PLC基本组成和工作原理

1、第02章 PLC基本组成和工作原理 第二章 2.1可编程序控制器的硬件系统可编程序控制器的硬件系统 2.2可编程序控制器的软件系统可编程序控制器的软件系统 2.3可编程序控制器的工作原理可编程序控制器的工作原理 2.4PLC模块模块 2.5PLC的存储区的存储区 2.6PLC的数据类型与寻址方式的数据类型与寻址方式 第02章 PLC基本组成和工作原理 PLC的基本组成的基本组成 编程器或其他编程设备编程器或其他编程设备 SB SQ SA HL YV KM 微处理器微处理器 存储器存储器 输输 入入 单单 元元 输输 出出 单单 元元 电源电源 第02章 PLC基本组成和工作原理 1.中央处理单

2、元（中央处理单元（CPU）：）： (1)从程序存储器读取程序指令，编译、执行指令从程序存储器读取程序指令，编译、执行指令 (2)将各种输入信号取入将各种输入信号取入 (3) 把运算结果送到输出端把运算结果送到输出端 (4) 响应各种外部设备的请求响应各种外部设备的请求 第02章 PLC基本组成和工作原理 1.中央处理单元（中央处理单元（CPU）：）： （1）通用处理器：8086、80286、80386 （2）单片机芯片：8031、8096 （3）位片式微处理器：AMD-2900 小型PLC多采用8位微处理器或单片机作为CPU 中型PLC多采用16位微处理器或单片机作为CPU 大型PLC多采用高

3、速位片式微处理器 第02章 PLC基本组成和工作原理 RAM：存储各种暂存数据、中间结果、用户正调存储各种暂存数据、中间结果、用户正调 试的程序。试的程序。 ROM：存放监控程序和用户已调试好的程序。存放监控程序和用户已调试好的程序。 2. 存储器存储器 FeatureCPU222CPU224CPU224XPCPU226 User program size with run mode edit without run mode edit 4096 bytes 4096 bytes 8192 bytes 12288 bytes 16384 bytes 24576 bytes 16384 byte

4、s 24576 bytes User data2048 bytes8192 bytes10240 bytes10240 bytes 第02章 PLC基本组成和工作原理 采用光电隔离，实现了采用光电隔离，实现了PLC的内部电路与外部电路的电气的内部电路与外部电路的电气 隔离，减小了电磁干扰。隔离，减小了电磁干扰。 输出接口作用输出接口作用：将主机向外输出的信号转换成可以驱动外：将主机向外输出的信号转换成可以驱动外 部执行电路的信号，以便控制接触器线圈等电器通断部执行电路的信号，以便控制接触器线圈等电器通断 电；另外输出电路也使计算机与外部强电隔离。电；另外输出电路也使计算机与外部强电隔离。 输出

5、三种形式：继电器输出三种形式：继电器 - 低速大功率低速大功率 可控硅可控硅 - 高速大功率高速大功率 晶体管晶体管 - 高速小功率高速小功率 输入接口作用输入接口作用：将按钮、行程开关或传感器等产生的信号，：将按钮、行程开关或传感器等产生的信号， 转换成数字信号送入主机。转换成数字信号送入主机。 3. 输入、输出接口输入、输出接口 第02章 PLC基本组成和工作原理 （1）直流输入接口电路：采用）直流输入接口电路：采用光电耦合器，防止强电干扰。光电耦合器，防止强电干扰。 COM光电三极管光电三极管 发光二极管发光二极管 直流电源直流电源 输入端子输入端子 + PLC Xn + 24V 发光二

6、极管发光二极管 第02章 PLC基本组成和工作原理 1）外部接线图： ON 0N 4N N L1 N L1 .0 1N 1N .1 2N 2N .2 3N 3N .3 .4 5N 5N .5 6N 6N .6 7N 7N .7 有8个分隔式数字 量输入端子，每个 输入点都占用二个 接线端子。 它们各自使用它们各自使用1个独立的交流电源（由用户提供）。这个独立的交流电源（由用户提供）。这 些交流电源可以不同相。（交流些交流电源可以不同相。（交流I/O都是分隔式的）都是分隔式的） 第02章 PLC基本组成和工作原理 SB1 IN R1 内 部 电 路 C R2 R3 VL COM 光电耦合 第02

