廣東佛山西門子代理商|授權(quán)代理

S7—200PLC系統(tǒng)主機(jī)（CPU）模塊的外形和模塊功能簡介
　　S7—200系統(tǒng)CPU 22*系列PLC主機(jī)(CPU模塊)的外形如圖1所示。 S7—200CPU模塊包括一個中央處理單元、存儲器、電源以及數(shù)字I／O點(diǎn)，這些都被集成在一個緊湊、獨(dú)立的設(shè)備中。CPU負(fù)責(zé)執(zhí)行程序，以便對工業(yè)自動化控制任務(wù)或過程進(jìn)行控制。輸人部分從現(xiàn)場設(shè)備中采集信號，輸出部分則輸出控制信號，控制工業(yè)過程中的設(shè)備。 
   
　圖1 CPU 22*系列PLC的CPU外形

從CPU模塊的功能來看，SIMATICS7—200系列小型可編程序控制器發(fā)展至今，經(jīng)歷了兩代：第一代產(chǎn)品的CPU模塊為CPU 21*，現(xiàn)已停產(chǎn)。第二代產(chǎn)品的CPU模塊為CPU 22*，是在21世紀(jì)初投放市場的。其速度快，具有的通訊能力。它具有四種不同結(jié)構(gòu)配置的CPU單元。

　　(1)CPU 221 CPU 221具有6輸入／4輸出，共計10個點(diǎn)的I／O，無擴(kuò)展能力，有6 KB程序和數(shù)據(jù)存儲空間。還具有4個獨(dú)立的30 kHz高速計數(shù)器，2路獨(dú)立的20 kHz高速脈沖輸出端，1個RS—485通訊／編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由通訊方式。非常適合于小點(diǎn)數(shù)的控制系統(tǒng)。

　　(2)CPU 222 CPU 222除了具有CPU 221的功能外，其不同點(diǎn)在于：它有8輸人／6輸出，共計14點(diǎn)I／O。可以帶兩個擴(kuò)展模塊，最多擴(kuò)展8路模擬量和64個I／O，因此是更廣泛的全功能控制器。

　　(3)CPU 224 它在CPU 222的基礎(chǔ)上使主機(jī)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)增為24點(diǎn)，有14輸入／10輸出，可以帶7個擴(kuò)展模塊，最大可擴(kuò)展為168點(diǎn)數(shù)字量或者35點(diǎn)模擬量的輸入和輸出；存儲容量也進(jìn)一步增加，有內(nèi)置時鐘，還增加了一些數(shù)學(xué)指令和高速計數(shù)器的數(shù)量，具有較強(qiáng)的控制能力。

　　(4)CPU 226 這種模塊在CPU 224的基礎(chǔ)上功能又進(jìn)一步增強(qiáng)，有24輸入／16輸出，主機(jī)輸入和輸出點(diǎn)數(shù)增到40點(diǎn)，最大可擴(kuò)展為248點(diǎn)數(shù)字量或35點(diǎn)模擬量；增加了通訊口的數(shù)量，通訊能力大大增強(qiáng)；它可用于點(diǎn)數(shù)較多、要求較高的小型或中型控制系統(tǒng)。
現(xiàn)在西門子公司新推出了一種增強(qiáng)型的CPU 226XM，它在用戶程序存儲容量上擴(kuò)大到8K字，其他指標(biāo)和CPU 226相同。

　　每一款主機(jī)模塊上都集成了24V直流電源，可以直接用于連接傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。利用EEPROM存儲存儲程序和配置信息。用戶數(shù)據(jù)可通過主機(jī)的超級電容存儲若干天，電池模塊可選，可使數(shù)據(jù)的存儲時間延長到200天。可以用普通輸入端子捕捉比CPU掃描周期更快的脈沖信號，利用中斷輸入，允許以極快的速度對信號的上升沿做出響應(yīng)。速度為30 kHz的高速計數(shù)器可以編程，并具有復(fù)位輸入端，多個獨(dú)立的輸入端，可同時用作加減計數(shù)，可以連接相應(yīng)數(shù)量的相位差為90度的A／B相增量編碼器。2路最大可達(dá)20kHz的高頻脈沖輸出，可用以驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位任務(wù)。可以用模塊上的電位器來改變它對應(yīng)的特殊寄存器中的數(shù)值，可以即時更改程序運(yùn)行中的一些參數(shù)，如定時／計數(shù)器的設(shè)定值、過程量的控制參數(shù)等。實(shí)時時鐘可用以對信息加注時間標(biāo)記，記錄機(jī)器運(yùn)行時間或?qū)^程進(jìn)行時間控制

S7-200 PLC數(shù)字量輸入/輸出（DI/DO）響應(yīng)速度和循環(huán)機(jī)制 
      S7-200在CPU單元上設(shè)有硬件電路（芯片等）處理高速數(shù)字量I/O，如高速計數(shù)器（輸入）、高速脈沖輸出。這些硬件電路在用戶程序的控制下工作，可以達(dá)到很高的頻率；但點(diǎn)數(shù)受到硬件資源的限制。

S7-200 CPU按照以下機(jī)制循環(huán)工作：

讀取輸入點(diǎn)的狀態(tài)到輸入映像區(qū)

執(zhí)行用戶程序，進(jìn)行邏輯運(yùn)算，得到輸出信號的新狀態(tài)

將輸出信號寫入到輸出映像區(qū)

只要CPU處于運(yùn)行狀態(tài)，上述步驟就周而復(fù)始地執(zhí)行。在第二步中，CPU也執(zhí)行通訊、自檢等工作。

上述三個步驟是S7-200 CPU的軟件處理過程，可以認(rèn)為就是程序掃描時間。

實(shí)際上，S7-200對數(shù)字量的處理速度受到以下幾個因素的限制：

輸入硬件延時（從輸入信號狀態(tài)改變的那一刻開始，到CPU刷新輸入映像區(qū)時能夠識別其改變的時間）

CPU的內(nèi)部處理時間，包括：

讀取輸入點(diǎn)的狀態(tài)到輸入映像區(qū)

執(zhí)行用戶程序，進(jìn)行邏輯運(yùn)算，得到輸出信號的新狀態(tài)

將輸出信號寫入到輸出映像區(qū)

輸出硬件延時（從輸出緩沖區(qū)狀態(tài)改變到輸出點(diǎn)真實(shí)電平改變的時間）

上述A,B,C三段時間，就是限制PLC處理數(shù)字量響應(yīng)速度的主要因素。

一個實(shí)際的系統(tǒng)可能還需要考慮輸入、輸出器件的延時，如輸出點(diǎn)外接的中間繼電器動作時間等 。

CPU上的部分輸入點(diǎn)延時（濾波）時間可以在編程軟件Micro/WIN的“系統(tǒng)塊"中設(shè)置，其缺省的濾波時間是6.4ms。

如果把容易受到干擾的信號接到CPU上可改變?yōu)V波時間的DI點(diǎn)上，調(diào)整濾波時間可能改善信號檢測的質(zhì)量。