中国石油大学机电系统计算机控制ppt课件

第八章机械系统中的PLC控制,主要内容：,1、PLC的基本组成、主要功能、性能特点及分类2、PLC的基本结构和工作原理3、编程语言4、西门子S7-200PLC5、PLC应用控制实例,早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。,可编程序控制器:（ProgrammableController）是以微处理器为核心的数字式电子电气自动控制装置，是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的一种工业控制专用计算机。,这种新型的工业控制装置以其简单易懂、操作方便、可靠性高、体积小、寿命长等一系列优点迅速的在各工业领域广泛使用。,目前，世界上较著名的PLC生产厂家有：美国AB,通用电气；日本：三菱电机、松下、OMRON；德国：西门子公司等。,PLC的具体结构虽然多种多样，但其体系结构基本相同，即均以微处理器为核心，并辅以外围电路和I/O单元等硬件所组成。,中国：仿制或进口生产线，上海、南京等。,8.1可编程序控制器的基本结构,PLC最初应用于继电器控制、逻辑控制，随着科技的发展，特别是需求的变化，目前PLC已经具有了大型控制系统的全部功能，包括AI、AO、DI、DO、定时计数、远程通信等功能。,一、PLC的基本组成：CPU、存储器、I/O接口、辅助模块组成。,可编程序控制器基本结构,对于整体式结构PLC，所有部件都封装在同一机箱内；对于组合式结构PLC，各功能部件独立封装，通过主线相互连接，安装在机架的卡槽内。,1、CPU：中央处理单元(CPU)是PLC的控制核心。接收并存储用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。用于按预先编制的程序执行相应指令，监控系统运行状态。,为了进一步提高PLC的可靠性，近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。,2、存储器：可编程序控制器的存储器分为系统程序存储器和用户存储器。存放系统软件（包括监控程序、模块化应用功能子程序、命令解释程序、故障诊断程序及其各种管理程序）的存储器称为系统程序存储器；存放用户程序和数据的存储器称为用户存储器，所以又分为用户程序存储器和数据存储器两部分。,PLC常用的存储器类型,1）RAM（RandomAssessMemory）这是一种读/写存储器(随机存储器)，其存取速度最快，由锂电池支持。,2）EPROM（ErasableProgrammableReadOnlyMemory）这是一种可擦除的只读存储器。在断电情况下，存储器内的所有内容保持不变(在紫外线连续照射下可擦除存储器内容)。,3）EEPROM(ElectricalErasableProgrammableReadOnlyMemory)这是一种电可擦除的只读存储器。使用编程器就能很容易地对其所存储的内容进行修改。,不同型号的PLC配的存储器的类型有所不同。,PLC存储空间的分配,存储空间一般包括以下三个区域：,1）系统程序存储区,在系统程序存储区中存放着相当于计算机操作系统的系统程序，包括监控程序、管理程序、命令解释程序、功能子程序、系统诊断子程序等，由制造厂商将其固化在EPROM中，用户不能直接存取，它和硬件一起决定了该PLC的性能。,2）系统RAM存储区,系统RAM存储区包括I/O映象寄存区以及各类软元件，如：逻辑线圈、数据寄存器、计时器、计数器、变址寄存器、累加器等存储器。,I/O映象寄存区,由于PLC投入运行后，只是在输入采样阶段才依次读入各输入状态和数据，在输出刷新阶段才将输出的状态和数据送至相应的外设。,PLC需要一定数量的存储单元(RAM)以存放I/O的状态和数据，这些单元称作I/O映象寄存区。