自动控制系统程序设计指南：压缩机控制系统程序解析

压缩机自动控制系统程序设计

第一章可编程逻辑控制器基础知识

1.PLC概述

在PLC问世之前，工业控制领域中是继电器控制占主导地位。应用广泛。不过老

式的电器控制系统存在体积大，可靠性低，查线和排除故障困难等缺陷，尤其是接线

复杂、不易更改，对生产工艺日勺变化的适应性差。

1969年美国数字设备企业(DEC)研制出世界上第一台PLC,获得了成功。从此，

可编程控制器这一新技术迅速发展起来。

1.1PLC的定义

可变程序控制器(ProgrammableController)简称PLC,是在电器控制技术和计

算机技术的基础上开发出来日勺，并逐渐发展成为以微处理器为关键，把自动化技术、

计算机技术、通信技术融为一体的新兴工业控制装置。

国际电工委员会(IEC)1987年在可编程控制器原则草案第三稿中定义如下：“可

变程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采

用可编程序日勺存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、次序控制、定期、计数和算

术运算等操作指令，并通过数字式和模拟式的输入输出，控制多种类型日勺机械或生产

过程。可编程控制器及其有关外围设备，都应按易于与工业系统连成一种整体，易于

扩充其功能的原则设计。”目前，PLC己被广泛应用于多种生产机械和生产过程日勺自动

控制中。

1.2PLC的特点

PLC是专为在工业环境下应用而设计的J,具有许多独特的长处。重要有如下特点：

(1)可靠性高、抗干扰能力强

可靠性高、抗干扰能力强是PLC最重要的特点之一。它采用了一系列的硬件和软

件的抗干扰措施。

(2)编程简朴，使用以便

目前，大多数PLC采用的语言是梯形图语言，它是一种面向生产、面向顾客的编

程语言。

(3)通用性强，灵活性好，功能齐全

PLC是通过软件实现控制日勺，其控制程序便在软件中，对不一样H勺控制对象都可以

采用相似口勺硬件进行配置。

(4)设计简朴，维护以便

由于PLC用软件替代了老式电气控制硬件，控制柜的设计、安装界线工作量大为

减少。PLC的顾客程序大部分可在试验室进行调试，缩短了应用设计和调试周期。

(5)体积小、重量轻、能耗低

由于采用了集成电路，实现机电一体化的理想控制设备。

1.3PLC分类

PLC产品种类繁多，其规格和性能也各不相似。对PLC的分类，一般根据其构造

形式的不一样、控制规模等进行大体分类。

根据PLC的构造形式可分为整体式、模块式、叠装式三类。整体式PLC是将电源

CPU、I/O接口等部件都集中在一种机箱内；模块式PLC是将PLC各构成部分分别做

成若干个单独口勺模块；叠装式PLC是将整体式和模块式结合起来。

按PLCH勺控制规模，PLC可分为小型机、中型双、大型机。小型机，控制点数不

不小于256点，顾客程序存储器日勺容量不不小于8K字。中型机日勺控制点数一般在256

点-2048点范围内，顾客程序存储器的容量不不小于50K字。大型机的控制点数在2048

点以上，顾客程序存储器均容量达50K字以上。

1.4PLC现实状况与趋势

PLC作为工控机的一员，在重要工业国家中成为自动化系统的基本电控装置。据记

录，当今世界PLC生产厂家约150家，生产300多种品种。PLC在工控机市场中占有重

要地位，并保持继续上升的势头。

PLC在60年代末引入我国时，只用作离散量口勺控制，其功能只是将操作接到离散量

输出的接触器等,最早只能完毕以继电器梯形逻辑的操作。新一代口勺PLC具有PID调整

功能，它H勺应用已从开关量控制扩大到模拟量控制领域,广泛地应用于航天、冶金、轻工、

建材等行业。但PLC也面临着其他行业工控产品H勺挑战，各厂家正采用措施不停改善产

品,重要体现为如下几种方面：

(1)微型、小型PLC功能加强

诸多有名日勺PLC厂家相继推出高速、高性能、小型、尤其是微型日勺PLC。

(2)集成化发展趋势加强

由于控制内容日勺复杂化和高难度化，使PLC向集成化方向发展,PLC与PC集成、

PLC与DCS集成、PLC与PID集成等，并强化了通讯能力和网络化，尤其是以PC为基

的控制产品增长率最快。

(3)向开放型转变

目前开发以PC为基础、在WINDOWS平台下，符合IEC1131-3国际原则的新一代

开放体系构造口勺PLCo

