生产流水线控制系统

1、无锡科技职业学院 电气0801 孙威 毕业论文 生产线控制系统设计摘要：可编程序控制器(Programmable Logic Control-ler,简称为PLC),中文全称为可编程序逻辑控制器，定义是：一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计算与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机器或生产过程，PLC是基于电子计算机，且适用于工业现场工作的电控制器。它源于继电控制装置，但它不像继电装置那样，通过电路的物理过程实现控制，而主要靠运行存储于PLC内存中的程序，进行入出信

2、息变换实现控制。关键词：PLC 顺序控制 生产流水线控制系统Abstract：Programmable Logic Controller (PLC) is at the core microprocessor,automatic control technology, computer technology and communicationtechnology integration and the development of new industrialcontrol devices. The current PLC has basically replaced thetradition

3、al relay widely used in industrial control and the controlof various areas, PLC has leapt industrial automation three pillarsof the first control system made use of the characteristics of the OMRON CJ1M series PLC in Europe, to the button, the electromagnetism valve, switch etc. a little bit other i

4、mportation/ output to order to carry on the control, carry out the washer to do laundry the automation of the process, and carried out many pedestals control.Because each of rinse, drain, time that dehydrate from PLC inside count the machine control, so as long as the change count the machine parame

5、ter and can change time.Can settle down procedure time that the top set, the conduct and actions fixs the procedure usage, also can according to the quality of the clothes, the degree of the quantity and dirt to weave the distance.As long as make the change slightly, can design such as the cowboy cl

6、othes that want to wash much to jilt much, the wool clothes and in general use standards that wash lightly to jilt lightlies wash away dirt the procedure, expressing the character of the modern electrical appliance well.Keywords: Programmable logic controller (PLC)；Sequence control；Production line c

7、ontrol system绪论本毕业设计说明书是根据无锡科技职业学院机电工程系2011年毕业设计要求，经过大家的共同研究，老师的耐心指导，主要研究生产线加工程序。一个制品通过传送带运送到凸轮下方，通过光电感应器感应到位传送带停止运行卡爪夹紧，凸轮进行下压做个图标，通过压力传感器凸轮回缩到一定高度时间继电器计时松开开抓到位，传送带继续向前运行，如此反复循环。在生产过程、科学研究和其它产业领域中，电气控制技术的应用都是十分广泛的。在机械设备的控制中，电气控制亦比其它的控制方法使用的更为普遍。随着科学技术日新月异的发展，特别是大规模集成电路的问世和微处理机技术的应用，出现了可编程序控制器（PLC），

8、使电气控制技术进入了一个崭新的阶段。可编程控制器简称PC（Programmable Controller），它经历了可编程序矩阵控制器PMC、可编程序顺序控制器PSC、可编程序逻辑控制器PLC（Programmable Logic Controller）和可编程序控制器PC几个不同时期。为与个人计算机（PC）相区别，现在仍然沿用可编程逻辑控制器这个老名字。“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC

9、及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。PLC是以微处理技术、电子技术、网络通信技术和先进可靠的工业手段为基础，综合了计算机技术、网络通信和自动控制技术的一种新型的通用的自动控制装置。它具有功能强、可靠性高、使用灵活方便、易于编程以及适于在工业环境下应用等一系列优点，在工业自动化、机电一体化、传统产业技术改造等方面的应用越来越广泛，已成为现在工业控制的支柱之一。本文是基于西门子S7-200 PLC与STEP 7软件而设计的生产流水线控制系统的方案。由于设计者水平有限，本文难免存

10、在缺点和错误，恳请老师提出批评和指教。第一章 PLC及其工作原理一PLC的概述1. PLC的产生与发展PLC广泛地应用于工业控制。它通过用户存储的应用程序来控制生产过程，具有可靠性高、稳定性和实时处理能力强的优点。PLC是把计算机技术与继电器控制技术有机结合起来，为工业自动化提供的几乎完美的现代化自动控制装置。（1）PLC的产生1968年，美国通用汽车公司（GM）为适应生产工艺不断更新的需要，提出一种设想：把计算机的功能完善、通用、灵活等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，制成一种通用控制装置。这种通用控制装置把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化，采用面向控制

