可编程序控制器第四章

1、Chapter 4 Basic Knowledge of S7-200 Series PLCS7-200 PLC的基础知识概述S7-200系列PLC的硬件系统S7-200系列PLC的内部资源4.4 寻址方式4.5 指令系统 概述 Summary德国西门子（SIEMENS）公司是欧洲最大的电子和电气设备制造商，生产的SIMATIC可编程序控制器在欧洲处于领先地位。其第一代可编程序控制器是1975年投放市场的SIMATIC S3系列的控制系统。在1979年，微处理器技术被应用到可编程序控制器中，产生了SIMATIC S5系列，取代了S3系列，之后在20世纪末又推出了S7系列产品。最新的最新的SIM

2、ATIC产品为产品为SIMATIC S7、M7和和C7等几大等几大系列。系列。 S7-200系列PLC的硬件系统 Hardware System of S7-200 Series PLCv基本构成 v主机结构 v主机性能指标 v输入/输出的扩展 基本构成1. 硬件（1）基本单元（2）扩展单元（3）特殊功能模块（4）相关设备2. 工业软件工业软件是为更好地管理和使用这些设备而开发的与之相配套的程序、文档及其规则的总和，它主要由标准工具、工程工具、运行软件和人机接口等几大类构成。主机结构v主机外形主机外形 vCPU型号型号lCPU221lCPU222lCPU224lCPU224XPlCPU226

3、由于是直流输入模块，所以采用直流电源作为检由于是直流输入模块，所以采用直流电源作为检测各输入接点状态的电源（用户提供）。测各输入接点状态的电源（用户提供）。M、L+两个两个端子提供端子提供24VDC/400mA传感器电源，可以为传感器传感器电源，可以为传感器提供电源，也可以作为输入端的检测电源使用。提供电源，也可以作为输入端的检测电源使用。1L 0.0 0.10.60.50.40.30.20.7 1.02L3L 1.1 1.2N1.71.41.3L1 AC1.5 1.61M 0.0 0.10.60.50.40.30.20.7 1.0 1.1 1.21.41.32M 1.5 1.62.32.22

4、.12.01.72.4 2.5 2.6 2.7LM+24VDC120/240 VAC 对于继电器输出方对于继电器输出方式，既可带直流负载，式，既可带直流负载，也可带交流负载。负载也可带交流负载。负载的激励源由负载性质确的激励源由负载性质确定。输出端子排的右端定。输出端子排的右端N、L1端子是供电电源端子是供电电源120/240VAC输入端。输入端。该电源电压允许范围为该电源电压允许范围为85264VAC。1 L0 .00 .10 .60 .50 .40 .30 .20 .71 .02 L3 L1 .11 .2N1 .71 .41 .3L 1A C1 .51 .61 M0 .00 .10 .60

5、 .50 .40 .30 .20 .71 .01 .11 .2 1 .41 .32 M1 .51 .62 .32 .22 .12 .01 .72 .42 .52 .62 .7LM+2 4 V D C1 2 0 / 2 4 0 V A C主机性能指标nCPU的主要特点和技术规范的主要特点和技术规范n存储系统存储系统输入输入/输出的扩展输出的扩展为什么要进行为什么要进行I/O扩展？扩展？I/O扩展模块扩展模块功能扩展模块功能扩展模块I/O点的扩展点的扩展l编址原则编址原则同类型输入或输出点的模块进行顺序编址。同类型输入或输出点的模块进行顺序编址。对于数字量，输入对于数字量，输入/输出映像寄存器的单

6、位长输出映像寄存器的单位长度为度为8位（位（1个字节），本模块高位实际位数未个字节），本模块高位实际位数未满满8位的，未用位不能分配给位的，未用位不能分配给I/O链的后续模块链的后续模块对于模拟量，输入对于模拟量，输入/输出以输出以2个字节（个字节（1个字）个字）递增方式来分配空间。递增方式来分配空间。l通信模块通信模块lEM277：Profibus-DP从站通信模块从站通信模块lEM241：调制解调器（：调制解调器（Modem）通信模块）通信模块lCP243-1 工业以太网通信模块工业以太网通信模块lCP243-1IT：工业以太网通信模块，提供：工业以太网通信模块，提供Web/E-mail等

