西门子EM241模块

部分输入/输出单元，既可以单机运行，也可以扩展其他模块运行，其特点是结构简单、体积较小，具有比较丰富的指令集，能实现多种控制功能，具有非常好的性价比，所以广泛应用于各个行业之中。

CPU22×系列PLC的主机模块的外形如图1-18所示，该模块包括一个CPU、数字I/O、通信口及电源，这些器件都被集成到一个紧凑独立的设备中。该模块的主要功能为：采集的输入信号通过CPU运算后，将生成结果传给输出装置，然后输出点输出控制信号，驱动外部负载。

德国西门子公司生产的PLC在我国的应用非常广泛，在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子公司的S7系列PLC产品包括S7-200、S7-300、S7-400、S7-1200等。其中，S7-200为整体式的微型（超小型）PLC，S7-300为模块式小型PLC，S7-400为模块式中型高性能PLC，S7-1200是一款紧凑型、模块式PLC。由于第2章将详细介绍S7-300、S7-400的结构组成，本节仅介绍S7-200和S7-1200的特点。

1.7.1 西门子S7-200系列PLC

S7-200系列PLC是德国西门子公司设计和生产的一类超小型PLC。S7-200系列的*小配置为8DI/6DO，可扩展2～7个模块，*大I/O点数为64DI/64DO、12AI/4AO。它具有体积小、价格低廉等优点。

S7-200推出的CPU22×系列PLC（它是CPU21×的替代产品）具有多种可供选择的特殊功能模块和人机界面（HMI），所以其系统容易集成，并且可以非常方便地组成PLC网络。它同时拥有功能齐全的编程和工业控制组态软件，因此，在设计控制系统时更加方便、简单，可以完成大部分功能的控制任务。

S7-200系列PLC属于超小型机，采用整体式结构。因此，配置系统时，当输入/输出端口数量不

理）或特殊运算等是通过调用标准子程序来完成的。制。PLC运行时，是通过执行反映控制要求的用户程序来完成控制任务的，需要执行众多的操作，但CPU不可能同时去执行多个操作，它只能按分时操作（串行工作）方式，每一次执行一个操作，按顺序逐个执行。由于CPU的运算处理速度很快，因此从宏观上来看，PLC外部出现的结果似乎是同时（并行）完成的。这种循环工作方式称为PLC的循环扫描工作方式。

用循环扫描工作方式执行用户程序时，扫描是从第一条指令开始的，在无中断或跳转控制的情况下，按程序存储顺序的先后，逐条执行用户程序，直到程序结束。然后再从头开始扫描执行，周而复始重复运行。

2. 用户程序用编程软件在计算机上编程时，利用编程软件的程序结构窗口双击主程序、子程序和中断程序的图标，即可进入各程序块的编程窗口。编译时，编程软件自动对各程序段进行连接。

2. 数据块（DB）制。PLC运行时，是通过执行反映控制要求的用户程序来完成控制任务的，需要执行众多的操作，但CPU不可能同时去执行多个操作，它只能按分时操作（串行工作）方式，每一次执行一个操作，按顺序逐个执行。由于CPU的运算处理速度很快，因此从宏观上来看，PLC外部出现的结果似乎是同时（并行）完成的。这种循环工作方式称为PLC的循环扫描工作方式。

数据块为可选部分，它主要存放控制程序运行所需的数据，在数据块中允许以下数据类型：布尔型，表示编程元件的状态；二进制、十进制或十六进制；字母、数字和字符型。

放的是CPU的组态数据，如果在编程软件或其他编程工具上未进行CPU的组态，则系统以默认值进行自动配置。

1.6.3 PLC的工作原理

1. PLC的扫描工作方式

PLC的工作原理是建立在计算机工作原理基础之上的，即通过执行反映控制要求的用户程序来实现的。PLC控制器程序的执行是按照程序设定的顺序依次完成相应的电器的动作，PLC采用的是一个不断循环的顺序扫描工作方式。每一次扫描所用的时间称为扫描周期或工作周期。CPU从第一条指令执行开始，按顺序逐条地执行用户程序直到用户程序结束，然后返回第一条指令，开始新一轮的扫描，PLC就是这样周而复始地重复上述循环扫描过程的。

PLC的工作方式是用串行输出的计算机工作方式实现并行输出的继电器-接触器工作方式。其核心手段就是循环扫描。每个工作循环的周期必须足够小以至于我们认为是并行控

PLC的用户程序是用户利用PLC的编程语言，根据控制要求编制的程序。在PLC的应用中，*重要的是用PLC的编程语言来编写用户程序，以实现控制目的。根据系统配置和控制要求而编制的用户程序，是PLC应用于工程控制的一个*重要的环节。

控制一个任务或过程，是通过在RUN模式下，使主机循环扫描并连续执行用