11、过程、面向对象的语言编程。使不熟悉计算机的人也能方便地使用，并提出十项招标指标。美国数字设备公司（DEC）根据这一设想，于1969年研制成功了第一台PLCPDP14，并在汽车自动装配线上试用获得成功。该设备用计算机作为核心设备。其控制功能是通过存储在计算机中的程序来实现的，这就是人们常说的存储程序控制。由于当时主要用于顺序控制，只能进行逻辑运算，故称为可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）。（2）PLC的发展1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下

12、定义：“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”进入80年代，随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，也使得PLC逐步形成了具有特色的多种系列产品。系统中不仅使用了大量的开关量，也使用了模拟量，其功能已经远远超出逻辑控制、顺序控制的应用范围。故称为PLC（Programmable Controller，简称PC）

13、。但由于PC容易和个人计算机（Personal Computer）混淆，所以人们还沿用PLC作为可编程控制器的英文缩写名字。同计算机的发展类似，目前PLC正朝着两个方向发展。 一是朝着小型、简易、价格低廉的方向发展。 如OMRON公司的CQM1、 SIEMENS公司的S7-200一类PLC。这种PLC可以广泛地取代继电器控制系统，用于单机控制和规模比较小的自动化生产线控制。二是朝着大型、高速、多功能和多层分布式全自动网络化方向发展。这类PLC一般为多处理器系统，有较大的存储能力和功能很强的输入输出接口。系统不仅具有逻辑运算、计时、计数等功能，还具备数值运算、模拟调节、实时监控、记录显示、计算机

14、接口、数据传送等功能，还能进行中断控制、智能控制、过程控制、远程控制等。通过网络可以与上位机通讯，配备数据采集系统、数据分析系统、色图像系统的操纵台，可以实现自动化工厂的全面要求。2. PLC的特点（1）可靠性高为了满足工业生产对控制设备安全性和可靠性的要求，PLC采用了微电子技术，大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成。PLC选用的电子器件一般是工业级的，有的甚至是军用级的，平均无故障时间很长。例如，三菱F系列PLC平均无故障时间可以达到30万小时（约34年）。可以毫不夸张地说，到目前为止，没有任何一种工业控制设备可以有PLC这样高的可靠性。随着器件水平的提高，PLC的可靠性还在继续提高，

15、尤其是近来开发出的多机冗余系统和表决系统更进一步提高了PLC的可靠性。PLC完善的自诊断功能，保证了PLC控制系统工作的安全性。由于PLC是用存储在其内部的程序来实现控制的，其控制程序设计本身就从各个方面考虑了PLC工作的可靠性、安全性和稳定性，这又进一步提高了PLC的可靠性。（2）环境适应性强PLC具有良好的环境适应性，可应用于十分恶劣的工业现场。在电源瞬间断电的情况下，仍可正常工作；具有很强的抗空间电磁干扰能力，可以抗峰值1000V，脉宽10µs的矩形波空间电磁干扰；具有良好的抗振能力和抗冲击能力。一般对环境温度要求不高，在环境温度为-2065，相对湿度为35%85%的情况下可正

16、常工作。（3）灵活通用在完成一个控制任务时，PLC具有很高的灵活性。首先，PLC产品已经系列化，结构形式多种多样，在机型上有很大的选择余地；其次，同一机型的PLC的硬件构成具有很大的灵活性，用户可以根据不同任务的要求，选择不同类型的输入和输出模块或特殊功能模块组成不同硬件结构的控制装置；最后，PLC是利用应用程序实现控制的，在应用程序编制上有较大的灵活性。在实现不同的控制任务时，PLC具有良好的通用性，相同硬件构成的PLC用不同的软件可以完或不同的控制任务。在被控对象的控制逻辑需要改变时，利用PLC可以很方便地实现新的控制要求，这在一般继电器控制中是很难做到的。（4）使用方便、维护简单PLC控

