西门子PLC 编程基础.ppt

1、PLC编程的基础，2020/6/24，1，3.1 PLC的基本结构，在结构形式上，PLC分为一体式和模块式两种。 任何类型的PLC的基本构成都相同。2020/6/24、2、CPU存储器输入输出电路编程装置的电源周边接口、2020/6/24、3、3.2PLC动作原理、PLC采用循环执行用户程序的方式，称为循环扫描动作方式。 1个周期扫描的周期分为输入采样、程序执行、输出更新三个阶段。 执行在2020/6/24、4、2020/6/24、5、OB1中的程序(循环执行)事件(日期时间中断、硬件中断等)，以开始其他OB、FB、FC、循环监视时间、和启动块(OB 100 ) 把保存在进程图区域(PII )

2、中的进程图输出表(PIQ )写入输出模块后，循环程序执行，2020/6/24，6，进程图，字节0字节1字节2:PII，PIQ : ai2.0=q4.3360:1，1，2020/6/24，7，在输入采样阶段依次读取所有输入状态和数据，并将其存储在I/O映射区域的对应的小区中。 输入采样结束后，进入用户程序的执行和输出更新的阶段。 在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映射区域中对应的单元的状态和数据也不会发生变化。 因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，以便在任何情况下都可以读取。 在第一个扫描周期中，从顶部起顺序地扫描用户程序的第三阶段，2020/6/2

3、4，8，用户程序执行阶段，PLC。 按梯形图进行扫描，按左右、上下的顺序进行逻辑运算，逻辑运算的结果被保存到映射区域。 上面的逻辑运算的运算结果用于下面的逻辑运算，而下一个逻辑运算只用于运算结果的下一个扫描周期。2020/6/24、9、输出更新阶段、扫描用户程序结束后，PLC进入输出更新阶段。 在此期间，CPU根据存在I/O映射区域的运算结果，刷新所有对应的输出锁存电路，并经由输出电路驱动对应的外围设备。 此时才是PLC的真正输出。 另外，2020/6/24，10，PLC的动作特征等所有输入信号在程序处理前被一并读取，在程序处理中不会变化。 程序处理的结果也在扫描周期的最后期间一并输出。 其工

4、作特征将一个连续的过程分解成几个静止状态，与放映电影的原理极为相似。 便于面向对象的思考。 PLC仅在扫描周期的开始时间段内读出外部输入状态，并且该时间段相对短，并且输入信号进入的噪声很强。 该方式有可能错过在高速变化过程中变化的信号，从而导致系统响应的延迟。 为克服上述问题，可以使用即时输入输出、脉冲捕捉、高速计数器或中断技术。2020/6/24、11、扫描动作方式对程序执行的影响，I0.0表示外部的按钮，按下按钮后，左侧的程序能够在一个扫描周期内完成M0.4的更新，右侧的程序在四个扫描周期内完成M0.4的更新如果扫描周期极短(100ms )，则不匹配，并且感觉不到两个程序的执行的差异。 如

5、果有时间序列的合作，必须注意这一差异。 另外，2020/6/24、12、3.3存储器及其地址，S7 CPU的存储区域包括加载存储器、工作存储器RAM、系统存储器RAM这三个基本区域。2020/6/24，13，系统存储区域的地址区域，2020/6/24，14，CPU的寄存器，(1)accax32位累加器是处理字节，字，或者双字的寄存器。 S7-300有两个累加器ACCU1和ACCU2，S7-400有四个累加器ACCU1到accu 4。 (2)地址寄存器将两个地址寄存器作为指针使用于寄存器间地址。 (3)数据块寄存器DB和DI寄存器用于存储打开的共享数据块和背景数据块的编号。(4)诊断缓冲器(5)

6、的状态字寄存器的状态字，是CPU执行命令的状态、2020/6/24、15、STEP 7的可地址范围、设计的地址区域、访问区域、缩写、相加后的最大区域、进程图I/Q、输入输出位535.7输入输出字节，I/QB，0-65，535，输入输出字，IW/QW，0-65，534，输入输出双字，ID/QD，0-65，532，内存标志，内存位，m，0.0 - 255.7，内存MW 0 - 254、内存字、MD、0 - 252、I/Q外部输入/输出、I/Q字节、外围、pib/pqp、0- 65，535、I/Q字、外围、PIW/PQW、0- 65，534、I/532、计时器、计时器(t) t，0 - 255、计数

