PLC编程与应用

1、PLC 编程与应用编程与应用（S7-200）PLC编程与应用（编程与应用（S7-200） 项目一项目一 初步认识初步认识PLC 任务一任务一 分析分析PLC的结构组成及工作原理的结构组成及工作原理任务二任务二 认识认识PLC的外部结构及接线的外部结构及接线任务三任务三 学习学习PLC的编程软件的编程软件项目二项目二 PLC基本指令的应用基本指令的应用任务一任务一 抢答器的抢答器的PLC控制控制任务三任务三 彩灯闪烁的彩灯闪烁的PLC控制控制任务四任务四 交通灯的交通灯的PLC 控制控制任务二任务二 自动往返送料小车的自动往返送料小车的PLCPLC控制控制项目三项目三 PLC功能指令的应用功能指

2、令的应用任务一任务一 传送带传送带PLC控制控制任务二任务二 机械手的机械手的PLCPLC控制控制项目项目1 1 初步认识初步认识PLCPLC 任务一任务一分析分析PLCPLC的结构组成与工作原理的结构组成与工作原理 PLC编程与应用（编程与应用（S7-200）知识目标知识目标 了解PLC 的硬件组成及各组成部分的功能。了解PLC 的工作原理、等效电路和特点。熟悉PLC 的性能指标和分类。 技能目标技能目标 熟悉PLC 的结构组成。 PLC编程与应用（编程与应用（S7-200）教学重点教学重点 PLC 的结构组成。的结构组成。PLC 的工作原理。的工作原理。S7-200 系列系列 PLC 编程

3、元件。编程元件。PLC 的分类及性能指标。的分类及性能指标。 教学难点教学难点 PLC 的工作原理。的工作原理。S7-200 系列系列 PLC 编程元件。编程元件。 任务引入任务引入 知识链接知识链接 任务实施任务实施 延伸阅读延伸阅读 任务拓展任务拓展 任务评价任务评价 课后习题课后习题教学内容教学内容 上个世纪上个世纪 60 60 年代末，诞生了一种新型的控制设备年代末，诞生了一种新型的控制设备可编可编程序控制器（英文名称程序控制器（英文名称Programmable Logic Controller Programmable Logic Controller 简称简称 PLCPLC）。）。

4、PLC PLC 的出现，在设备控制领域掀起一场革命，世界上许的出现，在设备控制领域掀起一场革命，世界上许多知名的公司纷纷推出多知名的公司纷纷推出 PLC PLC 产品，如三菱、欧姆龙、西门子、产品，如三菱、欧姆龙、西门子、施耐德等，其性能不断提高、功能也不断完善和强大、价格不施耐德等，其性能不断提高、功能也不断完善和强大、价格不断下降，应用领域不断扩大，如自动化生产线（图断下降，应用领域不断扩大，如自动化生产线（图1-1-11-1-1）、数）、数控机床、电梯（图控机床、电梯（图1-1-21-1-2）等。现在）等。现在 PLC PLC 已与已与 CAD/CAMCAD/CAM、机器、机器人技术并成

5、为现代工业控制的三大支柱人技术并成为现代工业控制的三大支柱。本任务以西门子。本任务以西门子 S7-S7-200 200 为例对为例对 PLC PLC 进行介绍，了解它的结构、工作原理和作用。进行介绍，了解它的结构、工作原理和作用。任务引入任务引入任务引入任务引入认识一下认识一下PLC任务引入任务引入任务引入任务引入任务引入任务引入任务引入任务引入任务引入任务引入任务引入任务引入任务引入任务引入任务引入任务引入任务引入任务引入日本三菱日本三菱FX系列系列PLC任务引入任务引入西门子西门子 CPU 224 CPU 226 CPU 2211. 电源模板电源模板 2. 后备后备电池电池 3. 模式开关

6、（钥匙操作）模式开关（钥匙操作） 4. 状态和故障状态和故障LED 5. 存储器卡存储器卡6. 有标签区的前连接器有标签区的前连接器 7. CPU 1 8. CPU 2 10. I/O模板模板 11. IM接口模板接口模板 使用使用CR2机架的机架的SIMATIC S7-400可编程序控制器可编程序控制器 CPU416选用选用A-BA-B公司公司PLCPLC的的某造纸厂控制柜某造纸厂控制柜任务引入任务引入再认识几种再认识几种PLCPLC任务引入任务引入松下松下FP系列系列PLC任务引入任务引入欧姆龙欧姆龙CP1L系列系列PLC任务引入任务引入台达台达DVP系列系列PLC任务引入任务引入光洋光洋

7、SZ系列系列PLC什么是什么是 PLCPLC PLC（可编程控制器）（可编程控制器）是在继电器是在继电器-接触器控制技术和计算机技术的基础上接触器控制技术和计算机技术的基础上开发出来的开发出来的并逐渐发展成为以微处理器并逐渐发展成为以微处理器为核心，将自动控制技术、计算机技术为核心，将自动控制技术、计算机技术、半导体集成技术、数字技术和通信网、半导体集成技术、数字技术和通信网络技术融为一体的络技术融为一体的通用工业自动化控制通用工业自动化控制装置。装置。 可编程控制器是可编程控制器是“数字运算操作的电数字运算操作的电子系统子系统“，即它也是一种即它也是一种“专为在工业专为在工业环境下应用而设计

