可编程控制器及其工作原理

1、 第三篇第三篇 S7-200系列系列PLC及其应用及其应用n学习目标：学习目标：n了解了解可编程控制器产生的背景、特点、性能指可编程控制器产生的背景、特点、性能指标以及今后的发展方向标以及今后的发展方向n掌握掌握可编程控制器的硬件组成形式可编程控制器的硬件组成形式 n熟悉可编程控制器的软件及工作过程熟悉可编程控制器的软件及工作过程第五章第五章 可编程控制器及其工作原理可编程控制器及其工作原理 第一节第一节 可编程控制器概述可编程控制器概述一、可编程控制器的由来及发展一、可编程控制器的由来及发展二、可编程控制器的用途二、可编程控制器的用途n1.开关量逻辑控制开关量逻辑控制n2.运动控制运动控制n

2、3.闭环过程控制闭环过程控制n4.数据处理数据处理n5.通信及联网通信及联网三、可编程控制器的著名厂商及产品三、可编程控制器的著名厂商及产品 第二节第二节 PLC的硬件构成及编程元件的硬件构成及编程元件n一、一、PLC的硬件构成的硬件构成n根据结构形式的不同，根据结构形式的不同，PLC可分为可分为整体式整体式和和组组合式合式。nPLC是通用的是通用的工业控制计算机工业控制计算机，其硬件由，其硬件由微处微处理器、存储器、输入输出单元、编程器及电源理器、存储器、输入输出单元、编程器及电源等部分组成。等部分组成。 n整体式整体式PLC的组成示意图：的组成示意图： 1.1.微处理器（微处理器（CPUC

3、PU） n微处理器是微处理器是PLCPLC的运算控制中心，的运算控制中心，CPUCPU控制及协控制及协调系统内部各部分的工作，执行监控程序及用调系统内部各部分的工作，执行监控程序及用户程序，进行信息及数据的运算处理，产生相户程序，进行信息及数据的运算处理，产生相应的内部控制信号，实现对现场各个设备的控应的内部控制信号，实现对现场各个设备的控制。制。 n主要功能有主要功能有 ：1 1、接收从编程设备及外部单元送入的用户程序、接收从编程设备及外部单元送入的用户程序和数据；采用扫描的方式通过和数据；采用扫描的方式通过I/OI/O部件接受现部件接受现场的状态或数据。场的状态或数据。2 2、PLCPLC

4、进入运行状态后，从存储器逐条读取用户进入运行状态后，从存储器逐条读取用户指令，解释并按指令规定的任务进行数据传递、指令，解释并按指令规定的任务进行数据传递、逻辑或算术运算等；并根据运算结果，更新有逻辑或算术运算等；并根据运算结果，更新有关标志位和输出映像寄存器，再经输出部件实关标志位和输出映像寄存器，再经输出部件实现输出控制数据通信等功能。现输出控制数据通信等功能。3 3、诊断电源故障以及用户程序的语法错误、诊断电源故障以及用户程序的语法错误； 2.存储器单元存储器单元uPLC的存储器从用途上分成两个部分：的存储器从用途上分成两个部分： 系统存储器系统存储器：用于存放：用于存放PLCPLC生产

5、厂家编写的系生产厂家编写的系统程序，系统程序在出厂时已经被固化在统程序，系统程序在出厂时已经被固化在ROMROM中，用户不能直接更改。中，用户不能直接更改。 用户存储器用户存储器：包括：包括程序存储器程序存储器（程序区）和（程序区）和功功能存储器能存储器（数据区），程序存储器用于存放用（数据区），程序存储器用于存放用户针对具体控制任务，用规定的户针对具体控制任务，用规定的PLCPLC编程语言编程语言编写的应用程序；功能存储器存放的是用户程编写的应用程序；功能存储器存放的是用户程序中使用的序中使用的ON/OFFON/OFF状态、数值数据等，它构成状态、数值数据等，它构成PLCPLC的各种内部器件

6、，也称的各种内部器件，也称“编程软元件编程软元件”。 3.输入、输出接口输入、输出接口n输入、输出接口是输入、输出接口是PLC与工业控制现场设备连与工业控制现场设备连接的接口。含开关量接口及模拟量接口。接的接口。含开关量接口及模拟量接口。n开关量输入接口开关量输入接口用来连接按钮、选择开关、行用来连接按钮、选择开关、行程开关、继电器触点、接近开关、光电开关、程开关、继电器触点、接近开关、光电开关、数字拨码开关等的开关量输入信号。数字拨码开关等的开关量输入信号。n模拟量输入接口模拟量输入接口接收电位器、测速发电机和各接收电位器、测速发电机和各种变换器等传来的模拟量输入信号。种变换器等传来的模拟量

