PLC设计的串户检测人机交互系统，数据准，实时性好，功能易扩展

串户检测装置是一户一表供电中可有效识别用户串户、反接等问题的智能装置之一。福州大学电气工程与自动化学院、国网福建省电力有限公司漳州供电公司的研究人员白蔚楠、曾泽宇、游建章、洪翠，在2020年第1期《电气技术》杂志上撰文（论文标题为“基于可编程逻辑控制器的串户检测触控人机交互系统设计”），为用户串户检测装置设计了一个基于可编程逻辑控制器的触控式人机交互系统，以触控屏实现用户信息输入、信号启动及显示，用可编程逻辑控制器通信协议更便捷地实现可编程逻辑控制器与上位机的数据互传。试验结果表明，本文设计的交互系统数据互传准确且实时性好，触屏操作增强了人机交互操作的便利性。该系统易于实现功能扩展。

近年来，已全面实施低压集中抄表改造项目。工程实施过程中施工质量监管不严可能导致电能表串户问题日益严重。串户将导致用户电费缴纳与实际用电情况不一致，对用户影响很大。传统的串户检测方法（如简单跳负荷开关和增加负荷）存在反复停电、耗费时间长、约定检测时间难以及现场检测工作管理监督难度大等问题。

在当前智能电网理念指导下，用户串户检测装置向着不停电自动检测方向发展。装置主要包含自动检测装置和管理平台，旨在不停电情况下对表户关系进行自动检测，并将现场检测结果上传至管理平台，自动形成报表用于分析和总结，有效减少了人力成本，同时保证了检测结果的准确性。

本文提供了一种基于可编程逻辑控制器（pro- grammable logic controller, PLC）的串户检测触控人机交互（human-machine interaction, HMI）系统实现方案，用于用户串户检测装置，可实现更为便利的用户信息输入、信号启动、结果显示及准确的数据互传等功能。

1 智能用户串户检测系统

本文所针对的新型智能用户串户检测系统主要包括管理平台和现场自动检测装置。现场自动检测装置是串户检测系统的主体，包括信号发生装置和信号检测装置，用于采集电表信息、生成并检测信号、串户诊断、显示及上传检测结果。管理平台主要用于将电能表编号等信息与营销业务应用系统中的电能表档案信息进行自动核对匹配以及结果存档。系统总体设计方案示意图如图1所示。

图1 系统总体方案示意图

检测人员首先在表箱处利用扫码枪获取智能电能表编号，并通过信号检测装置将其上传至主站管理平台，主站管理平台将现场发回的电能表编号与营销业务应用系统中的电能表档案信息进行匹配，获取用户信息并返回现场；接着检测人员根据用户信息，将信号发生装置接入对应用户家中任意插座，并输入房间号进行二次核对，同时设置启用检测。

最后，信号检测装置接收到启用检测信号之后开始进行信号采样，通过检测算法判断是否存在串户现象，显示结果并上传主站，在确定未发生串户后进行下一户的排查工作，否则进行再次核查。

1.1 检测装置设计方案

检测装置实现方案示意图如图2所示，包括家中的信号发生装置以及表箱处的信号检测装置。信号发生装置包含人机交互模块、可控负载模块、CPU模块、通用无线分组服务（general packet radio service, GPRS）模块、电源模块。信号检测装置由人机交互模块、电流采样模块、扫码模块、CPU模块、GPRS模块、电源模块组成。

人机交互模块主要便于检测人员实现查询信息、启动检测、查看结果等操作；CPU模块根据人机交互模块下发的操作命令进行信号发生、数据采集以及串户判断等；可控负载在启动检测时通过CPU模块控制投入与切除；GPRS模块用于与主站之间的联络以及数据的上传；电流采样模块在启动检测后通过CPU模块控制投入采样；电源模块为各功能模块供电。

图2 检测装置实现方案示意图

1.2 人机交互模块

综上分析，在智能串户检测系统中，人机交互系统起着信息输入、信号启动、结果显示及进行数据互传等与CPU模块结合实现的作用。因此，为更好地实现人机交互模块与CPU模块之间功能的配合，考虑装置的安装、功能的实现以及数据传递的便捷，本文针对串户检测系统设计了基于PLC的触控人机交互系统实现方案，结合PLC与触控屏技术实现串户检测装置中与CPU模块之间的人机交互的功能界面设计、数据存储以及数据通信。

