第4章 S7-200基础知识

1、Harbin Institute of TechnologyPAGE - 1 -Harbin Institute of TechnologyPAGE - 2 -4.1 概述概述4.2 硬件系统硬件系统4.3 内部资源内部资源4.4 寻址方式寻址方式4.5 编程语言编程语言4.6 程序结构程序结构4.7 S7-200 PLC的几个特性的几个特性 Harbin Institute of TechnologyPAGE - 3 -学习学习PLC时，对对象的选择时，对对象的选择绝大多数绝大多数PLC是相似的是相似的为以后学习为以后学习IEC61131-3编程语言打下基础编程语言打下基础S7-200 PL

2、C市场占有率高市场占有率高可靠性高，指令集丰富，内置集成功能丰富，实时特性强，可靠性高，指令集丰富，内置集成功能丰富，实时特性强， 通信能力强大通信能力强大和现场总线的发展方向一致（和现场总线的发展方向一致（PROFIBUS、PROFINET）S7-200 PLC的发展的发展CPU21* CPU22* Harbin Institute of TechnologyPAGE - 4 -硬件系统的基本构成硬件系统的基本构成S7-200属于小型属于小型PLC，主机是整体式结构，有一定数量的，主机是整体式结构，有一定数量的I/O点。点。主机单元主机单元扩展单元扩展单元特殊功能模块特殊功能模块相关设备相关

3、设备软件软件 Harbin Institute of TechnologyPAGE - 5 -主机结构及性能特点主机结构及性能特点主机外形主机外形CPU型号型号CPU221CPU222CPU224CPU224XPCPU226 Harbin Institute of TechnologyPAGE - 6 -主机结构及性能特点主机结构及性能特点CPU的主要特点和技术规范（参考附录的主要特点和技术规范（参考附录C1-3）供电电压：供电电压：24VDC和和220VAC输出方式：晶体管（输出方式：晶体管（DC）和继电器（）和继电器（DC/AC）集成电源：集成电源：24VDC高速计数：输入脉冲频率可达高速

4、计数：输入脉冲频率可达200kHz脉冲输出：脉冲输出：2路可达路可达100kHz的高频输出脉冲的高频输出脉冲集成模拟电位器：改变特殊寄存器中的值集成模拟电位器：改变特殊寄存器中的值实时时钟（实时时钟（RTC）存储系统（参考附录存储系统（参考附录C4）掉电保持型数据存储器掉电保持型数据存储器永久型存储器永久型存储器EEPROM存储卡存储卡Harbin Institute of TechnologyPAGE - 7 -I/O的扩展和功能的扩展的扩展和功能的扩展CPU的的I/O点数不够或需要进行特殊功能控制点数不够或需要进行特殊功能控制 系统扩展系统扩展I/O扩展模块扩展模块 EM221（DI）、）

5、、 EM222 （DO） 、 EM223（ DI /DO）、）、 EM231 （ AI） 、 EM232 （ AO） 、 EM235 （ AI /AO）I/O点数扩展和编址点数扩展和编址S7-200系统扩展对输入系统扩展对输入/输出的输出的地址空间分配规则地址空间分配规则同类型输入或输出点的模块进行顺序编址。同类型输入或输出点的模块进行顺序编址。对于对于数字量数字量，输入，输入/输出映像寄存器的单位长度为输出映像寄存器的单位长度为8位（位（1个字节个字节），本模块高位实），本模块高位实际位数未满际位数未满8位的，未用位不能分配给位的，未用位不能分配给I/O链的后续模块。链的后续模块。对于对于模

6、拟量模拟量，输入，输入/输出以双字（输出以双字（2个字个字）递增方式来分配空间，本模块未使用的）递增方式来分配空间，本模块未使用的通道地址不能被后续的同类模块继续使用。通道地址不能被后续的同类模块继续使用。功能扩展模块功能扩展模块 调制解调器模块调制解调器模块EM241、定位模块、定位模块EM253、PROFIBUS-DP模块模块EM277、以太网模块、以太网模块CP243-1、以太网模块、以太网模块CP243-1 IT、Asi接口模块接口模块CP243-2、SIWAREX MS称重模块、称重模块、SINAUT MD720-3调制解调调制解调人机界面人机界面HMIHarbin Institut

7、e of TechnologyPAGE - 8 -I/O点的扩展举例点的扩展举例注意：地址非连续注意：地址非连续模块连接方式模块连接方式模块编址模块编址Harbin Institute of TechnologyPAGE - 9 -软元件（软继电器）软元件（软继电器）软元件软元件是用户使用的是用户使用的PLC中的每一个输入中的每一个输入/输出、内部存输出、内部存储单元、定时器和计数器等，数量有限，实际是由电子电储单元、定时器和计数器等，数量有限，实际是由电子电路和寄存器及存储器单元等组成。路和寄存器及存储器单元等组成。特点特点没有物理触点；没有物理触点；其触点可以无限次地使用；其触点可以无限次

