【全套精品课件】S7-200PLC基础教程第2版电子教案

2.8.2 创建CPU密码 1．密码的作用 默认的是1级（无密码）。2级禁止写，3级禁止读写，4级有密码也不能上 载程序。 2．密码的设置 3．忘记密码的处理 执行菜单命令“PLC”→“清除”，在对话框中输入“CLEARPLC”（不区分 大小写），清除密码和程序。 4．POU和项目文件的加密 2.8.3 输出表与输入滤波器的设置 1．输出表的设置 2．数字量输入滤波器的设置 3．模拟量输入滤波器的设置
2.3 S7-200系列PLC
西门子PLC的分类：S7、M7、C7、WinAC。
2.3.1 CPU模块 CPU 221/222/224/226 集成I/O点：10/14/24/40点；程序空间4096～24576B。 最大DI/DO 256/256点；最大AI/AO 35/32点；最多7个扩展模块。 定时器/计数器256/256点；高速计数器4/6点30kHz，2点20kHz高 速输出； 模拟电位器1/2个，实时钟，1/2个RS-485接口； 4点输入中断，2个定时中断 (1～255ms)。
2.6 程序的编写与传送
2.6.1 编程的准备工作 1．创建项目或打开一个已有的项目 2．设置或读取PLC的型号 3．选择默认的编程语言和指令助记符集 4．设置程序编辑器的参数 如果没有特殊的要求，可以全部采用系统块的默认值。
C PU 2 2 4
启动 停止 过载
0 .0 0 .1 0 .2 L+ M 1M
2.8.4 其他参数的设置 1．脉冲捕捉功能 2．后台通信时间
2.9 S7-200仿真软件的使用
1．仿真软件 不需要安装，不能模拟S7-200的全部指令和全部功能。 2．硬件设置 执行菜单命令“配置”→“CPU型号”，选择CPU的型号。 双击紧靠已配置的模块右侧的方框，可添加I/O扩展模块。 3．生成ASCII文本文件 在编程软件中打开编译成功的OB1，执行菜单命令“文件”→“导出”。 4．下载程序 5．模拟调试程序 如果用户程序中有仿真软件不支持的指令或功能，点击【运行】按钮后， “RUN”LED的状态不变。 用鼠标点击模块下面的小开关产生输入信号。 6．监视变量 执行菜单命令“查看”→“内存监视”，在出现的对话框中，可以监视V、 M、T、C等内部变量的值。用二进制格式监视字节、字和双字，可以在一行 中同时监视多个位变量。
2.2 PLC的工作原理
2.2.1 用触点和线圈实现逻辑运算
图2-6 基本逻辑电路
图2-7 电机控制电路
2.2.2 PLC的操作模式 RUN模式执行用户程序，“RUN” LED亮。 STOP模式不执行用户程序，可将用户程序和硬件设置信息下载到 PLC。 TERM(终端)模式与通信有关。 CPU模块上的模式开关在RUN位置时，上电自动进入RUN模式。 PC - PLC之间建立起通信连接后，若模式开关在RUN或TERM位置, 可用 编程软件中的命令改变CPU的工作模式。 2.2.3 PLC的工作原理
（4）符号表：用符号来代替存储器的地址，使程序更容易理解。
（5）状态表：用来监视、修改和强制程序执行时指定的变量的状态。 （6）交叉引用表：列举出各操作数出现的位置和指令的助记符。
(7) 项目中各部分的参数设置
2.5.2 通信参数的设置与在线连接的建立 1．PC/PPI电缆的安装与设置 2．计算机与PLC在线连接的建立 3．PLC中信息的读取 4．CPU事件的历史记录 2.5.3 帮助功能的使用与S7-200的出错处理 1．使用在线帮助 2．从菜单获得帮助 3 ．出错处理
暂停程序 状态监控
暂停 趋势图
全部 写入
取消 强制
读取全 部强制
图2-26 调试程序用的工具条
4．单次读取状态信息 5．趋势图 2.7.3 用状态表强制改变数值 1．强制的基本概念 显式、隐式和部分隐式强制 2．强制的操作方法 全部写入，强制 对单个操作数取消强制 全部取消强制，读取全部强制 3．在STOP模式下写入和强制输出 2.7.4 调试用户程序的其他方法 1．在RUN模式下程序编辑。 2．使用书签 3．单次扫描 4．多次扫描
