S7系列PLC电气控制设计与应用第13讲分布式现场总线设备ET200的应用
S7-200PLC编程及应用课件(new)
KM
电
动 机 的 正 反 转
FR QS FU SB3 SB1 KM 1 SB2 FR M 3～ KM 2 KM 2 KM 1
KM 2
KM 1
具 有 电 气 联 锁 和 机 械 联 锁 的 正 反 转 控 制
FR SB3 SB1 KM 1 SB2 KM 2 KM 1 KM 2 KM 2 KM 1
S7-200系列的位指令
梯形图中各编程元件的常开触点和常闭触点
均可以无限多次地使用，也可以任意串联和 并联连接使用，但各编程元件的线圈之间只 能并联不能串联。而且，线圈必须放在最右 边。 梯形图中的内部继电器、计数器、定时器、 各种寄存器等均不能控制外部负载，其提供 的信号只能作为PLC内部解算梯形图的中间结 果，而不能直接控制负载。只有输出继电器 才能向负载输出控制信号。
KM
输入部分
内部控制电路
输出部分
PLC的工作原理
输 入 端 子 输 入 锁 存 器 输 入 状 态 寄 存 器 读 读 程 序 执 行 写 输 出 状 态 寄 存 器
输出刷新
输 出 锁 存 器
输 出 端 子
输入采样
程序执行 一个扫描周期
PLC是采用顺序扫描、不断循环的方式进行工作的。 PLC的扫描工作过程可分为输入采样、程序执行和输 出刷新3个阶段，并进行周期性循环。
输入继电器（I）、输出继电器（Q）
在PLC的内部有一个用来存储输入/输出信号的 I/O存储区，称为I/O状态表或I/O暂存器。某个I/O 继电器就是I/O存储区的某一位。 输入继电器用I表示。特点：状态由外部控制现 场的信号驱动（由外部输入器件接入的信号），不受 PLC程序的控制，编程时使用次数不限。 输出继电器用Q表示。是PLC向外部负载传递控制 信号的器件，特点：受PLC程序的控制；每一个输出 继电器的常开、常闭触点在编程时都可以无限次数的 使用；一个输出继电器对应于输出模块上外接的一个 物理继电器或其它执行元件。
S7200PLC认识及应用概论
3.3.3 编程器 编程器是PLC的重要外围设备。利用编程器将用户程序送入 PLC的存储器，还可以用编程器检查程序，修改程序，监视 PLC的工作状态。 常见的给PLC编程的装置有手持式编程器和计算机编程方式。
3.4 可编程控制器的工作原理及主要技术指标
1.4.1 可编程控制器的工作原理 PLC是采用周期循环扫描的工作方式，CPU连续执行用户程序 和任务的循环序列称为扫描。CPU对用户程序的执行过程是 CPU的循环扫描，并用周期性地集中采样、集中输出的方式来 完成的。一个扫描周期主要可分为：
3.5 可可编程控制器的分类 ■ 1. 按I/O点数和功能分类:由I/O点数的多少可将PLC的I/O
点数分成小型、中型和大型。 ■ 2. 按结构形式分类:PLC可分为整体式结构和模块式结构两
大类。
3.5.2 可编程控制器的特点
■ （1）编程简单，使用方便。 ■ （2）控制灵活，程序可变，具有很好的柔性。 ■ （3）功能强，扩充方便，性能价格比高。 ■ （4）控制系统设计及施工的工作量少，维修方便。 ■ （5）可靠性高，抗干扰能力强。 ■ （6）体积小、重量轻、能耗低，是“机电一体化”特有
3. I/O单元及I/O扩展接口
1 I/O单元（输入/输出接口电路）。PLC内部输入电路作用是将PLC外 部电路（如行程开关、按钮、传感器等）提供的符合PLC输入电路要求的 电压信号，通过光电耦合电路送至PLC内部电路。输入电路通常以光电隔 离和阻容滤波的方式提高抗干扰能力，输入响应时间一般在0.1~15ms之间。 根据输入信号形式的不同，可分为模拟量I/O单元、数字量I/O单元两大类。 根据输入单元形式的不同，可分为基本I/O单元、扩展I/O单元两大类。 PLC内部输出电路作用是将输出映像寄存器的结果通过输出接口电路驱动 外部的负载（如接触器线圈、电磁阀、指示灯等）。
S7-200应用程序分析举例 建筑电气控制与PLC教学课件
起、停、点动控制I/O接线图
3、瞬时接通-延时断开控制
4、互锁控制*
I0.1闭合，Q0.0输出；此时即使I0.2闭合，Q0.1也不 输出。只有当I0.0断开，Q0.0断电后，当I0.2闭合时， Q0.1才输出。