整个I/O映象寄存区可看作两个部分组成：开关量I/O映象寄存区；模拟量I/O映象寄存区。,系统软元件存储区,除了I/O映象寄存区以外，系统RAM存储区还包括PLC内部各类软元件（逻辑线圈、计时器、计数器、数据寄存器和累加器等）的存储区。,该存储区又分为具有失电保持的存储区域和失电不保持的存储区域，前者在PLC断电时，由内部的锂电池供电，数据不会丢失；后者当PLC断电时，数据被清零。,3）用户存储区用户存储区存放用户编制的用户程序和用户数据，不同类型的PLC，其存储容量各不相同。,3、I/O接口：与外部交换信息，进行相应的控制。其驱动能力强(电压、电流)、形式多样(触点、可控硅、晶体管)、抗干扰功能强大。,1)、输入接口电路,输入信号有开关量、模拟量、数字量三种，相应接口电路包括开关量接口电路、模拟量模拟量和数字量。,可编程序控制器优点之一是抗干扰能力强，这也是其I/O设计的优点之处，经过电气隔离后，信号才送入CPU执行的,防止现场的强电干扰进入。,2输出接口电路,可编程序控制器的输出包括继电器输出(M)、晶体管输出(T)、晶闸管输出(SSR)三种输出形式。,输出接口电路的主要技术参数,1）响应时间响应时间是指PLC从ON状态转变成OFF状态或从OFF状态转变成ON状态所需要的时间。,2）输出电流继电器输出型具有较大的输出电流，晶体管和晶闸管输出电流比较小。,3）开路漏电流开路漏电流是指输出处于OFF状态时，输出回路中的电流。继电器输出型输出接点OFF是无漏电流；晶体管输出型漏电流在0.1mA以下；晶闸管有较大漏电流，主要由内部RC电路引起，需在设计系统时注意。,4）输出公共端（COM）公共端与输出各组之间形成回路，从而驱动负载。,四、电源,PLC的电源包括系统电源和后备电池。PLC一般使用220V交流电源，电源模块的作用就是将外部输入的交流电经过整流、滤波、稳压电路转换成PLC的CPU、存储器、I/O接口等内部电路所需要的直流电源。PLC大多使用开关型稳压电源，其稳压性能好，抗干扰能力强，并可为用户提供24V电源，作为输入传感器或输出负载的电源。,一般小型PLC的电源输出分为两部分：一部分供PLC内部电路工作；一部分向外提供给现场传感器等的工作电源。因此PLC对电源的基本要求：（1）能有效地控制、消除电网电源带来的各种干扰；（2）电源发生故障不会导致其它部分产生故障；（3）允许较宽的输入电压范围；（4）电源本身的功耗低，发热量小；（5）内部电源与外部电源完全隔离；（6）有较强的自保护功能。,五、编程器,编程器是人-机对话的工具，用来输入、修改和调试用户程序、监控PLC的运行情况、调整内部寄存器的参数等。,许多PLC都可以利用一条通信电缆与计算机的串行口相连，配以厂家提供的编程软件，进行用户程序的输入和调试。,六、其他接口电路,1)I/O扩展接口用于扩展PLC的输入和输出点数，需要时，它可将主机与I/O扩展单元连接起来；,2)智能I/O接口这种接口具有独立的微处理器和控制软件，用于适应和满足复杂控制功能的要求如：位置闭环控制模块；PID调节器的闭环控制模块。,3)通信接口。用于PLC与计算机、打印机等外部设备相连；也可以构成集散型控制系统或局域网。,4)AD、DA接口。由于CPU只能处理数字信号，当输入输出信号为模拟量时，则需要AD、DA接口来进行信号转换。,七、PLC外部设备,外部设备包括编程器、打印机、外存储器(磁带或磁盘)、EPROM写入器等。,8.2PLC的工作原理,PLC是采用循环扫描的工作方式，CPU从程序段的第一句顺序读取、顺序执行。直至最后一句。,对每个程序，CPU从第一条指令开始执行，按指令步序号做周期性的程序循环扫描，从第一条指令开始逐条执行用户程序，直至遇到结束符后又返回第一条指令，如此周而复始不断循环，每一个循环称为一个扫描周期。