7、输入信号。 输出接口是输出接口是PLC的负载驱动电路。的负载驱动电路。开关量输出接口开关量输出接口用来连接接触器、电磁阀、指示用来连接接触器、电磁阀、指示灯、数字显示装置、报警装置等执行器件。灯、数字显示装置、报警装置等执行器件。模拟量输出接口模拟量输出接口连接使用模拟量控制的调节阀及连接使用模拟量控制的调节阀及变频器等。变频器等。 nPLC的输出接口可分为的输出接口可分为晶体管输出晶体管输出、晶闸管输晶闸管输出出和和继电器输出继电器输出三种形式。三种形式。 4.4.电源电源n电源（电源（为保证为保证plc可靠，大多采用开关型稳压可靠，大多采用开关型稳压电源电源）单元将外界提供的电源转换成）单

8、元将外界提供的电源转换成PLC的工的工作电源后，提供给作电源后，提供给PLC。有些电源单元也可以。有些电源单元也可以作为负载电源，通过作为负载电源，通过PLC的的I/O接口向负载提接口向负载提供直流供直流24V电源。电源。 n电源单元还提供掉电保护电路和后备电池电源，电源单元还提供掉电保护电路和后备电池电源，以维持部分以维持部分RAM存储器的内容在外界电源断存储器的内容在外界电源断电后不会丢失。在面板上通常有发光二极管电后不会丢失。在面板上通常有发光二极管（LED）指示电源的工作状态，便于判断电源）指示电源的工作状态，便于判断电源工作是否正常。工作是否正常。 5.5.接口单元接口单元n接口单元

9、包括接口单元包括扩展接口扩展接口、通信接口通信接口、编程器接编程器接口口和和存储器接口存储器接口及其它外部设备接口等。及其它外部设备接口等。n PLC的的I/O单元也属于接口单元的范畴，它完单元也属于接口单元的范畴，它完成成PLC与工业现场之间电信号的往来联系。除与工业现场之间电信号的往来联系。除此之外，此之外，PLC与其它外界设备和信号的联系都与其它外界设备和信号的联系都需要相应的接口单元需要相应的接口单元 。 6.6.外部设备外部设备nPLC的外部设备种类很多，可以概括为以下四的外部设备种类很多，可以概括为以下四类：类：n编程设备：编程设备：除了用于编程，还可对系统作一些除了用于编程，还可

10、对系统作一些设定，以确定设定，以确定PLC的工作方式。的工作方式。 n监控设备：监控设备：将现场数据动态实时显示出来，以将现场数据动态实时显示出来，以便操作人员随时掌握系统运行的情况。便操作人员随时掌握系统运行的情况。 n存储设备：存储设备：用于保存用户数据，避免程序丢失。用于保存用户数据，避免程序丢失。 n输入输出设备输入输出设备：用于接受信号和输出信号的专：用于接受信号和输出信号的专用设备。用设备。 n二、二、S7-200系列系列PLC编程元件及编址编程元件及编址n从从PLC内部来说，编程元件相当于继电接触器内部来说，编程元件相当于继电接触器系统中的系统中的电气元件电气元件，而程序相当于，

11、而程序相当于接线接线。nPLC的编程软元件实质上是由系统软件赋予了的编程软元件实质上是由系统软件赋予了各种功能的各种功能的存储器单元存储器单元，每个单元都有，每个单元都有惟一的惟一的地址地址。为了方便不同的编程功能需要，存储器。为了方便不同的编程功能需要，存储器单元作了分区，因此，也就有了不同类型的编单元作了分区，因此，也就有了不同类型的编程软元件。程软元件。 n1.输入继电器（输入继电器（I）n输入继电器和输入继电器和PLC的输入端子相连，是专设的的输入端子相连，是专设的输入过程映像寄存器输入过程映像寄存器，用来接收外部传感或开，用来接收外部传感或开关元件发来的信号，但机器读取这些信号时并关

12、元件发来的信号，但机器读取这些信号时并不影响这些信号的状态。输入点的状态，在每不影响这些信号的状态。输入点的状态，在每次扫描周期开始（或结束）时进行采样，并将次扫描周期开始（或结束）时进行采样，并将采样值存于采样值存于输入映像寄存器输入映像寄存器，作为程序处理时，作为程序处理时输入点状态的依据。输入映像寄存器的状态只输入点状态的依据。输入映像寄存器的状态只能由外部输入信号驱动，而不能在内部由程序能由外部输入信号驱动，而不能在内部由程序指令来改变。指令来改变。 2.输出继电器（输出继电器（Q）输出继电器是专设的输出过程映像寄存器，由输出继电器是专设的输出过程映像寄存器，由CPU运算结果驱动其线圈

