《可编程序控制器原理与应用基础 第3版》课件 机械 第3、4章 S7-200SMART硬件系统、S7-200SMART指令系统

PLC应用基础v大连理工大学电气工程学院第3章

S7-200

SMART

SMART

PLC的硬件系统S7-200

SMART

SMART

PLC硬件系统的组成S7-200

SMART

SMART

CPU数据存储器及其寻址方式扩展I/O模块的寻址2v23.1

S7-200

SMART

PLC硬件系统的组成STEP

7-Micro/WIN

SMARTv大连理工大学电气工程学院以太网电缆S7-200

SMART

SMART

CPU最小S7-200

SMART

PLC系统组成示意图3v3一、S7-200

SMART

CPU模块v

中央处理单元+数字量I/O点+电源等。v大连理工大学电气工程学院4v41.CPU模块的型号及主要技术指标用户存储器：20

~

50

KB内置数字量I/O点数：24DI/16DQ

~

36DI/24DQ扩展模块数量：0

~

6个信号板：0

~

1个功耗：18

~

25Wv大连理工大学电气工程学院5v52.

通信端口和扩展I/O端口以太网通信端口 I/O端口3.状态指示灯及CPU工作模式设置指示输入和输出的逻辑状态、运行状态RUN、停止状态STOP、事故状态ERRORv大连理工大学电气工程学院6v64.存储卡S7-200

SMART

CPU支持使用通用的micro

SDHC卡（4GB

~

16GB）v大连理工大学电气工程学院7v7三、扩展模块与信号板v1.数字量输入和输出扩展模块v①数字量输入扩展模块：EM

DE08、EM

DE16v②数字量输出扩展模块：EM

DT08、EM

DR08......v③数字量输入/输出扩展模块：EM

DT16、EM

DR16……v大连理工大学电气工程学院8v82.模拟量I/O扩展模块v①模拟量输入扩展模块：EM

AE04、EM

AE08v②模拟量输出扩展模块：EM

AQ02、EM

AQ04v③模拟量输入/输出扩展模块：EM

AM03、EM

DR06v3.热电偶扩展模块和热电阻扩展模块vEM

AT04、EM

AR02、EM

AR04数字量信号板和模拟量信号板vSB

DT04、vSB

AE01、SB

AQ01通信模块和电池信号板vEM

DP01、vSB

BA01v大连理工大学电气工程学院9v9v大连理工大学电气工程学院四、工作电源及电源需求核算内部直流电源提供5VDC和24VDC两种直流电压； 为CPU、扩展模块和信号板供电，并可满足其它24VDC用户的用电需求。如果CPU模块和扩展模块的24VDC电源总需求超出了CPU模块24VDC的额定电流，则必须额外再增加一个外部24

VDC电源来为扩展模块的I/O点等供电。1v102.电源需求核算实例核算不合格：CPU模块的24VDC电源能够提

供的电流（300mA）小于所有

I/O点的需求电流（392mA）。v大连理工大学电气工程学院1v11v大连理工大学电气工程学院3.2

S7-200

SMART

CPU数据存储器及其寻址方式输入映像寄存器I；输出映像寄存器Q；模拟量输入AI模拟量输出AQ变量存储器V；位存储器M；特殊存储器SM；定时器T；计数器C；高速计数器HC；序控制继电器S；累加寄存器AC；局部存储器L。数据存储器被划分为以下一些类型的存储区：1v12v大连理工大学电气工程学院二、数据存储器的功能及其直接寻址1.输入映像寄存器Iv·

位寻址： I［字节地址］.［位号］v·字节、字、双字寻址：I［数据长度］［起始字节地址］1v132.输出映像寄存器Qv·

位寻址： Q［字节地址］.［位号］v·字节、字、双字寻址：Q［数据长度］［起始字节地址］v大连理工大学的电气工程学院1v143.模拟量输入寄存器AIv(1)寻址方式：AIW[起始字节地址(偶数)]v(2)模拟量输入字与输出字格式vv大连理工大学电气工程学院1v154.模拟量输出寄存器AQv(1)寻址方式：AQW[起始字节地址(偶数)]v(2)模拟量输出字格式vv大连理工大学电气工程学院1v165.变量存储器Vv·

