可編程序控制器原理及應用教案(主)

可編程序控制器原理及應用

S7-200PLC電子教案西安石油大學S7-2課程教學大綱:參見本課程的

教學大綱:參見本課程的教學大綱

1·考核方式:考試，閉卷

2·成績考核

考試：占總成績的70%

作業(yè)及平時成績占

20%

實驗：占總成績的10%

缺勤：一次扣3分！？

三次取消考試資格!

3·教學計劃：參閱本學期的《授課計劃》

4·教學目的●熟練掌握PLC的內部資源（也就是編程所用的內部單元和外部的變量）●掌握基本的順控指令●掌握基本的數(shù)據(jù)處理應用指令●理解程序控制類及特殊指令●拓寬工業(yè)自動化產(chǎn)品知識范圍，了解并理解國外其它著名廠家的工業(yè)自動化產(chǎn)品尤其是PLC系統(tǒng)?！裢ㄟ^工程實例的學習，深刻認識自動化工程項目，均可以用PLC實現(xiàn)并且是高水平地實現(xiàn)完成。與工控機、DCS、單片機系統(tǒng)比較，掌握完成自動控制任務的基本方法?！窳私怆娏ο到y(tǒng)、石油化工系統(tǒng)、水及污水處理系統(tǒng)、冶金系統(tǒng)自動化系統(tǒng)的基本方法?！衲芙鉀Q各種各樣的自動化控制問題。再結合工業(yè)以太網(wǎng)：信息網(wǎng)絡方面的知識、還能提供信息管理及調度等全廠信息管理系統(tǒng)?！裾n程特點是學習S7-200系列，以后應能理解或課后應逐漸領會S7-300/400及其它系列PLC的相關內容，為自己打下堅實的基礎。

本課程授課的特點：以最新的SIEMENS公司2005/6年主推的S7-200/300/400自動化產(chǎn)品內容為基本內容要領，掌握課程內容的新型S7-200系列PLC中的CPU221CPU222CPU224CPU224XPCPU226內容和編程軟件、并以性價比最高的FX2N系列PLC(日本三菱公司)及其計算機編程軟件為對比學習機型，融會貫通來實現(xiàn)各種各樣的綜合自動化系統(tǒng)，包括過程控制、實時控制、特殊任務控制的自動化系統(tǒng)，并以具體的案例加以說明。提示以下`，國內最大通訊及自動化集成制造公司深圳華為OEM的美國艾默生網(wǎng)絡能源解決方案及EC20系列PLC，該系列機型完全仿制德國SIEMENS和日本三菱公司的技術路線。目前自動化控制行業(yè)最高水平應掌握的知識：

1、自動化系統(tǒng)集成設計（各種PLC系統(tǒng)、DCS系統(tǒng)、單片機智能控制儀器儀表及系統(tǒng)、其它特殊控制任務及其系統(tǒng)）

2、各種交、直流電機及控制電機的控制系統(tǒng)

3、特殊專用設備控制系統(tǒng)(含儀器儀表開發(fā)及智能系統(tǒng)開發(fā)、成套)4、人機界面（HMI）設計（包括:基礎語言如DELPHI6·0開發(fā)，觸摸屏TP或PT，組態(tài)用液晶顯示設備，組態(tài)軟件)

第一章電氣控制基礎第一節(jié)常用低壓電器

電器的定義：電器是一種根據(jù)外界的信號（機械力、電動力和其它物理量），自動或手動接通和斷開電路，從而斷續(xù)或連續(xù)改變電路參數(shù)或狀態(tài)，實現(xiàn)對電路或非電對象的切換、控制、保護、檢測和調節(jié)用的電氣元件或設備。詳細介紹工廠常用的低壓電器如接觸器、繼電器、行程開關、熔斷器等等的國標圖形符號、標準代號及設計原理圖的方法及注意事項等。第二節(jié)基本電氣控制電路在掌握了常用的電氣圖中的圖形符號及文字符號（SB、SA、SQ、FU、KM、KA、KT）的基礎上，介紹繼電-接觸器電氣控制電路的國標繪制方法，詳細介紹常用的異步電動機的點動、正轉、反轉主電路和控制電路。本章節(jié)內容請參閱《可編程序控制器原理及應用》教案的《電氣控制基礎》電子教案部分。補充：電氣控制系統(tǒng)的CAD制圖及其國家標準符號的標識◎CADR14最成熟，現(xiàn)有AUTOCAD2002/4等，屬于2維設計，還有三維立體設計、設計好三維后可以直接生成其它視圖，只不過要求使用高的計算機的內存和速度。工程圖語言：以A3為基本圖紙，垂直分0~9公10個區(qū)、水平A~F公6個位，一張接一張的A3圖可以想象出一個大系統(tǒng)的全部圖紙。要提醒的是安裝圖也可以一張A0或A0加長的圖紙來繪制，方便現(xiàn)場施工查看。電氣控制系統(tǒng)的CAD制圖項目代號：

=系統(tǒng)代號

+位置代號

-種類代號：接線端子的次序好以上四個種類代號是繪制和識別電氣控制系統(tǒng)工程圖紙最基本的要素，請記住并理解，有時間有興趣的同學可以參考有關部門的國家標準及行業(yè)規(guī)范。第二章可編程序控制器概述第一節(jié)可編程序控制器的由來一、可編程序控制器(ProgrammableController)簡稱為PC(前些時候或教課書的提法)

可編程序邏輯控制器(ProgrammableLogicController),簡稱為PLC，只有美國A-B公司注冊了PLC商標名(現(xiàn)工控行業(yè)常用的說法是PLC)

個人計算機(PersonalComputer)簡稱PC機以后不加說明講課用PLC名稱(也基本符合當今自動化控制行業(yè)說法)

1968年．美國最大的汽車制造廠家——通用汽車公司(GM)提出了研制可編程序控制器的基本設想，即

(1)能用于工業(yè)現(xiàn)場。

(2)能改變其控制“邏輯”，而不需要變動組成它的元件和修改內部接線。

(3)出現(xiàn)故障時易于診斷和維修。

1969年，美國數(shù)字設備公司(DEC)研制出了世界上第一臺PLC。我國1974年研制，77年應用，目前國際知名的中大型PLC幾乎沒有。二、可編程序控制器的定義

定義：可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P設備，都應按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。

補充1：一般的PLC的術語：

可編程序控制器（PLC）:一種采用微處理器技術的通用工業(yè)控制裝置。采用循環(huán)掃描的工作方式，它接收外部發(fā)信裝置的信號，按用戶編制在用戶存儲器中的程序進行邏輯、定時、記數(shù)、移位、數(shù)據(jù)處理、控制轉移等操作，并把結果輸出到被控裝置。

