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S7-200数据寻址

• 如何调用开关量或模拟量信号？
• 怎样读取数据？
• 怎么使用输入信号？
• 如何输出控制？
• ……

上述问题都是关于如何访问、使用数据的问题，也就是所谓“寻址”。

访问S7-200中的数据

S7-200从外部接收信号输入（输入数据），在内部按照用户程序运算、处理后，再输出进行各种控制、显示。

物理的输入/输出信号，在S7-200 CPU内部是以输入/输出映象区的形式对应。除此之外，CPU内部也有各种数据区域，如变量区（V存储区），定时器、计数器数据等。

 S7-200中的数据类型

在S7-200 PLC系统中，数据可以被：

• 从一个地址传送到另一个地址
• 进行逻辑和数学运算
• 在编程软件上设置、查看
• 被其他设备访问，如在HMI（人机界面）上显示
• 作为通信消息从一个设备传送到另一个设备
• ……

要进行上述数据处理，需要：

• 在直接使用数据处理的指令时，数据地址。所谓指令的“操作数”基本都是以数据地址的形式给出
• 在编程软件中查看、设置数据，或者在HMI配置软件中变量（Tag）对应的数据时，地址

总之，所有数据，在S7-200中都是通过地址访问。

凡S7-200中能够访问的数据都有地址，地址是访问所有数据的依据，访问数据的过程本身就是“寻址”。

 《S7-200系统手册》上关于PLC概念的第四章，其中对于S7-200中数据寻址的叙述非常好，建议初学者必读！

 几乎所有的指令、功能都与各种形式的寻址有关，不弄清楚数据寻址会给工作带来*的困难。

S7-200 CPU的集成I/O和扩展I/O寻址

在S7-200中，输入/输出点的地址只与其在系统中的物理位置有关。

各种类型的I/O按照各自的种类，如数字量输入（I）、数字量输出（Q）、模拟量输入（AI）、模拟量输出（AQ）信号，分别排列地址。

 S7-200编程时不必配置I/O地址。

S7-200扩展模块上的I/O地址按照离CPU的距离递增排列。离CPU越近，地址号越小。

 在模块之间，数字量信号的地址总是以8位（1个字节）为单位递增。如果CPU上的物理输入点没有*占据一个字节，其中剩余未用的位也不能分配给后续模块的同类信号。

 模拟量输出模块总是要占据两个通道的输出地址。即便有些模块（EM235）只有一个实际输出通道，它也要占用两个通道的地址。

 在编程计算机和CPU实际联机时，使用Micro/WIN的菜单命令“PLC > Information”，可以查看CPU和扩展模块的实际I/O地址分配。

一个CPU和扩展I/O寻址的例子：

图1. I/O地址排列举例

《S7-200 可编程序控制器系统手册》

本手册涉及S7-200系列全部产品，几乎涵盖了所有相关知识点。如果想系统的了解S7-200，在具备了一定的 PLC 背景知识后，依据章节阅读。

A. 硬件信息：第三章-S7-200 的安装，附录A-硬件规范：详细电气规范及接线图，模块基本信息与可选卡件，附录B-电源定额计算；

B. 编程：*、二章：软件使用简介，第四、五章：基本知识（数据存储原理-低位高字节，软件基本功能），第六章：指令集（在编程之初，zui先参考的就是第六章-存储器范围及特性，然后就是具体指令的使用）；第十三章-配方，第十四章-数据归档，第十五章-PID；

C. 通讯：第七章-网络通讯，第十章-EM241调制解调模块，第十一章-与西门子的Micromaster驱动器的USS通讯，第十二章-Modbus RTU 通讯；

D. 调试：第八章-硬件故障诊断指南和软件调试工具，附录C-错误代码，还有具体指令的错误代码详细信息（在指令的讲解章节均有错误代码介绍），某些SMB标志位信息（如SMB200-549智能模块状态信息）；

E. 扩展功能：第九章：运动控制-CPU本体输出-PTO/PWM向导，或PLS语句编程，EM253位控模块使用；附录D-特殊存储器（SM）标志位：提供大量的状态和控制功能；

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模拟信号是指在一定范围内连续的信号（如电压、电流)，这个“一定范围”可以理解为模拟量的有效量程。在使用S7-200模拟量时，需要注意信号量程范围，拨码开关设置，模块规范接线，指示灯状态等信息。

