可編程序控制器

1、可編程序控制器第1頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二第6章 可編程序控制器概述數(shù)控機(jī)床所受控制分為：一、各坐標(biāo)軸的驅(qū)動(dòng)控制，包括插補(bǔ)、進(jìn)給、 刀具補(bǔ)償?shù)取皵?shù)字控制”；二、順序控制，包括主軸的起停、換向，刀 具的更換，工件夾緊、松開，液壓、冷 卻、潤(rùn)滑系統(tǒng)的運(yùn)行 。 西門子數(shù)控系統(tǒng)PMC的指令系統(tǒng)就是S7-200系列。 第2頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二6.1 可編程控制器的產(chǎn)生與發(fā)展 可編程控器的產(chǎn)生和發(fā)展與繼電器有很大的關(guān)系，最初的可編程控器就是可以編程控制的繼電器。 1968年，美國(guó)通用汽車公司（GM）對(duì)外招標(biāo)，1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司

2、（DEC）研究出世界上第一臺(tái)可編程控制器，在GM公司汽車生產(chǎn)線上首次應(yīng)用成功。 第3頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二6.1 可編程控制器的產(chǎn)生與發(fā)展這一時(shí)期它主要用于順序控制，僅能完成簡(jiǎn)單的邏輯控制及定時(shí)、計(jì)數(shù)功能，故稱為可編程邏輯控制器，簡(jiǎn)稱為PLC（Programmable Logical Controller)。20世紀(jì)70年代中末期，可編程控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍，可編程控制器步入成熟階段。 世紀(jì)80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時(shí)期。在這時(shí)期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)

3、絡(luò)能力方面得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過(guò)程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過(guò)程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。 第4頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二6.1 可編程控制器的產(chǎn)生與發(fā)展在國(guó)內(nèi)廣泛應(yīng)用的主要有日本三菱的FX2N小型系列，A1N A2N、A3N中、大型系列；德國(guó)西門子LOGO邏輯器件、S7-200小型、S7-300中型、S7-400大型系列；歐姆龍CPM1A小型系列等。數(shù)控行業(yè)應(yīng)用最多的FNUC數(shù)控系統(tǒng)和西門子數(shù)控系統(tǒng)機(jī)床輔助功能的電氣控制，使用的就是三菱、西門子內(nèi)裝型PLC。 第5頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二6.2 可編程控制

4、器的特點(diǎn)及應(yīng)用一、PLC的特點(diǎn)1. 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)硬件方面采取的主要措施有：隔離：光電耦合器； 濾波：在PLC電路電源和輸入、輸出(I/0)電路中設(shè)置多種濾波電路，可有效抑制高頻干擾信號(hào)。在PLC內(nèi)部對(duì)CPU供電電源采取屏蔽、穩(wěn)壓、保護(hù)等措施，防止干擾信號(hào)通過(guò)供電電源進(jìn)入PLC內(nèi)部。另外各個(gè)輸入/輸出(I/O)接口電路的電源彼此獨(dú)立，以避免電源之間的互相干擾。軟件方面有故障自診斷、報(bào)警和信息冗余保護(hù)功能。 第6頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二6.2 可編程控制器的特點(diǎn)及應(yīng)用2. 編程簡(jiǎn)單易學(xué)，調(diào)試、維修方便 PLC提供了多種編程語(yǔ)言：梯形圖LAD（Ladder

5、 Diagram)是最常用的編程方式，它與電氣控制原理圖相對(duì)應(yīng)，控制邏輯具有相似性，清晰直觀。功能塊圖FBD（Function Block Diagram）用來(lái)描述功能、功能塊和程序的行為特征，還可以在流程圖SFC（Sequential Function Chart）中描述步、動(dòng)作和轉(zhuǎn)變的行為特征。功能塊圖與電子線路圖中的信號(hào)流圖非常相似。功能塊圖適合于大型、復(fù)雜程序，可以分工設(shè)計(jì)。指令表STL（Statement List)采用助記符來(lái)表示，適合于有計(jì)算機(jī)編程經(jīng)驗(yàn)的人。通常梯形圖LAD程序、功能塊圖FBD程序和指令表STL程序可以有條件地相互轉(zhuǎn)換，指令表STL可以編寫出梯形圖LAD和功能塊圖