CPU:PLC的“大腦”，主要由中央處理器、系統(tǒng)存儲器、用戶存儲器等組成，用來接收用戶程序和對用戶程序進行解釋和控制執(zhí)行。

輸入模塊:與外部發(fā)信裝置相接的組件，用來接收外部信號并轉換成CPU模塊可接收的信號。

輸出模塊:與外部被控裝置相接的組件，根據(jù)CPU模塊的信號控制外部被控裝置。

編程器:用來輸入、檢查、修改用戶程序和監(jiān)視工作情況及選擇CPU工作方式的組件。

計算機編程軟件包:用計算機輸入、檢查、修改用戶程序和監(jiān)視工作情況、選擇CPU工作方式、保存用戶程序、離線仿真、在線調試等的PC個人計算機編程軟件。

用戶程序或邏輯:由用戶編制的，使PLC完成特定的控制要求的梯形圖語句或助記符（命令語）語句。

梯形圖語句:適用于一般電氣技術人員使用的語言。其語句依據(jù)繼電器邏輯原理編制。

自診斷監(jiān):視PLC自身工作情況并顯示所發(fā)生的故障的性質和部件。

內部繼電器:編程時用戶作為邏輯處理中間狀態(tài)使用的內存單元，其功能類似繼電器邏輯控制線路中的中間繼電器。

移位寄存器:一組按照用戶需求，可以實現(xiàn)有規(guī)律地左右移動中間邏輯狀態(tài)的內存單元。

定時器:可以按照用戶需求對某一邏輯狀態(tài)進行定時控制的內存單元。

記數(shù)器:可對某一邏輯狀態(tài)變化次數(shù)進行記數(shù)，控制其它所需邏輯的內存單元。

停電記憶:供電電源恢復供電以后，這些內存單元可保持斷電以前的邏輯狀態(tài)。補充2：目前世界自動化產(chǎn)品（主要指的是PLC及其它控制系統(tǒng)、尤其是北美）排名

1、美國ALLEN-BRADLY公司PLC…水處理行業(yè)等，該公司注冊了PLC的商標，自動化等產(chǎn)品行業(yè)第一。

2、MODICON（法國、美國合作的施耐德自動化）…電力行業(yè)

3、德國西門子公司…國內占有率較高，系統(tǒng)要求高，業(yè)界認為較難學，但類似匯編語言的模式，理解了反而容易掌握。

4、美國GE公司

5、日本三菱公司…亞洲最大，性價較高的自動化產(chǎn)品供應商，沒有指定建議使用該系列機器。

6、日本OMRON公司

7、其它…新出的貝加萊PCC可編程計算機控制器第二節(jié)PLC的發(fā)展概況和發(fā)展趨勢

一、PLC的發(fā)展概況

PLC的發(fā)展與計算機技術、半導體技術、控制技術、數(shù)字技術、通訊網(wǎng)絡技術等高新技術的發(fā)展息息相關，這些高新技術的發(fā)展推動了PLC的發(fā)展，而PLC的發(fā)展有對這些高新技術提出了更高、更新的要求，促進了它們的發(fā)展。PLC的發(fā)展速度十分驚人，目前用PLC設計自動控制系統(tǒng)已經(jīng)成為世界潮流。PLC的發(fā)展大致可分為以下四個階段。（一）第一階段

1969年第一臺問世到1972年，是PLC的初創(chuàng)階段。（二）第二階段

1973年到1978年，是PLC的成熟階段。（三）第三階段

1978年到1984年，是PLC的大發(fā)展階段。（四）第四階段

1984年至今，是PLC的繼續(xù)發(fā)展階段。

PLC的編程語言除了傳統(tǒng)的梯形圖、流程圖、語句表外，還能用高級語言如BASIC、PASCAL、C語言、數(shù)控語言等。

PLC編程的人機對話能力增強，使編程軟件得以普及和簡化。屏幕對話十分方便靈活，可以進行全屏幕編輯。用戶程序在編輯過程中，不但排錯、糾錯能力加強，還可以進行在線仿真，加快了軟件開發(fā)的周期。

二、PLC的發(fā)展趨勢雖然PLC只有30多年的歷史，但其發(fā)展勢頭迅猛，目前PLC的年生產(chǎn)增長率仍保持在30~40﹪的水平。成為當今增長速度最快的工業(yè)控制器，而且還會繼續(xù)發(fā)展下去。PLC的發(fā)展將向兩個方向發(fā)展：一方面向著大型化發(fā)展，另一方面向著小型化發(fā)展，以適應不同場合和不同要求的控制需求。（一）大型化

1．增強網(wǎng)絡通訊功能。

2．發(fā)展智能模塊

3.外部故障診斷功能

4．編程語言、編程工具標準化高級化?；趥€人計算機的編程軟件取代手持式編程器，除PLC特有的梯形圖、語句表編程外，還可以用高級語言如BASIC、PASCAL、C語言，便于運算、通訊等較難程序的編制。

5．實現(xiàn)軟件、硬件標準化

6．編程組態(tài)軟件發(fā)展迅猛

7．可編程序控制器通信的易用化和“傻瓜化”

8．可編程序控制器的軟件化與PC化

9．可編程序控制器與現(xiàn)場總線相結合（二）小型化小型、超小型、微小型PLC不僅便于機電液一體化，也是實現(xiàn)家庭自動化的理想控制器。如SIEMENSE的LOGO，三菱的∝PLC等。一、PLC的主要功能

1.開關量邏輯控制

2模擬量控制

3.閉環(huán)過程控制

4.定時控制

5.計數(shù)控制

6.順序（步進）控制

7.數(shù)據(jù)處理

8.通訊和聯(lián)網(wǎng)

9.運動控制以上幾個方面看到適用于各種各樣的自動化控制系統(tǒng)

第三節(jié)PLC的主要功能和特點二、PLC的特點

1.可靠性高、抗干擾能力強

2.通用性強、靈活性好、功能齊全

3.編程方法易學、使用方便

4.模塊化結構（功能強、性能價格比高）

5.安裝簡便、調試方便

6.網(wǎng)絡通訊

7.其它（PLC體積小、能耗低、便于機電液一體化）

8.硬件配套齊全、用戶選擇余地大、適應性強可適用于各種各樣的自動化控制系統(tǒng)

評判一PLC系統(tǒng)性能的優(yōu)劣主要看：I/O特殊模塊、處理速度、網(wǎng)絡通訊等指標。第四節(jié)PLC的分類一、按PLC的控制規(guī)模分類

1.小型機:I/O點數(shù)<256;S7-200和S7-300部分;

三菱:FX系列,A1S系列

部分,Q00J

2.中型機:I/O點數(shù)256~1024(2048);S7-300;

三菱:A1S系列部分,An/Q2A/Q系列部分

3.大型機:I/O點數(shù)>=1024(2048);S7-400;

三菱:An/Q2A/Q系列部分這種分類其實意義不大,因為沒有明確的定義和界限。以后同學們可以把其它的公司的產(chǎn)品加進來同樣方法比較。以擴大自己的知識面。

二、按PLC的結構形式分

1．整體式（單元式結構、大板結構）…微小型PLC2．模塊式結構…中大型PLC第一：無底部框架板（底板），從小型發(fā)展第二：有底板，中大型PLC3．疊裝式結構（特殊的）這種分類方法已無嚴格的定義，實際當中沒有太多的意義。三、西門子

可編程序控制器的物理結構

1.整體式（S7—200）外觀（圖2-2）,這是我們本課程學習的內容。

2.模塊式(s7—300和s7—400系列)(圖2-3)。

3.S7-200系列可編程序控制器的外部接線

CPU222模塊的外部接線圖(圖2-4)圖2-4

CPU222模塊的外部接線圖第三章可編程序控制器的基本組成和工作原理

第一節(jié)可編程序控制器基本組成和工作原理一、PLC的基本組成組成：CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、編程裝置、電源等?？梢钥吹脚c計算機控制系統(tǒng)十分相似，有的高校計算機控制技術主要學習的就是A-B公司的自動化及網(wǎng)絡系統(tǒng)。二、PLC個部分的作用1CPU模塊1）CPU