13、，并通过输出端子控制外部负运算结果驱动其线圈，并通过输出端子控制外部负载。载。 n3.内部标志位存储器（内部标志位存储器（M） n内部标志位也称位存储区，在逻辑运算中用作内部标志位也称位存储区，在逻辑运算中用作存储中间操作信息的元件，他们并不直接驱动存储中间操作信息的元件，他们并不直接驱动外部负载，类似于继电接触器系统中的中间继外部负载，类似于继电接触器系统中的中间继电器，多以位为单位使用，也可以字节、字、电器，多以位为单位使用，也可以字节、字、双字为单位使用。双字为单位使用。 n4.特殊标志位存储器（特殊标志位存储器（SM）n 特殊标志位（特殊标志位（SM）即特殊内部线圈。它是用）即特殊内部

14、线圈。它是用户程序与系统程序之间的界面，为用户提供一户程序与系统程序之间的界面，为用户提供一些特殊的控制功能及系统信息，用户对操作的些特殊的控制功能及系统信息，用户对操作的一些特殊要求也通过特殊标志位（一些特殊要求也通过特殊标志位（SM）通知）通知系统。特殊标志位区域分为只读区域系统。特殊标志位区域分为只读区域（SM0.0SM29.7，头，头30个字节为只读区）个字节为只读区）和可读写区域，在只读区特殊标志位，用户只和可读写区域，在只读区特殊标志位，用户只能利用其触点。能利用其触点。 n 5.定时器存储器（定时器存储器（T） n 定时器是模拟继电器控制系统中的时间继电器。定时器是模拟继电器控制

15、系统中的时间继电器。S7-200 PLC定时器的时基有三种：定时器的时基有三种：1ms、10ms、100ms。通常定时器的设定值由程序赋予，需要时。通常定时器的设定值由程序赋予，需要时也可在外部设定。每个定时器有一个也可在外部设定。每个定时器有一个16位的当前值位的当前值寄存器及一个状态位，称为寄存器及一个状态位，称为T-Bit。 n6.计数器存储器（计数器存储器（C）n 计数器是累计其计数输入端脉冲（输入端子计数器是累计其计数输入端脉冲（输入端子或元件送来的脉冲）电平由低到高的次数，有或元件送来的脉冲）电平由低到高的次数，有三种类型：增计数、减计数、增减计数。通常三种类型：增计数、减计数、增

16、减计数。通常计数器的设定值由程序赋予，需要时也可在外计数器的设定值由程序赋予，需要时也可在外部设定。部设定。n每个计数器有一个每个计数器有一个16位的当前值寄存器及一个位的当前值寄存器及一个状态位，称为状态位，称为C-Bit。 n7.高速计数器（高速计数器（HC）n 高速计数器用来累计机外高速脉冲信号。当高速计数器用来累计机外高速脉冲信号。当高速脉冲信号的频率比高速脉冲信号的频率比CPU扫描速率更高时，扫描速率更高时，必须要用高速计数器计数。高速计数器的当前必须要用高速计数器计数。高速计数器的当前值寄存器为值寄存器为32位（位（bit），读取高速计数器当），读取高速计数器当前值应以双字（前值应

17、以双字（32位）来寻址。高速计数器的位）来寻址。高速计数器的当前值为只读值。当前值为只读值。 n8.变量寄存器（变量寄存器（V）n 变量存储器（变量存储器（V）存放全局变量、存放程序执）存放全局变量、存放程序执行过程中控制逻辑操作的中间结果或其他相关行过程中控制逻辑操作的中间结果或其他相关的数据。变量存储器是全局有效。全局有效是的数据。变量存储器是全局有效。全局有效是指同一个存储器可以在任一程序分区（主程序、指同一个存储器可以在任一程序分区（主程序、子程序、中断程序）被访问。子程序、中断程序）被访问。 n9.累加器（累加器（AC）n 累加器是用来暂时存储计算中间值的存储器，累加器是用来暂时存储

18、计算中间值的存储器，也可向子程序传递参数或返回参数。也可向子程序传递参数或返回参数。S7-200 CPU提供了提供了4个个32位累加器（位累加器（AC0、AC1、AC2、AC3）。）。 n10.局部存储器（局部存储器（L）n 局部存储器和变量寄存器很相似，主要区别局部存储器和变量寄存器很相似，主要区别是局部存储器用来存放局部变量。局部存储器是局部存储器用来存放局部变量。局部存储器是局部有效的。局部有效是指某一局部存储器是局部有效的。局部有效是指某一局部存储器只能在某一程序分区（主程序或子程序或中断只能在某一程序分区（主程序或子程序或中断程序）中使用。不同的程序段不能访问不同程程序）中使用。不同