6、FBD無(wú)法表達(dá)的功能。第7頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二6.2 可編程控制器的特點(diǎn)及應(yīng)用3. 模塊化結(jié)構(gòu)，功能完善 由于PLC均成系列化生產(chǎn)，品種齊全，采用模塊式的硬件結(jié)構(gòu)。除了主控模塊外，還可根據(jù)用戶需要靈活選用和擴(kuò)展其他功能模塊，例如A/D（模/數(shù)）轉(zhuǎn)換模塊、D/A（數(shù)/模）轉(zhuǎn)換模塊、高速計(jì)數(shù)模塊、遠(yuǎn)程通信模塊等。4. 使用簡(jiǎn)單，調(diào)試維修方便 PLC相當(dāng)于繼電器-接觸器控制系統(tǒng)的控制回路，用程序（軟接線）代替硬（實(shí)際）接線，系統(tǒng)總的接線少。設(shè)計(jì)者可以在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬調(diào)試，不同于繼電器系統(tǒng)的調(diào)試要在現(xiàn)場(chǎng)接線，現(xiàn)場(chǎng)條件復(fù)雜，故障隱患多。 5. 體積小、重量輕、功耗低

7、 可編程控制器體積小、重量輕，西門子的CPU221底部尺寸為9080mm，安裝采用標(biāo)準(zhǔn)化DIN導(dǎo)軌。使用可編程控制器后，大大減少了中間繼電器和時(shí)間繼電器的數(shù)量，可以省下大量的配線和附件，也節(jié)省了大量的安裝接線工時(shí)。可編程控器體積僅相當(dāng)于幾個(gè)繼電器的大小，因此開關(guān)柜的尺寸可以縮小為原來(lái)的1/21/10。由于線圈用電減少，故功耗降低。 第8頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二二、PLC的應(yīng)用領(lǐng)域1. 順序控制 順序控制也叫邏輯控制，以開關(guān)量的控制為主。這是PLC最基本的應(yīng)用領(lǐng)域，也是PLC最擅長(zhǎng)的功能。 2. 運(yùn)動(dòng)控制 運(yùn)動(dòng)控制指通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的速度

8、和位置控制。最典型的運(yùn)動(dòng)控制是數(shù)控機(jī)床。 3. 過(guò)程控制 過(guò)程控制指連續(xù)生產(chǎn)場(chǎng)合的控制，如石油、化工生產(chǎn)場(chǎng)合，生產(chǎn)一般是不能間斷的。這些場(chǎng)合的控制參數(shù)也叫過(guò)程參數(shù)。如：溫度、壓力、速度和流量等。這些參數(shù)多為模擬量。PLC通過(guò)模擬量I/O模塊對(duì)溫度、壓力、速度、流量等連續(xù)變化的模擬量進(jìn)行控制。大、中型PLC還具有PID閉環(huán)控制功能。 4. 數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代PLC都具有不同程度的數(shù)據(jù)處理功能，能夠完成數(shù)學(xué)運(yùn)算(函數(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、邏輯運(yùn)算)、數(shù)據(jù)的移位、比較、傳遞、數(shù)值的轉(zhuǎn)換和查表等操作，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析和處理。 5. 通信聯(lián)網(wǎng) 近年來(lái)，PLC在遠(yuǎn)程工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)，如SCADA計(jì)算機(jī)遙測(cè)遙控系統(tǒng)中

9、發(fā)揮著巨大的作用。 第9頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二6.3 S7-200 PLC的構(gòu)成及規(guī)格 西門子公司的PLC產(chǎn)品包括LOGO、S7-200、S7-300、S7-400、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)、HMI人機(jī)界面、工業(yè)軟件等。西門子S7系列PLC體積小，速度快，標(biāo)準(zhǔn)化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能強(qiáng)，可靠性高。S7系列PLC產(chǎn)品可分為邏輯器件（LOGO），微型機(jī)（S7-200系列），小規(guī)模性能要求的PLC（S7-300系列）和中、高性能要求的PLC（S7-400系列）。 S7-200CN系列PLC產(chǎn)品由中央處理單元（CPU）、數(shù)字量擴(kuò)展模塊、模擬量擴(kuò)展模塊、熱電偶或熱電阻擴(kuò)展模塊、通信

10、模塊、位置控制模塊和附加硬件組成。S7-200CN系列PLC外形和常見結(jié)構(gòu)和安裝方式如圖6.1所示。 第10頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 圖6.1 S7-200CN 結(jié)構(gòu)與安裝方式 第11頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 6.3.1 中央處理單元 第12頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二表6.1 CPU22X主要技術(shù)指標(biāo) 項(xiàng)目CPU221CPU222CPU224CPU226程序存儲(chǔ)器容量4096B4096B12288B24576B數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器容量2048B2048B8192B10240B本機(jī)數(shù)字量I/O（輸入/輸出）