作用：在可編程序控制器控制系統(tǒng)中，CPU模塊相當于人的大腦，它不斷地采集輸入信號，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出。早期的PLC芯片采用X86系列等，現(xiàn)大公司多采用高速位片式。一般不提具體芯片，只提CPU型號2）存儲器：作用：存放系統(tǒng)程序，用戶程序和數(shù)據(jù)。系統(tǒng)程序：決定PLC的基本性能，由廠家設計，并存入ROM、EEPROM。用戶不能修改。用戶程序：根據(jù)要求，用PLC的編程語言，編制的程序，用戶用編程器寫入RAM或EEPROM。類型

(1)隨機存取存儲器(RAM)用戶可以用編程裝置讀出RAM中的內容，也可以將用戶程序寫入RAM，它是易失性的存儲器，它的電源中斷后，儲存的信息將會丟失。

(2)只讀存儲器(ROM)ROM的內容只能讀出，不能寫入。它是非易失的，它的電源消失后，仍能保存儲存的內容。ROM一般用來存放可編程序控制器的系統(tǒng)程序。

(3)可電擦除可編程的只讀存儲器(EEPROM或E2PROM)

它是非易失性的，但是可以用編程裝置對它編程．兼有ROM的非易失性和RAM的隨機存取優(yōu)點，但是將信息寫入它所需的時間比RAM長得多。EEPROM用來存放用戶程序和需長期保存的重要數(shù)據(jù)。

2I／0模塊作用：是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場和CPU模塊的橋梁。1）輸入模塊作用：接收和采集輸入信號。輸人電路：設有RC濾波電路和光電耦合器。

2）輸出模塊作用：控制輸出設備，執(zhí)行裝置。輸出電路：晶體管和場效應管、雙向晶閘管，小型繼電器。

3編程裝置

作用：編程裝置用來生成用戶程序，并對它進行編輯、檢查和修改。1）手持式編程器：不能直接輸人和編輯梯形圖，只能輸入和編輯指令表程序，因此又叫做指令編程器。2）編程軟件編程：用PC機或編程裝置（也是PC）在屏幕上直接生成和編輯梯形圖、指令表、功能塊圖和順序功能圖程序，并可以實現(xiàn)不同編程語言的相互轉換。

4電源可編程序控制器使用220V（或110V）交流電源或24V直流電源。該內部的電源為各CPU等各個模塊提供DC5V、±12V、24V等直流電源?；旧鲜情_關電源。

第二節(jié)PLC對繼電器控制系統(tǒng)的仿真

一、模擬繼電器控制系統(tǒng)的編程方法電氣控制系統(tǒng)電路圖中，根據(jù)電流的大小可分為主電路主電路和控制電路，實際使用中，主電路保持不變，對于控制電路有分為輸入部分、邏輯控制部分、輸出部分。這種硬接導線的邏輯控制部分更改非常麻煩，隨著控制聯(lián)鎖及工藝保護等高要求這幾乎不可能實現(xiàn)。在此舉例廣州630T快鍛啟動控制進行說明。從而控制電路用PLC及程序代替。對應電力和石化大機組的啟動聯(lián)鎖控制尤其重要；也在此舉例2006年吉林某石化廠苯泄露釀成的重大事故造成直接經(jīng)濟損失以億來計算，說明了它的系統(tǒng)有關泄露檢測保護方面有嚴重的缺陷。二、梯形圖仿真繼電器控制電路舉例電動機的起動停止控制電路。梯形圖是PLC模擬繼電器控制系統(tǒng)的遍程方法。它是由左右母線、觸點、線圈或功能方框等構成。課堂教學實戰(zhàn)通過S7-200的編程軟件和三菱的GPPW編程軟件演示和進一步介紹左右母線、觸點、線圈或功能方框等構成。第三節(jié)PLC的工作原理

一、可編程序控制器的工作方式工作狀態(tài)：

STOP：停止方式，創(chuàng)建和編輯用戶程序，設置PLC的硬件功能，并可下栽到PLC。

RUN:運行方式，執(zhí)行用戶程序實現(xiàn)控制功能。

掃描工作方式。也可下栽程序到PLC中。參閱下頁圖示。二、可編程序控制器的工作原理

一）循環(huán)掃描執(zhí)行用戶程序

1.讀取輸入

2.執(zhí)行用戶程序

3.通信處理

4.自診斷測試

5.修改輸出

6.中斷程序的處理

7.立即I／O處理

二）輸人／輸出滯后時間

是指可編程序控制器的外部輸入信號發(fā)生變化的時刻至它控制的有關外部輸出信號發(fā)生變化的時刻之間的時間間隔，一般幾十毫秒。這里一般的執(zhí)行機構最快的反應時間如電磁閥也在幾十毫秒以上。

第四章S7-200可編程序控制器的系統(tǒng)配置（重點內容）

第一節(jié)S7-200PLC系統(tǒng)的基本構成

構成：S7-200基本單元（也稱主機）、個人計算機PC或編程器、STEP7-Micro/WIN32編程軟件、專用PC/PPI通訊電纜等。主機有CPU221：10點6I/4O(或6DI/4DO);I0.0~I0.5/Q0.0~Q0.3,CPU222：14點8I/6O;I0.0~I0.7/Q0.0~Q0.5CPU224：24點14I/10O;I0.0~I1.5/Q0.0~Q1.3CPU224XP：24點14I/10O,2AI/1AO；...AIW0,AIW2,AQW0CPU226：40點24I/16O;I0.0~I2.7/Q0.0~Q1.7CPU226XM：高性能的CPU226，24I/16O;I0.0~I2.7/Q0.0~Q1.7總結以上可以看出總的點數(shù)以6比4分配輸入和輸出。點也就是位依據(jù)8進制排列I/O點，其它詳細指標參閱教材表4-1或系統(tǒng)手冊。編程軟件是基于Windows的應用軟件，是美國人開發(fā)的，PC/PPI通訊電纜是專用與連接PC和PLC的?？烧n堂實戰(zhàn)演示和講解。第二節(jié)S7-200PLC的接口模塊有數(shù)字量接口模塊、模擬量接口模塊、智能模塊一、數(shù)字量擴展模塊當CPUI／O點數(shù)不夠時，必須使用擴展模塊的I／O點數(shù)，有DCDI（直流數(shù)字輸入），ACDI；DCDO（直流數(shù)字輸出），ACDO，AC/DCDO；數(shù)字量輸入輸出模塊（即有DI也有DO）。二、模擬量模塊

