第四章_S7-200_PLC_基礎(chǔ)知識

1、第四章 S7-200 PLC 基礎(chǔ)知識第一節(jié) S7-200 PLC 硬件系統(tǒng)一、硬件系統(tǒng)基本構(gòu)成1、主機單元2、擴展單元3、特殊功能模塊4、軟件二、主機結(jié)構(gòu)及性能特點1、主機模塊狀態(tài)顯示通信口頂部端子蓋電源及輸出端子前蓋 方式開關(guān)電位器、擴展I/O連接底部端子蓋輸入端子、傳感器電源存儲器卡 系統(tǒng)系統(tǒng)CPU 22X系列系列PLC主機（主機（CPU模塊）的外形模塊）的外形如圖示：如圖示：機型機型主機輸出類型主機輸入點數(shù)主機輸出點數(shù)可擴展模塊CPU221DC/繼電器64無CPU222DC/繼電器862CPU224/XPDC/繼電器14/2AI10/1AO7CPU226DC/繼電器241672、主機模

2、塊的主要特點和技術(shù)規(guī)范、主機模塊的主要特點和技術(shù)規(guī)范供電電壓供電電壓 DC24V AC220V輸出方式輸出方式 晶體管晶體管 繼電器繼電器 集成電源集成電源 高速計數(shù)高速計數(shù) 脈沖輸出脈沖輸出 集成模擬電位器集成模擬電位器實時時鐘實時時鐘 3、存儲系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)保持性數(shù)據(jù)存儲器保持性數(shù)據(jù)存儲器永久存儲器永久存儲器 存儲卡存儲卡第二節(jié) I/O的擴展及功能的擴展EM221 EM222 EM223 EM231 EM232 EM2351、I/O擴展模塊EM241 調(diào)制解調(diào)器模塊調(diào)制解調(diào)器模塊EM253 定位模塊定位模塊EM277 DP通信模塊通信模塊EM243 以太網(wǎng)模塊以太網(wǎng)模塊2、特殊功能擴展模塊

3、、特殊功能擴展模塊第三節(jié)第三節(jié) 內(nèi)部資源內(nèi)部資源每一個輸入每一個輸入/輸出、內(nèi)部存儲單元、定時器和計數(shù)輸出、內(nèi)部存儲單元、定時器和計數(shù)器等都稱為軟元件。器等都稱為軟元件。軟元件是軟元件是PLC內(nèi)部的具有一定功能的器件，這些內(nèi)部的具有一定功能的器件，這些器件實際上是由電子電路和寄存器及存儲器單元器件實際上是由電子電路和寄存器及存儲器單元等組成。等組成。1、軟元件（軟繼電器）、軟元件（軟繼電器）2、軟元件、軟元件 介紹介紹 （1）輸入繼電器）輸入繼電器(I) 輸入繼電器一般都有一個輸入繼電器一般都有一個PLC的輸入端子與之對應(yīng)，的輸入端子與之對應(yīng)，它用于接收外部的開關(guān)信號。當(dāng)外部的開關(guān)信號閉合，它

4、用于接收外部的開關(guān)信號。當(dāng)外部的開關(guān)信號閉合，則輸入繼電器的線圈得電，在程序中其常開觸點閉合，則輸入繼電器的線圈得電，在程序中其常開觸點閉合，常閉觸點斷開。這些觸點可以在編程時任意使用，使常閉觸點斷開。這些觸點可以在編程時任意使用，使用次數(shù)不受限制。用次數(shù)不受限制。（2）輸出繼電器（）輸出繼電器（Q） 輸出繼電器一般都有一個輸出繼電器一般都有一個PLC 上的輸出端子與之對應(yīng)。上的輸出端子與之對應(yīng)。當(dāng)通過程序使得輸出繼電器線圈得電時，當(dāng)通過程序使得輸出繼電器線圈得電時，PLC上的輸出上的輸出端開關(guān)閉合，它可以作為控制外部負載的開關(guān)信號。同端開關(guān)閉合，它可以作為控制外部負載的開關(guān)信號。同時在程序中