11、點(diǎn)數(shù)6DI/4DO8DI/6DO14DI/10DO24DI/16DO本機(jī)模擬量I/O（輸入/輸出）點(diǎn)數(shù)2AI/1AO可擴(kuò)展模塊數(shù)量277擴(kuò)展后最大數(shù)字量I/O（輸入/輸出）點(diǎn)數(shù)6DI/4DO48DI/46DO114DI/110DO128DI/128DO擴(kuò)展后最大模擬量I/O（輸入/輸出）點(diǎn)數(shù)16AI/8AO32AI/28AO32AI/28AO數(shù)字量輸入特性典型數(shù)值：24VDC，4mA/點(diǎn)數(shù)字量輸出特性輸出電壓：20.428.8V，晶體管輸出0.75A/點(diǎn)，繼電器輸出2A/點(diǎn)AC240V電源模塊電流（mA)：CPU輸入電流/最大負(fù)載電流25/18025/18035/22040/160DC24V電

12、源模塊電流（mA)：CPU輸入電流/最大負(fù)載電流70/60070/600120/900150/105024V傳感器電源提供電流（mA)：最大電流/電流限制電流180/600180/600280/600400/1500DC 5V電源可供擴(kuò)展模塊電流（mA)：最大340最大660最大1000內(nèi)置高速計(jì)數(shù)器（30KHz）4466高速脈沖輸出（20KHz）2222模擬量調(diào)節(jié)電位器1122RS-485通信口1112第13頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二6.3.2 數(shù)字量擴(kuò)展模塊 輸入擴(kuò)展模塊EM221有3種類型：8個(gè)端子24 VDC輸入，光耦隔離；16個(gè)端子24 VDC輸入，光

13、耦隔離；8個(gè)端子120V230V AC輸入。 輸出擴(kuò)展模塊EM222有5種類型：4個(gè)端子24 VDC輸出；8個(gè)端子24 VDC輸出；4個(gè)端子繼電器輸出；8個(gè)端子繼電器輸出；8個(gè)端子120V230V AC輸出。 輸入/輸出擴(kuò)展模塊EM223有6種類型：24 VDC 4輸入/4輸出；24 VDC 4輸入/繼電器4輸出；24 VDC 8輸入/8輸出；24 VDC 8輸入/繼電器8輸出；24 VDC 16輸入/16輸出；24 VDC 16輸入/繼電器16輸出。 以上模塊交流輸入額定值：230V，9mA/點(diǎn)；直流輸入額定值：24V，4mA/點(diǎn)；晶體管直流輸出額定值：24V，0.75A/點(diǎn)。繼電器交流或直

14、流輸出一般都是2.0A/點(diǎn)；個(gè)別的模塊輸出電流可達(dá)10A/點(diǎn)/阻性負(fù)載、2A/點(diǎn)/DC感性負(fù)載和3A/點(diǎn)/AC感性負(fù)載，最大可驅(qū)動(dòng)100W的直流和1000W的交流負(fù)載。 交流輸入方式適合于在有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用，輸入電壓有110V、220V兩種。直流輸入電路的延遲時(shí)間較短，可以直接與接近開關(guān)、光電開關(guān)等電子輸入裝置相連。 第14頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二6.3.3 模擬量擴(kuò)展模塊 模擬量擴(kuò)展模塊提供了模擬量的輸入/輸出功能，可應(yīng)用于各種復(fù)雜控制場(chǎng)合，直接與傳感器和執(zhí)行器相連，12位的分辨率和多種輸入/輸出范圍能夠不用外加放大器而與傳感器和執(zhí)行器相連。當(dāng)實(shí)

15、際應(yīng)用變化時(shí)，PLC可以相應(yīng)地進(jìn)行擴(kuò)展，并可非常容易地調(diào)整用戶程序。 S7-200 PLC提供了3種模擬量輸入/輸出擴(kuò)展模塊： EM231-4路模擬量輸入； EM232-2路模擬量輸出； EM235-4路模擬量輸入，2路模擬量輸出。 還提供了EM231-4路熱電偶輸入模塊和EM231-2路熱電阻輸入模塊，帶符號(hào)位一起共15位的分辯率。 第15頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二6.3.4 通信模塊 S7-200 PLC系統(tǒng)提供幾種通信模塊，以適應(yīng)不同的通信方式。 EM277擴(kuò)展PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)從站模塊； EM241調(diào)制解調(diào)器模塊； CP243-1和CP243-I

16、T工業(yè)以太網(wǎng)模塊； CPU243-2 AS-i主站接口模塊。第16頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二6.3.5 位置控制模塊 EM235位置控制模塊能產(chǎn)生脈沖驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)，實(shí)現(xiàn)速度和位置的高精度開環(huán)控制。第17頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二6.3.6 電源計(jì)算實(shí)例第18頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二6.4 掃描工作方式 6.4.1 PLC的工作模式西門子S7-200 PLC的工作模式有3種：運(yùn)行（RUN）模式、暫停（STOP）模式和條件運(yùn)行（TERM）模式。 6.4.2 循環(huán)掃描工作原理循環(huán)掃描工作方式的