7、章 PLC基本组成和工作原理 继电器输出继电器输出 （2）输出接口电路：）输出接口电路： 以以继电器形式为例：继电器形式为例： PLC 内内 部部 电电 路路 内内 部部 电电 路路 J + 交流电源或交流电源或 直流电源直流电源 Y COM - 第02章 PLC基本组成和工作原理 2）直流输出电路：）直流输出电路： 内 部 电 路 负 载 DC24V COM OUT O 映像区映像区 O端子端子 输出映象寄存器为 “1”状态时 负载在外部电源 激励下通电工作 输出映象寄存器为 “0”状态时 外部负载断电，停止工 作 第02章 PLC基本组成和工作原理 2）交流输出电路：）交流输出电路： 交流

8、输出模块是可 控硅(晶闸管)输出方 式。其特点是输出启 动电流大。当PLC有信 号输出时，光电二极 管导通，通过光电耦 合使双向可控硅(晶闸 管)导通，交流负载在 外部交流电源的激励 下得电。发光二极管 VL点亮，指示输出有 效。 内 部 电 路 OUT COM U C R2 R1 负 载 压 敏 电 阻 VL (AC SSR) 第02章 PLC基本组成和工作原理 4.电源单元 把外部供应的电源变换成系统内部各单元 所需的电源。 有的电源单元还向外提供24v隔离直流电源， 可供开关量输入单元连接的现场无源开关 等使用。 可编程序控制器的电源一般采用开关式电源，其 特点是输入电压范围宽、体积小、

9、重量轻、效率 高、抗干扰性能好。 第02章 PLC基本组成和工作原理 5. 各种接口、高功能模块：便于扩展各种接口、高功能模块：便于扩展 小型机：一体机。有接口可扩展。小型机：一体机。有接口可扩展。 第02章 PLC基本组成和工作原理 S7-200 CPU 第02章 PLC基本组成和工作原理 S7-1200 第02章 PLC基本组成和工作原理 S7 300 信号模块信号模块 (SM) 数字量输入模块： 24V DC，120/230V AC 数字量输出模块： 24V DC，继电器 模拟量输入模块： 电压，电流，电阻，热电偶 模拟量输出模块： 电压，电流 接口模块接口模块 (IM) IM360/I

10、M361 和 IM365 可以用来进行多层组态，它们把总线从一层 传到另一层。 中、大型机：模块式。可根据需要在主板上随意组合。中、大型机：模块式。可根据需要在主板上随意组合。 第02章 PLC基本组成和工作原理 S7 300 占位模块占位模块 (DM) DM 370占位模块为没有设置参数的信号模块保留一个插槽。 它也可以用来为以后安装的接口模块保留一个插槽。 功能模块功能模块 (FM) 执行“特殊功能”： -计数 -定位 - 闭环控制 通讯处理器通讯处理器 (CP) 提供以下的连网能力： - 点到点连接 - PROFIBUS - 工业以太网 附件附件总线连接器和前连接器 第02章 PLC基本

11、组成和工作原理 S7 300 模式选择器MRES =模块复位功能 STOP= 停止模式：程序不执行 RUN = 程序执行，编程器只读操作 RUN-P= 程序执行，编程器读写操作 MPI连接 用MPI接口连接到编程设备或其它设备 DP 接口 分布式 I/O 直接连接到CPU的接口。 第02章 PLC基本组成和工作原理 S7 300 SF = 组错误：CPU内部错误或带诊断功能模块错误 BATF = 电池故障：电池不足或不存在 DC5V = 内部 5 V DC 电压指示 FRCE = FORCE：指示至少有一个输入或输出被强制 RUN = 当CPU启动时闪烁，在运行模式下常亮 STOP= 在停止模

12、式下常亮 有存储器复位请求时慢速闪烁 正在执行存储器复位时快速闪烁 由于存储器卡插入需要存储器复位时慢速闪烁 存储器卡 为存储器卡提供一个插槽。当发生断电时利用存储器卡可以不 需要电池就可以保存程序。 电池盒在前盖下有一个装锂电池的空间，当出现断电时锂电池用来保存RAM中 的内容。 状态指示器状态指示器( (LED)LED) 第02章 PLC基本组成和工作原理 S7 400 第02章 PLC基本组成和工作原理 编程设备可以是专用编程设备可以是专用 的手持式的编程器；也可的手持式的编程器；也可 以是安装了专门的编程通以是安装了专门的编程通 讯软件的个人计算机。讯软件的个人计算机。 5. 编程设备