5、其常開觸點閉合，常閉觸點斷開。這些觸點時在程序中其常開觸點閉合，常閉觸點斷開。這些觸點可以在編程時任意使用，使用次數(shù)不受限制?？梢栽诰幊虝r任意使用，使用次數(shù)不受限制。（3）通用輔助繼電器）通用輔助繼電器(M)通用輔助繼電器的作用和繼電接觸器控制系統(tǒng)中的中通用輔助繼電器的作用和繼電接觸器控制系統(tǒng)中的中間繼電器相同，間繼電器相同，主要起邏輯控制作用。主要起邏輯控制作用。（4）特殊繼電器）特殊繼電器(SM)用來存儲系統(tǒng)的狀態(tài)變量、有關(guān)的控制參數(shù)和信息。用來存儲系統(tǒng)的狀態(tài)變量、有關(guān)的控制參數(shù)和信息。(5)變量存儲器變量存儲器(V)變量存儲器用來存儲變量。它可以存放程序執(zhí)行過程中變量存儲器用來存儲變量。

6、它可以存放程序執(zhí)行過程中控制邏輯操作的中間結(jié)果，也可以使用變量存儲器來?？刂七壿嫴僮鞯闹虚g結(jié)果，也可以使用變量存儲器來保存與工序或任務(wù)相關(guān)的其他數(shù)據(jù)。在進行數(shù)據(jù)處理時，存與工序或任務(wù)相關(guān)的其他數(shù)據(jù)。在進行數(shù)據(jù)處理時，變量存儲器會被經(jīng)常使用。變量存儲器會被經(jīng)常使用。（6）局部變量存儲器）局部變量存儲器(L) 局部變童存儲器用來存放局部變量。局部變量與變量存局部變童存儲器用來存放局部變量。局部變量與變量存儲器所存儲的全局變量十分相似，主要區(qū)別在于全局變量是儲器所存儲的全局變量十分相似，主要區(qū)別在于全局變量是全局有效的，而局部變量是局部有效的。全局有效的，而局部變量是局部有效的。 S7-200有有6

7、4個字節(jié)的局部存儲器，編址范圍個字節(jié)的局部存儲器，編址范圍LB0.0LB63.7，其中其中60個字節(jié)可以用作暫時存儲器或者給子程序傳遞參數(shù)，個字節(jié)可以用作暫時存儲器或者給子程序傳遞參數(shù)，最后最后4個字節(jié)為系統(tǒng)保留字節(jié)。個字節(jié)為系統(tǒng)保留字節(jié)。 （7）順序控制繼電器）順序控制繼電器(S) S又稱狀態(tài)元件，以實現(xiàn)順序控制和步進控制。又稱狀態(tài)元件，以實現(xiàn)順序控制和步進控制。 S7-200 PLC編址范圍編址范圍S0.0S31.7，可以按位、字節(jié)、，可以按位、字節(jié)、字或雙字來存取數(shù)據(jù)字或雙字來存取數(shù)據(jù)（8）定時器（相當(dāng)于時間繼電器）定時器（相當(dāng)于時間繼電器） S7-200 CPU中的定時器是對內(nèi)部時鐘累

8、計時間增量中的定時器是對內(nèi)部時鐘累計時間增量的設(shè)備，用于時間控制。編址范圍的設(shè)備，用于時間控制。編址范圍T0T255（22X）；）；（9） 計數(shù)器計數(shù)器 計數(shù)器主要用來累計輸入脈沖個數(shù)。有計數(shù)器主要用來累計輸入脈沖個數(shù)。有16位預(yù)置值和當(dāng)位預(yù)置值和當(dāng)前值寄存器各一個，以及前值寄存器各一個，以及1位狀態(tài)位，當(dāng)前值寄存器用以位狀態(tài)位，當(dāng)前值寄存器用以累計脈沖個數(shù)，計數(shù)器當(dāng)前值大于或等于預(yù)置值時，狀態(tài)累計脈沖個數(shù)，計數(shù)器當(dāng)前值大于或等于預(yù)置值時，狀態(tài)位置位置1。 S7-200 CPU提供有三種類型的計數(shù)器，增計數(shù)、減提供有三種類型的計數(shù)器，增計數(shù)、減計數(shù)、增減計數(shù)。編址范圍計數(shù)、增減計數(shù)。編址范圍C

