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S7-200PLC的數(shù)據(jù)區(qū)

（一）數(shù)字量輸入和輸出映象區(qū)

1．輸入映象寄存器（數(shù)字量輸入映象區(qū)）（I）

數(shù)字量輸入映象區(qū)是S7-200CPU為輸入端信號狀態(tài)開辟的一個存儲區(qū)。輸入映像寄存器的標(biāo)識符為I，在每個掃描周期的開始，CPU對輸入點(diǎn)進(jìn)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(guān)量信號的窗口。

可以按位、字節(jié)、字、雙字四種方式來存取。

（1）按“位”方式：從I0.0~I15.7，共有128點(diǎn)

（2）按“字節(jié)”方式：從IB0~IB15，共有16個字節(jié)

（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(shù)字量輸出映象區(qū)是S7-200CPU為輸出端信號狀態(tài)開辟的一個存儲區(qū)。輸出映像寄存器的標(biāo)識符為Q（從Q0.0~Q15.7，共有128點(diǎn)），在每個掃描周期的末尾，CPU將輸出映像寄存器的數(shù)據(jù)傳送給輸出模塊，再由后者驅(qū)動外部負(fù)載。

可以按位、字節(jié)、字、雙字四種方式來存取。

（1）按“位”方式：從Q0.0~I15.7，共有128點(diǎn)

（2）按“字節(jié)”方式：從QB0~QB15，共有16個字節(jié)

（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(shí)際沒有使用的輸入端和輸出端的映象區(qū)的存儲單元可以作中間繼電器用。

（二）模擬量輸入映象區(qū)和輸出映象區(qū)

1．模擬量輸入映象區(qū)（AI區(qū)）

模擬量輸入映象區(qū)是S7-200CPU為模擬量輸入端信號開辟的一個存儲區(qū)。S7-200將測得的模擬量（如溫度、壓力）轉(zhuǎn)換成1個字長（2個字節(jié)）的數(shù)字量，模擬量輸入映像寄存器用標(biāo)識符（AI）、數(shù)據(jù)長度（W）及字節(jié)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(shù)據(jù)。

2．模擬量輸出映象區(qū)（AQ區(qū)）

模擬量輸出映象區(qū)是S7-200CPU為模擬量輸出端信號開辟的一個存儲區(qū)。S7-200將1個字長（2個字節(jié)，16位）的數(shù)字量按比例轉(zhuǎn)換為電流或電壓。模擬量輸出映像寄存器用標(biāo)識符（AQ）、數(shù)據(jù)長度（W）及字節(jié)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(dāng)于內(nèi)輔繼電器）

PLC執(zhí)行程序過程中，會存在一些控制過程的中間結(jié)果，這些中間數(shù)據(jù)也需要用存儲器來保存。變量存儲器就是根據(jù)這個實(shí)際的要求設(shè)計(jì)的。變量存儲器是S7-200CPU為保存中間變量數(shù)據(jù)而建立的一個存儲區(qū)，用V表示。

可以按位、字節(jié)、字、雙字四種方式來存取。

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

（2）按“字節(jié)”方式：從VB0~VB5119，共有5120個字節(jié)

（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(qū)

PLC執(zhí)行程序過程中，可能會用到一些標(biāo)志位，這些標(biāo)志位也需要用存儲器來寄存。位存儲器就是根據(jù)這個要求設(shè)計(jì)的。位存儲器是S7-200CPU為保存標(biāo)志位數(shù)據(jù)而建立的一個存儲區(qū)，用M表示。該區(qū)雖然叫位存儲器，但是其中的數(shù)據(jù)不僅可以是位、還可以是字節(jié)、字或雙字。

（1）按“位”方式：從M0.0~M31.7，共有256點(diǎn)。

（2）按“字節(jié)”方式：從MB0~MB31，共有32個字節(jié)

（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(qū)（S）

PLC執(zhí)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(jù)順序控制的特點(diǎn)和要求設(shè)計(jì)的。順序控制繼電器區(qū)是S7-200CPU為順序控制繼電器的數(shù)據(jù)而建立的一個存儲區(qū)，用S表示。在順序控制過程中，用于組織步進(jìn)過程的控制。

