1、第四章 S7-200 PLC 基礎(chǔ)知識(shí)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(jī)單元2、擴(kuò)展單元3、特殊功能模塊4、軟件二、主機(jī)結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn)1、主機(jī)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(kuò)展I/O連接底部端子蓋輸入端子、傳感器電源存儲(chǔ)器卡 系統(tǒng)系統(tǒng)CPU 22X系列系列PLC主機(jī)（主機(jī)（CPU模塊）的外形模塊）的外形如圖示：如圖示：機(jī)型機(jī)型主機(jī)輸出類型主機(jī)輸入點(diǎn)數(shù)主機(jī)輸出點(diǎn)數(shù)可擴(kuò)展模塊CPU221DC/繼電器64無(wú)CPU222DC/繼電器862CPU224/XPDC/繼電器14/2AI10/1AO7CPU226DC/繼電器241672、主機(jī)模

2、塊的主要特點(diǎn)和技術(shù)規(guī)范、主機(jī)模塊的主要特點(diǎn)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(jì)數(shù)高速計(jì)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(shí)時(shí)時(shí)鐘實(shí)時(shí)時(shí)鐘 3、存儲(chǔ)系統(tǒng)、存儲(chǔ)系統(tǒng)保持性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器保持性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器永久存儲(chǔ)器永久存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)卡存儲(chǔ)卡第二節(jié) I/O的擴(kuò)展及功能的擴(kuò)展EM221 EM222 EM223 EM231 EM232 EM2351、I/O擴(kuò)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(kuò)展模塊

3、、特殊功能擴(kuò)展模塊第三節(jié)第三節(jié) 內(nèi)部資源內(nèi)部資源每一個(gè)輸入每一個(gè)輸入/輸出、內(nèi)部存儲(chǔ)單元、定時(shí)器和計(jì)數(shù)輸出、內(nèi)部存儲(chǔ)單元、定時(shí)器和計(jì)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(shí)際上是由電子電路和寄存器及存儲(chǔ)器單元器件實(shí)際上是由電子電路和寄存器及存儲(chǔ)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(gè)輸入繼電器一般都有一個(gè)PLC的輸入端子與之對(duì)應(yīng)，的輸入端子與之對(duì)應(yīng)，它用于接收外部的開關(guān)信號(hào)。當(dāng)外部的開關(guān)信號(hào)閉合，它

4、用于接收外部的開關(guān)信號(hào)。當(dāng)外部的開關(guān)信號(hào)閉合，則輸入繼電器的線圈得電，在程序中其常開觸點(diǎn)閉合，則輸入繼電器的線圈得電，在程序中其常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。這些觸點(diǎn)可以在編程時(shí)任意使用，使常閉觸點(diǎn)斷開。這些觸點(diǎn)可以在編程時(shí)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(gè)輸出繼電器一般都有一個(gè)PLC 上的輸出端子與之對(duì)應(yīng)。上的輸出端子與之對(duì)應(yīng)。當(dāng)通過程序使得輸出繼電器線圈得電時(shí)，當(dāng)通過程序使得輸出繼電器線圈得電時(shí)，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(fù)載的開關(guān)信號(hào)。同端開關(guān)閉合，它可以作為控制外部負(fù)載的開關(guān)信號(hào)。同時(shí)在程序中

5、其常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。這些觸點(diǎn)時(shí)在程序中其常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。這些觸點(diǎn)可以在編程時(shí)任意使用，使用次數(shù)不受限制?？梢栽诰幊虝r(shí)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(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)器變量存儲(chǔ)器(V)變量存儲(chǔ)器用來存儲(chǔ)變量。它可以存放程序執(zhí)行過程中變量存儲(chǔ)器用來存儲(chǔ)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(chǔ)器來?？刂七壿嫴僮鞯闹虚g結(jié)果，也可以使用變量存儲(chǔ)器來保存與工序或任務(wù)相關(guān)的其他數(shù)據(jù)。在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，存與工序或任務(wù)相關(guān)的其他數(shù)據(jù)。在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，變量存儲(chǔ)器會(huì)被經(jīng)常使用。變量存儲(chǔ)器會(huì)被經(jīng)常使用。（6）局部變量存儲(chǔ)器）局部變量存儲(chǔ)器(L) 局部變童存儲(chǔ)器用來存放局部變量。局部變量與變量存局部變童存儲(chǔ)器用來存放局部變量。局部變量與變量存儲(chǔ)器所存儲(chǔ)的全局變量十分相似，主要區(qū)別在于全局變量是儲(chǔ)器所存儲(chǔ)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(gè)字節(jié)的局部存儲(chǔ)器，編址范圍個(gè)字節(jié)的局部存儲(chǔ)器，編址范圍LB0.0LB63.7，其中其中60個(gè)字節(jié)可以用作暫時(shí)存儲(chǔ)器或者給子程序傳遞參數(shù)，個(gè)字節(jié)可以用作暫時(shí)存儲(chǔ)器或者給子程序傳遞參數(shù)，最后最后4個(gè)字節(jié)為系統(tǒng)保留字節(jié)。個(gè)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(shí)現(xiàn)順序控制和步進(jìn)控制。又稱狀態(tài)元件，以實(shí)現(xiàn)順序控制和步進(jìn)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(shí)器（相當(dāng)于時(shí)間繼電器）定時(shí)器（相當(dāng)于時(shí)間繼電器） S7-200 CPU中的定時(shí)器是對(duì)內(nèi)部時(shí)鐘累

