可编程序控制器(西门子S7-200)

1、可编程序控制器可编程序控制器 第第1919章章19.1 19.1 PLCPLC的基本结构与工作原理的基本结构与工作原理19.2 PLC19.2 PLC程序设计基础程序设计基础19.3 PLC19.3 PLC的的指令系统指令系统19.4 19.4 应用举例应用举例第第1919章章 可编程序控制器可编程序控制器学习目标学习目标l理解可编程序控制器的基本结构和工作原理；理解可编程序控制器的基本结构和工作原理；l理解可编程序控制器程序设计的基本编程方法；理解可编程序控制器程序设计的基本编程方法；l熟悉常用的编程指令，了解常用的熟悉常用的编程指令，了解常用的PLCPLC的功能指令；的功能指令；l学会使用

2、梯形图编制简单的程序。学会使用梯形图编制简单的程序。19.1 PLC19.1 PLC的基本结构与工作原理的基本结构与工作原理 可编程序控制器（可编程序控制器（PLC）是结合继电接触器控制）是结合继电接触器控制和计算机技术而不断发展完善起来的一种自动控制装和计算机技术而不断发展完善起来的一种自动控制装置，具有编程简单、使用方便、通用性强、可靠性高、置，具有编程简单、使用方便、通用性强、可靠性高、体积小、易于维护等优点，在自动控制领域应用得十体积小、易于维护等优点，在自动控制领域应用得十分广泛。分广泛。 目前已从小规模的单机顺序控制发展到过程控制、目前已从小规模的单机顺序控制发展到过程控制、运动控

3、制等诸多领域。运动控制等诸多领域。 继电接触器控制系统具有结构简单，价格便宜，继电接触器控制系统具有结构简单，价格便宜，容易掌握等优点，在自动控制领域发挥了巨大的作用；容易掌握等优点，在自动控制领域发挥了巨大的作用；但是，这种控制也存在着功能简单、硬接线复杂、可但是，这种控制也存在着功能简单、硬接线复杂、可靠性差、体积和重量大等缺点。靠性差、体积和重量大等缺点。19.1.1 PLC的基本结构的基本结构PLC从结构形式上可分为整体式和模块式两大类，其从结构形式上可分为整体式和模块式两大类，其逻辑结构则基本相同。逻辑结构则基本相同。整体式整体式PLC一般由一般由CPU、I/O端子、显示面板、存储端

4、子、显示面板、存储器和电源等组成，各部分集成为一个整体，通常微器和电源等组成，各部分集成为一个整体，通常微型小型型小型PLC如西门子如西门子S7-200系列都是整体式结构；而系列都是整体式结构；而模块式模块式PLC一般由一般由CPU模块、模块、I/O模块、存储器模块、模块、存储器模块、电源模块、底板和机架等组成，如西门子电源模块、底板和机架等组成，如西门子S7-300/400系列系列PLC。不论哪种结构类型的不论哪种结构类型的PLC，都属于总线式开放结构，都属于总线式开放结构，其其I/O可根据用户需要进行扩展和组合。可根据用户需要进行扩展和组合。CPUCPU输入接口输入接口输出接口输出接口存储

5、器存储器电源电源外围接口外围接口编程设备编程设备PLCPLC的基本结构的基本结构 与通用计算机的与通用计算机的CPU一样，一样，PLC中中CPU也是整个系也是整个系统的核心部件，统的核心部件，CPU在很大程度上决定了在很大程度上决定了PLC的整的整体性能，如控制规模、工作速度和内存容量等。体性能，如控制规模、工作速度和内存容量等。CPU主要用来运行用户程序，监控输入主要用来运行用户程序，监控输入/输出接口状输出接口状态，作出逻辑判断和进行数据处理。即读取输入变态，作出逻辑判断和进行数据处理。即读取输入变量，完成用户指令规定的各种操作，将结果送到输量，完成用户指令规定的各种操作，将结果送到输出端

6、，并响应外部设备（如编程器、打印机、条码出端，并响应外部设备（如编程器、打印机、条码扫描仪等）的请求以及进行各种内部诊断等。扫描仪等）的请求以及进行各种内部诊断等。1 1、CPUCPUCPU模块一般都有相应的状态指示灯，如电源指示、模块一般都有相应的状态指示灯，如电源指示、运行停止指示、输入运行停止指示、输入/输出指示和故障指示等。输出指示和故障指示等。总线接口用于扩展连接总线接口用于扩展连接I/O模块或特殊功能模块，内模块或特殊功能模块，内存接口用于外部存储器，存接口用于外部存储器，外设接口用于连接编程器外设接口用于连接编程器等外部设备，通信接口则等外部设备，通信接口则用于通信。此外，用于通

7、信。此外，CPU模模块上还有用来设定工作方块上还有用来设定工作方式和内存区等的设定开关。式和内存区等的设定开关。 2 2、存储器、存储器 PLC的内部存储器分为系统程序存储器和用的内部存储器分为系统程序存储器和用户程序及数据存储器。系统程序相当于个人计算户程序及数据存储器。系统程序相当于个人计算机的操作系统，能够完成机的操作系统，能够完成PLC设计者规定的各种设计者规定的各种工作。系统程序由可编程序控制器生产厂家设计工作。系统程序由可编程序控制器生产厂家设计并固化在并固化在ROM（只读存储器）中，用户不能读取。（只读存储器）中，用户不能读取。用户程序由用户设计，使用户程序由用户设计，使PLC完