该设计方案的优点在于：

1）利用以触控屏为操作界面和以PLC为中间环节的思路，可以很好地对人机交互的通信进行设计，无需在触控屏到CPU中间经过繁琐的通信转换，甚至重新制定通信规约。该人机交互方案，利用触控屏与PLC之间通信的互通，再由PLC自带的通信方式就能直接与CPU模块进行报文的收发，进而进行相应的地址位的修改和数据的传递。2）所使用的触控屏与PLC均可以使用相对成熟的便捷组态化编程，基于模块化的思想可以对所需功能的模块分别进行设计，进而再进行组合，方便在线功能的调试，同时PLC还可以便于前后期其他功能的增加，具有较好的扩展性能。3）对于现场装置来说，所提供的人机交互方式可行性较高，因为PLC与触控屏模块是独立的模块，方便装置故障排查和更换，且PLC占用空间较小，为现场装置箱的设计带来便捷。

2 PLC与触控屏的应用

2.1 PLC的应用

近年来，PLC具有使用方便、通用性强、可靠性高、适应面广、编程简单及抗干扰能力强等一系列优点，目前已经成为工业自动化领域中最重要、应用最广的控制设备之一。永宏（FATEK）经济型PLC具有性价比较高、所使用通信协议覆盖功能全面、使用简单、通用性好的特点，在电气控制、通信领域得到较为广泛的使用，应用前景较好。并且，为了强化PLC的通信能力，相关厂商都在发展专用的通信模块和软件，协商统一的通信标准。

2.2 触控屏的应用

作为硬件系统与人之间沟通和信息传递的媒介，触控屏技术实现信息的内部形式和用户可接受形式之间的转换，具有使用方便、操作简单、可视化水平高、数据传输快、人机交互可靠等优点[7-8]，已在厂矿、冶金、交通工业生产中得以广泛应用。目前，越来越多的研究将触控屏应用于电气领域，特别是在设备监测、故障检测等方向。

组态软件是触控屏技术中重要的一环，主要为触控屏开发提供平台，利用软件中提供的工具，依据自身的过程数据库，连接各种硬件设备（如PLC等），同时通过人机交互界面将采集处理的数据展现给用户或者数据库。

目前较为常用的组态软件有Kinco HMIware、Easy Builder8000、WinCC flexible等，它们针对的硬件类型略有不同，但基本上都提供了常用组件库以及相关设备驱动，可以自由连接多种硬件设备，用户可以依据需求选择功能模块来完成工程的设计，极大降低了工程设计的难度，提高了开发效率。

3 人机交互系统通信协议

通信协议是人机交互系统中实现PLC与CPU模块连接的语言约定。本文所设计人机交互系统通信实现过程示意图如图3所示。

其中，PLC相当于是通信桥梁：只有根据指定的协议发送报文，才能实现对PLC状态改变、数据存储、状态监测等功能；而PLC返回的报文只有通过通信协议解析才能得到CPU模块分析需要的各项数据；最终实现CPU模块与PLC之间的数据互传，以及将结果显示在触控屏上。同时，触控屏还能下达指令给PLC向CPU模块发送标志位信息，以实现获取用户信息、进行串户检测等功能。

图3 人机交互系统通信实现过程

本文设计使用通信协议为FATEK通信协议。该协议中，整个通信采用主站发送和接收的方式，PLC内部无需特定梯形图编程实现下位机通信程序。

3.1 信息格式

在FATEK通信协议中，主站发出的命令信息与PLC发出的响应信息均被分为6个数据域，其通信信息格式如图4所示。

图4 FATEK通信信息格式

图4中，起始字符（STX）为对应的十六进制数02H，接收方以此来判断传输资料的开始；PLC站号为两位十六进制数，永宏PLC的站号可以将其设置为1～255，即为对应的1H～FFH；指令号码为两位十六进制数，根据不同的指令，可以实现不同的功能。

本文资料可为0～500个ASCII字符，在命令信息中，此信息用于指定命令所要运作或存取的对象及要写入的数值；校验是为了保证数据传递过程没有少传、多传、误传等操作，FATEK通信协议采用的校验方式是纵向冗余校验（LCR）；结束字符（ETX）为对应的十六进制数03H，接收方以此来判断此次通信的结束。

