S7-200系列PLC系統(tǒng)配置

1、PLC原理及應(yīng)用成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院 目錄目錄n3.1S系列PLC發(fā)展概述 n3.2S7-200 PLC系統(tǒng)組成 n3.3S7-200 的基本功能及特點 n3.4編程元件及CPU組態(tài) n3.5編程語言及工業(yè)軟件 第三部分：目錄目錄本章學(xué)習(xí)目的n本章以西門子公司生產(chǎn)的S7-200系列小型可編程序控制器為例，介紹具體型號的PLC，內(nèi)容包括：nl S系列PLC發(fā)展概述nl S7-200 可編程序控制器的系統(tǒng)組成nl S7-200 的基本功能及特點nl 編程元件及程序知識nl 常用工業(yè)軟件返回本章首頁返回本章首頁目錄目錄3.1S系列PLC發(fā)展概述 n德國的西門子（SIEME

2、NS）公司是歐洲最大的電子和電氣設(shè)備制造商，生產(chǎn)的SIMATIC可編程序控制器在歐洲處于領(lǐng)先地位。其第一代可編程序控制器是1975年投放市場的SIMATIC S3系列的控制系統(tǒng)。 n在1979年，微處理器技術(shù)被應(yīng)用到可編程序控制器中，產(chǎn)生了SIMATIC S5系列，取代了S3系列，之后在20世紀末又推出了S7系列產(chǎn)品。n最新的SIMATIC產(chǎn)品為SIMATIC S7、M7和C7等幾大系列。 返回本章首頁返回本章首頁目錄目錄3.2S7-200 PLC系統(tǒng)組成 n3.2.1系統(tǒng)基本構(gòu)成 n3.2.2主機單元 n3.2.3特殊功能模塊 n3.2.4相關(guān)設(shè)備 n3.2.5主機性能指標 返回本章首頁返回

3、本章首頁目錄目錄3.2.1系統(tǒng)基本構(gòu)成 nSIMATIC S7-200系統(tǒng)由硬件和工業(yè)軟件兩大部分構(gòu)成，如圖3.1所示。EM1擴展模塊EM2擴展模塊EMn擴展模塊TD200文本顯示器TP系列觸摸屏通信及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備計算機工業(yè)軟件CPU主 機其他設(shè)備圖圖3.1S7-200 PLC系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成目錄目錄n1. 硬件n（1）基本單元 n（2）擴展單元 n（3）特殊功能模塊 n（4）相關(guān)設(shè)備 n2. 工業(yè)軟件 n工業(yè)軟件是為更好地管理和使用這些設(shè)備而開發(fā)的與之相配套的程序、文檔及其規(guī)則的總和，它主要由標準工具、工程工具、運行軟件和人機接口等幾大類構(gòu)成。目錄目錄n 從CPU模塊的功能來看，SIMATIC

4、S7-200系列小型可編程序控制器發(fā)展至今，大致經(jīng)歷了兩代：n 第一代產(chǎn)品其CPU模塊為CPU 21X，主機都可進行擴展，它具有四種不同結(jié)構(gòu)配置的CPU單元：CPU 212，CPU 214，CPU 215和CPU 216，對第一代PLC產(chǎn)品不再作具體介紹。n 第二代產(chǎn)品其CPU模塊為CPU 22X，是在21世紀初投放市場的，速度快，具有較強的通信能力。它具有四種不同結(jié)構(gòu)配置的CPU單元：CPU 221，CPU 222，CPU 224和CPU 226，除CPU 221之外，其他都可加擴展模塊。目錄目錄3.2.2主機結(jié)構(gòu) n1. 各CPU介紹及I/O系統(tǒng)n（1）主機外形nSIMATIC S7-20

5、0系統(tǒng)CPU 22X系列PLC主機（CPU模塊）的外形如圖3.2所示：圖圖3.2S7-200主機外形主機外形狀態(tài)顯示通信口頂部端子蓋電 源及輸出端子前蓋 方式開關(guān)、電位器、擴展I/O連接底部端子蓋輸入端子、傳感器電源存儲器卡目錄目錄n（2）基本結(jié)構(gòu)特點輸出信號類型輸出信號類型電源輸出電源輸出 基本基本I/O 存儲安全存儲安全 高速反應(yīng)高速反應(yīng) 模擬電位器模擬電位器 實時時鐘實時時鐘 輸入輸出可擴展性輸入輸出可擴展性 目錄目錄n4種CPU各有晶體管輸出和8繼電器輸出兩種類型，具有不同電源電壓和控制電壓。各類型的型號如下表1所示。 表表1CPU型號型號目錄目錄nSIMATIC S7-200系統(tǒng)CP