CPU 224XP：2AI、1AO，2通信口，高速输入200kHz、高速输出100kHz。 PPI、MPI、自由通信口协议和PROFIBUS点对点协议； 使用STEP 7-Micro/WIN编程软件。 2.3.2 数字量扩展模块 数字量I/O：8DI、16DI、4DO、8DO、4/4、8/8、16/16、32/32DI/DO。 输入有24V DC和230V AC两种，输出有24V DC和继电器型。 2.3.3 模拟量扩展模块与热电偶热电阻扩展模块 模拟量模块的作用：A/D转换与D/A转换。 模拟量I/O：12位4AI、2AO、4AI/1AO；15位4路热电偶、2路热电阻模块。 模拟量输入模块有多种量程（与模块型号有关），用模块上的DIP开关设置量 程。
P (6000) 6000 (6000) N 6400 32000 6400
P 12000 120 ( N 6400) 6000 ( N 6400) 6000 (0.1Pa) 25600 256
20mA +600Pa P
4mA 0mA
-600Pa 0 6400 N 32000
2.8 使用系统块设置PLC的参数
2.8.1 S7-200保存程序和数据的方法与有关的设置 1．S7-200保存程序和数据的方法 RAM和EEPROM的特点 1) 用CPU中的超级电容器保存RAM中的V、M、T、C存储区数据（50h或 100h）。 2) 用可选的电池卡延长RAM保持信息的时间。 3) 在CPU模块掉电时，设置为断电保持的MB0～MB13自动地被保存在 EEPROM中。 4) 数据块指定的V存储区的值下载后保存在EEPRM中。 5)使用EEPROM存储卡。 2．用系统块设置PLC断电后的数据保存方式 3．开机后数据的恢复 4．用程序将V存储器的数据复制到EEPROM
2.7 用编程软件监控与调试程序
2.7.1 基于程序编辑器的程序状态监控 1．梯形图程序的程序状态监控 2．语句表程序的程序状态监控 2.7.2 用状态表监控与调试程序 1．创建新的状态表 2．打开和编辑状态表 3．起动和关闭状态表的监控功能
程序状 态监控 状态表 监控 单次读取 强制 取消全 部强制 趋势图
第2章 PLC的硬件与工作原理
2.1 PLC的硬件 2.1.1 PLC的物理结构
PLC的物理结构：整体式、模块式
I/O LED 状态LED 系统错误/诊断 (SF/DIAG) RUN( 运行) STOP( 停止) 可选卡插槽 存储器卡 时钟卡 电池卡 前盖下面有 模式选择开关(RUN/STOP) 模拟电位器 扩展端口
S7-200 PLC基础教程
第 2版
第1章 概述
1.1 PLC的基本概念与基本结构
1.1.1 PLC的基本概念
可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应 用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺 序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输 入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备， 都应按易于使工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。
中断程序的处理与立即I/O指令可提高响应速度。
LD O AN = 图2-9 PLC外部接线图与梯形图
I0.1 Q0.0 I0.2 Q0.0
Q0.0 (I0.1 Q0.0) I0.2
外部输入电路接通时, 对应的输入映像寄存器为ON(1状态), 梯形图中对 应的常开触点闭合，常闭触点断开。 梯形图中Q0.0的线圈“通电”，对应的硬件继电器的常开触点闭合，接 在标号为0.0的端子的外部负载工作。
图2-10 模拟量输入数据字的格式
【例2-1】某发电机的电压互感器的电压比为10kV/100V（线电压），电流 互感器的电流比为1000A/5A，功率变送器的额定输入电压和额定输入电流分 别为AC 100V和5A，额定输出电压为 DC 10V，模拟量输入模块将DC 10V 输入信号转换为数字−32000 ~ +32000。设转换后得到的数字为N，求以kW为 单位的有功功率值。
1.1.2
PLC的基本结构
图1-1 PLC控制系统示意图
1.2 PLC的特点与应用领域
1.2.1 PLC的特点