8、成用户要求的特完成用户要求的特定功能。用户程序及数据存储器主要存放用户编定功能。用户程序及数据存储器主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据和中间结果。制的应用程序及各种暂存数据和中间结果。 3 3、输入输出电路、输入输出电路输入模块和输出模块简称为输入模块和输出模块简称为I/O模块，是联系外部设备模块，是联系外部设备与与CPU的桥梁。的桥梁。输入模块用来接收和采集输入信号：数字量（或称开输入模块用来接收和采集输入信号：数字量（或称开关量）输入模块用来接收来自按钮、选择开关、数字关量）输入模块用来接收来自按钮、选择开关、数字拨码开关、限位开关、接近开关、光电开关、压力继拨码开关、限位开关、接近

9、开关、光电开关、压力继电器等的数字量信号；模拟量输入模块接收来自电位电器等的数字量信号；模拟量输入模块接收来自电位器、测速发电机和各种变送器提供的连续变化的模拟器、测速发电机和各种变送器提供的连续变化的模拟量电流电压信号。一般输入电路都设有滤波电路。量电流电压信号。一般输入电路都设有滤波电路。数字量输出模块用来控制接触器、电磁阀、电磁铁、数字量输出模块用来控制接触器、电磁阀、电磁铁、指示灯、数字显示装置和报警装置等设备，模拟量输指示灯、数字显示装置和报警装置等设备，模拟量输出模块用来控制调节阀、变频器等执行装置。出模块用来控制调节阀、变频器等执行装置。编程装置是用来对编程装置是用来对PLC进行

10、编程和设置各种参数的。进行编程和设置各种参数的。4 4、编程装置、编程装置S7-200 PLC编程有两种方法：编程有两种方法：一是采用手持式编程器，体一是采用手持式编程器，体积小，价格便宜，便于现场积小，价格便宜，便于现场调试和维护；调试和维护；另一种方法是采用安装有另一种方法是采用安装有STEP7-Micro/WIN编程软件编程软件的计算机和连接计算机与的计算机和连接计算机与PLC的的PC/PPI通信电缆。通信电缆。5. 5.电源电源 可编程序控制器使用可编程序控制器使用220V交流电源或交流电源或24V直流直流电源。电源。 通过各种外围接口，通过各种外围接口，PLC可以与编程器、计算机、可

11、以与编程器、计算机、PLC、变频器、变频器、EEPROM写入器和打印机等连接，写入器和打印机等连接，总线扩展接口用来扩展总线扩展接口用来扩展I/O模块和智能模块等。模块和智能模块等。6. 6. 外围接口外围接口19.1.2 PLC的基本工作原理的基本工作原理可编程序控制器有两种工作模式，即可编程序控制器有两种工作模式，即RUN（运行）模（运行）模式和式和STOP（停止）模式。（停止）模式。 PLC通电后，需要对硬件和软件做一些初始化的工作。通电后，需要对硬件和软件做一些初始化的工作。为了使为了使PLC的输出及时地响应各种输入信号，初始化的输出及时地响应各种输入信号，初始化后反复不停地分阶段处理

12、各种不同的任务，这种周而后反复不停地分阶段处理各种不同的任务，这种周而复始的循环工作方式称为复始的循环工作方式称为扫描工作方式扫描工作方式。 读取输入读取输入执行用户程序执行用户程序智能模块通信智能模块通信通信信息处理通信信息处理自诊断检查自诊断检查修改输出修改输出RUNRUN状态状态读取输入读取输入智能模块通信智能模块通信通信信息处理通信信息处理自诊断检查自诊断检查修改输出修改输出一个扫描一个扫描周期周期STOPSTOP状态状态PLCPLC的循环扫描工作方式的循环扫描工作方式RUNRUN模式下，模式下，S7-S7-200PLC200PLC按序循环执行按序循环执行下述任务：下述任务：1 1、读

13、取外部状态、读取外部状态2 2、执行用户程序、执行用户程序3 3、响应通讯请求、响应通讯请求4 4、内部诊断、内部诊断5 5、刷新输出、刷新输出STOPSTOP模式下模式下，除用户程序不执行外，其余任务依然执行。除用户程序不执行外，其余任务依然执行。在此状态下，可下载用户程序及设置系统。在此状态下，可下载用户程序及设置系统。上述的任务序列称为上述的任务序列称为PLCPLC的一个扫描周期的一个扫描周期一个扫描周期中与用户有关的三阶段一个扫描周期中与用户有关的三阶段输入采样阶段输入采样阶段 依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/OI/O映象映象区中

14、的相应单元内。区中的相应单元内。 输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/OI/O映象映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。区中的相应单元的状态和数据也不会改变。 因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。读入。 用户程序执行阶段用户程序执行阶段 PLCPLC总是按由上而下的顺序依次

15、地扫描用户程序。在扫描总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序。在扫描每一条梯形图时，并按先左后右、先上后下的顺序进行逻每一条梯形图时，并按先左后右、先上后下的顺序进行逻辑运算，逻辑运算的结果存于映象区。辑运算，逻辑运算的结果存于映象区。 上面的逻辑运算其运算结果会对下面的逻辑运算起作用；上面的逻辑运算其运算结果会对下面的逻辑运算起作用；相反，下面的逻辑运算其运算结果只能到下一个扫描周期相反，下面的逻辑运算其运算结果只能到下一个扫描周期才能对上面的逻辑运算起作用。才能对上面的逻辑运算起作用。输出刷新阶段输出刷新阶段 当扫描用户程序结束后，当扫描用户程序结束后，PLCPLC就进入输出刷新阶段。在此