,一、PLC在一个周期的工作过程：输入采样阶段、程序运行阶段、输出刷新阶段。,扫描周期的长短主要取决于以下几个因素：一是CPU执行指令的速度；二是执行每条指令占用的时间；三是程序中指令条数的多少。,1输入采样阶段,在输入采样阶段，CPU扫描全部输入端口，读取其状态并写入输入状态寄存器。,完成输入端刷新工作后，将关闭输入端口，转入程序执行阶段。在程序执行期间即使输入端状态发生变化，输入状态寄存器的内容也不会改变，而这些变化必须等到下一工作周期的输入采样阶段才能被读入。,2程序执行阶段,在程序执行阶段，根据用户输入的控制程序，从第一条开始逐步执行，并将相应的逻辑运算结果存入对应的内部辅助寄存器和输出状态寄存器。当最后一条控制程序执行完毕后，即转入输入刷新阶段。,在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化。,3输出刷新阶段,当所有指令执行完毕后，将输出状态寄存器中的内容，依次送到输出锁存电路（输出映像寄存器），并通过一定输出方式输出，驱动外部相应执行元件工作，这才形成PLC的实际输出。,由此可见，输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段构成PLC一个工作周期，由此循环往复，因此称为循环扫描工作方式。,输入刷新阶段和输出刷新阶段统称为I/O刷新阶段。,除了执行程序和I/O刷新外，PLC还要进行各种错误检测（自诊断功能）并与编程工具通讯，这些操作统称为“监视服务”，一般在程序执行之后进行。,PLC的扫描工作过程,扫描周期的长短主要取决于程序的长短。扫描周期越长，响应速度越慢。由于每个扫描周期只进行一次I/O刷新，即每一个扫描周期PLC只对输入、输出状态寄存器更新一次，所以系统存在输入输出滞后现象，这在一定程度上降低了系统的响应速度。,但是由于其对I/O的变化每个周期只输出刷新一次，并且只对有变化的进行刷新，这对一般的开关量控制系统来说是完全允许的，不但不会造成影响，还会提高抗干扰能力。,在快速响应系统中就会造成响应滞后现象，这时PLC都会采取高速模块。,几个重要概念,扫描周期中断：,当中断事件发生时，CPU以异步扫描方式、根据中断优先级来处理中断。,输入和输出映像区,输入和输出映像区是在PLC的RAM工作区中将一特定区域的存储单元作为输入映像寄存器和输出映像寄存器的存储区。,输入映像区存储着对应位输入“继电器”的通断状态，高电平“1”为通，低电平”0”为断。此处“继电器”是指由系统软件程序赋予其具有继电器功能的“软继电器”，而非真正的物理继电器，每位输入映像寄存器也对应着PLC每个实际输入端的通断状态。输入映像寄存器的内容只能被PLC中的CPU读出，而不能被改写。,输出映像区存储着对应位输出“寄存器”的状态；在执行用户程序时，输出映像寄存器既可被PLC的CPU读取，也可以被CPU改写。,在程序执行过程中，对于输入或输出点状态的存取通常是通道映像寄存器，而不是实际的输入输出(I/O)点，这主要有三个原因：,1)在同步扫描周期的开始采样所有输入，而在扫描周期的执行阶段就有了固定的输入。而当程序执行完后更新输出映像寄存器，这样可使系统更加稳定。,2)用户程序存取映像寄存器要比I/O点快得多，因此执行程序更加快捷。,3)I/O点必须按位来存取，而映像寄存器可按字节、字或双字来存取，因此更具有灵活性。,立即I/O,立即I/O指令允许对实际输入输出点直接存取。,执行立即I/O指令对输入和输出映像寄存器的影响是不同的。当使用立即I/O指令采集输入点的值时，输入映像寄存器的值尚未更新，而使用立即I/O指令来存取输出点的同时，相应的输出映像寄存器被更新了。,8.3可编程控制器的编程语言,一、梯形图（LADLAddingDiagram）,梯形图语言表达式是在原电器控制系统中常用的接触器、继电器梯形图基础上演变而来的，它与电器操作原理图相呼应，形象、直观、实用，是PLC的主要编辑语言。