2S7-200基本构成

SIEMENSSIMATICS7-200由基本单元（S7-200CPU模块），个人计算机（PC）或编程

器，STEP7-Micro/WIN32编程软件及通信电缆构成，是叠装式小型PLC。它指令丰富、

功能强大、可靠性高、适应性好、构造紧凑。如图3-1所示：

图3-1S7-200PLC系统的构成

（1）基本单元（S7-200CPU模块）

S7-200CPU模块包括一种中央处理单元（CPU）、电源及数字量I/O点，这些都被

集成在一种紧凑、独立H勺设备中。

在CPU模块的顶部端子盖内有电源及输出端子;在底部端子盖内有输入端子及传

感器电源；在中部右侧前盖内有CPU工作模式开关、模拟量调整电位器和扩展I/O连

接接口；在模块的左侧分别有状态指示灯、存储卡、及通信口。如图3-2。

项的喟子董

电源及输出喘子

前苦

RUMSTOP开关及电位器

犷展I/O连接

底的嘴子苫

输入修子及传序器电源

图3-2S7-200CPU模块

（2）扩展单元

S7-200模块提供了一定数量的本机I/O,扩展模块提供了附加的输入输出点（见

图3-3）

图3-3带有扩展模块I向CPU

3）个人计算机（PC）或编程器

个人计算机（PC）或编程器装上STEP7-Micro；WIN32编程软件后，即可供顾客

进行程序FJ编制、编辑、调试和监控等。PLC在正式运行时，不需要编程器。

4）STEP7-Micro/WIN32编程软件

STEP7-Micro/WIN32编程软件是基于WindowsH勺应用软件，它支持32位

Windows95,Windows98和WindowsNT4.0使用环境。它口勺基本功能是创立、编辑、

调试顾客程序、系统组态等。

5）通信电缆

通信电缆使PLC用来与个人计算机实现通信口勺,可以用PC/PPI电缆；使用通信处

理器时，可用多点接口电缆；使用MPI卡时，可用MPI卡专用通信电缆。

6）人机界面

文本显示屏TD200不仅是一种用于显示系统信急H勺显示设备，还可以作为控制单

元对某个量的数值进行修改，或直接设置输入/输出量。文本信息H勺显示/确认措施，最

多可显示80条信息，每条信息最多4个变量状态。过程参数可在显示屏上显示，并可

以随时地修改。TD200面板上口勺8个可编程序的功能键，每个都分派了一种存储器位,

这些功能键在启动和测试系统时，可以进行参数设置和诊断。

3.S7-200模块重要技术指标

3.1S7-200一般性能

S7-200CPUS7-200系列PLC可提供4种不一样的基本型号口勺8种CPU供选择使

用。重要性能指标如下：

表3-1S7-200CPU重要性能指标

S7-200PLCPU221CPU222CPU224CPU226

C

集成数字6入/4出8入/6出14入/10出24入/16出

量输入/

输出

可连接日勺不可扩展2个7个7个

扩展模块

数量

最大可扩不可扩展78点168点248点

展H勺数字

量输入/

输出范围

最大可扩不可扩展10点35点35点

展的模拟

量输入/

输出范围

顾客程序4K4K8K8K

区

数据存储2K2K5K5K

区

数据后备50小时50小时50小时50小时

时间（电

容）

后备电池200小时200小时200小时200小时

编程软件Step7-Micro/WIStep7-Micro/WIStep7-Micro/WIStep7-Micro/WI

NNNN

标志寄存256/256/256256/256/256256/256/256256/256/256

器/计数/

定期器

通讯接口1*RS4851*RS4851*RS4852*RS485

外部硬件4444

中断

支持的通PPI,MPI,自由PPLMPI,自由PPI,MPI,自由PPI,MPI自由口,

讯协议口口，ProfibusDP口,ProfibusDPProfibusDP

实时时钟外置时钟卡（选外置时钟卡（选内置时钟卡内置时钟卡

件）件）

外形尺寸90*80*6290*80*62120*80*62196*80*62

(W*H*D)

mm

3.2CPU224性能

S7-200CPU224一般性能如下表所示:

表3-2S7-200CPU224一股性能

电源电压DC24V,AC100-230V

电源电压波动DC20.4-28.8,AC84-264(47-63HZ)

