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1、沈阳航空工业学院 自动控制系第 1 页计算机测控技术与应用西门子西门子S7-200及其编程软元件及其编程软元件自动控制系 张海军 沈阳航空工业学院 自动控制系第 2 页可编程序控制器本讲主要内容本讲主要内容西门子西门子S7-200S7-200简介简介S7-200PLCS7-200PLC的编程软元件的编程软元件沈阳航空工业学院 自动控制系第 3 页可编程序控制器本讲重点本讲重点掌握各种元器件的使用掌握西门子PLC的编址方式沈阳航空工业学院 自动控制系第 4 页可编程序控制器一、西门子一、西门子S7-200S7-200简介简介 S7-400S7-400系列系列大型、高端大型、高端S7-200S7-
2、200系列系列小型、数字量为主小型、数字量为主S7-300S7-300系列系列中型、通用中型、通用体积小巧，功能全面 最适应于中小机器设备的控制快速的过程控制和复杂的通用机械的最佳解决方案制造自动化和过程自动化的所有中、高端的应用。沈阳航空工业学院 自动控制系第 5 页可编程序控制器 西门子西门子S7-200S7-200简介简介 CPU221CPU221CPU221CPU221CPU222CPU222CPU222CPU222CPU224CPU224CPU224CPU224CPU226CPU226CPU226CPU226CPU224XPCPU224XPCPU224XPCPU224XP沈阳航空工业
3、学院 自动控制系第 6 页可编程序控制器例例沈阳航空工业学院 自动控制系第 7 页可编程序控制器例例沈阳航空工业学院 自动控制系第 8 页可编程序控制器例例沈阳航空工业学院 自动控制系第 9 页可编程序控制器例例沈阳航空工业学院 自动控制系第 10 页可编程序控制器例例沈阳航空工业学院 自动控制系第 11 页可编程序控制器例例沈阳航空工业学院 自动控制系第 12 页可编程序控制器例例沈阳航空工业学院 自动控制系第 13 页可编程序控制器例例沈阳航空工业学院 自动控制系第 14 页可编程序控制器例例 特石集输站监控系统需要采集的数据有四部分：输油首站、特石集输站监控系统需要采集的数据有四部分：输
4、油首站、输油末站、锅炉房和中间泵站，共输油末站、锅炉房和中间泵站，共5555个点的模拟量。个点的模拟量。特石集输站监控系统由四部分组成：输油首站、输油末站、特石集输站监控系统由四部分组成：输油首站、输油末站、锅炉房和中间泵站，分散在首站、中间站和末站三个地点，锅炉房和中间泵站，分散在首站、中间站和末站三个地点，距离较远。现有系统是北京安控公司距离较远。现有系统是北京安控公司20052005年建设完成的，年建设完成的，系系统采用统采用RTURTU进行数据采集，通过无线电台进行传送，进行数据采集，通过无线电台进行传送，MODBUSMODBUS通通讯协议进行无线通信。讯协议进行无线通信。其中监控中心
5、在中间站，同时中间站其中监控中心在中间站，同时中间站包括了锅炉房和中间泵站，系统的首站部分数据和控制属于包括了锅炉房和中间泵站，系统的首站部分数据和控制属于中间站管理，输油末站的采集和管理不归中间站管理，中间中间站管理，输油末站的采集和管理不归中间站管理，中间站只负责接收和显示数据。站只负责接收和显示数据。沈阳航空工业学院 自动控制系第 15 页可编程序控制器S7-200S7-200家家族族产产品品沈阳航空工业学院 自动控制系第 16 页可编程序控制器S7-200 PLCS7-200 PLC沈阳航空工业学院 自动控制系第 17 页可编程序控制器西门子西门子S7-200S7-200安装与接线安装