5、连锁控制
控制对象动作是在另一控制对象动作的前提下才 能动作。比如：机床主轴电动机必须在润滑电动机启 动后，按下起动开关才可启动。
控制任务
控制 Q0.2/KM3 Q0.1/KM2 Q0.0/KM1 数据 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 3 1 5 0
启动 起动 过程
停止
SB1/I0.0
起 Y形启动 10s延时开始 10s延时到 1s延时开始 1s延时到 △形运转 电动机断电
4、交通信号灯的PLC控制*
硬件接线：
3、分析PLC梯形图程序的过程同PLC扫描程 序过程一样，从左到右、自上而下，按程序段的顺 序逐段识图。 4、在程序的执行过程中，在同一周期内，前 面的逻辑运算结果影响后面的触点，即执行的程序 用到前面的最新中间运算结果。但在同一周期内， 后面的逻辑运算结果不影响前面的逻辑关系。该扫 描周期内除输入继电器以外的所有内部继电器的最 终状态(线圈导通与否、触点通断与否)将影响下一 个扫描周期各触点的通与断。
(二）常用的几个典型控制环节程序：
1、电动机的起动与停止控制*； 2、具有点动功能电动机起动、停止控制； 3、瞬时接通/延时断开控制； 4、互锁控制*； 5、连锁控制； 复杂的控制程 6、电动机的正、反转控制*； 序一般都是由一些典 7、闪烁电路*； 型的基本环节有机地 8、报警电路*； 组合而成的，掌握这 9、高精度时钟； 些基本环节有助于程 10、脉冲宽度可控制电路。 序分析与设计水平的
手把手教你如何使用西门子Step7软件组态S7-300 PLC通过PROFINET与ET200S从站通讯
S7-300 PROFINET IO 通讯快速入门1 PROF INE T IO概述PROFINET是一种用于工业自动化领域的创新、开放式以太网标准（IEC 61158）。
使用PROFINET，设备可以从现场级连接到管理级。
• PROFINET用于自动化的开放式工业以太网标准。
• PROFINET基于工业以太网。
• PROFINET采用TCP/IP和IT标准。
• PROFINET是一种实时以太网。
• PROFINET实现现场总线系统的无缝集成。
通过PROFINET，分布式现场设备（如现场IO设备，例如信号模板）可直接连接到工业以太网，与PLC等设备通讯。
并且可以达到与现场总线相同或更优越的响应时间，其典型的响应时间在10ms的数量级，完全满足现场级的使用。
在使用Step7 进行组态的过程中，这些现场设备（IO device, IO设备）制定由一个中央控制器(IO controller, IO控制器)。
借助于具有PROFINET的能力接口或代理服务器，现有的模板或设备仍可以继续使用，从而保护PROFIBUS用户的投资。
IO Supervisor（IO 监视设备）用于HM I和诊断。
在PROFINET的结构中，PROFINET IO是一个执行模块化，分布式应用的通讯概念。
PROFINET IO能让您从您所熟悉的PROFIBUS一样，创造出自动化的解决方案。
所以不管您组态PROFINET IO或PROFIBUS，在STEP7中有着相同的应用程序外观。
2 PROF INE T IO现场设备简介以下SIM A TIC产品用于PROFINET分布式设备：• IM151-3 PN作为IO设备直接连接ET200S的接口模块。
• CPU317-2DP/PN或CPU315-2DP/PN作为IO控制器的CPU模块，用于处理过程信号和直接将现场设备连接到工业以太网。
• IE/PB LINK PN IO将现有的PROFIBUS设备透明的连接到PROFINET的代理设备。
【西门子PLC教程-ET200M概述】
西门子PLC-ET200M概述介绍1.1什么是分布式I/O设备应用领域组建系统时，通常需要将过程的输入和输出集中集成到该自动化系统中。
如果输入和输出远离可编程控制器，将需要铺设很长的电缆，从而不易实现，并且可能因为电磁干扰而使得可靠性降低。
分布式I/O设备便是这类系统的理想解决方案：●控制CPU位于中央位置●I/O设备（输入和输出）在本地分布式运行。
