1、S7-200的基本結(jié)構(gòu)

西門子S7-200系列屬于整體式小型plc，用于代替繼電器的簡(jiǎn)單控制場(chǎng)合，也可以用于復(fù)雜的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

整體式PLC將CPU模塊、I/O模塊和電源裝在一個(gè)箱型機(jī)殼內(nèi)，S7-200稱為CPU模塊。前蓋下面有RUN/STOP開關(guān)、模擬量電位器和擴(kuò)展I/O連接器。S7-200系列PLC提供多種具有不同I/O點(diǎn)數(shù)的CPU模塊和數(shù)字量、模擬量I.O擴(kuò)展模塊供用戶選用，CPU模塊和擴(kuò)展模塊用扁平電纜連接。

整體PLC還配備有許多的特殊功能模塊，例如模擬量輸入/輸出模塊、熱電偶、熱電阻模塊、通信模塊等，使PLC得功能得到擴(kuò)展。

S7-200可以選用梯形圖、語(yǔ)句表（即指令表）和功能模塊語(yǔ)言來編程。它的指令豐富，指令功能強(qiáng)，易于掌握，操作方便。內(nèi)置有高速計(jì)數(shù)器、高速輸出、PID控制器、RS485通信/編程接口、PPI通信協(xié)議、MPI通信協(xié)議和自由方式通信功能。多可以擴(kuò)展到248點(diǎn)數(shù)字量I/O或35路模擬量I/O。多有26kB程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。

2、S7-200的CPU模塊

S7-200有5種CPU模塊，CPU221無擴(kuò)展功能，適于做小點(diǎn)數(shù)的微型控制器；CPU222有擴(kuò)展功能；CPU224是具有較強(qiáng)控制功能的控制器；CPU226和CPU226 XM適用于復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)。

S7-200系列PLC不同型號(hào)CPU的技術(shù)參數(shù)如表1所示

S7-200有傳送、比較、移位、循環(huán)、求補(bǔ)碼、調(diào)用子程序、脈沖寬度調(diào)制、脈沖序列輸出、跳轉(zhuǎn)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、算數(shù)運(yùn)算、字邏輯運(yùn)算、浮點(diǎn)運(yùn)算、開平方、三角函數(shù)和PID控制指令等，采用主程序、多8級(jí)子程序和中斷程序的程序結(jié)構(gòu)，用戶可以使用1-255ms的定時(shí)中斷。用戶程序可設(shè)3級(jí)口令保護(hù)，有監(jiān)控定時(shí)器（看門狗）功能。

數(shù)字量輸入中有4個(gè)用作硬件中斷，6個(gè)用于高速功能。32位高速加/減計(jì)數(shù)器的高計(jì)數(shù)頻率為30kHz，可以對(duì)增量式編碼器的兩個(gè)互差90的脈沖列計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值等于設(shè)定值或計(jì)數(shù)方向改變時(shí)產(chǎn)生中斷，在中斷程序中可以及時(shí)地對(duì)輸出進(jìn)行操作。兩點(diǎn)高速輸出可以輸出頻率高為20kHz頻率和寬度可調(diào)的脈沖列。

可選的存儲(chǔ)器卡可以保存程序、數(shù)據(jù)和組態(tài)信息，可選的電池卡保存數(shù)據(jù)的典型事件值為200天。DC輸出型電路用場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET）作為功率放大器元件，僅DV輸出型有高速脈沖輸出，高輸出頻率為20kHz。

3、S7-200的擴(kuò)展模塊

不同信號(hào)的S7-200 CPU上已經(jīng)集成了一定數(shù)量的數(shù)字量I/O點(diǎn)，若實(shí)際需要的I/O點(diǎn)數(shù)超過該CPU的I/O點(diǎn)數(shù)時(shí)，則通過增加輸入/輸出擴(kuò)展模塊來達(dá)到擴(kuò)展功能、擴(kuò)大控制能力。擴(kuò)展模塊有輸入/輸出擴(kuò)展、熱電偶/熱電阻輸入擴(kuò)展和通訊擴(kuò)展三種類型，通過總線連接器（插件）和CPU模塊連接。

擴(kuò)展單元正常工作需要+5VDC工作電源，此電源由CPU通過總線連接器提供，擴(kuò)展單元的24VDC輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)電源，可由基本單元的24VDC電源供電，但要注意基本單元所提供的大電流能力。

CPU 221無I/O擴(kuò)展能力；CPU 222多可連接2個(gè)擴(kuò)展模塊（數(shù)字量或模擬量）；CPU224和CPU226多可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊。

（1）輸入/輸出擴(kuò)展模塊

S7-200系列PLC目前提供如下擴(kuò)展模塊：

①數(shù)字量輸入擴(kuò)展模塊_EM221（8DI）；

②數(shù)字量輸出擴(kuò)展模塊_EM222（8DO）；

③數(shù)字量輸入和輸出混合擴(kuò)展模塊_EM223（8I/O，16I/O，32I/O）；

④模擬量輸入擴(kuò)展模塊_EM231（3AI，A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間為25μs，12位）；