3.2 通信指令

FATEK通信协议有多种指令，常用的几种描述见表1。

表1 FATEK常用通信指令

本文设计系统主要使用了指令44、45、46、47来实现用户信息的输入、信号发生以及显示结果。

4 系统设计与试验

图5所示是本文所设计基于PLC的串户检测触控人机交互系统总体结构，主要包括3个部分，即应用层、数据层和通信层。基于模块化的设计思想，分别对触控屏界面、功能、PLC通信进行设计，最后进行联合调试，在降低工程复杂度的同时，也便于功能的扩展。

图5 人机交互系统总体结构图

应用层主要是通过触控屏来实现各模块的功能，包括信息输入、信号查询、信息发生以及结果显示。其中，信息输入模块主要是可以通过人为或者利用扫码枪输入用户房间号；信息查询主要实现接收并查看户主信息（姓名、电话号码等）功能；信号发生模块主要是向检测装置发送串户检测指令；结果显示实现的是接收并显示串户检测状态的结果。

数据层主要是将PLC作为中间环节，进行数据的写入与读取以及地址状态位的改变。通信程序在串户检测装置起动时将实时读取PLC内部缓存器的信息，并将其传输给CPU模块以便于进行串户检测。

通信层实现的是PLC与CPU模块建立通信的功能，保证双方能够可靠通信：报文上传时，通过通信程序解析得到数据进行分析；报文下发时，通信程序将其传达给PLC进行数据写入与读取以及状态位改变。

4.1 系统设计

综合考虑产品的经济性以及设计难度，本文设计人机交互系统选用步科ET070型号的触控屏，PLC选用了永宏FBs系列FBS-10MAR2-AC，HMI组态软件选用Kinco HMIware，PLC编程软件选用WinProladder，通信协议选用FATEK通信协议，PLC与触控屏之间选用RS232进口通信，PLC与CPU模块选用RS232进行通信。

1）触控屏界面与功能设计

图6所示为Kinco HMIware主界面，新建工程即可开始编程工作。首先是触控屏与PLC连接设置，在“HMI”选用匹配的ET070型号触控屏，在“PLC”选项选择匹配的FATEK FB型号PLC，在“通信连接”选择串口通信将二者的COM0口连接。根据永宏PLC硬件参数，在触摸屏模块COM0串口设置通信类型、数据位、波特率、奇偶校验位以及停止位。

图6 Kinco HMIware主界面

触控屏人机交互主界面的设计如图7所示。选择右侧HMI下拉菜单，选中主菜单画布进行设计，该界面主要布置包括“信息核对”、“开始校验”两大功能模块。完成后的触屏主界面如图8所示。

图7 人机交互主界面设计

图8 完成后的触屏主界面

信息核对模块包含信息输入以及户主信息查询，完成后的信息核对界面如图9（a）所示。其中，房间号可以由用户输入或者通过扫码枪扫入信息，CPU模块采集到相应数据之后，通过数据库匹配将户主姓名缩写以及电话号码返回并显示。完成后的校验模块界面如图9（b）所示，主要实现信号发生以及结果显示的功能。一旦用户点击“启动负载”，即可启动串户检测，待CPU模块分析完成后将结果返回，并使得对应结果信号灯由绿转红。

图9 触控屏功能模块分界面

在将界面及功能设置完成后，在各功能模块属性设置关联的PLC缓存变量地址以及状态地址，以实现PLC与触控屏的数据交互。编译完成之后，离线模拟触控屏的使用状况，将工程下载到ET070触控屏即可。

2）PLC界面与功能设计

图10所示为WinProladder主界面，新建工程后选择PLC对应型号即可进行编程工作。

图10 WinProladder主界面

根据FATEK通信协议，CPU模块向PLC发送报文时，PLC内部无需设计相应的梯形图即可进行相应指令操作，并返回相应报文实现与人机交互系统的数据传递。但为了便于人机交互系统的功能扩展，在工程内设计了包含主程序区与子程序区（WRITE、READ、DETECT、RESULT）的梯形图，如图11所示，具体功能还可以根据后期需求进行添加。

图11 主程序区与子程序区梯形区

设置完成后进行编译，连接并将工程下载到PLC硬件，在工具栏选择“PLC”→“设定”→“通信参数”，保证通信端口对应的通信类型、数据位、波特率、奇偶校验位以及停止位等参数一致。

3）串户检测系统通信设计

在将硬件配置好后，需对人机交互进行通信的设计。根据2.1及2.2中FATEK通信协议的通信格式以及通信指令，结合串户检测系统需要的功能，设计了以下实现用户信息输入、信号发生以及显示结果的指令，见表2。