8、环境下应用而设计”的的计算机。计算机。任务引入任务引入任务引入任务引入任务引入任务引入 温馨提示温馨提示 PLC问世之前，工业控制领域中是继电问世之前，工业控制领域中是继电器控制占主导地位。器控制占主导地位。PLC就源于替代继电器就源于替代继电器控制，它与传统的电气控制技术有密不可分控制，它与传统的电气控制技术有密不可分的联系。因而，的联系。因而，学习学习PLC控制技术，必须先控制技术，必须先了解传统的电气控制技术。了解传统的电气控制技术。6:19:56三相异步电动机的连续控制三相异步电动机的连续控制电气原理图电气原理图自锁触点自锁触点热继电器热继电器热元件热元件热继电器热继电器常闭触点常闭触

9、点KML1L3L2FU1KMQSSB1FU2KMM3FRFRSB2 三相异步电动机的三相异步电动机的单向单向连续连续运转的运转的继电器控制系统继电器控制系统电路图电路图实例实例16:19:57三相异步电动机的连续控制三相异步电动机的连续控制v 用用PLCPLC控制时的控制时的I/OI/O接线图接线图( (使用使用S7-200S7-200系列系列PLCPLC控制控制) )启动按钮启动按钮SB1I0.1停止按钮停止按钮SB2I0.2SB1KMSB2FR运行接触器运行接触器KMQ0.1FRI0.3热继电器的常闭热继电器的常闭触点可以作为输触点可以作为输入信号进行过载入信号进行过载保护，也可以在保护，

10、也可以在输出进行保护。输出进行保护。本例没接本例没接X3X3。热继电器热继电器电源电源 （画画I/OI/O接线图时，先找出现场接线图时，先找出现场的输入量、输出量进行端子分配。的输入量、输出量进行端子分配。输入分别为启动和停止按输入分别为启动和停止按钮钮，输出，输出为接触器线圈为接触器线圈KMKM）1MML+I0.1 I0.2Q0.11LDC24VAC220V6:19:57三相异步电动机的连续控制三相异步电动机的连续控制v PLCPLC控制程序之一控制程序之一 梯形图程序梯形图程序v 指令表程序指令表程序启动启动自锁自锁停止停止步序步序 指令指令 地址地址0 LD I0.10 LD I0.1

11、1 O Q0.1 1 O Q0.1 2 AN I0.2 2 AN I0.2 3 3 = Q0.1= Q0.1 时序图时序图输出线圈输出线圈6:19:57三相异步电动机的正反转控制三相异步电动机的正反转控制 实例实例 2 2 电动机的正反转的电动机的正反转的继电器控制电路图继电器控制电路图（具有具有双重联锁双重联锁）FUKM1QS正转正转接触器接触器反转接触器反转接触器L1L2L3v 主电路主电路KM2FR 改变电动机三相电改变电动机三相电源的源的相序，相序，可改变电可改变电动机的动机的旋转方向。旋转方向。 下面请看用下面请看用继电器继电器控制系统控制系统实现电动机实现电动机正反转的演示。正反转

12、的演示。6:19:57三相异步电动机的正反转控制三相异步电动机的正反转控制 接触器、按钮双重联锁控制接触器、按钮双重联锁控制FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2SB1SB2KM2KM1控制电路图控制电路图v 用用PLCPLC控制时的控制时的I/OI/O接线图接线图正转启动正转启动SB1-I0.1反转启动反转启动SB2-I0.3 停止停止SB3-I0.2KM2 SB1KM1SB2SB3电源电源正转接触器正转接触器KM1-Q0.1反转接触器反转接触器KM2-Q0.2正转互锁正转互锁反转互锁反转互锁Q0.1L+I0.1I0.2I0.3Q0.21MM1LDC24VAC220V 下面请看

13、改用下面请看改用PLC控制系统控制系统实现电动机实现电动机正反转的演示。正反转的演示。6:19:57三相异步电动机的正反转控制三相异步电动机的正反转控制l PLCPLC控制时的梯形图程序控制时的梯形图程序 指令表指令表 0 LD I0.1 6 LD I0.30 LD I0.1 6 LD I0.3 1 O Q0.1 7 O Q0.2 1 O Q0.1 7 O Q0.2 2 AN I0.3 8 AN I0.1 2 AN I0.3 8 AN I0.1 3 3 AN AN I0.2 I0.2 9 9 ANAN I0.2I0.2 4 4 ANAN Q0.2 Q0.2 10 10 AN AN Q0.1Q0

14、.1 5 = Q0.1 11 = Q0.2 5 = Q0.1 11 = Q0.2 正转正转反转反转I0.1Q0.1Q0.1I0.3Q0.2I0.2I0.3Q0.2Q0.2I0.1Q0.1I0.2说明：说明：电动机在正反转切换时，电动机在正反转切换时，由于接触器动作的滞后，可能由于接触器动作的滞后，可能会造成相间短路，所以不但编会造成相间短路，所以不但编程时有程时有软件互锁软件互锁，而且在，而且在PLC的输出回路又增加了接触器常的输出回路又增加了接触器常闭触点的闭触点的硬件互锁硬件互锁。（可参照电气控制电路图用翻译法获得）（可参照电气控制电路图用翻译法获得） PLC程序程序代替了继代替了继电器控

15、制系统中的电器控制系统中的控制控制电路的接线。电路的接线。任务引入任务引入下面看看下面看看PLC主机模块和主机模块和PLC实训拖动板的连接实训拖动板的连接PLC主机模块主机模块任务引入任务引入PLC实训拖动板实训拖动板L+ (DC24V)M(24V-)连到连到1M、2MCOMQ0.1Q0.21L 特别说明！特别说明！ 此板为三菱此板为三菱FX2N系系列列PLC配套使用的接线配套使用的接线板，其输入端子依次为板，其输入端子依次为X0、X1 ，输出依次，输出依次为为Y0、Y1 ，公共端公共端子为子为COM或或COM1等。等。请插上请插上 电源电源接接人人电电源源可编程序控制器硬件系统可编程序控制器

