动化。S7-200 系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200 系列具有极高的性能/价格比。 S7-200 系列出色表现在以下几个方面： ? 极高的可靠性 ? 极丰富的指令集 ? 易于掌握 ? 便捷的操作 ? 丰富的内置集成功能 ? 实时特性 ? 强劲的通讯能力 ? 丰富的扩展模块
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。应用领域极为广泛，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。例如：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。
2.1.2 西门子S7-200系列PLC结构 S7-200 系列产品结构特点
? SIMATIC 的最新获奖的牢固紧凑的塑料外壳 ? 易于接线，操作员控制及显示元件带前面罩保护
? 通过安装孔或标准DIN 导轨可以垂直或水平地安装在机柜上 ? 端子排作为固定的接线配件 S7-200 系列产品质量、安全、特性
? 国际标准：SIMATIC CPU 22X系列符合VDE，UL，CSA和FM 标准和船籍社船用电器认证。在生产过程中使用的质量保证体系已取得ISO9001认证。
? 数据安全性在内部EEPROM 储存用户原程序和预设值。另外，在一个较长时间段，所有中间数据可以通过一个超级电容器保持，如果选配电池模块可以确保 停电后中间数据能保存200天。
2.2 西门子S7-200系列PLC的性能
2.2.1 S7-200系列PLC的中央处理单元
SIEMENS SIMATIC S7-200 系列PLC可提供4个不同的基本型号的8种 CPU 提供选
第 10 页 共 28 页
择。
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，最大扩展至78路数字量I/O点或10路模拟量I/O点。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，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。是具有扩展能力的、适应性更广泛的全功能控制器。
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，最大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O点。16K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端子排可以很容易地整体拆卸。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，最大扩展至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。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，最大扩展至248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点。26K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端子排可以很容易地整体拆卸。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。
CPU 221/222/224/224XP/226编程
STEP 7-Micro/WIN32 V4.0 编程软件可以对所有的CPU221/222/224/224XP/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。
第 11 页 共 28 页
如果使用STEP 7-Micro/WIN32 V4.0 编程软件，则可以通过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。 ?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。 2.2.2 S7-200系列PLC中央处理单元的特点
小型PLC CPU 221，价格低廉，能满足多种集成功能的需要。CPU 222是S7-200 家族中低成本的单元。通过可连接的扩展模块，即可处理模拟量。CPU 224及CPU 224XP 具有更多的输入、输出点及更大的存储器。CPU 226 功能最强的单元，可完全满足一些中小型复杂控制系统的要求。如表 2.1所示。
表2.1 中央处理单元表
CPU 221 类型 DC 输出 DC 输入 继电器输出 DC 输入 电源电压 24V DC 85V-264V 输入电压 24V DC 24V DC 输出电压 24V DC 24V DC 24-230V AC 24V DC 24V DC 24-230V AC 输出电流 0.75A 晶体管 2A 继电器 24V DC CPU 222 DC 输出 CPU 224 CPU 继电器输85V-264V 224XP 出 CPU 226 四种CPU 具有如下特点：