位寻址： V［字节地址］.［位号］v·字节、字、双字寻址：V［数据长度］［起始字节地址］v大连理工大学电气工程学院1v17v大连理工大学电气工程学院6.位存储器Mv·

位寻址： M［字节地址］.［位号］v·字节、字、双字寻址：M［数据长度］［起始字节地址］7.特殊存储器SMv·

位寻址： SM［字节地址］.［位号］v·字节、字、双字寻址：SM［数据长度］［起始字节地址］第一个字节SMB0为标志位，例如：

SM0.0：RUN监控位SM0.1：初始脉冲

SM0.4：分脉冲时钟信号SM0.5：秒脉冲时钟信号1v188.定时器Tv大连理工大学电气工程学院1v199.计数器Cv大连理工大学电气工程学院2v2010.高速计数器HCv大连理工大学电气工程学院2v2111.累加器ACv大连理工大学电气工程学院2v22v大连理工大学电气工程学院12.顺序控制继电器Sv·

位寻址： S［字节地址］.［位号］v·字节、字、双字寻址：S［数据长度］［起始字节地址］13.局部存储器Lv·

位寻址： L［字节地址］.［位号］v·字节、字、双字寻址：L［数据长度］［起始字节地址］局部存储器与变量存储器的功能相似。但变量存储器是全局有效的，而局部存储器是局部有效的。2v23三、存储器的有效范围v大连理工大学电气工程学院2v24v大连理工大学电气工程学院S7-200

SMART

CPU中的常数:二进制常数：十进制常数：2#1010

1001

0111

0010201587十六进制常数：16#3A6D9FASCII码常数：‘Text

goes

between

single

quotes.’5）实数或浮点数：＋1.175495E－38（正数）、－1.175495E－38（负数）说明：本教材的二进制数码采用粗体字表示，不再前缀“2#”。例如：10101100（字节）。2v25四、数据存储器的间接寻址1.建立指针v大连理工大学电气工程学院2v262.间接寻址方法v大连理工大学电气工程学院2v27五、保存和恢复数据v1.保持性存储器数据保持的最大范围：10KB/2KBv2.

采用永久存储v

器保持数据v3.

采用存储卡v

保持数据设置CPU的存储器保持范围v大连理工大学电气工程学院2v283.3

扩展I/O模块的寻址一、I/O点地址分配原则①数字量I/O点的地址总是按照一个字节一组进行分配的。②模拟量I/O点地址总是以2个通道（2个16位的字）一组递增的方式来分配存储空间的。v大连理工大学电气工程学院2v29二、扩展模块的地址分配实例CPU的I/O映射惯例v大连理工大学电气工程学院3v30扩展模块I/O点地址分配的实例v大连理工大学电气工程学院3v31三、扩展模块的连接方式vv大连理工大学电气工程学院PLC应用基础大连理工大学电气工程学院第4章

S7-200

SMART

PLC的指令系统位逻辑指令定时器和计数器指令比较、传送及移位指令数学运算指令逻辑运算指令与转换指令程序控制指令逻辑堆栈指令324.1

位逻辑指令v例如：一、触点指令v位逻辑指令是对存储器或寄存器的“位”进行操作的指令。33大连理工大学电气工程学院二、取非指令v举例：v将I0.0和I0.1的反变量相与的结果取非后，存在Q0.0中。v取非指令没有操作数，只是改变能流的状态。v能流到达取非触点时就停止；能流未到达取非触点时就通过。34大连理工大学电气工程学院三、正跳变和负跳变指令（微分指令）v举例：v若I0.0和Q0.0的反变量相与的结果发生从