本文中，我们按照S7-200模拟量模块类型进行分类介绍：

1.AI 模拟量输入模块

2.AO模拟量输出模块

3.AI/AO模拟量输入输出模块

4.常见问题分析

首先，请参见“S7-200模拟量全系列总览表”，初步了解S7-200模拟量系列的基本信息，具体内容请参见下文详细说明： 

AI 模拟量输入模块

A. 普通模拟量输入模块：

如果，传感器输出的模拟量是电压或电流信号（如±10V或0~20mA），可以选用普通的模拟量输入模块，通过拨码开关设置来选择输入信号量程。注意：按照规范接线，尽量依据模块上的通道顺序使用（A->D），且未接信号的通道应短接。具体请参看《S7-200可编程控制器系统手册》的附录A-模拟量模块介绍。

4AI EM231模块：

首先，模拟量输入模块可以通过设置拨码开关来选择信号量程。开关的设置应用于整个模块，一个模块只能设置为一种测量范围，且开关设置只有在重新上电后才能生效。也就是说，拨码设置一经确定后，这4个通道的量程也就确定了。如下表所示：

注：表中0~5V和0~20mA（4~20mA）的拨码开关设置是一样的，也就是说，当拨码开关设置为这种时，输入通道的信号量程，可以是0~5V，也可以是0~20mA。

8AI EM231模块：

8AI的EM231模块，第0->5通道只能用做电压输入，只有第6、7两通道可以用做电流输入，使用拨码开关1、2对其进行设置：当sw1=ON，通道6用做电流输入；sw2=ON时，通道7用做电流输入。反之，若选择为OFF，对应通道则为电压输入。

注：当第6、7道选择为电流输入时，第0->5通道只能输入0-5V的电压。

B. 测温模拟量输入模块（热电偶TC；热电阻RTD）：

如果，传感器是热电阻或热电偶，直接输出信号接模拟量输入，需要选择特殊的测温模块。测温模块分为热电阻模块EM231RTD和热电偶模块EM231TC。注意：不同的信号应该连接至相对应的模块，如：热电阻信号应该使用EM231RTD，而不能使用EM231TC。且同一模块的输入类型应该*，如：Pt1000和Pt100不能同时应用在一个热电阻模块上。

热电偶模块TC： 

EM231 TC支持J、K、E、N、S、T和R型热电偶，不支持B型热电偶。通过拨码设置，模块可以实现冷端补偿，但仍然需要补偿导线进行热电偶的自由端补偿。另外，该模块具有断线检测功能，未用通道应当短接，或者并联到旁边的实际接线通道上。

热电阻模块RTD：

热电阻的阻值能够随着温度的变化而变化，且阻值与温度具有一定的数学关系，这种关系是电阻变化率α。RTD模块的拨码开关设置与α有关，如下图所示，就算同是 Pt100，α值不同时拨码开关的设置也不同。在选择热电阻时，请尽量弄清楚α参数，按 照对应的拨码去设置。具体请参看《S7-200可编程控制器系统手册》的附录A-热电偶和热电阻扩展模块介绍。

EM231 RTD模块具有断线检测功能，未用通道不能悬空，接法方式如下：

（1）请将一个电阻按照与已用通道相同的接线方式连接到空的通道，注意：电阻的阻值必须和RTD的标称值相同；

（2）将已经接好的那一路热电阻的所有引线，一一对应连接到空的通道上。

因为热电阻分2线制、3线制、4线制，所以RTD模块与热电阻的接线有3种方式，如图所示。其中，精度zui高的是4线连接，精度zui低的是2线连接。

提示：

（1）. 在STEP7 Micor/WIN软件中（S7-200的编程软件），对于模拟量输入通道设有软件滤波功能，如图所示，具体请参见《S7-200 • LOGO• SITOP 参考》->系统块-模拟量滤波。