17、制的输入模块、输出模块和特殊功能模块都具有即插即用功能，连接十分容易。对于逻辑信号，输入和输出采用开关方式，不需要进行电平转换和驱动放大；对于模拟信号，输入和输出采用传感器、仪表和驱动设备的标准信号。各个输入和输出模块与外部设备的连接十分简单。PLC具有监控功能，利用编程器或监视器可以对PLC的运行状态和内部数据进行监视或修改。PLC控制系统的维护非常简单，利用PLC的诊断功能和监控功能，可以迅速查找到故障点，对大多数故障都可以及时予以排除。（5）系统的设计、安装、调试工作量小，容易改造PLC的梯形图程序一般采用顺序控制设计法。这种编程方法很有规律，很容易掌握。对于复杂的控制系统，梯形图的设计

18、时间比设计继电器系统电路图的时间要少得多。PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。（6）体积小，重量轻，能耗低以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，仅相当于几个继电器的大小，因此可将开关柜的体积缩小到原来的1/21/10。它的重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。3. PLC的分类PLC是根据现代化大生产的需要而产生的，PLC的分类也必然要符合现代化生产的

19、需求。PLC按控制规模分，可以分为小型机、中型机和大型机3类。按结构分，可以分为整体式和模块式两大类。按功能分，可以分为低档机、中档机和高档机3类。二PLC的硬件组成PLC本身就是一台适合工业现场使用的专用计算机，其硬件组成有下面7个部分，如图1-1所示。图1-1 PLC的组成1.中央处理器（CPU）CPU是PLC的核心部件，主要用来运行用户程序、监控输入/输出接口状态以及进行逻辑判断和数据处理。CPU用扫描的方式读取输入装置的状态或数据，从内存逐条读取用户程序，通过解释后按指令的规定产生控制信号，然后分时、分渠道地执行数据的存取、传送、比较和变换等处理过程，完成用户程序所设计的逻辑或算术运算

20、任务，并根据运算结果控制输出设备响应外部设备的请求以及进行各种内部诊断。2.存储器按照物理性能存贮器可以分为两类。随机存贮器（RAM）由一系列寄存器阵组成，每位寄存器可以代表一个二进制数，在刚开始工作时，它的状态是随机的，只有经过置“”或清“”的操作后，它的状态才确定。若关断电源，状态丢失。这种存贮器可以进行读、写操作，主要用来存贮输入输出状态，计数、计时以及系统组态参数。为防止断电后数据丢失，可采用后备电池进行数据保护。只读存贮器有两种。一种是不可擦除ROM，这种存贮器只能写入一次，不能改写。另一种是可擦除EPROM和E2PROM ，这种存贮器经过擦除以后还可以重写。其中EPROM只能用紫外

21、线擦除内部信息，E2PROM 可以用电擦除内部信息。只读存贮器主要用来存贮程序。3.电源PLC的电源是指为CPU、存储器和I/O接口等内部电子电路工作所配备的直流开关电源。电源的交流输入端一般都有脉冲吸收电路，交流输入电压范围一般都比较宽，抗干扰能力比较强。电源的直流输出电压多为直流5V和直流24V。直流5V电源供PLC内部使用，直流24V电源除供内部使用外还可以供输入/输出单元和各种传感器使用。4.输入/输出接口输入/输出接口是PLC与现场输入/输出设备或其他外部设备之间的连接部件。PLC通过输入接口把工业设备或生产过程的状态或信息（如按钮、各种继电器触点、行程开关和各种传感器等）读入中央处