其中，写入电话号码、读取电话号码、读取房号、写入姓名是实现CPU模块与PLC进行数据交换的功能；写入状态位（包括正常、串户、反接）、状态位复位是实现串户检测结果返回并显示在触控屏的功能；读取状态位是实现触控屏通过PLC向CPU模块发送检测信号的功能。

4.2 试验与测试

图12所示为本文设计基于PLC与触控屏的人机交互系统硬件测试接线与上电效果图。测试旨在通过电脑端利用串口调试工具在线向PLC发送相应的指令，模拟CPU模块，检测所设计各项功能的实现效果。其中，步科ET070触控屏由24V直流电源供电，FBS-10MAR2-AC型号PLC直接由交流电供电，且PLC与触控屏之间用RS232连接，PLC与电脑用RS232转USB方式连线。

1）用户信息输入功能测试

在触屏主界面选择“信息核对”，进入到子界面1，点击“用户名输入”，跳出键盘，输入房间号“2019”，并确认输入，如图13（a）所示；在调试工具中，发送“读取房间号”命令，接收到对应的房间号信息，如图13（b）所示。

表2 用户串户检测系统通信指令

图12 人机交互系统硬件测试接线与上电效果图

图13 信息输入功能测试界面

2）用户信息查询功能测试

房间号输入之后，PC端得到数据可以进行相应数据匹配，以写入用户姓名（缩写）、用户电话号码指令发送报文的用户信息查询功能测试界面如图14所示。

3）检测信号发生功能测试

在主界面选择“开始检测”进入到子界面2，点击“启动负载”，按钮状态变为“启动中”，如图15（a）所示；调试助手发送状态为查询指令，得到的结果如图15（b）所示，可见目标状态位由0置1，监测系统可根据此标志位开始下一步串户检测工作。

图14 用户信息查询功能测试界面

图15 信号发生功能测试界面

4）检测结果显示功能测试

当CPU模块通过算法检测出结果时，将发送对应的指令给PLC以改变状态位，分别如图16（a）—图16（c）所示，测试结果分别如图16（d）—图16（f）所示，可见均能有效返回结果。

图16ab 结果显示功能测试界面

图16cd 结果显示功能测试界面

图16ef 结果显示功能测试界面

5 结论

本文基于PLC与触控屏设计实现串户检测人机交互系统，论述了人机交互环节的功能、作用和设计过程。试验测试结果表明，该人机交互系统能够满足对串户检测系统的功能要求，实现信息输入、信息查询、信号发生以及结果显示等功能，便捷地实现与主站之间的数据互传；可为串户检测系统提供更好的人机交互性能，且易于功能模块扩展，对新型智能化用户串户检测装置的研发具有实用意义和应用价值。

关于西门子PLC S7-200初学中的一些总结，入门收藏

S7-200

S7-1500

一说到西门子S7-200PLC，懂行的可能都感觉它已经很过时了，现在都已经发展到了具有小编程屏幕的1500系列，其实S7-200在实际应用中的稳定性还是很不错的，更主要的是价格相对便宜一点，我们在做一些小型设备改造时，仍然可以使用。当然国产的很多PLC也已经具备了不错的兼容性，价格上便宜很多，想自学的朋友可以入手一款。今天分享一些概括性总结S7-200的知识，希望能够帮助到PLC初学者.

一、初学者常见疑问

1、为什么要用PC/PPI接口？

因S7-200CPU使用的是RS485，而PC机的COM口采用的是RS232，两者的电气规范并不相容，需要用中间电路进行匹配。PC/PPI其实就是一根RS485/RS232的匹配电缆。

2、晶体管输出与继电器输出各自的优点如何?

晶体管不能带AC220V的交流负载，只能带低压的直流。对抗过载和过压的能力差。但可以高频输出，适合高频率输出的场合，例如脉冲控制。

继电器可以带AC220V和直流的负载。但由于继电器本身的特性决定了它不能高频输出。同时继电器通断的寿命一般在10万次左右。所以在频繁通断的场合也适合用晶体管的

3、S7-200 CPU上的通讯口，通讯距离究竟有多远？

《S7-200系统手册》上给出的数据是一个网段50m，这是在符合规范的网络条件下，能够保证的通讯距离。凡超出50m的距离，应当加中继器。加一个中继器可以延长通讯网络50米。如果加一对中继器，并且它们之间没有S7-200 CPU站存在（可以有EM277），则中继器之间的距离可以达到1000米。符合上述要求就可以做到非常可靠的通讯。