⑤模擬量輸入和輸出混合擴(kuò)展模板_EM235（3AI/1AO，其中A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間為25μs，D/A轉(zhuǎn)換時(shí)間100μs，位數(shù)均為12位）

（2）熱電偶/熱電阻擴(kuò)展模塊

熱電偶、熱電阻模塊（EM231）與CPU222，CPU224，CPU226配套使用，多種分度號(hào)熱電偶（mV信號(hào)）和熱電阻（電阻信號(hào)）可通過EM231模塊將信號(hào)送入S7-200。用戶通過EM231上的DIP開關(guān)來選擇熱電偶或熱電阻的分度號(hào)、接線方式、測(cè)量單位和開路故障的方向。

（3）通訊擴(kuò)展模塊

除了CPU集成通訊口外，S7-200還可以通過通訊擴(kuò)展模塊連接成更大的網(wǎng)絡(luò)。S7-200系列目前有兩種通訊擴(kuò)展模塊：PROFIBUS-DP擴(kuò)展從站模塊EM277和AS-i接口擴(kuò)展模塊CP243-2。

S7-200系列PLC輸入/輸出擴(kuò)展模塊的主要技術(shù)性能如表2所示。

4、S7-200的通信功能

S7-200的CPU模塊自帶的RS485串行通信支持PPI、DP/T、自由通信口協(xié)議和PROFIBUS點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)多126個(gè)站，多32個(gè)主站。通信接口可以實(shí)現(xiàn)與下列設(shè)備的通信：運(yùn)行編程軟件的計(jì)算機(jī)、文本顯示器TD200、OP（操作員面板）、以及S7-200 CPU之間的通信；通過自由通信口協(xié)議，可以與其他廠家的設(shè)備進(jìn)行串行通信。

EM277 PROFIBUS-DP從站模塊用于將S7-200 CPU連接到PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)。通信速率為9600-12Mbit/s。

工業(yè)以太網(wǎng)通訊模塊CP243-1的通信速率為10Mbit/s或100Mbit/s，半雙工/全雙工通信，RJ-45接口使用TCP/IP協(xié)議?？捎肧TEP 7-Micro/WIN軟件實(shí)現(xiàn)通過工業(yè)以太網(wǎng)配置和遠(yuǎn)程編程服務(wù)（上載、下載程序，監(jiān)視狀態(tài)），通過工業(yè)以太網(wǎng)連接其他的CPU，通過S7-OPC在計(jì)算機(jī)上處理數(shù)據(jù)。

EM241 Modem(調(diào)制解調(diào)器)模塊支持遠(yuǎn)程維護(hù)或遠(yuǎn)傳診斷、PLC之間的通信、PLC與PC的通信、給手機(jī)發(fā)送短消息等，EM241參數(shù)化向?qū)Ъ稍贛icro/WIN V3.2中。

通過CP243-2 AS-i通信處理器，S7-200 CPU可以作為AS-i的主站，多可以連接62個(gè)AS-i從站，接入496個(gè)遠(yuǎn)程數(shù)字量輸入/輸出點(diǎn)。

5、S7-200的編程軟件

STEP 7-Micro/WIN 32是專門為S7-200設(shè)計(jì)的在個(gè)人計(jì)算機(jī)Windows操作系統(tǒng)下運(yùn)行的編程軟件。CPU通過PC/PPI電纜或插在計(jì)算機(jī)中CP 55111或CP 5611通信卡與計(jì)算機(jī)通信。通過PC/PPI電纜，可以在Windows下實(shí)現(xiàn)多主站通信方式。

STEP 7-Micro/WIN 32的用戶程序機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單清晰，通過一個(gè)主程序調(diào)用子程序或中斷程序，還可以通過數(shù)據(jù)塊進(jìn)行變量的初始化設(shè)置。用戶可以用語(yǔ)句表（STL）、梯形圖（LAD）和功能塊圖（FBD）編程，不同的編程語(yǔ)言編制的程序可以相互轉(zhuǎn)換，可以用符號(hào)表來定義程序中使用的變量地址對(duì)應(yīng)的符號(hào)，是程序便于設(shè)計(jì)和理解。

德國(guó)西門子PLC保養(yǎng)方法

設(shè)備定期測(cè)試、調(diào)整

（1） 每半年或季度檢查PLC柜中接線端子的連接情況，若發(fā)現(xiàn)松動(dòng)的地方及時(shí)重新堅(jiān)固連接；

（2） 對(duì)柜中給主機(jī)供電的電源每月重新測(cè)量工作電壓；

設(shè)備定期清掃

（1） 每六個(gè)月或季度對(duì)PLC進(jìn)行清掃，切斷給PLC供電的電源把電源機(jī)架、CPU主板及輸入/輸出板依次拆下，進(jìn)行吹掃、清掃后再依次原位安裝好，將全部連接恢復(fù)后送電并啟動(dòng)PLC主機(jī)。認(rèn)真清掃PLC箱內(nèi)衛(wèi)生；

