第四章S7200的基本概念1

学习PLC时，对对象的选择绝大多数PLC是相似的；为以后学习IEC61131-3打下基础。为什么要讲S7-200PLC?市场占有率高和现场总线的发展方向一致S7-200PLC的发展西门子系列：Logo、S7200、S71200、S7300、S7400

第四章S7-200PLC基础知识第四章S7-200PLC基础知识第一节S7-200PLC硬件系统一、硬件系统基本构成1、主机单元2、扩展单元3、特殊功能模块4、软件及人机界面现在200系列分为S7200和s7200CN二、主机结构及性能特点1、主机模块SIMATICS7-200系统CPU22X系列PLC主机（CPU模块）的外形如图示：状态显示通信口顶部端子盖电源及输出端子前盖方式开关电位器、扩展I/O连接底部端子盖输入端子、传感器电源存储器卡机型主机输入点数主机输出点数可扩展模块CPU221

6

4

无CPU222

8

62CPU224/XP14/2AI10/1AO7CPU22624167二、主机结构及性能特点1、主机模块二、主机结构及性能特点1、主机模块2、主机模块的主要特点和技术规范供电电压DC24VAC220V输出方式晶体管继电器

集成电源高速计数（捕捉比扫描周期更小的脉冲）

脉冲输出（驱动步进电机和伺服电机）集成模拟电位器实时时钟

二、主机结构及性能特点3、存储系统二、主机结构及性能特点ROM存储器未画出（组态掉电保持）（永久保持）（永久保持）3、存储系统保持性数据存储器

掉电保持,电容或者电池供电永久存储器

掉电保存，程序控制写入，有次数限制存储卡

移动存储、额外付费二、主机结构及性能特点保证了存储安全三、软件及人机界面第一节S7-200PLC硬件系统编程软件：Step7Micro/winOPC服务软件：PCACESS上位机软件：Wincc、Protool及其他组态软件TD文本显示器TP、OP触摸屏其他厂商触摸屏相关软件人机界面第二节I/O的扩展及功能的扩展EM221

数字量输入EM222

数字量输出EM223

数字量输入/输出混合EM231模拟量输入EM232

模拟量输出EM235

模拟量输入/输出混合1、I/O扩展模块第二节I/O的扩展及功能的扩展1、I/O扩展模块第二节I/O的扩展及功能的扩展2、扩展模块连接

扁平电缆的连接方式，提高抗震动性能更简单，更可靠可扩展多种模块，无槽位限制EM241

调制解调器模块EM253

定位模块EM277DP通信模块EM243

以太网模块3、特殊功能扩展模块第三节内部资源1、软元件（软继电器）每一个输入/输出、内部存储单元、定时器和计数器等都称为软元件。软元件是PLC内部的具有一定功能的器件，这些器件实际上是由电子电路和寄存器及存储器单元等组成。接点母线线圈连线输出锁存、电平转换等I/O扩展智能I/O输入滤波、电平转换、锁存功能开关和指示器编程器微处理器CPU系统程序EPROM用户数据RAM用户程序EPROM存储器扩展通信接口系统总线去现场来自现场后备电池至PC或者其他光电耦合光电耦合、继电器或可控硅输出刷新阶段

用户程序执行阶段

输入采样阶段扫描周期第三节内部资源1、软元件（软继电器）软元件：输入继电器（I0.1，IB0）输出继电器（Q0.1，QB0）中间继电器（M0.1，MB0,MW0,MD0）特殊继电器（SM0.1，SM26）模拟量输入（AIW0）模拟量输出（AQW0）变量存储器（V0.1，VB0,VW0,VD0）和临时存储器定时器（T0）计数器（C0），高速计数器（HC0）累加器（AC0）红色部分表示有外围接口的软元件第三节内部资源1、软元件（软继电器）软元件都有相应的地址，也具有线圈和触点（常开、常闭）的概念特点没有物理触点，且其触点可以无限次地使用；体积小、功耗低、寿命长。线圈触点第三节内部资源1、软元件（软继电器）根据功能不同，软元件分为许多区域，如输入继电器（I），输出继电器（Q），定时器区（T），计数器区（C）。软元件的地址编排采用区域号加区域内编号的方式区域的大小和种类根据PLC型号有关线圈触点2、软元件介绍