19、的程序段不能访问不同程序段中的局部存储器。序段中的局部存储器。 n11.顺序控制继电器（顺序控制继电器（S）n 顺控继电器顺控继电器S是使用顺控继电器指令的重要元是使用顺控继电器指令的重要元件，通常与顺序控制指令件，通常与顺序控制指令LSCR、SCRT、SCRE结合使用，实现顺控流程的方法。结合使用，实现顺控流程的方法。 n12.模拟量输入模拟量输入/输出寄存器（输出寄存器（AIW）n 模拟量输入模块将外部输入的模拟信号的模模拟量输入模块将外部输入的模拟信号的模拟量转换成拟量转换成1个字长的数字量，存放在模拟量个字长的数字量，存放在模拟量输入映像寄存器（输入映像寄存器（AIW）中，供）中，供C

20、PU运算处理。运算处理。模拟量输入（模拟量输入（AIW）的值为只读值。）的值为只读值。n注意：从偶数号字节进行编址。注意：从偶数号字节进行编址。n 模拟量输入映像寄存器（模拟量输入映像寄存器（AI）的地址格式为：）的地址格式为：n AIW起始字节地址起始字节地址，如，如AIW4。 n13.模拟量输出映像寄存器（模拟量输出映像寄存器（AQW）n CPU运算的相关结果存放在模拟量输出映像运算的相关结果存放在模拟量输出映像寄存器（寄存器（AQW）中，供）中，供D/A转换器将转换器将1个字长个字长的数字量转换为模拟量，以驱动外部模拟量控的数字量转换为模拟量，以驱动外部模拟量控制的设备。模拟量输出映像寄

21、存器（制的设备。模拟量输出映像寄存器（AQW）中的数字量为只写值。中的数字量为只写值。n 模拟量输出映像寄存器（模拟量输出映像寄存器（AQW）的地址格式）的地址格式为：为：n AQW起始字节地址起始字节地址，如，如AQW10。n模拟量输出映像寄存器（模拟量输出映像寄存器（AQ）的地址必须用）的地址必须用偶数字节地址（如偶数字节地址（如AQW0，AQW2，AQW4）来表示。）来表示。 n2.S7-200系列系列PLC数据类型及存储单元编址数据类型及存储单元编址n（1）数据类型、存储器长度及存储范围。）数据类型、存储器长度及存储范围。n（2）存储单元的编址）存储单元的编址n编址即是对存储单元编码，

22、以便程序执行时可编址即是对存储单元编码，以便程序执行时可以唯一地识别每个编程元件。以唯一地识别每个编程元件。 S7-200系列系列PLC存储器以存储器以8位（字节）为单位排列，为了位（字节）为单位排列，为了配合各种类型数据的存储，可实行位、字节、配合各种类型数据的存储，可实行位、字节、字、双字存取，采用地址标识符、长度标识符字、双字存取，采用地址标识符、长度标识符结合字节序号编址。结合字节序号编址。 n(1)位寻址（位寻址（BIT）n位寻址也叫字节位寻址也叫字节位寻址，一个字节占有位寻址，一个字节占有8位。位。n 数据区存储器区域的某一位的地址格式为：数据区存储器区域的某一位的地址格式为：Ax

23、.y。n必须指定必须指定存储器区域标识符存储器区域标识符A、字节地址字节地址x及及位号位号y。例。例I4.5表示图表示图5-4中黑色标记的位地中黑色标记的位地址。址。I是变量存储器的区域标识符，是变量存储器的区域标识符，4是字节地是字节地址，址，5是位号，在字节地址是位号，在字节地址4与位号与位号5之间用点之间用点号号“.”隔开。隔开。 位寻址格式位寻址格式MSBMSB表示最高位表示最高位 LSBLSB表示最低位表示最低位 n(2)字节、字、双字地址格式字节、字、双字地址格式 n 数据区存储器区域的字节、字、双字地址格式为：数据区存储器区域的字节、字、双字地址格式为：ATx。n 必须指定区域标

24、识符必须指定区域标识符A、数据长度、数据长度T以及该字节、字或双字以及该字节、字或双字的的起始字节地址起始字节地址x。图。图5-5中，用中，用VB100、VW100、VD100分别表示字节、字、双字的地址。分别表示字节、字、双字的地址。VW100由由VB100、VB101两个字节组成；两个字节组成；VD100由由VB100VB103四个组成。四个组成。 n(3)其他地址格式其他地址格式 n 数据区存储器区域中，还包括定时器存储器数据区存储器区域中，还包括定时器存储器（T）、计数器存储器（）、计数器存储器（C）、累加器（）、累加器（AC）、）、高速计数器（高速计数器（HC）等，它们是模拟相关的电