16、就进入输出刷新阶段。在此期间，期间，CPUCPU按照存在按照存在I/OI/O映象区的运算结果，刷新所有对应映象区的运算结果，刷新所有对应的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是才是PLCPLC的真正输出。的真正输出。 PLCPLC的工作特点的工作特点 所有输入信号在程序处理前统一读入，并在程序处理过程所有输入信号在程序处理前统一读入，并在程序处理过程中不再变化。而程序处理的结果也是在扫描周期的最后时中不再变化。而程序处理的结果也是在扫描周期的最后时段统一输出。其工作特点是将一个连续的过程分解成若干段统一输出。其工作特点是将一个连续

17、的过程分解成若干静止的状态，极类似放映电影的原理。便于面向对象的思静止的状态，极类似放映电影的原理。便于面向对象的思维。维。 PLCPLC仅在扫描周期的起始时段读取外部输入状态，该时段仅在扫描周期的起始时段读取外部输入状态，该时段相对较短，抗输入信号串入的干扰极为有利。相对较短，抗输入信号串入的干扰极为有利。 这种方式对于高速变化的过程可能漏掉变化的信号，也会这种方式对于高速变化的过程可能漏掉变化的信号，也会带来系统响应的滞后。为克服上述问题，可利用立即输入带来系统响应的滞后。为克服上述问题，可利用立即输入输出、脉冲捕获、高速计数器或中断技术。输出、脉冲捕获、高速计数器或中断技术。扫描工作方式

18、对程序执行的影响扫描工作方式对程序执行的影响q I0.0I0.0代表外部的按纽，当按纽动作后，左面的程序只需要代表外部的按纽，当按纽动作后，左面的程序只需要一个扫描周期就可完成对一个扫描周期就可完成对M0.4M0.4的刷新，而右面的程序要经的刷新，而右面的程序要经过四个扫描周期才能完成对过四个扫描周期才能完成对M0.4M0.4的刷新。的刷新。q 在扫描周期极为短的情况下（在扫描周期极为短的情况下（100ms100ms），无时序配合要求，），无时序配合要求，感觉不到这两段程序执行的的差异。感觉不到这两段程序执行的的差异。q 在有时序配合的情况下，这种差异要引起注意。在有时序配合的情况下，这种差异

19、要引起注意。 PLC PLC这种循环扫描工作方式对于高速变化的过程可这种循环扫描工作方式对于高速变化的过程可能漏掉变化的信号，也会带来系统响应的滞后，可以能漏掉变化的信号，也会带来系统响应的滞后，可以采用立即输入输出、脉冲捕获、高速计数器或中断技采用立即输入输出、脉冲捕获、高速计数器或中断技术等。术等。指指PLCPLC外部输入和输出端子数外部输入和输出端子数。通常小型机有几。通常小型机有几十点，中型机有几百个点，而大型机超过千点。十点，中型机有几百个点，而大型机超过千点。 用来衡量用来衡量PLCPLC所能存储用户程序的多少。所能存储用户程序的多少。 指扫描指扫描10001000步用户程序所需的

20、时间步用户程序所需的时间，以，以ms/ms/千步千步为单位。有时也用扫描一步指令的时间计为单位。有时也用扫描一步指令的时间计, ,如如 s/ s/步。步。4. 4. 指令系统条数指令系统条数 PLC PLC 具有基本指令和高级指令，指令的种类和数具有基本指令和高级指令，指令的种类和数量越多，其软件功能越强。量越多，其软件功能越强。5. 5. 编程元件的种类和数量编程元件的种类和数量 编程元件是指输入继电器、输出继电器、辅助继编程元件是指输入继电器、输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器、通用电器、定时器、计数器、通用“字字”寄存器、数据寄寄存器、数据寄存器及特殊功能继电器等，其种类和数量的多少

21、是衡存器及特殊功能继电器等，其种类和数量的多少是衡量量 PLC PLC 硬件功能强弱的一个指标。硬件功能强弱的一个指标。 PLC PLC 内部内部“继电器继电器”是存储是存储 器的存储单元。当写器的存储单元。当写入该单元逻辑状态为入该单元逻辑状态为“1 1”时，则表示相应继电器的时，则表示相应继电器的线圈接通，其动合触点闭合，动断触点断开。所以线圈接通，其动合触点闭合，动断触点断开。所以 PLC PLC 内部这些继电器称为内部这些继电器称为“软软”继电器。继电器。此外，不同此外，不同PLCPLC还有其他一些指标，如编程语言及编程还有其他一些指标，如编程语言及编程手段、输入手段、输入/ /输出方

22、式、特殊功能模块种类、自诊断、输出方式、特殊功能模块种类、自诊断、监控、主要硬件型号、工作环境及电源等级等。监控、主要硬件型号、工作环境及电源等级等。 S7-200 CN CPU家族性能指家族性能指标标19.2 PLC19.2 PLC程序设计基础程序设计基础18.2.1 PLC编程语言与程序结构编程语言与程序结构IEC(IEC(国际电工委员会国际电工委员会) 1994) 1994年年5 5月公布的可编程序控制月公布的可编程序控制器标准器标准(IEC1131)(IEC1131)的第三部分的第三部分(IEC1131-3)(IEC1131-3)编程语言部分编程语言部分说明了说明了5 5种编程语言的表