13、编程设备 用户可以通过键盘输用户可以通过键盘输 入和调试程序；另外在运入和调试程序；另外在运 行时，还可以对整个控制行时，还可以对整个控制 过程进行监控。过程进行监控。 PC FP PROGRAMMER (HELP) CLR WRT FN/P FL STK IX/IY NOT DT/Ld READ OT L WL OR R WR AN Y WY ST X WX SRC (-) OP (BIN) K/H SC CT C EV TM T SV ACLR ENT BA FEDC 98 3 2 1 0 7 6 5 4 (DELT) CLR 手持式的编程器手持式的编程器 第02章 PLC基本组成和工作原

14、理 5. 编程设备编程设备 PG740 第02章 PLC基本组成和工作原理 PC/PPIUSB / PPI 5. 编程设备编程设备-编程电缆编程电缆 第02章 PLC基本组成和工作原理 PC-MPI 5. 编程设备编程设备-编程电缆编程电缆 第02章 PLC基本组成和工作原理 2.3 S7 200PLC编程语言和程序结编程语言和程序结 构构 PLC编程语言的国际标准IEC61131-3 5种编程语言 顺序功能图SFC 结构文本ST 第02章 PLC基本组成和工作原理 梯形图梯形图(LAD) LAD可以建立与电气接线图等价的类似程序 。梯形图程序让CPU仿真来自电源的电流通 过一系列的输入逻辑条

15、件，根据结果决定 逻辑输出的允许条件。逻辑通常被分解成 小片：称为“梯级”或“段”。程序一次 执行一个段，从左到右，从上到下。用图 形符号表示的指令包括三个基本形式： 第02章 PLC基本组成和工作原理 例如：启保停程序 触点触点代表逻辑代表逻辑“ 输入输入”条件，如开关、条件，如开关、 按钮、内部条件等。按钮、内部条件等。 线圈线圈通常代表逻通常代表逻 辑辑“输出输出”结果，如灯结果，如灯 、电机启动器、中间继、电机启动器、中间继 电器、内部输出条件等电器、内部输出条件等 。 盒盒代表附加指令代表附加指令 ，如定时器、计数器或，如定时器、计数器或 数学运算指令。数学运算指令。 第02章 PL

16、C基本组成和工作原理 PLCPLC梯形图语言的编程原则梯形图语言的编程原则 第02章 PLC基本组成和工作原理 功能块图功能块图 (FBD) 编辑器可以查看到象普通逻辑门图形的逻辑盒指 令： 图形逻辑门表示格式有利于程序流的跟踪。 FBD编辑器可以使用SIMATIC和IEC 1131-3指令 集。 可以使用STL显示所有用SIMATIC FBD编辑器编 写的程序。 第02章 PLC基本组成和工作原理 语句表语句表 (STL) STL STL是一种类似于助记符表达是一种类似于助记符表达 式的程序，最适合于有经验的程式的程序，最适合于有经验的程 序员。序员。 STLSTL有时能够解决利用有时能够解

17、决利用LADLAD和和 FBDFBD编辑器不容易解决的问题。编辑器不容易解决的问题。 虽然可以利用虽然可以利用STLSTL编辑器查看编辑器查看 或编辑用或编辑用SIMATIC LADSIMATIC LAD或或FBDFBD编程编程 器编写的程序，但是器编写的程序，但是SIMATIC LADSIMATIC LAD 或或FBDFBD编程器不能显示所有利用编程器不能显示所有利用 STLSTL编辑器编写的程序。编辑器编写的程序。 Netwok 1 LD I0.0 O Q0.0 AN I0.1 = Q0.0 第02章 PLC基本组成和工作原理 编程语言的相互转换和选用 在S7-200的编程软件STEP 7