但是，在系统块中设置模拟量通道滤波时，RTD和TC模块占用的模拟量通道，应禁止滤波功能。

（2） EM231 TC和RTD模块上，均有24V电源指示灯和SF故障指示灯。如图所示：（a）若24V电源指示灯=OFF，则说明该模块没有24V工作电源；（b）若SF红灯闪烁，原因可能是：模块内部软件检测出外接断线，或者输入超出范围。 

注：具体请参见：《S7-200 • LOGO• SITOP 参考》->EM231 RTD/EM231 TC。

AO模拟量输出模块

S7-200的扩展模块里，分别有2路、4路的模拟量输出模块EM232。根据接线方式（M-V或M-I）选择输出信号类型，电压：±10V，电流：0~20mA（4~20mA）。

AI/AO模拟量输入输出模块

(A) CPU模块本体集成的2路AI和1路AO

S7-200只有CPU 224XP和CPU224XPsi，本体集成有模拟量通道。其中，2路AI是：电压信号±10V，1路AO是：电压信号0~10V；或者电流信号0~20mA(4~20mA)，输出信号类型可以通过硬件接线来选择。

(B) EM235模拟量输入输出模块

EM235模块有4路AI和1路AO。通过拨码开关设置来选择4路AI通道的输入信号程，如下表所示，这个模块可以测量毫伏级（mV）的信号；1路AO是：电压信号 ±10V；或电流信号0~20mA（4~20mA），可以根据硬件接线方式（M-V或M-I）选择输出信号类型。

注：模块上的电位计是用来调节输入信号和转换数值的放大关系，在模块出厂时已经设置好了，如无需要，请不要随意更改。

常见问题分析

A．模拟量输入与数字量的对应关系：

模拟量信号（0~10V，0~5V或0~20mA）在S7-200 CPU内部用0~32000的数值表示（注：4~20mA对应6400~32000），这两者之间有一定的数学关系，如图所示： 

B．模拟量模块的硬件接线介绍

（1）CPU 224 XP集成有2路电压输入，接线方法见a：分别为A+和M、B+和M，此时只能输入±10V 电压信号。

CPU 224XP还集成有1路模拟量输出信号。电流输出如图b，将负载接在I和M端子之间；电压输出如图c，将负载接在V和M端子之间。

（2）模拟量输入的接线方式 

以4AI EM231模块为例，分别介绍电压、电流型输入信号的接线方式，如图所示。注意：此接线图是一个示意图，表述的是不同的接线方式，并不是指该模块只有A通道可以接入电压，B通道必须悬空，C和D通道只能接入电流。

当您的信号为电压输入时可以参考接线方法a，以此类推。

方式a. 电压输入方式：信号正接A+；信号负接A-；

方式b. 未用通道接法（不要悬空）：未用通道需短接，如B+和B-短接；

方式c. 电流输入方式（四线制）：信号正接C+，同时C+与RC短接；信号负接C-，同时C-和模块的M端短接。

方式d. 电流输入方式（两线制）：信号线接D+，同时D+与RD短接；电源M端接D-，同时和模块的M端短接。

注：具体请参见：《S7-200 • LOGO• SITOP 参考》->模拟量模块接线。

（3）电流型信号输入接线方式 

电流型信号的接线方式，分为四线制、三线制、二线制接法。这里讨论的“几线制”，是以传感器或仪表变送器是否需要外供电源来区别的，而并不是指EM231模块需要几根信号线，或该变送器的信号线输出。

a. 四线制-电流型信号的接法： 

四线制信号是指信号设备本身外接供电电源，同时有信号+、信号-两根信号线输出。供电电源可有220VAC或24VDC，接线如图所示：

b. 三线制-电流型信号的接法： 

三线制信号是指信号设备本身外接供电电源，只有一根信号线输出，该信号线与电源线共用公共端，通常情况是共负端的。接线如图所示：

注：若设备的24VDC供电电源与EM231模块的供电电源不是同一个电源，那么，需要将模块的M端与该通道的负端引脚短接（如，M和C-短接）。这是为了使模块与测量通道工作在同一的参考电压，也就是等电位。下面的二线制接法同理。