,梯形图：最基本单元是编程元素，数个编程元素构成支路，几条支路又组成梯级，多个梯级形成网络状的梯形图。,梯形图基于寄存器梯形逻辑电气图。在梯形图中，有一个提供能量的左母线。触点闭合可以使能量流过该器件到达下一个器件，触点打开将阻止能量流通过。任何可以连到左母线或触点的梯形组件都有输入、输出能量流。,程序一次执行一个段，从左至右，从上至下：当CPU执行到程序结尾，又回到程序开始处从上到下重新执行程序。,每一条指令都规定了相应的输入和输出操作数的范围以及数据类型。,指令分类：,位操作指令：包括逻辑控制指令、定时/计数器指令和比较指令。,运算类指令：包括四则运算、逻辑运算、数学函数指令。,数据处理指令：包括送出、位移、字节交换和填充指令。,高级指令：包括时钟指令、中断指令、高速计数器指令、PID指令等。,表功能指令：包括对表的存取和查找指令。,转换指令：包括数据类型转换、编码、译码等。,程序控制指令：包括空操作指令、结束及暂停指令等。,基本指令,（1）装载指令LD，LDN,LD指令总是从母线（包括在分支点引出的母线）引出一个常开触点。LDN指令总是从母线引出一个常闭触点。,（2）触点串联指令A，AN,（3）触点并联指令O，ON,A，AN应用于单个触点的串联，可以连续使用。,O，ON应用于单个触点的并联，紧接在LD、LDN之后使用，可以连续使用。,（4）触点输出指令=（OUT）,输出指令不能用于输入继电器;可以连续使用，构成并联输出;输出指令的操作数一般不能重复使用；如在程序中不要多次出现：“=Q0.0”;,（5）置位、复位指令,（6）边沿触发指令EU、ED,（7）逻辑取反指令,（8）逻辑入栈指令（LPS）,（9）逻辑出栈指令（LPP）,梯形逻辑LAD及其编辑器具有以下特点：(1)梯形逻辑易于初学者使用。(2)图形表示易于理解，而且全世界通用。(3)LAD编辑器能够使用SIMATIC和IEC1131-3指令集（1993年国际电工委员会(IEC)制定了IEC1131PLC的标准）。(4)可以使用语句表(STL)编辑器显示所有用SIMATICLAD编辑器编写的程序。,二、语句表（STLStatementList）,语句表是由不同的指令所构成的语句组成的，其中的指令则由操作码和操作数组成，其中操作码指出了指令的功能，操作数指出了指令所用的元件或数据。,三、功能块图(FBDFunctionBlockDiagram),功能块图使用类似于布尔代数的图形逻辑符号来表示控制逻辑，一些复杂的功能用指令框表示，适合于有数字电路基础的编程人员使用。功能块图用类似于与门、或门的框图来表示逻辑运算关系，方框的左侧为逻辑运算的输入变量，右侧为输出变量，输入、输出端的小圆圈表示“非”运算，方框用“导线”连在一起，信号自左向右。,选择FBD编辑器时主要应考虑：(1)图形逻辑门表示格式有利于程序流的跟踪。(2)FBD编辑器可以使用SIMATIC和IEC1131-3指令集。(3)可以使用STL编辑器显示所有SIMATICFBD编辑器编辑的程序。,四、顺序功能图（SFCSeauentialFuctionChart）,用来编程顺序控制的程序，编写时，工艺过程被划分为若干个顺序出现的步，每步中包括控制输出的动作，从一步到另一步的转换由转换条件来控制，特别适合于生产制造过程。西门子STEP7中的该编程语言是S7Graph,五、结构化文本（STStructuredText）,结构化文本（ST）是为IEC611313标准创建的一种专用的高级编程语言。与梯形图相比，它实现复杂的数学运算，编写的程序非常简洁和紧凑。,STEP7的S7SCL结构化控制语言，编程结构和C语言、Pascal语言相似，特别适合于习惯于使用高级语言编程的人使用。,8.4S7-200系统概述,一、系统功能概述,S7-200PLC系统是紧凑型可编程序控制器。