18、-Micro/Win32 中用户可以选择梯形图LAD、语句表STL和 功能块图FBD三种语言，使用“检视”菜单 选择其一即可。 建议无论是选择哪种编程语言，都要用网 络分隔成段，这样程序可以转换。 第02章 PLC基本组成和工作原理 PLC的程序结构 第02章 PLC基本组成和工作原理 输入点总有输入映象区的某一位输入点总有输入映象区的某一位 与之相对应与之相对应 I/O映象区的大小与系统控映象区的大小与系统控 制的规模有关制的规模有关 PLC工作时，将采集到的输入信号状态存放在输入映象区工作时，将采集到的输入信号状态存放在输入映象区 对应的位上；将运算的结果存放到输出映象区对应的位上对应的位

19、上；将运算的结果存放到输出映象区对应的位上 。PLC在执行用户程序时所需在执行用户程序时所需“输入继电器输入继电器”、“输出继输出继 电器电器”的数据取用于的数据取用于I/O映象区，而不直接与外部设备发映象区，而不直接与外部设备发 生关系生关系 。 第02章 PLC基本组成和工作原理 PLC工作过程工作过程 定期检查用户程序存储器、定期检查用户程序存储器、I/O单元的连接、单元的连接、 I/O总线是否正常，定期复位监控定时器总线是否正常，定期复位监控定时器 WDT PLC之间以及之间以及PLC与与PC之间；之间； PLC与其他与其他 带微处理器的智能装置通信带微处理器的智能装置通信 编程器、终

20、端设备、彩色图形显示器、打印机编程器、终端设备、彩色图形显示器、打印机 以扫描的方式按顺序逐句扫描处理，运算结果以扫描的方式按顺序逐句扫描处理，运算结果 存入输出映象区对应位中存入输出映象区对应位中 扫描的方式输入信号的状态存入输入映象区；扫描的方式输入信号的状态存入输入映象区； 结果存入输出映象区，直至传送到外部被控设结果存入输出映象区，直至传送到外部被控设 备。备。 清除内部继电器区，复位定时器等，并进行清除内部继电器区，复位定时器等，并进行 自诊断，对电源、自诊断，对电源、PLC内部电路、用户程序内部电路、用户程序 的语法进行检查。的语法进行检查。 第02章 PLC基本组成和工作原理 用

21、户程序的循环扫描过程 可编程序控制器对用户程序进行循环扫描可分为三个阶段进 行，即输入采样阶段，程序执行阶段和输出刷新阶段。 第02章 PLC基本组成和工作原理 输入、输出延迟响应 输入电路滤波时间，它由输入电路滤波时间，它由RC滤波电路的时间常数决定滤波电路的时间常数决定 。改变时间常数可调整输入延迟时间。改变时间常数可调整输入延迟时间。 PLC循环扫描的工作方式循环扫描的工作方式 输出电路的滞后时间，它与输出电路的输出方式有关。输出电路的滞后时间，它与输出电路的输出方式有关。 继电器输出方式的滞后时间为继电器输出方式的滞后时间为10ms左右；双向晶闸管输出左右；双向晶闸管输出 方式，在接通

22、负载时滞后时间约为方式，在接通负载时滞后时间约为1ms，切断负载时滞后时，切断负载时滞后时 间小于间小于10ms；晶体管输出方式的滞后时间小于；晶体管输出方式的滞后时间小于1ms。 高速输入高速输入/输出输出? 第02章 PLC基本组成和工作原理 输入输出延迟时间最短响应时间 CPU读输入读输入 输入输入/输出输出 刷新时间刷新时间 最短响应时间最短响应时间=输入延迟时间输入延迟时间+一个扫描周期一个扫描周期+输出延迟时间输出延迟时间 第02章 PLC基本组成和工作原理 输入输入/输出输出 刷新时间刷新时间 输入输出延迟时间最长响应时间 CPU读输入读输入 一个扫描周期一个扫描周期 输入 端子