c. 二线制-电流型信号的接法： 

二线制信号是指信号设备本身只有两根外接线，设备的工作电源由信号线提供，即其中一根线接电源，另一根线是信号输出。接线如图所示：

C．224XP本体集成的AI，能否接电流信号0~20mA？ 

首先，这两路模拟量输入通道可以接收±10V的电压信号，不能直接接收电流信号。若使用该通道接收电流信号，会有一定的风险，可能导致测量的不准确或模块的损坏等等。具体说明请点击 查看

D．如何对 S7-200 的 CPU224XP 和扩展模块 EM 231, EM 232 及 EM 235 的模拟量值进行比例换算? 

S7-200模拟量输入通道所采集的信号，是以0~32000中的数值表示，存储在AIW中。也就是说，这个数值与实际的物理量之间，存在一定的比例换算关系。

S7-200与S7-200之间有哪些通信方式

S7-200与S7-200之间的通信方式灵活多样，常用的通信方式有如下四种：

• 网络读写（PPI）通信

• 以太网通信

• 网Modem通信

• MD720-3 无线通信

提示：除了以上方式，您也许会想到Modbus通信和自由口通信。这两种方式可以用于S7-200之间的数据交换，但是不是我们*的常用通信方式。因为使用Modbus通信和自由口通信时您需要编写大量的程序，并无法很好的保证通信的准确性和实时性，Modbus 通信和自由口通信是常用于S7-200CPU与第三方设备或仪表之间的数据交换方式。

1.1 网络读写（PPI）通信

PPI 协议是S7-200的主从通信协议.利用此方式可以实现S7-200与S7-200间的数据交换。这种通信方式利用CPU集成通信口即可实现，配置简单。通信中，主站设备将请求发送至从站设备，然后从站设备进行响应。具体如下图所示：

实现网络读写（PPI）通信可以使用以下两种方法：

*,使用Step 7 Micro/Win编程软件中指令向导中的NETR/NETW向导；



具体方法和相关注意事项请参考《西门子 S7-200•LOGO!•SITOP 参考》（更新版）S7-200 PLC->通信->网络读写（PPI）通信。

第二，使用NETR/NETW指令，需要客户自己编写程序实现。

详细的编程设置及例子程序请参考《S7-200可编程控制器系统手册》第6章S7-200指令集->通信指令->网络读写指令。

提示： NETR/NETW向导使用简单，不用大量编程，只需按照向导步骤设置参数，因此不易出错。*采用向导的方法实现网络读写（PPI）通信。

使用网络读写（PPI）通信时需要注意以下几点：

*，只有PPI主站需要配置或编程，从站不需要配置；

第二，主站既可以读写从站的数据，也可以读写另一个主站的数据；

第三，在一个PPI网络中，与一个从站通信的主站的个数没有限制，但是一个网络中主站的个数不能超过32个；

第四，由于S7-200 CPU集成的通信口是非隔离的。因此在一个PPI通信网络中，一个网段的距离不能超过50米。如果通讯距离超出50m，应在通信网络中使用中继器。如下所示:

提示：在上图中，通常扩展一个中继器可延长通信网络50米，但如果扩展一对中继器，并且它们之间没有任何节点，中继器之间的距离可达到1000米。

在网络中使用中继器的具体方法可参考《S7-200可编程控制器系统手册》第7章 网络通信->网络的建立->在网络中使用中继器

1.2 以太网通信

S7-200PLC可以通过智能扩展模块CP243-1连接至工业以太网中。这样，S7-200之间就可以通过以太网进行数据交换，如下图所示：

使用以太网通信需要注意以下几点：

*，S7-200与S7-200之间采用以太网通信方式必须增加CP243-1以太网通信模块，且一个S7-200CPU只能连接一个CP243-1扩展模块；

第二，CP243-1不是即插即用模块，需先通过Step 7 Micro/Win编程软件对其组态；

第三，CP243-1可同时与zui多8个以太网S7控制器通信，即建立8个S7连接。

更多关于CP243-1模块的使用问题可参考文档《S7-200 以太网模块系列 CP243-1》

以太网通信请参考《西门子 S7-200•LOGO!•SITOP 参考》V0.95版（更新版）S7-200 PLC->通信->以太网通信(CP243-1)