25、）等，它们是模拟相关的电器元件的。它们的地址格式为：器元件的。它们的地址格式为：Ay。n 由区域标识符由区域标识符A和元件号和元件号y组成，例组成，例T24表示表示某定时器的地址，某定时器的地址，T是定时器的区域标识符，是定时器的区域标识符，24是定时器号，同时是定时器号，同时T24又可表示此定时器的又可表示此定时器的当前值。当前值。 第三节第三节 PLC的软件及应用程序编程语言的软件及应用程序编程语言n一、可编程控制器的软件一、可编程控制器的软件nPLC的软件含的软件含系统软件系统软件和和用户程序用户程序。系统软件。系统软件由由PLC制造商固化在机内，用以控制可编程控制造商固化在机内，用以控

26、制可编程控制器本身的运作。用户程序由可编程控制器的制器本身的运作。用户程序由可编程控制器的使用者编制并输入，用于控制外部对象的运行。使用者编制并输入，用于控制外部对象的运行。 n1.系统软件系统软件n系统软件主要包括以下三部分：系统软件主要包括以下三部分：n（1）系统管理程序）系统管理程序n（2）用户指令解释程序）用户指令解释程序n（3）标准程序模块及系统调用）标准程序模块及系统调用 n2.用户程序用户程序u用户程序即应用程序，是可编程控制器的使用用户程序即应用程序，是可编程控制器的使用者针对具体控制对象编制的程序。根据不同的者针对具体控制对象编制的程序。根据不同的控制要求编制不同的程序，这相

27、当于改变控制要求编制不同的程序，这相当于改变PLC的用途，相当于设计和改变继电器控制设备的的用途，相当于设计和改变继电器控制设备的硬接线线路，也就是所谓的硬接线线路，也就是所谓的“可编程可编程”。u参与参与PLC应用程序编制的是可编程控制器代表应用程序编制的是可编程控制器代表编程器的存储器，俗称编程器的存储器，俗称“软继电器软继电器”，或称编，或称编程程“软元件软元件”。u不同厂家的不同厂家的PLC会提供不同的指令集，但基本会提供不同的指令集，但基本的编程元件和编程形式有许多共同之处。的编程元件和编程形式有许多共同之处。 n二、可编程控制器常用的编程语言二、可编程控制器常用的编程语言n国际电工

28、委员会（国际电工委员会（IEC）编制的）编制的PLC国际标准国际标准IEC61131中推荐了梯形图（中推荐了梯形图（LAD），功能块），功能块图（图（FBD）及顺序功能图（）及顺序功能图（SFC）三种图形化）三种图形化编程语言及指令表（编程语言及指令表（IL）、结构文本（）、结构文本（ST）nS7-200系列系列PLC提供的编程语言通常有三种：提供的编程语言通常有三种：梯形图、指令表、功能块图（梯形图、指令表、功能块图（FBD） 1. 梯形图（梯形图（LAD：Ladder Diagram） 梯形图（梯形图（LAD）是与电气控制电路相呼应的图形语言。）是与电气控制电路相呼应的图形语言。它沿用了继

29、电器、触头、串并联等术语和类似的图形符号，它沿用了继电器、触头、串并联等术语和类似的图形符号，并简化了符号，还增加了一些功能性的指令。梯形图按自并简化了符号，还增加了一些功能性的指令。梯形图按自上而下，从左到右的顺序排列，最左边的竖线称为起始母上而下，从左到右的顺序排列，最左边的竖线称为起始母线也叫左母线，然后按一定的控制要求和规则连接各个接线也叫左母线，然后按一定的控制要求和规则连接各个接点，最后以继电器线圈（或再接右母线）结束，称为一逻点，最后以继电器线圈（或再接右母线）结束，称为一逻辑行或叫一辑行或叫一“梯级梯级”。通常一个梯形图中有若干逻辑行。通常一个梯形图中有若干逻辑行（梯级），形似

30、梯子。（梯级），形似梯子。 梯形图编程的基本规则梯形图编程的基本规则n.按按“自上而下，从左到右自上而下，从左到右”的顺序绘制。的顺序绘制。 n.在每一个逻辑行上，当几条支路串联时，串联触在每一个逻辑行上，当几条支路串联时，串联触点多的应安排在上面，几条支路并联时，并联触点点多的应安排在上面，几条支路并联时，并联触点多的应安排在左面。多的应安排在左面。 .触点应画在水平支路上，不包含触点的支路应放触点应画在水平支路上，不包含触点的支路应放在垂直方向，不应放在水平方向；在垂直方向，不应放在水平方向；如图和如图和. .处都处都是不允许的。是不允许的。 . 一个触点上不应有双向电流通过，如图（一个触