16、硬件系统两种控制系统的对比两种控制系统的对比可编程序控制器硬件系统可编程序控制器硬件系统安徽蚌埠机电技师学院安徽蚌埠机电技师学院两种控制系统的对比两种控制系统的对比PLC PLC 控制系统与继电器控制系统的比较控制系统与继电器控制系统的比较（ 两者等效）任务引入任务引入 在例在例2中中如果把传统的如果把传统的继电接触器控制继电接触器控制电动机正反转电动机正反转的电路改为延时正反转控制，其电路如下面图示。的电路改为延时正反转控制，其电路如下面图示。要改变控制要求，除了增加中间继电器、时间继电器之要改变控制要求，除了增加中间继电器、时间继电器之外，还要改变控制电路的硬接线，这样做相当麻烦、费外，还

17、要改变控制电路的硬接线，这样做相当麻烦、费时且又不经济。如果是复杂的生产流水线控制，如果经时且又不经济。如果是复杂的生产流水线控制，如果经常改变控制要求，就会更加困难了。常改变控制要求，就会更加困难了。 用用可编程序控制器来实现这两种不同的控制要求可编程序控制器来实现这两种不同的控制要求时，时，可编程序控制器的输入可编程序控制器的输入/输出接线完全不变，而只要改编输出接线完全不变，而只要改编写一下程序即可，十分方便。写一下程序即可，十分方便。知识链接知识链接知识链接知识链接知识链接知识链接知识链接知识链接一、一、PLC 的结构与组成的结构与组成PLC 是专为工业现场应用而设计的控制器，采用了典

18、型的计算机结构，由硬件和软件两大系统组成。目前市场上 PLC 种类繁多，但其结构和工作原理基本相同。PLC 硬件系统主要由 CPU、输入/输出接口电路、存储器、电源等组成 。知识链接知识链接 可编程序控制器的基本结构可编程序控制器的基本结构 可编程控制器类型繁多，但其结构和工作原理则大同小异，了解可可编程控制器类型繁多，但其结构和工作原理则大同小异，了解可编程控制器的基本结构，有助于理解可编程控制器工作原理及用户程编程控制器的基本结构，有助于理解可编程控制器工作原理及用户程序的编制。序的编制。 可编程控制器实质上是一种工业计算机，只不过它比一般的计算机可编程控制器实质上是一种工业计算机，只不过

19、它比一般的计算机具有更强的与工业过程相连接的接口和更直接的适应于控制要求的编具有更强的与工业过程相连接的接口和更直接的适应于控制要求的编程语言，故可编程控制器起与计算机的组成十分相似。从硬件结构看：程语言，故可编程控制器起与计算机的组成十分相似。从硬件结构看： 固定式（整体式、箱式）固定式（整体式、箱式） PLC包括包括CPU板、板、I/O板、显示面板、内板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体机箱。体积小而存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体机箱。体积小而结构紧凑。结构紧凑。 组合式（模块式）组合式（模块式） PLC包括包括CPU模块、模块、I/O模块、内存模

20、块、电源模块、内存模块、电源模块、特殊功能模块、底板或机架等，这些模块，模块插在机架的插模块、特殊功能模块、底板或机架等，这些模块，模块插在机架的插座上，可以按照一定规则灵活组合配置。座上，可以按照一定规则灵活组合配置。 叠装式叠装式PLC 将整体式和模块式结合起来，结构紧凑、体积小、配将整体式和模块式结合起来，结构紧凑、体积小、配置灵活、安装方便。置灵活、安装方便。类型类型I/O点数点数存储器容量存储器容量（KB）超小型超小型 64及以下及以下1 2小型小型6425624中型中型256 2048 416大型大型20488192 1664超大型超大型8192 64128 PLCPLC的分类除了

21、通常的分类除了通常结构结构分类以外还经常按按分类以外还经常按按I/OI/O点数和点数和程序容量程序容量分类。分类。 世界上有数百家工厂生产几千种不同型号的世界上有数百家工厂生产几千种不同型号的PLCPLC，目前按，目前按I/OI/O点数可点数可以分为以分为5 5种，见下表。种，见下表。模模 块块 式式可可编程控制器的基本结构及主要组成部分如下图所示编程控制器的基本结构及主要组成部分如下图所示 ： 知识链接知识链接可可 可编程序控制器硬件系统可编程序控制器硬件系统控制控制器硬件系统器硬件系统安徽蚌埠机电技师学院安徽蚌埠机电技师学院安徽蚌埠机电技师学院安徽蚌埠机电技师学院安徽安徽整整 体体 式式外

22、部设备外部设备现场用户输出设备现场用户输出设备微处理器（CPU）运算器控制器输出部件输入部件系统存储器用户存储器I/O扩展接口通讯及编程接口编程设备编程设备计算机计算机打印机等打印机等传感器传感器按钮、开关按钮、开关现场信号现场信号电磁阀电磁阀中间继电器中间继电器执行器执行器现场用户输入设备现场用户输入设备扩展设备扩展设备扩展单元通讯模块功能模块电源变换器110V/220V市电PLC基本单元基本单元PLC系统结构示意图系统结构示意图1中央处理单元中央处理单元CPU（Central Processing Unit）中央处理单元又称CPU模块或中央控制器，它是PLC的“大脑”，由控制器、运算器和寄