22、理单元。输出接口是将CPU处理的结果通过输出电路驱动输出设备（如指示灯、电磁阀、继电器和接触器等）。5.外部设备接口PLC的外部设备主要有编程器、操作面板、文本显示器和打印机等。编程器接口是用来连接编程器的，PLC本身通常是不带编程器的，为了能对PLC编程及监控，PLC上专门设置有编程器接口，通过这个接口可以连接各种形式的编程装置，还可以利用此接口做通信和监控工作。操作面板和文本显示器不仅是用于显示系统信息的显示器，还是操作控制单元，它们可以在执行程序的过程中修改某个量的数值，也可直接设置输入或输出量，以便立即启动或停止一台外部设备的运行。打印机可以把过程参数和运行结果以文字形式输出。外部设备

23、接口可以把上述外部设备与CPU连接，以完成相应的操作。除上述一些外部设备接口以外，PLC还设置了存储器接口和通信接口。存储器接口是为扩展存储区而设置的，用于扩展用户程序存储区和用户数据参数存储区，可以根据使用的需要扩展存储器。通信接口是为在微机与PLC、PLC与PLC之间建立通信网络而设立的接口。6.I/O扩展接口扩展接口用于扩展输入/输出单元，它使PLC的控制规模配置更加灵活，这种扩展接口实际上为总线形式，可以配置开关量的I/O单元，也可配置模拟量和高速计数等特殊I/O单元及通信适配器等。7.编程工具编程工具是供用户进行程序的编制、编辑、调试和监视用的设备。最常用的是编程器。编程器有简易型和

24、智能型两类。也可以采用微机辅助编程，许多PLC厂家为自己的产品设计了计算机辅助编程软件，运用这些软件可以编辑、修改用户程序，监控系统的运行，打印文件，采集和分析数据，在屏幕上显示系统运行状态，对工业现场和系统进行仿真等。8.智能单元各型PLC都有一些智能单元，他们一般都有自己的CPU，具有自己的软件，能独立完成一项专门的工作。智能单元通过总线与主机相联，通过通信方式接受主机的管理。9.其他部件PLC还可配有盒式磁带机、EPROM写入器、存储器卡等其他外部设备。三PLC的软件组成PLC的软件由系统程序和用户程序两大部分组成。系统程序由PLC制造商固化在机内，用以控制PLC本身的运作；用户程序则是

25、由使用者编制并输入的，用来控制外部对象的运作。1. 系统程序系统程序主要包括三部分。第一部分为系统管理程序，他控制PLC的运行。第二部分为用户指令解释程序，将PLC的编程语言变为机器语言指令，再由CPU执行。第三部分为标准程序模块与系统调用程序，包括许多不同功能的子程序及其调用管理程序。（1）系统管理程序系统管理程序是系统程序中最重要的部分，用以控制PLC的运作。其作用有三，一是进行运行管理，控制PLC何时输入、何时输出、何时计算、何时自检、何时通信等时间上的分配管理；二是存储空间管理，即生成用户环境，规定各种参数、程序的存放地址，将用户使用的数据参数、存储地址化为实际的数据格式及物理存放地址

26、，将有限的资源变为用户很方便的直接使用的元件。三是系统自检程序，包括系统出错检验，用户程序语法检验、句法检验、警戒时钟运行等。（2）用户指令解释程序用户指令解释程序是联系高级语言和机器码的桥梁。PLC可用梯形图语言编程，把使用者直观易懂的梯形图变成机器易懂的机器语言，这就是解释程序的任务。解释程序将梯形图逐条解释，翻译成相应的机器语言指令，再由CPU执行这些指令。（3）标准程序模块与系统调用程序标准程序模块与系统调用程序由许多独立的程序块组成，各块程序有不同的功能，有的完成输入、输出处理，有的完成特殊运算等。PLC的各种具体工作都是由这部分程序来完成的，这部分程序的多少决定了PLC性能的强弱。

