1、第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统第第2 2章章 西门子西门子S7-200 PLCS7-200 PLC的硬件系统的硬件系统2.1 西门子西门子PLC简介简介2.2 S7-200系统的基本构成系统的基本构成2.3 S7-200 PLC的编程元件及寻址方式的编程元件及寻址方式第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统2.1 西门子西门子PLC简介简介德国的西门子(SIEMENS)公司是欧洲最大的电子和电气设备制造商，是世界上著名的研发和制造PLC的公司。该公司在1973年就研制成功了欧洲第一台PLC。第一代SIMATIC S3系列PLC控制系统于1975年成功投放市场。1979年，微处
2、理器技术被应用到可编程控制器中，产生了SIMATIC S5系列，取代了S3系列，之后在20世纪末又推出了S7系列产品。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统西门子公司的PLC系列产品以其可靠性高，功能强大的优势在我国得到了十分广泛的应用。无论是单机控制还是复杂系统的控制，在各个行业中，都能从西门子系列PLC产品中选到满足生产需求或符合自动控制要求的型号。另外，近年来随着信息技术的迅速发展，西门子公司的PLC产品在功能模板、人机界面、工业网络、软件应用等方面也迅速发展，使PLC控制系统的智能化越来越高，设计和操作越来越简单。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统最新的SIMATIC产
3、品为SIMATIC S7、M7和C7等几大系列。SIMATIC S7-200系列属于小型可编程控制器，发展至今，大致经历了两代。第一代产品的CPU模块为CPU 21X，主机都可进行扩展，它具有四种不同结构配置的CPU单元：CPU212，CPU214，CPU215和CPU216，本书对第一代PLC产品不作具体介绍。第二代产品的CPU模块为CPU22X，是在21世纪初投放市场的，速度快，具有较强的通信能力。它具有四种不同结构配置的CPU单元：CPU221，CPU222，CPU224和CPU226。其中，除CPU221之外，其他都可加扩展模块。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统2.2 S7
4、-200系统的基本构成系统的基本构成西门子S7-200是一款整体结构式小型PLC，具有性能价格比高、功能丰富的特点，可以根据控制规模大小选择主机CPU的型号。主机本身包含一定数量的I/O端口，当主机功能不够用时还可以进行扩展，扩展模块包括数字量扩展模块、模拟量扩展模块、通信模块、网络设备模块、人机界面等。图2-1所示为S7-200的基本构成。S7-200系列PLC主机可以单机运行，也可以连接扩展功能模块后运行，对于复杂系统也可以组成上下位机联网运行。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统图2-1 S7-200的基本构成第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统S7-200的CPU单元包
5、括中央处理器、存储器、集成电源和输入/输出(I/O)点等，它们被封装在一个紧凑的外壳内，如图2-2所示。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统图2-2 S7-200外观示意图第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统图2-2中，顶部端子盖内是电源及输出端子；底部端子盖内是输入端子及直流24V电源；中部右侧前盖内是模式选择开关(RUN/STOP)、模拟调节电位器和扩展I/O接口(PLC主机与输入、输出扩展模块的接口，用于扩展系统，主机与扩展模块之间由导轨固定，并用扩展电缆连接，如图2-3所示)；左侧是运行状态指示灯LED(显示CPU的工作方式、本机I/O的状态、系统错误状态)、存储卡及通
6、信接口(PLC主机实现人机对话、机机对话的通道，实现PLC与上位计算机的连接，以及PLC与PLC、编程器、彩色图形显示器、打印机等外部设备的连接)。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统图2-3 扩展单元安装第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统2.2.1 主机单元主机单元西门子CPU模块为CPU 22X，有四种不同结构配置的CPU单元：CPU221、CPU222、CPU224和CPU226。除CPU221之外，其他都可加扩展模块。图2-4所示为CPU224主机单元外形。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统图2-4 CPU224主机单元外形第2章 西门子S7-200 PLC
7、的硬件系统1.主机简介主机简介(1)CPU221：主机集成6输入/4输出共10点数字量I/O，无I/O扩展能力；具有6KB程序和数据存储空间，4个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出；1个RS485通信/编程口；具有PPI通信协议、MPI通信协议和自由方式通信能力。CPU221适合于小点数控制的微型控制器。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统(2)CPU222：主机集成8输入/6输出共14个数字量I/O点，可连接2个扩展模块；具有6KB程序和数据存储空间，4个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，1个RS485通信/编程口；具有PPI通信