23、存器组成。CPU通过数据总线（Data Bus）、地址总线（Address Bus）和控制总线(Control Bus)与输入/输出接口电路、存储单元电路连接。CPU的主要作用是：存储器中读取指令、执行指令、取下一条指令、处理中断等。 2存储器存储器存储器主要用于存放系统程序、用户程序和工作数据。因此，存储器有三类：存放系统程序的存储器称为系统程序存储器系统程序存储器；存放应用程序的存储器称为用户程序存储器户程序存储器；存放工作数据的存储器称为数据存储器数据存储器。PLC 常用的存储器类型有RAM、ROM、EPROM、EEPROM等。3输入输入/输出单元（输出单元（I/O模块）模块）（1）输入

24、接口它用于接收来自现场设备的各种控制信号，常与限位开关、操作按扭、行程开关、传感器输出等（开关量）连接，或者与电位器、热电偶等（模拟量）的输出连接。通过输入接口电路，输入接口将这些信号转换成CPU能够识别和处理的信号，并存入输入映像寄存器。“温馨提示温馨提示”现场输入接口电路一般由滤波电路及耦合隔离电路组成，目的是为了提高PLC的抗干扰能力和实现电平转换。（2）输出接口它用于PLC处理后内部标准输出信号转换成执行机构所需的控制信号。用户程序由CPU执行后，处理结果存放到输出映像寄存器中，输出接口电路将其由弱电控制信号转换成现场需要的强电信号，以驱动接触器、电磁阀、指示灯、报警喇叭等。输出模块有

25、开关量输出型和模拟量输出型两种。4扩展单元扩展单元扩展单元是对基本单元的输入、输出接口进行扩展。扩展单元一般需和基本单元配合使用，不能单独使用。而且有的CPU可以扩展，有的不能。5电源电源PLC一般使用220V的交流电源或24V的直流电源作为工作电源。整体式小型PLC还提供一定容量的直流24V电源，供外部有源传感器或输入模块电路工作用电。6通信接口通信接口PLC通信接口主要是为了实现“人-机”或“机-机”之间的对话，PLC通过通信接口可以与打印机、计算机、扫描仪、触摸屏等外部设备相连，也可以与其他PLC相连。7、其他部件、其他部件有的PLC根据需要还可以配存储器卡、电池卡等。二、二、PLC的工

26、作原理的工作原理 1、PLC的工作原理的工作原理（1）用继电器直接控制的电路）用继电器直接控制的电路（2）用PLC控制的电路2、PLC的工作方式的工作方式PLC是采用循环扫描工作方式执行程序的。PLC中用户程序按先后顺序存放，CPU从第一条指令开始执行程序，直到遇到结束符号后又返回第一条，如此重复，不断循环。PLC工作时的扫描过程可分为5个阶段：内部处理、通信处理、输入扫描、程序执行、输出处理。 输入端子 输入锁存器 输入状态寄存器 程序执行 输出状态寄存器 输出锁存器 输出端子 读 读 写 输入采样 程序执行 输出刷新 一个扫描周期 通电通电可编程序控制器硬件系统可编程序控制器硬件系统 通电

27、通电可编程序控制器硬件系统可编程序控制器硬件系统 （1）内部处理阶段）内部处理阶段PLC的CPU对硬件各部分进行检查。如果发现异常，则停机并显示报警信息。（2）通信处理阶段）通信处理阶段PLC与一些智能模块通信，响应编程器键入的命令，更新编程器内容等。（3）输入处理阶段）输入处理阶段又叫输入采样阶段，扫描所有输入端子，并将各输入状态存入相应的输入映像寄存器中。此时，输入映像寄存器被刷新。（4）程序执行阶段）程序执行阶段按先左后右，先上后下的步序，逐条指令进行扫描，执行程序。从映像寄存器中“读入”采集到的对应端子状态，按照程序进行处理，处理结果再存入元件映像寄存器中。（5）输出处理阶段）输出处理

28、阶段又叫输出刷新阶段。元件映像寄存器中所有输出继电器的状态，在输出刷新阶段存储到输出锁存器中，通过隔离电路驱动功率放大电路，使输出端子向外界输出控制信号，驱动负载。三、三、S7-200系列系列PLC编程元件编程元件1输入继电器（输入继电器（I） 输入继电器位于PLC存储器的输入映像寄存器输入映像寄存器区域。 在每次扫描周期的开始，CPU对输入点进行采样，并将采样值存于输入映像寄存器中。输入映像寄存器的状态只能由外部输入信号驱动，而不能。输入映像寄存器的状态只能由外部输入信号驱动，而不能在内部由程序指令驱动在内部由程序指令驱动 S7-200提供的输入映像寄存器地址范围是：I(0.015.7)，共

29、128个。也可以是IB(015); IW(014); ID(012)。(以下以以下以CPU226为例为例)位位I0.0I0.7I15.0I15.7128点点字节字节IB0、IB1、IB1516个个字字IW0、IW2、IW148个个双字双字ID0、ID4、ID8ID8、ID124个个数字量输入映象区（数字量输入映象区（I区）区）三、三、S7-200系列系列PLC编程元件编程元件(以下以以下以CPU226为例为例)（2）字节（）字节（B）IB0表示数字量输入映象区第表示数字量输入映象区第0个字节，共个字节，共8位，其中第位，其中第0位位是最低位，第是最低位，第7位为最高位。位为最高位。 IB起始字

30、节地址起始字节地址（1）位）位I字节地址字节地址.位地址位地址 I1.0表示数字量输入映象区第表示数字量输入映象区第1个字节的第个字节的第0位。位。 三、三、S7-200系列系列PLC编程元件编程元件(以下以以下以CPU226为例为例)（3）字（）字（W）IW起始字节地址起始字节地址 一个字含两个字节，这两个字节的地址必须连续，其中低位一个字含两个字节，这两个字节的地址必须连续，其中低位字节是高字节是高8位，高位字节是低位，高位字节是低8位。如位。如IW0中中IB0是高是高8位，位，IB1是低是低8位位 （4）双字（）双字（DW）ID起始字节地址起始字节地址 一个字含四个字节，这四个字节的地址