27、整个系统监控程序是一个整体，它质量的好坏很大程度上影响PLC的性能。因为通过改进系统监控程序就可在不增加任何硬设备的条件下改善PLC的性能。2. 用户程序用户程序即应用程序，是PLC的使用者针对具体控制对象编制的应用程序。根据不同控制要求编制不同的程序，相当于改变PLC的用途，也相当于继电接触器控制设备的硬接线线路进行重设计和重接线，这就是所谓的“可编程序”。程序既可有编程器方便的送入PLC内部的存储器中，也能通过他方便的读出、检查与修改。PLC编程语言有多种，它是用PLC的编程语言或某种PLC指令的助记符编制而成的。编程语言可以是语句表、梯形图或状态流程图（功能图）。各个元件的助记符随PLC

28、型号的不同而略有不同。（1）梯形图（LAD）梯形图是一种类似于继电器控制线路图的一种语言。这种语言继承传统继电器控制系统中使用的框架结构、逻辑运算方式和输入输出形式，使得程序直观易读，具有形象实用的特点，因此应用最广泛。（2）语句表（STL）编程语句表是一种类似于计算机汇编语言的助记符语言，他是PLC最基础的编程语言。由不同的指令所构成的语句组成的，其中的指令则由操作码和操作数组成，其中操作码指出了指令的功能，操作数指出了指令所用的元件或数据。（3）状态流程图（功能图）编程状态流程图（SFC）编程是一种较新的方法，他是用“功能图”来表达一个顺序控制过程，是一种图形化的编程方法。用方框表示整个控

29、制过程中一个个“状态”，或称“功能”或称“步”，用线段表示方框间的关系及方框间状态转换的条件。3. PLC的程序结构设计一个好的用户程序，就要设计一个合适的用户程序结构，正确地使用用户程序语言才能编写出满足工程需要的程序。主要包括：用户程序、数据块和参数块。（1）用户程序用户程序是程序中的必须项。用户程序在存储器空间中称为组织块，他处于最高层次，可以管理其他快，他是用各种语言编写的用户程序。不同机型的CPU，其程序空间容量也不同。用户程序的结构比较简单，一个完整的用户控制程序应当包含一个主程序、若干子程序和若干中断程序三大部分，不同编程设备对各程序块的安排方法也不同。（2）数据块数据块为可选部

30、分，他主要存放控制程序所需的数据，在数据块中允许以下数据类型：布尔型，表示编程元件的状态；十进位、二进位制或十六进制数；字母、数字和字符型。（3）参数块参数块也是可选部分，他存放的是CPU组态数据，如果在编程软件或其他编程工具上来进行CPU组态，则系统默认值进行自动配置。四PLC的工作原理PLC是一种工业控制用的计算机，它的外形不像个人计算机，工作方式也与计算机差别很大。编程语言甚至工作原理都与个人计算机有所不同。1.PLC的扫描过程PLC的工作方式有周期扫描方式、定时中断方式、输入中断方式和通信方式等，最主要的方式是周期扫描方式。周期扫描方式大致可以分为7个过程，如图所示。图为PLC的工作过

31、程（1）启动处理过程PLC启动后，要进行笫一次启动的初始化处理。CPU进行的初始化工作包括清除内部继电器区、复位所有的计时器和检查I/O单元的连接等。该过程所占用的时间为T0。（2）共同处理过程在启动处理过程通过以后，要进到共同处理过程。共同处理的主要任务是复位监视计时器、检查I/O总线是否正常、检查扫描周期是否过长和检查程序存储器是否有异常等，如果有异常，则根据错误情况发出报警，输出或者停止PLC的运行。该过程所占用的时间为T1。（3）通信服务过程当PLC和微机构成通信网络或由PLC构成分散系统时，需要有通信服务过程，该过程占用时间为T2。（4）外设服务过程当PLC接有外部设备时，如编程器、

32、打印机等，则需要进行外设服务过程。该过程所占用的时间为T3。（5）输入信号刷新过程输入信号刷新过程为输入处理过程。输入处理过程将PLC全部输入端的通/断状态读进输入映像寄存器。在程序执行中，即使输入状态变化，输入映像寄存器的内容也不改变，直到下一扫描周期的输入处理阶段才读入这一变化。输入信号刷新过程占用时间为T4。T4和PLC所带的输入模块的种类和点数的多少有关。（6）程序执行过程程序执行过程用于执行用户程序，这个过程先从输入映像区读入输入端的信息，然后根据用户程序进行运算操作，并向输出映像区送出控制信息。该过程执行用户程序存储器所存的指令，从输入映像寄存器和其他元件的映像寄存器中将有关元件的