7、等IT应用应用lCP243-2：AS-i主站模块，可连接主站模块，可连接62个个AS-i从从站。站。输入输入/输出的扩展输出的扩展I/O点的扩展举例DI 24DO 20AI 6AO 2输入输入/输出的扩展输出的扩展I/O点的扩展举例S7-200 PLC的内部资源及寻址方式的内部资源及寻址方式Inner Resource and Addressing Mode of S7-200 PLCv 软元件软元件定义定义特点特点常用软元件介绍常用软元件介绍v寻址方式寻址方式数据类型直接寻址间接寻址v指令系统指令系统编程语言编程语言基本概念软元件软元件什么是软元件？什么是软元件？特点特点l没有物理触点，且其

8、触点可以无限次地使用；没有物理触点，且其触点可以无限次地使用；l体积小、功耗低、寿命长。体积小、功耗低、寿命长。软元件介绍软元件介绍l输入继电器（输入继电器（I）：）：l输出继电器（输出继电器（O）：）：l中间继电器（中间继电器（M）：）：l特殊继电器（特殊继电器（SM）：）：l变量存储器（变量存储器（V）：）：l局部变量存储器（局部变量存储器（L）l顺序控制继电器（顺序控制继电器（S）l定时器（定时器（T）l计数器（计数器（C）l模拟量输入寄存器（模拟量输入寄存器（AI）/模拟量输出寄存器（模拟量输出寄存器（AO）l高速计数器（高速计数器（HC）l累加器（AC）1.1.输入继电器（输入映像寄

9、存器）输入继电器（输入映像寄存器）l（1 1）输入继电器是）输入继电器是PLCPLC用来接收用户设备输入信号的用来接收用户设备输入信号的接口。接口。PLCPLC中的中的“继电器继电器”与继电器控制系统中的继电与继电器控制系统中的继电器有本质性的差别，是器有本质性的差别，是“软继电器软继电器”，它实质是存储，它实质是存储单元。单元。l（2 2）S7-200S7-200输入映像寄存器区域有输入映像寄存器区域有IB0IB0IB15IB15共共1616个个字节的存储单元。系统对输入映像寄存器是以字节（字节的存储单元。系统对输入映像寄存器是以字节（8 8位）为单位进行地址分配的。按位寻址的话为（位）为单

10、位进行地址分配的。按位寻址的话为（I0.0-I0.0-I15.7I15.7） 2.2.输出继电器（输出映像寄存器）输出继电器（输出映像寄存器）l（1 1） “ “输出继电器输出继电器”是用来将输出信号传送到负载是用来将输出信号传送到负载的接口，每一个的接口，每一个“输出继电器输出继电器”线圈都与相应的线圈都与相应的PLCPLC输输出相连，并有无数对常开和常闭触点供编程时使用。出相连，并有无数对常开和常闭触点供编程时使用。 l（2 2）S7-200S7-200输出映像寄存器区域有输出映像寄存器区域有QB0QB0QB15QB15共共1616个个字节的存储单元。系统对输出映像寄存器也是以字节字节的存

11、储单元。系统对输出映像寄存器也是以字节（8 8位）为单位进行地址分配的。按位寻址的话为（位）为单位进行地址分配的。按位寻址的话为（Q0.0-Q15.7Q0.0-Q15.7） 3 3. 变量存储器变量存储器Vl变量存储器主要用于存储变量。可以存放数据运算的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，其位存取的编号范可按字节、字、双字为单位寻址，其位存取的编号范围根据围根据CPUCPU

12、的型号有所不同，的型号有所不同，CPU221/222CPU221/222为为V0.0V2047.7V0.0V2047.7共共2 2KBKB存储容量，存储容量，CPU224/226CPU224/226为为V0.0V5119.7V0.0V5119.7共共5 5KBKB存储容量。存储容量。4.通用辅助继电器Ml通用辅助继电器 ，用来保存控制继电器的中间操作状，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，态，其作用相当于继电器控制中的中间继电器，通用辅助继电器在在PLCPLC中没有输入中没有输入/ /输出端与之对应，其线输出端与之对应，其线圈的通断状态只能在程序内部用指令驱