23、 输入滤波 电路输出 输出 端子 最长I/O响应时间 执行指令执行指令 一个扫描周期一个扫描周期 输入延迟时间输入延迟时间 输出延迟时间输出延迟时间 第02章 PLC基本组成和工作原理 第02章 PLC基本组成和工作原理 S7200存储器的数据类型与寻址方式 第02章 PLC基本组成和工作原理 位、字节、字和双字的关系位、字节、字和双字的关系 M SB LSB 7 6 5 4 3 2 1 0 I 3 . 4 I 1 I 6 I 9 I 7 I 8 I 4 I 5 I 3 I 2 I 0 M SB = 最 高 有 效 位 LSB = 最 低 有 效 位 区 域 标 识 符 (I = input输

24、 入 ) 字 节 地 址 : 3 表 示 第 4字 节 (0,1,2,3.) 字 节 与 位 的 分 隔 符 字 节 的 位 号 : 位 4(0,1,2,3,4,5,6, 7) 位数据存放位数据存放 第02章 PLC基本组成和工作原理 位、字节、字和双字的关系 最 高 有 效 字 节 31 24 23 16 15 8 7 0 VB100 VB101 VB102 VB103 区 域 标 识 V W 100 VD100 V D 100 M SB LSB 7 0 15 8 7 0 VW 100 VB100 VB101 VB100 VB100 访 问 双 字 字 节 地 址 最 低 有 效 字 节 最

25、 低 有 效 字 节 最 高 有 效 字 节 第02章 PLC基本组成和工作原理 CPU 224存储区 输输 入入 映映 象象 寄寄 存存 器器 (I) I0.0 - I15.7 输输 出出 映映 象象 寄寄 存存 器器 (Q) Q0.0 - Q15.7 变量存储区变量存储区(V) VB0-VB8191 位存储区位存储区(M) M0.0-M31.7 定时器存储区定时器存储区(T) T0-T255 高速计数器高速计数器 (HC) HC0-HC5 计数器存储区(C) C0-C255 特殊存储器特殊存储器(SM)只读只读 SM0.0-SM29.7 累加器累加器(AC) AC0-AC3 特殊存储器特殊

26、存储器(SM)读写读写 SM30.0-SM549.7 局部存储器局部存储器(L) LB0-LB63 顺序控制继电器顺序控制继电器(S) S0.0-S31.7 模拟量输出模拟量输出(AQ) AQW0-AQW62 模拟量输入模拟量输入(AI) AIW0-AIW62 第02章 PLC基本组成和工作原理 第02章 PLC基本组成和工作原理 装载存储器装载存储器是一个可编程模块，它包括建立在编程设备上 的装载对象 (逻辑块、数据块和其它信息)。 装载存储器可以是存储器卡或内部集成的RAM。 工作存储器工作存储器仅包含和运行时间使用的程序和数据。 RAM 工作存储器集成在CPU中，通过后备电池保持。 系统

27、存储器系统存储器包含下面的存储器区域： 过程映象输入和输出表PII, PIQ) 位存储器(M) 定时器(T) 计数器 (C) 局部堆栈 (L). 保持存储器保持存储器是非挥发的RAM，即使没有安装后备电池也用 来保存位存储器、定时器、计数器和数据块。设置CPU参数时指定要保持的 区域。 插入存储器卡 当插入存储器卡时，操作系统申请一个存储器复位(STOP LED 慢速闪烁)。把模式选择器打到“MRES”位置执行一次存储器复位。可 执行的程序就从存储器卡(具有装载存储器功能)传递到工作存储器。 当程序执行时存储器卡必须插在CPU模块上。 第02章 PLC基本组成和工作原理 第02章 PLC基本组

28、成和工作原理 装载存储器装载存储器可以是存储器卡或内部集成的RAM。在S7-400中 ，存储器卡(RAM 或 Flash EPROM) 可以扩展集成的装载存储器。由于集成的装 载存储器容量有限，要求有一个存储器卡。 工作存储器工作存储器仅包含和运行时间使用的程序和数据。 RAM 工作存储器集成在CPU中，通过后备电池保持。 系统存储器系统存储器包含下面的存储器区域： 过程映象输入和输出表 (PII, PIQ) 位存储器 (M) 定时器T) 计数器 (C) 局部堆栈 (L). 存储器卡当采用RAM 存储器卡时，系统必须配备电池。这样，一旦断 电可以保持存储器卡和内部RAM中的内容。 当采用FEP