1、模擬量輸入模塊A/D以后稱AI(和S7-300一致)，型號EM231(4AI)；濾波→A/D→光偶合器→內部電路。

2、模擬量輸出模塊D/A稱AO，型號EM232（2AO）

3、模擬量輸入輸出模塊EM235(4AI/1AO)；

PLC內部電路→光偶合器→D/A→信號驅動模擬量在CPU中占一個字，最高位是符號位，0到±32000三、智能模塊為了滿足復雜的控制功能（例如：快速的檢測、獨立的運算及控制、通訊、網(wǎng)絡等等），PLC還需要多種智能模塊，以適應工業(yè)控制的多種需求。智能模塊有處理器、輸入輸出單元、外部設備接口等組成；它有自身的處理器，是一個獨立的自治系統(tǒng)，不依賴主機的運行方式而獨立運行。主機PLC運行時，每個掃描周期都要與智能模塊交換信息，以便綜合處理。這樣一來智能模塊用來完成特定的任務，而PLC只是對智能模塊的信息進行綜合處理，PLC可以處理其它更多的工作。常見的智能模塊有PID調節(jié)模塊、高速計數(shù)器模塊，熱電偶、熱電阻溫度傳感器模塊，通信模塊等。在此給同學們出一道高級的思考題，怎樣運用學過的知識設計一智能模塊或一套智能控制系統(tǒng)？第三節(jié)S7-200PLC的系統(tǒng)配置

一、允許主機所帶擴展模塊的數(shù)量

CPU221不允許帶擴展模塊

CPU222允許帶2擴展模塊

CPU224、226、226XM允許7帶擴展模塊且這7個擴展模塊中最多只帶2個智能模塊

二、CPU輸入輸出映像區(qū)的大小本機I／O有固定的地址，擴展I／0點的地址由模塊的類型和模塊在同類I／O模塊鏈中的位置來決定。規(guī)則（也可參閱系統(tǒng)手冊或下一章內容）：

1）同類型輸入或輸出點的模塊進行順序編址。

2）數(shù)字量I／0模塊的地址以字節(jié)(8位)為單位，未用的位不會分配給I／0鏈中的后續(xù)模塊。I對應輸入，Q對應輸出。

3）模擬量擴展模塊以2字節(jié)遞增的方式來分配地址。AIW對應輸入，AQW對應輸出。地址分配以0,2,4,6,等開始偶數(shù)順序排列，如AIW0，AIW2；AQW0，AQW2，AQW4等。模擬量的數(shù)字值（以一個字來表示）是：單極性：0~32000，雙單極性：-32000~0~32000、其中D15位是符號位。

CPU22424點14DI/10DO的I／0地址分配舉例。如下頁圖示：第四節(jié)可編程序控制器的安裝

模塊的安裝與拆卸

1.確保與系統(tǒng)相聯(lián)系的所有斷開電源

2.模塊的安裝與拆卸

3.現(xiàn)場接線端子排與可拆卸的端子連接器。注：參見有關本章補充的硬件內容、硬件配置等。第五章S7-200可編程序控制器的指令系統(tǒng)

重點內容*

可編程序控制器的編程語言與程序結構*存儲器的數(shù)據(jù)類型與尋址方式*順控類指令:位邏輯指令、比較觸點指令

定時器與計數(shù)器指令等。*數(shù)據(jù)類指令（也稱功能指令）：傳送、數(shù)學運算、邏輯運算、數(shù)據(jù)轉換指令。*程序控制類及特殊應用類指令：子程序、

PID、中斷指令等(可選)。第一節(jié)S7-200PLC編程的基本概念

一、編程語言

S7-200PLC有兩種指令集：IECll31-3指令集和SIMATIC指令集。

IECll31-3指令集是國際標準，指令時間較長，用的較少。各PLC廠家有或用各自的編程體系，所以要分別學習。

SIMATIC指令集：是西門子公司專為S7-200PLC設計的編程語言，在該指令集中,大多數(shù)指令符合IECll31-3標準。有

(1)順序功能圖(SequentialFunctionChart)。

(2)梯形圖(LadderDiagram)。

(3)功能塊圖(FunctionBlockDiagram)。

(4)語句表(STL)。

(5)結構文本(ST)

常用的是梯形圖語言(LadderDiagram)和語句表(STL)，簡要介紹如下：

1、梯形圖(LAD)

組成：由觸點(常開/常閉)、線圈和用方框表示的功能塊。參閱圖3-3，主要特點或要點有以下內容：1）稱M0.0等為中間繼電器這一名稱，但不是真實繼電器，而是軟件中編程元件。2）假想的“能流”(PowerFlow)，從左向右流動。3）邏輯運算，從左至右，從上至下。4）線圈放在最右邊，觸點可無限次使用，線圈不要重復使用。也就是說觸點所謂“取之不盡用之不竭”，線圈所謂“唯一控制功能”。2、語句表（STL）語句表（STL）是用助記符來表達PLC的各種控制功能。它類似于微機的匯編語言，但比匯編語言直觀易學，編程思路也清晰，因此也是應用很廣泛的一種匯編語言。這種匯編語言可以使用簡易的編程器編程，但比較抽象，一般與梯形圖語言配合使用，互為補充。對于S7系列PLC用梯形圖語言難于設計的程序可以使用語句表來完成，尤其對復雜的程序設計顯得更為重要。目前，大多數(shù)的PLC廠家都有語句表編程和梯形圖語言編程功能，但各廠家的互不相同，所以不能兼容，需分別學習和掌握。通常梯形圖程序和語句表程序可以互相轉化。但是語句表來完成的復雜的程序設計不能轉化。我們重點學習梯形圖程序設計和部分語句表程序設計。3、功能塊圖(FBD)

4、結構文本(ST)

結構文本(ST)是為IECll31—3標準創(chuàng)建的一種專用的高級編程語言。與梯形圖相比，它能實現(xiàn)復雜的數(shù)學運算，編寫的程序非常簡潔和緊湊。

5、順序功能圖(SFC)

這是一種位于其他編程語言之上的圖形語言，用來編制順序控制程序。順序功能圖提供了一種組織程序的圖形方法，在順序功能圖中可以用別的語言嵌套編程。步、轉換和動作是順序功能圖中的三種主要元件?？梢杂庙樞蚬δ軋D來描述系統(tǒng)的功能。二、數(shù)據(jù)類型（一）S7-200指令所用的基本數(shù)據(jù)類型（其它數(shù)據(jù)類型不予介紹，可以自看）：基本數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型大小 說明 范圍布爾

1位 布爾0至1字節(jié)

8位 不帶符號的字節(jié)0至255字節(jié)

8位 帶符號的字節(jié)（SIMATIC模式僅限用于SHRB指令） -128至+127字

16位 不帶符號的整數(shù) 0至65,535整數(shù)

16位 帶符號的整數(shù) -32768至+32767雙字

32位 不帶符號的雙整數(shù) 0至4294967295雙整數(shù)

32位帶符號的雙整數(shù)-2147483648至+2147483647實數(shù)

32位IEEE32位浮點-10E38~+10E38三、存儲器的區(qū)域

PLC的存儲器分為程序區(qū)、系統(tǒng)區(qū)、數(shù)據(jù)區(qū)，程序區(qū)用于存放用戶程序，系統(tǒng)區(qū)用于存放有關PLC配置結構的參數(shù)，數(shù)據(jù)區(qū)是S7-200CPU提供的存儲器的特定區(qū)域，它包括I、Q、V、M、S、SM、L、T、C、AI、AQ、AC、HC。數(shù)據(jù)區(qū)空間是用戶程序執(zhí)行過程中的內部工作區(qū)域。數(shù)據(jù)區(qū)使CPU的運行更快、更有效。存儲器為RAM和EEPROM。1、數(shù)據(jù)在存儲器中存取的方式1位、字節(jié)、字和雙字位(bit)：二進制數(shù)的1位只有O和1兩種不同的取值。字節(jié)(Byte)：8位二進制數(shù)組成1個字節(jié)。字(Word)：兩個字節(jié)。雙字（DoubleWord）：兩個字。