●功能强大的PROFIBUS DP具有高速数据传输能力，可以确保控制CPU和I/O设备稳定顺畅地进行通讯。
●PROFINET IO1.2什么是PROFIBUS DP？PROFIBUS DP是开放总线系统，符合标准IEC61784-1:2002Ed1CP3/1，使用传输协议“DP”（DP是德语术语“dezentrale Peripherie”[分布式I/O]的缩写）。
物理上，PROFIBUS DP是基于屏蔽双线(RS485)的电气网络，或是基于光纤电缆(FOC)的光学网络。
传输协议“DP”使控制CPU和分布式I/O之间实现快速、循环的数据交换。
什么是DP主站和DP从站？DP主站是控制CPU和分布式I/O之间的连接链接。
DP主站通过PROFIBUS DP与分布式I/O交换数据并监视PROFIBUS DP。
分布式I/O（即DP从站）负责在现场准备编码器和执行器数据，使得数据可以通过PROFIBUS DP发送至控制CPU。
产品概述1.2什么是PROFIBUS DP？ET200M14操作说明,12/2008,A5E00432639-08哪些设备可以连接到PROFIBUS DP？大多数设备可以作为DP主站或DP从站连接至PROFIBUS DP，唯一的限制是它们的行为必须符合标准IEC61784-1:2002Ed1CP3/1。
对于其它设备，可以使用以下产品系列的设备：●SIMATIC S7/M7/C7●SIMATIC S5●SIMATIC PD/PC●SIMATIC HMI（操作面板(OP,Operator Panel)、操作员站(OS,Operator Station)以及文本显示(TD,Text Display)操作员控制和监视设备）●其它厂商的设备PROFIBUS DP网络的结构下图给出一个典型PROFIBUS DP网络结构的实例。
西门子ET200解析
SIMATIC ET 200M
因 S7-300 模板而具有高性能 因具有冗余设计而高度可用 集成的安全技术 (PROFIsafe) 支持 HART 功能（完全透明） 通过同步模式支持高速应用 经过认证可在 2 区内使用
SIMATIC ET 200iSP
本安型 (Ex i)，模块化
可在最高 1 或 21 区内安装， 执行器/传感器可在最高 0 或 20 区内安装
SIMATIC ET 200 用于控制柜的完美解决方案
SIMATIC ET 200L
高达 1.5 Mbit/s 外型小巧，价格适中
自动化与驱动集团
SIMATIC ET 200S COMPACT
作为一体式 I/O 而独立应用
I/O 密度高，节省空间
板上集成低成本数字量 I/O
永久性接线
通讯速率为 1.5 Mbit/s，一直到达危险区域
由于冗余而具有高可用性
HART 兼容
CiR 功能和热插拔
SIMATIC 分布式 I/O
A&D AS，07/2005，图 ‹#› © 西门子有限公司 2004 - 如有更改，恕不事先通知
分布式 I/O
PROFIBUS ET 200 产品 分布式 智能 集成的 技术 危险区域 PROFINET
可通过最多 12 个 ET 200S 模板进行扩展 （故障安全模板除外）
可在最高为 2 区的危险区域内安装
SIMATIC 分布式 I/O
A&D AS，07/2005，图 ‹#› © 西门子有限公司 2004 - 如有更改，恕不事先通知
分布式 I/O
PROFIBUS ET 200 产品 分布式 智能 集成的 技术 危险区域 PROFINET
ET 200 分布式 I O 说明书
简介5■概述SIMA TIC ET 200S• 分布式 I/O 系统，防护等级为 IP20，具有最低的布线成本，也适用于时间极为关键的任务，例如：高速闭环控制• 带有集成 S7-CPU 的型号可用作小型 PLC：-也可作为故障安全 PROFIsafe 型号-附加主站模板可扩展底层Profibus DP线路• 位模块化设计能精确地适应自动化任务• 接口模板配有 PROFIBUS DP 或 PROFINET 接口。