33、通/断状态读出后，从程序的第0步开始顺序的运算，每次结果都写入对应的映像寄存器中。因此，各元件的映像寄存器的内容随着程序的执行在不断变化（输入元件除外）。输出继电器的内部触点的动作由输出映像寄存器的内容决定。显然，程序执行的时间和PLC的速度、用户程序所用指令多少和指令种类有关。该过程占用的时间为T5。（7）输出信号刷新过程输出信号刷新过程为输出处理过程。输出处理过程将输出映像寄存器的通/断状态向输出锁存寄存器传送，成为PLC的实际输出。PLC内的外部输出触点对输出元件的动作有一个响应时间，要一个延迟才能动作。输出信号刷新过程占用的时间为T6。T6和PLC所带的输出模块的种类和点数的多少有关。

34、可以看出，PLC的扫描周期T和上述各个过程的关系为：T=T1+T2+T3+T4+T5+T6扫描周期T在控制过程中是一个比较重要的技术指标。一般来说T越大表明扫描一次所需要的时间就越长，要求输入信号的宽度就应该越大，控制的周期就越长，控制的速度就要降低。第二章 西门子S7-200系列PLC德国的西门子是欧洲第一台PLC研制公司,是世界著名的,也是欧洲最大的电气设备制造商,S7系列PLC是20世纪末推出的第三代产品。西门子公司PLC在我国应用十分普遍,S7-200系列属于小型PLC，但其许多功能已达到中型、甚至大型PLC的水平，其性价比很高，是目前应用很广泛的一种可编程控制器。S7-200系列PL

35、C系统的组成S7-200系列PLC的内存结构 程序存储器PLC内存 数据存储器 输入映像寄存器I、字节存储器 输出映像寄存器Q 变量寄存器 V 内部位存储器 M 特殊存储器 SM 顺序控制状态寄存器 S 局部变量寄存器 L数据存储器 字存储器 双字存储器定时器 T 计数器 C 模拟量输入寄存器 AI 模拟量输出寄存器 AQ 累加器 AC 高速计数器一. 输入映像寄存器 （输入继电器）输入映像寄存器 I存放CPU在输入扫描阶段采样外部送到输入端子的结果。由接到输入接线端子控制信号驱动，不能由程序指令驱动。当输入回路接通，输入继电器得电，相应的输入映像寄存器位状态为“1”态。反之，当输入回路断开，

36、相应的输入映像寄存器位状态为“0”。输入继电器地址的范围为：I0.0I15.7 16个字节，128位。CPU224 PLC的输入为：I0.0I0.7、I1.0I1.5 共14点的输入。二. 输出映像寄存器 （输出继电器）输出映像寄存器 Q 存放CPU执行的结果，并在输出扫描阶段，将其复制到输出接线端子上。输出映像寄存器以称为输出继电器。连到输出接线端子的负载（接触器线圈、电磁阀等）由PLC控制其得电与失电。输出继电器地址的范围为：Q0.0Q15.7 16个字节，128位。CPU224 PLC的输出为：Q0.0Q0.7、Q1.0Q1.1 共10点的输出。三. 变量存储器 变量存储器 V用于存放用

37、户程序执行的中间结果，也可用来保存与工序或任务相关的其它数据。CPU224与CPU226的存储容量为：V0V5119共5200个字节（5K）。四. 内部位存储器（中间继电器）内部位存储器M又称中间继电器，用于存储中间操作状态或其它控制信息，其作用相当于继电控制系统中的中间继电器。内部位存储器地址的范围为：M0.0M31.7 32个字节，256位。五. 特殊存储器 特殊存储器 用于CPU与用户交换信息。特殊存储器是只读存储器，其定义是固定的，是由CPU在每个扫描周期结束时来更新的。CPU224 PLC特殊存储器地址的范围为：SM0.0SM549.7共550字节。常用位的定义：SM0.0运行监控。