23、达方式，即顺序功能图种编程语言的表达方式，即顺序功能图(Sequential Function chart)(Sequential Function chart)，梯形图，梯形图(Ladder Diagram)(Ladder Diagram)，功能块图功能块图(Function Block Diagram)(Function Block Diagram)，指令表，指令表(Instruction (Instruction List)List)和结构文本和结构文本(Structured Text)(Structured Text)。S7-200S7-200的编程软件的编程软件中，用户可以选用中，用

24、户可以选用梯形图梯形图、功能块图功能块图和和语句表语句表三种编三种编程语言。程语言。 SIMATICSIMATIC指令是西门子公司为其产品所设计的指令指令是西门子公司为其产品所设计的指令体系，为体系，为S7-200 S7-200 提供了以下三种编程语言：提供了以下三种编程语言： 梯形图（梯形图（Ladder diagramLadder diagram） 功能块图（功能块图（Function block diagramFunction block diagram） 指令表（指令表（Instruction listInstruction list）其中梯形图和功能块图与其中梯形图和功能块图与IEC

25、1131-3IEC1131-3基本兼容，而基本兼容，而指令表在指令表在SIMATICSIMATIC中称之为语句表（中称之为语句表（Statement ListStatement List）简称简称STLSTL。在程序编辑中，为用户同时提供了在程序编辑中，为用户同时提供了SIMATICSIMATIC和和IEC1131-3IEC1131-3两种体系供选择。两种体系供选择。LADLAD及程序结构示意及程序结构示意LADLAD的编程要点的编程要点LADLAD由触点、线圈和功能块三元素组成。由触点、线圈和功能块三元素组成。由这三元素组成的独立电路称为网络（由这三元素组成的独立电路称为网络（NETWORK

26、NETWORK）网络左右两侧的垂直母线代表电源（网络左右两侧的垂直母线代表电源（S7S7系列省去右系列省去右侧母线）。侧母线）。触点接通，触点接通，“电流电流”才能从左至右流经功能块和线才能从左至右流经功能块和线圈，产生相应的操作和动作。圈，产生相应的操作和动作。功能块设有功能块设有ENEN和和ENOENO端，端，只有只有“电流电流”流进流进ENEN端功端功能块才能执行相关的操作，仅当操作无误能块才能执行相关的操作，仅当操作无误“电流电流”才会流出才会流出ENOENO端，导致后续的动作或操作。端，导致后续的动作或操作。逻辑运算从左至右执行，各网络从上到下执行。逻辑运算从左至右执行，各网络从上到

27、下执行。STLSTL及程序结构示意及程序结构示意STLSTL的编程要点的编程要点STLSTL类似汇编语言。编制的程序简洁，可实现类似汇编语言。编制的程序简洁，可实现LADLAD和和FBDFBD难以实现的功能。难以实现的功能。STLSTL中可不加入中可不加入NETWORKNETWORK标识，为便于与标识，为便于与LADLAD相互的相互的转换，须正确加入上述标识。转换，须正确加入上述标识。FBDFBD及程序结构示意及程序结构示意FBDFBD的特点的特点类似数字逻辑的门电路。类似数字逻辑的门电路。除逻辑运算外，其余的功能块与除逻辑运算外，其余的功能块与LADLAD没有差别。没有差别。部分部门和单位习

28、惯用方块图表示逻辑关系，适合部分部门和单位习惯用方块图表示逻辑关系，适合使用这种语言。使用这种语言。西门子西门子LOGOLOGO！产品使用该语言。！产品使用该语言。S7-200 PLCS7-200 PLC的程序结构的程序结构 S7-200 CPU S7-200 CPU的控制程序由的控制程序由主程序主程序、子程序子程序和和中中断程序断程序组成。组成。1 1、主程序、主程序主程序主程序OB1OB1是程序的主体，每一个项目都必须并且是程序的主体，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。中断程序。主程序通过指令控制整个应用程

29、序的执行，每次主程序通过指令控制整个应用程序的执行，每次CPUCPU扫描都要执行一次主程序。扫描都要执行一次主程序。STEP 7 MicroWinSTEP 7 MicroWin的的程序编辑器可以选择不同的程序。程序编辑器可以选择不同的程序。2 2、子程序、子程序子程序是一个可选的指令的集合，仅在被其他程序子程序是一个可选的指令的集合，仅在被其他程序调用时执行。同一子程序可以在不同的地方被多次调用时执行。同一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少扫描时调用，使用子程序可以简化程序代码和减少扫描时间。设计得好的子程序容易移植到别的项目中去。间。设计得好的子程序容易移植到

30、别的项目中去。3 3、中断程序、中断程序中断程序是指令的一个可选集合，中断程序不是被中断程序是指令的一个可选集合，中断程序不是被主程序调用，它们在中断事件发生时由主程序调用，它们在中断事件发生时由PLCPLC的操作的操作系统调用。中断程序用来处理预先规定的中断事件，系统调用。中断程序用来处理预先规定的中断事件，因为不能预知何时会出现中断事件，所以不允许中因为不能预知何时会出现中断事件，所以不允许中断程序改写可能在其它程序中使用的存储器。断程序改写可能在其它程序中使用的存储器。19.2.2 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1 1、数据在存储器中存取的方式、数据在存储器中存取的

