西門子1P6ES7323-1BLOO-OAAO

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S7-200系列PLC的基本硬件組成

S7-200系列PLC可提供4種不同的基本單元和6種型號的擴展單元。其系統構成包括基本單元、擴展單元、編程器、存儲卡、寫入器、文本顯示器等。

1．基本單元

S7-200系列PLC中可提供4種不同的基本型號的8種CPU供選擇使用，其輸入輸出點數的分配見表4-11：

表4-11  S7-200系列PLC中CPU22X的基本單元

2．擴展單元

S7-200系列PLC主要有6種擴展單元，它本身沒有CPU，只能與基本單元相連接使用，用于擴展I/O點數，S7-200系列PLC擴展單元型號及輸入輸出點數的分配如表4-12所示。

表4-12  S7-200系列PLC擴展單元型號及輸入輸出點數

3．編程器

PLC在正式運行時，不需要編程器。編程器主要用來進行用戶程序的編制、存儲和管理等，并將用戶程序送入PLC中，在調試過程中，進行監控和故障檢測。S7-200系列PLC可采用多種編程器，一般可分為簡易型和智能型。

簡易型編程器是袖珍型的，簡單實用，價格低廉，是一種很好的現場編程及監測工具，但顯示功能較差，只能用指令表方式輸入，使用不夠方便。智能型編程器采用計算機進行編程操作，將專用的編程軟件裝入計算機內，可直接采用梯形圖語言編程，實現在線監測，非常直觀，且功能強大，S7-200系列PLC的專用編程軟件為STEP7-Micro/WIN。

4．程序存儲卡

為了程序及重要參數的安全，一般小型PLC設有外接EEPROM卡盒接口，通過該接口可以將卡盒的內容寫入PLC，也可將PLC內的程序及重要參數傳到外接EEPROM卡盒內作為備份。程序存儲卡EEPROM有6ES 7291-8GC00-0XA0和6ES 7291-8GD00-0XA0兩種，程序容量分別為8K和16K程序步。

5．寫入器

寫入器的功能是實現PLC和EPROM之間的程序傳送，是將PLC中RAM區的程序通過寫入器固化到程序存儲卡中，或將PLC中程序存儲卡中的程序通過寫入器傳送到RAM區。

6．文本顯示器

文本顯示器TD200不僅是一個用于顯示系統信息的顯示設備，還可以作為控制單元對某個量的數值進行修改，或直接設置輸入/輸出量。文本信息的顯示用選擇/確認的方法，多可顯示80條信息，每條信息多4個變量的狀態。過程參數可在顯示器上顯示，并可以隨時修改。TD200面板上的8個可編程序的功能鍵，每個都分配了一個存儲器位，這些功能鍵在啟動和測試系統時，可以進行參數設置和診斷。

SIMATIC S7-300 CPU 具有高性能、所需空間小以及小的維護成本，因此提高了性價比。

• 高處理速度；
  例如，在 CPU 315-2 DP 中，位運算時，0.05 μs；浮點運算時，0.45 μs，
  在 CPU 319-3 PN/DP 中，位運算時，0.004 μs；浮點運算時，0.04 μs
• 擴展數量
• 作為裝載存儲器的 SIMATIC 微型存儲卡（MMC）：
  可在微型存儲卡中存儲一個完整的項目，包括符號和注釋。RUN 模式下也可以進行讀/寫操作。這樣可以降低成本
• 無需電池即可在 MMC 上備份 RAM 數據
  

編程

使用STEP7中的 LAD、FBD STL 對 CPU 進行編程。可以使用下列編程工具：STEP 7 Basis 和 STEP 7 Professional。

可以運行 CPU 314 的工程與組態工具（例如，S7-GRAPH、S7-HiGraph、SCL、CFC 或 SFC）。

標準型CPU

對標準型 CPU 進行編程時需要 STEP 7 V5.2+SP1 以上的軟件。

緊湊型 CPU

對緊湊型 CPU 進行編程時需要 STEP 7 V5.3+SP2 以上的軟件。老版本的STEP 7需要升級。

• 7種標準型CPU(CPU 312,CPU 314,CPU 315-2 DP,CPU 315-2 PN/DP,CPU 317-2 DP,CPU 317-2 PN/DP,CPU 319-3 PN/DP)
• 7種CPU可在-25°C 至 +60°C的擴展的環境溫度范圍中使用
• 具有不同的性能等級，滿足不同的應用領域。