系统的硬件构架由构成系统的CPU模块和丰富的扩展模块组成，它可满足各种设备的自动化控制需求。,1硬件,2.工业软件,3.主机外形,CPU22X系列PLC主机（CPU模块）,4.S7-200其它功能：,(1)功能强大的指令集包括位逻辑指令、计数器、定时器、复杂数学运算指令、PID指令、字符串指令、时钟指令、通讯指令，以及和智能模块配合的专用指令等。,(2)丰富强大的通讯功能S7-200提供了近10种通讯方式以满足不同的应用需求，从简单的S7-200之间的通讯到S7-200通过Profibus-DP网络通讯，甚至到S7-200通过以太网通讯。可以说，S7-200的通讯功能已经远远超出了小型PLC的整体通讯水平。,(3)编程软件的易用性Step7-Micro/WIN32编程软件为用户提供了开发编辑和监控的良好编程环境。全中文的界面、中文的在线帮助信息、Windows的界面风格以及丰富的编程向导，能使用户快速进入状态。,二、S7-200CPU和扩展模块,1.S7-200CPUS7-200CPU将一个微处理器、一个集成的电源盒、若干数字量I/O点集成在一个紧凑的封装中，组成一个功能强大的PLC。,对于每个型号，西门子提供DC(24V)和AC(120-220V)两种电源供电的CPU类型。如CPU224DC/DC/DC和CPU224AC/DC/Relay。(1)DC/DC/DC：说明CPU是直流供电，直流数字量输入，数字量输出点是晶体管直流电路的类型。(2)AC/DC/Relay：说明CPU是交流供电，直流数字量输入，数字量输出点是继电器触点的类型。,S7-200CPU外插卡(1)MC291：存储器卡，提供EEPROM存储单元。在CPU上插入存储器卡后，可使用编程软件Step-Micro/WIN32将CPU中的存储内容(系统块、程序块和数据块等)复制到卡中；把存储卡插到其他CPU上，通电时存储卡的内容会自动复制到CPU中。(2)CC292：日期/时钟电池卡。用于CPU221和CPU222两种不具备内部实时时钟的CPU，以提供日期/时钟功能，同时提供内存后备电池。(3)BC293：电池卡。为所有类型的CPU提供数据保持的后备电池。电池在超级电容放电完毕后起作用。,2.扩展模块,1）数字量I/O模块,EM221：数字量输入扩展模块1)、8点24VDC输入；2)、8点AC120/230V输入；3)、16点24VDC输入,EM222：数字量输出扩展模块1)、8点24VDC(晶体管)输出；2)、8点AC120/230VDC输出；3)、4点24VDC输出,每点5A；4)、4点继电器输出,每点10A,EM223：数字量输入/输出扩展模块1)、4点24VDC输入/4VDC输出；2)、4点24VDC输入/4V继电器输出；3)、8点24VDC输入/8VDC输出；4)、8点24VDC输入/8V继电器输出；5)、16点24VDC输入/16VDC输出；6)、16点24VDC输入/16V继电器输出；,2）模拟量I/O模块,EM231：模拟量输入模块，4通道电流/电压输入；EM232：模拟量输出模块，2通道电流/电压输出；EM235：模拟量输入/输出模块，4通道电流/电压输入、1通道电流/电压输出。,温度测量扩展模块温度测量模块是模拟量模块的特殊形式。EM231TC：热电偶输入模块，4输入通道；EM231RTD：热电偶输入模块，2输入通道,3）通讯模块,EM277：Profibus-DP从站通讯模块，同时也支持MPI从站通讯；EM241：调制解调器(Modem)通讯模块；CP243-1：工业以太网通讯模块；CP243-1IT：工业以太网通讯模块，同时提供Web/E-mail等IT应用。,4）特殊功能模块S7-200还提供了一些特殊模块，用以完成特定的任务。EM253：定位控制模块。