6、U 22X系列PLC主機及I/O特性如表2所示。表表2主機及主機及I/O特性特性返回本節(jié)返回本節(jié)目錄目錄3.2.3 特殊功能模塊 n1）. 數(shù)字量擴展模塊 n2）. 模擬量擴展模塊 n3）. 通信擴展模塊 n4）. 現(xiàn)場設(shè)備接口模塊 目錄目錄n1）. 數(shù)字量擴展模塊n數(shù)字量擴展模塊主要有：nEM221 數(shù)字量輸入模塊，24V，8輸入。n EM222數(shù)字量輸出模塊，24V，8輸出。2種 n EM223數(shù)字量混合模塊，24V。 6種n2）. 模擬量擴展模塊n模擬量擴展模塊主要有：nEM231：4模擬輸入點，2W，12位。nEM232：2模擬輸出點，2W，12位。nEM235：4模擬輸入點，1模擬量

7、輸出點，2W，12位。目錄目錄n3）. 通信擴展模塊nEM277 PROFIBUS-DP模塊用于PLC現(xiàn)場總線通信連接。波特率可從960012M波特。n4）. 現(xiàn)場設(shè)備接口模塊nCP 243-2通信處理器是AS-I主站連接部件，專門用于S7-200 CPU 22x，連接的同時顯著增加了S7-200可利用的I/O點數(shù)。返回本節(jié)返回本節(jié)目錄目錄3.2.4相關(guān)設(shè)備 n1）手編器 n2）計算機 n3）人機界面 n4）特殊功能模塊 返回本節(jié)返回本節(jié)目錄目錄1）手編器 n工業(yè)上用的各廠商的可編程序控制器的使用中，手編器曾是主要編程設(shè)備，后來出現(xiàn)了圖形輸入設(shè)備，又出現(xiàn)了計算機編程軟件。n通過通信設(shè)備，使PL

8、C和計算機相連，用編程軟件可直接在計算機上編程，由于計算機的顯示器屏幕較大，對程序的編制和修更加方便高效。n但即使是現(xiàn)在，手編器的使用仍十分廣泛，特別是用小型和微型PLC實現(xiàn)的小規(guī)模系統(tǒng)。 目錄目錄2）計算機 n計算機包括個人計算機和工業(yè)計算機，在可編程序控制器系統(tǒng)的工業(yè)應(yīng)用中發(fā)揮著越來越重要的作用，幾乎PLC系統(tǒng)從工程項目開發(fā)、編程、調(diào)試到系統(tǒng)的運行和維護，計算機越來越成了不可缺少的工具。目錄目錄3）人機界面 n1. 構(gòu)造特點 文本顯示區(qū)：可顯示兩行信息（每行20個字符）的液晶顯示LCD 。按鍵：共有9個鍵 。通信：通過TD/CPU電纜（通用RS232接口）可以提供可編程序控制器與TD 20

9、0的通信，同時可以提供TD的電源，而不必再另接電源。 電源：如果不用TD/CPU通信電纜，可以通過面板右側(cè)的電源接口連接外部電源。目錄目錄n2. 主要功能n可以顯示從CPU主機讀出的信息（如讀取指令、數(shù)據(jù)、當(dāng)前值及狀態(tài)）；n可以調(diào)整運行中選定的程序變量；n可以提供對輸入輸出點的強制功能；n可以為實時時鐘設(shè)置日期和時間；n支持多種語言形式的菜單和提示并支持中文。返回返回目錄目錄3.2.5主機性能指標 nS7-200 22X各主機的主要技術(shù)性能指標如下表3.7所示。目錄目錄表表3.722X主機主要技術(shù)指標主機主要技術(shù)指標目錄目錄3.3S7-200 基本功能及特點 n3.3.1輸入/輸出系統(tǒng) n3.

10、3.2存儲系統(tǒng)及功能 n3.3.3工作方式及掃描周期返回本章首頁返回本章首頁目錄目錄3.3.1輸入輸出系統(tǒng) n1. 設(shè)備連接 n2. 最大I/O配置的預(yù)算 n3. 輸入輸出及CPU組態(tài)n4. 快速響應(yīng)功能n5. 實時時鐘目錄目錄1. 設(shè)備連接 圖圖3.5I/O擴展示意圖擴展示意圖 (a) 面板安裝 (b) 標準導(dǎo)軌安裝 目錄目錄2. 最大I/O配置的預(yù)算 n（1）映像寄存器數(shù)量n（2）電流提供 n（3）模塊電流 n（4）電流預(yù)算規(guī)則 目錄目錄（2）電流提供）電流提供各各CPU所能提供的最大所能提供的最大5VDC電流如表電流如表3.4所示。所示。目錄目錄（3）模塊電流CPU 22X可連接的各擴展

11、模塊消耗5VDC電流如表3.5所示。目錄目錄3. 輸入輸出及CPU組態(tài) n（1）I/O點數(shù)擴展和編址 n（2）設(shè)置輸入濾波 n（3）設(shè)置脈沖捕捉 n（4）輸出表配置 n（5）定義存儲器保持范圍 目錄目錄例如，某一控制系統(tǒng)選用例如，某一控制系統(tǒng)選用CPU 224，系統(tǒng)所需的輸入輸出點系統(tǒng)所需的輸入輸出點數(shù)各為：數(shù)字量輸入數(shù)各為：數(shù)字量輸入24點、數(shù)字量輸出點、數(shù)字量輸出20點、模擬量輸入點、模擬量輸入6點、模擬量輸出點、模擬量輸出2點。點。本系統(tǒng)可有多種不同模塊的選取組合，表本系統(tǒng)可有多種不同模塊的選取組合，表3.6所示為其中的所示為其中的一種可行的系統(tǒng)輸入輸出組態(tài)狀況。一種可行的系統(tǒng)輸入輸出組

