S可编程序控制器教材四

第3章S7-200可编程序控制器3.1S系列PLC发展概述3.2S7-200PLC系统组成3.3编程元件及程序知识3.4相关设备3.5工业软件本章学习目的本章以西门子公司生产的S7-200系列小型可编程序控制器为例，介绍具体型号的PLC，内容包括：l

S系列PLC发展概述l

S7-200可编程序控制器的系统组成l

编程元件及程序知识l

相关设备l

常用工业软件返回本章首页3.1

S系列PLC发展概述

德国的西门子（SIEMENS）公司是欧洲最大的电子和电气设备制造商，生产的SIMATIC可编程序控制器在欧洲处于领先地位。其第一代可编程序控制器是1975年投放市场的SIMATICS3系列的控制系统。在1979年，微处理器技术被应用到可编程序控制器中，产生了SIMATICS5系列，取代了S3系列，之后在20世纪末又推出了S7系列产品。最新的SIMATIC产品为SIMATICS7、M7和C7等几大系列。返回本章首页3.2

S7-200PLC系统组成

3.2.1系统基本构成3.2.2主机结构3.2.3扫描周期及工作方式3.2.4输入输出扩展3.2.5主机性能指标返回本章首页从CPU模块的功能来看，SIMATICS7-200系列小型可编程序控制器发展至今，大致经历了两代：第一代产品其CPU模块为CPU21X，主机都可进行扩展，它具有四种不同结构配置的CPU单元：CPU212，CPU214，CPU215和CPU216，对第一代PLC产品不再作具体介绍。第二代产品其CPU模块为CPU22X，是在21世纪初投放市场的，速度快，具有较强的通信能力。它具有四种不同结构配置的CPU单元：CPU221，CPU222，CPU224和CPU226，除CPU221之外，其他都可加扩展模块。3.2.1系统基本构成

SIMATICS7-200系统由硬件和工业软件两大部分构成，如图3.1所示。图3.1S7-200PLC系统组成系统基本构成1.硬件（1）基本单元（2）扩展单元（3）特殊功能模块（4）相关设备2.工业软件工业软件是为更好地管理和使用这些设备而开发的与之相配套的程序、文档及其规则的总和，它主要由标准工具、工程工具、运行软件和人机接口等几大类构成。返回本节3.2.2主机结构

1.各CPU介绍及I/O系统（1）主机外形SIMATICS7-200系统CPU22X系列PLC主机（CPU模块）的外形如图3.2所示：图3.2S7-200主机外形（2）基本结构特点输出信号类型电源输出基本I/O存储安全高速反应模拟电位器实时时钟输入输出可扩展性4种CPU各有晶体管输出和8继电器输出两种类型，具有不同电源电压和控制电压。各类型的型号如表3.1所示。表3.1

CPU型号SIMATICS7-200系统CPU22X系列PLC主机及I/O特性如表3.2所示。表3.2主机及I/O特性2.存储系统（1）存储系统（2）存储器及使用（3）存储安全图3.3存储系统表3.3存储容量（2）存储器及使用上装和下装用户程序定义存储器保持范围用程序永久保存数据存储器卡的使用（3）存储安全1）主机CPU模块内部配备的EEPROM，上装程序时，可自动装入并永久保存用户程序、数据和CPU的组态数据。2）用户可以用程序将存储在RAM中的数据备份到EEPROM存储器。3）主机CPU提供一个超级电容器，可使RAM中的程序和数据在断电后保持几天之久。4）CPU提供一个可选的电池卡，可在断电后超级电容器中的电量完全耗尽时，继续为内部RAM存储器供电，以延长数据所存的时间。5）可选的存储器卡可使用户像使用计算机磁盘一样来方便地备份和装载程序和数据。返回本节3.2.3扫描周期及工作方式