I、O、V、M、S、SM、L均可按位、字節(jié)、字和雙字來存取。2、數(shù)據(jù)的存取方式

I3.2IB3(圖3-5)。

VBl00VWl00VDl00。3、不同存儲區(qū)的尋址（重點掌握內容）

1）輸入映像寄存器(I)尋址輸入映像寄存器的標識符為I(I0.0-I15.7)，在每個掃描周期的開始，CPU對輸入點進行采樣，并將采樣值存于輸入映像寄存器中。

2）輸出映像寄存器(Q)尋址輸出映像寄存器的標識符為Q(Q0.0～Q15.7)，在掃描周期的末尾，CPU將輸出映像寄存器的數(shù)據(jù)傳送給輸出模塊，再由后者驅動外部負載。3）變量存儲器(V)尋址程序執(zhí)行的過程中存放中間結果，或用來保存與工序或任務有關的其他數(shù)據(jù)。4）位存儲器(M)區(qū)尋址內部存儲器標志位(M０.0～M31.7)用來保存控制繼電器的中間操作狀態(tài)或其他控制信息。有的書也稱中間繼電器

5）特殊存儲器(SM)標志位尋址特殊存儲器用于CPU與用戶之間交換信息如SM0.0、SM０.l、SM０.4和SM０.5

6）局部存儲器(L)區(qū)尋址

S7-200有64個字節(jié)的局部存儲器，其中60個可以作為暫時存儲器，或給子程序傳遞參數(shù)。7）定時器存儲器(T)區(qū)尋址S7-200有三種時基增量分別為1ms、10ms和100ms定時器。8）計數(shù)器存儲器(C)區(qū)尋址計數(shù)器用來累計其計數(shù)輸入端脈沖電平由低到高的次數(shù)，CPU提供加計數(shù)器、減計數(shù)器和加減計數(shù)器。9）順序控制繼電器(S)尋址順序控制繼電器(SCR)位用于組織機器的順序操作，SCR提供控制程序的邏輯分段。10）模擬量輸入(AI)尋址

S7-200將現(xiàn)實世界連續(xù)變化的模擬量(如溫度、壓力、電流、電壓等)用A／D轉換器轉換為1個字長(16位)的數(shù)字量，用區(qū)域標識符AI、數(shù)據(jù)長度(w)和字節(jié)的起始地址來表示模擬量輸入的地址。AIW0,AIW2…11）模擬量輸出(AQ)尋址

S7-200將1個字長的數(shù)字用D／A轉換器轉換為現(xiàn)實世界的模擬量，用區(qū)域標識符AQ、數(shù)據(jù)長度(w)和字節(jié)的起始地址來表示存儲模擬量輸出的地址AQW0,AQW2…12）累加器(AC)尋址累加器是可以像存儲器那樣使用的讀／寫單元，例如可以用它向子程序傳遞參數(shù)，或從子程序返回參數(shù)，以及用來存放計算的中間值。CPU提供了4個32位累加器(AC0-AC3)，可以按字節(jié)、字和雙字來存取累加器中的數(shù)據(jù)13）高速計數(shù)器(HC)尋址高速計數(shù)器用來累計比CPU的掃描速率更快的事件，其當前值和設定值為32位有符號整數(shù)，當前值為只讀數(shù)據(jù)。HC0…HC414）常數(shù)的表示方法與范圍常數(shù)值可以是字節(jié)、字或雙字，CPU以二進制方式存儲常數(shù)，常數(shù)也可以用十進制、十六進制、ASCII碼或浮點數(shù)形式來四、尋址方式

S7-200有立即尋址、直接尋址、間接尋址

1、立即尋址指令直接給出操作數(shù)，操作數(shù)緊跟著操作碼，在取出指令的同時也就取出了操作數(shù)，立即有操作數(shù)可用，所以稱為立即操作數(shù)或立即尋址。立即尋址方式可用于提供常數(shù)，設置初始值等。指令中常常使用常數(shù)，常數(shù)值可分為字節(jié)、字、雙字型等數(shù)據(jù)。CPU以二進制方式存儲所有常數(shù)。指令中可用十進制、十六進制、ASCII碼或浮點數(shù)形式來表示。十進制、十六進制、ASCII碼及的表示格式舉例如下：十進制常數(shù)：30112；十六進制常數(shù)：16#42F；

ASCII碼常數(shù)：‘INPUT’；二進制常數(shù)：2#01011110

浮點數(shù)(或實數(shù))常數(shù)：+1.11E-10，-1。328465-E102、直接尋址

在指令中直接給出操作數(shù)的地址的尋址方式，稱為直接尋址。操作數(shù)的地址應按規(guī)定的格式表示。指令中，數(shù)據(jù)類型應與指令標識符匹配。不同數(shù)據(jù)長度的尋址方式舉例如下：位尋址：ANDQ5.5

字節(jié)尋址:ORBVB33,LB21

字尋址:MOVWAC0,AQW2

雙字尋址:MOVDAC0,VD200

注意:使用存儲器或寄存器的元件名稱和地址編號，直接查找數(shù)據(jù)，如VW790、VBl00。注意的是低字節(jié)存放的是高位的數(shù)據(jù)。3、間接尋址指令給出了存放操作數(shù)的地址的存儲單元稱為間接尋址,S7-200PLCCPU以變量存儲器V,局部存儲器L,累加器AC1、AC2、AC3的內容為地址進行間接尋址。可以間接尋址的存儲器區(qū)域有：I、Q、V、M、S、T（僅當前值）、C（僅當前值）。不可以對獨立的位或模擬值進行間接尋址。1）建立指針使用地址指針來存取存儲器中的數(shù)據(jù)，使用前，首先將數(shù)據(jù)所在單元的內存地址放入地址指針寄存器中，然后根據(jù)此地址指針存取數(shù)據(jù)。只能用V、L或AC１、AC２和AC３作指針,

用

MOVD雙字指令建立指針;例如：MOVD＆VB200，AC1

；把32位地址“VB200”送入AC1建立指針。

MOVD是雙字指令

＆VB200是源操作數(shù)

AC1是目的操作數(shù)存放32位地址。又例如MOVD＆VD6，ＡC3MOVD＆MB4，LD8；說明以下“＆”號表示的是地址2）用指針來存取數(shù)據(jù)（圖3-7V199為字節(jié)）

3）修改指針例：INCDAC1；用兩次，將指針增加兩 次，指向下一個字。

INCDAC1

MOVW＊AC1,AC0

；字的傳送，

；將AC1所指向的字的數(shù)值送AC0其中＊號表示該操作數(shù)是指針五、用戶程序的結構（參閱STEP7-Micro/WIN32編程軟件界面及基本功能）

S7-200的用戶程序分為程序分區(qū)：主程序、子程序（可選）、中斷程序（可選）。主程序（OB1）：是用戶程序的主體。CPU在每個掃描周期都要執(zhí)行一次主程序指令。子程序：是程序的可選部分，只有當主程序調用時才能執(zhí)行。合理的子程序，可以優(yōu)化程序結構，減少掃描時間。中斷程序：是程序的可選部分，只有當中斷事件發(fā)生時才能執(zhí)行。中斷程序可以在主程序的任意點執(zhí)行。六、編程的一般規(guī)約