31、方式二进制数的二进制数的1 1位位(bit)(bit)只有只有0 0和和1 1两种不同的取值，可用两种不同的取值，可用来表示开关量来表示开关量( (或称数字量或称数字量) )的两种不同的状态，如的两种不同的状态，如触点的断开和接通，线圈的通电和断电等。如果该触点的断开和接通，线圈的通电和断电等。如果该位为位为1 1，则表示梯形图中对应的编程元件的线圈，则表示梯形图中对应的编程元件的线圈“通电通电”，其常开触点接通，常闭触点断开，反之，其常开触点接通，常闭触点断开，反之相反。位数据的数据类型为相反。位数据的数据类型为BOOL(BOOL(布尔布尔) )型。型。(1)(1)位、字节、字和双字位、字节

32、、字和双字I5 I5I0 I0I1 I1I2 I2I3 I3I4 I47 6 5 4 3 2 1 07 6 5 4 3 2 1 0MSBMSBLSBLSBVB200VB200LSBLSB0 0MSBMSB7 7VB200VB200LSBLSB低有效字节低有效字节0 0MSBMSB15 15 高有效字节高有效字节VB201VB201VB200VB200LSBLSB最低有效字节最低有效字节0 0MSBMSB31 31 最高有效字节最高有效字节VB201VB201VB202VB202VB203VB203两个字节组成两个字节组成1 1个字个字(Word)(Word)，两，两个字组成个字组成1 1个双字

33、个双字(Double (Double Word) Word) 。一般用二进制补码表。一般用二进制补码表示有符号数，其最高位为符号示有符号数，其最高位为符号位，最高位为位，最高位为0 0时为正数，为时为正数，为1 1时为负数，最大的时为负数，最大的1616位正数为位正数为7FFFH7FFFH，H H表示十六进制数。表示十六进制数。8 8位二进制数组成位二进制数组成1 1个字节个字节(Byte)(Byte)，其中的第，其中的第0 0位为最位为最低位低位(LSB)(LSB)、第、第7 7位为最高位位为最高位(MSB)(MSB)。字节、字和双字的取值范围字节、字和双字的取值范围数据的位数数据的位数无符

34、号数无符号数有符号整数有符号整数十进制十进制十六进制十六进制十进制十进制十六进制十六进制B B（字节），（字节），8 8位值位值025502550FF0FF-128127-128127807F807FWW（字），（字），1616位值位值0655350655350FFFF0FFFF-3276832767-327683276780007FFFF80007FFFFD D（双字），（双字），3232位值位值04294967295042949672950FFFFFFFF0FFFFFFFF-2147483648-21474836482147483647214748364780000000800000007

35、FFFFFFF7FFFFFFF 位存储单元位存储单元的地址由字节地址和位地址组成，的地址由字节地址和位地址组成，如如I3.2I3.2，其中的区域标识符，其中的区域标识符“I I”表示输入表示输入(Input)(Input)，字，字节地址为节地址为3 3，位地址为，位地址为2 2。这种存取方式称为。这种存取方式称为“字节字节. .位位”寻址方式。寻址方式。（2 2）数据的存取方式）数据的存取方式 输入字节输入字节IB3(BIB3(B是是ByteByte的缩写的缩写) )由由I3.0-I3.7I3.0-I3.7这这8 8位组位组成。相邻的两个字节组成一个字，成。相邻的两个字节组成一个字，VW200

36、VW200表示由表示由VB200VB200和和VB201VB201组成的组成的1 1个字，个字，VW200VW200中的中的V V为区域标为区域标识符，识符，WW表示字表示字(Word)(Word)，200200为起始字节的地址。为起始字节的地址。VD200VD200表示由表示由VB200VB203VB200VB203组成的双字，组成的双字，V V为区域标为区域标示符，示符，D D表示存取双字表示存取双字(Double Word)(Double Word)，200200为起始字为起始字节的地址。节的地址。2 2、不同存储区的寻址、不同存储区的寻址S7S7系列系列PLCPLC的存储器分成三类：的

37、存储器分成三类： 内置内置EEPROM EEPROM 区区 内置内置RAMRAM区区 外插外插EEPROMEEPROM匣（选件）匣（选件）内置内置EEPROMEEPROM 用于备份系统的配置文件、用户程序及用户选定的数据区。用于备份系统的配置文件、用户程序及用户选定的数据区。仅在下述四种情况可改写它的内容：仅在下述四种情况可改写它的内容：o 下载程序时下载程序时o 复制外接存储卡时复制外接存储卡时o 有外接存储卡，每当上电时有外接存储卡，每当上电时o 用户程序中，可用系统标志对动态存储数据予以刷新用户程序中，可用系统标志对动态存储数据予以刷新为备份为备份RAMRAM的部分内容，它与的部分内容，

38、它与RAMRAM的的部分区域部分区域成镜像。成镜像。内置内置RAMRAM 存储用户程序和数据。该区域分成两部分，一部分在掉电存储用户程序和数据。该区域分成两部分，一部分在掉电后能借助内置的高效电容或电池匣选件较长时间保存数据。后能借助内置的高效电容或电池匣选件较长时间保存数据。其余部分则是易失性的。在使用中，应将系统的特征数据其余部分则是易失性的。在使用中，应将系统的特征数据（如常数、系数、特征变量等）存放在具有保持能力的区（如常数、系数、特征变量等）存放在具有保持能力的区域中。域中。外插外插EEPROMEEPROM匣（选件）匣（选件）对内置对内置EEPROMEEPROM作永久的备份作永久的备

