西门子S编程PLC简单介绍.pptx

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1、 S7-200系列PLC的外部结构2.1 S7-200系列PLC的性能2.2 PLC的编程语言与程序结构2.3 S7-200系列PLC的内存结构及寻址方式2.4第1页/共76页2.1 S7-200系列PLC的外部结构PLC各部件的功能S7-200系列PLC有CPU21X和CPU22X两代产品，外部结构如图2-1所示。它是整体式PLC，它将输入/输出模块、CPU模块、电源模块均装在一个机壳内，当系统需要扩展时，可选用需要的扩展模块与基本单元（主机）连接。第2页/共76页 图2-1 S7-200系列PLC外部结构第3页/共76页 输入/输出接线输入/输出模块电路是PLC与被控设备间传递输入/输出信

2、号的接口部件。各输入/输出点的通/断状态用LED显示，外部接线就接在PLC输入/输出接线端子上。第4页/共76页 S7-200系列CPU22X主机的输入回路为直流双向光耦合输入电路，输出有继电器和场效应晶体管两种类型，用户可根据需要选用。第5页/共76页 1输入接线CPU224的主机共有14个输入点（I0.0I0.7、I1.0I1.5）和10个输出点（Q0.0Q0.7、Q1.0Q1.1）。第6页/共76页 2输出接线CPU224的输出电路有场效应晶体管输出电路和继电器输出电路两种供用户选用。在场效应晶体管输出电路中，PLC由24V直流电源供电，负载采用了MOSFET功率器件，所以只能用直流电源

3、为负载供电。第7页/共76页 输出端分成两组，每一组有1个公共端，共有1L、2L两个公共端，可接入不同电压等级的负载电源。输入/输出接线图如图2-2所示。第8页/共76页 图2-2 CPU 224输入/输出接线图第9页/共76页2.2 S7-200系列PLC的性能CPU模块性能PLC的CPU性能主要描述PLC的存储器能力、指令运行时间、各种特殊功能等。这些技术性指标是选用PLC的依据，S7-200PLC的CPU的主要技术指标如表2-1所示。第10页/共76页 第11页/共76页 第12页/共76页 第13页/共76页 模块性能PLC的I/O模块性能主要是描述I/O模块电路的电气性能，如电流、电

4、压的大小，通断时间，隔离方式等。CPU22X系列PLC的输入特性如表2-2所示，输出特性如表2-3所示。第14页/共76页 第15页/共76页 第16页/共76页2.3 PLC的编程语言与程序结构PLC的编程语言IEC61131-3详细地说明了下述5种编程语言，如图2-3所示。第17页/共76页 图2-3 PLC的编程语言第18页/共76页 1顺序功能图这是一种位于其他编程语言之上的图形语言，用来编制顺序控制程序。顺序功能图提供了一种组织程序的图形方法，步、转换和动作是顺序功能图中的3种主要组件。第19页/共76页 2梯形图梯形图是使用最多的PLC图形编程语言。梯形图与继电器接触器控制系统的电

5、路图相似，具有直观易懂的优点。第20页/共76页 梯形图由触点、线圈和用方框表示的功能块组成。触点代表逻辑输入条件，如外部的开关、按钮、内部条件等。线圈通常代表逻辑输出结果，用来控制外部的指示灯、接触器、内部的输出条件等。功能块用来表示定时器、计数器或数学运算等指令。第21页/共76页 图2-4中的I0.0或M0.0的触点接通时，有一个假想的“能流”流过Q0.0线圈。利用能流这一概念，可以帮助我们更好的理解和分析梯形图，而能流只能是从左向右流动。第22页/共76页 图2-4 梯形图 第23页/共76页 3功能块图功能块图是一种类似于数字逻辑电路的编程语言，该编程语言用类似与门、或门的方框来表示

6、逻辑运算关系，方框的左侧为逻辑运算的输入变量，右侧为输出变量，输入、输出端的小圆圈表示“非”运算，方框用导线连接在一起，能流就从左向右流动。图2-5中的控制逻辑与图2-4中的控制逻辑完全相同。第24页/共76页 图2-5 功能块图第25页/共76页 4指令表S7系列PLC将指令表又称为语句表。语句表是一种与计算机的汇编语言中的指令相似的助记符表达式，由指令组成语句表程序。第26页/共76页 5结构文本结构文本是一种专用的高级编程语言，与梯形图相比，它能实现复杂的数学运算，编写的程序非常简洁和紧凑。第27页/共76页 6编程语言的相互转换和选用在S7-200PLC编程软件中，用户常选用梯形图和语