13、动，其触点不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。器的线圈，再用输出继电器的触点去驱动外部负载。其位存取的地址编号范围其位存取的地址编号范围M0.0M31.7M0.0M31.75. 特殊继电器（特殊标志位存储器）SMlPLCPLC中还有若干特殊标志位存储器中还有若干特殊标志位存储器, , 特殊标志位存储器特殊标志位存储器位提供大量的状态和控制功能，用来在位提供大量的状态和控制功能，用来在CPUCPU和用户程序和用户程序之间交换信息，特殊标志位存储器能

14、以位、字节、字之间交换信息，特殊标志位存储器能以位、字节、字或双字来存取，或双字来存取，CPU224CPU224的的SMSM的位地址编号范围为的位地址编号范围为SM0.0 SM0.0 SM179.7 SM179.7共共180180个字节。个字节。l其中其中SM0.0SM0.0SM29.7SM29.7的的3030个字节为只读型区域。个字节为只读型区域。lSM0.0 SM0.1 SM0.2 SM0.3 SM0.4 SM0.5SM0.0 SM0.1 SM0.2 SM0.3 SM0.4 SM0.56. 局部变量存储器Ll 局部变量存储器局部变量存储器L L用来存放局部变量，局部变量存储用来存放局部变量

15、，局部变量存储器器L L和变量存储器和变量存储器V V十分相似，主要区别在于全局变量十分相似，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、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。效，即变量只和特定的程序相关联。L0L63L0L637. 定时器TlPLCPLC所提供的定时器作用相当于继电器控制系统中的时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

16、。其设定时间由程序设置。供编程使用。其设定时间由程序设置。T0T0T255l8. 计数器Cl计数器用于累计计数输入端接收到的由断开到接通的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。程使用，其设定值由程序赋予。C0C2559. 高速计数器HCl一般计数器的计数频率受扫描周期的影响，不能太高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。而高速计数器可用来累计比CPU CPU 的扫描速度更快的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（事件

17、。高速计数器的当前值是一个双字长（3232位）的位）的整数，且为只读值。整数，且为只读值。HC0HC0HC5l10. 累加器ACl累加器是用来暂存数据的寄存器，它可以用来存放运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。算数据、中间数据和结果。CPUCPU提供了提供了4 4个个 32 32位的累加位的累加器，其地址编号为器，其地址编号为AC0AC3AC0AC3。累加器的可用长度为累加器的可用长度为3232位位，可采用字节、字、双字的存取方式，按字节、字只，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能存取累加器的低8 8位或低位或低1616位，双字可以

18、存取累加器位，双字可以存取累加器全部的全部的32 32 位。位。12. 模拟量输入/输出映像寄存器（AI/AQ）lS7-200S7-200的模拟量输入电路是将外部输入的模拟量信号的模拟量输入电路是将外部输入的模拟量信号转换成转换成1 1个字长的数字量存入模拟量输入映像寄存器区个字长的数字量存入模拟量输入映像寄存器区域，区域标志符为域，区域标志符为AIAI。AIW0AIW0，只读只读lS7-200S7-200的模拟量输出电路是将输出映像寄存器的数字的模拟量输出电路是将输出映像寄存器的数字量转换为外部输出的模拟量信号，区域标志符为量转换为外部输出的模拟量信号，区域标志符为AQAQ。AQW0AQW0

19、，只写只写l11. 顺序控制继电器S（状态元件）l顺序控制继电器是使用步进顺序控制指令编程时的重顺序控制继电器是使用步进顺序控制指令编程时的重要状态元件，通常与步进指令一起使用以实现顺序功要状态元件，通常与步进指令一起使用以实现顺序功能流程图的编程。能流程图的编程。S0.0S31.7寻址方式寻址方式v 数据类型v 直接寻址v 间接寻址1. 1. 数据类型数据类型lSIMATIC S7-200SIMATIC S7-200系列系列PLCPLC数据类型可以是布尔型、整型数据类型可以是布尔型、整型和实型（浮点数）。实数采用和实型（浮点数）。实数采用3232位单精度数来表示，位单精度数来表示，其数值有较

