第12讲PLC指令系统

第12讲S7 200系列PLC编程元件 基本指令及实训 一 本 主 机数字量I O点 CPU224XP本机模拟量输入输出点 2入1出 每种2种类型 DC DC DC和AC DC 继电器 复习 一 S7 200产品 二 S7 200PLC系统配置 基本配置 仅采用主机 I O地址是固定的扩展配置 采用主机带扩展模块 无CPU扩展单元没有CPU 作为基本单元输入 输出点数的扩充 只能与基本单元连接使用 不能单独使用 的方法扩展系统的配置 采用数字量模块或模拟量模块可扩展系统规模 采用智能模块可扩展系统的控制功能 不略 二 常用扩展模块介绍 1 数字量扩展模块及其对 5V电源的电流消耗 mA EM221DI8 DC24V30EM222DO8 DC24V50EM222DO8 继电器40EM223DI4 DO4 DC24V40EM223DI4 DO4 DC24V 继电器40EM223DI8 DO8 DC24V80EM223DI8 DO8 DC24V 继电器80EM223DI16 DO16 DC24V160EM223DI16 DO16 DC24V 继电器150 模拟量扩展模块 EM231AI4 12位20EM231AI4 热电偶 测温范围大 60EM231AI4 RTD 热电偶 小 60EM232AQ2 12位20EM235AI4 AQ1 12位30 智能模块 EM277PROFIBUS DP150EM253 位置控制模块CP243 1以太网模块等 S7 200PLC系统扩展配置引入问题 1 CPU226主机扩展配置时 应考虑哪些因素 I O是如何编写地址的 2 例如某PLC控制系统 经估算需要数字量输入点20个 数字量输出点10个 模拟量输入通道5个 模拟量输出通道3个 请选择PLC的机型及其扩展模块 要求按空间分布位置对主机及各模块的输入 输出点进行编写地址 并对主机内部大的DC 5V电源的负载能力进行校验 1 主机 CPU226I O 24 16 提供1000mA电流可不用扩展数字量模块2 选一块EM231 4AI耗流 20mA3 选一块EM232 2AQ耗流 20mA4 选一块EM235 4AI 1AQ耗流 30mA 三 扩展配置受几个因素的限制 1 允许主机所带扩展模块的数量2 CPU输入 输出映像区的大小 CPU最大I O寻址能力 3 内部电源的负载能力 扩展配置受几个因素的限制 1 允许主机所带扩展模块的数量CPU221 不允许带扩展模块 CPU222 最多可带2个扩展模块 CPU224 CPU226 CPU226XM 最多可带7个扩展模块 且7个扩展模块中最多只能带2个智能模块 三 扩展配置受几个因素的限制 2 CPU输入 输出映像区的大小 CPU最大I O寻址能力 数字量I O映像区的大小说明 a 最大I O配置不能超过此区域 各类主机提供的数字量I O映像区区域为 128个输入继电器I0 0 I15 7和128个输出继电器Q0 0 Q15 7 模拟量I O映像区的大小 主机提供的模拟量最大I O映像区区域为 CPU222模块 16入 16出CPU224模块 32入 32出CPU226模块 32入 32出CPU226XM模块 32入 32出地址分配 以2个通道 2个字 或4字节 为单位递增 系统配置时各类输入 输出点编址 主机提供的I O地址 固定扩展模块的I O地址 由I O模块类型及其在I O链中的位置决定 外部输入电路断开时 输入点状态指示灯灭 对应的输入映像寄存器数据为0 AIW62 模拟量输入 输出映像寄存器 AI AQ S7 200的模拟量输入电路是将外部输入的模拟量信号转换成1个字长的数字量存入模拟量输入映像寄存器区域 区域标志符为AI AIW 起始字节地址 注意 地址必须使用偶数字节地址 AIW0 AIW62 32路入 AQW0 AQW62 32路入 注意 高位低字节 3 内部电源的负载能力 5V电源的负载能力PLC内部电源单元提供的DC 5V电源为CPU模块和扩展模块 通过总线连接器 的工作电源 各扩展模块消耗DC 