1.扫描周期2.工作方式3.改变CPU工作方式的方法图3.4CPU的扫描周期1.扫描周期

（1）输入处理（2）执行程序（3）处理通信请求（4）执行CPU自诊断测试（5）写数字输出2.工作方式

（1）STOP方式（2）RUN方式3.改变CP绍U工作眠方式穿的方丘法1）页用P匪LC勾上的年方式俗开关僻来手盘动切锹换，谦方式品开关围有3抢个挡兰位减。2）狐用S逗TE社P稿7-吸Mi跪cr齿o/签Wi棉n3厨2编框程软主件，蔽应首敞先把垃主机记的方曾式开起关置票于T岭ER宅M或的RU即N位彩置，霉然后啊在此绞软件吉平台句用鼠僵标单狂击S删TO哥P和喝RU膛N方澡式按暮钮即闹可。3）夕在用狡户程递序中拴用指槽令由萄RU转N方饲式转昨换到里ST徒OP污方式众，前意提是垄程序乒逻辑良允许宾中断营程序隔的执繁行。返回泼本节3.剧2.过4输入射输出棚扩展1.盒设观备连静接2.产最滑大I忘/O般配置欧的预驰算3.席输消入输吹出及李CP掉U组巾态1.设备歌连接图3燥.5杰I室/O准扩展装示意允图2.最大I/悼O配置等的预限算（1捕）映更像寄令存器惭数量（2葬）电喜流提浮供（3之）模帜块电懂流（4颂）电会流预芳算规咱则（2劣）电龟流提歪供各C吼PU部所能区提供杠的最缘瑞大5谁VDC电流捐如表贵3.搏4所完示。（3桂）模丢块电理流溜CP拿U幻玉22匹X可病连接喊的各幻玉扩展芳模块辅消耗桐5VDC电流跨如表抢3.趣5所怪示。3.输入至输出谱及CP碎U组态（1梨）I柄/O雄点数覆扩展斥和编归址（2锡）设齿置输善入滤捏波（3崇）设渡置脉寺冲捕抖捉（4焰）输它出表黎配置（5适）定膀义存较储器棕保持虫范围例如巾，某劲一控元制系姻统选镜用C材PU可2钥24若，系唤统所豪需的痒输入府输出孤点数渠各为斩：数承字量秋输入饮24怒点、冈数字损量输早出2夏0点攻、模趁拟量作输入利6点昏、模么拟量邪输出械2点校。本系要统可畜有多棍种不竹同模渠块的孙选取丧组合巡寿，表饱3.乔6所戴示为邪其中令的一耳种可位行的撕系统牛输入牛输出波组态桐状况作。若按及表3面.6死的扩护展方缴式，切各模腾块在暴I/刷O链邀中的因位置暂排列饭方式垄也可睁以有张多种史，图谁3.冒6所捞示为蛋其中挺的一放种模鞋块连烛接形堤式。图3哗.6蒜扩乒展连繁接图S7砍-2普00述C狼PU浆为每灵个主补机数驾字量猪输入唤提供访了脉杆冲捕悼捉功蚀能，孝它可但以使多主机丈能够面捕捉已小于分一个示扫描惯周期经的短龟脉冲毁，并防将其继保持钓到主亩机读长到这益个信君号，雪但前衔提是粗只有跨通过蕉滤波属器后骄，脉蒙冲捕绕捉才菠有效砌。此铸外，拔在一划个给丘定的北扫描旗周期窃内如且果有颠不只利一个拣脉冲郑，则旦只有滩第一帖个脉婆冲可主以被笑捕捉刊到，荣几种泰情况神下的裹脉冲风捕捉裂波形贵如图爸3.把7所优示。图3段.7屈脉阔冲捕棉捉波曲形图表3.演722医X主机悼主要崭技术兔指标返回海本节3.款2.汉5主机卷性能棚指标S7追-2弃00若2束2X嚷各主甩机的色主要蓬技术哲性能浴指标包如下贯表3龙.7拳所示转。返回菌本节3.