8、地使用；体积小、功耗低、寿命长体积小、功耗低、寿命长。Harbin Institute of TechnologyPAGE - 10 -软元件介绍（软元件介绍（1）输入继电器（输入继电器（I）位于输入过程映像寄存器区位于输入过程映像寄存器区对应一个物理的外部输入端子，接收外部输入开关（数字）信号对应一个物理的外部输入端子，接收外部输入开关（数字）信号未用的输入映像区，可做其他编程元件使用（不建议）未用的输入映像区，可做其他编程元件使用（不建议）对应内部常开和常闭触点在程序中可以无限次使用对应内部常开和常闭触点在程序中可以无限次使用输出继电器（输出继电器（Q）：）：位于输出过程映像寄存器区位于输

9、出过程映像寄存器区对应一个物理的外部输出端子，输出控制外部负载的开关（数字）信号对应一个物理的外部输出端子，输出控制外部负载的开关（数字）信号分有触点、无触点输出分有触点、无触点输出未用的输出映像区，可做其他编程元件使用（不建议）未用的输出映像区，可做其他编程元件使用（不建议）对应内部常开和常闭触点在程序中可以无限次使用对应内部常开和常闭触点在程序中可以无限次使用Harbin Institute of TechnologyPAGE - 11 - 软元件介绍（软元件介绍（2） 通用辅助继电器（中间继电器）（通用辅助继电器（中间继电器）（M） 位于位于PLC存储器的位存储器区存储器的位存储器区 没

10、有对应的物理的外部输入端子和输出端子没有对应的物理的外部输入端子和输出端子 特殊继电器（特殊继电器（SM） 具有特殊功能或用来存储系统的具有特殊功能或用来存储系统的 状态变量、有关的控制参数和信息状态变量、有关的控制参数和信息 SMB0的位信息如右表的位信息如右表 Harbin Institute of TechnologyPAGE - 12 - 软元件介绍（软元件介绍（3） 全局变量存储器（全局变量存储器（V）：存储可以被所有程序访问的全局变量的值：存储可以被所有程序访问的全局变量的值 局部变量存储器（局部变量存储器（L） ：存储只和特定程序关联的局部变量的值，：存储只和特定程序关联的局部变

11、量的值， 常用于带参数子程序调用常用于带参数子程序调用 顺序控制继电器（顺序控制继电器（S）：用于顺序控制或步进控制，也可用于一般的中间继电器：用于顺序控制或步进控制，也可用于一般的中间继电器 定时器（定时器（T）：是累计时间增量的内部器件：是累计时间增量的内部器件 计数器（计数器（C）：用于累计输入脉冲的个数：用于累计输入脉冲的个数 模拟量输入寄存器（模拟量输入寄存器（AI）、模拟量输出寄存器（）、模拟量输出寄存器（AQ） AI/AQ中，数字量的长度是一个字（中，数字量的长度是一个字（16位），且从偶数字节开始编址位），且从偶数字节开始编址 AI只能进行读操作，只能进行读操作，AQ只能进行写

12、操作只能进行写操作 高速计数器（高速计数器（HC） 用来累计比主机扫描速率更快的高速脉冲用来累计比主机扫描速率更快的高速脉冲 其当前值是一个只读的双字长整数（其当前值是一个只读的双字长整数（32位）位）Harbin Institute of TechnologyPAGE - 13 - 软元件介绍（软元件介绍（4）累加器（累加器（AC）是用来暂存数据的寄存器是用来暂存数据的寄存器S7-200PLC有有4个个32位累加器，位累加器，AC0、AC1、AC2和和AC3根据使用场合不同，可以作为字节、字和双字使用根据使用场合不同，可以作为字节、字和双字使用可读、可写可读、可写Harbin Institu

13、te of TechnologyPAGE - 14 -数据类型（数据类型（1）数据类型及范围：数据类型及范围：Harbin Institute of TechnologyPAGE - 15 -数据类型（数据类型（2）常数常数长度：字节、字、双字长度：字节、字、双字表示：表示：二进制：二进制：2#二进制值二进制值十进制：十进制值十进制：十进制值十六进制：十六进制：16#十六进制值十六进制值ASCII：ASCII码文本码文本浮点数：浮点数：ANSI/IEEE 754-1985标准标准字符串：字符串：“字符串文本字符串文本”Harbin Institute of TechnologyPAGE - 1

14、6 -直接寻址（直接寻址（1）按按字节编址字节编址，直接指出元件名称和地址编号，直接指出元件名称和地址编号直接寻址的编址格式直接寻址的编址格式A：元件名称，即该数据在数：元件名称，即该数据在数据存储器中的区域地址，据存储器中的区域地址，可以是左表中的符号；可以是左表中的符号；T：数据类型，若为位寻址，：数据类型，若为位寻址，则无该项；若为字节、则无该项；若为字节、字或双字寻址，则字或双字寻址，则T的取的取值应分别为值应分别为B、W和和D；X：字节地址；：字节地址；Y：字节内的位地址，只有位：字节内的位地址，只有位寻址才有该项寻址才有该项。Harbin Institute of Technolo