6、与接线沈阳航空工业学院 自动控制系第 18 页可编程序控制器S7-200 PLCS7-200 PLC开发系统开发系统沈阳航空工业学院 自动控制系第 19 页可编程序控制器SETP7-Micro/WIN SETP7-Micro/WIN 软件和仿真环境软件和仿真环境沈阳航空工业学院 自动控制系第 20 页可编程序控制器二、二、S7-200PLCS7-200PLC的编程软元件的编程软元件PLCPLC的编程软元件实质上为存储器单元，每个单元都的编程软元件实质上为存储器单元，每个单元都有唯一的地址。有唯一的地址。为方便不同的编程功能需要，存储器单元作了分区，为方便不同的编程功能需要，存储器单元作了分区，
7、因此有不同类型的编程元件。因此有不同类型的编程元件。沈阳航空工业学院 自动控制系第 21 页可编程序控制器2.1 S7-2002.1 S7-200的编程元件的编程元件I（输入继电器）Q（输出继电器）M（辅助继电器）SM（特殊标志继电器）S（顺序控制继电器）V（变量存储器）L（局部变量存储器）T（定时器）C（计数器）AI（模拟量输入映像寄存器）AQ（模拟量输出映像寄存器）AC（累加器）外部输入/输出内部沈阳航空工业学院 自动控制系第 22 页可编程序控制器2.2 PLC PLC存储器的数据类型与寻址方式存储器的数据类型与寻址方式 S7-200的的数据类型沈阳航空工业学院 自动控制系第 23 页可
8、编程序控制器2.2.2 寻址方式：位、字节、字、双字寻址方式：位、字节、字、双字1）位寻址：适于控制应用 表示开关量或数字量的状态若要存取存储区的某一位，则必须指定地址，包括存储器标识符、字节地址和位号。S7-200采用分区结合字节序号编址。沈阳航空工业学院 自动控制系第 24 页可编程序控制器2）字、字节、双字的寻址对同一地址进行字节，字和双字存取操作的比较沈阳航空工业学院 自动控制系第 25 页可编程序控制器 2.2.3 不同数据存储区的寻址不同数据存储区的寻址1）输入继电器 II0.0=“1”：输入点状态为“通”I0.0=“0”：输入点状态为“断”沈阳航空工业学院 自动控制系第 26 页
9、可编程序控制器2）输出继电器（输出映像寄存器）：QQ0.0=“1”：输出点状态为“通电”Q0.0=“0”：输出点状态为“断电”沈阳航空工业学院 自动控制系第 27 页可编程序控制器3）变量存储区：V4）顺序控制继电器：S5）局部存储区：L沈阳航空工业学院 自动控制系第 28 页可编程序控制器S7-200S7-200各种各种CPUCPU存储空间的取值范围存储空间的取值范围 存储方式存储方式CPU221CPU222CPU224、226位存取（字节位）位存取（字节位）I0.0-15.70.0-15.70.0-15.7Q0.0-15.70.0-15.70.0-15.7V0.0-2047.70.0-20
10、47.70.0-5119.7M0-31.70-31.70-31.7T0.0-2550.0-2550.0-255C0.0-2550.0-2550.0-255IB0-150-150-15字节存取字节存取QB0-150-150-15VB0-20470-20470-5119MB0-310-310-31沈阳航空工业学院 自动控制系第 29 页可编程序控制器S7-200S7-200各种各种CPUCPU存储空间的取值范围存储空间的取值范围 存储方式存储方式CPU221CPU222CPU224、226IB0-140-140-14字存取字存取QB0-140-140-14VB0-20460-20460-2046M
11、B0-300-300-30IB0-120-120-12双字存取双字存取QB0-120-120-12VB0-20440-20440-2044MB0-280-280-28沈阳航空工业学院 自动控制系第 30 页可编程序控制器6）定时器存储区：T定时器的分辨率（时基）决定了每个时间间隔的时间长短。定时器的分辨率（时基）决定了每个时间间隔的时间长短。SIMATICSIMATIC定时器有三种分辨率：定时器有三种分辨率：1ms1ms、10ms10ms和和100ms100ms。如下表。如下表所示，定时器号决定了定时器的分辨率。所示，定时器号决定了定时器的分辨率。有记忆有记忆沈阳航空工业学院 自动控制系第 3
