PLC指令系统
第4章 可编程控制器的指令系统
第四章
可编程控制器的指令系统
第一节 西门子S7-200PLC的概况 4.1 S系列PLC发展概述
4.24.4 4.5
S7-200 PLC系统组成相关设备 工业软件
4.3 编程元件及程序知识
第二节 西门子S7-200PLC的指令系统
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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： l l l 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
ll
相关设备常用工业软件
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第一节
S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。其第一代可编程序控制器是1975年 投放市场的SIMATIC S3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SIMATIC S5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SIMATIC S7、M7和C7等几 大系列。返回本章首页
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4.1 S系列PLC发展概述目前PLC技术的发展方向主要是朝着小型化、标准化、系 列化、智能化、高速化、大容量化、及网络化的方向发展， 这使得PLC功能更强、可靠性更高，西门子S7系列PLC技 术充分体现了这一发展方向。
SIMATIC主要包括S7 PLCS、M7自动化计算机、C7、 SIMATIC NET 工业网络、SIMATIC HMI操作界面、DP 分布式I/O设备、SIMATIC PC及PCS7过程控制系统。
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SIMATIC S7系列可编程逻辑控制器又分为微型PLC(如 S7-200),小规模性能要求的PLC(如S7-300)和中、高性 能要求的PLC(如S7-400)。 SIMATIC M7 PLC将AT兼容的计算机的性能引入到PLC, 面向计算机用户，把PLC 的功能容入到计算机世界，同时 又保持了用户熟悉的编程环境。 SIMATIC C7系统是PLC(S7-300)和人机操作面板的有 机结合。 HMI人机界面系列主要有文本操作面板TD200,OP3, OP7,OP17等；图形/文本操作面板OP27,OP37等；触摸 屏操作面板TP7,TP27-6,TP27-10,TP37等；SIMATIC 面板型PC670等。
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西门子工业软件分为三个不同的种类： 1)编程和工程工具包括所有基于PLC或PC用于编程， 组态(可集成Protool),模拟和维护的控制所需的工具。
2)基于PC的控制软件包括基于PC而不是传统的PLC的 解决方案，使用户的应用或过程自动化。
3)人机接口(HMI)部分为用户自动化项目提供人机接口 或SCADA系统，支持大范围的平台。
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西门子S7 系列PLC简介:
一西门子S7-200 PLCS7-200 PLC是
超小型化的PLC,它适用于各行各 业，各种场合中的自动检测、监测及控制等。S7-200 PLC的强大功能使其无论在独立运行，或相连成网 络都能实现复杂控制功能。 S7-200 PLC在集散自动化系统中充分发挥其强 大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制 到更复杂的自动化控制。 S7-200 PLC可提供4个不同的基本型号的8种 CPU可供选择使用。
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二. 西门子S7-300 PLCS7-300是模块化小型PLC系统，能满足中等性能要求的应 用。各种单独的模块之间可进行广泛组合以用于扩展。
1.系统组成S7-300 PLC主要由下列模块组成: 中央处理单元 (CPU) ,信号模块 (SM) ,功能模块 (FM) ,负 载电源模块 (PS) ,接口模块 (IM) 。
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2.主要功能 S7-300 PLC的主要功能有:l l l l l l
高速(0.6~0.1μs)的指令处理； 浮点数运算； 一个带标准用户接口的软件工具； 方便的人机界面服务； CPU 的智能化的诊断系统； 多级口令保护。
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3.通信功能
S7-300 PLC可通过STEP7的用户界面提供通信组态 功能，这使得组态非常容易、简单。S7-300 PLC具有多种 不同的通信接口，并通过多种通信处理器来连接AS-I 总线 接口和工业以太网总线系统； 串行通信处理器用来连接点 到点的通信系统 ；多点接口 (MPI) 集成在 CPU 中，用于 同时连接编程器、PC 机、人机界面系统及其他SIMATIC S7/M7/C7 等自动化控制系统。
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三.西门子S7-400 PLC S7-400 PLC是用于中、高档性能范围的可编程序控制器。 S7-400 PLC主要由下列模块(部件)组成： 电源模板(PS):将SIMATIC S7-400连接到120/230VAC或24DC 电源上。 中央处理单元(CPU):有多种CPU可供用户选择，有些带有内 置的PROFIBUS-DP接口，用于各种性能可包括多个CPU以加强 其性能。 I/O模块(SM):数字量输入和输出(DI/DO)和模拟量输入和输出 (AI/AO)的信号模板。 通信处理器(CP):用于总线连接和点到点连接。 功能模板(FM):专门用于计数、定位、凸轮等控制任务。 SIMATIC S7-400还提供以下部件：接口模板(IM),用于连接 中央控制单元和扩展单元。 SIMATIC S7-400中央控制器最多能 连接21个扩展单元。
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4.2 S7-200 PLC系统组成4.2.1 4.2.2 系统基本构成 主机结构
4.2.34.2.4
扫描周期及工作方式输入输出扩展
4.2.5
主机性能指标
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从CPU模块的功能来看，SIMATIC S7-200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CPU 21X,主机都可进行扩 展，它具有四种不同结构配置的CPU单元：CPU 212,
CPU 214,CPU 215和CPU 216,对第一代PLC产品不 再作具体介绍。 第二代产品其CPU模块为CPU 22X,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：CPU 221,CPU 222,CPU 224和CPU 226,除CPU 221之外，其他都可加扩展模块。
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4.2.1 系统基本构成SIMATIC S7-200系统由硬件和工业软件两大部分构成， 如图3.1所示。图 3 1
计算机
工业软件
. S -
CP U 主机
EM1 扩展 模块
EM2 扩展 模块
EMn 扩展 模块
7 20 0 系 统 组 成
PLC
TD200 文本 显示器
TP 系 列触摸屏
通信 及网络设备
其他 设备
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系统基本构成 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。
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4.2.2 主机结构1. 各CPU介绍及I/O系统 (1)主机外形 SIMATIC S7-200系统CPU 22X系列PLC主机(CPU模块)的外 形如图3.2所示：
顶部端子盖 状态显示 存储器卡 电 源及输出端子 前盖 方式开关 、
电位器、扩展I / O 连接 通信口 底部端子盖 输入端子、传感器电源
图3.2
S7-200主机外形