实际上，有用户做到了超过50m距离而不加中继器的通讯。西门子不能保证这样的通讯一定成功。

4、通讯口参数如何设置？

缺省情况下，S7-200 CPU的通讯口处于PPI从站模式，地址为2，通讯速率为9.6K，要更改通讯口的地址或通讯速率，必须在系统块中的通讯端口选项卡中设置，然后将系统块下载到CPU中，新的设置才能起作用。

5、M区域地址不够用怎么办？

有些用户习惯使用M 区作为中间地址，但S7-200CPU中M区地址空间很小，只有32个字节，往往不够用。而S7-200CPU中提供了大量的V 区存储空间，即用户数据空间。V存储区相对很大，其用法与M 区相似，可以按位、字节、字或双字来存取V 区数据。例：V10.1， VB20， VW100， VD200等等。

6、S7-200的远距离通讯有哪些方式？

RS-485网络通讯：PPI、MPI、PROFIBUS-DP协议都可以在RS-485网络上通讯，通过加中继，最远可以达到9600米。光纤通讯：光纤通讯除了抗干扰、速率高之外，通讯距离远也是一大优点。S7-200产品不直接支持光纤通讯，需要附加光纤转换模块才可以。 电话网：S7-200通过EM241音频调制解调器模块支持电话网通讯。EM241要求通讯的末端为标准的音频电话线，而不论局间的通信方式。通过EM241可以进行全球通讯。 无线通讯：S7-200通过无线电台的通讯距离取决于电台的频率、功率、天线等因素；S7-200通过GSM网络的通讯距离取决于网络服务的范围 ；S7-200通过红外设备的通讯也取决于它们的规格。

7、S7-200支持的通讯协议哪些是公开的，哪些是不公开的？

PPI协议：西门子内部协议，不公开 MPI协议：西门子内部协议，不公开 S7协议：西门子内部协议，不公开 PROFIBUS-DP协议：标准协议，公开 USS协议：西门子传动装置的通用串行通讯协议，公开详情请参考相应传动装置的手册 MODBUS-RTU（从站）：公开

8、S7-200的高速输入、输出如何使用？

S7-200 CPU上的高速输入、输出端子，其接线与普通数字量I/O相同。但高速脉冲输出必须使用直流晶体管输出型的CPU（即DC/DC/DC型）。

9、NPN/PNP输出的旋转编码器（和其他传感器），能否接到S7-200 CPU上？

都可以。S7-200 CPU和扩展模块上的数字量输入可以连接源型或漏型的传感器输出，连接时只要相应地改变公共端子的接法。

10、NPN和PNP传感器混接进S7-200 PLC的方法

大家都知道一般日系PLC如三菱、OMRON等一般公共端是 信号接入的时候通常是选用NPN传感器。欧系PLC的公共端一般是-，大多选用PNP的传感器接入信号。如S7-200/300等那么当S7-200 PLC做系统时候，提供的传感器有PNP和NPN两种那么问题怎么解决呢？

方法一 ：NPN传感器利用中间继电器转接

方法二 ：大家在设计的时候一般把200PLC的输入端[M]统一接24V-，其实，200PLC同样可以引入-信号输入，把1M的接24V ，I0.0-0.7统一接NPN传感器，把2M接24V-，把PNP传感器统一接I1.0-1.7这样就能达到NPN＆PNP传感器混接进PLC的目的。原因很简单，200PLC支持两种信号接入，内部是双向二极管采用光电隔离进行信号传输的。

11、高速计数器怎样占用输出点？

高速计数器根据被定义的工作模式，按需要占用CPU上的数字量输入点。每一个计数器都按其工作模式占用固定的输入点。在某个模式下没有用到的输入点，仍然可以用作普通输入点；被计数器占用的输入点（如外部复位），在用户程序中仍然访问到。

12、为什么高速计数器不能正常工作?

在程序中要使用初次扫描存储器位SM0.1来调用HDEF指令，而且只能调用一次。如果用SM0.0调用或者第二次执行HDEF指令会引起运行错误，而且不能改变第一次执行HDEF指令时对计数器的设定

13、高速计数器如何寻址? 为什么从SMDx中读不出当前的计数值？

可以直接用HC0；HC1；HC2；HC3；HC4；HC5对不同的高速计数器进行寻址读取当前值，也可以在状态表中输入上述地址直接监视高速计数器的当前值。SMDx不存储当前值。高速计数器的计数值是一个32位的有符号整数。

14、高速计数器如何复位到0？

选用带外部复位模式的高速计数器，当外部复位输入点信号有效时，高速计数器复位为0， 也可使用内部程序复位，即将高速计数器设定为可更新初始值，并将初始值设为0，执行HSC指令后，高数计数器即复位为0 。

15、为何给高速计数器赋初始值和预置值时不起作用，或效果出乎意料?

