西门子S7-200CPU222CN 西门子S7-200CPU222CN

上海诗幕自动化设备有限公司

主营：数控系统,S7-200PLC S7-300PLC S7-400PLC S7-1200PLC 6ES5 ET200 人机界面,触摸屏变频器,
DP总线,MM420 变频器MM430 变频器MM440 6SE70交流工程调速变频器

能进行MPI通讯的设备

• PG/PC

• OP/TP

• 带有MPI的S7-300/S7-400

• S7-200（仅19.2kbps）

（2）通过PROFIBUS-DP接口通讯

CPU至少配有一个DP X2接口。315-2PN/DP和317 CPU配有一个MPI/DP X1接口。带有MPI/DP接口的CPU带有缺省的MPI组态。如果要使用DP接口，则需要在STEP7中设置DP模式。

PROFIBUS DP接口主要用于连接分布式I/O。例如，PROFIBUS DP允许您创建大型子网。可将PROFIBUS DP接口设置为在主站或从站模式下运行，支持的传输率高可达12Mbps。

能进行PROFIBUS DP通讯的设备

• PG/PC

• OP/TP

• DP从站

• DP主站

• 执行器/传感器

• 带有PROFIBUS DP接口的S7-300/S7-400

（3）通过PROFINET（PN）通讯

带有“PN”名称后缀的CPU配有一个PN X2接口。连接到工业以太网可以使用CPU的集成PROFINET接口与“工业以太网”建立连接。可通过MPI或PROFINET组态CPU的集成PROFINET接口。

能进行PROFINET(PN)通讯的设备

• PROFINET IO组件（如，ET 200S中的接口模块IM 151-3 PN）

• 带有PROFINET接口的S7-300/S7-400（如，CPU 317-2PN/DP或CPU 343-1 PN）

• 激活的网络组件（如开关）

• 带有网卡的PG/PC

（4）通过点对点（PtP）通讯

带有“PtP”名称后缀的CPU配有一个PtP X2接口。使用CPU的PtP接口，可使用串行接口连接外部设备。可以在全双工模式下以高达19.2kbps的传输率(RS 422)，或半双工模式下以高达38.4kbps的传输率(RS 485)来运行此类系统。

使用PtP通讯可以通过串行端交换数据。PtP通讯可用于自动化设备、计算机或由其它厂商提供的具有通讯功能的系统之间的互连。该功能还允许使用通讯伙伴的协议。

可连接下列设备：

• S7 PLC和S5 PLC及第三方系统

• 打印机

• 机器人控制

• 扫描仪、条码阅读器等

五、模板的诊断及过程监视

S7-300有多种输入/输出模板具有智能功能：

• 对信号进行监视(诊断)

• 对过程信号进行监视(过程中断)

1、诊断

通过诊断可以确定模板所获取的信号(例如数字量模板)或模拟量处理(例如模拟量模板)是否正确。在诊断评估中，可参数化的诊断信息与不可参数化的诊断信息有区别。

• 可参数化的诊断信息：通过相应的参数始能诊断信息的发送

• 不可参数化的诊断信息：不管是否参数化均可发送诊断信息

如果发送诊断信息(例如无编码器电源)，则模板执行一个诊断中断。此时CPU中断执行用户程序，或中断执行低优先级的中断，来处理相应的诊断中断功能块(OB82)。

模块的类型决定了诊断信息的种类：

2、过程中断

通过过程中断，可以对过程信号进行监视和响应。

（1）数字量输入模板

根据设置的参数，模板可以对每个通道组进行过程中断，可以选择信号变化的上升沿、下降沿或两个沿均可。CPU中断执行用户程序，或中断执行低优先级的中断，来处理相应的诊断中断功能块(OB40)。信号模板可以对每个通道的一个中断进行暂存。

（2）模拟量输入模板

通过上限值和下限值定义一个工作范围。模板将对测量值与这些限制值进行比较。如果超限，则执行过程中断。CPU中断执行用户程序，或中断执行低优先级的中断，来处理相应的诊断中断功能块(OB40)。

六、S7-300PLC编程软件和工具软件

使用基本的STEP7或STEP7-Lite软件包，以及的集成软件包STEP7 Professional便可对S7-300进行编程，并能以简单，用户友好的方式利用S7-300的全部功能。该工程软件还包含自动化项目中所有阶段(从项目组态到调试，测试以及服务)的功能。

西门子PLC的SM322数字量输出模块

（1）DO模板的功能

3．输入/输出单元

输入/输出单元通常也称I/O单元或I/O模块，是PLC与工业生产现场之间的连接部件。 PLC通过输入接口可以检测被控对象的各种数据，以这些数据作为PLC对被控制对象进行控制的依据；同时PLC又通过输出接口将处理结果送给被控制对象，以实现控制目的。

由于外部输入设备和输出设备所需的信号电平是多种多样的，而PLC内部CPU的处理的信息只能是标准电平，所以I/O接口要实现这种转换。I/O接口一般都具有光电隔离和滤波功能，以提高PLC的抗干扰能力。另外，I/O接口上通常还有状态指示，工作状况直观，便于维护。

PLC提供了多种操作电平和驱动能力的I/O接口，有各种各样功能的I/O接口供用户选用。I/O接口的主要类型有：数字量（开关量）输入、数字量（开关量）输出、模拟量输入、模拟量输出等。