它能产生脉冲串，用于步进电机和伺服电机的速度和位置的开环控制。,3、电源模块,所有的S7-200CPU都有内部电源，为CPU自身、扩展模块和其他用电设备提供5V、24V直流电源。,扩展模块通过与CPU连接的总线连接电缆取得5V直流电源(5VDC)。,CPU还向外提供一个24VDC电源，从电源输出点(L+,M)引出。此电源可为CPU和扩展模块上的I/O点供电，也为一些特殊或智能模块提供电源。,不同规格的CPU提供5VDC和24VDC电源的容量不同。每个实际应用项目都要就电源容量进行规划计算。,4、最大I/O配置,S7-200按照I/O的类型为其分配不同的地址，包括AI、AO、DI、DO。,每一类I/O分别排列地址。从CPU开始算起，I/O点从左到右按由小到大的规律排列。扩展模块的类型和位置一旦确定，则它的I/O点地址也随之决定。,CPU的最大I/O，实际上取决于它们所能带的扩展模块数目。,5、S7-200的数据存储区与数据保持,数据存储区分为两类：易失性的RAM存储区，以及永久保存的EEPROM存储区。,S7-200中的V数据存储区、M存储区都属于易失性数据存储区。要保存T(定时器)和C(计数器)数据，也需要提供电源。,S7-200CPU提供了EEPROM存储器EEPROM不需要另外的供电就能永久保存数据。,RAM存储区需要为其提供电源方能保持其中的数据不丢失。,1)、CPU中内置超级电容，在不太长的断电期间内保持数据和时钟提供电源，不需要附件，断电后,CPU221和CPU222的超级电容可提供约50h的数据保持，CPU224、CPU226、CPU226XM可保持数据约190h。,2)、CPU上附加电池卡，与内置超级电容配合，长期为时钟和数据保持提供电源。CPU断电后，首先依靠内置的超级电容为数据提供电源。超级电容放电完毕后，电池才起作用。完全靠电池为CPU提供数据备份电源时，电池寿命约200天。,3)、使用数据块，永久保存不需要更改的数据。由于数据块在S7-200项目下载到CPU中，直接存储到EEPROM中，所以数据内容永远不会丢失。,4)、编程时设置系统块，可在CPU断电时自动永久保存至多14个字节的数据。,5)、在用户程序中编程，根据需要永久保存数据。,6、通讯和网络功能,1）.PPI网络通讯,查询模式：PPI是一种主-从协议：主站设备发送请求到从站设备，从站设备响应。,2）.Profibus-DP网络通讯,在S7-200系列的CPU中，CPU222、CPU224、CPU226、CPU226XM都可以通过EM277Profibus-DP扩展模块支持Profibus-DP网络协议。,3）.自由口通讯,自由口模式的数据字节格式总是有一个起始位、一个停止位，您可以选择7位或者8位数据，也可以选择是否有校验位，以及是奇校验还是偶校验。,4）.USS和ModbusRTU从站指令库,5）.网络通讯硬件,6）.以太网通讯,7）.Modem远程通讯,8.5S7-200常用功能,一、S7-200寻址,1.S7-200CPU的工作模式,S7-200有两种操作模式：停止模式和运行模式。在停止模式下，S7-200不执行程序，可以下载程序、数据和CPU系统设置。在运行模式下，S7-200运行程序。,2.S7-200寻址,S7-200CPU将信息存储在不同的存储器单元，每个单元都有唯一的地址。,S7-200CPU使用数据地址访问所有数据，称为寻址。,1）、数据长度和数据范围,S7-200寻址时，可以使用不同的数据长度。,2）、寻址方式,在S7-200系统中，可以按位、字节、字和双字对存储单元寻址。,输入映象寄存器：I,在每次扫描周期的开始，CPU对物理输入进行采样，并将采样值写入输入映象寄存器中。可以按位、字节、字或双字来存取输人映象寄存器中的数据。位：I字节地址.