争3编程忠元件伞及程劲序知兴识3.兔3.仓1粒编程向元件慕及寻计址3.轰3.露2特指令会系统3.拉3.麻3邻编程抹语言3.反3.月4在程嚷序结劣构返回熔本章谎首页3.革3.呢1编程调元件银及寻甘址1.叮数白据类突型2.生直蛛接寻卧址方孤式3．张间接叹寻址猜方式1.数据牲类型（1鸡）数仿据类获型及舌范围SI骑MA站TI宫C黑S7谁-2匠00太系列番PL服C数羡据类可型可筑以是芒布尔角型、竖整型批和实男型（涛浮点杀数）阳。实档数采者用3煤2位姓单精饭度数灰来表岸示，限其数窜值有芬较大通的表触示范墓围：刻正数知为+员1.携17暗54疾95尤E-姥38苹～+甘3.肌40糕28同23殃E+被38毙；负承数为报-1埋.1搭75私49立5E挡~3清8～发-3洁.4测02援82晌3E糕+3华8。乔不同庆长度震的整脚数所福表示护的数明值范供如表广3.迈8所竞示。（2故）常装数在编扯程中久经常胆会使陡用常呢数。辩常数足数据芽长度举可为田字节诸、字距和双胞字，幼在机监器内渗部的像数据匆都以俯二进丢制存喊储，煎但常拆数的愈书写祸可以扒用二很进制腥、十字进制风、十蚂六进纳制、巨AS碑CI捆I码商或浮查点数买（实骂数）若等多活种形驻式。誓几种混常数辫形式水分别定如表装3.足9所院示。2.则直范接寻加址方移式（1）编变址形伯式按位忆寻址削的格瓣式为强：Ax桃.y存储奶区内夺另有肿一些雕元件们是具帖有一睬定功坡能的撕硬件签，由乳于元懂件数器量很梨少，植所以瓣不用瓶指出狗元件废所在授存储泰区域证的字中节，鱼而是够直接马指出乔它的何编号绣。其倡寻址斯格式烘为：Ay数据兴寻址琴格式等为：AT模x（2）各惭元件很介绍输入幻玉继电摄器（I）输出由继电丈器（Q）通用畜辅助四继电疫器（M）特殊核标志能继电警器（SM）变量竟存储叶器（V）局部耳变量斑存储顶器（L）顺序讨控制北继电刺器（S）定时绑器（T）计数底器（C）模拟箩量输聋入映利像寄辩存器剥（AI）、模拟絮量输项出映融像寄招存器侮（AQ）高速壶计数国器（HC）累加碎器（AC）S7链-2诉00摩将编乓程元天件统要一归萝为存眠储器煎单元斩，存材储单踏元按浩字节种进行塔编址佩，无勇论所度寻址壤的是伐何种艇数据扔类型遗，通蛋常应溪指出获它在逼所在观存储么区域两和在今区域或内的族字节列地址劝。每拴个单桶元都讯有惟雪一的凯地址庭，地锡址用雪名称蚕和编拆号两匪部分要组成泳，元相件名比称（刷区域羞地址感符号衔）如淋表3率.1俩0所远示。按位敌寻址瓶的格拨式为潮：A亿x.藏y必须弟指定据元件宅名称凯、字亿节地吓址和堡位号碑，如谋图3后.8径所删示。灾图3尝.8伏中M分SB证表示绪最高辣位，劣LS酱B表厌示最辨低位么。图3庆.8冈位装寻址鉴格式3．间车接寻束址方毯式间接款寻址粗方式旁是，如数据担存放材在存翻储器常或寄孙存器慎中，弓在指尖令中嗓只出讲现所息需数与据所烈在单书元的刘内存挑地址婶的地关址。火存储渡单元悬地址懂的地蕉址又趟称为矛地址翅指针扬。这眯种间洞接寻虾址方惨式与稀计算肿机的水间接种寻址睬方式妥相同紧。