17、特點(diǎn)可以概括為： 分時(shí)操作和順序執(zhí)行。 繼電器控制采用硬邏輯并行運(yùn)行的方式，而可編程控器采用串行循環(huán)掃描的方式。 第19頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 第7章 可編程控制器的指令系統(tǒng) 通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，要求熟悉S7-200 PLC的存儲(chǔ)區(qū)域和編程元件，掌握操作數(shù)的直接尋址方式和間接尋址方式。熟悉和掌握西門子SIMATIC指令集中的六類基本指令的LAD和STL形式編程語(yǔ)言。熟悉實(shí)際應(yīng)用中常用到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移、數(shù)學(xué)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、查表和中斷功能指令。在此基礎(chǔ)上全面掌握SIMATIC指令集，為后續(xù)程序設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。 第20頁(yè)，共85頁(yè)，2022

18、年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 7.1 S7-200系列PLC編程元件及尋址方式 7.1.1 數(shù)據(jù)類型1. 基本數(shù)據(jù)類型SIMATIC指令集中，不同的指令所需操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型一般不同，在編程時(shí)應(yīng)注意操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型要與操作碼相匹配。第21頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 1. 基本數(shù)據(jù)類型第22頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 7.1.2 存儲(chǔ)器區(qū)域 S7-200PLC的存儲(chǔ)區(qū)大致分為3個(gè)區(qū)：程序區(qū)、系統(tǒng)區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)。程序區(qū)用于存放用戶應(yīng)用程序，存儲(chǔ)器為EEPROM。 系統(tǒng)區(qū)用于存放有關(guān)PLC配置結(jié)構(gòu)的參數(shù)，如PLC主機(jī)及擴(kuò)展模塊的I/O

19、配置和編址，配置PLC站地址，設(shè)置保護(hù)口令、停電記憶保持區(qū)、軟件濾波功能等，存儲(chǔ)器為EEPROM。 數(shù)據(jù)區(qū)是用戶程序執(zhí)行的內(nèi)部工作區(qū)域，主要用于存放工作數(shù)據(jù)和作為寄存器使用。 第23頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 7.1.2 存儲(chǔ)器區(qū)域 數(shù)據(jù)區(qū)包括輸入映像寄存器區(qū)（I）、輸出映像寄存器區(qū)（Q）、變量存儲(chǔ)器（V）、局部變量存儲(chǔ)器區(qū)（L）、位存儲(chǔ)器區(qū)（M）、特殊位存儲(chǔ)器區(qū)（SM）、順序控制繼電器區(qū)（S）、模擬量輸入映像寄存器區(qū)（AI）、模擬量輸出映像寄存器區(qū)（AQ）、定時(shí)器區(qū)（T）、計(jì)數(shù)器區(qū)（C）、累加器區(qū)（AC）、高速計(jì)數(shù)器區(qū)（HC）。存儲(chǔ)器為EEPROM和RAM。

20、第24頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 1. 數(shù)據(jù)區(qū)存儲(chǔ)器的地址表示格式 S7-200系列中，有位尋址、字節(jié)尋址、字尋址及雙字尋址4種尋址方式。不同的尋址方式下，選用同一字節(jié)地址作為起始地址時(shí)，所表示的地址空間不同。 （1）位地址格式位尋址的格式： 區(qū)域標(biāo)識(shí)字節(jié)地址.位地址 例如，I4.5表示輸入映像寄存器區(qū)中的一位地址，I是輸入映像寄存器區(qū)標(biāo)識(shí)符，4是字節(jié)地址，5是位號(hào)，在字節(jié)地址和位號(hào)之間用“隔開。 第25頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 （2）字節(jié)、字、雙字地址格式 字節(jié)尋址的格式：區(qū)域標(biāo)識(shí)字節(jié)標(biāo)識(shí)符字節(jié)地址 字尋址的格式：區(qū)域標(biāo)識(shí)字標(biāo)

21、識(shí)符字節(jié)起始地址 雙字尋址的格式：區(qū)域標(biāo)識(shí)雙字標(biāo)識(shí)符字節(jié)起始地址第26頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 2.數(shù)據(jù)區(qū)存儲(chǔ)器區(qū)域（1）輸入映像寄存器區(qū)（I） 位：I字節(jié)地址位地址如：I0.1字節(jié)、字或雙字：I數(shù)據(jù)長(zhǎng)度起始字節(jié)地址如：IB3、IW4、ID0。CPU226模塊輸入映像寄存器的有效地址范圍：I(0.015.7)，共128位；IB（015），共16字節(jié)；IW（014），共8個(gè)字；ID（012），共4個(gè)雙字。第27頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 圖7.3 CPU 224 AC/DC/繼電器 I/O端子接線第28頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5

