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1.5 S7-200 PLC的功能模块

1.5.1 S7-200 PLC的CPU模块

S7-200 PLC的电源电压有DC 20.4~28.8 V和AC 85~264 V两种,主机上还集成了 24 V直流电源,可以直接用于连接传感器和执行机构。它的输出类型有晶体管(DC)、继电器(DC/AC)两种输出方式,仅DC输出型有高速脉冲输出,最高输出频率为 20 kHz。它可以用普通输入端捕捉比CPU扫描周期更快的脉冲信号,实现高速计数。两路最大可达 20 kHz的高频脉冲输出,可用于驱动步进电动机和伺服电动机以实现准确定位任务。S7-200 CPU的电源规范见表 1-1。

表1-1 CPU电源规范

S7-200 有 5 种CPU模块,各CPU模块的技术指标见表 1-2。

表 1-2 S7-200CN CPU技术规范

CPU的用户存储器使用EEPROM,后备电池(选件)可使用 200 天,布尔量运算执行时间为 0.22 µs/指令,内部标志位(M)、顺序控制继电器各有 256 点,计数器和定时器各有 256 点;有两点定时中断,最大时间间隔为 255 ms;有 4 点外部硬件输入中断。

CPU 221 无扩展功能,适于作为小点数的微型控制器。CPU 222 有扩展功能,CPU 224 是具有较强控制功能的控制器。

CPU 224XP集成有两路模拟量输入(10 bit,±DC 10 V),一路模拟量输出(10 bit,DC 0~10 V或 0~20 mA),有两个RS-485 通信口,高速脉冲输出频率提高到 100 kHz,高速计数器频率提高到 200 kHz,有PID自整定功能。这种新型CPU增强了S7-200 在运动控制、过程控制、位置控制、数据监视和采集(远程终端应用)以及通信方面的功能。

CPU 226 适用于复杂的中小型控制系统,可扩展到 248 点数字量和 35 路模拟量,有两个RS-485 通信接口。

S7-200 CPU的指令功能强,有传送、比较、移位、循环移位、产生补码、调用子程序、脉冲宽度调制、脉冲序列输出、跳转、数制转换、算术运算、字逻辑运算、浮点数运算、开平方、三角函数和PID控制等指令。采用主程序、最多 8 级子程序和中断程序的程序结构,用户可以使用 1~255 ms的定时中断。用户程序可以设 4 级口令保护,监控定时器(看门狗)的定时时间为 300 ms。

数字量输入中有 4 个用于硬件中断,6 个用于高速计数功能。除CPU 224XP外,32位高速加/减计数器的最高计数频率为 30 kHz,可以对增量式编码器的两个互差 90°的脉冲序列计数,计数值等于设定值或计数方向改变时产生中断,在中断程序中可以及时地对输出进行操作。两个高速输出可以输出最高 20 kHz、频率和宽度可调的脉冲列。

RS-485 串行通信接口的外部信号与逻辑电路之间不隔离,支持PPI、PROFIBUS-DP、自由通信口协议和点对点PPI主站模式,可以作为MPI从站。

PPI/MPI协议的波特率为 9.6 kbps、19.2 kbps和 187.5 kbps;自由端口协议的波特率为 1.2~115.2 kbps。如果使用隔离中继器,波特率为 38.4 kbps时,单段网络最大电缆长度为 1 200 m,187.5 kbps时为 1 000 m;未使用隔离中继器为 50 m。每段 32 个站,每个网络最多 126 个站,最多 32 个主站。MPI共有 4 个连接,2 个分别保留给编程器(PG)和操作员面板(OP)。通信接口可以用于与运行编程软件的计算机通信,与文本显示器和操作员界面的通信,以及S7-200 CPU之间的通信;通过自由端口模式、Modbus和USS协议,可以与其他设备进行串行通信。通过AS-i通信接口模块,可以接入 496 个远程数字量输入/输出点。

可选的存储器卡可以永久保存程序、数据和组态信息,可选的电池卡保存数据的时间典型值为 200 天。用于断电保存数据的超级电容器充电 20 min,可以充 60%的电量。仅DC输出型有高速脉冲输出,有 4 个上升沿和/或 4 个下降沿的边沿中断。

宽温型PLC S7-200 SIPLUS的温度适用范围为-25~+70℃,相对湿度范围为 98%(+55℃)~45%(+70℃)。其他参数和编程与S7-200 系列相同,所有的SIPLUS产品都经过了-40~+85℃连续 2 天的测试。

CPU模块的数字量输入和数字量输出的技术指标见表 1-3 和表 1-4。

表 1-3 S7-200 CN数字量输入技术指标

(续表)

表 1-4 S7-200 CN数字量输出技术指标

S7-200 的DC输出型电路用场效应晶体管(MOSFET)作为功率放大器件,继电器输出型用继电器触点控制外部负载。

继电器输出的开关延时最大 10 ms,无负载时触点的机械寿命为 1 000 万次,额定负载时触点寿命为 10 万次。非屏蔽电缆最大长度为 150 m,屏蔽电缆为 500 m。 BDZ71nVo4hJiW2PfUozGLSLtO28OhLVkxXY0quQP5y7QVhs4/j4EbOGbIpgLsJje

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