环境温度湿度水平安装0-55℃,垂直安装0-45C,5%-95%

大气压860-1080hPa

保护等级IP20到IEC529

输出给传感器的电压DC24V(20.4-28.8)

输出给传感器的电流280mA，电了式短路保护（600mA）

为扩展模块提供的输660mA

出电流

程序存储器8K字节/经典职位2.6K条指令

数据后备整个BD1在EEPR0M中无需维护，在RAM中目前的

DB1表职位、定期器、计数器等通过高能电容或电

池维持，后备时间190h,插入电池后备200天

编程语言LAD,FBD,STL

程序构造一种主程序快（可以包括子程序块）

程序执行自由循环、中断控制、定期器控制（1-255ms）

子程序级8级

指令集逻短运算、应用功能

位操作执行时间0.37M

扫描时间监控300ms（可重启动）

内部标志位256,可保持：EEPR0M中0T12

计数器0-256,可保持：256,6个高速计数器

定期器可保持：2564个定期器，1ms-30s16个定期

器，10ms-5min236个定期器，100ms-54min

接口一种RS485通信接口

可连接H勺编程器/PCPG740,PG760,PC(AT)

本机I/O口数字量输入：14,其中4个可用作硬件中断，14

个用于高速功能

数字量输出：10,其中2个可用作本机功能，模

拟电位器：2个

可连接的JI/O数字量输入/输出：最多94/74个

模拟量输入/输出：最多28/7（或14）

AS接口输入/输出：496

最多可扩展模块7个

CPU224输入特性如表3-3所示。

表3-3S7-200CPU224输入特性

类型源型或汇型

输入电压DC24V,“1”信号：14-35A,“0”信号:0-5A

隔离光耦隔离，6点和8点

输入电流“1”信号：最大4mA

输入延迟（额定输入所有原则输入：所有C.2-12.8nls（可调整）

电压））0.2-12.8ms（可调整）

）最大30KHz

CPU224输出特性如表3-4所示。

表3-4CPU224MJ愉出特性

类型晶体管输出继电器输出

额定负载电压DC24V(20.4-28.8V)DC24V(4-30V)

AC24-230V(20-250V)

输出电压“1”信号：最小DC20VL+/L-

隔离光电隔离，5点继电器隔离，3点和4点

最大输出电流“1”信号：0.75A“1”信号：2A

最小输出电流“0”信号：10M“0”信号：0mA

输出开关容量阻性负载:0.75A阻性负载：2A

灯负载：5W灯负载：DC30W,AC200W

我们现场所选用E句为CPU224日勺继电器输出类型，其端子接线图如图3-4所示。

图3-4CPU224DC/DC/继电器连接器端子图

3.3EM231、EM235模块技术性能

(1)EM231、EM235模拟量输入/输出技术规范

表3-5EM231、EM235模拟最输入输出技术规范

阐明EM231A14*12位EM235A14/AQU12位

输入技术规范输入技术规范输出技术规范

尺寸71.2*80*62mm71.2*80*62mm

(W*H*D)

重量183g186g

功率损耗2W2W

物理I/O数量4模拟量输入点4模拟量输入点，1模拟量输出点

功耗从L+60mA60mA（输出为20mA）

L+电压范围20.4至28.820.4至28.8

LED指示潜24VDC电源良好24VDC电源良好

0N二没有故障0N二没有故障

OFF二无24V电源OFF二无24V电源

最大输入电压30VDC30VDC

最大输入电流32mA32mA

模拟量输入点44

数

隔离（现场侧无无

到逻辑线路）

输入电压（单0至10V,0至5V0至10V,0至5V,0至

极性）IV,0至500mV,0至

+5,2.5VlOOmV,至50mV

输入电压（双+10,5,2.5,IV,+500,

极性）0至20mA250,100,50,256

输入电流0至20mA

模拟量输出点1

数

信号范围

电压输出+10V

电流输出0至20mA

隔离无

(2)EM231,EM235接线

热电阻测量温度，压力变送器测量压力，将信号分别送入EM231测温模块：EM235

测压模块，由CPU224发出动作信号。两线制，三线制，四线制接法精度依次提高，我

们选用三线制接线措施。如图3-5所示。

图3-5扩展模块的三线制接法

RTD3Wire

*Areferstosense;areferstosource.