22、月20日，19點(diǎn)39分，星期二 （2）輸出映像寄存器區(qū)（Q） 它有4種尋址方式即可以按位、字節(jié)、字或雙字來(lái)存取輸出映像寄存器中的數(shù)據(jù)。 位：Q字節(jié)地址位地址如：Q0.2。 字節(jié)、字或雙字：Q長(zhǎng)度起始字節(jié)地址如：QB2、QW6、QD4。 CPU226模塊輸出映像寄存器的有效地址范圍：Q(0.015.7)，共128位；QB（015），共16字節(jié)；QW（014），共8個(gè)字；QD（012），共4個(gè)雙字。 為適應(yīng)不同負(fù)載需要，PLC的輸出有三種類型接口電路:繼電器輸出、晶體管輸出、晶閘管輸出。第29頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 （3）變量存儲(chǔ)器區(qū)（V） 它有4種尋址方式即可

23、以按位、字節(jié)、字或雙字來(lái)存取變量存儲(chǔ)區(qū)中的數(shù)據(jù)。 位：V字節(jié)地址位地址如：V10.2 字節(jié)、字或雙字： V數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 起始字節(jié)地址如：VB 100、VW200, VD300 第30頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 （4）局部變量存儲(chǔ)器區(qū)（L） 局部變量存儲(chǔ)器是局部有效的。局部有效是指只能在某一程序分區(qū)（如主程序，中斷程序或子程序）中使用。 局部變量存儲(chǔ)器常用來(lái)作為臨時(shí)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器或者為子程序傳遞函數(shù)?？梢园次弧⒆止?jié)、字或雙字來(lái)存取局部變量存儲(chǔ)區(qū)中的數(shù)據(jù)。 位：L字節(jié)地址位地址 L0. 5。 字節(jié)、字或雙字：L數(shù)據(jù)長(zhǎng)度起始字節(jié)地址 如：LB34、LW20、LD4。 第31

24、頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 （5）位存儲(chǔ)器區(qū)（M） 在邏輯運(yùn)算中通常需要一些存儲(chǔ)中間操作信息的元件，它們并不直接驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，只起中間狀態(tài)的暫存作用，類似于繼電器接觸系統(tǒng)中的中間繼電器。 位存儲(chǔ)區(qū)有4種尋址方式即可以按位、字節(jié)、字或雙字來(lái)存取位存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)。 位：M字節(jié)地址位地址 如：M0.3。 字節(jié)、字或雙字：M數(shù)據(jù)長(zhǎng)度起始字節(jié)地址 如：MB4、 MW10 、MD4。 第32頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 （6）特殊標(biāo)志位存儲(chǔ)器區(qū)（SM） 特殊標(biāo)志位為用戶提供一些特殊的控制功能及系統(tǒng)信息，用戶對(duì)操作的一些特殊要求也要通過(guò)SM通知系

25、統(tǒng)。 特殊標(biāo)志位分為只讀區(qū)（SM0.029.7，前30字節(jié)）和可讀可寫區(qū)兩部分。盡管SM區(qū)基于位存取，但也可以按字節(jié)、字或雙字來(lái)存取數(shù)據(jù)。 位：M字節(jié)地址位地址 如：SM0.1。 字節(jié)、字或雙字：M數(shù)據(jù)長(zhǎng)度起始字節(jié)地址 如：SMB6、SMW30 、SMD60。 第33頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 （6）特殊標(biāo)志位存儲(chǔ)器區(qū)（SM） 特殊標(biāo)志位為用戶提供一些特殊的控制功能及系統(tǒng)信息，用戶對(duì)操作的一些特殊要求也要通過(guò)SM通知系統(tǒng)。 特殊標(biāo)志位分為只讀區(qū)（SM0.029.7，前30字節(jié)）和可讀可寫區(qū)兩部分。盡管SM區(qū)基于位存取，但也可以按字節(jié)、字或雙字來(lái)存取數(shù)據(jù)。 位：M

26、字節(jié)地址位地址 如：SM0.1。 字節(jié)、字或雙字：M數(shù)據(jù)長(zhǎng)度起始字節(jié)地址 如：SMB6、SMW30 、SMD60。 第34頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 （6）特殊標(biāo)志位存儲(chǔ)器區(qū)（SM） 只讀區(qū)特殊標(biāo)志位，用戶只能使用其觸點(diǎn)，如： SM0.0 RUN監(jiān)控，PLC 在RUN狀態(tài)時(shí)，SM0.0總為1。 SM0.1 初始化脈沖，PLC由STOP轉(zhuǎn)為RUN時(shí)，SM0.1接通一個(gè)掃描周期。 SM0.2 當(dāng)RAM中保存的數(shù)據(jù)丟失時(shí)，SM0.2接通一個(gè)掃描周期。 SM0.3 PLC 上電進(jìn)入RUN時(shí)，SM0.3 接通一個(gè)掃描周期。 SM0.4 該位提供了一個(gè)周期為1 min，占空

