工业软件平台上编程和运行的S7 200系列PLC系统基本构成

 SIMATIC S7—200硬件系统的配置方式采用整体式加积木式，即主机中包含一定数量的本机I／O，同时还可以扩展各种功能模块。一个完整的PLC系统如图1所示。

             图1 S7—200硬件系统组成

        CPU模块又称为主机是系统的核心，它包括CPU、存储器、基本输入输出点和电源等。它实际就是一个完整的控制系统，可以单独完成一定的控制任务。主机I/O数量不能满足控制系统的要求时，用户可以根据需要扩展各种I/O模块，所能连接的扩展单元的数量和实际所能使用的I／O点数是由多种因素共同决定的。当需要完成某些特殊功能的控制任务时，可扩展特殊功能模块，以完成某种特殊的控制任务。利用网络接口，可以充分和方便地利用为SIMATICS7—200系统的硬件和软件资源而开发和使用的一些设备，主要有编程设备、人机操作界面和网络设备等。

   所有以上这些硬件设备，都在一个统一的工业软件平台上编程和运行，为了更好地管理和使用这些设备，S7—200PLC配备了许多功能强大的专用功能指令，方便地实现各种控制目的。

数字量输入模块可记录设备中的 24 V DC 或 230 V AC 信号，并将它们传送到控制器。可以连接开关以及 2 线制、3 线制或 4 线制接近开关。

35 mm 宽的输入模块具有可设定的参数和诊断功能，因此可根据相应过程要求进行灵活调整。

25 mm 宽的低成本模块没有可设定的参数或诊断功能，可极为方便地集成到工程系统中。建议将它们在只需要很少输入通道的位置使用，或在必须在十分有限的空间内部署大量通道的情况下使用。

根据需要，可在一个站中并排使用两种模块。由于具有统一特性并采用共同的系统附件，处理十分方便。

提供了以下宽度为 35 mm 的数字量输入模块：

• DI 16x24VDC HF；
  16 通道数字量输入模块，用于记录 24 V DC 信号；一个电压组；输入延迟 0.05 ... 20 ms；输入类型 3 (IEC 61131)；可设置诊断和硬件中断
• DI 32x24VDC HF;
  32 通道数字量输入模块，用于记录 24 V DC 信号；两个电压组；输入延迟 0.05 ... 20 ms；输入类型 3 (IEC 61131)；可设置诊断和硬件中断
• DI 16x24VDC SRC BA;
  16 通道数字量输入模块，用于记录 24 V DC 信号；低电平有效；一个电压组；固定输入延迟 3.2 ms；输入类型 3 (IEC 61131)
• DI 16x230VAC BA;
  16 通道数字量输入模块，用于记录 230 V DC 信号；低电平有效；一个电压组；固定输入延迟 20 ms；输入类型 1 (IEC 61131)

提供了以下宽度为 25 mm 的数字量输入模块：

• DI 16x24VDC BA;
  16 通道数字量输入模块，用于记录 24 V DC 信号；漏型输入；一个电压组；固定输入延迟 3.2 ms；输入类型 3 (IEC 61131)
• DI 32x24VDC BA;
  32 通道数字量输入模块，用于记录 24 V DC 信号；漏型输入；一个电压组；固定输入延迟 3.2 ms；输入类型 3 (IEC 61131)
• • 用一个螺丝安装在 S7-1500 安装导轨上
  • 35 mm 模块 采用螺钉型端子或推入式端子的标准化 40 针前连接器（不能用于 25 mm 模块）
  • 25 mm 模块 采用推入式端子的标准化 40 针前连接器（不能用于 35 mm 模块）
  • 标准化、协调型前连接器针脚分配，更便于接线
  • 可连接芯线截面积0.25 mm² 至 1.5 mm²（AWG24 至 16）
  • 集成式电压桥接件，用于灵活形成电压组(仅 35 mm 模块)
  • 前连接器的预接线位置
  • 前盖带有可扩充的电缆室，即使完全接线时也如此
  • 模块正面的清晰标签
    • 模块类型
    • 订货号
    • 硬件和固件型号
    • 通道编号标签
    • 电缆连接图

  含在供货范围之内：

  • 用于手工贴标签的一个标签条
  • 一个 U 型连接器
  • 印制有文字的前门
  • 前连接器（(仅 25 mm 模块）
  
  

• 用于简单、方便地连接传感器和执行器
• 当更换模块时可保留接线
• 更换模块时通过编码避免发生模块类型错误

SIMATIC S7 I/O 模块与传感器/执行器之间的接线是关系成本高低、配置、控制柜加工、购置和维修方便性的关键因素。

通过 SIMATIC TOP connect 系统电缆连接技术，可简便而快速地建立 SIMATIC S7-300/400 的可靠连接。

使用 TIA Selection Tool，只需点击鼠标，即可组态从 SIMATIC S7 模块到 I/O 的连接。程序会自动检查合理性，并生成所选连接组件的部件列表，随后就可以在西门子工业产品网上商城中进行订购。

两种布线形式可用于十分广泛的控制柜设计：

模块化连接

单独插入每个组件。

该系统包括：

• 前连接器模块
• 连接电缆
• 连接模块，分为以下三种：基本模块、信号模块、功能模块。

从而可以几乎排除连接错误，并将安装费用降到低。可系统性地连接 SIMATIC 系统。电缆按米销售，并且电缆经过预组装或者可方便地进行组装，从而显著降低连接电缆的组装开销。