提供了以下標準 CPU

• CPU 312，用于小型工廠
• CPU 314，用于對程序量和指令處理速率有額外要求的工廠
• CPU 315-2 DP，用于具有中/大規模的程序量以及使用PROFIBUS DP進行分布式組態的工廠
• CPU 315-2 PN/DP，用于具有中/大規模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態的工廠，在PROFInet上實現基于組件的自動化中實現分布式智能系統
• CPU 317-2 DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP進行分布式組態的工廠
• CPU 317-2 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態的工廠，在PROFInet上實現基于組件的自動化中實現分布式智能系統
• CPU 319-3 PN/DP，用于具有極大容量程序量何組網能力以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進行分布式組態的工廠，在PROFInet上實現基于組件的自動化中實現分布式智能系統

CU310 PN

• 9 種標準 CPU（CPU 412-1、CPU 412-2、CPU 414-2、CPU 414-3、CPU 414-3 PN/DP、CPU 416-2、CPU 416-3、CPU 416-3 PN/DP、CPU 417-4）
• 3 個 CPU，適用于惡劣的環境條件
• 具有不同的性能等級，滿足不同的應用領域。

不同性能范圍的標準 CPU 可用于 SIMATIC S7-400：

• CPU 412-1 和 CPU 412-2:
  用于中等性能范圍的小型設備。
• CPU 414-2, CPU 414-3, CPU 414-3 PN/DP:
  用于具有對編程、處理速度和通訊有額外要求的中型設備。
• CPU 416-2, CPU 416-3, CPU 416-3 PN/DP:
  滿足高端性能要求。
• CPU 417-4 DP:
  滿足高端的性能要求。

CPU 412-1 和 CPU 412-2 的特點:

• 功能強大的處理器：
  CPU 對每個二進制指令的執行時間可短到 0.75 μs。
• CPU 412-1:288 KB RAM (其中，程序和數據各使用 144 KB); 
  CPU 412-2:512 KB RAM (其中，程序和數據各使用 256 KB); 
  快速 RAM 用于執行部分用戶程序
• 靈活擴展：
  高 65536 個數字量以及 4096 個模擬量輸入/輸出。
• MPI多點接口：
  通過 MPI，可將多 32 個站連成簡單網絡，數據傳輸速率高達 12 Mbit/s。CPU 可與通訊總線（C 總線）和 MPI 的站之間建立多 16 個連接。
• 模式選擇開關：
  波動開關設計。
• 診斷緩沖區：
  后的120個故障和中斷事件保存在一個環形緩沖器中，用于進行診斷。可以對輸入數目進行設定。
• 實時時鐘：
  日期和時間附加在 CPU 的診斷消息后面。
• 存儲卡：
  用于擴展內置的裝載存儲器。存儲在裝載存儲器中的信息包括S7-400參數數據以及程序，因此需要2倍的存儲空間。其結果是：
  • 內置裝載存儲器的容量顯著提高，因此，基本上不需要存儲器卡。

CPU 412-2 還具有：

• PROFIBUS-DP 接口和組合的MPI/DP 接口：
  通過 PROFIBUS DP 主站接口，可以實現分布式自動化組態，從而提高了速度，便于使用。對用戶來說,分布式I/O單元可作為一個集中式單元來處理(相同的組態、編址和編程).
• 組合式配置：
  SIMATIC S5和SIMATIC S7可以作為PROFIBUS主站符合EN 50 170規范。

S7-200PLC的數據區

（一）數字量輸入和輸出映象區

1．輸入映象寄存器（數字量輸入映象區）（I）

數字量輸入映象區是S7-200CPU為輸入端信號狀態開辟的一個存儲區。輸入映像寄存器的標識符為I，在每個掃描周期的開始，CPU對輸入點進行采樣，并將采樣值存于輸入映像寄存器中。