可以按位、字節(jié)、字、雙字四種方式來存取。

（1）按“位”方式：從S0.0~S31.7，共有256點(diǎn)。

（2）按“字節(jié)”方式：從SB0~SB31，共有32個字節(jié)

（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(qū)（L）（相當(dāng)于內(nèi)輔繼電器）

S7-200PLC有64個字節(jié)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(shù)。

局部存儲器和變量存儲器很相似，主要區(qū)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(dǎo)存儲器區(qū)和特定的程序相關(guān)聯(lián)。

幾種程序之間不能互訪。

局部存儲器區(qū)是S7-200CPU為局部變量數(shù)據(jù)建立的一個存儲區(qū)，用L表示。該區(qū)域的數(shù)據(jù)可以用位、字節(jié)、字、雙字四種方式來存取。

（1）按“位”方式：從L0.0~L63.7，共有512點(diǎn)。

（2）按“字節(jié)”方式：從LB0~LB63，共有64個字節(jié)

（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(qū)（T）

PLC在工作中少不了需要計(jì)時，定時器就是實(shí)現(xiàn)PLC具有計(jì)時功能的計(jì)時設(shè)備。定時器的編號：

T0、T1、……、T255

S7-200有256個定時器。

（八）計(jì)數(shù)器存儲器區(qū)（C）

PLC在工作中有時不僅需要計(jì)時，還可能需要計(jì)數(shù)功能。計(jì)數(shù)器就是PLC具有計(jì)數(shù)功能的計(jì)數(shù)設(shè)備。

計(jì)數(shù)器的編號：

C0、C1、……、C255

（九）高速計(jì)數(shù)器區(qū)（HSC）

高速計(jì)數(shù)器用來累計(jì)比CPU掃描速率更快的事件。S7-200各個高速計(jì)數(shù)器不僅計(jì)數(shù)頻率高達(dá)30kHz。

S7-200各個高速計(jì)數(shù)器有32位帶符號整數(shù)計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值。若要存取高速計(jì)數(shù)器的值，則必須給出高速計(jì)數(shù)器的地址，即高速計(jì)數(shù)器的編號。

高速計(jì)數(shù)器的編號為：HSC0、HSC1、……、HSC5。

S7-200有6個高速計(jì)數(shù)器。其中CPU221和CPU222僅有4個高速計(jì)數(shù)器（HSC0、HSC3、HSC4、HSC5）

（十）累加器區(qū)（AC）

累加器是可以像存儲器那樣進(jìn)行讀/寫的設(shè)備。例如，可以用累加器向子程序傳遞參數(shù)，或從子程序返回參數(shù)，以及用來存儲計(jì)算的中間數(shù)據(jù)。

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

可以按字節(jié)、字或雙字來存取累加器數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)。但是，以字節(jié)形式讀/寫累加器中的數(shù)據(jù)時，只能讀/寫累加器32位數(shù)據(jù)中的最低8位數(shù)據(jù)。如果是以字的形式讀/寫累加器中的數(shù)據(jù)，只能讀/寫累加器32位數(shù)據(jù)中的低16位數(shù)據(jù)。只有采取雙字的形式讀/寫累加器中的數(shù)據(jù)時，才能一次讀寫全部32位數(shù)據(jù)。

因?yàn)?/span>PLC的運(yùn)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(qū)（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(yùn)行中的各種狀態(tài)信息，用戶可以根據(jù)這些信息來判斷機(jī)器工作狀態(tài)，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(jù)這個要求設(shè)計(jì)的。

1．特殊存儲器區(qū)

它是S7-200PLC為保存自身工作狀態(tài)數(shù)據(jù)而建立的一個存儲區(qū)，用SM表示。特殊存儲器區(qū)的數(shù)據(jù)有些是可讀可寫的，有一些是只讀的。特殊存儲器區(qū)的數(shù)據(jù)可以是位，也可是字節(jié)、字或雙字。

（1）按“位”方式：從SM0.0~SM179.7，共有1440點(diǎn)。

（2）按“字節(jié)”方式：從SM0~SM179，共有180個字節(jié)

（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(qū)的頭30個字節(jié)為只讀區(qū)。

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(tài)，SM0.1僅在執(zhí)行用戶程序的第一個掃描周期為“1”狀態(tài)。SM0.4和SM0.5分別提供