高速计数器可以在初始化或者运行中更改设置，如初始值、预置值。其操作步骤应当是：

设置控制字节的更新选项。需要更新哪个设置数据，就把控制字节中相应的控制位置位（设置为“1”）；不需要改变的设置，相应的控制位就不能设置。然后将所需 的值送入初始值和预置值控制寄存器。执行HSC指令

二、系统认识S7-200

1、S7-200的基本结构

西门子S7-200系列属于整体式小型plc，用于代替继电器的简单控制场合，也可以用于复杂的自动化控制系统。

整体式PLC将CPU模块、I/O模块和电源装在一个箱型机壳内，S7-200称为CPU模块。前盖下面有RUN/STOP开关、模拟量电位器和扩展I/O连接器。S7-200系列PLC提供多种具有不同I/O点数的CPU模块和数字量、模拟量I.O扩展模块供用户选用，CPU模块和扩展模块用扁平电缆连接。

整体PLC还配备有许多专用的特殊功能模块，例如模拟量输入/输出模块、热电偶、热电阻模块、通信模块等，使PLC得功能得到扩展。

S7-200可以选用梯形图、语句表（即指令表）和功能模块语言来编程。它的指令丰富，指令功能强，易于掌握，操作方便。内置有高速计数器、高速输出、PID控制器、RS485通信/编程接口、PPI通信协议、MPI通信协议和自由方式通信功能。最多可以扩展到248点数字量I/O或35路模拟量I/O。最多有26kB程序和数据存储空间。

2、S7-200的CPU模块

S7-200有5种CPU模块，CPU221无扩展功能，适于做小点数的微型控制器；CPU222有扩展功能；CPU224是具有较强控制功能的控制器；CPU226和CPU226 XM适用于复杂的中小型控制系统。

S7-200系列PLC不同型号CPU的技术参数如表1所示

S7-200有传送、比较、移位、循环、求补码、调用子程序、脉冲宽度调制、脉冲序列输出、跳转、数据转换、算数运算、字逻辑运算、浮点运算、开平方、三角函数和PID控制指令等，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1-255ms的定时中断。用户程序可设3级口令保护，有监控定时器（看门狗）功能。

数字量输入中有4个用作硬件中断，6个用于高速功能。32位高速加/减计数器的最高计数频率为30kHz，可以对增量式编码器的两个互差90的脉冲列计数，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。两点高速输出可以输出频率最高为20kHz频率和宽度可调的脉冲列。

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典型事件值为200天。DC输出型电路用场效应晶体管（MOSFET）作为功率放大器元件，仅DV输出型有高速脉冲输出，最高输出频率为20kHz。

3、S7-200的扩展模块

不同信号的S7-200 CPU上已经集成了一定数量的数字量I/O点，若实际需要的I/O点数超过该CPU的I/O点数时，则通过增加输入/输出扩展模块来达到扩展功能、扩大控制能力。扩展模块有输入/输出扩展、热电偶/热电阻输入扩展和通讯扩展三种类型，通过总线连接器（插件）和CPU模块连接。

扩展单元正常工作需要+5VDC工作电源，此电源由CPU通过总线连接器提供，扩展单元的24VDC输入点和输出点电源，可由基本单元的24VDC电源供电，但要注意基本单元所提供的最大电流能力。

CPU 221无I/O扩展能力；CPU 222最多可连接2个扩展模块（数字量或模拟量）；CPU224和CPU226最多可连接7个扩展模块。

（1）输入/输出扩展模块

S7-200系列PLC目前提供如下扩展模块：

①数字量输入扩展模块_EM221（8DI）；

②数字量输出扩展模块_EM222（8DO）；

③数字量输入和输出混合扩展模块_EM223（8I/O，16I/O，32I/O）；

④模拟量输入扩展模块_EM231（3AI，A/D转换时间为25μs，12位）；

⑤模拟量输入和输出混合扩展模板_EM235（3AI/1AO，其中A/D转换时间为25μs，D/A转换时间100μs，位数均为12位）

（2）热电偶/热电阻扩展模块

热电偶、热电阻模块（EM231）与CPU222，CPU224，CPU226配套使用，多种分度号热电偶（mV信号）和热电阻（电阻信号）可通过EM231模块将信号送入S7-200。用户通过EM231上的DIP开关来选择热电偶或热电阻的分度号、接线方式、测量单位和开路故障的方向。