8、协议、MPI通信协议和自由方式通信能力。它非常适合于小点数控制的微型控制器。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统(3)CPU224：主机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点，可连接7个扩展模块，最大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O 点；具有13KB程序和数据存储空间，6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，PID控制器，1个RS485通信/编程口；具有PPI通信协议、MPI通信协议和自由方式通信能力；I/O端子排可很容易地整体拆卸。它是具有较强控制能力的控制器。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统(4)CPU224XP：主机集成
9、14输入/10输出共24个数字量I/O点，2输入/1输出共3个模拟量I/O点，可连接7个扩展模块，最大扩展至168路数字量I/O点或38路模拟量I/O点；具有20KB程序和数据存储空间，6个独立的高速计数器(100kHz)，2个100kHz的高速脉冲输出，2个RS485通信/编程口；具有PPI通信协议、MPI通信协议和自由方式通信能力；新增了多种功能，如内置模拟量I/O，位控特性，自整定PID功能，线性斜坡脉冲指令，诊断LED，数据记录及配方功能等。它是具有模拟量I/O和强大控制能力的新型CPU。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统(5)CPU226：主机集成24输入/16输出共40个
10、数字量I/O 点，可连接7个扩展模块，最大扩展至248路数字量I/O 点或35路模拟量I/O点；具有13KB程序和数据存储空间，6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，PID控制器，2个RS485通信/编程口；具有PPI通信协议、MPI通信协议和自由方式通信能力；I/O端子排可很容易地整体拆卸。CPU226用于有较高要求的控制系统，具有更多的输入/输出点、更强的模块扩展能力、更快的运行速度和更强的内部集成特殊功能，适应于一些复杂的中小型控制系统。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统2.性能指标性能指标S7-200的性能指标主要包括外形、功耗、输入/输出特性、指
11、令系统、执行速度、存储容量等，具体参见表2-1，订货号参见表2-2。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统3.输入输入/输出端子接线输出端子接线数字量输入与直流电源的接线如图2-5所示。图2-5中，1M为输入的公共端，输入信号可以与电源正相接，也可以与电源负相接。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统图2-5 数字量输入与电源之间的接线第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统输出端子和负载电源之间的连接与
12、输出模块的类型有关。图2-6为晶体管类型输出模块端子接线，电源极性只能按图中那样接线，不能更改。图2-7为CPU224XPSi晶体管类型的接线图，输出的为负极，电源极性不能相反。图2-8为继电器类型输出模块端子接线，交直流电源都可以，其电源极性与端子连接时没有要求，采用直流电源时可以正极连接，也可以负极连接。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统 图2-6 晶体管类型输出模块 端子接线 第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统图2-7 CPU224XPSi晶体管类型输出模块端子接线第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统图2-8 继电器类型输出模块端子接线第2章 西门子S7-20
13、0 PLC的硬件系统图2-9为CPU224端子接线图，图2-10为CPU226端子接线图。下面以图2-10为例介绍端子接线情况。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统图2-9 CPU224端子接线图第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统图2-10 CPU226端子接线图第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统2.2.2 扩展模块扩展模块S7-200系列PLC可以连接的扩展模块(除CPU221外)主要有数字量输入/输出(DI/DO)模块、模拟量输入/输出(AI/AO)模块、通信模块和特殊功能模块等4类。扩展单元没有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，
14、不能单独使用。连接时CPU模块放在最左侧，扩展模块用扁平电缆与左侧的模块相连。用户可根据不同的控制需求选用具有不同功能的扩展模块。CPU221不能连接扩展模第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统1.扩展模块扩展模块(DI/DO)数字量扩展模块主要有数字量输入扩展模块EM221、数字量输出扩展模块EM222和数字量输入/输出扩展模块EM223，如表2-3所示。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统数字量输入扩展模块EM221有3种：8点直流数字量24V输入，16点直流数字量24V输入，8点交直流通用输入。直流输入时电源可接24V，交流输入时