（3）PLC内部DC+24V电源的负载能力

EM231和EM235需要24V供电，可由CPU224欧J24V电源供应。CPU224输出电流最

大为2A,需要计算与否可以负载。

S7-200主机的内部电源单元除了提供DC+5V电源外，还提供DC+24V电源,

DC+24V电源也称为传感器电源，它可以作为CPU模块和扩展模块用于检测直流信号

输入点状态欧JDC24V电源，假如顾客使用传感器的话，也可作为传感器的电源。一般

状况卜，CPU模块和扩展模块的输入、输出电所用得DC24V电源是由顾客外部提供。

假如使用CPU模块内部的DC24V电源日勺话，应当注意DC24V电源的负载能力。使

CPU模块及各扩展模块所消耗电流的总和不超过该内部DC24V电源所提供的最大电

流(400mA)。

实际上，从L+提供应EM231输入的电流为60mA,提供应EM235的输入电流为

60mA,输出电流为20mAo

(4)EM231,EM235扩展模块的端子标识

EM231

电诋发达;K

法仃WIJ

24VDC电源和公共端

图3-6用于EM231扩展模块H勺连接器端子标识

图3-7用于EM235扩展模块的连接器端子标识

第二章压缩机自动控制设计整体方案

1.1PLC设计的基本环节

图4-1PLC设计基本环节

1.2PLC设计的基本原则

根据控制任务，在最大程度满足生产机械或生产工艺对电气控制规定的前提下,

运行稳定，安全可靠，经济实用，操作简朴，维护以便。

⑴最大程度满足被控对象提出的多种性能指标。

⑵保证控制系统口勺安全可靠。

⑶力争控制系统简朴、经济、使用及维修以便。

(4)留有合适H勺余最。

1.3压缩机控制自锁及手自动切换的)实现

根据控制FI勺规定，压缩机能用PLC自动控制后停。不过当PLC发生故障时，还必

须能手动控制压缩机的启停。在初次设计中，选用一种回路来实现上述功能，经验证,

无法实现所规定的功能。其线路图如4・2所示。

1压缩机日勺启动开关2PLe控制启动开关

3压缩机H勺停止开关4KM常开触点图4-2压缩机自手动控制线路图

5PLC控制停止开关KM接触器K压缩机工作状态指示

图中存在日勺问题是：当按下1时，压缩机启动，4闭合，形成自锁。按下3时，压

缩机停止，实现手动控制。不过，当PLC不供电时，无法让开关5闭合，手动控制无

法实现.

在现场设计中，将PLC控制与手动控制回路分为两路，通过控制接触器线1IKM2

通得电实现两路的切换。

这种思想的实现可以选用一种双刀双掷开关，来选择给手动回路供电还是给PLC

供电，但由于现场没有选用此开关，我们选用接触器KM2来取代，实现它的功能。

压缩机自锁及手自动切换线路图如4-3所示。

图4-3压缩机自动控制手自动切换实现

当按下按钮SB3时，接触器KM2线圈得电，KM2时常开开关闭合，形成自锁，手动回路供

电。此时，按下SBI,回路接通,KM1线圈得电，KMI常开开关逼和，形成自锁，压缩机启动；按

下SB2,回路断电，压缩机停止。当按下SB4时，手动回路切断电源，系统进入自动状杰，手动

控制不能实现控制压缩机启停。当SB3不动作时，总开关一闭合，系统进入自动运行状杰，压缩

机日勺控制直接由PLC实现.

2整体设计

2.1硬件设计部分

1）压缩机控制系统H勺配置

在明确了控制任务和控制规定后，选择现场所用的）硬件和软件配置如下所示:

