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                              上海庆惜自动化设备有限公司

                                              说明简介

CPU226后面较多可以扩展多少个模块？

　　CPU226可扩展 7 个模块。智能扩展模块连接个数有限制。

　　2、扩展的这些模块是不是必须要按着一定的顺序排列安装呢？

　　不是的。顺序任意。但是，智能扩展模块连接个数有限制。

　　S7-200的较大I/O能力取决于以下几个因素，这些因素之间互相影响、制约，必须综合考虑：CPU 的输入/输出过程变量映像区大小：128 DI/128 DO；16 AI/16 AO（CPU 221/222）；

　　32 AI/32 AO（CPU 224 以上） CPU本体的I/O点数：CPU221（6DI/4DO）；CPU222

　　（8DI/6DO）；CPU224/CPU224 XP（14DI/10DO）；CPU226（24DI/16D） CPU带扩展模块的

　　数目 CPU的5VDC电源是否满足所有扩展模块的需要 CPU所带智能模块对I/O地址的占用

　　所以，如果你的扩展模块是8个，那么是不可以的。只有一个办法：那就是两个CPU控制。一个CPU带一部分模块，一个CPU做主站，一个CPU做从站，从站仅仅就是采集数据和输出，控制程序全部在主站。主站和从站通过PPI通讯。以前我做过这样的方案。

1,CPU224输入端虽然只到I1.5，但实际占用的地址到I1.7，也就是有2个是用不到的。后面的模块必须从I2.0开始。输出也是一样。

2,数字量I/O,8个位为一组，也就是一个字节。所以4入的模块也占8位地址。也就是说*二个EM223是I3.0开始。

3,模拟量I/O，必须2个地址递增，如果模块只有一个口，地址分配因该空一个。

1.每个IM153-1较大可以连接8个模块，IM153-2较大连接12个模块。该CPU较多连接8个153从站。

2.CPU模块连接数量由CPU较大输入输出地址决定，输入输出各位2KB，如果仅连接数字量通道数量为16256，模拟量通道为1015。因为1个模拟量通道=16个数字量通道

用PLC200的模拟量输出模块EM235控制比例阀，输出4~20mA。如果是PLC300的话就选模拟量输出的模块。原理是一样的。

PLC200模拟量输出模块控制：数字量0-32000对应0-20mA（模拟量模块可设置），你给目标地址19200，那么模块的对应的物理地址就会输出12毫安的电流，这样就控制比例阀打开一半。

PLC300的话是一样的。当然了，你也可以自己编写程序，也可以借用程序块

输入数值选择通讯协议：输入数值1将端口0*给Modbus协议并启用协议；用PPI下程序的时候需要将其改为0或者直接屏蔽掉。

"addr=4"表示从站地址为4，你可以根据你自己的设置，在上位机读写的时候按modbus格式读写记得是这个地址。参数将地址设为1和247之间(包括1和247)的数值。

"baud=19200"波特率设为1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600或115200。一般设置9600或者19200。

“parity=0”为无校验。0-无奇偶校验  1-奇数校验  2-偶数校验

“delay=10”表示通讯延时时间为10ms，如果10ms通讯不上表示通讯**时。可以自己根据需要设置。

“MaxIQ=128”--建议使用的MaxIQ数值是128，该数值可在S7-200中存取所有的I和Q点。

“MaxAI”--根据你的西门子PLC的型号填写对应值。

0用于CPU 221

16用于CPU 222

32用于CPU 224、224XP、226和226XM，我们用的是CPU224，所以写的是32，表示可以允许存取所有的S7-200模拟输入

“MaxHold=1000”表示允许主设备存取2000个字节的V存储器，将MaxHold设为1000个字的数值(保持寄存器)

“HoldStart”参数是V存储器中保持寄存器的起始地址。该数值一般被设为VB0，因此HoldStart参数被设为&VB0 (VB0地址)。那么从V0~V1999都可被主站读取和写入。