輸入映像寄存器是PLC接收外部輸入的開關量信號的窗口。

可以按位、字節、字、雙字四種方式來存取。

（1）按“位”方式：從I0.0~I15.7，共有128點

（2）按“字節”方式：從IB0~IB15，共有16個字節

（3）按“字”方式：從IW0~IW14，共有8個字

（4）按“雙字”方式：從ID0~ID12，共有4個雙字

2．輸出映像寄存器（Q）

數字量輸出映象區是S7-200CPU為輸出端信號狀態開辟的一個存儲區。輸出映像寄存器的標識符為Q（從Q0.0~Q15.7，共有128點），在每個掃描周期的末尾，CPU將輸出映像寄存器的數據傳送給輸出模塊，再由后者驅動外部負載。

可以按位、字節、字、雙字四種方式來存取。

（1）按“位”方式：從Q0.0~I15.7，共有128點

（2）按“字節”方式：從QB0~QB15，共有16個字節

（3）按“字”方式：從QW0~QW14，共有8個字

（4）按“雙字”方式：從QD0~QD12，共有4個雙字

說明：實際沒有使用的輸入端和輸出端的映象區的存儲單元可以作中間繼電器用。

（二）模擬量輸入映象區和輸出映象區

1．模擬量輸入映象區（AI區）

模擬量輸入映象區是S7-200CPU為模擬量輸入端信號開辟的一個存儲區。S7-200將測得的模擬量（如溫度、壓力）轉換成1個字長（2個字節）的數字量，模擬量輸入映像寄存器用標識符（AI）、數據長度（W）及字節的起始地址表示。

從AIW0~AIW30，共有16個字，總共允許有16路模擬量輸入。

說明：模擬量輸入值為只讀數據。

2．模擬量輸出映象區（AQ區）

模擬量輸出映象區是S7-200CPU為模擬量輸出端信號開辟的一個存儲區。S7-200將1個字長（2個字節，16位）的數字量按比例轉換為電流或電壓。模擬量輸出映像寄存器用標識符（AQ）、數據長度（W）及字節的起始地址表示。

從AQW0~AQW30，共有16個字，總共允許有16路模擬量輸出。

（三）變量存儲器（V）（相當于內輔繼電器）

PLC執行程序過程中，會存在一些控制過程的中間結果，這些中間數據也需要用存儲器來保存。變量存儲器就是根據這個實際的要求設計的。變量存儲器是S7-200CPU為保存中間變量數據而建立的一個存儲區，用V表示。

可以按位、字節、字、雙字四種方式來存取。

（1）按“位”方式：從V0.0~I5119.7，共有40960點。CPU221、CPU222變量存儲器只有2048個字節，其變量存儲區只能到V2047.7位。

（2）按“字節”方式：從VB0~VB5119，共有5120個字節

（3）按“字”方式：從VW0~VW5118，共有2560個字

（4）按“雙字”方式：從VD0~VD5116，共有1280個雙字

（四）位存儲器（M）區

PLC執行程序過程中，可能會用到一些標志位，這些標志位也需要用存儲器來寄存。位存儲器就是根據這個要求設計的。位存儲器是S7-200CPU為保存標志位數據而建立的一個存儲區，用M表示。該區雖然叫位存儲器，但是其中的數據不僅可以是位、還可以是字節、字或雙字。

（1）按“位”方式：從M0.0~M31.7，共有256點。

（2）按“字節”方式：從MB0~MB31，共有32個字節

（3）按“字”方式：從MW0~MW30，共有16個字

（4）按“雙字”方式：從MD0~MD28，共有8個雙字

（五）順序控制繼電器區（S）

PLC執行程序過程中，可能會用到順序控制。順序控制繼電器就是根據順序控制的特點和要求設計的。順序控制繼電器區是S7-200CPU為順序控制繼電器的數據而建立的一個存儲區，用S表示。在順序控制過程中，用于組織步進過程的控制。