12、態(tài)狀況。目錄目錄n若按表3.6的擴展方式，各模塊在I/O鏈中的位置排列方式也可以有多種，圖3.6所示為其中的一種模塊連接形式。圖圖3.6擴展連接圖擴展連接圖主機CPU224模塊1EM221DI8XDC24V模塊2EM222DO8XDC24V模塊3EM235AI4/AQ1X12 位模塊4EM223DI4/DQ4XDC24V/繼電器模塊5EM235AI4/AQ1X12 位目錄目錄4. 快速響應(yīng)功能快速響應(yīng)功能1）脈沖捕捉功能使主機使主機能夠捕捉小于一個掃描周期的短脈沖。能夠捕捉小于一個掃描周期的短脈沖。2）中斷輸入3）高速計數(shù)器4）高速脈沖輸出5）模擬電位器5. 實時時鐘實時時鐘用于記錄機器的運行

13、時間，或?qū)^程進行時間控制。目錄目錄nS7-200 CPU為每個主機數(shù)字量輸入提供了脈沖捕捉功能，它可以使主機能夠捕捉小于一個掃描周期的短脈沖，并將其保持到主機讀到這個信號，但前提是只有通過濾波器后，脈沖捕捉才有效。n此外，在一個給定的掃描周期內(nèi)如果有不只一個脈沖，則只有第一個脈沖可以被捕捉到，幾種情況下的脈沖捕捉波形如圖3.7所示。圖圖3.7脈沖捕捉波形圖脈沖捕捉波形圖CPU 掃描周 nCPU 掃描周期 n+1輸入刷新輸入刷新輸入 1輸入 3輸入 2允許脈沖捕捉允許脈沖捕捉允許脈沖捕捉返回本節(jié)返回本節(jié)目錄目錄3.3.2 存儲系統(tǒng)n1. 存儲系統(tǒng)n2. 存儲器及使用n3. 存儲安全 目錄目錄1

14、. 存儲系統(tǒng)存儲系統(tǒng)系統(tǒng)存儲區(qū)工作存儲區(qū)暫時局部存儲區(qū)累加器AC程序存儲區(qū)地址寄存器（1）系統(tǒng)存儲區(qū)：存放操作數(shù)據(jù)。（2）工作存儲區(qū)：存放CPU所執(zhí)行的程序單元的復(fù)制件。（）程序存儲區(qū)：分為動態(tài)程序存儲區(qū)和可選的固定程序存儲區(qū)。存放用戶程序。（）累加器（AC0AC3）（5）地址寄存器：存放寄存器間接尋址的指針。目錄目錄圖圖3.3存儲系統(tǒng)存儲系統(tǒng)個人計算機存儲器卡用戶程序CPU 組態(tài)V 存儲器M 存儲器用戶程序CPU 組態(tài)V 存儲器M 存儲器定時器和計數(shù)器當(dāng)前值CPURAMEPROM目錄目錄表表3.3存儲容量存儲容量目錄目錄2. 存儲器及使用nS7-200的程序結(jié)構(gòu)由三部分組成：用戶的程序結(jié)構(gòu)由

15、三部分組成：用戶程序、數(shù)據(jù)塊和參數(shù)塊。程序、數(shù)據(jù)塊和參數(shù)塊。n存儲系統(tǒng)的使用，主要有以下幾個方面：存儲系統(tǒng)的使用，主要有以下幾個方面： 上裝和下裝用戶程序上裝和下裝用戶程序 定義存儲器保持范圍定義存儲器保持范圍 用程序永久保存數(shù)據(jù)用程序永久保存數(shù)據(jù) 存儲器卡的使用存儲器卡的使用 目錄目錄n3. 存儲安全n1）主機CPU模塊內(nèi)部配備的EEPROM，上裝程序時，可自動裝入并永久保存用戶程序、數(shù)據(jù)和CPU的組態(tài)數(shù)據(jù)。n2）用戶可以用程序?qū)⒋鎯υ赗AM中的數(shù)據(jù)備份到EEPROM存儲器。n3）主機CPU提供一個超級電容器，可使RAM中的程序和數(shù)據(jù)在斷電后保持幾天之久。n4）CPU提供一個可選的電池卡，可

16、在斷電后超級電容器中的電量完全耗盡時，繼續(xù)為內(nèi)部RAM存儲器供電，以延長數(shù)據(jù)所存的時間。n5）可選的存儲器卡可使用戶像使用計算機磁盤一樣來方便地備份和裝載程序和數(shù)據(jù)。目錄目錄3.3.3工作方式及掃描周期n1. 掃描周期 n2. 工作方式 n3. 改變CPU工作方式的方法 目錄目錄1. 工作方式 n（1）STOP方式n在此工作方式下，不能運行用戶程序，可以向CPU裝載用戶程序或進行CPU設(shè)置。n（2）TERM方式 n在此工作方式下，允許使用工業(yè)編程軟件STEP7-Micro/WIN32來控制CPU的工作方式。n（3）RUN方式 n在此工作方式下，CPU執(zhí)行用戶程序。目錄目錄2. 改變CPU工作方