31、必须连续，最低位字一个字含四个字节，这四个字节的地址必须连续，最低位字节在一个双字中是最高节在一个双字中是最高8位。如位。如ID0中中IB0是最高是最高8位，位，IB1是高是高8位，位，IB2是低是低8位，位，IB3是最低是最低8位位 三、三、S7-200系列系列PLC编程元件编程元件2输出继电器（输出继电器（Q） 输出继电器位于PLC存储器的输出映像寄存器输出映像寄存器区域。输出继电器线圈只只能使用程序指令驱动能使用程序指令驱动。在扫描周期的结尾，CPU将输出映像寄存器的数值复制到物理输出点上，也就是把程序执行的结果传递给负载。 S7-200提供的输出映像寄存器地址范围是：Q（0.015.7

32、），共128个。也可以是QB(015); QW(014); QD(012)。例如QB5，QW8，QD12。(以下以以下以CPU226为例为例)2. 数字量输出映象区（数字量输出映象区（Q区）区）位位Q0.0Q0.7Q15.0Q15.7128点点字节字节QB0、QB1、QB1516个个字字QW0、QW2、QW148个个双字双字QD0、QD4、QW8、QD124个个三、三、S7-200系列系列PLC编程元件编程元件(以下以以下以CPU226为例为例)（1）位）位Q字节地址字节地址.位地址位地址 Q0.0表示数字量输出映象区第表示数字量输出映象区第0个字节的第个字节的第0位。位。 （2）字节（）字节

33、（B）QB0表示数字量输出映象区第表示数字量输出映象区第0个字节，共个字节，共8位，其中第位，其中第0位是最低位，第位是最低位，第7位为最高位。位为最高位。 QB起始字节地址起始字节地址三、三、S7-200系列系列PLC编程元件编程元件(以下以以下以CPU226为例为例)（3）字（）字（W）QW起始字节地址起始字节地址 一个字含两个字节，这两个字节的地址必须连续，其中低位一个字含两个字节，这两个字节的地址必须连续，其中低位字节是高字节是高8位，高位字节是低位，高位字节是低8位。如位。如QW0中中IB0是高是高8位，位，QB1是低是低8位位 （4）双字（）双字（DW）QD起始字节地址起始字节地址

34、 一个字含四个字节，这四个字节的地址必须连续，最低位字节一个字含四个字节，这四个字节的地址必须连续，最低位字节在一个双字中是最高在一个双字中是最高8位。如位。如QD0中中IB0是最高是最高8位，位，QB1是高是高8位，位，QB2是低是低8位，位，QB3是最低是最低8位位 三、三、S7-200系列系列PLC编程元件编程元件(以下以以下以CPU226为例为例)3位存储器（位存储器（M） 又称为内部标志位存储器、辅助继电器或中间继电器内部标志位存储器、辅助继电器或中间继电器，其作用类似于继电器控制回路里的中间继电器。 用于逻辑运算的状态暂存、移位运算或设置控制信息。 主要按位来存储信息，也可以按字节

35、、字或双字为单位来存储数据按位来存储信息，也可以按字节、字或双字为单位来存储数据。 S7-200提供的位存储器地址范围是：M0.0M31.7，共256个。也可以是MB(031)，MW(030)，MD(028)。 PLC执行程序过程中，常常需要位控制，位存储器就执行程序过程中，常常需要位控制，位存储器就是根据这个要求建立的。是根据这个要求建立的。 位位M0.0M0.7M31.0M31.7256点点字节字节MB0、MB1、MB3132个个字字MW0、MW2、MW3016个个双字双字MD0、MD4、MD288个个（1）位）位M字节地址字节地址.位地址位地址 M1.0表示位存储器区第表示位存储器区第1

36、个字节的第个字节的第0位。位。 （2）字节（）字节（B）MB0表示位存储器区第表示位存储器区第0个字节，共个字节，共8位，其中第位，其中第0位是最位是最低位，第低位，第7位为最高位。位为最高位。 MB起始字节地址起始字节地址（3）字（）字（W）MW起始字节地址起始字节地址 一个字含两个字节，这两个字节的地址必须连续，其中低位一个字含两个字节，这两个字节的地址必须连续，其中低位字节是高字节是高8位，高位字节是低位，高位字节是低8位。如位。如MW0中中IB0是高是高8位，位，MB1是低是低8位位 （4）双字（）双字（DW）MD起始字节地址起始字节地址 一个字含四个字节，这四个字节的地址必须连续，最

37、低位字节一个字含四个字节，这四个字节的地址必须连续，最低位字节在一个双字中是最高在一个双字中是最高8位。如位。如MD0中中IB0是最高是最高8位，位，MB1是高是高8位，位，MB2是低是低8位，位，MB3是最低是最低8位位 顺序控制继电器区是顺序控制继电器区是S7-200系列为顺序控制继电器的数系列为顺序控制继电器的数据而建立的一个存储区，用据而建立的一个存储区，用“S”表示，用于步进过程的控制。表示，用于步进过程的控制。 位位S0.0S0.7S31.0S31.7256点点字节字节SB0、SB1、SB3132个个字字SW0、SW2、SW3016个个双字双字SD0、SD4、SD288个个 又称为