9、0C255（22X）。）。 （11）高速計數(shù)器（）高速計數(shù)器（HC） CPU 22X提供了提供了6個高速計數(shù)器個高速計數(shù)器HC0、HC1HC5 （每個計數(shù)器最高頻率為（每個計數(shù)器最高頻率為30KHz）用來累計比）用來累計比CPU掃描速率掃描速率更快的事件。高速計數(shù)器的當(dāng)前值為雙字長的符號整數(shù)。更快的事件。高速計數(shù)器的當(dāng)前值為雙字長的符號整數(shù)。（10） 模擬量輸入輸出映像寄存器（模擬量輸入輸出映像寄存器（AI/AQ） S7-200的模擬量輸入電路將外部輸入的模擬量（如溫度、的模擬量輸入電路將外部輸入的模擬量（如溫度、電壓）等轉(zhuǎn)換成電壓）等轉(zhuǎn)換成1個字長（個字長（16位）的數(shù)字量，存入模擬量輸入位

10、）的數(shù)字量，存入模擬量輸入映像寄存器區(qū)域。映像寄存器區(qū)域。 AI編址范圍編址范圍AIW0，AIW2，AIW62，起始地址定義為偶，起始地址定義為偶數(shù)字節(jié)地址，共有數(shù)字節(jié)地址，共有32個模擬量輸入點。個模擬量輸入點。 S7-200模擬量輸出電路用來將模擬量輸出映像寄存器區(qū)模擬量輸出電路用來將模擬量輸出映像寄存器區(qū)域的域的1個字長（個字長（16位）數(shù)字值轉(zhuǎn)換為模擬電流或電壓輸輸出。位）數(shù)字值轉(zhuǎn)換為模擬電流或電壓輸輸出。 AQ編址范圍編址范圍AQW0，AQW2，AQW62，起始地址，起始地址也采用偶數(shù)字節(jié)地址，共有也采用偶數(shù)字節(jié)地址，共有32個模擬量輸出點個模擬量輸出點（12）累加器（）累加器（AC

11、） 累加器是用來暫存數(shù)據(jù)，累加器是用來暫存數(shù)據(jù)， S7-200 PLC提供了提供了4個個32位累加位累加器器AC0AC3。累加器支持以字節(jié)（。累加器支持以字節(jié)（B）、字（）、字（W）和雙字（）和雙字（D）的存取。的存取。第四節(jié)第四節(jié) 尋址方式尋址方式1. 數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型（1）數(shù)據(jù)類型及范圍）數(shù)據(jù)類型及范圍SIMATIC S7-200系列系列PLC數(shù)據(jù)類型可以是布爾型、整型和實型數(shù)據(jù)類型可以是布爾型、整型和實型（浮點數(shù)）。實數(shù)采用（浮點數(shù)）。實數(shù)采用32位單精度數(shù)來表示，其數(shù)值有較大的表位單精度數(shù)來表示，其數(shù)值有較大的表示范圍：正數(shù)為示范圍：正數(shù)為+1.175495E-38+3.402823E