在硬件方面：PLC选S7-200CPU224；测温模块EM231；测压模块EM235；选用

CU50热电阻测温器件检测压缩机气缸的温度；选用SH115型压力变送器检测压缩机

出口处的压力；气动电磁阀（五个）；手动阀（五个）；交流接触器（两个）；控制柜；

接线端子排（两个）；电源及若干导线。

在软件方面：重要有PLCS7-200编程组态软件STEP7-WIN32、上位计算机驱动

软件及操作软件等。STEP7-WIN32是基于Windows的应用软件，功能强大，界面友好,

并有以便的联机协助功能。

所用多种配置见附件表一。

2）PLC的控制对象

CPU输出的控制信号有压缩机起停，电磁阀，温度上限报警，压力下限报警，压

力上限报

警，蜂鸣

器。如图

4-4所示。

图4-4PLC控制构造图

3）设计方案

根据控制规定，现场改造管路流程图见附件图一。在这个系统中，压缩机气缸的

温度由CU50热电阻测得，将信号传入EM231测温模块，CPU给出控制信号，控制压

缩机的启动和停止。压缩机出口压力信号由压力变送器测得，并将信号传入EM235模

块，CPU给出控制信号。

柜面布置图见附件图二。图4-5为简朴示意图。其中，

OOOOL1为电源指示灯，L2为压缩机工作状态指示，L3为温度上

LlL3L4L5

OOO限报警，L4为压力下限未开图4-5柜面布置图报警指

SB1L2SB2

OQ示，L5为压力上限未关报警指示。按钮SB1为压缩机启动开

SB3SB4

关，按钮SB2为压缩机停止开关，按钮SB3为手动开关，SB4

为自动开关。

柜内布置图见附件图三。由于压缩机周围环境不是太理

想，温度较高，油污较多，清洁性差，不适宜把面板安装在

柜面上，设计安装在柜内。

现场接线图见附件图四。设计选用的报警灯，指示灯均是由24VDC电源供电。按

钮选用H勺是220VAC电源。

注意：在接线的过程中，要思绪清晰，布线整洁，有合适的标识。多次查线，逐渐调试，确认

无误后方可接入现场。

3.软件设计

1）编程软件STEP7-Micro/WIN32

PLC系统的软件设计是根据一定逻辑关系，以梯形图方式编写后写入PLC中。在

PC机中，可实目前线组态、监控，对输入、输出点可以强制状态，以满足调试、维护

需要。

STEP7-Micro/WIN32是基于Windows平台应用软件，是SIEMENS企业专为

SIMATIC系列S7-200研制开发的编程软件，它可以在线（联机）或离线（脱机）开发

顾客程序，并可在线实时监控顾客程序日勺执行状态。

STEP7-Micro/WIN32的基本功能是协助顾客完毕应用软件的开发任务，例如，创

立顾客程序，修改和编辑原有日勺顾客程序。运用该软件可设置PLC的工作方式和参数,

上载和下载顾客程序，进行程序的运行监控。它还具有简朴语法日勺检查、对顾客程序

的文档管理和加密等功能，并提供在线协助。

上载和下载顾客程序指的是用STEP7-Micro/WIN32编程软件进行编程时，PLC主

机和计算机之间的程序、数据和参数的传送。

上载顾客程序是将PLC中的程序和数据通过通信设备（如PC/PPI）电缆上载到计

算机中进行程序的检查和修改；下载顾客程序是将编好日勺程序、数据和CPU组态参数

通过通信设备下载到PLC中以进行运行调试。

程序编辑中的语法检查功能可以防止某些语法和数据类型方面日勺错误。梯形图错

误处下方自动加红色曲线。

软件功能的实现可以在联机工作方式下进行，部分的功能的实现也可以在离线工

作方式下实现。

联机方式是指带编程软件日勺计算机或编程器与PLC直接连接；离线方式是指带编

程软件的计算机或编程器与PLC断开连接，只能实现部分功能。

2）程序设计流程图

根据控制规定，程序设计流程图如图4-5所示。

PLC一上电，打开除油罐电磁阀V3,除水罐、储气罐电磁阀V4、V5放油，放水

20秒钟。若检测压力不不小于0.02Mpa,则直接启动压缩机，并有未开报警，如压力在

0.02Mpa和0.2Mpa之间，先放气20秒钟，再后动压缩机。若检测压力不小于0.5Mpa,

则关压缩机，并进行检测压缩机与否关闭，未关则报警。

图4-6程序设

计流程图

第三章PLC系统编程

1CPU的扫描周期

S7-200CPU日勺基本操作非常简朴：CPU读输入状态；然后，CPU中存储的程序运

用这些输入执行控制逻辑，当程序运行时，CPH刷新有关数据：CPH把数据写到输出.