MBUS_SLAVE指令被用于为Modbus主设备发出的请求服务，并且必须在每次扫描时执行，以便允许该指令检查和回答Modbus请求。所以你只要让它保持常通状态

224xp 集成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，较大扩展至168路数字量I/O点或 38路模拟量I/O点。

22K字节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通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。

编辑本段适用范围

　　----S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。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。应用领域较为广泛，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，运动系统。

　　---- S7-200系列PLC可提供4个不同的基本型号的8种CPU供您使用。

编辑本段CPU单元设计

　　集成的24V负载电源：可直接连接到传感器和变送器（执行器），CPU 221，222具有180mA输出， CPU 224，CPU 224XP，CPU 226分别输出280，400mA。可用作负载电源。

　　不同的设备类型。

　　CPU 221~226各有2种类型CPU，具有不同的电源电压和控制电压。

　　本机数字量输入/输出点。

　　CPU 221具有6个输入点和4个输出点，CPU 222具有8个输入点和6个输出点，CPU 224具有14个输入点和10个输出点，CPU 224XP具有14个输入点和10个输出点，CPU 226具有24个输入点和16个输出点。

　　本机模拟量输入/输出点。

　　CPU 224XP具有2个输入点，1个输出点。

　　中断输入。

　　允许以较快的速度对过程信号的上升沿作出响应。

　　高速计数器。

　　CPU 221/222

　　4个高速计数器（30KHz），可编程并具有复位输入，2个独立的输入端可同时作加、减计数，可连接两个相位差为90°的A/B相增量编码器。

　　CPU224/224XP/226。

　　6个高速计数器（30KHz），具有CPU221/222相同的功能。

　　CPU 222/224/224XP/226。

　　可方便地用数字量和模拟量扩展模块进行扩展。可使用仿真器（选件）对本机输入信号进行仿真，用于调试用户程序。

编辑本段模拟电位器

　　CPU221/222 1个。

　　CPU224/224XP/226 2个。

　　CPU221/222/224/224XP/226还具有。

脉冲输出

　　2路高频率脉冲输出（较大20KHz），用于控制步进电机或伺服电机实现定位任务。

实时时钟

　　例如为信息加注时间标记，记录机器运行时间或对过程进行时间控制。

　　EEPROM存储器模块（选件）

　　可作为修改与拷贝程序的快速工具（*编程器），并可进行辅助软件归档工作。

电池模块

　　用于长时间数据后备。用户数据（如标志位状态，数据块，定时器，计数器）可通过内部的**级电容存贮大约5天。选用电池模块能延长存贮时间到200天（10年寿命）。电池模块插在存储器模块的卡槽中。

编程：CPU 221/222/224/224XP/226

　　STEP 7-Micro/WIN32 V3.1编程软件可以对所有的CPU 221/222/224/224XP/226功能进行编程。同时也可以使用STEP 7-Micro/WIN16 V2.1软件包，但是它只支持对S7-21x同样具有的功能进行编程。

　　STEP 7-Micro/DOS不能对CPU 221/222/224/224XP/226编程。如果使用PG/PC的串口编程，则需要使用PC/PPI电缆。

　　如果使用STEP 7-Micro/WIN32 V3.1编程软件，则也可以通过SIMATIC CP 5511或CP 5611编程。在这种情况下，通讯速率可高达187.5kbit/s。

　　可以利用PC/PPI 电缆和自由口通讯功能把 S7-200 CPU 连接到许多和RS-232标准兼容的设备。

有两种不同型号的 PC/PPI 电缆：

　　带有RS-232口的隔离型 PC/PPI 电缆，用5个DIP开关设置波特率和其它配置项 （见下图）。

　　带有RS-232口的非隔离型 PC/PPI 电缆，用4个DIP开关设置波特率。 有关非隔离型PC/PPI电缆的技术规范，请参阅S7-200 可编程控制器系统手册。

　　当数据从RS-232传送到RS-485口时，PC/PPI 电缆是发送模式。当数据从RS-485传送到RS-232口时，PC/PPI 电缆是接收模式。当检测到RS-232的发送线有字符时，电缆立即从接收模式转换到发送模式。当RS-232发送线处于闲置的时间**过电缆切换时间时，电缆又切换到接收模式。这个时间与电缆上的DIP开关设定的波特率选择有关。