6SN1162-0BA02-0AA2風(fēng)扇模塊

• 用于 SIMATIC ET 200S、帶有集成故障安全 CPU 的接口模塊
• 帶 DP/MPI 接口
• 用于組態(tài)故障安全型自動化系統(tǒng)，提高工程的安全需求
• 滿足安全保護(hù)功能的要求,可以達(dá)到: SIL 3 符合 IEC 61508 標(biāo)準(zhǔn), IEC 62061 和 Cat.4 類標(biāo)準(zhǔn)（EN 954-1 標(biāo)準(zhǔn)）
• 故障安全 I/O 模塊可通過 DP 主站模塊 (PROFIsafe) 連接在分布式配置中
• ET 200S PROFIsafe 的故障安全 I/O 模塊可連接在一個集中配置中
• 支持沒有安全保護(hù)功能的標(biāo)準(zhǔn)模塊

注：CPU 運(yùn)行需要微存儲卡(MMC)。

• IM151-7 F-CPU 接口模塊支持創(chuàng)立帶有安全保護(hù)功能的自動化系統(tǒng)， 這種系統(tǒng)對設(shè)備的安全保護(hù)功能要求十分嚴(yán)格, 特別是在生產(chǎn)過程中。
• 智能的ET 200S 站也可以單獨(dú)實(shí)現(xiàn)。
• 作為一個PROFIBUS DP 從站，它們可以用于分散的, 安全保護(hù)功能的擴(kuò)展，無論是對具有安全保護(hù)功能的PROFIBUS DP 主站，還是對標(biāo)準(zhǔn)型PROFIBUS DP 主站。

M 151-7 F-CPU接口模塊包括:

• 微處理器; 每條二進(jìn)制指令的處理時間為100 ns
• 128 KB RAM
• 可以進(jìn)行高度的模塊化擴(kuò)展, 因而具有最大的靈活性; 在必要的時候,最多可以混合連接 63個 I/O 模塊 (電源模塊, 電子模塊, 工藝模塊和 電動機(jī)起動器模塊)
• 組合的多點(diǎn)接口 PG, OP/DP, 通過 RS 485 (銅質(zhì)的 9-針 sub-D 插座) 可配置為 DP 的從站或 MPI
• 為了保護(hù)應(yīng)用程序不致被沒有授權(quán)的人員訪問,設(shè)有密碼
• 診斷緩沖器,可以存儲 100 個先前發(fā)生的故障和運(yùn)行中斷事件
• SIMATIC MMC
  • 沒有電池, 無須進(jìn)行數(shù)據(jù)備份的維護(hù)工作
  • 程序備份 (裝載存儲器)
  • 通過MMC可以進(jìn)行微程序(軟件)的刷新
  • MMC卡上裝有外部裝載存儲器
• 通過MMC進(jìn)行軟件的刷新
• 設(shè)有硬件時鐘; 可以提供CPU的診斷信息幀,并記錄日期和時間
• 集成的通訊功能:
  • 編程器/OP 通訊
  • PROFIBUS DP 從站/MP
• 作為器的基本通訊功能 (利用 I-Put/I-Get, S7-CPUs 通過PROFIBUS總線從IM 151-7 F CPU接口模塊訪問數(shù)據(jù) )
• TeleService(遠(yuǎn)程)

• 用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400F/FH。
• 可應(yīng)用在高可用性的 S7-400H 系統(tǒng)中
• 可與故障安全 S7-400F/FH 系統(tǒng)中 F 運(yùn)行授權(quán)與 F 兼容 CPU 一起使用。
• 帶有內(nèi)置的 PROFIBUS DP 主站接口
• 帶兩個用于 Sync 模塊的插槽

CPU 414-5H 擁有：

• 功能強(qiáng)大的處理器： 
  CPU 處理每條二進(jìn)制指令的時間小于 18.75 ns。
• 4 MB 主存儲器（2 MB 用于程序，2 MB 用于數(shù)據(jù)）；
  裝載存儲器用于存放 S7-400H F/FH 自動化系統(tǒng)的用戶程序和組態(tài)數(shù)據(jù)；高速主存儲器用于存放與過程相關(guān)的用戶程序的子程序
• 存儲卡： 
  用于擴(kuò)展內(nèi)置裝載存儲器。 除程序本身之外，裝載存儲器中所含的信息還包括 S7-400H F/FH 的組態(tài)數(shù)據(jù)，這就是要在存儲器中占據(jù)雙倍空間的原因。 其結(jié)果是：
  
