西门子S7-1500中国供货商

S7-200 CPU的基本功能就是监视现场的输入信号，根据用户的控制逻辑进行控制运算，输出信号去控制现场设备的运行。在S7-200系统中，控制逻辑由用户编程实现，并下载到S7-200 CPU中执行，S7-200 CPU按照循环扫描的方式完成各项任务，整个工作过程包括读输入、执行用户控制逻辑、处理通信任务、执行CPU自诊断调试、写输出等

①读输入。每次扫描周期开始时，先读数字输入点的当前值，然后把这些值写到输入映像寄存器中。

②执行用户控制逻辑。在扫描周期的执行程序阶段里，CPU执行程序是从条指令开始，直到后一条指令结束。一般情况下用户程序从输入映像寄存器获得外部控制和状态信号，把运算的结果写到输出映像寄存器中，或存到不同的数据保存区。

③处理通信请求。在扫描周期的信息处理阶段，CPU处理从通信端口接收到的任何信息。

④执行CPU自诊断测试。在扫描周期的这个阶段里，CPU检查其硬件及用户程序存储器（仅在RUN模式下），也检查所有的I/O模块的状态。

⑤写输出。在每个扫描周期的结尾，CPU把存在输出映像寄存器中的数据输给数字输出点。

1.2.3　输入/输出滞后时间

输入/输出滞后时间又称系统响应时间，是指从PLC的外部输入信号发生变化到由它控制的有关外部输出信号发生变化的时间间隔，它由输入电路滤波时间、输出电路的滞后时间和由于扫描工作方式产生的滞后时间三部分组成。

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输入模块的RC滤波电路用来滤除输入端引入的干扰噪声，消除因外接输入触点动作时产生的抖动引起的不良影响，滤波电路的时间常数决定了输入滤波时间的长短，有的PLC如S7-200的部分输入点的输入延迟时间可以进行设置。

输出模块的滞后时间与模块的类型有关，继电器型输出电路的滞后时间一般在10ms左右；双向晶闸管型输出电路在负载接通时的滞后时间约为1ms，负载由导通到断开时的大滞后时间为10ms；晶体管型输出电路的滞后时间小于1ms。

由扫描工作方式引起的滞后时间长可达两个多扫描周期。PLC总的向应延迟时间一般只有几十毫秒，对于一般的系统没有什么影响，但是对于要求输入和输出信号之间挑逗后时间尽量短的系统，可以选用扫描速度快的PLC或采取相应的措施。

1.3　S7-200可编程控制器的安装与接线

1.3.1　PLC的安装与拆卸

（1）PLC的安装

①安装环境条件。PLC是为适应工业现场而设计的，为了保证工作的可靠性，延长PLC的使用寿命，安装时要注意以下周围环境条件：环境温度在0～55℃范围内；相对湿度在35%～85%范围内（无结霜）；周围无易燃或腐蚀性气体、过量的灰尘和金属颗粒；避免过度的振动和冲击；避免太阳光的直射和水的溅射。

②安装面板布置。S7-200 PLC既可以安装在控制柜背板上，也可以安装在标准DIN导轨上，既可以水平安装，也可以垂直安装。利用总线连接电缆，把CPU模块和扩展模块连接在一起。当要连接的扩展模块较多时，可将模块安装成两排

③安装S7-200 PLC的空间要求。所有的电气产品在大负荷以及极限环境温度下连续工作，都会减少它们的使用寿命。因此S7-200 CPU和扩展模块采用自然对流散热方式，在每个单元的上方和下方都必须留有25mm（lin）的空间，以便于正常的散热。如果垂直安装，CPU应该安装在其他模块的下方，如果要安装在垂直导轨上，应该使用DIN导轨固定端子。板间深度保持75mm，并留出足够的空间以便容纳I/O线以及通信电缆，如图1-7所示。

④S7-200PLC及扩展单元的安装。

a.控制柜背板安装。按照PLC的尺寸进行定位，钻安装孔，用合适的螺钉将模块固定在背后板上。若使用了扩展模块，将扩展模块的扁平电缆连到前盖下面的扩展口。如果系统处于高振动环境中，使用背板安装方式可以得到较高的振动保护等级。

b. DIN导轨安装。打开模块底部的DIN夹子，将模块背部卡在DIN导轨上，合上DIN夹子。仔细检查模块上DIN夹子与DIN导轨是否紧密固定好，如果使用了扩展模块，应放在CPU模块的右侧，固定好各模块后将扩展模块的扁平电缆连到前盖下面的扩展口。当S7-200的使用环境振动比较大或采用垂直安装方式时，应该使用DIN导轨挡块。

（2）PLC的拆卸

①拆卸CPU或扩展模块。拆卸前先拆除S7-200的电源，再拆除模块上的所有连线和电缆，如果有其他扩展模块连接在所拆卸的模块上，请打开前盖，拔掉相邻模块的扩展扁平电缆，拆掉安装螺钉或者打开DIN夹子，后拆下模块。

②端子排的安装与拆卸。为了安装和替换模块方便，大多数的S7-200模块都有可拆卸的端子排。

在拆卸端子排时，打开端子排安装位置的上盖，以便可以接近端子排。把螺丝刀插入端子块中央的槽口中，用力下压并撬出端子排。端子排在安装时，打开端子排的上盖，确保模块上的指针与端子排边缘的小孔对正，将端子排向下压入模块，保证端子块对准了位置并锁住。