31、点上不应有双向电流通过，如图（a）中）中元件元件3，应进行适当变化，如图（，应进行适当变化，如图（b）。）。 .如果两个逻辑行之间互有牵连，逻辑关系又不清晰，应进如果两个逻辑行之间互有牵连，逻辑关系又不清晰，应进行变化，以便于编程。如图（行变化，以便于编程。如图（a）可变化为图（）可变化为图（b）所示的梯）所示的梯形图。形图。 .梯形图中任一支路上的串联触点、并联触点及梯形图中任一支路上的串联触点、并联触点及内部并联线圈的个数一般不受限制。在中小型内部并联线圈的个数一般不受限制。在中小型PLC中，由于堆栈层次一般为中，由于堆栈层次一般为8层，因此连续进行并联层，因此连续进行并联支路块串联操作、

32、串联支路块并联操作等的次数，支路块串联操作、串联支路块并联操作等的次数，一般不应超过一般不应超过8次。次。 n（7）应把串联多的电路尽量放在最上边，把并联）应把串联多的电路尽量放在最上边，把并联多的电路放在最左边，这样一是节省指令，二是美多的电路放在最左边，这样一是节省指令，二是美观，如图所示。观，如图所示。 n2.指令表指令表IL（Instruction List）n指令表（指令表（STL）是用助记符来表达）是用助记符来表达PLC的各种的各种控制功能的。它类似于计算机的汇编语言，但控制功能的。它类似于计算机的汇编语言，但比汇编语言更直观易懂，编程简单，因此也是比汇编语言更直观易懂，编程简单，

33、因此也是应用很广泛的一种编程语言。这种编程语言可应用很广泛的一种编程语言。这种编程语言可使用简易编程器编程，但比较抽象，一般与梯使用简易编程器编程，但比较抽象，一般与梯形图语言配合使用，互为补充。形图语言配合使用，互为补充。 3. 功能块图（功能块图（FBD：Function Block Diagram） 功能块图（功能块图（FBDFBD）对应上图对应上图中的I0.1长闭触点 功能块图（功能块图（FBD）类似于普通逻辑功能图，它沿）类似于普通逻辑功能图，它沿用了半导体逻辑电路的逻辑框图的表达方式。一般用用了半导体逻辑电路的逻辑框图的表达方式。一般用一种功能方框表示一种特定的功能，框图内的符号表

34、一种功能方框表示一种特定的功能，框图内的符号表达了该功能块图的功能。功能块图通常有若干个输入达了该功能块图的功能。功能块图通常有若干个输入端和若干个输出端。输入端是功能块图的条件，输出端和若干个输出端。输入端是功能块图的条件，输出端是功能块图的运算结果。端是功能块图的运算结果。 n顺序功能图（顺序功能图（SFC：Sequential Function Chart）n顺序功能图也叫状态流程图或步序图，是一种位于其他编程顺序功能图也叫状态流程图或步序图，是一种位于其他编程语言之上的图形语言，用来表达一个顺序控制过程。语言之上的图形语言，用来表达一个顺序控制过程。 n三、三、S7-200系列系列PL

35、C的寻址的寻址n指令的两个要素：指令的两个要素：n1、指令的功能指令的功能，即执行哪些操作；，即执行哪些操作；2、操作的操作的数据，数据，其中，除立即寻址是直接给出立即数，其中，除立即寻址是直接给出立即数，其他的寻址方式操作数据总是指出存储该操作其他的寻址方式操作数据总是指出存储该操作数的存储单元的地址。数的存储单元的地址。n计算机将这种在指令中标示操作数的方式叫做计算机将这种在指令中标示操作数的方式叫做寻址。寻址。nS7-200系列系列LPC指令系统的寻址方式有指令系统的寻址方式有立即立即寻址寻址、直接寻址直接寻址和和间接寻址间接寻址。 n1.直接寻址直接寻址n直接寻址方式是，指令直接使用存

36、储器或寄存直接寻址方式是，指令直接使用存储器或寄存器的元件名称和地址编号，根据这个地址就可器的元件名称和地址编号，根据这个地址就可以立即找到该数据。操作数的地址应按规定的以立即找到该数据。操作数的地址应按规定的格式表示。指令中，数据类型应与指令标识符格式表示。指令中，数据类型应与指令标识符相匹配。相匹配。nLD I0.0nO Q0.1nAN I0.1n= Q2.1 n2. 间接寻址间接寻址n存储单元中也可以是一个地址，称为间接寻址。存储单元中也可以是一个地址，称为间接寻址。n间接寻址用指针来访问存储区数据，指针以间接寻址用指针来访问存储区数据，指针以双字双字的形式存储其他存储区的地址。要建立一