间拔接寻婶址在赔处理漠内存补连续以地址述中的顽数据恭时非障常方漠便，贫而且水可以桂缩短据程序锁所生种成的轮代码弃的长分度，索使编贼程更敬加灵驳活。用间坛接寻演址方栽式存荣取数猜据需帽要作搬的工眨作有欢3种椒：建醒立指对针、衫间接燥存取童和修敲改指尚针。（1）建懒立指僻针建立宫指针津必须锯用双屑字传疏送指箱令（凭MO只VD扁），疤将存宇储器萝所要峡访问仁的单驰元的边地址清装入徒用来您作为遵指针湿的存袄储器蜻单元纵或寄谈存器冒，装季入的驾是地粗址而唐不是浊数据仰本身骗，格往式如纳下：例：最M卵OV猴D除&陕VB屡20益0,回VD扫30誉2MO崭VD呆&M惨B1示0,衔AC麦2MO久VD遵&C粥2,全LD话14注意害：建立担指针腿用M店OV繁D指根令。（2）间废接存息取指令谋中在牧操作商数的腥前面您加“启*”认表示醋该操洋作数门为一贤个指津针。下面姻两条伏指令养是建苹立指搂针和难间接若存取茶的应伞用方招法：MO拼VD肺&V该B2防00板，A轧C0MO美VW眠*A兴C0详，A翠C1若存付储区颠的地银址及小单元葛中所怖存的纺数据姑如下寻所示执行弱过程罩如下庆：（3）修踏改指昆针下面吵的两出条指讽令可舒以修喜改指隐针的枯用法子：IN讯CD警AC费0IN帽CD炊AC婆0MO挤VW嘴*A灭C0慈，A容C1返回倚本节3.糖3.挖2指令善系统S7国-2备00阿系违列P粉LC庙主机棍中有御两类商基本铃指令猴集：盟SI旗MA妖TI哄C指展令集创和I超EC迟1差13悠1-束3指晃令集广，程辣序员叶可以局任选赏一种上。提悬供了未许多贫类型奇的指驼令以坝完成箱广泛怜的自堵动化泼任务权。SI令MA杂TI扩C指泊令集谢：是日为S斗7-低20我0系迟列P兔LC姜设计馆的，起本指约令通帆常执状行时俩间短扬，而立且可博以用旬LA贝D、尼ST京L和衔FB标D三璃种编抢程语仔言。IE概C之11导31避-3霜指令预集是鱼不同虹PL莲C厂抽家的长指令敌标准肢，它内不能越使用始ST倡L编鱼程语汇言。返回议本节3.原3.妹3编程躲语言1.予语晶句表2.锋梯俗形图3.益功碰能块子图4.能其硬他编倾程语惭言1.语句业表语句晚表（佩ST义L）叨语言盗类似滋于计众算机星的汇翅编语爆言，匠特别暗适合芝于来伸自计档算机外领域啄的工骑程人奇员。圈用指驴令助抵记符物创建伏用户渠程序葱，属浸于面徒向机总器硬返件的涉语言掩，S稻TE槐P凝7侮Mi鱼cr奴o/变Wi竿n3障2的道语句愤表如贷图3杨.9慢所示报。图3万.9苍语除句表这举例2.梯形争图图3斜.1沫0遣梯形消图举菊例3.功能搜块图功能歼块图捉（F辱BD意）的亿图形仙结构劝与数窄字电慎子电孙路的岂结构跳极为边相似幼，如武下图愤3.质11悉所示掩。4.其他溉编程唯语言SI港MA雪TI锻C工户业软哲件中伞的工香程工孟具中坊为大感型或迟中型简PL剑C提睬供了槐许多靠高级筛编程免工具学，以石下简睛要其停中的元几种椒：（1尘）S呀7-培SL餐C和投M借7-妖Pr层o巩C/绍C+叫+（2叔）S脸7-弦GR杂AP炊H（3砌）S炉7-东Hi魄Gr誉ap盘h（4努）C筐FC（1）S7触-S阿LC和M7显-P妨ro础C新/C览++图3胃.1消2部SL粘C语码言S7膨-S予LC话的语终言与量PA拒SC套AL伪非常毅相似于，如坑图3妖.1凡2所常示。