编辑本段各型号的优点

　　CPU 221

　　本机集成6输入/4输出共10个数字量I/O点。无I/O扩展能力。6K字节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通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。非常适合于小点数控制的微型控制器。

　　CPU 222

　　本机集成8输入/6输出共14个数字量I/O点。可连接2个扩展模块。6K字节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通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。非常适合于小点数控制的微型控制器。

　　CPU 224

　　本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点。可连接7个扩展模块，较大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O 点。13K字节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，具有PID控制器。1个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很*地整体拆卸。是具有较强控制能力的控制器。

　　CPU 224XP

　　本机集成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，较大扩展值至168路数字量I/O点或38路模拟量I/O点。20K字节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通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。本机还新增多种功能，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。是具有模拟量I/O和强大控制能力的新型CPU。　　

CPU 226 本机集成24输入/16输出共40个数字量I/O 点。可连接7个扩展模块，较大扩展至248路数字量I/O 点或35路模拟量I/O 点。13K字节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，具有PID控制器。2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很*地整体拆卸。用于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，更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。可完全适应于一些复杂的中小型控制系统。 SIMATIC S7-300是模块化小型PLC系统，大范围的各种功能模块可以非常好地满足和适应自动控制任务，各种单独的模块之间也可进行广泛组合以用于扩展。由于S7-300简单实用的分散式结构和多界面网络能力，使得应用十分灵活。特点如下：

　　方便用户和简易的无风扇设计

　　当控制任务增加时，可自由扩展;

　　由于大范围的集成功能使得它功能非常强劲;

SIMATIC S7-300

是模块化小型PLC系统，大范围的各种功能模块可以非常好地满足和适应自动控制任务，各种单独的模块之间也可进行广泛组合以用于扩展。由于S7-300简单实用的分散式结构和多界面网络能力，使得应用十分灵活。特点如下：

　　方便用户和简易的无风扇设计

　　当控制任务增加时，可自由扩展;

　　由于大范围的集成功能使得它功能非常强劲;

　　S7-300可编程序控制器是模块化结构设计;

　　各种单独的模块之间可进行广泛组合以用于扩展;

　　系统组成：*处理单元(CPU)各种CPU有各种不同的性能;

　　信号模块(SM)用于数字量和模拟量输入/输出;

　　通讯处理器(CP)用于连接网络和点对点连接;

　　功能模块(FM)用于高速计数，定位操作(开环或闭环控制)和闭环控制;

　　SIMATIC M7自动化计算机AT-兼容的计算机用于解决对时间要求非常高的技术问题。它既可作为CPU，也可以作为功能模块使用;

　　S7-300适用于通用领域：

　　高电磁兼容性和强抗振动，冲击性，使其具有较高的工业环境适应性。

    德国西门子公司是世界上较早研制和生产PLC产品的主要厂家之一，其产品具有多种型号，以适应各种不同的应用场合，有适合于起重机械或各种气候条件的坚固型，也有适用于狭小空间具有高处理性能的密集型，有的运行速度较快且具有优异的扩展能力。它包括从简单的小型控制器到具有过程计算机功能的大型控制器，可以配置各种I/O模块、编程器、过程通信和显示部件等。西门子公司的PLC发展到现在已有很多系列产品，如S5、S7、C7、M7系列等，本书主要以S7-300/400系列为例讲解PLC的理论和应用。

    S7系列PLC是在S5系列基础上研制出来的，它由S7-200、S7-300/400 PLC组成。

    1．S7-200 PLC

    微型S7-200 PLC结构紧凑、价格低廉，适用于小型的自动化控制系统。其指令处理时间短，减少了循环时间，高速计数器使其可应用于更广泛的领域，高速中断处理能分别响应各种过程事件；对性能的扩展提供了模块化的扩展能力，用于控制步进电动机的脉冲输出，同样可用于脉宽调制，为快速方便地解决较复杂问题提供高效的指令集。此外，附加性能有：点对点接口( PPI)支持编程；操作员接口与串行设备接口；用户界面友好的STEP 7Micro/DOS软件和高效的编程器简化了编程；三级口令用于保护用户程序；TD200和COROS操作员面板提供了简单的人机接口功能。