S7-200与S7-200之间的以太网通信编程可参考《CP243-1快速入门》《以太网模块技术手册》

1.3 网Modem通信

S7-200与S7-200之间的网Modem通信常用于异地通信，在S7-200与S7-200的本地通信中不常用。

如下图所示：网Modem是通过S7-200 CPU的扩展模块EM241调制解调器模块来实现的。在公共网或小交换机的模拟音频系统中，使用线连接EM241上标准的RJ11接口，对EM241 进行相应的配置编程即可实现S7-200 CPU之间的数据读取或写入。

网Modem通信（EM241）请参考《S7-200可编程控制器系统手册》第10章创建调制解调模块程序

网Modem通信注意事项请参考《西门子 S7-200•LOGO!•SITOP 参考》V0.95版（更新版）S7-200 PLC->通信->网Modem通信（EM241）

EM241与EM241之间的通信编程请参考《EM241快速入门》

1.4 MD720-3 无线通信

MD720-3无线通信也常用于异地通信，在S7-200与S7-200之间的本地通信中不常用。如有需要通信的模块在异地或现场不适宜布线等原因，可考虑采用此通信方式。

S7-200与S7-200之间通过MD720-3无线通信模块可以实现以下两个功能：

• 终端模式：短消息功能

• OPC模式： 数据交换功能。

*，如下图所示：MD720-3 终端模式用于S7-200与S7-200之间互相收发短信。此通信方式不需要OPC中心站，只需要在需要通信的每个S7-200 CPU右侧都扩展MD720-3无线通信模块，配置天线﹑西门子PC/PPI串口电缆等硬件，并且在MD720-3模块中插入SIM卡。

终端模式需要的硬件软件配置﹑库指令的下载及编程请参考《S7-200 PLC 通过MD720-3 发送短消息》

第二，如下图所示：MD720-3 OPC模式用于S7-200与S7-200之间进行数据交换。此通信方式除了配置以上与终端模式相同的硬件之外，还必须配置OPC中心站，即必须使用SINAUT MICRO SC　OPC服务器软件和OPC客户机软件。

OPC模式需要的硬件软件配置请参考《SINAUT MD720-3的GPRS通信》

OPC模式编程的库指令 下载

MD720-3 OPC 模式编程请参考《SINAUT MD720-3功能块编程入门》

更多信息请参考《MD720-3技术手册》

2. 如何选择用于S7-200与S7-200之间的通信方式

针对以上常用的四种通信方式，我们该如何选用S7-200与S7-200之间的通信方式呢？ 根据现场实际需求及通信模块的使用条件，我们提供以下几种参考：

• 如果需要进行通信的S7-200 CPU集成的通信端口未被占用，S7-200 CPU模块都在本地，通信距离不远，且通信速率要求不高，那么可选用网络读写（PPI）通信；

• 如果需要进行通信的S7-200 CPU集成的通信端口已被占用，或通信距离较远甚至达到几千米，或通信速率要求达到M bits/s,那么可选用以太网通信；

• 如果需要进行通信的S7-200 CPU模块分布在相距很远的异地，并且模块之间数据交换量不大，实时行要求不高，我们可考虑选用网Modem通信；

• 如果需要进行通信的S7-200 CPU模块相互之间要求有短消息收发或实时性不高的数据交换，并且现场环境不适宜布线，或模块相距很远或分布在异地，且现场环境满足GPRS条件，那么可选用MD720-3 无线模式。