0到1的变化，v则M0.0置1。v正跳变和负跳变指令是用于检测输入信号的变化的指令，v统称为微分指令。35大连理工大学电气工程学院四、置位和复位指令vR

V0.0,

8vS

M1.0,

8//变量存储器从V1.0开始连续

6位置0//位存储器从M1.0开始连续

8位置1v置位和复位指令用于直接设置映像寄存器或存储器中v二进制位的状态，而该状态不需要输入信号维持。36大连理工大学电气工程学院v例4-1阅读梯形图程序，理解位逻辑指令。37a）梯形图大连理工大学电气工程学院b）时序图v例4-2 分析梯形图。v

设初态Q0.3=Q0.4，Q0.5=Q0.6=1。38大连理工大学电气工程学院v例4-3分析梯形图的工作过程。39大连理工大学电气工程学院4.2

定时器和计数器指令一、定时器指令v使用定时器指令可以完成基于时间的计数功能。v1.接通延时定时器指令TONv2.有记忆接通延时定时器指令TONR

v3.断开延时定时器指令TOFv

定时器号：T0

~

T255v

预设值：

PT

=

1

~

3276740大连理工大学电气工程学院v定时器的分辨率（时基）与定时器号：v1）定时值（延时时间）=时基×定时计数值（PT）v2）最长定时值=时基×最大定时计数值(32

767)41大连理工大学电气工程学院v例4-4分析程序，画出时序图。42大连理工大学电气工程学院v例4-5分析程序，画出时序图。43大连理工大学电气工程学院二、计数器指令v1.

增计数器指令CTU

v2.

减计数器指令CTD

v3.

增减计数器指令CTUD

v

计数器号：C0

~

C255v 预设值： PV

=

1

~

3276744大连理工大学电气工程学院v例4-6分析程序，画出时序图。45大连理工大学电气工程学院v例4-7分析程序。46a）大连理工大学电气工程学院b）4.3

比较、传送及移位指令47一、比较指令字节比较指令整数比较指令双字整数比较指令实数比较指令字符串比较指令大连理工大学电气工程学院48比较指令的使用方法:大连理工大学电气工程学院二、传送指令49大连理工大学电气工程学院三、移位指令50大连理工大学电气工程学院四、循环移位指令51大连理工大学电气工程学院v例4-8分析梯形图的逻辑功能。52大连理工大学电气工程学院五、位移位寄存器指令53S_BIT指定移位寄存器的最低位，N为移位寄存器的长度，N的正负决定移位寄存器的移位方向。当N为正值时，左移位，DATA从最低位S

BIT移入，最高位移出；当N为负值时，右移位，即DATA从最高位移入，从最低位S_BIT移出。大连理工大学电气工程学院54大连理工大学电气工程学院最高位MSB.b的计算方法(N取绝对值参与运算):①字节MSB＝S_BIT的字节号＋{[(N－1)＋S_BIT的位号]÷8}的商的整数部分②位b＝［(N－1)＋S_BIT的位号］÷8的商的余数部分如果S_BIT是V33.5，N

=±14，则MSB.b为V35.2：N

=

＋14N

=

－

14v例4-9分析梯形图。55大连理工大学电气工程学院4.4

数学运算指令一、加法指令和减法指令56大连理工大学电气工程学院二、乘法指令和除法指令57大连理工大学电气工程学院数学运算指令编程方法：58大连理工大学电气工程学院a)b)三、字节、字、双字的增指令和减指令59梯形图：IN＋1＝OUT，IN－1＝OUT

语句表：OUT＋1＝OUT，OUT－1＝OUT大连理工大学电气工程学院4.5

逻辑运算指令与转换指令一、与、或、异或指令60大连理工大学电气工程学院二、取反指令61大连理工大学电气工程学院逻辑运算指令举例：62大连理工大学电气工程学院三、整数的转换指令63大连理工大学电气工程学院四、译码、编码与段码指令64大连理工大学电气工程学院v例4-11译码、编码与段码指令实例。65大连理工大学电气工程学院4.6

程序控制指令一、有条件结束指令、暂停指令和看门狗复位指令66大连理工大学电气工程学院二、跳转指令和标号指令67操作数：n=0

~

255，数据类型：WORD。JMP指令与LBL指令必须配对使用。大连理工大学电气工程学院三、循环指令68大连理工大学电气工程学院v循环指令v编程