29、ROM（Flash EPROM） 存储器卡时，用户程序存放在存储 器卡中，出现断电可以安全保持。内部RAM中的数据通过电池保持。 “Restart”模式仅用在后备系统中。 第02章 PLC基本组成和工作原理 第02章 PLC基本组成和工作原理 简介简介当采用FEPROM 卡时，CPU可以脱离后备电池运行。程序保存在 FEPROM中，出现断电也不会丢失。在硬件组态中定义保持区。 在S7-300中，保持区 (定时器、计数器、位存储器和数据区) 都存放在 CPU的可保持存储器区。 插入插入/取下取下当取下或插入存储器卡时，CPU 要求存储器复位。当插入RAM 卡时 ，用户程序必须从编程器装入，当插入

30、FEPROM 卡时，它的内容拷贝 到工作存储器。 失电失电不带电池断电后，程序块从存储器卡拷贝到工作存储器，对于S7-300 ，由可保持存储器区提供保持的数据。 数据块的数据如果定义成保持 (仅对S7-300)，就保持断电前的状态。 用存储器卡中的值设定非保持数据区。 修改程序修改程序 当修改程序块时，被修改的块存放在工作存储器。当把程序块上载到 编程器时，就从工作存储器传到编程器。 当失电（不配备电池）时，工作存储器（RAM）被清除。要保持修改 的程序块，就 需要： 1. 当不带EPROM存储器卡时，保存到硬盘上； 2. 当带EPROM存储器卡时，保存到硬盘上或存储器卡上。 装入存储器卡装入

31、存储器卡 通过SIMATIC管理器把块传到存储器卡上 (插到编程器上)，或利 用菜单 PLC - Download to EPROM Memory Card on CPU 直接写到 CPU上的存储器卡上。存储器卡必须事先擦除。个别的块可以重新装 入，但是不能删除或覆盖。 第02章 PLC基本组成和工作原理 S7 200直接寻址与间接寻址 直接寻址 I0.0 QB0 IW1 V110.5 HC1 AC2 间接寻址 可以对I,Q,V,M,S,AI,AQ,T和C的当前值间接寻址 1.只能用V、L和AC作指针 第02章 PLC基本组成和工作原理 间接寻址用法:例 MOVD &VB2 0 0 , AC1

32、 MOVW * AC1 , AC0 V2 0 4 V2 0 1 3 4 V2 0 0 1 2 V2 0 2 V2 0 3 7 8 5 6 1 2 3 4 V1 9 9 AC1 AC0 VW2 0 0 的地址 将指针AC1 所指的值送给AC0 作为指针送入AC1 VB2 0 0 的地址( VW2 0 0 的起始地址) 结果AC0中的值为1234 *：间接寻址指针标志：间接寻址指针标志 &：地址标志，表示传送的数据是地址：地址标志，表示传送的数据是地址 第02章 PLC基本组成和工作原理 S7 200 常数常数的表示 常数值可为为字节、字或双字。常数值可为为字节、字或双字。 十进制格式：十进制格式

33、： 十进制值十进制值 十六进制格式：十六进制格式： 16#十六进制值十六进制值 ASCII格式：格式： 十六进制值十六进制值 实数或浮点格式：实数或浮点格式： ANSI/IEEE 754-1985 二进制格式：二进制格式： 2#1010_0101 第02章 PLC基本组成和工作原理 STEP 7编程语言 STEP 7是S7-300/400系列PLC应用设计软件包， 所支持的PLC编程语言非常丰富。该软件的标准版标准版支 持STL（语句表）、LAD（梯形图）及FBD（功能块 图）3种基本编程语言，并且在STEP 7中可以相互转 换。专业版专业版附加对GRAPH（顺序功能图）、SCL（ 结构化控制

34、语言）、HiGraph（图形编程语言）、 CFC（连续功能图）等编程语言的支持。不同的编程 语言可供不同知识背景的人员采用。 返回本章 第02章 PLC基本组成和工作原理 STL（语句表） STL（语句表）是一种类似于计算机汇编语言的一种文 本编程语言，由多条语句组成一个程序段。语句表可供习 惯汇编语言的用户使用，在运行时间和要求的存储空间方 面最优。在设计通信、数学运算等高级应用程序时建议使 用语句表。 返回本节 第02章 PLC基本组成和工作原理 LAD（梯形图） LAD（梯形图）是一种图形语言，比较形象直观，容易 掌握，用得最多，堪称用户第一编程语言。梯形图与继电 器控制电路图的表达方式