39、份便于交流和传递程序便于交流和传递程序 RAMRAM区分成两大部分：区分成两大部分：用户程序区用户程序区和和数据存储区数据存储区 用户不能对程序区进行读和写，它由操作系统用户不能对程序区进行读和写，它由操作系统负责监管。负责监管。 数据存储区按基本的不同用途又分成若干区域。数据存储区按基本的不同用途又分成若干区域。数据存储区的分类（数据存储区的分类（1 1） 输入映像寄存器（输入映像寄存器（I I区）区）在扫描周期的开始阶段，在扫描周期的开始阶段，PLCPLC采样采样外部的数字输入，并将对应的状态存入该区域。外部的数字输入，并将对应的状态存入该区域。 输出映像寄存器（输出映像寄存器（Q Q区）

40、区）在扫描周期的程序处理阶段存放在扫描周期的程序处理阶段存放计算出的输出状态，并在扫描周期的结束阶段将其存放的计算出的输出状态，并在扫描周期的结束阶段将其存放的结果拷贝至物理的输出装置。结果拷贝至物理的输出装置。 变量存储区（变量存储区（V V区）区）用于存放运算的中间结果或与程序相用于存放运算的中间结果或与程序相关的变量。关的变量。 位存储区（位存储区（M M区）区）用于存放运算的中间状态或控制信息。用于存放运算的中间状态或控制信息。用用“位位”来表述重在强调其中存放的内容以位为单位。来表述重在强调其中存放的内容以位为单位。 顺序控制继电器（顺序控制继电器（S S区）区）与顺序控制指令配合，

41、专用于组与顺序控制指令配合，专用于组织顺序控制（步进控制）程序段。织顺序控制（步进控制）程序段。 特殊存储区（特殊存储区（SMSM区）区）其作用类似熟知的标志寄存器。它其作用类似熟知的标志寄存器。它以位的形式实现以位的形式实现CPUCPU与用户程序间的通信。如是否第一个与用户程序间的通信。如是否第一个扫描周期、运算是否溢出等。扫描周期、运算是否溢出等。 局域变量区（局域变量区（L L区）区）用于暂存中间结果或在子程序中作为用于暂存中间结果或在子程序中作为形式参数。在用法上与形式参数。在用法上与V V区区的差别是该区具有局域的概念，的差别是该区具有局域的概念，而而V V区是全局概念。区是全局概念

42、。以上各区的存放数据可按位、字节、字或双字存取。以上各区的存放数据可按位、字节、字或双字存取。数据存储区的分类（数据存储区的分类（2 2） 定时器（定时器（T T区）区）S7-200S7-200在在RAMRAM区中设置了若干的定时器。用于计区中设置了若干的定时器。用于计数时标（数时标（1ms1ms、10ms10ms或或100ms100ms）。）。 每个定时器占据两个数据单元，一个每个定时器占据两个数据单元，一个1616位的存储位的存储器用于计时，另一个用于表征定时器的状态，占器用于计时，另一个用于表征定时器的状态，占用一位。用一位。数据存储区的分类（数据存储区的分类（3 3） 计数器（计数器（

43、C C区）区） S7-200S7-200同时在同时在RAMRAM区中还设置了若干的计数器。区中还设置了若干的计数器。用于计数外部事件。用于计数外部事件。每个计数器占据两个数据单元，一个每个计数器占据两个数据单元，一个1616位的存储位的存储器用于计数，另一个用于表征计数器的状态，占器用于计数，另一个用于表征计数器的状态，占用一位。用一位。数据存储区的分类（数据存储区的分类（4 4） 高速计数器（高速计数器（HCHC）用以计数外部高速事件，计数的频率不受扫描周用以计数外部高速事件，计数的频率不受扫描周期的限制。期的限制。计数单元双字长，只能读，不能写。不存在相应计数单元双字长，只能读，不能写。不

44、存在相应的状态单元。的状态单元。数据存储区的分类（数据存储区的分类（5 5） 模拟量输入存储区模拟量输入存储区(AI) (AI) ： 每个模拟量占每个模拟量占1616位（一个字）。位（一个字）。低字节构成高低字节构成高8 8位，高字节构成低位，高字节构成低8 8位。位。数据存储区的分类（数据存储区的分类（6 6） 模拟量输出存储区（模拟量输出存储区（AQAQ）：）：每个模拟量占每个模拟量占1616位（一个字）。位（一个字）。低字节构成高低字节构成高8 8位，高字节构成低位，高字节构成低8 8位。位。数据存储区的分类（数据存储区的分类（7 7） 累加器区（累加器区（ACAC）：）：共有四个共有四

45、个3232位的累加器（位的累加器（AC0AC0、AC1AC1、AC2AC2、AC3AC3）。）。可用于存放中间运算结果，也可用于程序间的可用于存放中间运算结果，也可用于程序间的数据传递。数据可按字节、字或双字存取。数据传递。数据可按字节、字或双字存取。 常数的表示方法与范围常数的表示方法与范围常数值可以是字节、字或双字，常数值可以是字节、字或双字，S7-200S7-200以二进制方以二进制方式存储常数，常数也可以用十进制、十六进制、式存储常数，常数也可以用十进制、十六进制、ASCIIASCII码或浮点数形式来表示。码或浮点数形式来表示。 数据存储区的分类（数据存储区的分类（8 8）符号地址的应