1. 编程方法简单易学 2. 功能强，性能价格比高 3. 硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强 4. 可靠性高，抗干扰能力强 5. 系统的设计、安装、调试工作量少 6. 维修工作量小，维修方便 7. 体积小，能耗低 1.2.2 PLC的应用领域 1. 开关量逻辑控制 2. 运动控制 3. 闭环过程控制 4. 数据处理 5. 通信联网
解：根据互感器额定值计算的原边有功功率额定值为
3 100001000 17321000(W) 17321
(kW)
互感器原边的有功功率与转换后的数字之间的关系为17321 kW /32000。 使用定点数运算时的计算公式为 P = N 17321 / 32000 （kW） 【例2-3】某压力变送器将−600 Pa～600 Pa的压力信号转换为DC 4～20mA 的输出信号，模拟量输入模块将0～20mA转换为数字0～32000，设转换后 得到的数字为N，试求以0.1Pa为单位的压力值。
2.5 编程软件概述
2.5.1 软件安装与项目的组成 1．软件的安装 2．项目的组成 （1）程序块：主程序(OB1)、可选的子程序和中断程序。程序结束时不需 要加入无条件结束或返回指令。 （2）数据块：用于对V存储器赋初值，由数据和注释组成。 （3）系统块：用来设置系统的参数，一般可采用默认的参数值。
图2-38 仿真软件画面
第3章 PLC程序设计基础
3.1 PLC的编程语言与程序结构
3.1.1 PLC编程语言的国际标准 IEC 61131-3标准的5种编程语言： 1) 顺序功能图(Sequential Function Chart)； 2) 梯形图(Ladder Diagram)； 3) 功能块图(Function Block Diagram)； 4) 指令表(Instruction List)； 5) 结构文本(Structured Text)。
模拟量输出模块的量程有10V和0～20mA两种：
图2-12 模拟量输出数据字的格式
2.4 I/O地址分配与外部接线
2.4.1 本机I/O与扩展I/O的地址分配
图2-13 CPU 224XP的本地和I/O地址分配举例
图2-14 交流电源系统的外部接线
图2-15 直流电源系统的外部接线
图2-16 感性输出电路的处理 2.1 填空 (1) PLC主要由 、 、 和 组成。 (2) 继电器的线圈“断电”时，其常开触点 ，常闭触点 。 (3) 外部输入电路接通时，对应的输入过程映像寄存器I为 状态，梯形图 中对应的常开触点 ，常闭触点____。 (4) 若梯形图中输出Q的线圈“断电”，对应的输出过程映像寄存器为 状 态，在修改输出阶段后，继电器型输出模块中对应的硬件继电器的线圈 ， 其常开触点 ，外部负载 。
应用 及 编程 C L P 用
PL 及应 C编程
接线端子排
通信口
用于在DIN导轨 上安装的卡子
图2-1 S7-200 CPU模块的外形图
2.1.2 CPU模块中的存储器 存储器分类与特点：RAM、ROM、EPROM、EEPROM 2.1.3 I/O模块
图2-3 输入电路
图2-4 继电器输出电路
图2-5 场效应管输出电路
0 .0 0 .1 N DC 24V 1L L1
K M1 K M2
电源 短接
220V
I0 .0 Q 0 .0
I0 .1
I0 .2
Q 0 .0 T3 7 IN TO N
~
100 T3 7 Qቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ0 .1
PT
1 0 0 ms
图2-23 电阻降压启动控制的PLC外部接线图与梯形图
2.6.2 程序的编写与传送举例 1．确定程序结构 2．定义符号地址 3．编写用户程序 4．对网络的操作 5．符号的显示 6．注释与符号信息表 7．编译程序 8．下载程序 9．上载程序 10．运行与调试程序 2.6.3 数据块的使用 VB2 25, 134 // 从VB2开始的两个字节数值 VD4 100.5 // 地址为VD4的双字实数数值 VW10 -1357, 418, 562 // 从VW10开始的3个字数值 2567, 5328 // 数据值的地址为VW16和VW18