37、个指针，的形式存储其他存储区的地址。要建立一个指针，必须以必须以双字双字的形式，将需要间接寻址的存储器地的形式，将需要间接寻址的存储器地址移动到指针中。址移动到指针中。n可作为地址指针的存储器有：可作为地址指针的存储器有：V、L、AC（1 3）n 可间接寻址的存储器区域有：可间接寻址的存储器区域有：I、Q、V、M、S、T（仅当前值）、（仅当前值）、C（仅当前值）。（仅当前值）。n 对独立的位（对独立的位（BIT）值或模拟量值不能进行间接）值或模拟量值不能进行间接寻址。寻址。 n(1)建立指针建立指针 间接寻址前，应先建立指针。指针为间接寻址前，应先建立指针。指针为双字长双字长，是所要访问的是所

38、要访问的存储单元存储单元（最大为双字型（最大为双字型32位）位）的物理地址。只能使用变量存储器（的物理地址。只能使用变量存储器（V）、局）、局部存储器（部存储器（L）或累加器（）或累加器（AC1、AC2、AC3）作为指针，作为指针，AC0不能用作间接寻址的指针。不能用作间接寻址的指针。 n将所要访问的存储器单元的地址装入用来作为指针的存储将所要访问的存储器单元的地址装入用来作为指针的存储器单元或寄存器，装入的是器单元或寄存器，装入的是地址地址而不是数据本身，格式如而不是数据本身，格式如下：下：nMOVD &VB200，AC1n“&”为地址符号，与单元组合表示所对应单元的为地址符

39、号，与单元组合表示所对应单元的32位物理位物理地址，地址，VB200只是一个直接地址编码，并不是它的物理地只是一个直接地址编码，并不是它的物理地址。址。n指令中的第二个地址数据长度必须是指令中的第二个地址数据长度必须是双字长双字长，如：，如：AC、LD和和VD。这里地址。这里地址“VB200”要用要用32位表示，因而必须位表示，因而必须使用双字传送指令（使用双字传送指令（MOVD）。）。n 指令中的指令中的&VB200如果改为如果改为&VW200或或&VD200效果完效果完全相同。因为具体的寻址范围取决于随后的间接存取指令全相同。因为具体的寻址范围取决于随后的间接存取指

40、令类型。类型。 n(2)间接存取间接存取 n 依据指针中的内容值作为地址存取数据。使用指依据指针中的内容值作为地址存取数据。使用指针可存取字节、字、双字型的数据，针可存取字节、字、双字型的数据，n 下面两条指令是建立指针和间接存取的应用方法：下面两条指令是建立指针和间接存取的应用方法：n MOVD &VB200，AC1n MOVW *AC1，AC0n 执行指令执行指令MOVW *AC1，AC0，把指针中的内容值，把指针中的内容值（VB200）作为地址，由于指令）作为地址，由于指令MOVW的标识符是的标识符是“W”，因而指令操作数的数据长度应是字型，把地址，因而指令操作数的数据长度应是字

41、型，把地址VB200、VB201处处2个字节的内容（个字节的内容（1234）传送到）传送到AC0。指针处的值（即。指针处的值（即1234），为字型数据，如图），为字型数据，如图5-7所示，操作数（所示，操作数（AC1）前面的）前面的“*”号表示该操作数号表示该操作数（AC1）为指针。）为指针。 间接寻址 把把VB200VB200的地址送入的地址送入AC1AC1建立指针建立指针 把指针处的值送到把指针处的值送到AC0AC0 本指令是本指令是MOVWMOVW，为字型长度，则，为字型长度，则AC0AC0的高的高1616位空闲未用；位空闲未用；若是若是MOVDMOVD双字型指令，则将双字型指令，则将V

42、B200VB200 VB203VB203的内容的内容( (即即12345678)12345678)送到送到AC0AC0 这里给出的是起始字节地址，而并不表示数据长度这里给出的是起始字节地址，而并不表示数据长度（由随后间接存取指令类型决定）为字型。所以，如（由随后间接存取指令类型决定）为字型。所以，如果改为果改为&VB200&VB200或或&VD200&VD200效果完全相同。效果完全相同。 n(3)修改指针修改指针 n存取连续地址的存储单元中数据时，通过修改存取连续地址的存储单元中数据时，通过修改指针可以非常方便地存取数据。指针可以非常方便地存取数据。n在在S7

43、-200 PLC中，指针的内容不会自动改变，中，指针的内容不会自动改变，可用可用自增或自减自增或自减等指令修改指针值。这样就可等指令修改指针值。这样就可连续地存取存储单元中的数据。连续地存取存储单元中的数据。n 图图5-8中，用两次自增指令中，用两次自增指令INCD AC1，将，将AC1指针中的值（指针中的值（VB200）修改为）修改为VB202后，后，指针即指向新地址指针即指向新地址VB202。执行指令。执行指令MOVW*AC1，AC0，这样就可在变量存储器，这样就可在变量存储器（V）中连续地存取数据，将）中连续地存取数据，将VB202、VB203二个字节的数据（二个字节的数据（5678）传