    2．S7-300 PLC

    模块化S7-300 PLC适用于快速的过程处理或对数据处理能力有特别要求的中小型自动化控制系统。它具有高速的计算能力、完整的指令集、多点接口( MPI)和通过SINEC LAN进行联网的能力；它内置多种功能，具有综合诊断能力，它推出的口令保护，简便的连接系统和无限的插入模块组态，使系统组态处理更加方便；由于其快速的指令处理速度，大大缩短了系统循环时间；同时高性能模块和多种CPU为各种各样的需求提供了合适的解决方案；模块扩展能力较多可增加到3个扩展基架(ER)，较高的安装密度，背板总线安装在每个模块中，预先接线系统（TOP接线），减少了所需空间和费用，同时为连接SIMATIC系列各种部件提供了接口，它具有对用户友好的Windows STEP 7 Mini编程软件和功能强大的编程器。

    3．S7-400 PLC

    较具通信能力的S7-400 PLC适于大、中型自动控制系统，它指令执行时间较短；在恶劣、不稳定的工业环境下，坚固、全部密封的模板依然可正常工作；无风扇操作降低了安装的费用；在操作运行过程中模板可插拔；分布式的内部总线允许在CPU与*I/O间进行非常快的通信(P总线与I]O模板间进行数据交换，C总线可将大量数据传送到功能模块和通信模块)；一些CPU装备了内置的SINEC L2 DP接口，保证了对分布式I/O进行快速数据交换，其强大的通信模块允许点对点通信，以及用SINEC L2和SINEC Hl总线系统进行通信。

 1．控制要求

    两种液体的混合装置简图如图11-26所示。

    (1)初始状态容器是空的，电磁阀F1、F2和F3，搅拌电机M，液面传感器L1、L2和L3，加热器H和温度传感器T均为OFF。

两种液体的混合装置简图

    图11-26    两种液体的混合装置简图

    (2)物料自动混合控制  按下启动按钮，开始下列操作。

    1)电磁阀F1开启，开始注入物料A，**度L2（此时L2、L3均为ON）时，关闭阀F1，同时开启电磁阀F2，注入物料B，当液面上升至L1时，关闭阀F2。

    2)停止注入物料B后，起动搅拌电机M，使A、B两种物料混合10s。

    3) 10s后停止搅拌，开启电磁阀F3，放出混合物料，当液面高度降至L3后，再经5s后关闭阀F3。

    (3)停止操作按下停止按钮，在当前过程完成以后（物料全部排出），再停止操作，回到初始状态。

    2．方案选择及地址分配

    (1)方案选择  由于系统的输入/输出点较少(71/90)，且控制任务比较简单只涉及到延时控制，所以选用S7-200的CPU224( 141/100)完成控制，既可采用基本指令也可采用步进指令，但由于步进指令程序较长，本文只给出采用基本指令编写的控制程序。

    (2)编程元件的地址分配输入/输出地址分配及接线如图11-27所示。

两种液体的混合控制PLC I/O接线图

    图11-27    两种液体的混合控制PLC I/O接线图

    物料自动混合装置中电磁阀的动作，既受手动控制，又受液面传感器输入信号的控制，如果物料混合需要加热，按动按钮SB2，启动加热器H开始加热。当温度达到规定要求时，温度传感器T动作（D4指示），加热器H停止加热。液面位置由D1、D2和D3指示。

    3．程序设计

    采用基本逻辑指令设计的物料自动混合控制的梯形图如图11-28所示。

    数控系统内部处理的信息大致可分为两大类：一是控制坐标轴运动的连续数字信息，这种信息主要由CNC系统本身去完成；另一类是控制刀具更换、主轴起停、换向变速、零件装卸、切削液的开停和控制面板、机床面板的输入输出处理等离散信息，这些信息一般用PLC来实现。PLC在CNC系统中是介于CNC装置与机床之间的中间环节。它根据输入的离散信息，在内部进行逻辑运算并完成输出功能。