46、用符号地址的应用q引入符号地址便于记忆，也便于设计和理解程序。引入符号地址便于记忆，也便于设计和理解程序。q用符号地址代替存储器地址，可利用程序编辑器用符号地址代替存储器地址，可利用程序编辑器上的变量表来进行上的变量表来进行。q符号地址的命名规则与其他程序设计语言基本一符号地址的命名规则与其他程序设计语言基本一致。致。#INPUT#INPUT（局域变量），（局域变量），INPUTINPUT（全局变量）（全局变量）19.3 PLC19.3 PLC的指令系统的指令系统19.3.1 位逻辑指令位逻辑指令 位逻辑指令是位逻辑指令是PLCPLC应用中最基本应用中最基本, ,使用最频繁的指令。使用最频繁的

47、指令。位逻辑指令主要分为两大类：触点和线圈。位逻辑指令主要分为两大类：触点和线圈。标准触点指令标准触点指令 常开触点对应的存储器地址位为常开触点对应的存储器地址位为1 1状态时，该触点状态时，该触点闭合。常闭触点对应的存储器地址位为闭合。常闭触点对应的存储器地址位为0 0状态时，状态时，该触点闭合。触点符号中间的该触点闭合。触点符号中间的“”表示常闭，触表示常闭，触点指令中变量的数据类型为点指令中变量的数据类型为BOOLBOOL型。型。立即触点立即触点立即立即(Immediate)(Immediate)触点指令只能用于输入触点指令只能用于输入I I，执行立即，执行立即触点指令时，立即读入物理输

48、入点的值，根据该值触点指令时，立即读入物理输入点的值，根据该值决定触点的接通断开状态，但是并不更新该物理决定触点的接通断开状态，但是并不更新该物理输入点对应的映像寄存器。触点符号中间的输入点对应的映像寄存器。触点符号中间的“I I”和和“I I”表示立即常开和立即常闭。表示立即常开和立即常闭。输出指令输出指令输出指令与线圈相对应，驱动线圈的触点电路接输出指令与线圈相对应，驱动线圈的触点电路接通时，线圈指定位对应的映像寄存器为通时，线圈指定位对应的映像寄存器为1 1，反之则，反之则为为0 0。输出类指令应放在梯形图的最右边，变量为。输出类指令应放在梯形图的最右边，变量为BOOLBOOL型。型。立

49、即输出指令立即输出指令立即输出指令只能用于输出量立即输出指令只能用于输出量(Q)(Q)，执行该指令时，执行该指令时，将结果立即写入指定的物理输出位和对应的输出将结果立即写入指定的物理输出位和对应的输出映像寄存器。线圈符号中的映像寄存器。线圈符号中的“I I”用来表示立即输出。用来表示立即输出。置位复位指令是从指定的位地址开始的置位复位指令是从指定的位地址开始的N N个点的映像个点的映像寄存器都被置位寄存器都被置位( (为为1)1)或复位或复位( (为为0)0)，N=1N=1255255，图中，图中置位指令中置位指令中N=1N=1，复位指令，复位指令N=2N=2，即满足前面逻辑条件，即满足前面逻

50、辑条件时，分别置位从时，分别置位从Q0.0Q0.0开始的开始的1 1位（位（Q0.0Q0.0）或复位从）或复位从Q0.0Q0.0开始的开始的2 2位（位（Q0.0Q0.0，Q0.1Q0.1）。）。置位与复位置位与复位立即置位与立即复位立即置位与立即复位 执行立即置位或立即复位指令时，从指定位地址开执行立即置位或立即复位指令时，从指定位地址开始的始的N N个连续的物理输出点将被立即置位或复位，个连续的物理输出点将被立即置位或复位，N=lN=l128128。 空操作指令空操作指令(NOP N)(NOP N)不影响程序的执行，操作数不影响程序的执行，操作数N=0N=0。取反取反(NOT)(NOT)取

51、反触点将它左边电路的逻辑运算结果取反，运算结取反触点将它左边电路的逻辑运算结果取反，运算结果若为果若为1 1则变为则变为0 0，为，为0 0则变为则变为1 1，该指令没有操作数。，该指令没有操作数。跳变触点跳变触点正跳变触点检测到一次正跳变正跳变触点检测到一次正跳变( (触点的输入信号由触点的输入信号由0 0变变为为1)1)时，或负跳变触点检测到一次负跳变时，或负跳变触点检测到一次负跳变( (触点的输触点的输入信号由入信号由1 1变为变为0)0)时，触点接通一个扫描周期。正时，触点接通一个扫描周期。正/ /负负跳变指令没有操作数，触点符号中间的跳变指令没有操作数，触点符号中间的“P P”和和“

52、N N”分别表示正跳变分别表示正跳变(Positive Transition)(Positive Transition)和负跳变和负跳变(Negative (Negative Transition)Transition)。空操作指令空操作指令19.3.2 定时器与计数器定时器与计数器 定时器指令定时器指令v定时器指令是定时器指令是PLCPLC的基本功能指令。的基本功能指令。v学习定时器要掌握其不同类型的基本作用。学习定时器要掌握其不同类型的基本作用。v如何控制定时器（启动、停止和复位）是如何控制定时器（启动、停止和复位）是重点。重点。v理解时标和定时器的刷新概念。理解时标和定时器的刷新概念。v

53、学会用时序图分析定时器的工作过程学会用时序图分析定时器的工作过程。定时器分三种类型：定时器分三种类型：TONTON（通电延时定时器）（通电延时定时器）TONRTONR（保持型通电延时定时器）（保持型通电延时定时器）TOFTOF（断电延时定时器）（断电延时定时器）TON TON （延时通定时器）（延时通定时器）工作特点工作特点q使能端（使能端（ININ）ONON时，开始计时。时，开始计时。q当计时值（当计时值（ TxxxTxxx 单元内容）大于等于预定值单元内容）大于等于预定值PTPT后，状态位置位。后，状态位置位。q计时值达到预定值后，继续计时直至最大值计时值达到预定值后，继续计时直至最大值3