常用的开关量输入接口按其使用的电源不同有三种类型：直流输入接口、交流输入接口和交/直流输入接口，其基本原理电路如图3所示。

数字量输出模块SM322将S7-300内部信号电平转换成过程所要求的外部信号电平，可直接用于驱动电磁阀、接触器、小型电动机、灯和电动机启动器等。

（2）DO模板的类型

按负载回路使用的电源不同分为：

直流输出模块、交流输出模块和交直流两用输出模块。

按输出开关器件的种类不同分为：

晶体管输出方式、晶闸管输出方式和继电器触点输出方式。

（3）DI模板的特点

晶体管输出模块只能带直流负载，属于直流输出模块；

晶闸管输出方式属于交流输出模块；

继电器触点输出方式的模块属于交直流两用输出模块。

S7-300 CPU模板的运行方式选择和状态指示
（1）CPU模板的运行方式选择
RUN-P：可编程运行方式。 RUN：运行方式。
STOP：停止方式。 MRES：存储器，不能保持。
（2）CPU的LED状态及故障指示灯
SF（红色）：系统出错/故障指示灯。
BATF（红色）：电池故障指示灯（只有CPU313和314配备）。
DC5V（绿色）：＋5V电源指示灯。 FRCE（黄色）：强制有效指示灯。
RUN（绿色）：运行状态指示灯。 STOP（黄色）：停止状态指示灯。
（3）CPU315-2DP CPU的另外两个状态及故障指示灯
BUS DF（BF）（红色）：总线出错指示灯（只适用于带有DP接口的CPU）。
SF DP(红色)：DP接口错误指示灯（只适用于带有DP接口的CPU）。

时钟和电池模块

√  实时时钟和日历

（对于 221/222 CN CPU）

√  一般可备份 200 天

电池模块

√  内部数据备份（数据块）

√  一般可备份 200 天

内存模块（存储卡模块）

√  程序传送和备份

√  数据记录文件，配方

文件和通用文件存储

可选配件：

存储卡模块

实时时钟模块

电池模块

Technical Specifications

尽管整体式与模块式PLC的结构不太一样，但各部分的功能作用是相同的，下面对PLC主要组成各部分进行简单介绍。

1．中央处理单元（CPU）

同一般的微机一样，CPU是PLC的核心。PLC中所配置的CPU 随机型不同而不同，常用有三类：通用微处理器（如Z80、8086、80286等）、单片微处理器（如8031、8096等）和位片式微处理器(如AMD29W等) 。小型PLC大多采用8位通用微处理器和单片微处理器；中型PLC大多采用16位通用微处理器或单片微处理器；大型PLC大多采用高速位片式微处理器。

目前，小型PLC为单CPU系统，而中、大型PLC则大多为双CPU系统，甚至有些PLC中多达8 个CPU。对于双CPU系统，一般一个为字处理器，一般采用8位或16位处理器；另一个为位处理器，采用由各厂家设计制造的专用芯片。字处理器为主处理器，用于执行编程器接口功能，监视内部定时器，监视扫描时间，处理字节指令以及对系统总线和位处理器进行控制等。位处理器为从处理器，主要用于处理位操作指令和实现PLC编程语言向机器语言的转换。位处理器的采用,提高了PLC的速度，使PLC更好地满足实时控制要求。

在PLC中CPU按系统程序赋予的功能，指挥PLC有条不紊地进行工作，归纳起来主要有以下几个方面：

1）       接收从编程器输入的用户程序和数据。

2）       诊断电源、PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等。

3）       通过输入接口接收现场的状态或数据，并存入输入映象寄有器或数据寄存器中。

4）       从存储器逐条读取用户程序，经过解释后执行。

5）       根据执行的结果，更新有关标志位的状态和输出映象寄存器的内容，通过输出单元实现输出控制。有些PLC还具有制表打印或数据通信等功能。

2．存储器

存储器主要有两种：一种是可读/写操作的随机存储器RAM，另一种是只读存储器ROM、PROM、EPROM 和EEPROM。在PLC中，存储器主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。

系统程序是由PLC 的制造厂家编写的，和PLC的硬件组成有关，完成系统诊断、命令解释、功能子程序调用管理、逻辑运算、通信及各种参数设定等功能，提供PLC运行的平台。系统程序关系到PLC的性能，而且在PLC使用过程中不会变动，所以是由制造厂家直接固化在只读存储器ROM、PROM或EPROM中，用户不能访问和修改。

用户程序是随PLC的控制对象而定的，由用户根据对象生产工艺的控制要求而编制的应用程序。为了便于读出、检查和修改，用户程序一般存于CMOS静态RAM中，用锂电池作为后备电源，以保证掉电时不会丢失信息。为了防止干扰对RAM中程序的破坏，当用户程序经过运行正常，不需要改变，可将其固化在只读存储器EPROM中。现在有许多PLC直接采用EEPROM作为用户存储器。

西门子PLC模块CPU222CN中央处理单元

PLC的硬件组成

PLC的硬件主要由中央处理器（CPU）、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口电源等部分组成。其中，CPU是PLC的核心，输入单元与输出单元是连接现场输入/输出设备与CPU之间的接口电路，通信接口用于与编程器、上位计算机等外设连接。

对于整体式PLC，所有部件都装在同一机壳内，其组成框图如图1所示；对于模块式PLC，各部件独立封装成模块，各模块通过总线连接，安装在机架或导轨上，其组成框图如图2所示。无论是哪种结构类型的PLC，都可根据用户需要进行配置与组合。