27、比為0.5的時(shí)鐘。 SM0.5 該位提供了一個(gè)周期為1 s，占空比為0.5的時(shí)鐘。 SM0.6 該位為掃描時(shí)鐘，本次掃描置1，下次掃描置0，交替循環(huán)?？勺鳛閽呙栌?jì)數(shù)器的輸入。 SM0.7 該位指示CPU工作方式開關(guān)的位置，0=TERM，1=RUN。通常用來(lái)在RUN狀態(tài)下啟動(dòng)自由口通信方式。第35頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 （7）順序控制繼電器區(qū)（S） 順序控制繼電器又稱狀態(tài)元件，用來(lái)組織機(jī)器操作或進(jìn)入等效程序段工步，以實(shí)現(xiàn)順序控制和步進(jìn)控制。 狀態(tài)元件是使用順序控制繼電器指令的重要元件，在PLC內(nèi)為數(shù)字量?？梢园次?、字節(jié)、字或雙字來(lái)存取狀態(tài)元件存儲(chǔ)區(qū)中的數(shù)據(jù)。

28、位：S字節(jié)地址位地址如：S0.6。 字節(jié)、字或雙字：S數(shù)據(jù)長(zhǎng)度起始字節(jié)地址如：SB6、SW10 、SD4。 第36頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 （8）模擬量輸入映像寄存器區(qū)（AI） 模擬量輸入映像寄存器區(qū)是為模擬量輸入端信號(hào)開辟的一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)，實(shí)現(xiàn)模擬量的A/D轉(zhuǎn)換。模擬量輸入模塊將外部輸入的模擬信號(hào)的模擬量（如溫度、壓力）轉(zhuǎn)換成1個(gè)字長(zhǎng)的數(shù)字量，存放在模擬量輸入映像寄存器中，供CPU運(yùn)算處理。模擬量輸入的值為只讀值。 模擬量輸入映像寄存器的地址格式： AIW起始字節(jié)地址，如：AIW4。 模擬量輸入映像寄存器的地址必須用偶數(shù)字節(jié)地址，如：AIW0、AIW2、AIW4

29、。 第37頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 （9）模擬量輸出映像寄存器區(qū)（AQ） 模擬量輸出映像寄存器區(qū)是為模擬量輸出端信號(hào)開辟的一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)，實(shí)現(xiàn)模擬量的D/A轉(zhuǎn)換。CPU運(yùn)算的相關(guān)結(jié)果存放在模擬量輸出映像寄存器中，供D/A轉(zhuǎn)換將1個(gè)字長(zhǎng)的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量（電流或電壓），以驅(qū)動(dòng)外部模擬量控制的設(shè)備。模擬量輸出映像寄存器中的值為只寫值。 模擬量輸出映像寄存器的地址格式：AQW起始字節(jié)地址，如：AQW10。 模擬量輸出映像寄存器的地址必須用偶數(shù)字節(jié)地址，如：AQW0、AQW2、AQW4。 第38頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 （10）定時(shí)器區(qū)

30、（T） 定時(shí)器在PLC中的作用相當(dāng)于一個(gè)時(shí)間繼電器，它有一個(gè)設(shè)定值，一個(gè)當(dāng)前值以及無(wú)數(shù)個(gè)觸點(diǎn)。定時(shí)器啟動(dòng)后，當(dāng)前值按時(shí)基累加，當(dāng)它等于設(shè)定值時(shí)，定時(shí)器線圈得電，它的觸點(diǎn)再去控制其他元件線圈。 S7-200定時(shí)器時(shí)基有3種：1ms、10ms、100ms。 有3種類型：接通延時(shí)定時(shí)器TON；斷開延時(shí)定時(shí)器TOF；記憶型接通延時(shí)定時(shí)器TONR。 定時(shí)器的地址格式：T定時(shí)器號(hào)，如：T33。 第39頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 （11）計(jì)數(shù)器區(qū)（C） S7-200計(jì)數(shù)器有3種： 增計(jì)數(shù)器；減計(jì)數(shù)器；增減計(jì)數(shù)器。 計(jì)數(shù)器的地址格式：C計(jì)數(shù)器號(hào)，如：C3。第40頁(yè)，共85頁(yè)，2