• 可使用数字量和模拟量输入或输出模板、技术功能模板、电机起动器和变频器(新型)构建，以控制功率高达 7.5 或 4 kW 的驱动器• 运行期间可更换模板（热插拔）• 按通道诊断，具有高可用性• 根据需要，可提供集成光纤接口• 传输速率高达 12 Mbit/s• FastConnect 快速连接技术，无需剥线• 通过 ATEX100 a Zone 2 Cat.3 认证• 采用占位模板预留插槽• 带有 PROFINET 接口的接口模板• 故障安全 DI 模板，可根据 PROFIsafe 进行安全相关的信号处理SIMATIC ET 200S 紧凑型• I/O 块，防护等级 IP20，带有 32 个通道，包含端子模板和电气模板• 离散型模块化扩展，高达 128 个通道或 12 个模板• 能够使用全线 ET 200S 模板系列（除 PROFIsafe 模板以外）• I/O 块的基本模板为接口模板 ET 200S BASIC• 接线和电气系统相互分离，可实现固定接线• 螺钉型和弹簧型端子接线• 标准端子模板，2 线制；使用额外端子，也可采用3 线制和 4线制• 标准导轨安装• 扩展模板可热插拔• 通过 PROFIBUS 进行通讯• 高达 100 字节的输入和输出（地址空间）ET 200S的设计允许它用于受较大机械应力的场合。
简介5■一般技术参数SIMATIC 从 UL/CSA 改换为 cULus ，ET 200S 模板也随之改变。
西门子PLC S7-200应用简介
全局是指同一个存储器可以被任何程序存取(主程 序,子程序或中断程序)
位地址 V[ 字 节 地 址 ] . [ 位 地 址 ] 10. V10.2 字节, 字节,字,双字地址 V[ 长 度 ][ 起 始 字 节 地 址 ] VW100 VW100
7 0
例
VW100
VB100
15 31 15
7 7
0 0
可扩展性
唯一不可扩 展模块
可扩展2个 模块
可连接7个扩展模块
CPU 222最多可以连接 两个模块 CPU 224,224XP 和 226 可以连接七个模块. CPU 221 是不可扩展 的.
为了适应空间的要求,S7-200 可以组装成两排
EM221数字输入模块 EM221数字输入模块
EM222数字量输出模块 EM222数字量输出模块
S7-200 家族由五个不同的 CPU 型号组 S7成.不同型号主要通过以下特性来区分. * 集成的输入和输出点数量 * 程序和数据存储量 * 可扩展性
S7-200家族5种CPU S7-200家族 家族5
CPU 224XP 拥有附 加的集成模拟输入/ 输出.
此外 CPU 224XP 以 及 CPU 226 还附带 第二个通讯连接点.
西门子PLC 西门子PLC
S7-200 S7小型整体式 S7-300 S7模块化小型 S7-400 S7模块化无风扇设计,功能强大
S7-200 PLC系统组成 S7PLC系统组成
1 2 3 4 5 系统基本构成 主机结构 扫描周期及工作方式 输入输出扩展 主机性能指标
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从CPU模块的功能来看,SIMATIC S7-200系列 CPU模块的功能来看, 200系列 小型可编程序控制器发展至今, 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 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 进行扩展 , 它具有四种不同结构配置的 CPU单 元:CPU 212, 元:CPU 212,CPU 214,CPU 215和CPU 216, 214, 215和 216, 对第一代PLC产品不再作具体介绍. 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 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, 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: 它具有四种不同结构配置的CPU 单元: CPU 221,CPU 222,CPU 224, CPU224XP和 221, 222, 224, CPU224XP和 221 之外, CPU 226, 除 CPU 221之外 , 其他都可加扩展 226 , 模块. 模块.