15、电源可直接接220V。图2-11(a)所示为8数字量直流输入端子接线图。图中8个数字量输入端子分成2组，1M、2M分别是2组输入点内部电路的公共端，每组需用户提供一个24VDC电源。图2-11(b)所示为16数字量直流输入端子接线图。图2-11(c)所示为8交流量输入模块端子接线图，图中有8个分隔式数字量输入端子，每个输入点都占用2个接线端子，它们各自使用1个独立的交流电源(由用户提供)，这些交流电源的电压等级可以不同。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统图2-11 EM221端子接线图第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统数字量输出扩展模块EM222有5种，即4点直流24V数字
16、量输出，4点继电器输出，8点直流24V数字量输出，8点继电器输出，8点光电隔离晶闸管输出，其接线图如图2-12所示。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统图2-12 EM222端子接线图第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统数字量输入/输出模块EM223有6种，即4点、8点、16点直流数字量24V输入/4点、8点、16点直流数字量24V输出，4点、8点、16点直流数字量24V输入/4点、8点、16点继电器输出，如图2-13所示。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统图2-13 EM223端子接线图第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统图2-13 EM223端子接线图(c
17、)8点直流数字量24V输入/8点直流数字量24V输出数字量端子接线图第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统图2-13 EM223端子接线图(d)8点直流数字量24V输入/8点继电器输出端子接线图第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统图2-13 EM223端子接线图(e)16点直流数字量24V输入/16点直流数字量24V输出数字量端子接线图第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统图2-13 EM223端子接线图(f)16点直流数字量24V输入/16点继电器输出端子接线图第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统2.模拟量扩展模块模拟量扩展模块当被控对象是模拟量时，如温度、压力、
18、流量、液位等，就需要将模拟量采集后通过PLC的模拟量扩展模块将模拟信号转换成数字信号送给PLC，PLC处理后的结果再通过模拟量扩展模块将数字量转换成模拟量送给控制对象。模拟量扩展模块主要有：模拟输入模块EM231、模拟量输出模块EM232和模拟量输入/输出模块EM235。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统1)模拟量扩展模块的地址和技术参数模拟量扩展模块的地址和技术参数PLC主机单元的I/O地址是固定的，进行扩展后扩展模块I/O地址由扩展模块在主机单元右侧的位置决定。模拟量扩展模块是按偶数分配地址。模拟量输入/输出扩展模块的技术参数参见表2-4和表2-5。第2章 西门子S7-200 P
19、LC的硬件系统第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统2)模拟量输入模块模拟量输入模块模拟输入模块EM231有3种类型：4点12位模拟量输入，输入量程可以是电流420mA、电压05V、010V、5V、10V等；2点12位热电阻输入，4点12位热电偶输入。(1)模拟量输入模块数据格式。模拟量输入模块的输入信号经模数(A/D)转换后的数字量数据值是12位二进制数。数据值的12位在CPU中的存放格式如图2-14所示。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统图2-14 模拟量输入数据格式第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统(2)EM231模拟
20、量输入模块。EM231端子接线图如图2-15所示，上部输入端子共有12个，每3个点为一组，共4组。每组可作为一路模拟量的输入通道(电压信号或电流信号)，电压信号用两个端子(A+、A-)，电流信号用3个端子(RC，C+，C-)，其中RC与C+端子短接。未用的输入通道应短接(B+、B-)。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统图2-15 EM231端子接线图第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统(3)EM231热电偶输入模块。EM231热电偶模块提供了7种连接和使用方便且带隔离的热电偶接口，可接热电偶类型有J、K、E、N、S、T和R。它可以使S7-200能连接低电平模拟信号，测量范围为
21、80mV。所有连接到该模块的热电偶都必须是同一类型的。热电偶输入模块接线如图2-16所示。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统图2-16 热电偶输入端子接线图第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统(4)EM231热电阻输入模块。EM231热电阻模块为S7-200连接各种型号的热电阻提供了接口，它允许S7-200测量三个不同的电阻范围，连接的热电阻有4种类型(Pt、Cu、Ni、和电阻)，但连接到模块的热电阻必须是相同的类型。为了达到最大的测量精度和重复性，西门子公司建议，S7-200 RTD模块要安装在环境温度稳定的地方。热电阻输入模块接线如图2-17所示。EM231热电阻模块使用