（一）網(wǎng)絡Netwok／級Stage／一個回路Circuit／一個行Line

（二）梯形圖（三）允許輸入端、允許輸入端

EN：允許輸入端Enable，允許輸入端必須存在能流‘能流’， 才能執(zhí)行功能框的內容。

ENO：允許輸出端EnableOutput，允許輸出端必須存在能流 ‘能流’，才能把能流傳遞到下一功能框。也就是說數(shù) 據(jù)處理時可以多個功能框連續(xù)使用。

參閱STEP7-Micro/WIN32編程軟件界面及相關的基本功能。第二節(jié)S7-200的基本指令及編程方法

S7-200PLC的基本指令多用于開關量邏輯控制，本節(jié)著重介紹梯形圖指令和語句表指令。編程時應注意各操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型及數(shù)值范圍。CPU對非法的操作數(shù)將生成編譯錯誤代碼，供查錯用，在實際編程時，軟件包將予以提示。有關S7-200CPU模塊操作數(shù)的范圍如表5-5所示。一、基本邏輯指令（一）標準觸點指令

LD(Load裝載)、A(And，與)和O(Or，或)。LDI0.0

;啟動自保回路OQ0.0

;自保點AI0.1;停止點=Q0.0;輸出路（二）輸出指令

1輸出=Q0.0M0.0

（三）置位與復位（S、R）

助記符程序LDI0.0S

Q0.0,1;1置位為個數(shù)LDI0.1RQ0.0,1;1復位為個數(shù)

二、立即I/O指令1、立即(Immediate)觸點指令只能用于輸入I，執(zhí)行立即觸點指令時，立即讀人物理輸人點的值，根據(jù)該值決定觸點的接通／斷開狀態(tài)，但是并不更新該物理輸人點對應的映像寄存器。2、立即輸出(=I)

只能用于輸出量(Q)，執(zhí)行該指令時，將棧頂值立即寫入指定的物理輸出位和對應的輸出映像寄存器。3、立即置位與立即復位（Sl、Rl）LDI0.0=IQ0.0;立即輸出LDI0.1SIQ0.1,1;立即置位LDI0.2RIQ0.1,1;立即復位三、邏輯堆棧操作指令堆棧的基本概念

S7—200有1個9位的堆棧（S0~S8），是個位的存儲單元，棧頂用來存儲邏輯運算的結果．下面的8位用來存儲中間運算結果。堆棧中的數(shù)據(jù)一般按“先進后出”的原則存取。

1、ALD(AndLoad)指令

并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接。

OLD指令不需要地址，它相當于需并聯(lián)的兩塊電路右端的一段垂直連線。

2、OLD(OrLoad)指令串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接。

OLD指令不需要地址，它相當于需并聯(lián)的兩塊電路右端的一段垂直連線。下圖示意OLD后面的兩條指令將兩個觸點并聯(lián)。

(也可參閱原始西門子手冊指令集的位指令部分內容)3、其他堆棧操作指令推入棧(LPS，LogicPush)（見圖3-12）。讀棧(LRD，LogicRead)彈出棧(LPP，LogicPop)裝載（入）堆棧(LDSn，LoadStack，n=1~8)四、取非觸點指令和空操作指令

1取反(NOT)3空操作指令五、

正負跳變觸點指令正跳變Off-OnPositiveTransition

負跳變On-OffNegativeTransitionLDI0.0EU=Q0.0LDI0.0ED=Q0.0六、定時器與計數(shù)器指令

（一）、定時器指令分類：通電延時定時器(TON)

斷電延時定時器(TOF)

保持型通電延時定時器(TONR)分辨率:1ms、l0ms和l00ms(也就是最小時間 單位)

1.通電延時定時器(TON)-重點內容LDI2.3TONT37,+4輸入／輸出 操作數(shù) 數(shù)據(jù)類型Txxx

常量(T0~T255) 字，從０開始記時間單位．IN(LAD) 功率流 布爾IN(FBD) I,Q,M,SM,T,C,V,S,L,功率流 布爾PT VW,IW,QW,MW,SW,SMW,LW,AIW,T,C, AC,常量,*VD,*LD,*AC;(最大32767)整數(shù) （可以是－32768,但是當前值>=PT永遠是成立, 延時就沒有意義)。定時器類型分辨率最大值計時器號碼TONR1毫秒32.767秒T0,T64 10毫秒327.67秒T1-T4,T65-T68 100毫秒3276.7秒T5-T31,T69-T95TON、TOF1毫秒32.767秒T32,T96 10毫秒327.67秒T33-T36,T97-T100

100毫秒3276.7秒T37-T63,T101-T255定時器號和分辨率注意:不能把一個定時器號同時用作TOF和TON,例如不能既有TONT32由有TOFT32！2.斷電延時定時器(TOF)。LDI0.0TOFT33,+6;LDT33=Q0.03．保持型通電延時定時器(TONR)(圖3-18)。

LDI2.1TONRT2,+10LDI0.3RT2,14．定時器當前值刷新的方法1)1ms定時器2)10ms定時器3)100ms定時器參考有關書籍的解釋內容,關于這方面的具體情況在實際程序設計中只要通過上機實驗就可以理解了。（二）、計數(shù)器指令1.加計數(shù)器CTU-重點內容。計數(shù)的當前值》=設定值時計數(shù)位被置1,同與TONLDI2.4LDI2.5CTUC4,+4（大于等于4后還計數(shù)直到32768）輸入／輸出 操作數(shù) 數(shù)據(jù)類型Cxxx

常量(C0~C255) 字CU(LAD) 功率流 布爾，加計數(shù)條件CU(FBD) I,Q,M,SM,T,C,V,S,L,功率流 布爾，加計數(shù)條件R(LAD) 功率流 布爾,復位條件R(FBD) I,Q,M,SM,T,C,V,S,L,功率流 布爾PV VW,IW,QW,MW,SMW,LW,AIW,AC,T,C,常量,*VD,*AC, *LD,SW;(最大32767)整數(shù)

2.減計數(shù)器CTD減計數(shù)器:LDI2.4LDI2.5 CTDC4,+43.加減計數(shù)器CTUD。

*七、位移位寄存器指令（非重點內容）

位移位寄存器指令SHRB把輸入的DATA數(shù)值（BOOL型）移入移位寄存器，而該移位寄存器是由S_BIT和N決定的。其中，S_BIT（BOOL型）指定移位寄存器的最低位，N（BYTE行）指定移位寄存器的長度。該指令提供了一種排列和控制產(chǎn)品流或數(shù)據(jù)流的簡單方法。在每個掃描周期，整個移位寄存器移動一位。該指令在實際編程實踐中，用到不是很多，但好多教科書用的多，可以選擇性的教學。指令的應用實例參閱下頁所示。溢出位是SM1.1，每次在EN有效時把I0.3的值移入最低位（N是正值）。N是負值時從最高位移入。``DATA，S_BIT數(shù)據(jù)類型是BOOL型，取值范圍0或多1N數(shù)據(jù)類型是BYTE型，最大長度64