位地址I0.1字节、字或双字：I长度起始字节地址IB4、IW1、ID0,在每次扫描周期的结尾，CPU将输出映象寄存器中的数值复制到物理输出点上。可以按位、字节、字或双字来存取输出映象寄存器中的数据。位：Q字节地址位地址Q11字节、字或双字：Q长度起始字节地址QB5QW1QD0,输出映象寄存器：Q,变量存储区：V,可以用V存储区存储程序执行过程中控制逻辑操作的中间结果，也可以用它来保存与工序或任务相关的其他数据。可以按位、字节、字或双字来存取V存储区中的数据。,位：V字节地址位地址V102字节、字或双字：V长度起始字节地址VB100VW200VD300,位存储区：M,可以用位存储区作为控制继电器来存储中间操作状态和控制信息。可以按位、字节、字或双字来存取位存储区中的数据。位：M字节地址位地址M267字节、字或双字：M长度起始字节地址MB0MW13MD20,定时器存储区：T,S7-200CPU中，定时器可用于时间累计。定时器寻址有两种形式：当前值：16位有符号整数，存储定时器所累计的时间。定时器位：按照当前值和预置值的比较结果置位或者复位。两种寻址使用同样的格式，用定时器地址（T+定时器号，如T33）来存取这两种形式的定时器数据。究竟使用哪种形式取决于所使用的指令。,计数器存储区：C,在S7-200CPU中，计数器可以用于累计其输人端脉冲电平由低到高的次数。计数器有两种寻址形式：当前值：16位有符号整数，存储累计值。计数器位：按照当前值和预置值的比较结果来置位或者复位。可以用计数器地址（C+计数器号，如C0）来存取这两种形式的计数器数据。究竟使用哪种形式取决于所使用的指令。,高速计数器：HC,高速计数器对高速事件计数，它独立于CPU的扫描周期。高速计数器有一个32位的有符号整数计数值（或当前值）。若要存取高速计数器中的值，则应给出高速计数器的地址，即存储器类型（HC）加上计数器号（如HC0）。高速计数器的当前值是只读数据，可作为双字（32位）来寻址。格式：HC高速计数器号HC1,累加器：AC,累加器是可以像存储器一样使用的读写存储区。,特殊存储区：SM,模拟量输入：AI,S7-200将模拟量值（如温度或电压）转换成1个字长的数据。可以用区域标识符（AI）+数据长度（W）及字节的起始地址来存取这些值。,模拟值输入为1个字长，且从偶数位字节（如0，2，4）开始，所以必须用偶数字节地址（如AIW0，AIW2，AIW4）来存取这些值,模拟量输入值为只读.,模拟量输出：AQ,S7-200把一个字长（16位）数字按比例转换为电流或电压。可以用区域标识符（AQ）+数据长度（W）及字节的起始地址来改变这些值。,3.S7-200的集成I/O和扩展I/O,CPU提供的集成I/O具有固定的I/O地址。可以将扩展模块连接到CPU的右侧来增加I/O点，形成I/O链。对于同种类别的输入输出模块而言，模块的I/O地址取决于I/O类型和模块在I/O链中的位置。,二、基本指令,1位逻辑指令,位逻辑运算的基本关系式“与”A、“或”O、取反NOT、正跳变P、负跳变N；,2传送指令,数据传送指令在不改变原值的情况下，将IN（输入端）的值传送到OUT（输出端）。,3比较指令,比较指令用来比较两个数值，结果反映了比较表达式是否成立。字节比较是无符号操作；整数、双字和实数比较是有符号的。,三、定时器和计数器,1.定时器,S7-200CPU提供了256个定时器。定时器分为三种类型：TON（接通延时定时器）：输人端通电后，定时器延时接通。TONR（有记忆接通延时定时器）：输人端通电时定时器计时，断开时计时停止；除非复位端接通，计时值累计。TOF（断开延时定时器）：输入端通电时输出端接通，输人端断开时定时器延时关断。,使用定时器可以完成定时控制功能。,2.计数器,S7-200CPU提供了256个计数器。计数器分为三种类型：CTU：增计数器；CTD：减计数器；CTUD：增/减计数器。使用计数器可以完成计数控制功能。,3.