24V DC 24V DC 0.75A 晶体管 2A 继电器 集成24V负载电源 可直接连接到传感器和变送器(执行器)，CPU 221，CPU 222具有180mA 输出，CPU224，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6个输入点和4个输出点，CPU 222具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，CPU224XP 具有14个输入点和10个输出点，CPU226 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 允许以极快的速度对过程信号的上升沿做出响应。
第 12 页 共 28 页
高速计数器 CPU 221/2224个高速计数器(30kHz)，可编程并具有复位输入，2个独立的输入端可以同时作 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有6个高速计数器，具有与 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。可使用仿真器对本机输入信号进行仿真，用于调试用户程序。
模拟电位器CPU221/222 有1个，CPU224/224XP/226 有2个。 CPU221/222/224/224XP/226还具有：
脉冲输出 2路高频率脉冲输出，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 可作为修改与拷贝程序的快速工具，并可以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)可通过内部的超级电容存贮大约为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。
2.3 西门子S7-200系列PLC的扩展模块
2.3.1 数字量扩展模块
数字量扩展模块为使用除了本机集成的数字量输入/输出点外更多的输入/输出提供了途径。用户使用该模块有下列优势：
最佳适应性 用户可分别对PLC 及任何扩展模块的混合体进行组态，以满足应用的实际要求，同时节约不必要的投资费用。可提供8、16和32个输入/输出点的模块供使用。 灵活性 很容易地扩展I/O 点数。当用应范围扩大，需要更多输入/输出点数时，PLC可以增加扩展模块，即可以增加I/O 点数。
模块类型S7-200PLC 系列目前总共可以提供3大类，共11种数字量输入输出扩展模块。
输入扩展模块EM 221 具有8点DC输入，光耦合隔离8点AC输入(120V~230V)；16点DC输入，光耦合隔离。
输出扩展模块EM 222 有5种类型，包括：4点24V DC输出；4点继电器输出；8点24V DC输出型，8点继电器输出型，8点AC 输出(120V~230V)。
输入/输出扩展模块EM 223 有6种类型，包括24V DC4入/4出，24V DC 4入/继电器4出。24V DC 8入/8出，24V DC 8 入/继电器8出，24V DC 16入/16出，24V DC 16入/继电器16出。
数字量扩展模块具有与基本单元相同的设计特点，S7-200型PLC的扩展模块种类
第 13 页 共 28 页
很多，固定方式与中央处理单元相同。如果需要扩展模块较多时，模块连接起来会过长，这时可以使用扩展转接电缆重叠排布。
直接安装是安装固定螺孔方便于用螺钉将模块安装在墙上。模块装在CPU右边相互之间用总线连接电缆连接。这种安装方式建议在剧烈振动的情况下使用。
在标准导轨上安装模块卡，装在紧挨中央处理单元右侧的导轨上，通过总线连接电缆与中央处理单元互相连接。 2.3.2 模拟量扩展模块
模拟量扩展模块提供了模拟量输入/输出的功能，优点如下： 最佳适应性 可适用于复杂的控制场合。
直接与传感器和执行器相连，12 位的分辨率和多种输入/输出范围能够不用外加放大器而与传感器和执行器直接相连，如 EM 235 模块可直接与 PT100 热电阻相连。
灵活性 当实际应用变化时，PLC可以相应地进行扩展，并可非常容易的调整用户程序。
RTD和热电偶模块是为S7-200中的 CPU222、CPU224、CPU226/226XM 设计的。当这些模块安装在稳定的湿度环境中时，将提供最优性能。例如，对于EM231 热电偶模块，具有特殊的冷端补偿电路，该电路测量模块连接器上的温度，并适当改变测量值以补偿参考温度与模块温度之间的温度差。如果在EM231 热电偶模块安装区域的环境温度迅速地变化，则会产生额外的误差。要想达到最大的精度和重复性，西门子建议S7-200 热电阻和热电偶模块应安装在稳定的环境温度中。
EM 231 热电偶模块 EM231 热电偶模块提供一个方便的，隔离的接口，用于七种热电偶类型。它允许S7-200 连接微小的模拟量信号，±80mV 范围。用户必须用DIP开关来选择热电偶的类型，断线检查，测量单位，冷端补偿和开路故障方向。所有连到模块上的热电偶必须是相同类型。组态DIP开关位于模块的下部。为了使DIP开关设置起作用，用户需要给PLC或用户的电源断电再通电。
在标准导轨上安装模块卡，装在紧挨中央处理单元右侧的导轨上，通过总线连接电缆与中央处理单元互相连接。
表 2.2 模拟量扩展模块技术数据表
尺寸(W3H3D) 重量 功 耗 点 数 EM 231 71.2380362 mm 183g 2W 4路模拟量输入 EM 232 46380362 mm 148g 2W 2路模拟量输出 EM 235 71.2380362 mm 186g 2W 4路模拟量输入 2路模拟量输出 第 14 页 共 28 页