第5章 西门子S7-200PLC的功能指令介绍及应用 《电气控制与PLC技术及其应用》
编码指令将输入字（IN）最低有 效位（其值为1）的位号写入输
出字节（OUT）的低4 位中
ENO=0 的 错误条件
0006 间接地址，SM4.3 运行时间
四、转换指令及典型应用
5.译码和编码指令
图 5-9 例 5-8 译码编码指令应用举例
四、转换指令及典型应用
6.七段显示译码指令
图 5-10 与七段显示码对应的代码
三、移位指令及典型应用
3.移位寄存器指令（SHRB）
图 5-6 例 5-6 梯形图、语句表、时序图及运行结果
三、移位指令及典型应用
3.移位寄存器指令（SHRB）
图 5-7 装料小车运动图
三、移位指令及典型应用
3.移位寄存器指令（SHRB）
功能 启动按钮
输入 元件
SB1
行程开关 SQ1
行程开关 SQ2
二、字节交换、字节立即读写指令及典型应用
2. 字节立即读写指令
表 5-4 字节立即读写指令格式
LAD
STL
功能及说明
BIR IN，OUT
功能：字节立即读； IN：IB； OUT：VB，IB，QB ，MB，SB， SMB，LB，AC；
数据类型：字节
BIW IN，OUT
功能：字节立即写； IN：VB，IB，QB，MB，SB，SMB， LB，AC，常量； OUT：QB；
1.字节、字、双字和实数单个数据传送指令 MOV
数据传送指令的梯形图表示：传送指令由传送符 MOV、数据类型 （B/W/D/R）、传送启动信号 EN、源操作数 IN 和目标操作数 OUT 构成。 其梯形图和语句表表示如表 5-1 所示。
表 5-1 单个数据传送指令 MOV 指令格式
LAD
S7-30010.S7300控ET200
任务一、S7-300 PLC与远程I/O模块ET200通信
一．远程I/O模块ET200
3．ET200M与ET200S区别
①安装方式不同，ET200S安装在35mm导轨上， ET200M 安装在300机架上。 ②接线方式不同：ET200M使用前联接器接线，ET200S接 线在端子模板上． ③ET200S电子模块点数相对较小，数字量最大的是8点， ET200M最大的是64点。 ④ET200S有电机起动器，变频器模块而ET200M没有。 ⑤ ET200M接口模块可以实现冗余配置，ET200S不能 ET200S更加灵活，集成了更多的功能，但点数较少，较分 散，更加适合控制分散的场合 .ET200M更加适合点数多，控制集中的场合
任务一、S7-300 PLC与远程I/O模块ET200通信
一．远程I/O模块ET200
3．ET200S模块接线 2线连接 3线连接 4线连接
任务一、S7-300 PLC与远程I/O模块ET200通信
一．远程I/O模块ET200
3．ET200S模块接线
2线输入/输出的接线图， 输入开关一端接DI的一个 接入端1（5端是另一个输 入），输入开关的另一端 接电源正极；图是2线输出 的接线图，输出负载一端 接DO的一个接出端5（1端 是另一个输出），输出开 关的另一端接电源负极
二．锅炉补水远程控制系统
2.硬件组态------(1)主站组态 由于现场所用的I/O量不多，故选用ET200S模块，节约成本。
二．锅炉补水远程控制系统
2.硬件组态------(2)从站组态
二．锅炉补水远程控制系统
2.硬件组态------(2)从站组态-----设置符号表
二．锅炉补水远程控制系统
一．远程I/பைடு நூலகம்模块ET200