22、DIP开关，可以选择热电阻的类型、接线方式、温度测量范围。DIP开关位于模块底部，如图2-17所示。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统图2-17 热电阻输入模块接线图第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统3)模拟量输出模块模拟输出模块EM232是2点12位模拟量输出，输出电压为010V，电流为020mA。模拟量输出模块数据格式如图2-18所示，端子接线图如图2-19所示。图2-18 模拟量输出数据格式第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统图2-19 EM232端子接线图第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统4)模拟量输入模拟量输入/输出模块输出模块模拟输入/模拟量输
23、出EM235有4点模拟输入，1点模拟量输出。输入电压量程为01V、05V、010V、0500mV、0100mV、050mV、25mV、50mV、100mV、500mV、1V、2.5V、5V、10V等，输入电流量程为020mA。模拟量输出电压010V，电流020mA。图2-20所示为EM235结构示意图，图2-21为EM235端子接线图。EM235的DIP设置开关作用是选择模拟量量程和精度。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统图2-20 EM235结构示意图第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统图2-21 EM235端子接线图第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统3.其他特殊
24、功能模块其他特殊功能模块(1)调制解调器EM241模块。(2)PROFIBUS-DP EM277模块。(3)工业以太网模块CP243-1。(4)位置控制模块EM253。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统2.3 S7-200 PLC的编程元件及寻址方式的编程元件及寻址方式2.3.1 编程元件编程元件编程元件是从编程的角度对存储区进行表述，PLC中编程元件沿用了传统继电接触控制系统中继电器的称谓，并根据其功能分成输入继电器(输入映像)I、输出继电器(输出映像)Q、中间继电器M、定时器T、计数器C、局部数据L和累加器AC等，其中S7-200 PLC还有全局变量存储器V、特殊中间继电器SM、
25、模拟量输入输出AWI与AWQ。虽然编程元件的称谓是继电器，编程应用时比较直观，但实质上它们是PLC存储区中的存储单元，是一种“软”器件。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统1.输入继电器输入继电器(I)每个输入继电器对应PLC输入映像寄存器的一位，也对应一个输入端子，用来接收开关量信号。图2-22所示第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统图2-22 输入继电器等效示意图第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统2.输出继电器输出继电器(Q)每个输出继电器对应PLC输出映像寄存器的一位，也对应一个输出端子，用来把PLC程序的执行结果送到输出端，来达到控制外部负载的目的。图2-23
26、为输出继电器等效示意图，图中输出继电器Q0.0的线圈受程序执行结果的驱动，当Q0.0线圈带电，其常开触点闭合，常闭触点打开，这些触点不能驱动外部负载，只能在程序中使用，使用次数没有限制。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统图2-23 输出继电器等效示意图第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统3.通用辅助继电器通用辅助继电器(M)通用辅助继电器(中间继电器)又称内部位存储器，相当于继电接触控制系统中的中间继电器。通用辅助继电器的线圈的通断电只能根据程序指令执行结果来决定，线圈带电后，其触点动作，触点有无数对可以使用，但其触点不能驱动外部负载。通用辅助继电器与PLC位存储区中的寄存器
27、对应，一般按“字节.位”的编址方式来读取继电器的状态，但也能以字节、字、双字为单位使用。中间继电器在程序中常常作为中间变量，也可以定义或组态为标志位。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统4.特殊辅助继电器特殊辅助继电器(SM)特殊辅助继电器是具有特殊功能或用来存储系统的状态变量和有关控制信息的辅助继电器，特殊辅助继电器能以位、字节、字或双字来存取，常用的特殊存储器的用途如下。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统5.定时器定时器(T)定时器类似于继电
28、器接触控制系统中的时间继电器，但它的精度更高，定时精度(时基增量)分为1ms、10ms和100ms三种。定时器的类型有接通延时、断开延时和保持型通电延时等，每个定时器可提供无数对常开和常闭触点供编程使用。与定时器相关的有两个变量，一个是定时器的位，一个是定时器的当前值(长度为字)。定时器在工作前需要提前输入设定值，工作时当前值从0按照一定的时间单位增加，当当前值达到设定值时，定时器的位被置“1”，定时器的触点动作。定时器的当前值和位是通过定时器号(地址)来进行存取的，如图2-24所示。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统图2-24 定时器第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统6.