八、梯形圖的設計舉例

經(jīng)驗設計法:在典型電路的基礎上，根據(jù)對控制系統(tǒng)要求，不斷地修改和完善梯形圖。設計所用的時間、設計的質量與設計者的經(jīng)驗有很大的關系，它可以用于較簡單的梯形圖(如手動程序)的設計。（一）梯形圖的基本電路

1.啟動保持和停止電路

2.延時接通/短開電路

3.閃爍電路（圖4-4）。

（二）小車自動往返運動的梯形圖設計九、根據(jù)繼電器電路圖設計梯形圖的方法（一）概述用PLC的外部硬件接線和梯形圖軟件來實現(xiàn)繼電器控制系統(tǒng)的功能。特點：不需要改動控制面板，操作人員不用改變長期形成的操作習慣。（二）基本方法

1)了解和熟悉被控設備的工藝過程和機械的動作情況，根據(jù)繼電器電路圖分析和掌握控制系統(tǒng)的工作原理。

2)確定可編程序控制器的輸入信號和輸出負載，對應的梯形圖中的輸入位和輸出位的地址，畫出可編程序控制器的外部接線圖。

3)確定與繼電器電路圖的中間繼電器、時間繼電器對應的梯形圖中的存儲器位(M)和定時器(T)的地址。

4)根據(jù)上述對應關系畫出梯形圖。

例：是某三速異步電動機起動和自動加速的繼電器控制電路圖，圖4-8、圖4-9、圖4-10。（三）注意事項遵守梯形圖語言中的語法規(guī)定。置中間單元。

3)盡量減少可編程序控制器的輸入信號和輸出信號。4)外部聯(lián)鎖電路的設立。5)在串聯(lián)電路中單個觸點應放在右邊，在并聯(lián)電路中單個觸點應放在下向。

6)外部負載的額定電壓。十、順序控制設計法與順序功能圖（一）順序控制設計法

1．用經(jīng)驗設計法設計梯形圖時，沒有一套同定的方法和步驟可以遵循，具有很大的試探性和隨意性，對于不同的控制系統(tǒng)，沒有一種通用的容易掌握的設計方法。梯形圖往往很難閱讀，系統(tǒng)的維修和改進困難。

2．定義：所謂順序控制，就是按照生產(chǎn)工藝預先規(guī)定的順序，在各個輸入信號的作用F，根據(jù)內部狀態(tài)和時間的順序，在生產(chǎn)過程中各個執(zhí)行機構自動地有秩序地進行操作。

3.順序控制設計法的基本思想：將系統(tǒng)的一個工作周期劃分為若干個順序相連的階段，這些階段稱為步(step)，并用編程元件(M和S)來代表各步。a.步的劃分:根據(jù)輸出量的狀態(tài),在任何一步之內，各輸出量的ON／OFF狀態(tài)不變，但是相鄰兩步輸出量的狀態(tài)是不同的。b.轉換條件:使系統(tǒng)由當前步進入下一步的信號。（二）順序功能圖1．順序功能圖的由來功用：描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能和特性的一種圖形，也是設計可編程序控制器的順序控制程序的有力工具。組成：步、有向連線、轉換、轉換條件、動作2.步

1）表示方法：用矩形方框，方框中可以用數(shù)字，編程元件的地址作為步的編號。圖4-12是某組合機床動力頭的進給運動示意圖和輸入輸出信號時序圖。

2）初始步：與系統(tǒng)的初始狀態(tài)相對應的步稱為初始步，初始步用雙線方框表示。

3）與步對應的動作或命令。

4）活動步：系統(tǒng)正處于某一步所在的階段時．該步處于活動狀態(tài)。3．有向連線與轉換條件

1）有向連線：從上到下或從左至右箭頭不標，反之標出。

2）轉換：用有向連線上與有向連線垂直的短劃線來表示，將相鄰兩步隔開。

3）轉換條件：轉換條件是與轉換相關的邏輯命題，轉換條件可以用文字語言、布爾代數(shù)表達式或圖形符號標注在表示轉換的短線的旁邊。

4．基本結構1）單序列2）選擇序列3）并列序列4）順序功能圖舉例5．轉換實現(xiàn)的基本規(guī)則

1）轉換實現(xiàn)的條件

(1)該轉換所有的前級步都是活動步。

(2)相應的轉換條件得到滿足。

2）轉換實現(xiàn)應完成的操作

(1)使所有由有向連線與相應轉換符號相連的后續(xù)步都變?yōu)榛顒硬健?/p>

(2)使所有由有向連線與相應轉換符號相連的前級步都變?yōu)椴换顒硬健?．注意事項

(1)兩個步絕對不能直接相連必須用一個轉換將它們隔開。

(2)兩個轉換也不能直接相連必須用一個步將它們隔開。

(3)初始步一般對應于系統(tǒng)等待起動的初始狀態(tài)，始步是必不可少。

(4)自動控制系統(tǒng)應能多次重復執(zhí)行同一工藝過程，一般應有由步和有向連線組成的閉環(huán)，即在完成一次工藝過程的全部操作之后，應從最后一步返回初始步，系統(tǒng)停留在初始狀態(tài)(單周期，圖4-12)，在連續(xù)循環(huán)工作方式時，將從最后一步返回下一工作周期開始運行的第一步(圖4-17)。(5)只有當某一步的前級步是活動步時，該步才有可能變成活動步

定義:根據(jù)順序功能圖設計梯形圖的方法。方法:使用起保停電路；以轉換為中心；使用控制繼電器。十一、順序控制繼電器指令

1.鍋爐的鼓風機和引風機梯形圖設計2.輸出電路的設計方法。：

1）某一輸出量僅在某一步中為ON，將它的線圈與對應步的存儲器位（M0.2）的線圈并聯(lián)。

2）某一輸出在幾步中都為ON，將代表各有關步的存儲器位的常開觸點并聯(lián)后，驅動該輸出的線圈。（M0.1～MO.3的常開觸點并聯(lián)驅動Q0.O的線圈）3.梯形圖與順序功能圖的對應關系特點：這種設計方法特別有規(guī)律。在設計復雜的順序功能圖的梯形圖時既容易掌握，又不容易出錯。4.某組合機床的動力頭控制系統(tǒng)梯形圖設計（圖5-8）注意：使用這種編程方法時，不能將輸出位的線圈與置位指令和復位指令并聯(lián)。5、使用SCR指令的順序控制梯形圖設計方法1）順序控制繼電器指令順序控制繼電器s專門用于編制順序控制程序。

裝載順序控制繼電器(LoadSequenceControlRelay)指令LSCRn：表示一個SCR段即順序功能圖中的步的開始。順序控制繼電器結束(sequenceControlRelayEnd)指令SCRE：表示SCR段的結束。順序控制繼電器轉換(sequenceControlRelayTransition)指令SCRTn:表示SCR段之間的轉換，即步的活動狀態(tài)的轉換。

使用SCR時有如下的限制：不能在不同的程序中使用相同的s位；不能在SCR段中使用JMP及LBL指令，即不允許用跳轉的方法跳人或跳出SCR段；不能在SCR段中使用FOR、NEXT和END指令。2）編程方法某小車運動的梯形圖設計。3）具有多種工作方式的系統(tǒng)的順序控制梯形圖設計方法