（3）PLC安装拆卸注意事项

①在安装和拆卸PLC之前，要保证该设备的供电已被切断。同样，也要确保与该设备相关联的设备的供电已被切断，避免人身伤害或设备损坏。

②将S7-200与发热装置、高电压和电子噪声隔离开。

③为接线和散热留出适当的空间。

④切勿将导线头、金属屑等杂物落入机体内。

1.3.2　PLC接线

（1）接线的要求　在设计S7-200 PLC的接线时，应该提供一个单独的开关，能够同时切断S7-200 CPU、输入电路和输出电路的所有供电，并提供熔断器或断路器等过流保护装置来限制供电线路中的电流。当输入电路由一个外部电源供电时，要在电路中添加过流保护器件；每一输出电路都可以使用熔断器或其他限流设备作为额外的保护。

PLC的工作电源有120V/230V单相交流电源和24V直流电源，系统的大多数干扰往往通过电源进入PLC，在干扰强或可靠性要求高的场合，动力部分、控制部分、PLC自身电源及I/O回路的电源应分开配线，用带屏蔽层的隔离变压器给PLC供电。隔离变压器的一次侧好接380V，这样可以避免接地电流的干扰。输入用的外接电流电源好采用稳压电源，因为整流滤波电源有较大的波纹，容易引起误动作。

①交流电源系统接线。［a］用一个单极开关将电源与CPU所有的输入电路和输出（负载）电路隔开。［b］用一台过流保护设备保护CPU的电源输出点以及输入点，也可以为每个输出点加上熔丝。［c］当使用Micro PLC 24V DC传感器电源时可以取消输入点的外部过流保护，因为该传感器电源具有短路保护功能。［d］将S7-200的所有地线端子同近接地点相连接以提高抗干扰能力，所有的接地端子都使用1.5mm2的电线连接到独立接地点上。［e］本机单元的直流传感器电源要用来为本机单元的直流输入。［f］DC输入扩展模块，以及［g］输出扩展模块供电，传感器电源具有短路保护功能。［h］在安装中如把传感器的供电M端子接到地上可以抑制噪声

在使用感性负载时，要加入抑制电路来限制输出关断时电压的升高。采取的措施如下。

①输出接有直流感笥负载时，在负载两端并联续流二极管与稳压二极管的串联电路，在大多数的应用中，用附加的续流二极管即可。但如果在应用中要求更快的判断速度，则要加上稳压二极管。二极管可选1N4001，直流输出可选8.2V/5W的稳压二极管，继电器输出可以选36V的稳压管，对于继电器输出，也可以在负载两端并联RC电路。

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②输出接有交流感性负载时，当采用继电器或交流输出来切换115V/230V交流负载时，应在负载两端并联RC电路，电容可选0.1μF，电阻可选100～120Ω。也可以使用金属氧化物可变电阻器（MOV）来限制峰值电压，其工作电压比正常的线电压至少高出20%，如图1-13所示。

③灯负载的处理。对于一个钨丝灯，其浪涌电流实际上将是其稳态电流大小的10～15倍。因此，灯负载会因接通较大的浪涌而造成继电器触点的损坏。对于使用期内高切换次数的灯负载，一般使用可替换的插入式继电器或加入浪涌限制器。

1.3.4　电源的选择

S7-200 CPU都有一个内部电源，为CPU自身、扩展模块和其他用电设备提供24V直流电源。S7-200为系统中的所有扩展模块提供5V直流逻辑电源，必须注意要确保CPU所提供的5V电源能够满足选择的扩展模块的需要，如果超出了CPU的供电能力，只有去掉一些模块或者选择一个供电能力更强的CPU。

S7-200的所有CPU也提供24V直流传感器供电，此24V DC可以为输入点、扩展模块上的继电器线圈或其他设备供电。如果设备用电量超过了传感器供电预算，必须为系统另配一个外部24V DC供电电源。

如果使用了外部2V DC供电电源，要确保该电源没有与S7-200 CPU上的传感器电源并联使用，为了加强电子噪声保护，应将不同电源的公共端（M）连在一起。

S7-400系列PLC采用模块化结构，系统通常包括一个机架（CR）、一个电源模块（PS）和一个CPU。它所具有的模块的扩展和配置功能使其能够按照每个不同的需求灵活组合。模块能带电插拔且具有很高的电磁兼容性和抗冲击性、耐振动性，因而能大限度地满足各种工业标准。

1.1.1　S7-400的基本结构

S7-400是具有中性能的PLC，采用模块化无风扇设计，适用于对可靠性要求极高的大型复杂的控制系统。S7-400采用大模块结构，大多数模块的尺寸为25mm（宽）×200mm（高）×210mm（深）。

S7-400由机架、电源模块（PS）、中央处理单元（CPU）、数字量输入/输出（DI/DO）模块、模拟量输入/输出（AI/AO）模块、通信处理器（CP）、功能模块（FM）和接口模块（IM）组成，DI/DO模块和AI/AO模块统称为信号模块（SM）。

机架用来固定模块、提供模块工作电压和实现局部接地，并通过信号总线将不同模块连接在一起。