38、PLC运行时始终为“1”；SM0.1初始化脉冲，仅在执行用户程序的第一个扫描周期为1状态，用于初始化程序；SM0.4周期为1min,占空比50%的脉冲；SM0.5周期为1S,占空比50%的时脉冲；SM1.0零标志位；SM1.1溢出标志位；SM1.2负数标志位；各特殊存储器功能见附表。SMB28、SMB29用于存放模拟量电位器0和1的调节结果。六. 顺序控制状态寄存器顺序控制状态寄存器S 又称状态元件，与顺序控制指令配合使用，用于组织设备的顺序操作。地址编号范围为：S0.0S31.7。七. 局部变量寄存器 局部变量寄存器 L用来存放局部变量，它和变量存储器 V很相似，主要区别在于V全局变量全局有

39、效，即同一个变量可以被任何程序访问；局部变量只在局部有效，即变量只和特定的程序相关联。S7-200有64个局部变量存储器，其中60个可以作为暂时存储器或给予程序传递参数，后4个字节作为系统的保留字节。编址范围：LB0.0LB63.7。八. 定时器定时器相当于继电器控制系统中的时间继电器，用于延时控制。S7-200有三种定时器，分别是“通电延时”、“断电延时”和“保持式通电延时”。定时时基有1ms、10ms、100ms三种。S7-200定时器有256个，地址编号为：T0T255。九. 计数器 计数器用来累计输入端收到的脉冲个数，S7-200有3种计数器：加计数器、减计数器、加减计数器。十. 模拟

40、量输入寄存器模拟量输入寄存器AI用于接收模拟量输入模块转换后的16位数字量。地址编号以偶数表示，如AIW0、AIW2、AIW4AIW62共32个模拟量输入点。十一. 模拟量输出寄存器模拟量输出寄存器AQ用于暂存模拟量输出模块的输出值，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和电流信号。其地址编号为：AQW0、AQW2AQW62共32个模拟量输出点。模拟量输出寄存器只写数据，不能读取。十二. 累加器 累加器是用来暂存数据的寄存器，它可以用来存放运算数据、中间数据和结果，S7-200CPU提供4个32位的累加器，其地址编号为：AC0AC3。累加器支持以字节（B）、字（W）、双字（

41、DB）的存取。按字节或字为单位存取时，累加器只用低8位或低16位。十三. 高速计数器 高速计数器用来累计比CPU的扫描速率更快的事件，计数过程与扫描周期无关。CPU224、CPU226有6个高速计数器，编号为：HC0HC5。S7-200系列PLC的寻址方式1编址方式计算机中使用的数据均为二进制数，8位二进制组成1个字节，2个字节组成1个字，2个字组成1个双字。存储器的单位可以是位（bit）、字节（Byte）、字（Word）、双字（Double Word）,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。位编址：寄存器标识符字节地址位地址。如I0.0、M0.

42、1、Q0.2等。字节编址：寄存器标识等字节长度B字节号。如 IB1、VB20、QB2等。字编址：寄存器标识等字长度W起始字节号。如 VW20表示VB20和VB21这2个字节组成的字。双字编址：寄存器标识等双字长度D起始字节号。如 VD20表示VB20到VB23这4个字节组成的双字。位、字节、字、双字编址如下图所示。 图为PLC编址方式数据类型：S7-200 PLC的数据类型有布尔型（BOOL）、整数型（INT）和实数型（REAL）3种。下表6-2给出了字节、字、双字所表示的数值范围。表为字节、字、双字的数值范围数据大小无符号整数范围有符号整数范围十进制十六进制十进制十六进制字节B（8位）025