38、状态继电器，它常用在顺序控制（步进控制）中，每一个S位表示顺序功能图中的一种状态，和顺序控制指令配合实现顺序控制。 S7-200提供了256个顺序控制继电器S，地址范围为：S0.0S31.7。SB(031)，SW(030),SD(028)。（1）位）位S字节地址字节地址.位地址位地址 S1.0表示顺控区第表示顺控区第1个字节的第个字节的第0位。位。 （2）字节（）字节（B）SB0表示顺控区第表示顺控区第0个字节，共个字节，共8位，其中第位，其中第0位是最低位，位是最低位，第第7位为最高位。位为最高位。 SB起始字节地址起始字节地址（3）字（）字（W）SW起始字节地址起始字节地址 一个字含两个字

39、节，这两个字节的地址必须连续，其中低位一个字含两个字节，这两个字节的地址必须连续，其中低位字节是高字节是高8位，高位字节是低位，高位字节是低8位。如位。如SW0中中IB0是高是高8位，位，SB1是低是低8位位 （4）双字（）双字（DW）SD起始字节地址起始字节地址 一个字含四个字节，这四个字节的地址必须连续，最低位字节一个字含四个字节，这四个字节的地址必须连续，最低位字节在一个双字中是最高在一个双字中是最高8位。如位。如SD0中中IB0是最高是最高8位，位，SB1是高是高8位，位，SB2是低是低8位，位，SB3是最低是最低8位位 5特殊标志位存储器（特殊标志位存储器（SM） 又称为特殊继电器。

40、它提供了CPU和用户程序之间传递信息的方法，可用于存储系统的状态变量、有关控制参数和信息等。用户可以使用这些位选择和控制CPU的一些特殊功能。 有效地址范围是 SM(0.0549.7); SMB (0549); SMW(0548); SMD (0546)。 只读区的只读区的SM只能用其触点只能用其触点,例如: SM0.0 运行监控。运行监控。PLC在在RUN方式时，方式时，SM0.0总是为总是为1. SM0.1 初始脉冲。初始脉冲。PLC由由STOP转为转为RUN时时SM0.1接通一个扫描周期。接通一个扫描周期。 SM0.3 PLC上电进入上电进入RUN方式时，方式时，SM0.3接通一个扫描周

41、期。接通一个扫描周期。 SM0.5 秒脉冲，占空比为秒脉冲，占空比为50%。位位SM0.0SM0.7SM549.0SM549.74400点点字节字节SMB0、SMB1、SMB549550个个字字SMW0、SMW2、SMW548275个个双字双字SMD0、SMD4、SMD544137个个（1）位）位SM字节地址字节地址.位地址位地址 SM1.0表示特殊存储器区第表示特殊存储器区第1个字节的第个字节的第0位。位。 （2）字节（）字节（B）SMB0表示特殊存储器区第表示特殊存储器区第0个字节，共个字节，共8位，其中第位，其中第0位是位是最低位，第最低位，第7位为最高位。位为最高位。 SMB起始字节地

42、址起始字节地址（3）字（）字（W）SMW起始字节地址起始字节地址 一个字含两个字节，这两个字节的地址必须连续，其中低位一个字含两个字节，这两个字节的地址必须连续，其中低位字节是高字节是高8位，高位字节是低位，高位字节是低8位。如位。如SMW0中中IB0是高是高8位，位，SMB1是低是低8位位 （4）双字（）双字（DW）SMD起始字节地址起始字节地址 一个字含四个字节，这四个字节的地址必须连续，最低位字节一个字含四个字节，这四个字节的地址必须连续，最低位字节在一个双字中是最高在一个双字中是最高8位。如位。如SMD0中中IB0是最高是最高8位，位，SMB1是高是高8位，位，SMB2是低是低8位，位

43、，SMB3是最低是最低8位位 6定时器（定时器（T） 定时器存贮器是按照一定时间原则累计时间增量的器件，它模拟继电器控制系统的时间继电器。时基有三种：1ms，10ms，100ms。设定值由程序或外部设置。地址范围是T(0255) S7-200提供三种不同类型的定时器： 接通延时定时器（TON）； 断开延时定时器（TOF）； 保留性接通延时定时器（TONR）7计数器计数器(C) 计数器是累计输入脉冲个数的一种器件。 计数器用于累计其编程元件状态变化脉冲电平由低到高（即脉冲上升沿）的次数。设定值由程序或外部设置设定值由程序或外部设置.地址范围是C (0255)。 三种不同类型的计数器： 向上（增）

44、计数器（CTU）； 向下（减）计数器（CTD）； 向上向下（增减）计数器（CTUD）。定时器类型分辨率（ms）最大计时值（s）定时器号TON，TOF132.767T32，T9610327.67T33T36，T97T1001003276.7T37T63，T101T225TONR132.767T0，T6410327.67T1T4，T65T681003276.7T5T31，T69T95定时器分辨率与编号定时器分辨率与编号S7-200除了以上介绍的数据存储区域（编程元件）外，除了以上介绍的数据存储区域（编程元件）外，还提供了以下一些存储区域：还提供了以下一些存储区域： 变量存储器（变量存储器（V）；）

45、； 局部存储器（局部存储器（L）；）； 模拟量输入模拟量输入/输出映象寄存器输出映象寄存器(AI/AQ)； 累加器累加器(AC)； 高速计数器高速计数器(HC)等。等。1. 模拟量输入映象区（模拟量输入映象区（AI区）区）将测得的模拟量（如温度、压力）转换成将测得的模拟量（如温度、压力）转换成1个字长（个字长（16位位 ）的数字量存储。模拟量输入用区域标识符（的数字量存储。模拟量输入用区域标识符（AI）、数据长度）、数据长度（W）及字节的起始地址表示。）及字节的起始地址表示。 AIW起始字节地址起始字节地址CPU221、222有有16路模拟量输入：路模拟量输入：AIW0、AIW2、AIW30