（2） 每三個(gè)月更換電源機(jī)架下方過濾網(wǎng)；

檢修前準(zhǔn)備

（1） 檢修前準(zhǔn)備好工具；

（2） 為保障元件的功能不出故障及模板不損壞，必須用保護(hù)裝置及認(rèn)真作防靜電準(zhǔn)備工作；

（3） 檢修前與調(diào)度和操作工聯(lián)系好，需掛檢修牌處掛好檢修牌；

設(shè)備拆裝順序及方法

（1） 停機(jī)檢修，必須兩個(gè)人以上監(jiān)護(hù)操作；

（2） 把CPU前面板上的方式選擇開關(guān)從“運(yùn)行”轉(zhuǎn)到“停”位置；

（3） 關(guān)閉PLC供電的總電源，然后關(guān)閉其它給模坂供電的電源；

（4） 把與電源架相連的電源線記清線號(hào)及連接位置后拆下，然后拆下電源機(jī)架與機(jī)柜相連的螺絲，電源機(jī)架就可拆下；

（5） CPU主板及I/0板可在旋轉(zhuǎn)模板下方的螺絲后拆下；

（6） 安裝時(shí)以相反順序進(jìn)行；

檢修工藝及技術(shù)要求

（1） 測(cè)量電壓時(shí)，要用數(shù)字電壓表或精度為1%的*表測(cè)量

（2）電源機(jī)架，CPU主板都只能在主電源切斷時(shí)取下；

（3） 在RAM模塊從CPU取下或插入CPU之前，要斷開PC的電源，這樣才能保證數(shù)據(jù)不混亂；

（4） 在取下RAM模塊之前，檢查一下模塊電池是否正常工作，如果電池故障燈亮?xí)r取下模塊RAM內(nèi)容將丟失；

（5） 輸入/輸出板取下前也應(yīng)先關(guān)掉總電源，但如果生產(chǎn)需要時(shí)I/0板也可在可編程控制器運(yùn)行時(shí)取下，但CPU板上的QVZ（超時(shí)）燈亮；

（6） 撥插模板時(shí)，要格外小心，輕拿輕放，并運(yùn)離產(chǎn)生靜電的物品；

（7） 更換元件不得帶電操作；

（8） 檢修后模板安裝一定要安插到位

6電池更換當(dāng)PLC的用戶程序要保留在RAM中時(shí)，就會(huì)用到電池，電池通常是3V或3.6V的不可充電的鋰電池，電池的使用壽命通常是五年左右，電池用久了，電壓就會(huì)下降，當(dāng)其下降到不足以保證RAM中數(shù)據(jù)時(shí)，RAM中的程序就會(huì)丟失。如果用戶沒有備份程序，就會(huì)相當(dāng)麻煩。［1］

一般PLC內(nèi)部設(shè)有電池電壓檢測(cè)電路，當(dāng)電壓下降到一定程度時(shí)，PLC就會(huì)報(bào)警，提醒更換電池。PLC的使用說明書都有提供更換電池的方法。一般來 說，PLC在斷電后，因?yàn)镻LC上RAM電源端接有充電電容，即使把電池去掉，電容上充電電量也足夠RAM內(nèi)的數(shù)據(jù)保持一段時(shí)間，所以如果取掉電池后在短 時(shí)間內(nèi)（通常5分鐘）再將新電池?fù)Q上去，數(shù)據(jù)是不會(huì)丟失的。

但用戶實(shí)際使用PLC的環(huán)境情況不盡相同，例如電容的容量下降，RAM電源回路有 灰塵、油泥等形成放電回路等，這會(huì)加快PLC斷電后電容的放電速度，從而使時(shí)間不好把握。如果在帶電的情況下更換電池就可保程序*。因?yàn)殡娫词冀K會(huì) 有電壓加在RAM芯片的電源腳。當(dāng)然更換時(shí)亦要小心應(yīng)對(duì)，注意電池的極性以及避免短路情況發(fā)生。

好是把PLC通電15分鐘（給內(nèi)部電容充電），斷電，在5分鐘內(nèi)換好新的電池，再上電試一下。

西門子PLC有帶卡的，有不帶電池的；也有帶卡的，帶電池的。程序存在MMC卡中，如果沒有存儲(chǔ)卡，需要電池保存程序的，更換電池時(shí)候務(wù)必注意，帶電的情況下，將舊電池取出來，然后將新電池?fù)Q上即可。吉林西門子200模塊代理商吉林西門子200模塊代理商

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