29、计数器计数器(C)计数器用来对脉冲进行计数，计数脉冲的有效沿是脉冲的上升沿，计数的方式有加计数、减计数和加/减计数3种方式，每个计数器也可提供无数对常开和常闭触点供编程使用。和定时器一样，与计数器相关的有两个变量，一个是计数器的位，一个是计数器的当前值(长度为字)。计数器在工作前需要提前输入设定值，工作时当前值从0按照脉冲上升沿的个数进行累计，当当前值达到设定值时，定时器的位被置“1”，计数器的触点动作。计数器的当前值和位是通过计数器号(地址)来进行存取的，如图2-25所示。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统图2-25 计数器第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统7.全局变量存
30、储器全局变量存储器(V)全局变量存储器是S7-200独有的存储空间，经常用来保存逻辑操作的中间结果。所有的V存储区域都是断电保持的。有时会用V区的部分空间存放一些系统参数，这时用户程序就不能再访问那些空间。在V区还可以创建数据块DB。数据块DB是用户自定义的变量，存放程序数据信息，可分为共享数据块DB(可被所有逻辑块公用)或背景数据块DI(被功能块特定占用)。可以按位、字节、字、双字来存取V存储器。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统8.局部变量存储器局部变量存储器(L)局部变量存储器是在块或子程序运行时使用的临时变量。局部变量使用前需要在块或子程序的变量声明表中声明。局部变量为块或子
31、程序提供传送参数和存放中间结果的临时存储空间。块或子程序执行结束后，局部数据存储空间将可以重新分配，用于作为其他块或子程序的临时变量。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统9.顺序控制继电器顺序控制继电器(S)顺序控制继电器是使用步进顺序控制指令编程时的重要状态元件，通常与步进指令一起使用以实现顺序功能流程图的编程。顺序控制继电器一般按“字节.位”的编址方式来读取继电器的状态，也可以按字节、字或双字来存取。顺序控制继电器的地址编号范围为S0.0S31.7。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统10.累加器累加器(AC)累加器是程序运行中重要的寄存器，用它可把参数传给子程序或任何带参
32、数的指令和指令块，以及用来存储计算的中间值。此外，PLC在响应外部或内部的中断请求而调用中断服务程序时，累加器中的数据是不会丢失的，即PLC会将其中的内容压入堆栈。但应注意，不能利用累加器进行主程序和中断服务子程序之间的参数传递。CPU提供了4个32位累加器(AC0、AC1、AC2、AC3)，可以按字节、字或双字来存取累加器中的数值。按字节、字来存取累加器只能使用存于存储器中数据的低8位或低16位，按双字来存取累加器可以使用全部32位，存取数据的长度由所用指令决定。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统11.高速计数器高速计数器(HC)高速计数器与一般计数器不同，一般计数器的计数频率受扫
33、描周期的影响，不能太高，而高速计数器可用来累计比CPU 的扫描速度更快的频率。高速计数器的当前值是一个双字长(32位)的整数，且为只读值。高速计数器的地址编号范围根据CPU的型号有所不同，CPU221/222各有4个高速计数器，CPU224/226各有6个高速计数器，编号为HC0HC5。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统12.模拟量输入寄存器模拟量输入寄存器(AI)/模拟量输出模拟量输出(AQ)S7-200将实际系统中的模拟量输入值(如温度或电压)转换成1个字长(16位)的数字量，存入模拟量输入映像寄存器区域。可以用区域标识符(AI)、及数据长度(W)及字节的起始地址来存取这些值。在
34、PLC内的数字量字长为16位，即两个字节，由于模拟输入量为1个字长，所以必须用偶数字节地址(如AIW0、AIW2、AIW4)来存取这些值，模拟量输入值为只读数据。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统S7-200内部可编程元件的点数如表2-7所示。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统2.3.2 寻址方式寻址方式1.数据类型及数据范围数据类型及数据范围S7-200支持的数据类型主要有布尔型、字节型、字型、双字型、整型、双整型和实数型等几种。1)布尔型(BOOL)布尔型数据也称为位数据(bit，b)，数据范围只有两个值：0或1。例如，I0.