46、CPU224、226有有32路模拟量输入：路模拟量输入：AIW0、AIW2、AIW62 把把1个字长（个字长（16位位 ）的数字量按比例转换成模拟电压或电流）的数字量按比例转换成模拟电压或电流输出。模拟量输出用区域标识符（输出。模拟量输出用区域标识符（AQ）、数据长度（）、数据长度（W）及字节的起始地址表示。及字节的起始地址表示。 2. 模拟量输出映象区（模拟量输出映象区（AQ区）区）AQW起始字节地址起始字节地址CPU221、222有有16路模拟量输出：路模拟量输出： AQW0、AQW2、AQW30 CPU224、226有有32路模拟量输出：路模拟量输出： AQW0、AQW2、AQW62 位

47、位V0.0V0.7V8191.0V8191.765536点点字节字节VB0、VB1、VB81918192个个字字VW0、VW2、VW81904096个个双字双字VD0、VD4、VD81882048个个变量存储器区用于程序执行过程中存储逻辑运算的中间结果，变量存储器区用于程序执行过程中存储逻辑运算的中间结果，也可以使用变量存储器保存与工作过程相关的数据。也可以使用变量存储器保存与工作过程相关的数据。 （1）位）位V字节地址字节地址.位地址位地址 V1.0表示变量存储器第表示变量存储器第1个字节的第个字节的第0位。位。 （2）字节（）字节（B）VB0表示变量存储器第表示变量存储器第0个字节，共个字

48、节，共8位，其中第位，其中第0位是最位是最低位，第低位，第7位为最高位。位为最高位。 VB起始字节地址起始字节地址（3）字（）字（W）VW起始字节地址起始字节地址 一个字含两个字节，这两个字节的地址必须连续，其中低位一个字含两个字节，这两个字节的地址必须连续，其中低位字节是高字节是高8位，高位字节是低位，高位字节是低8位。如位。如VW0中中IB0是高是高8位，位，VB1是低是低8位位 （4）双字（）双字（DW）VD起始字节地址起始字节地址 一个字含四个字节，这四个字节的地址必须连续，最低位字节一个字含四个字节，这四个字节的地址必须连续，最低位字节在一个双字中是最高在一个双字中是最高8位。如位。

49、如VD0中中IB0是最高是最高8位，位，VB1是高是高8位，位，VB2是低是低8位，位，VB3是最低是最低8位位 局部存储器和变量存储器很相似，主要区别是变量存储器是局部存储器和变量存储器很相似，主要区别是变量存储器是全局有效的，而局部存储器是局部有效的。全局有效的，而局部存储器是局部有效的。 其中前其中前60个用作暂时存储器或给子程序传递参数，后四个字节个用作暂时存储器或给子程序传递参数，后四个字节（LB60LB63）保留。）保留。 位位L0.0L0.7L63.0L63.7512点点字节字节LB0、LB1、LB6364个个字字LW0、LW2、LW6232个个双字双字LD0、LD4、LD601

50、6个个（1）位）位L字节地址字节地址.位地址位地址 L1.0表示局部存储器区第表示局部存储器区第1个字节的第个字节的第0位。位。 （2）字节（）字节（B）LB0表示局部存储器区第表示局部存储器区第0个字节，共个字节，共8位，其中第位，其中第0位是最位是最低位，第低位，第7位为最高位。位为最高位。 LB起始字节地址起始字节地址（3）字（）字（W）LW起始字节地址起始字节地址 一个字含两个字节，这两个字节的地址必须连续，其中低位一个字含两个字节，这两个字节的地址必须连续，其中低位字节是高字节是高8位，高位字节是低位，高位字节是低8位。如位。如LW0中中IB0是高是高8位，位，LB1是低是低8位位

51、（4）双字（）双字（DW）LD起始字节地址起始字节地址 一个字含四个字节，这四个字节的地址必须连续，最低位字节一个字含四个字节，这四个字节的地址必须连续，最低位字节在一个双字中是最高在一个双字中是最高8位。如位。如LD0中中IB0是最高是最高8位，位，LB1是高是高8位，位，LB2是低是低8位，位，LB3是最低是最低8位位 高速计数器用来累计比高速计数器用来累计比CPU扫描速率更快的事件。若要存取高扫描速率更快的事件。若要存取高速计数器的值则必须给出高速计数器的地址，即存储器的类型速计数器的值则必须给出高速计数器的地址，即存储器的类型（HC）和计数器编号（如）和计数器编号（如HC0）。）。S7

52、-200系列系列PLC有有HC0HC5共共6个高速计数器。个高速计数器。高速计数器的当前值为高速计数器的当前值为32位带符号整数值，当前值为只读值。位带符号整数值，当前值为只读值。 可以按字节、字或双字来存取累加器数据中的数据，其存取可以按字节、字或双字来存取累加器数据中的数据，其存取数据的长度由所用指令决定。数据的长度由所用指令决定。但是，以字节形式读但是，以字节形式读/写累加器中的数据时，只能读写累加器中的数据时，只能读/写累加写累加器器32位数据中的最低位数据中的最低8位数据。位数据。如果是以字的形式读如果是以字的形式读/写累加器中的数据，只能读写累加器中的数据，只能读/写累加器写累加器

53、32位数据中的低位数据中的低16位数据。位数据。只有采取双字的形式读只有采取双字的形式读/写累加器中的数据时，才能一次读写累加器中的数据时，才能一次读写全部写全部32位数据。位数据。 CPU提供了提供了4个个32位累加器（位累加器（AC0、AC1、AC2、AC3）。）。四、四、PLC的分类及性能指标的分类及性能指标1、PLC的性能指标的性能指标主要有：I/O点数、存储容量、扫描速度、指令系统、扩展能力等。（1）I/O点数 指PLC外部输入、输出端子总数。这是PLC最重要的一项技术指标，它表明了该PLC可接收的输入信号和可输出的信号的数量。PLC的输入、输出信号有开关量和模拟量两种。对于开关量，