12、+38；負數(shù)為；負數(shù)為-1.175495E38-3.402823E+38。 （2）常數(shù)）常數(shù) 常數(shù)數(shù)據(jù)長度可為字節(jié)、字和雙字，在機器內(nèi)部的數(shù)常數(shù)數(shù)據(jù)長度可為字節(jié)、字和雙字，在機器內(nèi)部的數(shù)據(jù)都以二進制存儲，但常數(shù)的書寫可以用二進制、十進制、據(jù)都以二進制存儲，但常數(shù)的書寫可以用二進制、十進制、十六進制、十六進制、ASCII碼或浮點數(shù)（實數(shù)）等多種形式。碼或浮點數(shù)（實數(shù)）等多種形式。2. 直接尋址方式直接尋址方式（1）編址形式）編址形式 按位尋址的格式為：按位尋址的格式為：Ax.y 存儲區(qū)內(nèi)另有一些元件是具有一定功能的硬件，存儲區(qū)內(nèi)另有一些元件是具有一定功能的硬件，由于元件數(shù)量很少，所以不用指出元件

13、所在存由于元件數(shù)量很少，所以不用指出元件所在存儲區(qū)域的字節(jié)，而是直接指出它的編號。儲區(qū)域的字節(jié)，而是直接指出它的編號。 其尋址格式為：其尋址格式為：Ay 數(shù)據(jù)尋址格式為：數(shù)據(jù)尋址格式為：ATx(2)按位尋址的格式為：Ax.y必須指定元件名稱、字節(jié)地址和位號，如圖所示。圖中MSB表示最高位，LSB表示最低位。MSBI0LSB0I15I4I3I2I17 6 5 4 3 2 1I 4 .5I 14 .2字節(jié)的位，即位號元件名稱（區(qū)域標志）字節(jié)地址位地址與字節(jié)地址之間的間隔(3)特殊器件的尋址格式 T 、C 、 HC 、AC 直接寫出編號(4)字節(jié)、字、雙字的 尋址格式 IB IW IDMB MW M

14、DVB VW VD3間接尋址方式間接尋址方式 間接尋址方式是，數(shù)據(jù)存放在存儲器或寄存器中，在指令間接尋址方式是，數(shù)據(jù)存放在存儲器或寄存器中，在指令中只出現(xiàn)所需數(shù)據(jù)所在單元的內(nèi)存地址的地址。存儲單元中只出現(xiàn)所需數(shù)據(jù)所在單元的內(nèi)存地址的地址。存儲單元地址的地址又稱為地址指針。地址的地址又稱為地址指針。 這種間接尋址方式與計算機的間接尋址方式相同。間接尋這種間接尋址方式與計算機的間接尋址方式相同。間接尋址在處理內(nèi)存連續(xù)地址中的數(shù)據(jù)時非常方便，而且可以縮址在處理內(nèi)存連續(xù)地址中的數(shù)據(jù)時非常方便，而且可以縮短程序所生成的代碼的長度，使編程更加靈活。短程序所生成的代碼的長度，使編程更加靈活。 用間接尋址方式

15、存取數(shù)據(jù)需要作的工作有用間接尋址方式存取數(shù)據(jù)需要作的工作有3種：建立指針、種：建立指針、間接存取和修改指針。間接存取和修改指針。 （1）建立指針建立指針必須用雙字傳送指令（MOVD），將存儲器所要訪問的單元的地址裝入用來作為指針的存儲器單元或寄存器，裝入的是地址而不是數(shù)據(jù)本身，格式如下：例：MOVD&VB200,VD302MOVD&MB10,AC2MOVD&C2,LD14（2）間接存取指令中在操作數(shù)的前面加“*”表示該操作數(shù)為一個指針。下面兩條指令是建立指針和間接存取的應(yīng)用方法：MOVD&VB200，AC0MOVW*AC0，AC1若存儲區(qū)的地址及單元中所存的數(shù)據(jù)如下所示執(zhí)行過程如下：（3）修改指針下面的兩條指令可以修改指針的用法：INCDAC0INCDAC0MOVW*AC0，AC1第五節(jié) 指令系統(tǒng)nS7-200系列PLC主機中有兩類基本指令集：SIMATIC指令集和IEC1131-3指令集，程序員可以任選一種。提供了許多類型的指令以完成廣泛的自動化任務(wù)。nSIMATIC指令集：是為S7-200系列PLC設(shè)計的，本指令通常執(zhí)行時間短，而且可以用LAD、STL和FBD三種編程語言。nI