35、0、Q0.1、M0.0、V0.1等都代表位数据，它们的状态只有0和1两种。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统2)字节型(Byte)一个字节(Byte，B)等于8位(bit)，其中0位为最低位，7位为最高位，如IB0(包括I0.0I0.7位)、QB0(包括Q0.0Q0.7位)、MB0、VB0等。数据范围为00FF(十进制的0255)。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统3)字型(Word)相邻的两字节(Byte)组成一个字(Word，W)，来表示一个无符号数，字长为16位。例如，MW0是由MB0和MB1组成的，其中M是存储区域标识符，W表示字，0是字的起始字节。需要注意的是，字
36、的起始字节(如上例中的“0”)一般是偶数。字的数据范围为十六进制的0000FFFF(即十进制的065536)。在编程时要注意，如果已经用了MW0，如再用M0.0等数据要特别注意它们的关系。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统4)双字型(Double Word)相邻的两个字(Word)组成一个双字(Double Word，DW)，来表示一个无符号数，双字长为32位。如：MD100是由MW100和MW102组成的，其中M是区域标识符，D表示双字，100是双字的起始字节。需要注意的是，双字的起始字节(如上例中的“100”)和字一样，一般是偶数。双字的范围为十六进制的0FFFFFFFF(即十进
37、制的04294967295)。在编程时，如果已经用了MD100，如再用MW100或MW102要特别加以注意。字节、字、双字的格式如图2-26所示。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统图2-26 字节、字、双字的格式第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统5)16位整数型(Integer，INT)整型数据为有符号数，最高位为符号位，1表示负数，0表示正数。数据范围为-3276832767。6)32位整数型(Double Integer，DINT)32位整数型和16位整数型数据一样，为有符号数，最高位为符号位，1表示负数，0表示正数。数据范围为-21474836482147483647
38、。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统7)浮点数型(Real，R)浮点数型也称为实数型，是一个32位数据，可以用来表示小数。可以表示为1.m2E，标准格式的浮点数的最高位为符号位，指数e=E+127为8位正整数。第022位是尾数的小数部分m，第2330位是指数部分e。在编程软件中，用小数表示浮点数，浮点数的精度相当于7位十进制数。浮点数格式如图2-27所示。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统图2-27 浮点数格式第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统2.常数常数S7-200的许多指令中常会使用常数。常数的数据长度可以是字节、字或双字。CPU以二进制的形式存储常数，书写常
39、数可以用二进制、十进制、十六进制、ASCII码或实数等多种形式。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统3.编址方式编址方式PLC访问编程元件时，实质上是访问存储器中的某个存储单元，S7-200中每个编程元件都有一个固定的存储单元与之对应，存储单元的地址编号是固定的，存储单元的编址方式一般为：区域标志符.数据类型.字节号.位号。4.寻址方式寻址方式S7-200中寻址是指找到数据存放的存储单元的地址，根据存取方式一般分为直接寻址和间接寻址。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统1)直接寻址直接寻址直接给出数据存储器和数据对象的区域符(I、Q、M、V、T、C等)及器件的序号对数据进行访问
