S可编程序控制器教材

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处U工作种方式春的方矛法1）托用P途LC辨上的迟方式美开关现来手镇动切锤换，暖方式霉开关租有3暖个挡令位航。2）夺用S原TE柏P晶7-升Mi先cr自o/陪Wi桶n3竹2编泳程软眠件，催应首鸭先把叉主机喊的方川式开轨关置情于T馅ER答M或育RU烛N位练置，刚然后钟在此问软件遍平台牲用鼠酒标单捆击S赶TO美P和堂RU谊N方瓦式按捷钮即宾可。3）字在用皂户程奶序中小用指瘦令由们RU浮N方己式转社换到串ST波OP忍方式伏，前毕提是衰程序夸逻辑抵允许伪中断写程序远的执碑行。返回舞本节3.驳2.盘4输入当输出企扩展1.午设社备连代接2.伶最衰大I饼/O弹配置帮的预拒算3.额输殿入输党出及赶CP周U组碌态1.设备欠连接图3多.5学I喘/O宴扩展愁示意恳图2.最大I/指O配置筋的预诉算（1程）映矿像寄耕存器恨数量（2文）电共流提礼供（3糖）模蒙块电纲流（4盲）电声流预床算规遍则（2急）电伤流提漠供各C插PU此所能婚提供耕的最仓大5劝VDC电流位如表屑3.佳4所乖示。（3黎）模白块电慨流板CP选U磁22业X可臭连接吊的各郊扩展秘模块诊消耗勺5VDC电流细如表露3.插5所惊示。3.输入宽输出定及CP能U组态（1塘）I斯/O帅点数高扩展者和编卧址（2菌）设息置输阶入滤底波（3货）设句置脉惕冲捕云捉（4舟）输朱出表置配置（5盼）定吃义存至储器掌保持炒范围例如鲁，某婆一控慰制系惭统选沸用C茅PU其2酿24黄，系您统所美需的权输入汤输出根点数屋各为毒：数鹊字量叫输入逮24鹿点、圆数字钉量输兔出2撇0点固、模碌拟量叛输入户6点喉、模幻玉拟量终输出拣2点劈燕。本系毯统可屯有多到种不皆同模圆块的镇选取愚组合来，表漂3.廉6所锅示为培其中牢的一贵种可味行的静系统括输入万输出宇组态消状况蛛。若按柏表3杀.6竞的扩蒙展方有式，毒各模致块在杆I/凡O链役中的键位置雀排列久方式安也可恨以有虎多种饭，图雅3.筐6所滤示为编其中抛的一贿种模悠块连搭接形信式。图3拉.6饶扩忘展连纳接图S7谁-2珍00直C押PU苹为每说个主成机数凡字量那输入菠提供掌了脉勺冲捕室捉功提能，予它可愿以使洁主机仗能够隙捕捉重小于乞一个肆扫描紫周期较的短晕脉冲待，并狱将其哄保持晚到主椅机读壁到这年个信最号，免但前秃提是悔只有尾通过私滤波攀器后膛，脉虫冲捕灵捉才丈有效谢。此董外，裹在一数个给像定的队扫描担周期刘内如放果有资不只撞一个忘脉冲答，则竞只有竟第一符个脉馋冲可见以被诸捕捉阿到，泳几种唯情况剖下的走脉冲龟捕捉蚀波形卷如图倦3.迎7所印示。图3贤.7欧脉张冲捕条捉波脊形图表3.示722桨X主机疯主要垒技术蛋指标返回盛本节3.俗2.钱5主机鸡性能窗指标S7钻-2贸00耽2细2X直各主逃机的乖主要羡技术痰性能鸟指标耳如下售表3桶.7扩所示劫。返回枪本节3.脱3编程迟元件呜及程跨序知木识3.玩3.警1采编程港元件义及寻被址3.堡3.驰2晨指令罚系统3.颗3.竞3虎编程壮语言3.竿3.硬4绢程软序结店构返回谢本章明首页3.炭3.凶1编程钩元件羡及寻块址1.降数贯据类才型2.碗直终接寻斗址方衫式3．围间接螺寻址未方式1.数据杨类型（1策）数还据类倍型及少范围SI趣MA革TI箭C智S7树-2侮00敲系列描PL皮C数同据类仰型可恳以是伶布尔妄型、队整型氏和实纠型（英浮点栋数）失。实葬数采罩用3残2位埋单精蛙度数协来表财示，缘瑞其数略值有楚较大贺的表虾示范茅围：淹正数售为+总1.爷17脱54国95望E-掘38肾～+琴3.津40晚28崭23沸E+扎38抵；负链数为痰-1牙.1娘75京49雕5E扑~3壁8～狐-3勺.4苦02邮82电3E颠+3吧8。翅不同推长度枕的整奖数所要表示洒的数蛾值范胁如表镜3.第8所刻示。（2馋）常渡数在编句程中焦经常烈会使午用常南数。浑常数鸟数据俩长度粥可为督字节活、字惭和双鹿字，族在机季器内处部的聋数据粗都以描二进慎制存豪储，吸但常航数的垂书写辽可以粒用二啄进制咐、十房诚进制振、十殊六进留制、托AS吴CI扯I码怜或浮完点数讨（实亲数）钻等多宴种形纳式。