1、S7-200的基本結(jié)構(gòu)
西門子S7-200系列屬于整體式小型PLC，用于代替繼電器的簡(jiǎn)單控制場(chǎng)合，也可以用于復(fù)雜的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。
整體式PLC將CPU模塊、I/O模塊和電源裝在一個(gè)箱型機(jī)殼內(nèi)，S7-200稱為CPU模塊。圖1中的前蓋下面有RUN/STOP開關(guān)、模擬量電位器和擴(kuò)展I/O連接器。S7-200系列PLC提供多種具有不同I/O點(diǎn)數(shù)的CPU模塊和數(shù)字量、模擬量I.O擴(kuò)展模塊供用戶選用，CPU模塊和擴(kuò)展模塊用扁平電纜連接。
整體PLC還配備許多專用的特殊功能模塊，例如模擬量輸入/輸出模塊、熱電偶、熱電阻模塊、通信模塊等，使PLC功能得到擴(kuò)展。
2、S7-200的CPU模塊
S7-200有5種CPU模塊，CPU221無擴(kuò)展功能，適于做小點(diǎn)數(shù)的微型控制器；CPU222有擴(kuò)展功能；CPU224是具有較強(qiáng)控制功能的控制器；CPU226和CPU226 XM適用于復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)。
S7-200系列PLC不同型號(hào)CPU的技術(shù)參數(shù)如表1所示
S7-200有傳送、比較、移位、循環(huán)、求補(bǔ)碼、調(diào)用子程序、脈沖寬度調(diào)制、脈沖序列輸出、跳轉(zhuǎn)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、算數(shù)運(yùn)算、字邏輯運(yùn)算、浮點(diǎn)運(yùn)算、開平方、三角函數(shù)和PID控制指令等，采用主程序、最多8級(jí)子程序和中斷程序的程序結(jié)構(gòu)，用戶可以使用1-255ms的定時(shí)中斷。用戶程序可設(shè)3級(jí)口令保護(hù)，有監(jiān)控定時(shí)器（看門狗）功能。
數(shù)字量輸入中有4個(gè)用作硬件中斷，6個(gè)用于高速功能。32位高速加/減計(jì)數(shù)器的最高計(jì)數(shù)頻率為30kHz，可以對(duì)增量式編碼器的兩個(gè)互差90的脈沖列計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值等于設(shè)定值或計(jì)數(shù)方向改變時(shí)產(chǎn)生中斷，在中斷程序中可以及時(shí)地對(duì)輸出進(jìn)行操作。兩點(diǎn)高速輸出可以輸出頻率最高為20kHz頻率和寬度可調(diào)的脈沖列。
可選的存儲(chǔ)器卡可以永久保存程序、數(shù)據(jù)和組態(tài)信息，可選的電池卡保存數(shù)據(jù)的典型事件值為200天。DC輸出型電路用場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET）作為功率放大器元件，僅DV輸出型有高速脈沖輸出，最高輸出頻率為20kHz。
3、S7-200的擴(kuò)展模塊
不同信號(hào)的S7-200 CPU上已經(jīng)集成了一定數(shù)量的數(shù)字量I/O點(diǎn)，若實(shí)際需要的I/O點(diǎn)數(shù)超過該CPU的I/O點(diǎn)數(shù)時(shí)，則通過增加輸入/輸出擴(kuò)展模塊來達(dá)到擴(kuò)展功能、擴(kuò)大控制能力。擴(kuò)展模塊有輸入/輸出擴(kuò)展、熱電偶/熱電阻輸入擴(kuò)展和通訊擴(kuò)展三種類型，通過總線連接器（插件）和CPU模塊連接。
擴(kuò)展單元正常工作需要+5VDC工作電源，此電源由CPU通過總線連接器提供，擴(kuò)展單元的24VDC輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)電源，可由基本單元的24VDC電源供電，但要注意基本單元所提供的最大電流能力。
CPU 221無I/O擴(kuò)展能力；CPU 222最多可連接2個(gè)擴(kuò)展模塊（數(shù)字量或模擬量）；CPU224和CPU226最多可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊。
（1）輸入/輸出擴(kuò)展模塊
S7-200系列PLC目前提供如下擴(kuò)展模塊：
①數(shù)字量輸入擴(kuò)展模塊 EM221（8DI）；
