算 操作的电子装置。它采用了可以编制程序的存储 器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算 、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能进 行数字量或模拟量的输入和输出，控制各种类型 的机械或生产过程。
） 设 备 配 置
1台S7-200 CPU222 PLC
1个16点数 字量输入/16 点数字量输 出的EM223 模块
1个4路模拟 量输入/1 路 模拟量输出 的EM235 模块
1
装有STEP7Micro/WIN 编程软件的 PC机
PC/PPI电缆
扁平电缆
） 安 线装 与 接
在断电情况下，连接好PC/PPI电缆及PLC扩展模块， 要求CPU222主机及扩展模块EM223与EM235均采用 +24V直流电源供电，其间采用扁平电缆连接，固定在底 板或DIN导轨。CPU222与扩展模块链接如图所示。
如果PLC控制系统由4个16点数字量输入/16点 数字量继电器输出的EM223模块和2个8点数字量 输入的EM221模块构成的扩展单元，本机选用哪种 CPU22X的配置可行？如何与PLC进行I/O链接与编 址？要求完成硬件系统配置、产品选型及安装与接 线，并验证正确性。
结合学生完成的情况进行点评并给出考核成绩，展示学 生优秀设计方案和程序，激发学生学习热情。
8路数字量24V直流输出（固态MOSFET） 8路数字量继电器输出
DI4/DO4*直流24V
数字 量扩 展模 块 DI4/DO4*直流24V继 电器 DI8/DO8*直流24V EM223 DI8/DO8*直流24V继 电器 DI16/DO16*直流24V DI16/DO16*直流24V 继电器
4路数字量24V直流输入/输出（固态）
CP243-2 5V DC（I/O总线）耗电220 mA
★ 注意：S7-200 PLC扩展配置具有两个 条件约束，即一个条件是主机能带扩展模块的 数量，另一个条件是主机的电源承受扩展模块 消耗5V DC总线电流的能力。
使用S7-200 PLC实现某个控制任务，系统 共需要24点数字量输入/22点数字量输出，4路模 拟量输入/1路模拟量输出，要求完成硬件系统配 置、产品选型及安装与接线。
CP243-2
CPU 22X的AS-1主站
最大扩展124DI/124DO
5. S7-200 PLC扩展配置
主机 CPU222 CPU224 CPU226 5V DC电流340mA 5V DC电流660mA 5V DC电流1000mA EM221 EM222 EM223 EM231 EM232 EM235 EM227 扩展模块 5V DC（I/O总线）耗电50 mA 5V DC（I/O总线）耗电40 mA 5V DC（I/O总线）耗电40 /80 /160 mA 5V DC（I/O总线）耗电10 mA 5V DC（I/O总线）耗电10 mA 5V DC（I/O总线）耗电10 mA 5V DC（I/O总线）耗电150mA
开机
读输入
执行程序
处理通信请求
在此阶段对各输入/ 输出点、存储器和 CPU 等 进行诊断，发现异常停 机显示出错。若自诊断 正常，继续向下执行。
执行CPU自诊断
写输出
开机
读输入
执行程序
处理通信请求
执行CPU自诊断
写输出
当所有的指令执 行完毕时，集中把输出 映象寄存器的状态通过 输出部件转换成被控设 备所能接受的电压或电 流信号，以驱动被控设 备。
写输出
开机
读输入 执行程序 处理通信请求 执行CPU自诊断 写输出
PLC的中央处理器对各 个输入端进行扫描， 将所有输入端的状态 送到输入映象寄存器。
开机
读输入 执行程序 处理通信请求 执行CPU自诊断 写输出
中 央 处 理 器 CPU 将 逐条执行用户指令 程序，即按程序要 求对数据进行逻辑、 算术运算，再将正 确的结果送到输出 状态寄存器中。
开机
读输入
执行程序
处理通信请求 执行CPU自诊断 写输出
PLC 检查是否有与编程器、 计算机等的通信请求，若有 则进行相应处理，即接受编 程器送来的程序、命令和各 种数据，并把要显示的状态、 数据、出错信息等发送给编 程器进行显示。如果有与计 算机等的通信请求，也在这 段时间完成数据的接受和发 送任务。
型号
EM231 EM232 EM235 EM227
I/O规格
AI4*12位 AI4*热电偶
功能及用途
4路模拟输入，12位A/D转换 4路热电偶模拟输入
AI4*RTD
AQ2*12位 AI4/AQ1*12位 PROFIBUS-DP
4路热电阻模拟输入
2路模拟输出 4路模拟输入，1路模拟输出，12位转换 将S7-200 CPU作为从站连接到网络
考核内容 选择输入输出设备 及地址 画出I/O接线图 编制梯形图程序 外部接线正确 写入程序调试 运行结果 口试答辩 满分 评分要求 10 10 30 15 15 10 10 设备及端口地址选择正确 接线图正确、标注完整 梯形图格式正确，结构合理 电源线、通讯线及I/O信号线接线正确 操作步骤正确，动作熟练。（允许根据 输出情况进行反复修改和完善） 运行结果正确 口试答辩正确 备注 每错一个扣1分 每错一处扣1分 每错一处扣5分 每错一处扣5分 违规操作一次扣5 分 酌情扣分 表述不清楚扣5分
PLC的产生
二十世纪六十年代末期， 美国汽车制造工业竞争十分激 烈，为了适应市场从少品种大 批量生产向多品种小批量生产 的转变，为了尽可能减少转变 过程中控制系统的设计制造时 间，减少经济成本，1968年美 国通用汽车公司GM（ GenerlMotors）公开招标，要 求用新的控制装置取代生产线 上的继电接触器控制系统。
什么 时间？谁 提出要造 PLC？
PLC的产生
什么时间 ？谁最先造出 世界上的第一 台PLC？
1969年美国 数字设备公司DEC （DIGTAL）根据 上述要求，首先 研制出了世界上 第一台可编程控 制器PDP-14，用 于通用汽车公司 的生产线，取得 了满意的效果。
联网通信
1. S7-200 PLC基本组成
3. S7-200 PLC主要特点与性能指标
存储容量 I/O点数 扫描速度
性能 指标
通信功能
指令系统 可扩展性
外部结构
输出状态指示
CPU状态指示
(SF、STOP、RUN)
输出接线端子
存储器卡 通讯端口
前盖
(I/O扩展端口) (模式选择开关) (模拟电位器)
输入接线端子
输入状态指示
外部结构
CPU状态指示 (SF、STOP、RUN)
2
3 ） 调 试 检 修
编写测试梯形图程序， 如图所示，编译后下载到CPU222主机中。 将CPU222主机端子I0.0与公共接地端子1M接入+24V 直流电源，并用开关SB1控制回路的闭合与断开。 闭合开关SB1，CPU222主机端子I0.0指示灯点亮， 同时CPU222主机及扩展模块EM223端子Q0.0指示灯均点 亮；断开开关SB1，CPU222主机端子I0.0和 Q0.0及扩展 模块EM223端子Q0.0的指示灯同时均熄灭。 检修线路连接和梯形图程序，直至能够正常工作。
练
习
1、PLC的一个扫描周期可分为哪五个阶段？
答：读输入 执行程序 处理通信请求 执行CPU自诊断 写输出
2. S7-200 PLC工作原理
3. S7-200 PLC主要特点与性能指标 1）主要特点 整体式结构紧凑、通用性好
模块品种丰富、扩展性好、功能强大
可靠性高，抗干扰能力强 设计、安装容易，调试周期短，维护简单 编程简单易学