辨几种膝常数起形式壁分别皆如表越3.衡9所默示。2.秀直朝接寻测址方练式（1）编救址形呼式按位躲寻址耕的格辱式为川：Ax麻.y存储促区内低另有雾一些香元件区是具散有一月定功民能的牙硬件反，由泄于元弹件数铺量很柏少，织所以蛮不用征指出厚元件笼所在龙存储嫂区域投的字心节，塔而是莫直接足指出兆它的芝编号苹。其呢寻址极格式副为：Ay数据垮寻址茫格式农为：AT杜x（2）各小元件腐介绍输入笼继电业器（I）输出宴继电洁器（Q）通用雹辅助满继电滨器（M）特殊抓标志皇继电筛器（SM）变量婆存储营器（V）局部迁变量忙存储幼器（L）顺序好控制焦继电粉器（S）定时舱器（T）计数迷器（C）模拟右量输菜入映摆像寄化存器亡（AI）、模拟饱量输龙出映愿像寄把存器购（AQ）高速酷计数复器（HC）累加炕器（AC）S7众-2哗00箭将编川程元住件统反一归聋为存抄储器虽单元束，存夹储单织元按碍字节绑进行据编址冬，无驳论所贼寻址膀的是期何种荷数据隔类型剃，通绕常应巨指出授它在炉所在塌存储浩区域买和在钩区域镰内的丘字节敏地址更。每框个单推元都际有惟福一的毛地址辈，地呀址用尊名称最和编糠号两敌部分乎组成港，元看件名滴称（痒区域课地址舞符号徒）如茂表3者.1横0所炊示。按位毛寻址涛的格研式为教：A盒x.岂y必须残指定游元件液名称扩、字塔节地昏址和闯位号处，如叠图3饱.8仅所致示。恢图3蚊.8奋中M窗SB浊表示议最高沸位，杰LS乞B表俘示最悔低位扑。图3堵.8欠位得寻址析格式3．间牌接寻屋址方粪式间接禾寻址热方式职是，扩数据迅存放庭在存病储器嘉或寄军存器常中，匠在指状令中恒只出青现所青需数村据所负在单律元的秋内存伶地址冤的地图址。架存储扁单元类地址届的地痰址又令称为柏地址蔽指针却。这投种间的接寻红址方期式与殖计算臣机的妹间接脊寻址喂方式废相同希。间先接寻槐址在傻处理振内存节连续拥地址偷中的冶数据幻玉时非愿常方延便，泊而且架可以得缩短开程序吐所生虑成的揪代码徒的长扁度，标使编系程更思加灵聚活。用间套接寻弦址方复式存窃取数挠据需保要作宅的工按作有朽3种掩：建洞立指标针、抚间接动存取盗和修仓改指即针。（1）建轨立指阵针建立鼓指针易必须芝用双括字传剥送指侮令（振MO进VD待），诉将存蜘储器呈所要蛙访问苏的单煮元的兵地址顷装入婆用来猪作为徐指针候的存伶储器逝单元粮或寄舞存器腹，装嫌入的音是地疼址而锅不是纷数据等本身晚，格拉式如笨下：例：星M摇OV适D参&进VB慎20拜0,伶VD昨30符2MO预VD谁&M维B1库0,馋AC币2MO染VD腔&C冬2,询LD开14注意搭：建立蓝指针跌用M狭OV似D指亭令。（2）间而接存石取指令淘中在荐操作光数的保前面蛋加“策*”小表示什该操询作数党为一付个指星针。下面亏两条懂指令科是建掉立指详针和佩间接体存取岂的应雅用方厉法：MO香VD荒&V攀B2档00有，A撤C0MO课VW信*A踢C0左，A延C1若存饭储区做的地挠址及坛单元义中所愿存的腊数据蔬如下汤所示执行稿过程旗如下徐：（3）修现改指信针下面输的两虑条指宵令可用以修岩改指疾针的龟用法滴：IN谷CD盼AC缎0IN胞CD仍AC期0MO罢VW手*A能C0雕，A甩C1返回喜本节3.扣3.汤2指令营系统S7誉-2圣00族系欢列P耀LC穷主机仍中有巩两类糊基本趟指令苗集：贫SI有MA母TI醒C指混令集借和I眉EC绳1词13掉1-鹿3指饮令集缸，程测序员飘可以画任选售一种直。提养供了评许多群类型劣的指老令以辨完成塌广泛兰的自过动化籍任务盏。SI稍MA弓TI肆C指树令集霉：是秘为S英7-壮20品0系秘列P计LC现设计简的，扶本指纽奉令通恐常执姥行时贡间短秃，而汁且可荐以用畅LA曾D、坚ST萍L和穗FB嘱D三屯种编继程语稼言。IE运C棚11姜31债-3陷指令硬集是障不同云PL挎C厂沙家的互指令傍标准争，它火不能曲使用止ST筝L编超程语姻言。返回吵本节3.戴3.梁3编程岛语言1.械语苦句表2.鹿梯扭形图3.坡功逝能块尼图4.幅其私他编钟程语治言1.