第四章 S7-200 PLC 基础知识

第四章S7-200PLC基础知识第一节S7-200PLC硬件系统一、硬件系统基本构成编程工具CPU主机模块HMI人机界面扩展模块功能模块通信模块工业现场总线1、主机单元2、扩展单元3、特殊功能模块4、软件二、主机结构及性能特点1、主机模块SIMATICS7-200系统CPU22X系列PLC主机（CPU模块）的外形如图示：状态显示通信口顶部端子盖电源及输出端子前盖方式开关电位器、扩展I/O连接底部端子盖输入端子、传感器电源存储器卡机型机型主机输出类型主机输入点数主机输出点数可扩展模块CPU221DC/继电器64无CPU222DC/继电器862CPU224/XPDC/继电器14/2AI10/1AO7CPU226DC/继电器241672、主机模块的主要特点和技术规范供电电压DC24VAC220V输出方式晶体管继电器集成电源高速计数脉冲输出集成模拟电位器实时时钟3、存储系统保持性数据存储器永久存储器存储卡第二节I/O的扩展及功能的扩展EM221EM222EM223EM231EM232EM2351、I/O扩展模块EM241调制解调器模块EM253定位模块EM277DP通信模块EM243以太网模块2、特殊功能扩展模块第三节内部资源每一个输入/输出、内部存储单元、定时器和计数器等都称为软元件。软元件是PLC内部的具有一定功能的器件，这些器件实际上是由电子电路和寄存器及存储器单元等组成。1、软元件（软继电器）2、软元件介绍（1）输入继电器(I)输入继电器一般都有一个PLC的输入端子与之对应，它用于接收外部的开关信号。当外部的开关信号闭合，则输入继电器的线圈得电，在程序中其常开触点闭合，常闭触点断开。这些触点可以在编程时任意使用，使用次数不受限制。（2）输出继电器（Q）输出继电器一般都有一个PLC上的输出端子与之对应。当通过程序使得输出继电器线圈得电时，PLC上的输出端开关闭合，它可以作为控制外部负载的开关信号。同时在程序中其常开触点闭合，常闭触点断开。这些触点可以在编程时任意使用，使用次数不受限制。（3）通用辅助继电器(M)通用辅助继电器的作用和继电接触器控制系统中的中间继电器相同，主要起逻辑控制作用。（4）特殊继电器(SM)用来存储系统的状态变量、有关的控制参数和信息。(5)变量存储器(V)变量存储器用来存储变量。它可以存放程序执行过程中控制逻辑操作的中间结果，也可以使用变量存储器来保存与工序或任务相关的其他数据。在进行数据处理时，变量存储器会被经常使用。（6）局部变量存储器(L)局部变童存储器用来存放局部变量。局部变量与变量存储器所存储的全局变量十分相似，主要区别在于全局变量是全局有效的，而局部变量是局部有效的。S7-200有64个字节的局部存储器，编址范围LB0.0~LB63.7，其中60个字节可以用作暂时存储器或者给子程序传递参数，最后4个字节为系统保留字节。（7）顺序控制继电器(S)S又称状态元件，以实现顺序控制和步进控制。S7-200PLC编址范围S0.0～S31.7，可以按位、字节、字或双字来存取数据（8）定时器（相当于时间继电器）S7-200CPU中的定时器是对内部时钟累计时间增量的设备，用于时间控制。编址范围T0～T255（22X）；（9）计数器计数器主要用来累计输入脉冲个数。有16位预置值和当前值寄存器各一个，以及1位状态位，当前值寄存器用以累计脉冲个数，计数器当前值大于或等于预置值时，状态位置1。S7-200CPU提供有三种类型的计数器，增计数、减计数、增／减计数。编址范围C0～C255（22X）。（11）高速计数器（HC）CPU22X提供了6个高速计数器HC0、HC1……HC5（每个计数器最高频率为30KHz）用来累计比CPU扫描速率更快的事件。高速计数器的当前值为双字长的符号整数。（10）模拟量输入／输出映像寄存器（AI/AQ）S7-200的模拟量输入电路将外部输入的模拟量（如温度、电压）等转换成1个字长（16位）的数字量，存入模拟量输入映像寄存器区域。