系统时钟,S7-200CPU提供时钟指令对CPU的系统时钟进行操作：READ_RTC：读系统时钟；SET_RTC：写系统时钟。EN：使能输入端，执行指令；T：以T开始的8个字节的时钟缓冲区。,8.6S7-200指令系统与编程,可编程序控制器是按照用户的控制要求编写程序来进行控制的。程序的编写就是用一定的编程语言把一个控制任务描述出来。PLC编程语言中，程序的表达方式有几种：梯形图、指令语句表、逻辑功能图、顺序功能表和结构化文本，但最常用的语言是梯形图语言和指令语句表。,1.基本位逻辑指令,位逻辑指令的运算结果用两个二进制数字1和0来表示。可以对布尔操作数（BOOL）的信号状态扫描并完成逻辑操作。逻辑操作结果称为RLO(ResultofLogicOperation)。,1）语句表STL表示的基本位逻辑指令LDLoad装入AAnd逻辑“与”ANAndNot逻辑“与非”OOr逻辑“或”ONOrNot逻辑“或非”XExclusiveOr逻辑“异或”XNExclusiveOrNot逻辑“异或非”=Assign赋值指令NOTNegateRLORLO取反SETSetRLO(=1)RLO=1CLRClearRLO(=0)RLO=0SAVESaveRLOinBRRegister,2）梯形图LAD表示的基本位逻辑指令-|-NormallyOpenContact(Address)常开触点-|/|-NormallyClosedContact(Address)常闭触点-(SAVE)SaveRLOintoBRMemory将RLO的状态保存到BRXORBitExclusiveOR逻辑“异或”-()OutputCoil输出线圈-(#)-MidlineOutput中间标志输出-|NOT|-InvertPowerFlowRLO取反,3）功能图FBD表示的位逻辑指令,逻辑“与”,逻辑“或”,RLO取反,赋值指令,梯形图（LAD）语言,功能图（FBD）,语句表（STL）,LDI0.0AI0.1=Q0.0,与指令,梯形图（LAD）语言,功能图（FBD）,语句表（STL）,LDI0.0OI0.1=Q0.0,或指令,LDI0.0XI0.2=Q0.0,异或指令,LDI1.0AI1.1NOTA(AI1.2AI1.3NOTOI1.4)=Q4.0,取反指令,4）中间输出符号,中间输出指令用于存储RLO的中间值，该值是中间输出指令前的位逻辑操作结果。中间输出指令不能用于结束一个逻辑串，因此，中间输出指令不能放在逻辑串的结尾或分支的结尾处。,2.置位/复位指令,置位/复位指令根据RLO的值，来决定被寻址位的信号状态是否需要改变。若RLO的值为1，被寻址位的信号状态被置1或清0；若RLO是0，则被寻址位的信号保持原状态不变。,1）语句表STL表示的置位/复位指令Sbit,NReset复位指令Rbit,NSet置位指令bit:开始位；N：位的数量,2）梯形图LAD表示的置位/复位指令,3）功能图FBD表示的置位/复位指令,置位指令,复位指令,3、定时器指令,指令格式（时基、编号等）预置值PT使能IN复位3种定时器不同当前值Txxx定时器状态（位）可由触点显示,定时器六要素：,定时时间=时基预置值PT。,1）.类型、编号及分辨率,类型,接通延时定时器（TON），用于单一间隔的定时；记忆接通延时定时器（TONR），用于累计许多时间间隔；断开延时定时器（TOF），用于关断或者故障事件后的延时。,编号及分辨率,定时器的分辨率（时基）决定了每个时间间隔的时间长短。定时器有三种分辨率：1ms、10ms和100ms。,定时器使用一个字长的有符号整数对时基计数，最大值为32767。由于定时器的计时间隔与程序的扫描周期并不同步，定时器可能在其时基（1ms、10ms、100ms）内任何时间启动，所以，未避免计时时间丢失，确保时间间隔的最小值，预置值必须比它大1。,2）.定时器符