12、1 页可编程序控制器6）定时器存储区：Tn定时器数据有两种形式：-当前值：16位有符号整数，存储定时器所累计的时间。-定时器位：按照当前值和预置值的比较结果置位或者复位。n用定时器地址（T定时器号）来存取这两种形式的定时器数据。T33T33沈阳航空工业学院 自动控制系第 32 页可编程序控制器7）计数器器存储区：C计数器可以用于累计其输入端脉冲电平由低到高的次数。CPU提供了三种类型的计数器：一种只能增计数增计数；一种只能减计数减计数；另外一种既可以增计数，又可以减计数既可以增计数，又可以减计数。沈阳航空工业学院 自动控制系第 33 页可编程序控制器7）计数器存储区：Cn 计数器数据有两种形式
13、：-当前值：16位有符号整数，存储累计值。-计数器位：按照当前值和预置值的比较结果置位或者复位。n 用计数器地址（C计数器号）来存取计数器数据。使用位操作指令则存取计数器位；使用字操作指令，则存取计数器当前值。沈阳航空工业学院 自动控制系第 34 页可编程序控制器8）特殊标志位存储区：SMSM为CPU与用户之间交换信息。SM0.1为仅在执行用户程序的第一个扫描周期为“1”状态。SM0.0一直为“1”状态。沈阳航空工业学院 自动控制系第 35 页可编程序控制器9）辅助继电器：MM作为逻辑运算中的中间继电器来使用，暂存中间状态。M也称为内部标志位（Marker）。10）高速计数器：HC对高速事件计
14、数，它独立于CPU的扫描周期；高速计数器仅有一个32位的有符号整数计数值（或当前值）双字沈阳航空工业学院 自动控制系第 36 页可编程序控制器11）累加器：ACS7-200提供了四个32位累加器AC0-AC3；可以按字节、字或双字的形式来存取累加器中的数值；沈阳航空工业学院 自动控制系第 37 页可编程序控制器S7-200S7-200将模拟量值（如温度）转换成将模拟量值（如温度）转换成1 1个字长（个字长（1616位）数字量。位）数字量。用区域标识符（用区域标识符（AIAI）、数据长度（）、数据长度（W W）及字节的起始地址来存）及字节的起始地址来存取这些值。取这些值。模拟输入量为模拟输入量为
15、1 1个字长，且从偶数位字节（如个字长，且从偶数位字节（如0 0，2 2，4 4）开始，）开始，必须用偶数字节地址（如必须用偶数字节地址（如AIW0AIW0，AIW2AIW2，AIW4AIW4）来存取。）来存取。模拟量输入值为只读数据。模拟量输入值为只读数据。12）模拟量输入：AI沈阳航空工业学院 自动控制系第 38 页可编程序控制器13）模拟量输出：AQS7-200S7-200把一个字长（把一个字长（1616位）数字值按比例转换为电流或电压。位）数字值按比例转换为电流或电压。用区域标识符（用区域标识符（AQAQ）、数据长度（）、数据长度（W W）及字节的起始地址来改变）及字节的起始地址来改变
16、这些值。这些值。模拟量为一个字长，且从偶数字节（如模拟量为一个字长，且从偶数字节（如0 0，2 2，4 4）开始，必须用）开始，必须用偶数字节地址（如偶数字节地址（如AQW0AQW0，AQW2AQW2，AQW4AQW4）来改变这些值。）来改变这些值。模拟量输出值是只写数据模拟量输出值是只写数据沈阳航空工业学院 自动控制系第 39 页可编程序控制器间接寻址方式间接寻址方式存储单元可以是一个地址，称为间接寻址。间接寻址用指针来访问存储区数据。指针以双字的形式存储其他存储区的地址，只能用V、L或者累加寄存器（AC1、AC2、AC3）。MOVD&VB200,AC1MOVW *AC1,AC0VB200VB201VB202VB203123456781234沈阳航空工业学院 自动控制系第 40 页可编程序控制器地址间隙无法在程序中使用沈阳航空工业学院 自动控制系第 41 页可编程序控制器沈阳航空工业学院 自动控制系第 42 页可编程序控制器作业作业简述PLC的扫描工作方式？S7-200有哪些常用寄存器？S7-200的寻址方式？沈阳航空工业学院 自动控制系第 43 页可编程序控制器结束！结束！