17、式的方法 n1）用PLC上的方式開關(guān)來手動切換，方式開關(guān)有3個擋位 。n2）用STEP 7-Micro/Win32編程軟件，應(yīng)首先把主機的方式開關(guān)置于TERM或RUN位置，然后在此軟件平臺用鼠標單擊STOP和RUN方式按鈕即可。n3）在用戶程序中用指令由RUN方式轉(zhuǎn)換到STOP方式，前提是程序邏輯允許中斷程序的執(zhí)行。目錄目錄3. 掃描周期 n在RUN方式下，系統(tǒng)周期性地循環(huán)執(zhí)行用戶程序。在每個掃描周期內(nèi)，主要完成的任務(wù)如下圖所示：圖圖3.4CPU的掃描周期的掃描周期 一個掃描周期 讀輸入 執(zhí)行程序 處理通信請求 寫輸出 執(zhí)行CPU自診斷 目錄目錄n（1）讀輸入階段（輸入采樣階段）n讀取輸入端子

18、信號到輸入映像寄存器中。n（2）執(zhí)行程序 n對立即I/O指令、模擬量I/O指令和中斷指令的掃描過程有所不同。n（3）處理通信請求 nCPU自動監(jiān)測來自各個通信端口的通信信息，并進行處理。n（4）執(zhí)行CPU自診斷測試 n（5）寫輸出階段 ：對輸出點進行刷新。返回本節(jié)返回本節(jié)目錄目錄3.4 編程元件及程序知識 n3.4.1S7-200的基本數(shù)據(jù)類型 n3.4.2編程元件 n3.4.3CPU組態(tài) n3.4.4 尋址方式 返回本章首頁返回本章首頁目錄目錄n（1）數(shù)據(jù)類型及范圍nSIMATIC S7-200系列PLC數(shù)據(jù)類型可以是布爾型、整型和實型（浮點數(shù)）。n實數(shù)采用32位單精度數(shù)來表示，其數(shù)值有較大

19、的表示范圍：n正數(shù)為+1.175495E-38+3.402823E+38；n負數(shù)為-1.175495E38-3.402823E+38。n不同長度的整數(shù)所表示的數(shù)值范如表3.8所示。3.4.1 S7-200的基本數(shù)據(jù)類型 目錄目錄目錄目錄n（2）常數(shù)n在編程中經(jīng)常會使用常數(shù)。常數(shù)數(shù)據(jù)長度可為字節(jié)、字和雙字，在機器內(nèi)部的數(shù)據(jù)都以二進制存儲，但常數(shù)的書寫可以用二進制、十進制、十六進制、ASCII碼或浮點數(shù)（實數(shù)）等多種形式。幾種常數(shù)形式分別如表3.9所示。返回本節(jié)返回本節(jié)目錄目錄PLC在系統(tǒng)軟件的管理下，將用戶程序存儲器劃分出若干個區(qū)，并分別賦予不同的功能，由此組成了PLC的編程元件。注：這些編程元

20、件，只是與其對應(yīng)的存儲器中的某些存儲單元，并不真實存在這些實際的物理器件。一個繼電器對應(yīng)一個基本單元（1bit）。因此使用這些編程元件，實質(zhì)上是對相應(yīng)的存儲內(nèi)容以位、以字節(jié)、以字或雙字的形式進行存取。3.4.2 S7-200的編程元件 目錄目錄各元件介紹：各元件介紹：輸入繼電器（輸入繼電器（I）即輸入映像寄存器，作用：接收來自現(xiàn)場的控制按鈕、行程開關(guān)及各種傳感器等的輸入信號。輸入映像寄存器以字節(jié)為單位，CPU一般按“字節(jié).位”的編址方式來讀取一個繼電器的狀態(tài)。輸出繼電器（輸出繼電器（Q） 即輸出映像寄存器，作用是將PLC的存儲系統(tǒng)與外部輸出端子建立起明確對應(yīng)的連接關(guān)系。與其它內(nèi)部器件不同在于：

21、它有一個，且僅有一個實實在在的物理動合觸點，用來接通負載。目錄目錄變量寄存器（變量寄存器（V）用于模擬量控制、數(shù)據(jù)運算、參數(shù)設(shè)置及存放程序執(zhí)行過程中控制邏輯操作的中間結(jié)果?？梢晕粸閱挝?，也可以字、字節(jié)為單位。其數(shù)量與CPU的型號有關(guān)。通用輔助繼電器（通用輔助繼電器（M） 功能類似于繼電器控制線路中的中間繼電器。與外部沒有任何聯(lián)系，不能直接驅(qū)動任何負載。特殊標志繼電器（特殊標志繼電器（SM）用來存儲系統(tǒng)的狀態(tài)變量及有關(guān)的控制參數(shù)和信息，是用戶程序與系統(tǒng)程序之間的界面。 目錄目錄 定時器（定時器（T）作用類似于時間繼電器。定時器的設(shè)定值通過程序預(yù)先輸入，當(dāng)滿足定時器的工作條件時，定時器開始計時，當(dāng)