54、276732767。q使能端（使能端（ININ）OFFOFF时，清除计时单元并复位状态时，清除计时单元并复位状态位。位。q复位指令（复位指令（R R）可同时清除计时单元并复位状态）可同时清除计时单元并复位状态位。位。qTONTON定时器用于单个时间间隔的计时。定时器用于单个时间间隔的计时。TONTON（延时通定时器）时序图（延时通定时器）时序图TONR TONR （保持型延时通）工作特点（保持型延时通）工作特点q使能端（使能端（ININ）ONON时，开始计时。时，开始计时。q当计时值（当计时值（ Txxx Txxx 单元内容）大于等于预定单元内容）大于等于预定值值PTPT后，状态位置位。后，状

55、态位置位。q计时值达到预定值后，继续计时直至最大计时值达到预定值后，继续计时直至最大值值3276732767。q使能端（使能端（ININ）OFFOFF时，停止计时，计时单元时，停止计时，计时单元的内容将被保持。的内容将被保持。q只能用复位指令（只能用复位指令（R R）清除计时单元并复位）清除计时单元并复位状态位。状态位。qTONRTONR定时器用于累计固定时间间隔的脉冲定时器用于累计固定时间间隔的脉冲TONRTONR（保持型延时通）时序图（保持型延时通）时序图TOF TOF （断电延时）工作特点（断电延时）工作特点qTOFTOF用于延时关断输出，延时长短由用于延时关断输出，延时长短由TOFTO

56、F控控制。制。q当使能端（当使能端（ININ）ONON时，状态位立即置位。时，状态位立即置位。 而计时单元随之清零。而计时单元随之清零。q使能端（使能端（ININ） OFFOFF时，开始计时。达到预定时，开始计时。达到预定值后，状态位复位（值后，状态位复位（ OFFOFF） 同时计时单元停同时计时单元停止计时。止计时。q如果（如果（ININ）端的）端的 OFFOFF时间小于预定时间，状时间小于预定时间，状态位将保持态位将保持ONON状态。状态。 qTOFTOF一定是在（一定是在（ININ）端由）端由 ON to OFF ON to OFF 的跳变时的跳变时才开始计时。才开始计时。qRESETR

57、ESET指令可用于指令可用于TOFTOF复位。复位。TOFTOF（断电延时）时序图（断电延时）时序图S7-200S7-200提供加计数，减计数和加减计数指令，计数器提供加计数，减计数和加减计数指令，计数器的编号范围为的编号范围为COCOC255C255。不同类型的计数器不能共用。不同类型的计数器不能共用同一计数器号。同一计数器号。 计数器计数器对计数器指令要掌握以下几点：对计数器指令要掌握以下几点：触发计数的方式触发计数的方式停止计数的条件停止计数的条件复位计数器的方法复位计数器的方法不同类型计数器的基本功能不同类型计数器的基本功能qCxxxCxxx标明计数器号，用于标明计数器号，用于寻址（寻

58、址（xxxxxx：0-2550-255）。）。PVPV预置值（预置值（1616位整型，可是位整型，可是常数，也可是直接寻址或常数，也可是直接寻址或指针寻址的变量）指针寻址的变量） 。CTUCTU指令指令qCTUCTU计数计数CUCU端的脉冲数。脉冲正跳沿触发计端的脉冲数。脉冲正跳沿触发计数，计数以加数，计数以加1 1的方式进行。的方式进行。q当计数值（当计数值（ current valuecurrent value）大于或等于预定）大于或等于预定值（值（ Preset Value Preset Value ），状态位置位），状态位置位q当计数到最大值当计数到最大值3276732767停止计数。

59、停止计数。qR R（ Reset Reset ）端置位，复位计数器和状态位）端置位，复位计数器和状态位q也可用复位指令同时复位计数单元和状态位也可用复位指令同时复位计数单元和状态位CTDCTD指令指令qCDCD端的正跳沿触发计数。计数以减端的正跳沿触发计数。计数以减1 1的方的方式进行。式进行。q当计数值等于零时，置位状态位，并停止当计数值等于零时，置位状态位，并停止计数。计数。qLD LD （loadload）端置位，将预定值（）端置位，将预定值（PVPV）移入）移入计数单元，同时复位状态位。计数单元，同时复位状态位。q可用复位指令同时复位计数单元和状态位。可用复位指令同时复位计数单元和状态

60、位。CTUDCTUD指令指令qCU CU 端的正跳沿触发加计数，端的正跳沿触发加计数，CDCD端的正跳沿触发端的正跳沿触发减计数。减计数。q当计数值大于等于预定值当计数值大于等于预定值PV PV ，置位状态位。，置位状态位。qR R端置位，复位计数器（计数单元清零，同时状端置位，复位计数器（计数单元清零，同时状态位复位）。态位复位）。q加计数到最大值加计数到最大值3276732767后，下个加计数脉冲将使后，下个加计数脉冲将使计数值变成最小值计数值变成最小值-32768-32768。减到最小。减到最小-32768-32768后，后，下个减脉冲将使计数值变成最大值下个减脉冲将使计数值变成最大值3