CPU持续地扫描程序，读写数据。S7-200有三种编辑器（梯形图LAD编辑器，语句

表STL编辑器，功能块医FBD编辑器）和两种指令集（IEC1131-3和SIMATIC）。运

用STEP7-Micro/WIN32梯形逻辑（LAD）编辑器可以建立与电气接线图等价日勺类似

程序，还可以使用STL编辑器显示所有LAD编辑宿编写日勺程序。梯形图这种编辑措

施简朴易懂，便于掌握，我选用这种措施来编程，就是考虑到它的以便性和简要性。

梯形图程序让CPU仿真外部信号，通过输入逻辑条，牛，再根据成果决定逻辑输出的容

许条件。

执行处理器诊断

处理各种1信请求

执行程序

扫描周期

卜00020

读输入解0

图4TCPU一种扫描周期

但CPU不也许同步去执行多种操作，它只能按分时操作（串行工作）方式，每一

次执行一种操作，按次序逐一执行。由于CPU日勺运算处理速度很快，因此从宏观上来

看，PLC外部出现的成果似乎是同步（并行）完毕的。这种串行工作过程称为PLC日勺

扫描工作方式。逻辑一般被分解成小口勺轻易理解的片，这些片常常被称为“梯级”或

“段，程序一次执行一种段，从左到右，从上到下，在无中断或跳转控制的状况下，

逐条执行顾客程序。一旦CPU程序执行到程序末尾，又从上到下重新执行程序。

每次扫描周期开始时，先读数字输入点的目前值，然后把这些值写到输入映像寄

存器中。CPU以8位（1个字节）为增量『、J措施来保留输入映像寄存器。假如CPU或

扩展模块不给物理输入点提供保留字节的每一位，那么你就不能把这些位重新分派给

I/O链中的后续模块，也不能在程序中使用它们。在每次扫描周期开始时，CPU会将映

像寄存器中未使用口勺输入位清零。然而，你的CPU可以连几种扩展模块，并且你并未

使用这个I/O功能（即未安装扩展模块），那么你可以用这些未使用的扩展输入位作为

附加的内部寄存器标志位来使用。除非容许模拟量滤波，CPU在扫描周期中是不能自

动更新模拟量输入值的。顾客可以选择对每个模拟量通道设置数字滤波。数字滤波用

于低成本的模拟量模块，这些模块不支持内部滤波。数字滤波应用于输入信号缓慢变

化的场所。假如是高速信号，应当不选用数字滤波。

模拟输入滤波容许有更多稳定的模拟量。模拟输入滤波器应用于输入信号随时间

变化缓慢的场所。假如信号是高速的信号，那么你不应当用模拟滤波器。用模拟指令

传递数字信息和报警指示的模块不能用模拟滤波器。对于热电阻，热电偶和AS-接口

工程师模块，模拟滤波总是失效。假如模拟量选择输入滤波器，CPU在每个扫描周期

刷新模拟输入、执行滤波功能，并存储滤波值。当访问模拟量输入时，使用滤波值。

假如模拟量不选择输入滤波器，当问模拟量输入时，CPU每次从物理模块读取模拟值。

扫描周期中执行的任务依赖于CPU日勺操作模式。S7-200CPU有两个操作模式：

STOP模式和RUN模式。对于扫描周期，STOP模式与RUN模式的重要差异是在RUN模

式下运行顾客程序，而在STOP模式下不运行顾客程序。

S7-200在一种扫描周期期间运行大多数的或所有的下列任务：

(1)读输入:S7-200复制实际输入状态到程序映像输入寄存器。

(2)执行程序中的控制逻辑£7-200执行程序的指令并且在多种不一样的存储区域

中储存值。

(3)处理任何的通信祈求:S7-200执行通信的任何工作祈求。