  • 內(nèi)置的裝載存儲器不能滿足大程序量的要求，因此需要存儲卡。 
    提供有 RAM 和 FEPROM 卡（FEPROM 用于在斷開電源時保存數(shù)據(jù)）。
• 靈活的擴(kuò)展選件： 
  多達(dá) 131,072 點(diǎn)數(shù)字量和 81,932 點(diǎn)模擬量輸入/輸出。
• MPI 多點(diǎn)接口： 
  MPI 可用來建立一個 32 個節(jié)點(diǎn)的簡單網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)傳輸速率 187.5 Kbit/s。CPU 可以與通信總線（C 總線）上的節(jié)點(diǎn)和 MPI 上的節(jié)點(diǎn)建立最多 64 個連接。 
  注：
  當(dāng)同時使用 PROFIBUS DP 和 MPI 接口時，只能將下列總線連接器連接到 MPI 接口：
  
  • 帶插口： 6ES7 972-0BB42-0XA0
  • 不帶插口： 6ES7 972-0BA42-0XA0
• PROFIBUS DP 接口： 
  通過 PROFIBUS DP 接口，可以實(shí)現(xiàn)冗余、分布式自動化組態(tài)，從而提高了速度，便于使用。對用戶來說，分布式 I/O 作為集中式 I/O 來處理（相同的組態(tài)、編址和編程）。
• PROFINET 接口，帶 2 個端口（交換機(jī)）： 
  支持系統(tǒng)冗余和 MRP（介質(zhì)冗余協(xié)議）
• 模式選擇開關(guān)： 
  撥動開關(guān)設(shè)計(jì)。
• 診斷緩沖區(qū)： 
  最后的 120 個報(bào)警和中斷事件保存在一個環(huán)形緩沖區(qū)中，用于進(jìn)行診斷。
• 實(shí)時時鐘： 
  CPU 提供帶日期和時間的診斷報(bào)告。
• PROFIBUS DP 接口： 
  通過帶 PROFIBUS DP 主站接口的 CPU 414-5H，可迅速建立起操作方便的分布式自動化系統(tǒng)。對用戶來說，分布式 I/O 作為集中式 I/O 來處理（相同的組態(tài)、編址和編程）。 
  注：
  當(dāng)同時使用 PROFIBUS DP 和 MPI 接口時，只能將下列總線連接器連接到 MPI 接口：
  
  • 帶插口： 6ES7 972-0BB42-0XA0
  • 不帶插口： 6ES7 972-0BA42-0XA0

S7-200系列可編程控制器的特點(diǎn)分類及主要功能元件

西門子S7系列可編程控制器分為S7-400、S7-300、S7-200三個系列，分別為S7系列的大、中、小型可編程控制器系統(tǒng)。S7-200系列可編程控制器有CPU21X系列，CPU22X系列，其中CPU22X型可編程控制器提供了4個不同的基本型號，常見的有CPU221，CPU222，CPU224和CPU226四種基本型號。

小型PLC中，CPU221價(jià)格低廉能滿足多種集成功能的需要。CPU 222是S7-200家族中低成本的單元，通過可連接的擴(kuò)展模塊即可處理模擬量。CPU 224具有更多的輸入輸出點(diǎn)及更大的存儲器。CPU 226和226XM是功能最強(qiáng)的單元，可完全滿足一些中小型復(fù)雜控制系統(tǒng)的要求。四種型號的PLC具有下列特點(diǎn)：

（1）集成的24V電源

可直接連接到傳感器和變送器執(zhí)行器，CPU 221和CPU222具有180mA 輸出。CPU224輸出280mA，CPU 226、CPU 226XM輸出400mA 可用作負(fù)載電源。

（2）高速脈沖輸出

具有2 路高速脈沖輸出端，輸出脈沖頻率可達(dá)20KHz，用于控制步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)，實(shí)現(xiàn)定位任務(wù)。