概述多種工作方式：手動和自動(包括連續(xù)、單周期、單步、自動返回初始狀態(tài)等)手動程序比較簡單，一般用經(jīng)驗法設計，復雜的自動程序一般根據(jù)系統(tǒng)的順序功能圖用順序控制法設計。梯形圖總體結構：選擇手動工作方式時手動開關I2.0為1狀態(tài)，將跳過自動程序，執(zhí)行公用程序和手動程序。選擇自動工作方式時I2.0為O狀態(tài)，將跳過手動程序，執(zhí)行公用程序和自動程序。

例：某機械手用來將工件從A點搬運到B點(圖5-16)，控制面板（圖5-17），外部接線圖（圖5-18）。4）使用起保停電路的編程方法

1公用程序功用：(見圖5-19a)自動程序和手動程序相互切換的處理。2手動程序（圖5-19b）3.自動程序順序功能圖（圖5-20）梯形圖（圖5-21）4.自動回原點程序

第三節(jié)S7-200的功能指令概述為了滿足工業(yè)控制的需要，PLC生產(chǎn)廠家為PLC增添了過程控制，數(shù)據(jù)處理和特殊功能指令，這些指令我們稱為功能指令。類型：傳送、移位及填充指令；算術運算及邏輯運算指令；數(shù)據(jù)轉換指令；高速處理指令；通信指令；PID指令。重點掌握內容：傳送，比較，算術運算及邏輯運算；數(shù)據(jù)轉換；一、數(shù)據(jù)處理指令

SIMATIC數(shù)據(jù)傳送指令1字節(jié)、字、雙字和實數(shù)的傳送將輸人的數(shù)據(jù)(IN)傳送到輸出(OUT)，傳送過程中不改變數(shù)的大小。

2字節(jié)、字、雙字的塊傳送指令將從輸入地址(JN)開始的N個數(shù)據(jù)傳送到輸出地址(OUT)開始的N個單-元，N=l255，N為字節(jié)變量字節(jié)、字、雙字、實數(shù)傳送及實數(shù)加法指令

LD

I0.0

MOVB2,MB0

AENO

MOVW+3000,VW10

AENO

MOVD+300,VD0

AENO

MOVR0.222,MD1

+R

1234.568,MD13字節(jié)交換指令字節(jié)交換SWAP(swapBytes)指令交換輸人字(IN)的高字節(jié)與低字節(jié)。

4宇節(jié)立即讀寫指令字節(jié)立即讀MOV—BIR(MoveByteImmediateRead)指令讀取IN輸入端給出的1個字節(jié)的物理輸入點(IB)，并將結果寫入OUT。

字節(jié)立即寫MOVBIW(MoveByteImmediateWrite)指令將輸入(IN)給出的1字節(jié)數(shù)值寫入OUT端給出的物理輸出點(0B)。兩條指令的IN和OUT都是字節(jié)變量。二、數(shù)學運算指令1、四則運算指令1）加減法指令分為整數(shù)、雙整數(shù)、實數(shù)加減法指令，參閱STEP7-Micro/WIN32的演示程序2）乘除法指令分為整數(shù)、雙整數(shù)、實數(shù)乘除法指令，參閱STEP7-Micro/WIN32的演示程序3）加1與減1指令操作數(shù)可以是字節(jié)、字、雙字，指令它影響特殊存儲器位SM1.0(零),SM1.1(溢出),SM1.2(負)。

整數(shù)加、減、乘、除指令

LD

I0.0

+I

+111,VW0

AENO

-I

+1,VW0

AENO

MOVWVW0,AC0

AENO

*I

+1234,AC0

MOVWAC0,VW2

/I

+234,VW22、數(shù)學功能指令數(shù)學功能指令的操作數(shù)均為實數(shù)1）平方根指令參閱STEP7-Micro/WIN32的演示程序2）自然對數(shù)指令參閱STEP7-Micro/WIN32的演示程序3）自然指數(shù)指令參閱STEP7-Micro/WIN32的演示程序4）其它函數(shù)指令等，需用時查指令手冊。VD0、MD0為實數(shù)，程序如下：LDI0.0SQRTMD0,AC0 ；平方根指令AENOLNMD0,AC1 ；自然對數(shù)指令AENOEXPMD0,AC2 ；自然指數(shù)指令LDI0.0SINVD0,VD4

；函數(shù)指令AENOCOSVD0,VD8AENOTANVD0,AC0三、SIMATIC邏輯運算指令

邏輯運算指令的操作數(shù)均為無符號數(shù)1、邏輯“與”指令操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型可分為字節(jié)、字、雙字2、邏輯“或”運算指令操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型可分為字節(jié)、字、雙字3、邏輯“異或”運算指令操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型可分為字節(jié)、字、雙字4、取反指令操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型可分為字節(jié)、字、雙字以上請參閱STEP7-Micro/WIN32的演示程序四、移位和循環(huán)移位指令移位和循環(huán)移位指令均為無符號數(shù)1、右移位右移N位操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型可分為字節(jié)、字、雙字

2、左移位指令左移N位操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型可分為字節(jié)、字、雙字

3、循環(huán)右移位指令循環(huán)右移N位操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型可分為字節(jié)、字、雙字

4、循環(huán)左移位指令循環(huán)左移N位操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型可分為字節(jié)、字、雙字五、數(shù)據(jù)轉換功能指令1、BCD碼與整數(shù)的轉換BCDI和IBCDBCD碼轉為整數(shù)指令BCDI0~9999轉為整數(shù)整數(shù)轉為BCD碼指令IBCD

輸入的整數(shù)的范圍是0~99992、雙字整數(shù)與實數(shù)的轉換雙字整數(shù)轉換為實數(shù)本DTR

實數(shù)轉換為雙字整數(shù)可分為四舍五入取整ROUND和舍去尾數(shù)取整TRUNC3、雙字整數(shù)與整數(shù)的轉換

4、字節(jié)與整數(shù)轉換5、譯碼與編碼指令譯碼DECO

編碼ENCO6、段碼指令（SEG）7、ASCII碼與十六進制的轉換指令8、補充：數(shù)碼顯示用日本和泉公司DD31數(shù)碼管，它是用8421碼四根數(shù)據(jù)線驅動顯示的，再外加一個鎖定線，可以分時多位傳送。

六、表功能指令1、填表、查表指令2、先進先出、后進先出指令3、存儲器填充指令參閱STEP7-Micro/WIN32的演示程序七、程序控制環(huán)指令1、有條件結束指令END

條件成立時結束主程序。無條件結束指令MEND在主程序結束時加上，STEP7-Micro/WIN32軟件自動在主程序結束時加上MEND。2、暫停指令（STOP）3、監(jiān)控定時器復位指令（WatchdogReset,WDR）4、跳轉與標號指令

跳轉指令JMP(Jump),標號LBL(Label)標號指令用來指示跳轉指令的目的位置。JMP與LBL指令中的操作數(shù)n為常數(shù)0～255。5、循環(huán)指令

FOR指令表示循環(huán)的開始，NEXT指令表示循環(huán)的結束，注意事項：

(1)如果啟動了FOR／NEXT循環(huán)，除非在循環(huán)內部修改了結束值，否則循環(huán)就一直進行，直到循環(huán)結束。

(2)再次啟動循環(huán)時，