15、gyPAGE - 17 -直接寻址（直接寻址（1）n位直接寻址格式位直接寻址格式 Ax.y 可以进行位寻址的编程元件有：可以进行位寻址的编程元件有：I、Q、M、SM、L、V、S。Harbin Institute of TechnologyPAGE - 18 -直接寻址（直接寻址（2）特殊元件的寻址格式特殊元件的寻址格式T、C、HC、AC等，直接写出其编号即可。等，直接写出其编号即可。T、C的地址编号有的地址编号有2个含义：位和当前值。个含义：位和当前值。AC的特殊性：字节、字、双字的特殊性：字节、字、双字字节、字、双字的寻址格式字节、字、双字的寻址格式可以用此方可以用此方式寻址的元式寻址的元件

16、：件：I、Q、M、SM、L、V、S、AI、AQ。Harbin Institute of TechnologyPAGE - 19 -间接寻址（间接寻址（1）数据存放在存储器或寄存器中，在指令中只出现数据所在单元的数据存放在存储器或寄存器中，在指令中只出现数据所在单元的内存地址的地址。内存地址的地址。地址指针地址指针：存储单元地址的地址。：存储单元地址的地址。可以间接寻址的存储区有可以间接寻址的存储区有 I、Q 、M、V、S、T和和C。间接寻址的步骤间接寻址的步骤1.建立指针建立指针指针为双字长，是所要访问的存储单元的指针为双字长，是所要访问的存储单元的32位的物理地址。可作为指针的存储区有：位的

17、物理地址。可作为指针的存储区有：V、L和累加器（和累加器（AC1、 AC2、AC3）。）。必须用双字传送指令（必须用双字传送指令（MOVD），将存储器所要访问单元的地址装入用来作为指针的存），将存储器所要访问单元的地址装入用来作为指针的存储器单元或寄存器，储器单元或寄存器，装入的是地址而不是数据本身装入的是地址而不是数据本身。例：例：MOVD &VB100，VD204 MOVD &VB10，AC2 MOVD &C2，LD16 其中：其中：“&”为地址符号为地址符号，它与单元编号结合使用表示所对应单元的，它与单元编号结合使用表示所对应单元的32位物理地址；位物理地

18、址； VB100只是一个直接地址编号，并不是它的物理地址。只是一个直接地址编号，并不是它的物理地址。 指令中的第二个地址数据长度必须是双字长。指令中的第二个地址数据长度必须是双字长。Harbin Institute of TechnologyPAGE - 20 -间接寻址（间接寻址（2）间接寻址的步骤（续）间接寻址的步骤（续）2.用指针来存取数据用指针来存取数据在操作数的前面加在操作数的前面加“*”表示该操作数为一个指针。表示该操作数为一个指针。 3.修改指针修改指针连续存储数据时，可以通过修改指针很容易存取其紧挨的数据。连续存储数据时，可以通过修改指针很容易存取其紧挨的数据。加法、减法、自增

19、和自减等简单的数学运算指令可用来修改指针。加法、减法、自增和自减等简单的数学运算指令可用来修改指针。Harbin Institute of TechnologyPAGE - 21 -编程语言编程语言梯形图梯形图 （LAD）语句表（语句表（STL）功能块图（功能块图（FBD）顺序功能图（顺序功能图（SFC）Harbin Institute of TechnologyPAGE - 22 -梯形图：梯形图：最常用、最直观的编程语言。最常用、最直观的编程语言。从继电器控制系统原理图的基础上演变而来从继电器控制系统原理图的基础上演变而来举例举例能流能流（Power Flow）n 把上图的左边母线假想为把

20、上图的左边母线假想为“火线火线”，右边母线（虚线所示）假想，右边母线（虚线所示）假想为为“零线零线”。n 如果有如果有“能流能流”从左至右流向线圈，线圈被激励。如果没有从左至右流向线圈，线圈被激励。如果没有“能能流流”，则线圈未被激励。，则线圈未被激励。Harbin Institute of TechnologyPAGE - 23 -语句表语句表Harbin Institute of TechnologyPAGE - 24 -功能块图功能块图基于电子器件门电路逻辑运算形式的编程语言。基于电子器件门电路逻辑运算形式的编程语言。指令以指令盒的形式出现。指令以指令盒的形式出现。顺序功能图顺序功能图一种典型的图形编程语言一种典型的图形编程语言S7-200PLC只是提供了几条指令，可以完成一般的功能图程序设计。只是提供了几条指令，可以完成一般的功能图程序设计。Harbin Institute of TechnologyPAGE - 25 -基本概念基本概念输出表示形式：输出表示形式： 线圈和指令盒线圈和指令盒网络块（网络块（Network） 是是S7-200编程软件的特殊标编程软件的特殊标记。记。 是最小的独立逻辑