22、前值從0開始按照一定的時間單位增加，當(dāng)定時器的當(dāng)前值達到設(shè)定值時，定時器動作。S7-200的CPU22X系列的定時器有256個，T0T255。定時精度為：1ms、10ms和100ms。定時器包含兩方面的信息：定時器當(dāng)前值、定時器狀態(tài)位。定時器當(dāng)前值：存儲的當(dāng)前所累計的時間，用16位符號整數(shù)表示。定時器的狀態(tài)位：當(dāng)定時器當(dāng)前值達到設(shè)定值時，T-bit為ON。目錄目錄 計數(shù)器（計數(shù)器（C）用來對輸入脈沖的個數(shù)進行累計，實現(xiàn)計數(shù)操作。計數(shù)器的設(shè)定值通過程序預(yù)先輸入，當(dāng)滿足計數(shù)器的觸發(fā)輸入條件時，計數(shù)器開始累計計數(shù)輸入端的脈沖前沿的次數(shù)，當(dāng)達到設(shè)定值時，計數(shù)器動作。S7-200的CPU22X系列的計數(shù)

23、器有256個，C0C255。計數(shù)器包含兩方面的信息：計數(shù)器當(dāng)前值、計數(shù)器狀態(tài)位。計數(shù)器當(dāng)前值：存儲的當(dāng)前所累計的脈沖個數(shù)，用16位符號整數(shù)表示。定時器的狀態(tài)位：當(dāng)定時器當(dāng)前值達到設(shè)定值時，T-bit為ON。目錄目錄 高速計數(shù)器（高速計數(shù)器（HSC ）用于高頻計數(shù)。 累加器（累加器（AC）用來暫存數(shù)據(jù)。4個32位累加器AC0AC3 。支持字節(jié)、字、雙字的存取。 局部變量存儲器（局部變量存儲器（L）用于存取局部變量。與變量寄存器類似，區(qū)別在于：L：存取局部變量，V：存取全局變量。全局：同一個存儲器可以被任何一個程序（主程序、子程序和中斷程序）讀取。局部：存儲器區(qū)和特定的程序相關(guān)聯(lián)。目錄目錄 狀態(tài)繼

24、電器（順序控制繼電器）（狀態(tài)繼電器（順序控制繼電器）（S）是使用步進控制指令編程時的重要編程元件。模擬量輸入（模擬量輸入（AIW）寄存器）寄存器 / 模擬量輸出（模擬量輸出（AQW）寄存器）寄存器PLC處理模擬量的過程如下：模擬量信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后變成數(shù)字量，存儲在模擬量輸入寄存器中，通過PLC處理之后將要轉(zhuǎn)換成模擬量的數(shù)字量寫入模擬量輸出寄存器，再經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換成模擬量輸出。因此，PLC對這兩種寄存器的處理方式不同，對AIW只能作讀取操作，而對AQW只能作寫入操作。返回本節(jié)返回本節(jié)目錄目錄3.4.3 CPU組態(tài) CPU組態(tài)：組態(tài)：配置配置PLC系統(tǒng)的部分硬件的功能和參數(shù)。系統(tǒng)的部分硬件的功能

25、和參數(shù)。1. 配置配置I/O點數(shù)及模塊編址點數(shù)及模塊編址2. 設(shè)置輸入濾波設(shè)置輸入濾波3. 設(shè)置脈沖捕捉功能設(shè)置脈沖捕捉功能4. 配置數(shù)字量輸出表配置數(shù)字量輸出表5. 定義存儲器保持范圍定義存儲器保持范圍目錄目錄1. 配置I/O點數(shù)及模塊編址nS7-200的系統(tǒng)擴展時，的系統(tǒng)擴展時，CPU的組態(tài)規(guī)則為：的組態(tài)規(guī)則為：n 對同類型的數(shù)字量輸入或輸出擴展模板，以對同類型的數(shù)字量輸入或輸出擴展模板，以1字字節(jié)（節(jié)（8位）為單位，按順序進行編址。盡管當(dāng)前模位）為單位，按順序進行編址。盡管當(dāng)前模板的高位實際位數(shù)未滿板的高位實際位數(shù)未滿8位，未用到的位數(shù)仍不能位，未用到的位數(shù)仍不能分配給后續(xù)的模板。分配給