语句肤表语句死表（氧ST恰L）司语言咐类似师于计筛算机闪的汇堵编语扒言，远特别姑适合泪于来租自计鱼算机迈领域掘的工平程人驻员。龄用指归令助戏记符臂创建贿用户烤程序睬，属孔于面数向机证器硬损件的房诚语言竞，S仅TE头P昼7碑Mi蜂cr息o/醉Wi杆n3赶2的鸡语句洁表如沿图3狭.9劣所示竭。图3在.9演语选句表拿举例2.梯形玩图图3仅.1鱼0菌梯形宋图举非例3.功能吹块图功能书块图羽（F梯BD痒）的严图形弱结构钩与数截字电今子电蒜路的伏结构似极为望相似告，如送下图歉3.古11歌所示傲。4.其他悔编程价语言SI饥MA凶TI就C工能业软透件中冷的工芽程工湿具中蚊为大播型或致中型赠PL汁C提江供了光许多醒高级萝编程枯工具葬，以酸下简痕要其涝中的寻几种闭：（1益）S胳7-屑SL森C和佛M龄7-晕Pr慢o兽C/慰C+吼+（2权）S钩7-脱GR变AP见H（3眉）S寄7-抓Hi潮Gr泳ap僚h（4喊）C包FC（1）S7椅-S古LC和M7葵-P葡ro晨C衡/C冷++图3视.1乐2亭SL榜C语桑言S7乞-S漠LC次的语捐言与猾PA仪SC捷AL岸非常真相似掏，如洒图3权.1辫2所艰示。（2）S7析-G罚RA迹PH图3忽.1哲3中顺序互流程击图（3）S7旬-H司iG改ra故ph它借旦助于蜘状态拌图来亦描述股异步翁过程幼。用围于装脆置和臭过程滑，以雀及可默能的奇转移拌状态快的图骨形描里述。本工纠具可仅基于竞系统锄框图盒和流库程图滑直接邻进行屠编程洞，程直序结于构和暗过程劣清晰脸。殊S7券-H貌iG往ra千ph郑如图钞3.欣14吧所示此。图3波.1世4悔状剑态图（4）CF于CCF真C（先连续碍功能殖图）唤是在具原来滨的C崖SF阴（控鞭制系惩统流眼程图刮）的级基础龟上发茧展起隔来的端，它件通过观绘制吧过程件控制侵流程议图，捏将各发程序丢块在吹版面聪上布篇置，杀然后乘将它仁们相座互连巩接即务可。控制奸系统辛流程京图如给图3迅.1客5所骂示。返回艘本节图3士.1侄5乖连陶续功胶能图3.拌3.谜4程序揉结构1.平用胃户程扫序（1遣）主优程序（2明）子从程序（3效）中猴断处需理程召序2.锤数逝据块3.肯参瘦数块如果淘编程俊使用言的是狡手编狂器，陶主程筐序应跑安排赚到程寺序的尤最前生面。问其他纺部分螺的位认置安系排没蜂有严辅格的冒顺序繁，但撤习惯勤上把飞子程岭序安状排在却中断衔程序毫的前找面。逆如图量3.磨16词所示趋。图3瓣.1杂6五程序初结构返回枣本节3.剩4相关释设备3.折4.坚1稀手编傍器3.肢4.艺2惕计算遮机3.市4.贤3砖人机辜界面3.钓4.渗4缴特殊恩功能箩模块返回束本章浅首页3.形4.亲1手编醋器工业尘上用写的各盘厂商丸的可僻编程略序控捞制器角的使炊用中何，手目编器景曾是乎主要握编程旱设备林，后裁来出劣现了揭图形荒输入撕设备泻，又重出现辽了计献算机骆编程歪软件缝。通喊过通正信设问备，泰使P码LC太和计棒算机止相连趟，用份编程布软件谎可直肺接在咬计算暑机上共编程著，由乱于计检算机方的显辽示器迷屏幕雕较大辟，对龄程序领的编偿制和凑修更敌加方租便高回效。炊但即吵使是悔现在冒，手杰编器占的使饺用仍栋十分扑广泛蹦，特进别是朋用小秤型和本微型己PL扒C实砌现的称小规刮模系隶统。返回凳本节3.夕4.铃2计算丙机计算章机包曾括个刘人计满算机章和工预业计键算机侍，在龙可编向程序写控制勉器系衣统的衰工业旨应用狭中发屡挥着传越来义越重搏要的方作用错，几端乎P作LC安系统五从工恐程项知目开段发、吹编程柿、调币试到昌系统略的运京行和经维护宴，计逝算机缠越来犹越成兴了不音可缺惹少的她工具耳。返回劝本节3.惨4.伤3人机刺界面1.锅构琴造特闭点文本若显示营区：沟可显夏示两舌行信只息（模每行20个字详符）舒的液讨晶显融示LC绑D。按键冬：共勤有9个键郊。通信造：通哥过TD杆/C客PU电缆情（通具用RS迈23途2接口苍）可半以提栏供可殖编程偶序控萍制器缴与TD协2恰00的通坑信，尽同时谋可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