44、送到）传送到AC0。 n 修改指针值时，应根据存取的数据长度来进行调整。若对修改指针值时，应根据存取的数据长度来进行调整。若对字节进行存取，指针值加字节进行存取，指针值加1 1（或减（或减1 1）；若对字进行存取、）；若对字进行存取、或对定时器、计数器的当前值进行存取，指针值加或对定时器、计数器的当前值进行存取，指针值加2 2（或减（或减2 2）；若对双字进行存取，则指针值加）；若对双字进行存取，则指针值加4 4（或减（或减4 4）。图）。图5-85-8中，存取的数据长度是字型数据，因而指针值加中，存取的数据长度是字型数据，因而指针值加2 2。 修改指针 把指针增加两次，把指针增加两次，指向下

45、一个字指向下一个字 把把AC1AC1（VW202VW202）所）所指向的字数值送到指向的字数值送到AC0AC0 第四节第四节 PLC的工业应用模式及工作原理的工业应用模式及工作原理n一、一、 PLC的工业应用的基本模式的工业应用的基本模式n从结构及功能出发，从结构及功能出发，PLC是一种新型的通用的是一种新型的通用的电器控制器电器控制器，一种以计算机为内核的电器控制，一种以计算机为内核的电器控制器。器。n电器控制器电器控制器：电器及电路构成的用于电气控制：电器及电路构成的用于电气控制的装置。的装置。n可编程控制器工作的根本形式可编程控制器工作的根本形式是依程序处理存是依程序处理存储器中的各种数

46、据。储器中的各种数据。 n可编程控制器工业控制应用的基本模式：可编程控制器工业控制应用的基本模式：n为了实现特定的控制任务，为了实现特定的控制任务，第一点第一点，像其他的，像其他的电器控制器一样，可编程控制器必须要接入控电器控制器一样，可编程控制器必须要接入控制系统电路。即要与传感器、主令电器、执行制系统电路。即要与传感器、主令电器、执行电器、通信设备及其他需用的控制设备连接成电器、通信设备及其他需用的控制设备连接成一体。一体。第二点，第二点，将将PLC接入系统后，还必须根接入系统后，还必须根据控制要求编制应用程序，反映输入事件与输据控制要求编制应用程序，反映输入事件与输出事件的联系，以使可编

47、程控制器得以据此完出事件的联系，以使可编程控制器得以据此完成既定的控制任务。成既定的控制任务。 n基本模式的意义：基本模式的意义：n1.可编程控制器应用的第一步是规划硬件，安可编程控制器应用的第一步是规划硬件，安排输入输出口及存储单元排输入输出口及存储单元。n2.基本应用模式涉及对基本应用模式涉及对PLC程序的理解。程序的理解。 n二、可编程控制器的工作原理及应用程序的循环扫描执行二、可编程控制器的工作原理及应用程序的循环扫描执行n1.PLC的工作原理的工作原理n可编程控制器是一种基可编程控制器是一种基于计算机的运算控制装于计算机的运算控制装置。它将工业控制中的置。它将工业控制中的各种控制信号

48、存入自己各种控制信号存入自己的输入存储单元，也将的输入存储单元，也将运算的结果存入自己的运算的结果存入自己的输出存储单元，并且将输出存储单元，并且将运算结果作为输出信号运算结果作为输出信号去控制执行器件以完成去控制执行器件以完成工业控制。而作为输入工业控制。而作为输入存储单元及输出存储单存储单元及输出存储单元联系的应用程序则是元联系的应用程序则是控制的核心。控制的核心。 电电源源O ON N内内部部处处理理输输入入处处理理（输输入入传传送送、远远程程I I/ /O O）通通信信服服务务（外外设设、C CP PU U、总总线线服服务务）更更新新时时钟钟、特特殊殊寄寄存存器器执执行行程程序序处处理

49、理程程序序执执行行自自诊诊断断存存放放自自诊诊断断错错误误结结果果C CP PU U强强制制为为S ST TO OP PPLCPLC的运行框图的运行框图返回本节返回本节 nPLC的运行状态与运行框图（的运行状态与运行框图（5-17）n第一部分：上电处理第一部分：上电处理n第二部分：扫描过程第二部分：扫描过程n第三部分：出错处理第三部分：出错处理n以上三部分内容中，扫描过程是最主要的、最以上三部分内容中，扫描过程是最主要的、最经常的工作，除去通信任务及内部特殊存储单经常的工作，除去通信任务及内部特殊存储单元管理。扫描过程可分为三个阶段：元管理。扫描过程可分为三个阶段：n输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段 用用PLC控制控制外部接线不变，改变用户程序。外部接线不变，改变用户程序。用继电器控制用继电器控制要改变控制电路的实际接线。要改