26、后續(xù)的模板。n 對模擬量擴展模板，是以對模擬量擴展模板，是以2字節(jié)（字節(jié)（1個字）的遞增個字）的遞增方式進行編址。方式進行編址。目錄目錄例：例：某一控制系統(tǒng)選用某一控制系統(tǒng)選用CPU 224，系統(tǒng)所需的輸入輸出點系統(tǒng)所需的輸入輸出點數(shù)各為：數(shù)字量輸入數(shù)各為：數(shù)字量輸入24點、數(shù)字量輸出點、數(shù)字量輸出20點、模擬量輸入點、模擬量輸入6點、模擬量輸出點、模擬量輸出2點。點。本系統(tǒng)可有多種不同模塊的選取組合，表本系統(tǒng)可有多種不同模塊的選取組合，表3.6所示為其中的所示為其中的一種可行的系統(tǒng)輸入輸出組態(tài)狀況。一種可行的系統(tǒng)輸入輸出組態(tài)狀況。目錄目錄n若按表3.6的擴展方式，各模塊在I/O鏈中的位置排列

27、方式也可以有多種，圖3.6所示為其中的一種模塊連接形式。圖圖3.6擴展連接圖擴展連接圖主機CPU224模塊1EM221DI8XDC24V模塊2EM222DO8XDC24V模塊3EM235AI4/AQ1X12 位模塊4EM223DI4/DQ4XDC24V/繼電器模塊5EM235AI4/AQ1X12 位目錄目錄2. 設(shè)置輸入濾波n濾波：濾波：n將在輸入點上采集到的輸入信號，經(jīng)過合將在輸入點上采集到的輸入信號，經(jīng)過合理的時間延遲后（濾除噪聲干擾），再送到理的時間延遲后（濾除噪聲干擾），再送到CPU。n(1) 數(shù)字量輸入濾波數(shù)字量輸入濾波n(2) 模擬量輸入濾波模擬量輸入濾波3. 設(shè)置捕捉功能目錄目錄

28、nS7-200 CPU為每個主機數(shù)字量輸入提供了脈沖捕捉功能，它可以使主機能夠捕捉小于一個掃描周期的短脈沖，并將其保持到主機讀到這個信號，但前提是只有通過濾波器后，脈沖捕捉才有效。n此外，在一個給定的掃描周期內(nèi)如果有不只一個脈沖，則只有第一個脈沖可以被捕捉到，幾種情況下的脈沖捕捉波形如圖3.7所示。圖圖3.7脈沖捕捉波形圖脈沖捕捉波形圖CPU 掃描周 nCPU 掃描周期 n+1輸入刷新輸入刷新輸入 1輸入 3輸入 2允許脈沖捕捉允許脈沖捕捉允許脈沖捕捉返回本節(jié)返回本節(jié)目錄目錄3.4.4 尋址方式 S7-200 將信息存放于不同的存儲器單元，每將信息存放于不同的存儲器單元，每個存儲器單元都有唯一

29、確定的地址。個存儲器單元都有唯一確定的地址。根據(jù)對存儲單元中的信息存取形式的不同，可根據(jù)對存儲單元中的信息存取形式的不同，可分為：分為：1. 直接尋址方式直接尋址方式2. 間接尋址方式間接尋址方式目錄目錄1. 直接尋址方式 （1）編址形式按位尋址的格式為：Ax.y 按字節(jié)尋址：存儲區(qū)內(nèi)另有一些元件是具有一定功能的硬件，由于元件數(shù)量很少，所以不用指出元件所在存儲區(qū)域的字節(jié)，而是直接指出它的編號。其尋址格式為：ABx按字尋址格式為：AWx按雙字尋址格式為：ADx目錄目錄n按位尋址的格式為：Ax.yn必須指定元件名稱、字節(jié)地址和位號，如圖3.8 所示。圖3.8中MSB表示最高位，LSB表示最低位。

30、圖3.8位尋址格式MSBI0LSB0I15I4I3I2I17 6 5 4 3 2 1I 4 .5I 14 .2字節(jié)的位，即位號元件名稱 （區(qū)域標志 ）字節(jié)地址位地址與字節(jié)地址之間的間隔目錄目錄n按字節(jié)尋址的格式為：ABxn必須指定元件名稱和字節(jié)地址。將該字節(jié)的8位數(shù)據(jù)同時進行處理。 n按位尋址的格式為：Ax.yn在S7-200 中可以進行位尋址的編程元件有：I、Q、M、SM、V、L、S。n按字尋址的格式為：AWxn必須指定元件名稱和字節(jié)地址，字節(jié)地址x是兩個相鄰字節(jié)（x，x+1）的低位字節(jié)地址。 目錄目錄n按雙字尋址的格式為：ADxn必須指定元件名稱和字節(jié)地址，字節(jié)地址x是4個相鄰字節(jié)（x，x

31、+1，x+2，x+3）的低位字節(jié)地址。 n 對于定時器T、計數(shù)器C、高速計數(shù)器HSC、累加器AC這些編程元件，由于其數(shù)量較少，不采取按位尋址的編址方式，而直接采用名稱和編號的尋址方式。目錄目錄2間接尋址方式 n 間接尋址方式是：n數(shù)據(jù)存放在存儲器或寄存器中，在指令中只出現(xiàn)所需數(shù)據(jù)所在單元的內(nèi)存地址的地址。存儲單元地址的地址又稱為地址指針。n這種間接尋址方式與計算機的間接尋址方式相同。間接尋址在處理內(nèi)存連續(xù)地址中的數(shù)據(jù)時非常方便，而且可以縮短程序所生成的代碼的長度，使編程更加靈活。n用間接尋址方式存取數(shù)據(jù)需要做的工作有3個：建立指針、間接存取和修改指針。n 可以使用指針進行間接尋址的編程元件有：