完全模块化连接设计（以 16 通道为例）

柔性连接

包括：

• 前连接器采用螺钉式或压接式触点
• 单芯前连接器
• 单芯线符合 UL/CSA 标准。

蓝色单芯线上有编号，分别连接到控制柜内的各个元件上。单芯线上的编号与前连接器的针脚编号对应。

与常规单一布线方式相比，组装成本节约 50%，因为固定各个线芯时，已在接头上对它们进行过检查。

因此，无需对每个模块多达两倍的 46 个线芯进行复杂的预组装。

S7-200PLC四则运算指令介绍

表4-20  四则运算指令

可编程控制器梯形图设计规则

1．触点的安排 

梯形图的触点应画在水平线上，不能画在垂直分支上。 

2．串、并联的处理 

在有几个串联回路相并联时，应将触点多的那个串联回路放在梯形图上面。在有几个并联回路相串联时，应将触点多的并联回路放在梯形图的左面。 

3．线圈的安排 

不能将触点画在线圈右边，只能在触点的右边接线圈。 

4．不准双线圈输出 

    如果在同一程序中同一元件的线圈使用两次或多次，则称为双线圈输出。这时前面的输出无效，只有后一次才有效，所以不应出现双线圈输出。

5．重新编排电路

 如果电路结构比较复杂，可重复使用一些触点画出它的等效电路，然后再进行编程就比较容易。

 6．编程顺序

     对复杂的程序可先将程序分成几个简单的程序段，每一段从左边触点开始，由上之下向右进行编程，再把程序逐段连接起来。

• 数字量输入/输出作为 SIMATIC S7-1200 CPU 的集成 I/O 的补充
• 信号模块作为独立的模块；
  可以与 SIMATIC S7-1200 的所有 CPU 一起使用（CPU 1211C 除外）
• 信号板将作为模块插到 CPU 上，在空间有限的情况下使用；
  可以与 SIMATIC S7-1200 的所有 CPU 一起使用
• 用于使控制器灵活地适应相关任务的要求
• 用于使用附加输入端和输出端对系统进行后续扩展

除了现有的集成数字量输入/输出之外，数字扩展模块还可以提供更多的数字量输入/输出使用选项s。

这为用户提供了下列优势：

• 佳适应性：
  • 使用可以根据需要混合的信号模块，用户可以使其控制器准确地满足相关任务的要求。这可以避免产生不必要的。可以使用带有 8 个、16 个和 32 个输入/输出通道的模块
  • 在空间有限的情况下，或只需要少数附加输入/输出的情况下，可以使用信号板。通过信号板可以对 S7-1200 CPU 进行模块化扩展。这不会增加控制器所需的安装空间
• 灵活性：
  如果任务后续有所扩展，可以升级控制器。更新用户程序非常简单。

信号模板

信号模块具有与基本设备相同的设计特点：

• 安装在 DIN 导轨上：
  模块安装在右侧 CPU 旁边的导轨上，相互电气、机械地连接，并且通过滑块机构连接到 CPU
• 直接安装：
  水平或垂直安装在 DIN 导轨上或使用集成的钻孔直接安装在控制柜中
• 由于所有数字模块均配备可拆卸的连接端子（“独立接线”），所以更换方便。

信号板

信号板直接插到每个 S7-1200 CPU 前面的插座中。

• 安装：
  信号板直接插到 SIMATIC S7-1200 CPU 中，因此可以电气、机械地连接到 CPU
• CPU 的安装尺寸保持不变
• 由于所有信号板均配备可拆卸的连接端子（“独立接线”），所以更换方便。

说明

信号模块不能与 CPU 1211C 一起使用。
信号板可以与 SIMATIC S7-1200 的所有 CPU 一起使用。

Overview

SIMOTION D 控制单元：D410?2，D4x5?2（4 个性能级别）

SIMOTION D 是 SIMOTION 的结构紧凑、基于 SINAMICS S120 变频调速柜系列的版本。

SIMOTION D 控制单元有以下几种型号：

• SIMOTION D410-2 是带多轴选项的单轴应用的紧凑型控制单元。此控制单元有 D410-2 DP 和 D410-2 DP/PN 等型号，可卡装到块型 SINAMICS S120 PM340 功率模块上。
• SIMOTION D4x5-2 是适用于 SINAMICS S120 书本型变频调速柜多轴应用的控制单元，有以下几种型号：
  • SIMOTION D425-2 DP 和 D425-2 DP/PN 控制单元（基本性能），用于多 16 个轴
  • SIMOTION D435-2 DP 和 D435-2 DP/PN 控制单元（标准性能），用于多 32 个轴
  • SIMOTION D445-2 DP/PN（高性能型）控制单元，用于多 64 个轴
  • SIMOTION D455-2 DP/PN 控制单元（超高性能），用于多 128 个轴，或者带有非常短的控制时钟周期的应用

这种可扩展性可确保对自动化方面不断变化的要求快速做出响应，而无需对系统做出改变。

设备理念

通过 SIMOTION D，PLC、运动控制功能以及 SINAMICS S120 驱动软件能在一个共享控制硬件上运行。SIMOTION D 中集成有符合 IEC 61131?3 的 PLC，这意味着该系统不仅能够控制运动序列，而且还可控制整台机器。

根据所用的 SIMOTION D 平台，HMI 设备可在内置的 PROFIBUS、Ethernet 或 PROFINET 接口上运行，以进行操作员控制与监视。远程维护、诊断和远程等功能也可通过这些接口来使用。