②數(shù)字量輸出擴(kuò)展模塊 EM222（8DO）；
③數(shù)字量輸入和輸出混合擴(kuò)展模塊 EM223（8I/O，16I/O，32I/O）；
④模擬量輸入擴(kuò)展模塊 EM231（3AI，A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間為25μs，12位）；
⑤模擬量輸入和輸出混合擴(kuò)展模板 EM235（3AI/1AO，其中A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間為25μs，D/A轉(zhuǎn)換時(shí)間100μs，位數(shù)均為12位）
（2）熱電偶/熱電阻擴(kuò)展模塊
熱電偶、熱電阻模塊（EM231）與CPU222，CPU224，CPU226配套使用，多種分度號(hào)熱電偶（mV信號(hào)）和熱電阻（電阻信號(hào)）可通過EM231模塊將信號(hào)送入S7-200。用戶通過EM231上的DIP開關(guān)來選擇熱電偶或熱電阻的分度號(hào)、接線方式、測(cè)量單位和開路故障的方向。
（3）通訊擴(kuò)展模塊
除了CPU集成通訊口外，S7-200還可以通過通訊擴(kuò)展模塊連接成更大的網(wǎng)絡(luò)。S7-200系列目前有兩種通訊擴(kuò)展模塊：PROFIBUS-DP擴(kuò)展從站模塊EM277和AS-i接口擴(kuò)展模塊CP243-2。
S7-200系列PLC輸入/輸出擴(kuò)展模塊的主要技術(shù)性能如表2所示。
4、S7-200的通信功能
S7-200的CPU模塊自帶的RS485串行通信支持PPI、DP/T、自由通信口協(xié)議和PROFIBUS點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)最多126個(gè)站，最多32個(gè)主站。通信接口可以實(shí)現(xiàn)與下列設(shè)備的通信：運(yùn)行編程軟件的計(jì)算機(jī)、文本顯示器TD200、OP（操作員面板）、以及S7-200 CPU之間的通信；通過自由通信口協(xié)議，可以與其他廠家的設(shè)備進(jìn)行串行通信。
EM277 PROFIBUS-DP從站模塊用于將S7-200 CPU連接到PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)。通信速率為9600-12Mbit/s。
工業(yè)以太網(wǎng)通訊模塊CP243-1的通信速率為10Mbit/s或100Mbit/s，半雙工/全雙工通信，RJ-45接口使用TCP/IP協(xié)議。可用STEP 7-Micro/WIN軟件實(shí)現(xiàn)通過工業(yè)以太網(wǎng)配置和遠(yuǎn)程編程服務(wù)（上載、下載程序，監(jiān)視狀態(tài)），通過工業(yè)以太網(wǎng)連接其他的CPU，通過S7-OPC在計(jì)算機(jī)上處理數(shù)據(jù)。
EM241 Modem(調(diào)制解調(diào)器)模塊支持遠(yuǎn)程維護(hù)或遠(yuǎn)傳診斷、PLC之間的通信、PLC與PC的通信、給手機(jī)發(fā)送短消息等，EM241參數(shù)化向?qū)Ъ稍贛icro/WIN V3.2中。
通過CP243-2 AS-i通信處理器，S7-200 CPU可作為AS-i的主站，最多可連接62個(gè)AS-i從站，接入496個(gè)遠(yuǎn)程數(shù)字量輸入/輸出點(diǎn)。
5、S7-200的編程軟件
STEP 7-Micro/WIN 32是專門為S7-200設(shè)計(jì)的在個(gè)人計(jì)算機(jī)Windows操作系統(tǒng)下運(yùn)行的編程軟件。CPU通過PC/PPI電纜或插在計(jì)算機(jī)中CP 55111或CP 5611通信卡與計(jì)算機(jī)通信。通過PC/PPI電纜，可以在Windows下實(shí)現(xiàn)多主站通信方式。
STEP 7-Micro/WIN 32的用戶程序機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單清晰，通過一個(gè)主程序調(diào)用子程序或中斷程序，還可以通過數(shù)據(jù)塊進(jìn)行變量的初始化設(shè)置。用戶可以用語句表（STL）、梯形圖（LAD）和功能塊圖（FBD）編程，不同的編程語言編制的程序可以相互轉(zhuǎn)換，可以用符號(hào)表來定義程序中使用的變量地址對(duì)應(yīng)的符號(hào)，是程序便于設(shè)計(jì)和理解。