31、022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 （12）累加器區(qū)（AC） 累加器是用來(lái)暫存數(shù)據(jù)的寄存器，可以用于子程序之間傳遞參數(shù)，以及存儲(chǔ)計(jì)算結(jié)果的中間值。累加器可以按字節(jié)、字和雙字的形式來(lái)存取累加器中的數(shù)值。 累加器的地址格式：AC累加器號(hào)，例如：AC 1 S7-200 PLC提供了4個(gè)32位累加器：AC0、AC1、AC2、AC3。 注意不要用于主程序和中斷服務(wù)子程序間傳遞參數(shù)，因?yàn)镻LC的運(yùn)算功能是離不開累加器的，所以不能像占用其他存儲(chǔ)器一樣占用累加器。第41頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 （13）高速計(jì)數(shù)器區(qū)（HC） 高速計(jì)數(shù)器用于對(duì)頻率高于掃描周期的外界信號(hào)進(jìn)

32、行計(jì)數(shù)，高速計(jì)數(shù)器使用主機(jī)上的專用端子接收這些高速信號(hào)。高速計(jì)數(shù)器是對(duì)高速事件計(jì)數(shù)，它獨(dú)立于CPU的掃描周期，其數(shù)據(jù)為32位有符號(hào)的高速計(jì)算器的當(dāng)前值。 高速計(jì)數(shù)器格式：HC高速計(jì)數(shù)器號(hào)，例如:HC1。 CPU226高速計(jì)數(shù)器的有效地址范圍：HC（05），共有6個(gè)。 第42頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 7.1.3 尋址方式 尋址方式就是怎樣尋找操作數(shù)或操作數(shù)的地址。 S7-200 PLC尋址方式有立即尋址、直接尋址和間接尋址3種。 1. 立即尋址 對(duì)立即數(shù)直接進(jìn)行讀寫操作的尋址方式稱為立即尋址，立即數(shù)尋址的數(shù)據(jù)在指令中以常數(shù)形式出現(xiàn)。常數(shù)的書寫可以用二進(jìn)制、十進(jìn)制

33、、十六進(jìn)制、ASCII碼或浮點(diǎn)數(shù)（實(shí)數(shù)）等多種形式，以“#”作為常數(shù)的進(jìn)制格式說(shuō)明符。如果無(wú)任何格式說(shuō)明符，則系統(tǒng)默認(rèn)為十進(jìn)制。幾種常數(shù)形式參見表7.5。 2.直接尋址 直接尋址是指在指令中直接使用存儲(chǔ)器的地址編號(hào)，直接到指定的區(qū)域讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)。 包括：I、Q、M、SM、S、V、L、T、C、HC、AC、AI和AQ。第43頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 表7.5 常數(shù)表示法 第44頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 3. 間接尋址 在使用間接尋址之前，首先要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)指向該位置的指針，用來(lái)存放某個(gè)存儲(chǔ)器32位地址。 下面一條指令創(chuàng)建了一個(gè)指向V

34、B200的指針： MOVD &VB200 , AC1 “&”是物理地址符號(hào)，與單元符號(hào)組合表示對(duì)應(yīng)單元的32位物理地址；VB200是直接地址，不是它的物理地址。 指針建立好后，可利用指針存取數(shù)據(jù)。在操作數(shù)前加“*”號(hào)表示該操作數(shù)為一個(gè)指針，指針表示該操作數(shù)內(nèi)容是一個(gè)32位的起始地址，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度可以是字節(jié)、字或雙字。 例如：MOVW *AC1 , AC0 *AC1指向的是VB200的32位物理地址。 第45頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 圖7.4 創(chuàng)建和使用指針 第46頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 圖7.5 修改指針 7.1.4 S7-20

35、0編程元件列表（見表7.6）第47頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 7.2 S7-200 PLC的基本指令 基本指令包括位操作指令、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器指令、程序控制指令等6大類。 1. 基本位邏輯 基本位邏輯包括與、或、輸出。下面是對(duì)應(yīng)操作碼含義。 LD(Load):裝載指令，用于常開觸點(diǎn)與左母線相連。左母線又稱起始母線，LD表示邏輯運(yùn)算開始取第一個(gè)邏輯數(shù)。 LDN(Load Not):裝載一個(gè)常閉觸點(diǎn)。 A(And):與操作指令，用于常開觸點(diǎn)的串聯(lián)。 AN(And Not):與非操作指令，用于常閉觸點(diǎn)的串聯(lián)。 O(Or):或操作指令，用于常開觸點(diǎn)的并聯(lián)。 ON(Or N

36、ot):或非操作指令，用于常閉觸點(diǎn)的并聯(lián)。 第48頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 7.2 S7-200 PLC的基本指令 NOT:取反指令。 = (Out):輸出指令，用于線圈輸出。注意輸入映像存儲(chǔ)器的線圈Ix.x不能作為輸出元件。 NOP:空操作指令。 綜合實(shí)例如圖所示。 第49頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 2. 立即位邏輯 基本位邏輯指令操作碼加個(gè)“I”，就變成了立即指令，例如：LDI、LDNI、AI、ANI、OI、ONI、=I，指令中的“I”表示立即的意思。執(zhí)行立即指令時(shí)，CPU直接讀取其物理輸入點(diǎn)的值，但是不刷新相映映像寄存器的