54、I/O点数为输入、输出端子的总和；对于模拟量，I/O点数用最大的I/O通道数表示。（2）PLC的存储容量通常是指用户程序存储器和数据存储器容量之和，表示PLC系统提供给用户的可用资源。存储容量常用字节（B）表示，1024个字节为1KB（千字节）。（3）扫描速度PLC采用循环扫描方式工作。CPU完成一次扫描所需的时间叫做扫描周期，扫描速度与扫描周期成反比。扫描速度主要和用户程序的长度以及PLC的类型有关。（4）指令系统是指PLC所有指令的总和。PLC的指令越多，编程功能就越强。（5）扩展能力大部分PLC除了主机外还有多种扩展单元，用户可以根据不同的功能需要选择不同的扩展模块。SIEMENS的S7

55、-200系列PLC，CPU221不能扩展，CPU222最多2个扩展模块，CPU224和CPU226最多7个扩展模块。 任务实施任务实施 实训内容：实训内容： 分析PLC的结构组成与工作原理。实训设备：实训设备： 1可编程控制器实训装置 2PC/PPI通讯电缆 3计算机 4导线若干任务实施任务实施 实训内容：实训内容： 分析PLC的结构组成与工作原理。实训设备：实训设备： 1可编程控制器实训装置 2PC/PPI通讯电缆 3计算机 4导线若干一、可编程序控制器（一、可编程序控制器（PLC）的产生与发展概况）的产生与发展概况1PLC的产生的产生美国通用汽车公司美国通用汽车公司（GM)在在1968 年

56、公开招标，要求采用新的控制装置取代继年公开招标，要求采用新的控制装置取代继电器控制装置，并提出了十项招标指标，即：电器控制装置，并提出了十项招标指标，即：编程方便，现场可修改程序；编程方便，现场可修改程序；维修方便采用模块化结构；维修方便采用模块化结构；可靠性高于继电器控制装置；可靠性高于继电器控制装置；体积小于继电器控制装置；体积小于继电器控制装置；数据可直接送入管理计算机；数据可直接送入管理计算机；成本可与继电器控制装置竞争；成本可与继电器控制装置竞争；输入可以是交流输入可以是交流115V（美国市电电压标准）；（美国市电电压标准）； 输出为交流输出为交流115V 2A 以上能直接驱动电磁阀

57、接触器等；以上能直接驱动电磁阀接触器等；在扩展时原系统只要很小变更；在扩展时原系统只要很小变更；用户程序存储器容量至少能扩展到用户程序存储器容量至少能扩展到4KB。1969 年，美国数字设备公司（年，美国数字设备公司（DEC）根据上述十项要求，研制出第一台）根据上述十项要求，研制出第一台PLC，型号是型号是PDP-14，在美国通用汽车自动装配线上试用，并获得成功。，在美国通用汽车自动装配线上试用，并获得成功。延伸阅读延伸阅读2PLC的发展趋势的发展趋势（1）网络化）网络化 主要是朝DCS方向发展，使其具有DCS系统的一些功能。（2）多功能）多功能 多种智能模块。 主要有模拟量I/O、PID回路

58、控制、通信控制、机械运动控制（如轴定位、步进电机控制）、高速计数等。 （3）高可靠性）高可靠性 高可靠性的冗余系统，并采用热备用或并行工作。（4）兼容性）兼容性 现代PLC已经不再是单个的、独立的控制装置，而是整个控制系统中的一部分或一个环节。 （5）小型化简单易用）小型化简单易用 小型PLC由整体结构向小型模块化发展，增加了配置的灵活性。（6）编程语言向高层次发展）编程语言向高层次发展 延伸阅读延伸阅读 二、二、 可编程控制器的名称演变可编程控制器的名称演变 从可编程控制器发展历史可知，可编程控制器功能不断变化，其从可编程控制器发展历史可知，可编程控制器功能不断变化，其名称演变经历了如下过程

59、：名称演变经历了如下过程： 早期早期产品名称为产品名称为“ Programmable Logic Controller ”（可编（可编程逻辑控制器），简称程逻辑控制器），简称 PLC ，主要替代传统的继电接触控制系统。，主要替代传统的继电接触控制系统。 随着微处理器技术的发展，可编程控制器的功能也不断地增加，随着微处理器技术的发展，可编程控制器的功能也不断地增加，因而可编程逻辑控制器（因而可编程逻辑控制器（ PLC ）不能描述其多功能的特点。）不能描述其多功能的特点。 1980 年，美国电气制造商协会（年，美国电气制造商协会（ NEMA ）给他一个新的名称）给他一个新的名称Programmab

60、le Controller ”，简称，简称 PC 。 1982 年，国际电工委年，国际电工委员会（员会（ IEC ）专门为可编程控制器下了）专门为可编程控制器下了严格定义严格定义。 然而然而 PC 这一简写名称在国内早已成为个人计算机（这一简写名称在国内早已成为个人计算机（ Personal Computer ）的代名词，为了避免造成名词术语混乱，因此国内仍）的代名词，为了避免造成名词术语混乱，因此国内仍沿沿用早期的简写名称用早期的简写名称 PLC 表示可编程控制器，但此表示可编程控制器，但此 PLC 并不意味只具并不意味只具有逻辑功能。有逻辑功能。 可编程控制器的定义可编程控制器的定义 国际