（1）输入继电器(I)输入继电器一般都有一个PLC的输入端子与之对应，它用于接收外部的开关信号。当外部的开关信号闭合，则输入继电器的线圈得电，对应地址的值为真（或1）.在程序中其常开触点闭合，常闭触点断开。这些触点可以在编程时任意使用，使用次数不受限制。第三节内部资源编址方法：I0.3，I1.1，IB0，IW0MSBIB0LSB07654321I0I1电动机的正反转控制I/O接线图正转启动SB2-I0.0反转启动SB3-I0.1停止SB1-I0.2KM2SB2KM1SB3SB1KM2KM1电源FR正转接触器KM1-YI反转接触器KM2-Y2正转互锁反转互锁Q0.0L+I0.0I0.1I0.2Q0.11L输出采用是220V的继电器输出模块正反转硬件互锁2、软元件介绍（2）输出继电器（Q）

输出继电器一般都有一个PLC上的输出端子与之对应。当通过程序使得输出继电器线圈得电时，对应地址值为1，PLC上的输出端开关闭合，它可以作为控制外部负载的开关信号。同时在程序中其常开触点闭合，常闭触点断开。这些触点可以在编程时任意使用，使用次数不受限制。第三节内部资源编址方法：Q0.3，Q1.1，QB0，QW0位、字节、字、双字概念（3）通用辅助继电器(M)通用辅助继电器的作用和继电接触器控制系统中的中间继电器相同，但无输入输出端子对应。主要起逻辑控制作用。（4）特殊继电器(SM)用来存储系统的状态变量、有关的控制参数和信息。2、软元件介绍第三节内部资源编址方法：M0.3，M1.1，MB0，MW0，MD0编址方法：SM0.3，SM1.1，SMB0（4）特殊继电器(SM)SM0状态位定义第三节内部资源(5)变量存储器(V)

变量存储器用来存储变量。它可以存放程序执行过程中控制逻辑操作的中间结果，也可以使用变量存储器来保存与工序或任务相关的其他数据。在进行数据处理时，变量存储器会被经常使用。2、软元件介绍第三节内部资源编址方法：V0.1，VB0，VW0，VD0（6）局部变量存储器(L)局部变童存储器用来存放局部变量。局部变量与变量存储器所存储的全局变量十分相似，主要区别在于全局变量是全局有效的，而局部变量是局部有效的（子程序）。

S7-200有64个字节的局部存储器，编址范围LB0.0~LB63.7，其中60个字节可以用作暂时存储器或者给子程序传递参数，最后4个字节为系统保留字节。

2、软元件介绍第三节内部资源（7）顺序控制继电器(S)S又称状态元件，以实现顺序控制和步进控制。

S7-200PLC编址范围S0.0～S31.7，可以按位、字节、字或双字来存取数据2、软元件介绍第三节内部资源（8）定时器（相当于时间继电器）

S7-200CPU中的定时器是对内部时钟累计时间增量的设备，用于时间控制。编址范围T0～T255（22X）；（9）计数器计数器主要用来累计输入脉冲个数。有16位预置值和当前值寄存器各一个，以及1位状态位，当前值寄存器用以累计脉冲个数，计数器当前值大于或等于预置值时，状态位置1。

S7-200CPU提供有三种类型的计数器，增计数、减计数、增／减计数。编址范围C0～C255（22X）。（10）高速计数器（HC）

CPU22X提供了6个高速计数器HC0、HC1……HC5（每个计数器最高频率为30KHz）用来累计比CPU扫描速率更快的事件。高速计数器的当前值为双字长的符号整数。2、软元件介绍第三节内部资源（10）模拟量输入／输出映像寄存器（AI/AQ）

S7-200的模拟量输入电路将外部输入的模拟量（如温度、电压）等转换成1个字长（16位）的数字量，存入模拟量输入映像寄存器区域。

AI编址范围AIW0，AIW2，……AIW62，起始地址定义为偶数字节地址，共有32个模拟量输入点。

S7-200模拟量输出电路用来将模拟量输出映像寄存器区域的1个字长（16位）数字值转换为模拟电流或电压输输出。

AQ编址范围AQW0，AQW2，……AQW62，起始地址也采用偶数字节地址，共有32个模拟量输出点2、软元件介绍第三节内部资源输入和输出都是标准信号：0-5V，4-20mA等，可设置