STEP 7-Micro/WIN 32為用戶提供兩套指令集，即SIMATIC指令集（S7-200方式）和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)指令集（IEC1131-1）方式。通過調(diào)制解調(diào)器可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程編程，可以用單次掃描和強(qiáng)制輸出等方式來調(diào)試程序和進(jìn)行故障診斷。
S7-200是在美國(guó)德州儀器公式的小型PLC的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，S7-300/400的前身是西門子公司的S5系列PLC，其編程軟件為STEP 7。S7-200和S7-300/300雖然有許多共同之處，但是在指令系統(tǒng)、程序結(jié)構(gòu)和編程軟件定方面均有相當(dāng)大的差異。
SIMATIC S7-200 SMART訂貨數(shù)據(jù)
①中央處理單元CPU訂貨號(hào)
CPU SR20模塊 主要參數(shù)：AC/DC/RLY 12DI/8DO 訂貨號(hào)：6ES7 288-1SR20-0AA0
CPU SR40模塊 主要參數(shù)：AC/DC/RLY 24DI/16DO 訂貨號(hào)：6ES7 288-1SR40-0AA0
CPU ST40模塊 主要參數(shù)：DC/DC/DC 24DI/16DO 訂貨號(hào)：6ES7 288-1ST40-0AA0
CPU CR40模塊 主要參數(shù)：AC/DC/RLY 24DI/16DO 訂貨號(hào)：6ES7 288-1CR40-0AA0
CPU SR60模塊 主要參數(shù)：AC/DC/RLY 36DI/24DO 訂貨號(hào)：6ES7 288-1SR60-0AA0
CPU ST60模塊 主要參數(shù)：DC/DC/DC 36DI/24DO 訂貨號(hào)：6ES7 288-1ST60-0AA0
②I/O擴(kuò)展模塊EM訂貨號(hào)
EM DI08數(shù)字量輸入模塊 主要參數(shù)：8×24VDC輸入 訂貨號(hào)：6ES7 288-2DE08-0AA0
EM DR08數(shù)字量輸出模塊 主要參數(shù)：8×繼電器輸出 訂貨號(hào)：6ES7 288-2DR08-0AA0
EM DR16數(shù)字量輸入/輸出模塊 主要參數(shù)：8×24VDC輸入/8×繼電器輸出 訂貨號(hào)：6ES7 288-2DR16-0AA0
EM DR32數(shù)字量輸入/輸出模塊 主要參數(shù)：16×24VDC輸入/8×繼電器輸出 訂貨號(hào)：6ES7 288-2DR32-0AA0
EM DT08數(shù)字量輸入/輸出模塊 主要參數(shù)：8×24VDC輸出 訂貨號(hào)：6ES7 288-2DT08-0AA0
EM DT16數(shù)字量輸入/輸出模塊 主要參數(shù)：8×24VDC輸入/8×24VDC輸出 訂貨號(hào)：6ES7 288-2DT16-0AA0
EM DT32數(shù)字量輸入/輸出模塊 主要參數(shù)：16×24VDC輸入/16×24VDC輸出 訂貨號(hào)：6ES7 288-2DT32-0AA0
EM AI04模擬量輸入模塊 主要參數(shù)：4路輸入 訂貨號(hào)：6ES7 288-3AE04-0AA0
EM AQ02模擬量輸入模塊 主要參數(shù)：2路輸出 訂貨號(hào)：6ES7 288-3AQ02-0AA0
EM AM06模擬量輸入/輸出模塊 主要參數(shù)：4路輸入/2路輸出 訂貨號(hào)：6ES7 288-3AM06-0AA0
EM AR02熱電阻輸入模塊 主要參數(shù)：2路通道 訂貨號(hào)：6ES7 288-3AR02-0AA0
③通信擴(kuò)展信號(hào)板SB訂貨號(hào)
SB CM01通信擴(kuò)展信號(hào)板 主要參數(shù)：R485/R232 訂貨號(hào)：6ES7 288-5CM01-0AA0
SB DT04數(shù)字量擴(kuò)展信號(hào)板 主要參數(shù)：2×24VDC輸入/2×24VDC輸出 訂貨號(hào)：6ES7 288-5DT04-0AA0
SB AQ01模擬量擴(kuò)展信號(hào)板 主要參數(shù)：1×12位模擬量輸出 訂貨號(hào)：6ES7 288-5AQ01-0AA0
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