7、句表编程，编程软件可以自动切换用户程序使用的编程语言。第28页/共76页 S7-200的程序结构S7-200系列PLC，CPU的控制程序由主程序、子程序和中断程序组成。第29页/共76页 1主程序主程序是程序的主体，每一个项目都必须并且只能有一个主程序。在主程序中可以调用子程序和中断程序。第30页/共76页 主程序通过指令控制整个应用程序的执行，每个扫描周期都要执行一次主程序。因为各个程序都存放在独立的程序块中，各程序结束时不需要加入无条件结束指令或无条件返回指令。第31页/共76页 2子程序子程序仅在被其他程序调用时执行。同一个子程序可以在不同的地方被多次调用。使用子程序可以简化程序代码和减

8、少扫描时间。第32页/共76页 3中断程序中断程序用来及时处理与用户程序的执行时序无关的操作，或者不能事先预测何时发生的中断事件。中断程序不是由用户程序调用，而是在中断事件发生时由操作系统调用。中断程序是用户编写的。第33页/共76页2.4 S7-200系列PLC的内存结构 及寻址方式内存结构S7-200系列PLC的数据存储区按存储器存储数据的长短可划分为字节存储器、字存储器和双字存储器3类。第34页/共76页 字节存储器有7个，如输入映像寄存器（I）、输出映像寄存器（Q）、变量存储器（V）、位存储器（M）、特殊存储器（SM）、顺序控制继电器（S）、局部变量存储器（L）；字存储器有4个，如定时

9、器（T）、计数器（C）、模拟量输入映像寄存器（AI）和模拟量输出映像寄存器（AQ）；双字存储器有2个，如累加器（AC）和高速计数器（HC）。第35页/共76页 1输入映像寄存器输入映像寄存器是PLC用来接收用户设备发来的输入信号。输入映像寄存器与PLC的输入点相连，如图2-6（a）所示。编程时应注意，输入映像寄存器的线圈必须由外部信号来驱动，不能在程序内部用指令来驱动。因此，在程序中输入映像寄存器只有触点，而没有线圈。第36页/共76页 图2-6 输入/输出映像寄存器示意图第37页/共76页 输入映像寄存器地址的编号范围为I0.0I15.7。I、Q、V、M、SM、L均可以按字节、字、双字存取。

10、第38页/共76页 2输出映像寄存器输出映像寄存器用来存放CPU执行程序的数据结果，并在输出扫描阶段，将输出映像寄存器的数据结果传送给输出模块，再由输出模块驱动外部的负载，如图2-6（b）所示。第39页/共76页 若梯形图中Q0.0的线圈通电，对应的硬件继电器的常开触点闭合，使接在标号Q0.0端子的外部负载通电，反之则外部负载断电。第40页/共76页 在梯形图中每一个输出映像寄存器常开和常闭触点可以多次使用。第41页/共76页 3变量存储器变量存储器用来在程序执行过程中存放中间结果，或者用来保存与工序或任务有关的其他数据。第42页/共76页 4位存储器位存储器（M0.0M31.7）类似于继电器

11、接触器控制系统中的中间继电器，用来存放中间操作状态或其他控制信息。虽然名为“位存储器”，但是也可以按字节、字、双字来存取。第43页/共76页 S7-200系列PLC的M存储区只有32个字节（即MB0MB29）。如果不够用可以用V存储区来代替M存储区。可以按位、字节、字、双字来存取V存储区的数据，如V10.1、VB0、VW100、VD200等。第44页/共76页 5特殊存储器特殊存储器用于CPU与用户之间交换信息，例如SM0.0一直为1状态，SM0.1仅在执行用户程序的第一个扫描周期为1状态。SM0.4和SM0.5分别提供周期为1min和1s的时钟脉冲。SM1.0、SM1.1和SM1.2分别为零

12、标志位、溢出标志和负数标志，各特殊存储器的功能见附表1。第45页/共76页 6顺序控制继电器顺序控制继电器又称状态组件，与顺序控制继电器指令配合使用，用于组织设备的顺序操作，以实现顺序控制和步进控制。可以按位、字节、字或双字来取S位，编址范围S0.0S31.7。第46页/共76页 7局部变量存储器S7-200PLC有64个字节的局部变量存储器，编址范围为LB0.0LB63.7，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。第47页/共76页 局部变量存储器和变量存储器很相似，主要区别在于局部变量存储器是局部有效的，变量存储器则是全局有效。全局有效是指同一个存储器可以被任何程序（如主程序

13、、中断程序或子程序）存取，局部有效是指存储区和特定的程序相关联。第48页/共76页 8定时器PLC中定时器相当于继电器系统中的时间继电器，用于延时控制。S7-200PLC有3种定时器，它们的时基增量分别为1ms、10ms和100ms，定时器的当前值寄存器是16位有符号的整数，用于存储定时器累计的时基增量值（132767）。第49页/共76页 定时器的地址编号范围为T0T255，它们的分辨率和定时范围各不相同，用户应根据所用CPU型号及时基，正确选用定时器编号。第50页/共76页 9计数器计数器主要用来累计输入脉冲个数，其结构与定时器相似，其设定值在程序中赋予。CPU提供了3种类型的计数器，各为