35、极为相似，适合于熟悉继电器控 制电路的用户使用，特别适用于数字量逻辑控制。 返回本节 第02章 PLC基本组成和工作原理 FBD（功能块图） FBD（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。FBD比较适合于有数字电路基 础的编程人员使用。 返回本节 第02章 PLC基本组成和工作原理 GRAPH（顺序控制） GRAPH类似于解决问 题的流程图，适用于顺序 控制的编程。利用S7- GRAPH编程语言，可以 清楚快速地组织和编写S7 PLC系统的顺序控制程序 。它根据功能将控制任务 分解为若干步，其顺序用 图形方式显示出来并且可 形成图形和文本方式的

36、文 件。 返回本节 第02章 PLC基本组成和工作原理 1 2 4 指示位置的凸轮开关 指示 工件 左转 右转 电机 指示 计数齿轮 电机 协调 计数齿轮 锁住/释放 HiGraph（图形编程语言） S7-Higraph允许用 状态图描述生产过程， 将自动控制下的机器或 系统分成若干个功能单 元，并为每个单元生成 状态图，然后利用信息 通讯将功能单元组合在 一起形成完整的系统。 返回本节 第02章 PLC基本组成和工作原理 lSCL（结构化控制语言） S7-SCL（Structured Control Language：结构控制语言）是 一种类似于PASCAL的高级文本 编辑语言，用于S7-3

37、00/400和 C7的编程，可以简化数学计算、 数据管理和组织工作。S7-SCL 具有PLC公开的基本标准认证， 符合IEC 1131-3 (结构化文 本)标准。 返回本节 第02章 PLC基本组成和工作原理 lCFC（连续功能图） 返回本节 利用工程工具CFC（ Continuous Function Chart ：连续功能图），可以通过 绘制工艺设计图来生成 SIMATIC S7和SIMATIC M7 的控制程序，该方法类似于 PLC的FBD编程语言。 在这种图形编程方法中， 块被安放在一种绘图板上并 且相互连接。利用CFC用户 可以快速、容易地将工艺设 计图转化为完整的可执行程 序。 第

38、02章 PLC基本组成和工作原理 数据类型 数据类型决定数据的属性，在STEP 7中，数据类 型分为三大类： 1 基本数据类型 2 复杂数据类型 3 参数类型 返回本章 第02章 PLC基本组成和工作原理 位 BOOL 例： True 或 False （1 或0） 字节 BYTE 例： B#16#0FF 字 WORD 例： W#16#0 FFFF 双字 DWORD 例：DW#16#0FFFF_FFFF 整数 INT 例：-3276832767 双整数 DINT 例：-214783648 214783647 实数 REAL 例： 1.2 或 34.5E-12 时间 S5TIME 例：S5T#2H

39、5M (时基 10mS) 字符 CHAR 例：A 日期时间 TIME_OF_DAY 例：TOD#12:23:45.12 时间 TIME 例：T#20H_31M_23S (时基 1mS) 日期 DATE 例：D#1990-1-1 (时基 1天) S7 300 常数常数的表示 第02章 PLC基本组成和工作原理 基本数据类型 返回本节 第02章 PLC基本组成和工作原理 2复杂数据类型 数组（ARRAY） 结构（STRUCT） 字符串（STRING） 日期和时间（DATE_AND_TIME） 用户定义的数据类型(UDT) 功能块类型（FB、SFB） 返回本节 第02章 PLC基本组成和工作原理 1

40、.1.数组（数组（ARRAYARRAY） 数组是由一组同一类型的数据组合在一起而形成的复杂 数据类型。数组的维数最大可以到6维；数组中的元素可 以是基本数据类型或者复杂数据类型中的任一数据类型（ Array类型除外，即数组类型不可以嵌套）；数组中每一维 的下标取值范围是-3276832767，要求下标的下限 必须小于下标的上限。 返回上级 第02章 PLC基本组成和工作原理 2.结构（结构（STRUCT） 结构是由一组不同类型（结构的元素可以是基本的或复 杂的数据类型）的数据组合在一起而形成的复杂数据类型 。结构通常用来定义一组相关的数据，例如电机的一组 数据可以按如下方式定义： 返回上级 第