    1．数控机床中PLC的分类

    通常的PLC是一个独立的控制装置，由CPU、存储器、电源、I/O接口等构成独立的控制系统。从数控机床应用的角度分，可编程序控制器可分为两类：一类是CNC的生产厂家将数控装置( CNC)和PLC综合起来而设计的内装型PLC。内装型PLC从属于CNC装置，PLC与CNC装置之间的信号传送在CNC装置内部即可实现。PLC与数控机床之间则通过CNC输入/输出接口电路实现信号传送，如图6-1所示。另一类是专业的PLC生产厂家的产品，称为独立型PLC。独立型PLC独立于CNC装置，具有完备的硬件结构和软件功能，能够独立完成规定的控制任务，性能价格比不如内装型PLC。采用独立型PLC的数控系统框图如图6-2所示。很多数控系统采用独立的PLC作为逻辑控制器。西门子3系统就是采用独立的PLC，FANUC系统就是采用内装型PLC，与数控装置共用一个CPU，也称内嵌式PLC。

内装型PLC的CNC系统框图

    图6-1    内装型PLC的CNC系统框图

    2．CNC、PLC、机床之间的信号

    在数控机床上用PLC代替传统的机床强电顺序控制的继电器逻辑控制，利用逻辑运算实现各种开关量控制。PLC在数控装置和机床之间进行信号的传送和处理，即可以把数控装簧对机床的控制信号，通过PLC去控制机床动作：也可把机床的状态信号送还给数控装置，便于数控装置进行机床自动控制。

独立型PLC的CNC系统框图

    图6-2    独立型PLC的CNC系统框图

    (1) CNC侧与MT侧的概念

    在讨论数控机床的PLC时，常以PLC为界把数控机床分为CNC侧和MT侧两大部分。CNC侧包括CNC系统的硬件、软件以及CNC系统的外部设备。MT侧则包括机床的机械部分、液压、气压、冷却、润滑、排屑等辅助装置，以及机床操作面板、继电器电路、机床强电电路等。MT侧顺序控制的较终对象的数量随数控机床的类型、结构、辅助装置等的不同而有很大的差别。机床结构越复杂，辅助装置越多，受控对象数量就越多。相比而言，柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)的受控对象数量多，而数控车床、数控铣床的受控对象数量较少。

    (2) PLC、CNC、机床间的信息交换

    对于不同数控系统，所交换的信息内容、数量各有区别，但基本思路和作用是一样的。对于不带PLC的数控系统产品，其信息交换主要以开关量为主，并通过CNC与PLC之间的硬件I/O连接来实现。对于内装PLC的数控系统产品，不仅可通过开关量交换信息，而且可以通过内部寄存器、内部标志位等交换信息，而且在CNC与PLC之间*硬件I/O连接，数据处理能力强，可靠性高。

    数控系统中PLC的信息交换，是以PLC为中心，在CNC、PLC和机床之间的信息传递。PLC与CNC之间交换的信息分两个方向进行，其中由CNC发给PLC的信息主要包括各种功能代码M、S、T的信息、手动/自动方式信息、各种使能信息等。而由PLC发给CNC的信息主要包括M、S、T功能的应答信息和各坐标轴对应的机床参考点信息等。

    同样，PLC与机床之间交换的信息也分为两部分。例如机床的起动/停止，主轴正转/反转/停止、机械变速选择、切削液的开/关、倍率选择、各坐标轴点动和刀架、卡盘的夹紧/松开等信号，以及上述各部件的限位开关等保护装置、主轴伺服状态监视信号和伺服系统运行准备等信号。

    FANUC系统是内装型PLC。由于PLC在数控系统中的特殊作用，FANUC系统将PLC称为PMC，其编程方法详见本章*二节。西门子数控系统大多数采用独立型PLC，PLC用西门子S7系列，编程用STEP软件，其编程方法可参照其他文章，这里不再赘述。掌握PLC的编程方法是利用PLC进行故障诊断和维修的前提条件。