（2）S7捉-G榆RA笑PH图3他.1激3见顺序促流程戒图（3）S7梳-H榆iG洲ra知ph它借葛助于园状态枕图来运描述芳异步与过程婶。用读于装粉置和阳过程赤，以扶及可熊能的敬转移揭状态场的图基形描墓述。本工预具可圈基于挖系统发框图羽和流效程图蠢直接头进行素编程贱，程品序结康构和腔过程铸清晰滩。妈S7谱-H趴iG象ra侦ph溪如图彻3.饺14蒸所示岂。图3饮.1议4拐状佣态图（4）CF援CCF稳C（宇连续辽功能依图）类是在脆原来份的C副SF停（控鼻制系慕统流胁程图爸）的岁基础伸上发拼展起铺来的斑，它蜂通过术绘制信过程斯控制忘流程反图，剪将各佩程序求块在染版面资上布厘置，群然后详将它渐们相怨互连洗接即汁可。控制仓系统谨流程厚图如庄图3盲.1规5所据示。返回珍本节图3斩.1您5轿连只续功徐能图3.身3.霞4程序支结构1.蚀用取户程事序（1钞）主弹程序（2浅）子劳程序（3辆）中怀断处搜理程腔序2.桐数疾据块3.由参零数块如果饱编程泳使用纤的是疑手编天器，日主程荡序应师安排他到程钓序的从最前瓦面。辉其他昨部分额的位端置安荒排没挠有严贼格的槽顺序裹，但窑习惯伞上把那子程鸡序安哨排在扁中断豪程序移的前确面。虫如图掠3.讲16袖所示录。图3开.1蛾6理程序础结构返回容本节3.易4相关宣设备3.席4.闭1北手编采器3.亏4.买2梁计算升机3.光4.弟3跌人机设界面3.哲4.广4菠特殊受功能袜模块返回议本章胀首页3.冰4.重1手编躺器工业湾上用纤的各弟厂商晶的可丧编程早序控珍制器日的使钟用中狱，手年编器覆曾是或主要蝇编程辅设备贡，后品来出之现了险图形届输入稿设备吹，又职出现贴了计告算机候编程股软件拖。通搁过通雀信设展备，酸使P中LC涛和计体算机壁相连含，用球编程钉软件治可直炼接在兆计算挠机上宋编程咸，由躬于计店算机确的显插示器秘屏幕练较大伶，对匙程序毛的编草制和样修更弯加方践便高客效。袋但即逮使是矛现在伯，手椅编器愧的使杏用仍踩十分掘广泛袖，特袋别是趟用小遗型和颈微型此PL酱C实辉现的短小规放模系支统。返回镜本节3.主4.慈2计算蜘机计算言机包本括个筐人计揪算机好和工状业计盆算机缎，在较可编岛程序历控制誉器系河统的姜工业白应用仔中发艺挥着梅越来笑越重旷要的狗作用掏，几展乎P枪LC舍系统妨从工许程项路目开厦发、榜编程名、调童试到移系统未的运行行和边维护争，计酬算机跨越来馅越成视了不痕可缺袍少的区工具抽。返回考本节3.捏4.窑3人机士界面1.颤构填造特旷点文本紧显示怎区：暮可显末示两舞行信句息（灯每行20个字关符）伐的液健晶显惭示LC膝D。按键龄：共楚有9个键归。通信航：通斑过TD成/C思PU电缆复（通万用RS键23能2接口瓦）可偏以提条供可员编程静序控桨制器队与TD晓2容00的通伸信，奋同时倘可以减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