43、50FF-128127807F字W（16位）0655350FFFF-327683276780007FFF双字（32位）065535*655370FFFFFFFF-21474836482147483647800000007FFFFFFF布尔型数据指字节型无符号整数。常用的整数型数据包括单字长（16）符号整数和双字长（32）符号整数两类。实数型数据（浮点数）采用32位单精度数表示，数据范围是正数+1.175495-38+3.402+38；负数-1.175495E-38-3.402823E+382.寻址方式我们在编写PLC程序时，大多数指令为指令操作数的形式，操作数可以是某一位，或某一字节，或某一字

44、，或某一双字。怎样才能找到我们所需的位、字节、字、双字呢？我们必须掌握正确的寻址规则。寻址的方式有立即寻址、直接寻址、间接寻址三类:（1） 立即寻址 立即数寻址的数据在指令中是以常数的形式出现。常数的长度由二进制的位数决定，常数的格式有二进制、十进制、十六进制、ASCII码等。如:二进制数：21001十进制数：20047十六进制数:16#3EB5（2）直接寻址方式 直接寻址是指在指令中直接使用存储器或寄存器的地址编号，直接到指定的区域读取或写入数据，如 I0.0、MB20、VW100等。（3） 间接寻址 间接寻址时操作数不提供直接数据位置，而是通过使用地址指针来存取存储器中的数据。间接寻址前，

45、先创建一个指向数据位置的地址指针，地址指针为双字，只能用VD、LD或AC做指针。建立指针时用双字传送指令。例如：MOVD &VB202，AC1 将VB202的地址（而不是VB202的值）送累加器AC1中。图为传送示意图指针建立好了之后，利用指令存取数据时，操作前面加“*”号，表示该操作数为一个指针，例如：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VB202、VB203的内容）送累加器AC0中。 MOVD &VB202，AC1 MOVW *AC1，AC0 传送示意图如上图所示。第三章 课题分析生产流水线如下图1所示。流水线各部分动作可分解为1初

46、始化（卡爪压力锤复位，传送带停） 2 传送带运动（按下启动按钮），当检测到有工件时传送带停止运动3 卡爪夹紧工件 4 压力锤压下，延时3秒5卡爪复位检测模式，单循环停止，连续运动跳至2，往复循环运行。图1 生产线步进电机步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。一般电动机是连续旋转的，而步进电机的转动是一步一步进行的。每输入一个脉冲电信号，步进电机就转动一个角度。通过改变脉冲频率和数量，即可实现调速和控制转动的角位移大小，具有较高的定位精度，其最小步距角可达0.75°，转动、停止、反转反应灵敏、可靠。在开环数控系统中得到了广泛的应用。 三相反应式步进电机的结构如图所示, 定子、转

47、子是用硅钢片或其他软磁材料制成的。定子的每对极上都绕有一对绕组，构成一相绕组，共三相称为A、B、C三相。 在定子磁极和转子上都开有齿分度相同的小齿，采用适当的齿数配合，当A相磁极的小齿与转子小齿一一对应时，B相磁极的小齿与转子小齿相互错开1/3齿距，C相则错开2/3齿距。如图所示 A相绕组与齿1、5一一对应，而此时B相绕组与齿2错开1/3齿距，而与齿3错开2/3齿距，C相绕组与齿3错开2/3齿距，而与齿4错开1/3齿距。电机的位置和速度由绕组通电次数（脉冲数）和频率成一一对应关系。而方向由绕组通电的顺序决定。 电机相数不同，其步距角也不同，一般二相电机的步距角为0.9°/1.8°、三相的为0.75°/1.5°、五相的为0.36°/0.72° 。在没有细分驱动器时，用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的要求。如果使用细分驱动器，则“相数”将变得没有意义，用户只需在驱动器上改变细分数，就可以改变步距角。使用PLC直接控制步进电机时，可使用PLC产生控制步进电机所需要的各种时序的脉冲。例如三相步进电机可采用三种工作方式：三相单三拍三相双三拍三相单六拍例如：采