第1章　认识S7-200系列PLC

1.1　S7-200系列PLC基本组成

SIMATIC S7-200系列PLC是一种紧凑型可编程控制器，整个系统的硬件架构主要由S7-200 CPU模块和丰富的扩展模块组成，使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。该系列PLC应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测、自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等，如冲压机床、磨床、印刷机械、橡胶化工机械、中央空调、电梯控制及运动系统等。

S7-200系列PLC有CPU21X系列和CPU22X系列，其中CPU22X型可编程控制器提供了4个不同的基本型号，常见的有CPU221、CPU222、CPU224和CPU226四种基本型号。

1.1.1　S7-200 CPU

（1）外形　S7-200 CPU又称为PLC系统的主机或主单元，其外形如图1-1所示。它将一个微处理器、一个集成电源和数字量I/O点集成一个紧凑的封装中，从而形成了一个功能强大的微型PLC，在下载了程序之后，S7-200将保留所需的逻辑，用于监控应用程序中的输入输出设备。

CPU负责执行程序和存储数据，以便对工业自动控制任务或过程进行控制。在图1-1中，盖板下的工作模式选择开关用于选择PLC的RUN、TERM和工作模式。PLC的工作状态由状态LED显示，其中SF/DIAG状态LED亮表示为系统故障指示，RUN状态LED亮表示系统处于运行工作模式，STOP状态LED亮表示系统处于停止工作模式。

盖板下还有模拟电位器和扩展端口。S7-200 CPU221、CPU222有一个模拟电位器，S7-200 CPU224、CPU226有两个模拟电位器0和1，用小型旋具调节模拟电位器，可将0～255之间的数值分别存入特殊存储器字节SMB28和SMB29中。模拟电位器多在调试中使用，可以作为如定时器、计数器的预置值，以及过程量的控制参数。扩展端口通过扁平电缆连接PLC的各种扩展模块。

通信端口允许将S7-200 CPU同编程器或其他一些设备连接起来。S7-200 CPU221、CPU222、CPU224只有一个RS-485通信口，S7-200 CPU226有两个RS-485通信口，分别为PORT0、PORT1。

输入和输出是系统的控制点，输入部分从现场设备（例如传感器或开关）中采集信号，输出部分则控制泵、电动机以及工业过程中的其他设备。各输入/输出点的状态由输入/输出状态LED显示，外部接线在输入/输出接线端子板上进行。

CPU提供了一个可选卡插槽，可根据需要插入E²PROM卡、电池卡、时钟产中的一种。

（2）S7-200 CPU技术指标　西门子S7-200 PLC提供多种类型的CPU，以适应各种应用的要求。不同类型的CPU具有不同的数字量I/O点数和内存容量等技术参数。目前S7-200系列PLC的CPU有CPU221、CPU222、CPU224、CPU224XP和CPU226。

每种型号的CPU有直流24V和交流120～220V两种供电方式，其型号中的DC/DC/DC表示CPU直流供电，直流数字量输入，数字量输出点是晶体管直流电路类型；AC/DC/RLY表示CPU交流供电，直流数字量输入，数字量输出点是继电器触点类型。S7-200 CPU模块技术指标见表1-1。

（3）S7-200 CPU226输入输出端子

①基本输入端子。CPU226型PLC共有24个输入点（I0.0～I0.7、I1.0～I1.7、I2.0～I2.7），其接线图如图1-2所示，输入端子的编号采用八进制进行编号。其输入电路采用双向光耦合器，24V直流极性可以任意选择，系统设置1M为输入端子（I0.0～I1.4）的公共端，2M为输入端子（I1.5～I2.7）的分共端。

②基本输出端子。CPU226型PLC共有16个输出点（Q0.0～Q0.7、Q1.0～Q1.7）。CPU226的输出电路有晶体管输出电路和继电器输出电路可供选择。

在晶体管输出电路中，PLC由24V直流供电，负载采用了MOSFET功率驱动器件，所以只能用直流电源给负载供电。输出端将数字量输出分为两组，每组有一个公共端，共有1L、2L两个公共端，可以接入不同等级的负载电源，如图1-2（a）所示。

在继电器输出电路中，PLC由220V交流电源供电，负载采用了继电器驱动，所以既可以选用直流电源，也可以用交流电源给负载供电。在继电器输出电路中，数字量输出分为3组，每组的公共端为本组的电源供给端，Q0.0～Q0.3共用1L，Q0.4～Q1.0共用2L，Q1.1～Q1.7共用3L，各组之间可以接入不同等级、不同性质的负载电源，如图1-2（b）所示。

1.1.2　扩展功能模块

为扩展I/O点数和执行特殊的功能，可以连接扩展模块（CPU221除外）。扩展模块通常没有CPU。作为基本单元输入/输出点数的扩充，只能与基本单元连接使用，不能单独使用。扩展模块主要有数字量I/O模块（EM221、EM222、EM223）、模拟量I/O模块（EM231、EM232、EM235）、通信模块（EM277、EM241）和特殊功能模块（EM253）。

用户可以选用具有不同功能的扩展模块满足不同的控制要求，在连接时CPU模块放在最左边，扩展模块通过扁平电缆与左侧的模块连接，其连接的方式如图1-3所示。扩展模块的数量受两个条件约束：一个是基本单元能带扩展模块的数量；另一个是基本单元的电源承受扩展模块消耗DC 5V总线电流的能力。地址的分配从CPU开始算起，I/O点从左到右按由小到大的规律排列，扩展模块的类型和位置一旦确定，则它的I/O点地址也随之决定。S7-200 CPU虽然具有相同的I/P映像区，但是不同的CPU的最大I/O实际上取决于它们所能带的扩展模块的数量。