37、值。綜合實(shí)例如圖所示。第50頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 2.棧指令 ALD指令，用于兩個(gè)或兩個(gè)以上觸點(diǎn)并聯(lián)連接的電路之間的串連。 OLD指令，用于兩個(gè)或兩個(gè)以上觸點(diǎn)串聯(lián)連接的電路之間的并聯(lián)。 LPS(Logic Push)，入棧指令。LRD(Logic Read)，讀棧指令。 LPP(Logic Pop)，出棧指令。 綜合實(shí)例如圖所示。第51頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 4.置位/復(fù)位指令第52頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二5.邊沿觸發(fā)指令I(lǐng)0.0Q0.0Q0.1Q0.2第53頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5

38、月20日，19點(diǎn)39分，星期二 7.2.2 定時(shí)器與計(jì)數(shù)器定時(shí)器指令 S7-200系列PLC有三種功能的定時(shí)器： 通電延時(shí)定時(shí)器（TON）、斷電延時(shí)定時(shí)器（TOF）和通電保持延時(shí)定時(shí)器（TONR），共計(jì)256個(gè)（T0T255）。 定時(shí)器分辨率分為三個(gè)等級(jí)：1ms、10ms和100ms。 第54頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 （1）通電延時(shí)定時(shí)器（TON）第55頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 （2）通電保持延時(shí)定時(shí)器（TONR） 第56頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 （3）斷電延時(shí)定時(shí)器（TOF）第57頁(yè)，共85

39、頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 3.計(jì)數(shù)器指令 計(jì)數(shù)器累計(jì)輸入脈沖上升沿個(gè)數(shù)。 S7-200系列PLC有三種類型的計(jì)數(shù)器，共256個(gè)，C0C255：增計(jì)數(shù)器CTU、減計(jì)數(shù)器CTD、增/減計(jì)數(shù)器CTUD。 計(jì)數(shù)器與定時(shí)器的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用基本相似。主要由一個(gè)16位的預(yù)置值寄存器、一個(gè)16位的當(dāng)前值寄存器和一個(gè)軟繼電器線圈組成。當(dāng)前值寄存器用以累計(jì)脈沖個(gè)數(shù)，計(jì)數(shù)器當(dāng)前值大于或等于預(yù)置值時(shí)，狀態(tài)位置1。 第58頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二（1）增計(jì)數(shù)器（CTU）第59頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二（2）減計(jì)數(shù)器（CTD）第60頁(yè)，

40、共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二（3）增減計(jì)數(shù)器(CTUD)(a) 梯形圖(b) 指令表(c) 波形圖圖7.21 增減計(jì)數(shù)器應(yīng)用第61頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 7.2.3 比較操作指令圖7.23 3臺(tái)電機(jī)分時(shí)起動(dòng)第62頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 7.2.5 移位操作指令 移位指令分為左移位、右移位、循環(huán)左移、循環(huán)右移和移位寄存器指令。圖7.28 循環(huán)和移位指令示例 第63頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 寄存器移位指令 移位寄存器指令示例 I1.0 PI1.1第64頁(yè)，共85頁(yè)，2

41、022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 7.2.6 程序控制指令 程序控制指令使程序更靈活，合理使用可以優(yōu)化程序結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)程序功能。這類指令包括：結(jié)束、暫停、看門狗復(fù)位、跳轉(zhuǎn)與標(biāo)號(hào)、循環(huán)、子程序和順序控制繼電器等指令。 第65頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 7.2.6 程序控制指令圖7.30 循環(huán)、跳轉(zhuǎn)及子程序指令第66頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 順序控制繼電器指令 圖7.32 指示燈順序控制示例第67頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 7.3 S7-200 PLC的功能指令7.3.1 數(shù)據(jù)傳送指令 功能指令是指令系統(tǒng)中應(yīng)用于復(fù)雜控制的指令，包括數(shù)據(jù)傳送、數(shù)學(xué)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、表功能、中斷、高速處理、時(shí)鐘、通信等指令。這些指令實(shí)際上是廠商為滿足客戶的需求而開發(fā)的通用子程序。功能指令的出現(xiàn)，極大地拓寬了PLC的應(yīng)用范圍。增加了PLC編程的靈活性。功能指令的豐富程度及其使用的方便程度是衡量PLC性能的一個(gè)重要指標(biāo)。第68頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)39分，星期二 2.數(shù)據(jù)塊傳送指令第69頁(yè)，共85頁(yè)，2022年，5月20日