20、大的表示范围：正数为其数值有较大的表示范围：正数为+1.175495E-38+1.175495E-38+3.402823E+38+3.402823E+38；负数为；负数为-1.175495E38-1.175495E38- -3.402823E+383.402823E+38。不同长度的整数所表示的数值范如表。不同长度的整数所表示的数值范如表所示。所示。l在编程中经常会使用常数。常数数据长度可为字节、在编程中经常会使用常数。常数数据长度可为字节、字和双字，在机器内部的数据都以二进制存储，但常字和双字，在机器内部的数据都以二进制存储，但常数的书写可以用二进制、十进制、十六进制、数的书写可以用二进制、

21、十进制、十六进制、ASCIIASCII码码或浮点数（实数）等多种形式。几种常数形式分别如或浮点数（实数）等多种形式。几种常数形式分别如表所示。表所示。CPU存储区域的直接寻址存储区域的直接寻址编址格式编址格式A：元件名称，即该数据在数据存储器中的区域地址，可以是上表中的符号；元件名称，即该数据在数据存储器中的区域地址，可以是上表中的符号；T：数据类型数据类型,若为位寻址若为位寻址,则无该项则无该项;若为字节若为字节,字或双字寻址字或双字寻址,则则T的取值应分别为的取值应分别为B,W和和DX：字节地址；字节地址；Y：字节内的位地址，只有位寻址才有该项。字节内的位地址，只有位寻址才有该项。CPU存

22、储区域的直接寻址存储区域的直接寻址位寻址位寻址Ax.y可以进行位寻址的编程元件有：可以进行位寻址的编程元件有：I、Q、M、SM、L、V、S等等CPU存储区域的直接寻址存储区域的直接寻址字节、字、双字的寻址格式字节、字、双字的寻址格式CPU存储区域的直接寻址存储区域的直接寻址特殊元件的寻址格式特殊元件的寻址格式T、C、HC、AC等，直接写出其编号即可。等，直接写出其编号即可。T、C的地址编号有的地址编号有2个含义：位和当前值。个含义：位和当前值。AC的特殊性：字节、字、双字的特殊性：字节、字、双字间接寻址方式间接寻址方式l间接寻址方式是数据存放在存储器或寄存器中，在指间接寻址方式是数据存放在存储

23、器或寄存器中，在指令中只出现所需数据所在单元的内存地址的地址。存令中只出现所需数据所在单元的内存地址的地址。存储单元地址的地址又称为地址指针。这种间接寻址方储单元地址的地址又称为地址指针。这种间接寻址方式与计算机的间接寻址方式相同。间接寻址在处理内式与计算机的间接寻址方式相同。间接寻址在处理内存连续地址中的数据时非常方便，而且可以缩短程序存连续地址中的数据时非常方便，而且可以缩短程序所生成的代码的长度，使编程更加灵活。所生成的代码的长度，使编程更加灵活。l用间接寻址方式存取数据需要作的工作有用间接寻址方式存取数据需要作的工作有3 3种：建立指种：建立指针、间接存取和修改指针。针、间接存取和修改

24、指针。 （1 1）建立指针）建立指针l建立指针必须用双字传送指令（建立指针必须用双字传送指令（MOVDMOVD），将存储器所），将存储器所要访问的单元的地址装入用来作为指针的存储器单元要访问的单元的地址装入用来作为指针的存储器单元或寄存器，装入的是地址而不是数据本身，格式如下或寄存器，装入的是地址而不是数据本身，格式如下：l例：例：MOVDMOVD&VB200,VD302&VB200,VD302lMOVDMOVD&MB10,AC2&MB10,AC2lMOVDMOVD&AC2,LD14&AC2,LD14l注意：建立指针用注意：建立指针用MOVDMOVD指令。指令。（2 2）间接存取）间接存取l指