（3）通讯扩展模块

除了CPU集成通讯口外，S7-200还可以通过通讯扩展模块连接成更大的网络。S7-200系列目前有两种通讯扩展模块：PROFIBUS-DP扩展从站模块EM277和AS-i接口扩展模块CP243-2。

S7-200系列PLC输入/输出扩展模块的主要技术性能如表2所示。

4、S7-200的通信功能

S7-200的CPU模块自带的RS485串行通信支持PPI、DP/T、自由通信口协议和PROFIBUS点对点协议。每个网络最多126个站，最多32个主站。通信接口可以实现与下列设备的通信：运行编程软件的计算机、文本显示器TD200、OP（操作员面板）、以及S7-200 CPU之间的通信；通过自由通信口协议，可以与其他厂家的设备进行串行通信。

EM277 PROFIBUS-DP从站模块用于将S7-200 CPU连接到PROFIBUS-DP网络。通信速率为9600-12Mbit/s。

工业以太网通讯模块CP243-1的通信速率为10Mbit/s或100Mbit/s，半双工/全双工通信，RJ-45接口使用TCP/IP协议。可用STEP 7-Micro/WIN软件实现通过工业以太网配置和远程编程服务（上载、下载程序，监视状态），通过工业以太网连接其他的CPU，通过S7-OPC在计算机上处理数据。

EM241 Modem(调制解调器)模块支持远程维护或远传诊断、PLC之间的通信、PLC与PC的通信、给手机发送短消息等，EM241参数化向导集成在Micro/WIN V3.2中。

通过CP243-2 AS-i通信处理器，S7-200 CPU可以作为AS-i的主站，最多可以连接62个AS-i从站，接入496个远程数字量输入/输出点。

5、S7-200的编程软件

STEP 7-Micro/WIN 32是专门为S7-200设计的在个人计算机Windows操作系统下运行的编程软件。CPU通过PC/PPI电缆或插在计算机中CP 55111或CP 5611通信卡与计算机通信。通过PC/PPI电缆，可以在Windows下实现多主站通信方式。

STEP 7-Micro/WIN 32的用户程序机构简单清晰，通过一个主程序调用子程序或中断程序，还可以通过数据块进行变量的初始化设置。用户可以用语句表（STL）、梯形图（LAD）和功能块图（FBD）编程，不同的编程语言编制的程序可以相互转换，可以用符号表来定义程序中使用的变量地址对应的符号，是程序便于设计和理解。

STEP 7-Micro/WIN 32为用户提供两套指令集，即SIMATIC指令集（S7-200方式）和国际标准指令集（IEC1131-1）方式。通过调制解调器可以实现远程编程，可以用单次扫描和强制输出等方式来调试程序和进行故障诊断。

S7-200是在美国德州仪器公式的小型PLC的基础上发展起来的，S7-300/400的前身是西门子公司的S5系列PLC，其编程软件为STEP 7。S7-200和S7-300/300虽然有许多共同之处，但是在指令系统、程序结构和编程软件定方面均有相当大的差异。