5V电源的电流总和不超过CPU模块所向外提供的电流值 S7 200CPU模块所提供的电流 S7 200CPU222为扩展I O提供5V电源的最大电流 CPU222 340mACPU224 660mACPU226 1000mA PLC内部DC 24V电源 又传感器电源 的负载能力 400mACPU模块及各扩展模块 输入 输出 所消耗的总和 400mA 练习 CPU2268IN4IN 4OUT4AI 1AQ4AI 1AQ24 1630mA40mA30mA30mA 1000mA AQW0AQW4 一 S7 200系列PLC内部元器件 PLC的用户存储器分为程序区工作数据区 工作数据区是S7 200CPU提供的存储器的特定区域 回忆 PLC的用户存储器分类 它包含 S7 200可编程控制器的编程元件 输入继电器或输入映像寄存器 I IB0 IB15 输出继电器 Q QB0 QB15 通用辅助继电器或内部标志位存储器 M MB0 MB31 特殊标志继电器 SM SMB0 SMB459 变量存储器 V VB0 VB5119 局部变量存储器 L LB0 LB63 顺序控制继电器 S 有效地址范围 S0 0 S31 7 SB0 SB31 SW0 SW30 SD0 SD28 一 数据区分为以下13类 定时器 T T0 T255 计数器 C C0 C255 模拟量输入映像寄存器 AI AIW0 AIW62 32路入 AQW0 AQW62 32路入11模拟量输出映像寄存器 AQ 12 高速计数器 HC HC0 HC5 13 累加器 AC AC0 AC3 数据区是用户涉及最频繁的区域如S7 200CPU输入 输出的操作过程 回忆 S7 200CPU输入 输出的操作过程 在程序的执行过程中 对于输入或输出的存取通常是通过映像寄存器 而不是实际的输入 输出端子 S7 200CPU执行有关输入输出程序时的操作过程如图5 6所示 返回 数据区存储器的数据如何寻址 寻址方式及格式 1 位寻址 位寻址的格式为 区域标志符 字节号 位号 如I0 0 Q0 0 I1 2 2 字节 字 双字地址格式 字节寻址 字节寻址的格式为 区域标志符 B 字节号 如IB0表示由I0 0 I0 7这8位组成的字节 字寻址 字寻址的格式为 区域标志符 W 起始字节号 且最高有效字节为起始字节 例如VW0表示由VB0和VB1这2字节组成的字 双字寻址 双字寻址的格式为 区域标志符 D 起始字节号 且最高有效字节为起始字节 例如VD0表示由VB0到VB3这4字节组成的双字 3 其他地址格式 数据区还包括T C HC AC等它们是模拟相关的电器元件 数量少 地址格式为 区域标识符和元件号 例 T37 表示寻址的是I区的第三字节的第3位位寻址格式 区域标志符 字节号 位号 高地址 低字节的存储规律 表示寻址的是I区的第三字节地址的数据字节寻址格式 区域标志符 B 字节号 表示寻址的是V区的第二个字节开始的一个字长度的数据字寻址格式 区域标志符 W 起始字节号 且最高有效字节为起始字节 表示寻址的是M区的第0个字节开始的一个双字长度的数据 就是寻址MW0和MW2中的数据双字寻址格式 区域标志符 D 起始字节号 ID2 即16个字节 最多存储128个数字量输入点的状态 输入映像寄存器范围如下图表 I有效地址范围 I0 0 I15 7 或IB0 IB15 IW0 IW14 ID0 ID12 高地址 低字节 的存取规律 VW200的寻址结果为 16 1234 二 元件功能及地址分配 1 输入映像寄存器 输入继电器 1 输入映像寄存器的工作原理输入继电器是PLC用来接收用户设备输入信号的接口 PLC中的 继电器 与继电器控制系统中的继电器有本质的差别 是 软继电器 其实质是存储单元 IB0 IB15 2 输入映像寄存器的地址分配 S7 200输入映像寄存器区域有IB0 IB15共16个字节的存储单元 系统对输入映像寄存器是以字节 8位 为单位进行地址分配的 输入继电器 I 作用 用来接受外部输入的开关量信号 输入端通常外接常开触点或常闭触点 编号 I0 0 I0 7 I1 0 I1 