32、nI、Q、M、V、S，以及T和C的當(dāng)前值。目錄目錄（1）建立指針 n建立指針必須用雙字傳送指令（MOVD），將存儲器所要訪問的單元的地址裝入用來作為指針的存儲器單元或寄存器，裝入的是地址而不是數(shù)據(jù)本身，格式如下：n例：MOVD&VB200,VD302nMOVD&MB10,AC2nMOVD&C2,LD14n注意：建立指針用MOVD指令。目錄目錄（2）間接存取 n指令中在操作數(shù)的前面加“*”表示該操作數(shù)為一個指針。n下面兩條指令是建立指針和間接存取的應(yīng)用方法：nMOVD&VB200，AC0nMOVW*AC0，AC1n若存儲區(qū)的地址及單元中所存的數(shù)據(jù)如下所示 n執(zhí)行過

33、程如下：目錄目錄目錄目錄（3）修改指針 n下面的兩條指令可以修改指針的用法：nINCDAC0nINCDAC0nMOVW*AC0，AC1目錄目錄nS7-200將編程元件統(tǒng)一歸為存儲器單元，存儲單元按字節(jié)進行編址，無論所尋址的是何種數(shù)據(jù)類型，通常應(yīng)指出它在所在存儲區(qū)域和在區(qū)域內(nèi)的字節(jié)地址。每個單元都有惟一的地址，地址用名稱和編號兩部分組成，元件名稱（區(qū)域地址符號）如表3.10所示。返回本節(jié)返回本節(jié)目錄目錄3.5編程語言及工業(yè)軟件 n3.5.1編程語言 n3.5.2 工業(yè)軟件n3.5.3 S7-200的程序結(jié)構(gòu)返回本章首頁返回本章首頁目錄目錄3.5.1編程語言 n1. 語句表 n2. 梯形圖 n3.

34、 功能塊圖 n4.其他編程語言目錄目錄1. 梯形圖 圖圖3.10梯形圖舉例梯形圖舉例目錄目錄梯形圖梯形圖1 繼電接觸控制系統(tǒng)繼電接觸控制系統(tǒng)電路圖很相似；電路圖很相似； 2 簡單直觀。簡單直觀。 X0 X1 X2 Y0 X3 X4 X5X5X6目錄目錄目錄目錄2. 語句表 n語句表（STL）語言類似于計算機的匯編語言，特別適合于來自計算機領(lǐng)域的工程人員。用指令助記符創(chuàng)建用戶程序，屬于面向機器硬件的語言，STEP 7 Micro/Win32的語句表如圖所示。 語句表舉例語句表舉例目錄目錄指令表指令表由若干條指令組成的程序叫指令表程序。由若干條指令組成的程序叫指令表程序。XO YOX1 Y1Y2X

35、3 Y3 LD X0OUT Y0 LDI X1OUT Y1OUT Y2 LD X3OUT Y3目錄目錄3. 功能塊圖 n功能塊圖（FBD）的圖形結(jié)構(gòu)與數(shù)字電子電路的結(jié)構(gòu)極為相似，如下圖所示。 目錄目錄目錄目錄4. 其他編程語言 nSIMATIC工業(yè)軟件中的工程工具中為大型或中型PLC提供了許多高級編程工具，以下簡要其中的幾種：n（1） CFCn（2） S7-GRAPH n（3） S7-HiGraphn（4） S7-SLC和 M7-Pro C/C+目錄目錄（1）連續(xù)功能圖CFC nCFC（連續(xù)功能圖）是在原來的CSF（控制系統(tǒng)流程圖）的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它通過繪制過程控制流程圖，將各程序塊在版面

36、上布置，然后將它們相互連接即可。 n控制系統(tǒng)流程圖如圖所示。目錄目錄ProcessSAMP_AVESliding averag OB 35 2/-BO BNR INI NENO BOOUT RControllerCONT_CContinuous PID OB 35 1/-R PV_INR SP_INTBO MAN ONLMN RTI TNR GAINR MANTI TVTI TVControllerCONT_CContinuous PID OB 35 7/-R PV_INR SP_INTBO MAN ONLMN RTI TNR GAINR MANTI TVR DEADB_W13020.000.

37、02.020S10S0.00.02.020S10S0.00連續(xù)功能圖連續(xù)功能圖 目錄目錄（2）S7-GRAPH S1S2S8S3T0SST8T3T2T1ST9n專為S7系列的大中型PLC提供的高級編程工具。n通過繪制功能流程圖的方法完成順序控制。目錄目錄（3）S7-HiGraph n它借助于狀態(tài)圖來描述異步過程。用于裝置和過程，以及可能的轉(zhuǎn)移狀態(tài)的圖形描述。n本工具可基于系統(tǒng)框圖和流程圖直接進行編程，程序結(jié)構(gòu)和過程清晰。目錄目錄（4）S7-SLC和 M7-Pro C/C+SLC語言語言S7-SLC的語言與的語言與PASCAL非常相似，如圖所示。非常相似，如圖所示。 返回本節(jié)返回本節(jié)目錄目錄3.