SIMATIC S7-200 SMART订货数据

①中央处理单元CPU订货号

CPU SR20模块_主要参数：AC/DC/RLY 12DI/8DO_订货号：6ES7 288-1SR20-0AA0

CPU SR40模块_主要参数：AC/DC/RLY 24DI/16DO_订货号：6ES7 288-1SR40-0AA0

CPU ST40模块_主要参数：DC/DC/DC 24DI/16DO_订货号：6ES7 288-1ST40-0AA0

CPU CR40模块_主要参数：AC/DC/RLY 24DI/16DO_订货号：6ES7 288-1CR40-0AA0

CPU SR60模块_主要参数：AC/DC/RLY 36DI/24DO_订货号：6ES7 288-1SR60-0AA0

CPU ST60模块_主要参数：DC/DC/DC 36DI/24DO_订货号：6ES7 288-1ST60-0AA0

②I/O扩展模块EM订货号

EM DI08数字量输入模块_主要参数：8×24VDC输入_订货号：6ES7 288-2DE08-0AA0

EM DR08数字量输出模块_主要参数：8×继电器输出_订货号：6ES7 288-2DR08-0AA0

EM DR16数字量输入/输出模块_主要参数：8×24VDC输入/8×继电器输出_订货号：6ES7 288-2DR16-0AA0

EM DR32数字量输入/输出模块_主要参数：16×24VDC输入/8×继电器输出_订货号：6ES7 288-2DR32-0AA0

EM DT08数字量输入/输出模块_主要参数：8×24VDC输出_订货号：6ES7 288-2DT08-0AA0

EM DT16数字量输入/输出模块_主要参数：8×24VDC输入/8×24VDC输出_订货号：6ES7 288-2DT16-0AA0

EM DT32数字量输入/输出模块_主要参数：16×24VDC输入/16×24VDC输出_订货号：6ES7 288-2DT32-0AA0

EM AI04模拟量输入模块_主要参数：4路输入_订货号：6ES7 288-3AE04-0AA0

EM AQ02模拟量输入模块_主要参数：2路输出_订货号：6ES7 288-3AQ02-0AA0

EM AM06模拟量输入/输出模块_主要参数：4路输入/2路输出_订货号：6ES7 288-3AM06-0AA0

EM AR02热电阻输入模块_主要参数：2路通道_订货号：6ES7 288-3AR02-0AA0

③通信扩展信号板SB订货号

SB CM01通信扩展信号板_主要参数：R485/R232_订货号：6ES7 288-5CM01-0AA0

SB DT04数字量扩展信号板_主要参数：2×24VDC输入/2×24VDC输出_订货号：6ES7 288-5DT04-0AA0

SB AQ01模拟量扩展信号板_主要参数：1×12位模拟量输出_订货号：6ES7 288-5AQ01-0AA0

相关问答

PLC编程调试电话多少?

[回答]器、喷头支架组件喷洒至尘...计算布袋除尘设备的处置气体量时,先要测出实践工况条件下的气体量,即实践经过布袋除尘设备的气体量,并且还要思索除尘...

可以推荐一下!服务好的PLC编程联系电话，PLC编程能用多久??

[回答]首先,你需要的PLC中去设定需要的量程,以及对应的分辨率:1、如果你使用内建的AD输入,那么对应的模拟量输入地址就是:200CH~203CH例如如果使用AD0的话...

plc编程谁家的好用?

很高兴回答的问题!就市场占有率来看,西门子最大,其次是三菱、欧姆龙。具体谁家好用,这个不能一概而论,还取决于编程人员对其使用的熟练程度。西门子PLC又...这...

(SIEMENS)西门子S7-200.PLC编程软件STEP_7.-.MicroWIN_V4_0...

建议重装系统换一版软件安装试一下。有用(0)回复malong245331470你把品牌...微信客户服务电话95188人工时间?2.4万浏览3回答微信公众号置顶肿么没有了?...

在线的行家求教，东凤PLC编程系统联系电话，PLC编程系统效...

[回答]宇丰在一些特殊工业环境中实施工况检测,如焊接、火药制造等,人工视觉可能会对操作工的人身安全造成威胁,而机器视觉从某种程度上有效地规避了这些风...

西门子s7-300/400系列的plc有哪些编程软件-ZOL问答

这个新的软件同时支持S7-1200和S7-1500等新系列的PLC系列型号,但这个TIA软件包体积很大,几十GB,而且对电脑的硬件配置要求也相对较高,比较占用系统资源。有用...

想在深圳学plc编程，有合适的地方吗?

有很多培训机构,建议先经过网络了解,再到电话或微信咨询了解,相互对比优势,再到现场核实。如有先前了解的和现实不符合,那么就要警惕注意了。也可看看教学设...

去什么网站能免费学习PLC?

这个网站是“深圳技成培训”,网上有免费试听课程,一般需要你用手机号免费注册后可是看部分课程。一段时间后他们会给你打电话或发短信给你推荐他们的精品课程...

各位老司机，求推荐一下!!正规的编程培训电话多少，编程培训...

[回答]感谢题主邀请,我来说下我的见解:PLC是一种工业上常见的控制仪器,它的特点就是可以进行编程操作,根据实际需求改变相应的控制内容。一般它采用的编程...

plc编程用什么样的电脑最好-ZOL问答

常用编程软件的话,配置参数上不能太差,电脑配置需求参考如下:1.操作系统:windows7(建议使用64位)2.内存:最少2GB(推荐4GB及以上)3.显卡:显存1G及以上位...