(4)运行处理器自测试诊断：S7-200确定固件，程序存储器,和任何扩展模块正在

恰当地工作。

(5)写输出:程序映像输出寄存器的存储值被写入实际输出。

2STEP7Micro/WIN32编程

西门子PLC具有良好口勺编程界面，对于S7-200口勺编程软件STEP7Micro/WIN32,各

子程序间可互相调用，子程序是程序的可选部分，只有当主程序，中断程序或其他子

程序调用它们时，才可以执行。主程序次序扫描，S7-200每个扫描周期估算在主程序

中的代码，不管这个代码执行与否，不过，S7-200只在子程序中日勺调用的代码时估算,

并且在扫描时不把没调用的代码算在内。本程序H勺初始化程序和温度压力模拟量的转换

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程序都是调用了程序。

图4-2编程软件STEP7Micro/WIN32编程界面

编程还需要注意如下的问题：

（1）“浪涌电流”问题一定要考虑在内。每组输出的最大电流是8A,而输出的浪

涌电流是7A,因此一组内同步有两个以上输出时，就要逐一对应延时半秒，否则同步

输出就会超过每组最大输出电流。

（2）定期器的触发问题也要考虑。延时闭合定期器目前值为“1”时，对应延时

你所设定日勺时间后，位触点才闭合，但这段时间内，触发信号断开则会使定期器复位。

延时断开定期器目前值为“1”时，位触点就闭合，触发信号断开，定期器开始计时，

当设定期间到了，位触点才断开。因此，不一样定期器出发信号的长短规定也不一样

样，要区别看待。

顾客程序包括初始化子程序，读取压力、温度数据子程序，开机放油放水语句，

压力上下限判断语句，温度判断语句，报警语句等几种部分。

（1）系统初始化

初始化子程序的调用，是在程序开始时，对需要预先设置的）参数变量进行赋值,

例如，模拟量转换程序中，使用到移位指令，就要对所移位数事先赋值。

有些存储器在断电后保留目前值，CPU掉电时自动保持位存储器（M）区域的数

据，假如设为保持，则当CPU模块掉电时，M存储器前14个字节（MBO到MB13）

会完整保留到EEPROM中。开机后，CPU会从EEPROM向RAM中恢复顾客程序CPU

配置，并检查RAM存储器，确认超级电容器与否已成功保留了RAM存储器中的数据。

假如成功保留，那么RAM存储器的保持区域将保持不变。V存储器装配中的未保持区

域，将从对应EEPROM中V存储器永久区域处恢复回来。假如RAM存储器的内容没

有保持下来（如在意外掉电后），CPU会清除RAM存储器（包括保持和非保持区）并

置保持数据丢失存储器标志位（SM0.2）为“1”。

（2）系统检测压力、温度及转换

压力、温度数据口勺读取是模拟量口勺输入，是4到20毫安电流信号，用EM231/EM235

模块对模拟量输入已经进行了转换S7-200将现实世界的模拟值（如温度或电压）转

换成一种字长（16位）H勺数字量。你可以用区域标识符（A）,数据长度（W）,及字节

时起始地址来存取这些值。由于模拟输入量为一种字长且从偶数位字节（如0,2或4）

开始，因此必须用偶数字节地址（如AIW0,AIW2,或AIW4）来存取这些值。模拟量输

入值为只读数据。

格式：AIW［起始字节地址］AIW4

AlW8

.।片II1-字节.