14、加计数器、减计数器和加/减计数器。计数器的当前值为16位有符号整数，用来存放累计的脉冲数（132767）。计数器的地址编号范围为C0C255。第51页/共76页 10累加器累加器是用来暂存数据的寄存器，可以同子程序之间传递参数，以及存储计算结果的中间值。S7-200CPU中提供了4个32位累加器AC0AC3。累加器支持以字节、字和双字的存取。按字节或字为单位存取时，累加器只使用低8位或低16位，数据存储长度由所用指令决定。第52页/共76页 11高速计数器CPU224PLC提供了6个高速计数器（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

15、整数，且为只读值。高速计数器的地址由符号HC和编号组成，如HC0、HC1HC5。第53页/共76页 12模拟量输入映像寄存器模拟量输入映像寄存器用于接收模拟量输入模块转换后的16位数字量，其地址编号为AIW0、AIW2模拟量输入映像寄存器AI为只读数据。第54页/共76页 13模拟量输出映像寄存器模拟量输出映像寄存器用于暂存模拟量输出模块的输入值，该值经过模拟量输出模块（D/A）转换为现场所需要的标准电压或电流信号，其地址编号以偶数表示，如AQW0、AQW2模拟量输出值是只写数据，用户不能读取模拟量输出值。第55页/共76页 寻址方式1编址方式在计算机中使用的数据均为二进制数，二进制数的基本单

16、位是1个二进制位，8个二进制位组成1个字节，2个字节组成一个字，2个字组成一个双字。第56页/共76页 存储器的单位可以是位、字节、字、双字，编址方式也可以是位、字节、字、双字。存储单元的地址由区域标识符、字节地址和位地址组成。第57页/共76页 位编址：寄存器标识符+字节地址+位地址，如I0.1、M0.0、Q0.3等。字节编址：寄存器标识符+字节长度（B）+字节号，如IB0、VB10、QB0等。第58页/共76页 字编址：寄存器标识符+字长度（W）+起始字节号，如VW0表示VB0、VB1这两个字节组成的字。第59页/共76页 双字编址：寄存器标识符+双字长度（D）+起始字节号，如VD20表示

17、由VW20、VW21这两个字组成的双字或由VB20、VB21、VB22、VB23这4个字节组成的双字。字节、字、双字的编址方式如图2-7所示。第60页/共76页 图2-7 字节、字、双字的编址方式第61页/共76页 2寻址方式S7-200系列LPC指令系统的寻址方式有立即寻址、直接寻址和间接寻址。第62页/共76页（1）立即寻址对立即数直接进行读写操作的寻址方式称为立即寻址。立即数寻址的数据在指令中以常数形式出现，常数的大小由数据的长度（二进制数的位数）决定。不同数据的取值范围如表2-4所示。第63页/共76页 第64页/共76页 S7-200系列LPC中，常数值可为字节、字、双字，存储器以二

18、进制方式存储所有常数。指令中可用二进制、十进制、十六进制或ASCII码形式来表示常数，其具体格式为。第65页/共76页 二进制格式：在二进制数前加2#表示，如2#1010。十进制格式：直接用十进制数表示如12345。第66页/共76页 十六进制格式：在十六进制数前加16#表示，如16#4E4F。ASCII码格式：用单引号ASCII码文本表示，如goodby。第67页/共76页（2）直接寻址直接寻址是指在指令中直接使用存储器的地址编号，直接到指定的区域读取或写入数据，如I0.1、MB10、VW200等。第68页/共76页（3）间接寻址S7-200CPU允许用指针对下述存储区域进行间接寻址：I、Q

19、、V、M、S、AI、AQ、T（仅当前值）和C（仅当前值）。间接寻址不能用于位地址、HC或L。第69页/共76页 在使用间接寻址之前，首先要创建一个指向该位置的指针，指针为双字值，用来存放一个存储器的地址，只能用V、L或AC做指针。第70页/共76页 建立指针时必须用双字传送指令（MOVD）将需要间接寻址的存储器地址送到指针中，如“MOVD&VB200，AC1”。指针也可以为子程序传递参数。&VB200表示VB200的地址，而不是VB200中的值，该指令的含义是将VB200的地址送到累加器AC1中。第71页/共76页 指针建立好后，可利用指针存取数据。用指针存取数据时，在操作数前加“*”号，表示该操作数为1个指针，如“MOVW*AC1，AC0”表示将AC1中的内容为起始地址的一个字长的数据（即VB200、VB201的内容送到AC0中，传送示意图见图2-8）。第72页/共76页 图2-8 使用指针的间接寻址第73页/共76页 S7-200系列PLC的存储器寻址范围如表2-5所示。第74页/共76页 第75页/共76页感谢您的观看！第76页/共76页