40、的方式称为数据的直接寻址，即在程序中直接使用编程元件的名称和地址，根据变量名直接获取数据。S7-200中编程元件的信息存取大多都是直接寻址，根据编程元件的编制方式不同，直接寻址中又可分为位寻址、字节寻址、字寻址和双字寻址等，如图2-28所示。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统图2-28 不同位数的数据寻址方式第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统2)间接寻址间接寻址寻址时不是直接使用编程元件名称和地址，而是在指令中给出地址指针，通过地址指针间接地访问想要访问的数据存储器或者数据对象区，这就是间接寻址。间接寻址方式可寻址的区域有：输入映像存储区I、输出映像存储区Q、辅助继电器区M
41、、全局变量存储区V、定时器区(当前值)T、计数器区(当前值)C和数据块D，对独立的位值和模拟量数据不能进行间接寻址。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统间接寻址的过程如下所述。(1)建立指针。为了生成指针，必须使用双字传送指令(MOVD)，将存储器某个位置的地址移入另一存储器或累加器作为指针。在S7-200中指令的输入操作数必须使用“&”符号表示某一位值的地址，而不是它的值，把从指针处取出的数值传送到指令输出操作数标识的位置。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统(2)使用指针来存取数据。在操作数前面加“*”号来表示该操作数为一个指针。如图2-29所示，AC1为一个字长的指针，存
42、放VW200的起始地址。AC1作为指针指向的数据，取出后存放在AC0中。图2-29 使用指针间接寻址第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统(3)修改指针。进行连续数据的存取时，可以改变指针的值，方便地存取相邻的数据。由于指针为32位的值，所以使用双字指令来修改指针值。简单的数学运算指令，如加法或自增指令，可用于修改指针值。修改指针时要注意调整存取的数据的长度：当存取字节时，指针值最少加1；当存取一个字、定时器或计数器的当前值时，指针值最少加2；当存取双字时，指针值最少加4，如图2-30所示。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统图2-30 修改指针间接寻址第2章 西门子S7-200
43、 PLC的硬件系统2.3.3 扩展模块的寻址扩展模块的寻址1.输入输入/输出接点的扩展规则输出接点的扩展规则(1)基本模块所连接的扩展模块数量不能超过其所允许连接的扩展模块数。(2)连接的所有扩展模块消耗的总电流不能超过基本模块在直流5V下提供的最大扩展电流。(3)扩展后总的输入/输出接点数不能超出基本模块输入/输出映像寄存器的寻址范围。输入/输出模块按照安装的顺序进行顺序编址。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统(4)数字量输入/输出模块必须按照字节进行编址，即按8点来分配地址。(5)模拟量输入/输出模块则按照字进行编址，以2点或2个通道(2个字)递增方式来分配空间，本模块中未使用的
44、通道地址不能被后续的同类模块继续使用，后续的地址排序必须从新的2个字以后的地址开始。表2-8为S7-200 CPU22X系列PLC主机单元能扩展的模块数量和扩展点数。主机电源提供的最大电流和扩展模块电流消耗参见表2-9(DC 5V电源为主机和扩展模块提供工作电源，扩展模块通过总线连接器与主机相连获取所需的工作电源)。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统2.S7-200输入输入/输出接点扩展实例输出接点扩展实例某控制系统基本单元模块采用CPU224，系统所需的输入输出点数各为：数字量输入24点、数字量输出20点、模拟量输入6点、模拟量输出2点，选择合适的扩展模块，写出各模块的输入/输出地址分配表。本系统可有多种不同模块的选取组合，如果按照图2-31所示进行扩展模块配置和连接，则系统输入/输出地址分配表见表2-10。第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统图2-31 扩展模块位置第2章 西门子S7-200 PLC的硬件系统