可以按位、字節、字、雙字四種方式來存取。

（1）按“位”方式：從S0.0~S31.7，共有256點。

（2）按“字節”方式：從SB0~SB31，共有32個字節

（3）按“字”方式：從SW0~SW30，共有16個字

（4）按“雙字”方式：從SD0~SD28，共有8個雙字

（六）局部存儲器區（L）（相當于內輔繼電器）

S7-200PLC有64個字節的局部存儲器，其中60個可以用作暫時存儲器或者給子程序傳遞參數。

局部存儲器和變量存儲器很相似，主要區別是變量存儲器是全局有效的，而局部存儲器是局部有效的。全局是指同一個存儲器可以被任何程序存取（例如，主程序、子程序或中斷程序）。局部是指導存儲器區和特定的程序相關聯。

幾種程序之間不能互訪。

局部存儲器區是S7-200CPU為局部變量數據建立的一個存儲區，用L表示。該區域的數據可以用位、字節、字、雙字四種方式來存取。

（1）按“位”方式：從L0.0~L63.7，共有512點。

（2）按“字節”方式：從LB0~LB63，共有64個字節

（3）按“字”方式：從LW0~LW62，共有32個字

（4）按“雙字”方式：從LD0~LD60，共有16個雙字

（七）定時器存儲器區（T）

PLC在工作中少不了需要計時，定時器就是實現PLC具有計時功能的計時設備。定時器的編號：

T0、T1、……、T255

S7-200有256個定時器。

（八）計數器存儲器區（C）

PLC在工作中有時不僅需要計時，還可能需要計數功能。計數器就是PLC具有計數功能的計數設備。

計數器的編號：

C0、C1、……、C255

（九）高速計數器區（HSC）

高速計數器用來累計比CPU掃描速率更快的事件。S7-200各個高速計數器不僅計數頻率高達30kHz。

S7-200各個高速計數器有32位帶符號整數計數器的當前值。若要存取高速計數器的值，則必須給出高速計數器的地址，即高速計數器的編號。

高速計數器的編號為：HSC0、HSC1、……、HSC5。

S7-200有6個高速計數器。其中CPU221和CPU222僅有4個高速計數器（HSC0、HSC3、HSC4、HSC5）

（十）累加器區（AC）

累加器是可以像存儲器那樣進行讀/寫的設備。例如，可以用累加器向子程序傳遞參數，或從子程序返回參數，以及用來存儲計算的中間數據。

S7-200CPU提供了4個32位累加器（AC0、AC1、AC2、AC3）。

可以按字節、字或雙字來存取累加器數據中的數據。但是，以字節形式讀/寫累加器中的數據時，只能讀/寫累加器32位數據中的低8位數據。如果是以字的形式讀/寫累加器中的數據，只能讀/寫累加器32位數據中的低16位數據。只有采取雙字的形式讀/寫累加器中的數據時，才能一次讀寫全部32位數據。

因為PLC的運算功能是離不開累加器的。因此不有像占用其他存儲器那樣占用累加器。

（十一）特殊存儲器區（SM）

特殊存儲器是S7-200PLC為CPU和用戶程序之間傳遞信息的媒介。它們可以反映CPU在運行中的各種狀態信息，用戶可以根據這些信息來判斷機器工作狀態，從而確定用戶程序該做什么，不該做什么。這些特殊信息也需要用存儲器來寄存。特殊存儲器就是根據這個要求設計的。

1．特殊存儲器區

它是S7-200PLC為保存自身工作狀態數據而建立的一個存儲區，用SM表示。特殊存儲器區的數據有些是可讀可寫的，有一些是只讀的。特殊存儲器區的數據可以是位，也可是字節、字或雙字。

（1）按“位”方式：從SM0.0~SM179.7，共有1440點。

（2）按“字節”方式：從SM0~SM179，共有180個字節

（3）按“字”方式：從SMW0~SMW178，共有90個字

（4）按“雙字”方式：從SMD0~SMD176，共有45個雙字

說明：特殊存儲器區的頭30個字節為只讀區。

2．常用的特殊繼電器及其功能

特殊存儲器用于CPU與用戶之間交換信息，例如SM0.0一直為“1”狀態，SM0.1僅在執行用戶程序的第一個掃描周期為“1”狀態。SM0.4和SM0.5分別提供