（3）通信口

CPU 221、CPU222和CPU224具有1個RS-485通信口。CPU 226、CPU 226XM具有2個RS-485通信口。支持PPI、MPI通信協(xié)議，有自由口通信能力。

（4）模擬電位器

CPU221/222有1個模擬電位器，CPU224/226/226XM有2個模擬電位器。模擬電位器用來改變特殊寄存器（SMB28，SMB29）中的數(shù)值，以改變程序運(yùn)行時的參數(shù)。如定時器、計(jì)數(shù)器的預(yù)置值，過程量的控制參數(shù)。

（5）中斷輸入允許以極快的速度對過程信號的上升沿作出響應(yīng)。

（6）EEPROM 存儲器模塊（選件）

可作為修改與拷貝程序的快速工具，無需編程器并可進(jìn)行輔助軟件歸檔工作。

（7）電池模塊

用戶數(shù)據(jù)（如標(biāo)志位狀態(tài)、數(shù)據(jù)塊、定時器、計(jì)數(shù)器）可通過內(nèi)部的超級電容存儲大約5 天。選用電池模塊能延長存儲時間到200天（10年壽命）。電池模塊插在存儲器模塊的卡槽中。

（8）不同的設(shè)備類型

CPU 221~226 各有2種類型CPU，具有不同的電源電壓和控制電壓。

（9）數(shù)字量輸入/輸出點(diǎn)

CPU 221具有6個輸入點(diǎn)和4個輸出點(diǎn)；CPU 222具有8個輸入點(diǎn)和6個輸出點(diǎn)；CPU 224 具有14個輸入點(diǎn)和10個輸出點(diǎn)；CPU226/226XM 具有24個輸入點(diǎn)和16個輸出點(diǎn)。CPU22X主機(jī)的輸入點(diǎn)為24V直流雙向光電耦合輸入電路，輸出有繼電器和直流（MOS型）兩種類型。

（10）高速計(jì)數(shù)器

CPU 221/222有4個30KHz高速計(jì)數(shù)器，CPU224/226/226XM有6個30KHz的高速計(jì)數(shù)器，用于捕捉比CPU掃描頻率更快的脈沖信號。

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(kuò)展單元。其系統(tǒng)構(gòu)成包括基本單元、擴(kuò)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(diǎn)數(shù)的分配見表4-11：

表4-11  S7-200系列PLC中CPU22X的基本單元

2．?dāng)U展單元

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

表4-12  S7-200系列PLC擴(kuò)展單元型號及輸入輸出點(diǎn)數(shù)

3．編程器

PLC在正式運(yùn)行時，不需要編程器。編程器主要用來進(jìn)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(diào)試過程中，進(jìn)行監(jiān)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(shí)用，價(jià)格低廉，是一種很好的現(xiàn)場編程及監(jiān)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(jì)算機(jī)進(jìn)行編程操作，將專用的編程軟件裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)，可直接采用梯形圖語言編程，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測，非常直觀，且功能強(qiáng)大，S7-200系列PLC的專用編程軟件為STEP7-Micro/WIN。

4．程序存儲卡

為了保證程序及重要參數(shù)的安全，一般小型PLC設(shè)有外接EEPROM卡盒接口，通過該接口可以將卡盒的內(nèi)容寫入PLC，也可將PLC內(nèi)的程序及重要參數(shù)傳到外接EEPROM卡盒內(nèi)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(shí)現(xiàn)PLC和EPROM之間的程序傳送，是將PLC中RAM區(qū)的程序通過寫入器固化到程序存儲卡中，或?qū)?/span>PLC中程序存儲卡中的程序通過寫入器傳送到RAM區(qū)。

6．文本顯示器

文本顯示器TD200不僅是一個用于顯示系統(tǒng)信息的顯示設(shè)備，還可以作為控制單元對某個量的數(shù)值進(jìn)行修改，或直接設(shè)置輸入/輸出量。文本信息的顯示用選擇/確認(rèn)的方法，最多可顯示80條信息，每條信息最多4個變量的狀態(tài)。過程參數(shù)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(tǒng)時，可以進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和診斷。