（12）累加器（AC）累加器是用来暂存数据，S7-200PLC提供了4个32位累加器AC0～AC3。累加器支持以字节（B）、字（W）和双字（D）的存取。2、软元件介绍第三节内部资源第四节寻址方式1.数据类型（1）数据类型及范围SIMATICS7-200系列PLC数据类型可以是布尔型、整型和实型（浮点数）及字符串。实数采用32位单精度数来表示，其数值有较大的表示范围：正数为+1.175495E-38～+3.402823E+38；负数为-1.175495E~38～-3.402823E+38。

（2）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，但常数的书写可以用二进制、十进制、十六进制、ASCII码或浮点数（实数）等多种形式。第四节寻址方式1.数据类型2.直接寻址方式（1）编址形式按位寻址：Ax.y（Q4.3）

直接寻址格式为：Ay（C2，T2）

数据寻址格式为：ATx（IB0，VW0）第四节寻址方式(2)按位寻址的格式为：Ax.y必须指定元件名称、字节地址和位号，如图所示。图中MSB表示最高位，LSB表示最低位。2.直接寻址方式(3)特殊器件的寻址格式

存储区内另有一些元件是具有一定功能的硬件，由于元件数量很少，所以不用指出元件所在存储区域的字节，而是直接指出它的编号。例如：T1、C2、HC1、AC12.直接寻址方式第四节寻址方式(4)字节、字、双字的寻址格式

IB0IW0ID0MB0MW0MD0VB0VW0VD02.直接寻址方式第四节寻址方式MSBIB0LSB0IW0IB1765432107654321MSBI0LSB0I4I3I2I17654321字和双字起始地址定义为偶数字节地址定义：数据存放在存储器或寄存器中，在指令中只出现所需数据所在单元的内存地址的地址。存储单元地址的地址又称为地址指针与计算机的间接寻址方式相同。便于处理内存连续地址中的数据，使用可缩短代码的长度。工作过程：建立指针、间接存取和修改指针。3．间接寻址方式

第四节寻址方式（1）建立指针

建立指针必须用双字传送指令（MOVD），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或寄存器，装入的是地址而不是数据本身，格式如下：例： MOVD &VB200,VD302MOVD &MB10,AC2 MOVD &C2,LD14可作为指针的存储区有：V、L和AC3．间接寻址方式

第四节寻址方式（2）间接存取

指令中在操作数的前面加“*”表示该操作数为一个指针。下面两条指令是建立指针和间接存取的应用方法：

MOVD &VB200，AC0 MOVW *AC0，AC13．间接寻址方式

第四节寻址方式MOVD &VB200，AC0MOVW *AC0，AC13．间接寻址方式

第四节寻址方式（3）修改指针

下面的两条指令可以修改指针的用法：INCD AC0INCD AC0MOVW *AC0，AC13．间接寻址方式

4、I/O地址分配CPU是操作输入输出软元件是通过相应的寄存器来操作的各扩展模块连接后其地址编号是怎样的分配的？第四节寻址方式4、I/O地址分配编制原则同类型输入或输出信号进行顺序编址对于数字量，模块高位数实际未满8位的不分配给后续模块。后续同类地址从一个新的8为字节开始编址模拟量输入输出模块地址以2通道地址递增方式来分配空间。第四节寻址方式主机模块0模块1模块2模块3模块4CPU224DI16/DO10EM223DI16/DO16EM221DI8EM2354AI/1AQEM2354AI/1AQEM2322AQI0.0-I1.7I2.0-I2.7I4.0-I4.7AIW0AIW8AQW8I1.0-I1.7I3.0-I3.7AIW2AIW10AQW10Q0.0-Q0.7Q2.0-Q2.7AIW4AIW12Q1.0-Q1.1Q3.0-Q3.7AIW6AIW14AQW0AQW2AQW4AQW64、I/O地址分配举例第五节指令系统

Step7Micro/Win（离线使用便于学习）第五节指令系统

S7-200系列PLC主机中有两类基本指令集：SIMATIC指令集和IEC1131-3指令集，程序员可以任选一种。提供了许多类型的指令以完成广泛的自动化任务。SIMATIC指令集：是为S7-200系列PLC设计的，本指令通常执行时间短，而且可以用LAD、STL和FBD