AIW8|字节8|字节9||1---------访问f字长度

最高仃效字节最低有效字节区域标识（模拟且输入）图4—3

存取模拟量输入值

根据选择模拟量输入范围口勺开关表（表4-1）,对EM231/EM235模块口勺配置DIP开

关进行设置，可选择使用单极性数据或双极性数据。

表4-1EM231选择模拟量输入范围内开关表

单极性满量程输入辨别率

SW1SW2SW3

ONOFFON0-I0V2.5mV

ONOFF0〜5V1.25mV

0〜20mA5uA

双极性满量程输入辨别率

SW1SW2SW3

OFFOFFON-5~+5V2.5mV

ONOFF25〜+2.5V1.25mV

如图4-4所示，单极性数据和双极性数据的存储位不一样，模拟量到数字量转换

器(ADC)/、J12位读数，其数据格式是左端对齐口勺，最高有效位是符号位：0表达正值数

据字。对单极性格式，3个持续的0使得ADC计数器值每变化一种单位则数据字变化是

以8为单位的变化；对双极性格式，4个持续的0使得ADC计数器值每变化一种单位则

数据字变化是以16为单位的变化。因此，数据使用时需要在程序内部给出转换，将没

有存储书库的位屏蔽掉，再通过移位指令，将12位数据值寄存在一种双字(DW)的

寄存器中。

MSBLSB

1514320

0数据值12位000

单极性数据

MSBLSB

15430

数据值12位

双极性数据

图4-4EM231,EM235数据输入字格式

4到20毫安电流信号和压力表量程、。到0FFF数字量信号是线形对应关系，通过

先行转换，就可以和压力上下限直接相比较了。

(3)自动放油放水

每天第一次开机时，放油放水，定期10秒，使用SM0.1触发，由于SM0.1只在第

一种扫描周期为“1”，但扫描周期太短，不能持续给定期器触发信号，因此先触发一

种延时断开定期器，再用它来触发延时闭合定期器，既而控制阀的打开和关闭。T0NR,

TON,T0F定期器有三个辨别率。这些辨别率由表4-2中的定期器号决定。每个目前值

的计数是多重时基。例如,一种以100ms为时基的数50代表500mso

表4-2定期器号和辨别率

定期器类型辨别率最大目前值定期器号

TONR1ms32.767sTO,T64

10ns327.67sT1-T4,T65-T68

100ms3276.7sT5-T31,T69-T95

TON,TOF1ms32.767sT32,T96

10ns327.67sT33-T36,T97-T100

100ms3276.7sT37-T63,T101-T255

(4)压力上下限、温度判断及报警

通过转换，可得科技进行比较的压力信号，直接使用比较指令和上下限比较，若

不不小于压力下限，定期器控制先放气10秒，使到零负载，再启动压缩机。若不小于

压力上限，立即关闭压缩机。用检测到的温度与80度相比较，当温度过高时，立即关

闭压缩机，报警。

比较指令日勺使用：比较式为真时，触点闭合。

当压力不不小于压力下限时，压缩机应立即启动，经测试，大概300秒后即可到

达下限以上，若300秒后还在下限如下，阐明系统出现问题，报警，告知人员检修；

同样，若压力不小于压力上限，压缩机应立即停转，若出现问题，20秒后来尚未降到

上限如下，立即报警。报警包括蜂鸣和报警灯。

内部存储器标志位（M存储器）可以作为控制继电器存储中间操作状态或其他的控

制信息，可以按位，字节，字或双字来存取位存储器。

位:M［字节地址］.［位地址］M26.7

字节，字或双字：M［长度］［出发位元组住址］MD20

Network1

—।T44I—r-FAn3FAy4FA5

i

T37

pNTON

♦20oJpT

Network2

FA3FA4FA5

Nctwoik3

SM01T44

---------pNTOT

♦200-PT____________

图4-5报警程序梯形图

该程序中，M1.0为报警灯日勺触发信号，PALARMUP为上限报警；T41为上限计时

器，到特定期间后未完毕对应口勺操作，则闭合；PD0WN为抵达下限信号；PUP为抵达上

限信号。T41定期20秒，若抵达上限20秒后尚未关闭压缩机，即20秒后还在上限以

上，则报警。T42和T43分别为5秒的延时闭合、延时断开定期器，互相交替接通，使

NETW0RK2,NETW0RK3发出占空比50%的脉冲信号，使得灯亮半秒，灭半秒地闪烁。

（5）输出表设置输出状态

S7-200CPU为输出点提供良种性能，一种是预置数字量在CPU变为STOP方式后为

已知值，另一种是设置数字量输出保持CPU变成STOP方式之前的状态。输出表是CPU

配置数据的一部分，要下装且存入CPU存储器中。输出值设置仅合用于数字量输出,

模拟量输出值在CPU切换到STOP方式后即被锁定，由于顾客程序负责刷新模拟量输出，

CPU并没有更新模拟量输入和输出日勺系统功能，CPU没有为这些提供映像寄存器。选择

菜单命令View>SystemBlock,点击OutputTable选择块来使用输出表设置对话框,

设置输出时，你有如下两种选择：

（1）假如想保持上依次的输出,那就选择FreezeOutput框，点击“0K”。

（2）假如想把输出表中的值复制到输出点上，则填写输出表值，点击你想要的对

应位，则从RUN转到STOP方式后，该位便置为1（ON）。点击“OK”来保留你的选择。

STEP7-Micro/WIN32的缺省设置是把输出表的值复制到输出点上，而输出表的缺省设

置全为0(OFF)o

图4-6设置输出表

3下装/上装程序及CPU连线

程序包括三部分：顾客程序，数据块（可选），CPU组态（可选）。如图4-7所示,

下装I的程序存于CPU存储器RAM区。为了永久保留，CPU会同步自动地把这些顾客程

序、数据块（DB1）以及组态拷贝到EEPROM中。

用户程序

CPU组态

数据块（DB1）：.一I

最大V〃储备而.；:

图4-7Download程序

当从CPU上装一种程序时，顾客程序及CPU配置从RAM中上装到个人计算机

（PC）o当上装数据块时，存于EEPROM中的永久数据块将同存于RAM中剩余的数据

块（假如有的话）合并，然后把完整的I数据块传到个人计算机（PC）上。

CPU224DC/DC/继电器型CPU连线如下图所示，输入端子分别通过24VDC电源（由

CPU提供）和对应组的公共端连接，输出端子分别通过负载、220VAe甩源和对应组日勺

公共端连接。输入端子得电，即为“1”。CPU继电器输出，内部相称于若干开关，当

某输出端子为“1”信号时，开关闭合，负载得电。

120240VAC