7 I15 0 I15 7 三菱 X000 X007X010 X017以八进制编号 说明 1 输入继电器通常按位寻址 区域标志符 字节号 位号 2 输入继电器只能由输入驱动 不能程序驱动3 可以有无数的常开触点和常闭触点 4 输入信号 ON OFF 至少要维持一个扫描周期 2 输出映像寄存器 输出继电器 1 输出映像寄存器的工作原理 输出继电器 是用来将输出信号传送到负载的接口 每一个 输出继电器 线圈都与相应的PLC输出相连 并有无数对常开和常闭触点供编程时使用 2 输出映像寄存器的地址分配 S7 200输出映像寄存器区域有QB0 QB15共16个字节的存储单元 系统对输出映像寄存器也是以字节 8位 为单位进行地址分配的 QB0 QB15 输出继电器 Q 作用 输出程序运行的结果 驱动执行机构控制外部负载 编号 Q0 0 Q0 7 Q1 0 Q1 7 Q15 0 15 7说明 系统对输出映像寄存器也是以字节 8位 为单位进行地址分配的输入继电器只能程序驱动 不能外部驱动输出模块的硬件继电器只有一个常开触点 梯形图中输出继电器的常开触点和常闭触点可以无限次使用 3 变量存储器V 变量存储器主要用于存储变量 可以存放数据运算的中间运算结果或设置参数 在进行数据处理时 变量存储器会被经常使用 变量存储器可以是位寻址 也可按字节 字 双字为单位寻址 其位存取的编号范围根据CPU的型号有所不同 CPU221 222为V0 0 V2047 7共2KB存储容量 CPU224 226为V0 0 V5119 7共5KB存储容量 VB0 VB5119 4 内部标志位存储器 中间继电器 M 内部标志位存储器 用来保存控制继电器的中间操作状态 其作用相当于继电器控制中的中间继电器 只起到中间变量的暂存作用 内部标志位存储器在PLC中没有输入 输出端与之对应 其线圈的通断状态只能在程序内部用指令驱动 其触点不能直接驱动外部负载 只能在程序内部驱动输出继电器的线圈 再用输出继电器的触点去驱动外部负载 MB0 MB31 以位为单位存放数据 辅助继电器 是用软件实现 是一种内部的状态标志 相当于继电器控制系统中的中间继电器 说明 1 辅助继电器只能程序驱动 不能接收外部信号 也不能驱动外部负载 2 可以有无数的常开触点和常闭触点 5 特殊标志位存储器SM PLC中还有若干特殊标志位存储器 特殊标志位存储器位提供大量的系统信息和特殊控制功能 用来在CPU和用户程序之间交换信息 特殊标志位存储器能以位 字节 字或双字来存取 CPU224的SM的位地址编号范围为SM0 0 SM179 7共180个字节 其中SM0 0 SM29 7的30个字节为只读型区域 SMB0 SMB459 CPU226 6 局部变量存储器L 局部变量存储器L用来存放局部变量 局部变量存储器L和变量存储器V十分相似 主要区别在于全局变量是全局有效 即同一个变量可以被任何程序 主程序 子程序和中断程序 访问 而局部变量只是局部有效 即变量只和特定的程序相关联 LB0 LB63 7 定时器T PLC所提供的定时器作用相当于继电器控制系统中的时间继电器 每个定时器可提供无数对常开和常闭触点供编程使用 其设定时间由程序设置 地址格式 T C AC HC它们是模拟相关电器元件 因数量较少所以其地址格式为 区域标识符和元件号 T0 T255 8 计数器C 计数器用于累计计数输入端接收到的由断开到接通的脉冲个数 计数器可提供无数对常开和常闭触点供编程使用 其设定值由程序赋予 C0 C255 9 高速计数器HC 一般计数器的计数频率受扫描周期的影响 不能太高 而高速计数器可用来累计比CPU的扫描速度更快的事件 高速计数器的当前值是一个双字长 32位 的整数 且为只读值 HC0 HC5 10 累加器AC 累加器是用来暂存数据的寄存器 它可以用来存放运算数据 中间数据和结果 CPU提供了4个32位的累加器 其地址编号为AC0 AC3 累加器的可用长度为32位 可采用字节 字 双字的存取方式 按字节 字只能存取累加器的低8位或低16位 双字可以存取累加器全部的32位 AC0