38、5.2 工業(yè)軟件的類型 nSIEMENS公司的SIMATIC工具軟件是SIMATIC S7/M7/C7自動化系統(tǒng)的一種模塊化設(shè)計的交互軟件工具系統(tǒng)。nSIMATIC工具軟件只要由：n標準工具、n工程工具、n運行軟件n人機界面等幾類軟件構(gòu)成。目錄目錄n1. 標準工具n標準工具是SIMATIC S7/M7/C7自動化系統(tǒng)進行編程的基礎(chǔ)，SIMATIC系列標準工具及其適用范圍如表所示。目錄目錄n1）、 STEP7軟件的基本功能 n 編程軟件在離線條件下，可以實現(xiàn)程序的輸入、編輯、編譯等功能。n 編程軟件在聯(lián)機工作方式可實現(xiàn)程序的上、下載、通訊測試及實時監(jiān)控等功能。n2）、 STEP7-Micro/W

39、IN32窗口組件及功能 n 1. 主菜單及子目錄的狀態(tài)信息n 2. 工具條及瀏覽條和指令樹 n 3. 程序編輯器窗口 目錄目錄n2. 工程工具 n面向控制任務(wù)的工具，使用戶能針對實際的工程任務(wù)，明顯降低工程成本，提高工作效率。n工程工具主要包括：n編程員用的高級語言；n技術(shù)專家用的圖形語言；n診斷、仿真、遠程維護和工廠文件編制等用的輔助軟件。目錄目錄n3. 運行軟件 n直接集成在自動化解決方案內(nèi)，它提供了預(yù)編程解決方案，且可由用戶程序調(diào)用。n運行軟件種類很多，以下是幾個常用的運行軟件：n1）SIMATIC S7的控制，例如：標準控制、模塊化和模糊控制系列軟件；n2）將自動化系統(tǒng)連接到Windo

40、ws應(yīng)用程序的程序接口工具；n3）SIMATIC M7的實時操作系統(tǒng)。目錄目錄n4. 人機接口 n是現(xiàn)場操作員控制及SIMATIC過程監(jiān)視的工業(yè)軟件。n人機接口包括：n操 作 員 面 板 和 系 統(tǒng) 組 態(tài) 用 的 軟 件 ， 如Protool和Protool/Life等；n用于過程診斷的可選軟件包ProAgent；nWindows 95/NT用的高性能可視化工具系統(tǒng)WinCC。目錄目錄程序編制及運行 n建立項目（用戶程序） n1、程序的輸入、編輯n通常利用LAD進行程序的輸入，程序的編輯包括程序的剪切、拷貝、粘貼、插入和刪除，字符串替換、查找等。 還可以利用符號表對POU中的符號賦值。n2、

41、程序的編譯及上、下載n（1）編譯：程序的編譯，能明確指出錯誤的網(wǎng)絡(luò)段，編程者可以根據(jù)錯誤提示對程序進行修改，然后再次編譯，直至編譯無誤。n（2）下載：用戶程序編譯成功后，將下載塊中選中下載內(nèi)容下載到PLC的存儲器中。n（3）載入（上載）：載入可以將PLC中未加密的程序或數(shù)據(jù)向上送入編程器（PC機）。n 將選擇的程序塊、數(shù)據(jù)塊、系統(tǒng)塊等內(nèi)容上載后，可以在程序窗口顯示上載的PLC內(nèi)部程序和數(shù)據(jù)信息。目錄目錄梯形圖編輯器 n1. 梯形圖元素的工作原理 n 觸點代表電流（能量流）的控制開關(guān)，線圈代表由電流充電的中繼或輸出；框盒（指令盒）代表能量流到達此框時執(zhí)行指令盒的功能。 n2. 梯形圖排布規(guī)則 n 網(wǎng)絡(luò)必須從觸點開始，以線圈或框盒（沒有ENO端）結(jié)束。n 注：每個用戶程序，一個線圈或指令盒只能使用一次，并且不允許多個線圈串聯(lián)使用。 n3. 在梯形圖中輸入指令（編程元件）n 光標、階梯的開始、繼續(xù)輸入元件等標志的識別。 n4. 程序的編輯及參數(shù)設(shè)定 n5. 程序注釋 n6. 程序的編譯及上、下載 目錄目錄程序的監(jiān)視、運行、調(diào)試 n1. 程序運行方式的設(shè)置n 將CPU的工作方式開關(guān)置在RUN位置。或?qū)㈤_關(guān)置在TERM（暫態(tài)）位置時，操作STEP7-Micro/WIN32菜單命令或快捷按鈕對CPU工作方式進行軟件設(shè)置。n2. 程序運行狀態(tài)的監(jiān)視n 運用監(jiān)視功能，在程序狀