AI编址范围AIW0，AIW2，……AIW62，起始地址定义为偶数字节地址，共有32个模拟量输入点。S7-200模拟量输出电路用来将模拟量输出映像寄存器区域的1个字长（16位）数字值转换为模拟电流或电压输输出。AQ编址范围AQW0，AQW2，……AQW62，起始地址也采用偶数字节地址，共有32个模拟量输出点（12）累加器（AC）累加器是用来暂存数据，S7-200PLC提供了4个32位累加器AC0～AC3。累加器支持以字节（B）、字（W）和双字（D）的存取。。第四节寻址方式1.数据类型（1）数据类型及范围SIMATICS7-200系列PLC数据类型可以是布尔型、整型和实型（浮点数）。实数采用32位单精度数来表示，其数值有较大的表示范围：正数为+1.175495E-38～+3.402823E+38；负数为-1.175495E~38～-3.402823E+38。（2）常数常数数据长度可为字节、字和双字，在机器内部的数据都以二进制存储，但常数的书写可以用二进制、十进制、十六进制、ASCII码或浮点数（实数）等多种形式。2.直接寻址方式（1）编址形式按位寻址的格式为：Ax.y存储区内另有一些元件是具有一定功能的硬件，由于元件数量很少，所以不用指出元件所在存储区域的字节，而是直接指出它的编号。其寻址格式为：Ay数据寻址格式为：ATx(2)按位寻址的格式为：Ax.y必须指定元件名称、字节地址和位号，如图所示。图中MSB表示最高位，LSB表示最低位。MSBI0LSB0I15I4I3I2I17654321I4.5I14.2字节的位，即位号元件名称（区域标志）字节地址位地址与字节地址之间的间隔(3)特殊器件的寻址格式T、C、HC、AC直接写出编号(4)字节、字、双字的寻址格式IBIWIDMBMWMDVBVWVD3．间接寻址方式间接寻址方式是，数据存放在存储器或寄存器中，在指令中只出现所需数据所在单元的内存地址的地址。存储单元地址的地址又称为地址指针。这种间接寻址方式与计算机的间接寻址方式相同。间接寻址在处理内存连续地址中的数据时非常方便，而且可以缩短程序所生成的代码的长度，使编程更加灵活。用间接寻址方式存取数据需要作的工作有3种：建立指针、间接存取和修改指针。（1）建立指针建立指针必须用双字传送指令（MOVD），将存储器所要访问的单元的地址装入用来作为指针的存储器单元或寄存器，装入的是地址而不是数据本身，格式如下：例：MOVD&VB200,VD302MOVD&MB10,AC2MOVD&C2,LD14（2）间接存取指令中在操作数的前面加“*”表示该操作数为一个指针。下面两条指令是建立指针和间接存取的应用方法：MOVD&VB200，AC0MOVW*AC0，AC1若存储区的地址及单元中所存的数据如下所示执行过程如下：（3）修改指针下面的两条指令可以修改指针的用法：INCDAC0INCDAC0MOVW*AC0，AC1第五节指令系统•S7-200系列PLC主机中有两类基本指令集：SIMATIC指令集和IEC1131-3指令集，程序员可以任选一种。提供了许多类型的指令以完成广泛的自动化任务。•SIMATIC指令集：是为S7-200系列PLC设计的，本指令通常执行时间短，而且可以用LAD、STL和FBD三种编程语言。•IEC1131-3指令集是不同PLC厂家的指令标准，它不能使用STL编程语言。返回本节1、编程语言1.梯形图2.语句表3.功能块图4.其他编程语言2、几个基本概念1、输出线圈和指令盒QM以线圈的方式表示TC以指令盒的方式表示2、网络块最小的逻辑块，组成程序最小的逻辑单元第六节程序结构1.用户程序（1）主程序（2）子程序（3）中断处理程序2.数据块3.参数块第七节几个特性1.定义掉电保护区2.立即读写I/O3.设置停止模式下的输出值4.对输入信号增加滤波器5.扑捉窄脉冲6.模拟电位器7.高速I/O