41、02章 PLC基本组成和工作原理 3.字符串（字符串（STRING） 字符串是最多有254个字符（CHAR）的一维数组，最 大长度为256个字节（其中前两个字节用来存储字符串的 长度信息）。字符串常量用单引号括起来，例如： 返回上级 第02章 PLC基本组成和工作原理 4.日期和时间（日期和时间（DATE_AND_TIME） 用于存储年、月、日、时、分、秒、毫秒和星期，占用 8个字节，用BCD格式保存。星期天的代码为1，16的 代码为27。例如： 返回上级 第02章 PLC基本组成和工作原理 5.用户定义的数据类型用户定义的数据类型(UDT) 用户定义数据类型表示自定义的结构，存放在UDT块中

42、 （UDT1UDT65535），在另一个数据类型中作为一个 数据类型“模板”。当输入数据块时，如果需要输入几个 相同的结构，利用UDT可以节省输入时间。 6.功能块类型（功能块类型（FB、SFB） 这种数据类型仅可以在FB的静态变量区定义，用于实现 多背景DB。 返回上级 第02章 PLC基本组成和工作原理 3 3参数数据类型参数数据类型 参数类型是一种用于逻辑块（FB、FC）之间传递参数 的数据类型，主要有以下几种： (1)TIMER（定时器）和COUNTER（计数器）。 (2)BLOCK（块）：指定一个块用作输入和输出，实 参应为同类型的块。 (3)POINTER（指针）：6字节指针类型，

43、用来传递DB 的块号和数据地址。 (3)ANY：10字节指针类型，用来传递DB块号、数据 地址、数据数量以及数据类型。 返回本节 第02章 PLC基本组成和工作原理 2.6 S7-300指令基础 指令是程序的最小独立单位，用户程序是由若干条顺序 排列的指令构成。指令一般由操作码和操作数组成，其中 的操作码代表指令所要完成的具体操作（功能），操作数 则是该指令操作或运算的对象。 PLC用户存储区的分类及功能 指令操作数 寻址方式 状态字 返回本章 第02章 PLC基本组成和工作原理 1 PLC用户存储区的分类及功能(1/2) 返回本节 第02章 PLC基本组成和工作原理 1 PLC用户存储区的分

44、类及功能(2/2) 返回上级 第02章 PLC基本组成和工作原理 2 指令操作数 指令操作数（又称编程元件）一般在用户存储区中，操作 数由操作标识符和参数组成。操作标识符由主标识符和辅助 标识符组成，主标识符用来指定操作数所使用的存储区类型 ，辅助标识符则用来指定操作数的单位（如：位、字节、字 、双字等）。 主标识符有：I（输入过程映像寄存器、Q（输出过程映像 寄存器）、M（位存储器）、PI（外部输入寄存器）、PQ（ 外部输出寄存器）、T（定时器）、C（计数器）、DB（数 据块寄存器）和L（本地数据寄存器）； 辅助标识符有：X（位）、B（字节）、W（字或2B）、D （2DW或4B）。 返回本节

45、 第02章 PLC基本组成和工作原理 3 寻址方式 所谓寻址方式就是指令执行时获取操作数的方式，可以直 接或间接方式给出操作数。S7-300有4种寻址方式： 立即寻址 存储器直接寻址 存储器间接寻址 寄存器间接寻址 返回本节 第02章 PLC基本组成和工作原理 1.立即寻址 立即寻址是对常数或常量的寻址方式，其特点是操作数直 接表示在指令中，或以惟一形式隐含在指令中。下面各条指 令操作数均采用了立即寻址方式，其中“/”后面的内容为指 令的注释部分，对指令没有任何影响。 返回上级 第02章 PLC基本组成和工作原理 2.存储器直接寻址 存储器直接寻址，简称直接寻址。该寻址方式在指令中直 接给出操作数的存储单元地址。存储单元地址可用符号地址 （如SB1、KM等）或绝对地址（如I0.0、Q4.1等）。下面各 条指令操作数均采用了直接寻址方式。 返回上级 第02章 PLC基本组