8、計(jì)時(shí)間增量中的定時(shí)器是對(duì)內(nèi)部時(shí)鐘累計(jì)時(shí)間增量的設(shè)備，用于時(shí)間控制。編址范圍的設(shè)備，用于時(shí)間控制。編址范圍T0T255（22X）；）；（9） 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 計(jì)數(shù)器主要用來累計(jì)輸入脈沖個(gè)數(shù)。有計(jì)數(shù)器主要用來累計(jì)輸入脈沖個(gè)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(gè)，以及前值寄存器各一個(gè)，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(jì)脈沖個(gè)數(shù)，計(jì)數(shù)器當(dāng)前值大于或等于預(yù)置值時(shí)，狀態(tài)累計(jì)脈沖個(gè)數(shù)，計(jì)數(shù)器當(dāng)前值大于或等于預(yù)置值時(shí)，狀態(tài)位置位置1。 S7-200 CPU提供有三種類型的計(jì)數(shù)器，增計(jì)數(shù)、減提供有三種類型的計(jì)數(shù)器，增計(jì)數(shù)、減計(jì)數(shù)、增減計(jì)數(shù)。編址范圍計(jì)數(shù)、增減計(jì)數(shù)。編址范圍C

9、0C255（22X）。）。 （11）高速計(jì)數(shù)器（）高速計(jì)數(shù)器（HC） CPU 22X提供了提供了6個(gè)高速計(jì)數(shù)器個(gè)高速計(jì)數(shù)器HC0、HC1HC5 （每個(gè)計(jì)數(shù)器最高頻率為（每個(gè)計(jì)數(shù)器最高頻率為30KHz）用來累計(jì)比）用來累計(jì)比CPU掃描速率掃描速率更快的事件。高速計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值為雙字長(zhǎng)的符號(hào)整數(shù)。更快的事件。高速計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值為雙字長(zhǎng)的符號(hào)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(gè)字長(zhǎng)（個(gè)字長(zhǎng)（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(gè)模擬量輸入點(diǎn)。個(gè)模擬量輸入點(diǎn)。 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(gè)字長(zhǎng)（個(gè)字長(zhǎng)（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(gè)模擬量輸出點(diǎn)個(gè)模擬量輸出點(diǎn)（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(gè)個(gè)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(shí)型數(shù)據(jù)類型可以是布爾型、整型和實(shí)型（浮點(diǎn)數(shù)）。實(shí)數(shù)采用（浮點(diǎn)數(shù)）。實(shí)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(fù)數(shù)為；負(fù)數(shù)為-1.175495E38-3.402823E+38。 （2）常數(shù)）常數(shù) 常數(shù)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度可為字節(jié)、字和雙字，在機(jī)器內(nèi)部的數(shù)常數(shù)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度可為字節(jié)、字和雙字，在機(jī)器內(nèi)部的數(shù)據(jù)都以二進(jìn)制存儲(chǔ)，但常數(shù)的書寫可以用二進(jìn)制、十進(jìn)制、據(jù)都以二進(jìn)制存儲(chǔ)，但常數(shù)的書寫可以用二進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制、十六進(jìn)制、ASCII碼或浮點(diǎn)數(shù)（實(shí)數(shù)）等多種形式。碼或浮點(diǎn)數(shù)（實(shí)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(chǔ)區(qū)內(nèi)另有一些元件是具有一定功能的硬件，存儲(chǔ)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(chǔ)區(qū)域的字節(jié)，而是直接指出它的編號(hào)。儲(chǔ)區(qū)域的字節(jié)，而是直接指出它的編號(hào)。 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(hào)，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(hào)元件名稱（區(qū)域標(biāo)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(hào)(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(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(jì)算機(jī)的間接尋址方式相同。間接尋這種間接尋址方式與計(jì)算機(jī)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(shí)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(shí)非常方便，而且可以縮短程序所生成的代碼的長(zhǎng)度，使編程更加靈活。短程序所生成的代碼的長(zhǎng)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(chǔ)器所要訪問的單元的地址裝入用來作為指針的存儲(chǔ)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(gè)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(chǔ)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(jī)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(dòng)化任務(wù)。nSIMATIC指令集：是為S7-200系列PLC設(shè)計(jì)的，本指令通常執(zhí)行時(shí)間短，而且可以用LAD、STL和FBD三種編程語(yǔ)言。nI