7、器、计数器(c )、c，0 - 255、数据块、数据块(DB )、DB、1、-、65，532、数据块、用OPN DB打开、位、字节、 以65，532，OPN DI打开的位、字节、字、双字、DIX DIB、DIW、DID、0、-、65，532，2020/6/24，16，数据访问存储器的方式是二进制的1位(bit )为该位为1时，用梯子表示对应的编程元件的线圈“通电”，该常开接点接通，常闭接点断开，相反的情况下。 位数据的数据类型为BOOL (布尔)型。 (1)比特、字节、字和双字，2020/6/24、17、2字节构成一个字(Word )，2字构成一个双字(Double Word )。 通常，编码

8、数目用二进制补数表示，其中最高有效比特表示编码比特，在最高有效比特为0时表示正数，在1时表示负数，最大16比特的正数表示7FFFH，h表示十六进制数。 另外，8比特的二进制文件构成一字节，其中第0比特是最低有效比特(LSB )，第7比特是最高有效比特(MSB )。rw200、MD200、mw202、2020/6/24、18、字节、字、双字的值范围请参照表。 2020/6/24、19、位存储单元的地址如I3.2所示由字节地址和位地址构成。 其中，区域标识符“I”表示输入(输入)，字节地址为3，位地址为2。 该访问方式称为“字节.位”地址方式。 (2)数据访问方式的输入字节IB3(B是字节的缩写)

9、由I3.0-I3.7的8比特构成。 相邻的2字节构成一个字，rw200表示由MB200和MB201构成的一个字，rw200的m表示区域识别符，w表示字(Word )，200表示开头字节的地址。 MD200表示由MB200MB203构成的双字，m表示区域符号，d表示访问双字，200表示开头字节的地址。、2020/6/24、20、存储区域和功能见下表： 2020/6/24、21、2020/6/24、22、2020/6/24、23、3.4数据格式和数据类型、数字、二进制十六进制BCD代码、2020/6/24、 复杂的数据类型(比32位长)、用户定义的数据类型(比32位长)、2020/6/24、 步骤

10、7基本数据类型BOOL 1 True或False (1或0 ) byte8b # 16 # a9 word 16 w # 16 # 12af dword 32dw # 16 # ada1e F5 char8w5 time 16 s 5s # 200 msint 16 dint 3 65539实时32.2或34.5 e-12时间32 t # 2d _ 1h _ 3m _ 45s _ 12ms数据16 d # 1993-01-20时间_ of _ day 32 tod# 1233363535253525352535253525352535253525352535353535353535353535

11、353535353535353535353535353535353535353535353535353535353535353535353535353535353 2020 /6/24，26，复杂的数据类型，关键字长(比特)的例子， 是date _ and _ time 64 dt # 97-09-24-12333653535253525355.0 string8* (字符数2 ) This is a string (最多254个字符的字符串) SIEMENS ARRAY用户定义的度量： arra (相同数据类型的元素组) INT STRUCT用户定义的Motor: STRUCT (不同数据类

12、型的元素组) speed : int current : realend _ structudtudtasblockudtarrayelement (用户定义的数据类型=由用户定义的基本或复杂数据类型构成的struct drive : array 1 speed : in tudi t1 current : realend _ struct，2020/6/24，27，程序块类型，故障，循环，定时，进程，OB=组织块FB=功能块FC=功能块操作系统、3.5程序结构，2020/6/24、28、用户定义块，2020/6/24、29，用户块包括组织块、功能块、功能块。 组织块(OB )、组织块是操作系

13、统和用户程序之间的接口。 组织块只能在操作系统上启动。 各种组织块由不同的事件开始，并且具有不同的优先级，但是，循环执行的主例程处于组织块OB1中。 注意：各种块(组织块除外)的数量和代码长度与CPU无关。 组织块的数量取决于CPU的操作系统。2020/6/24、30、功能块(FB )、功能块被块参数调用。 块具有变量存储区域，该块与功能块(称为背景块)相关联。 特征：每个功能块可以具有不同的数据块。 这些数据块具有相同的数据结构，但是具体的数值也可以不同。 因为没有指定为功能(FC )、功能的块，所以无法存储信息。 功能经常被用于制作重复发生的复杂的自动化过程。 数据块(DB )、数据块包含

14、程序使用的数据。 2020/6/24， 块类型的特征系统功能-存储在CPU操作系统中(SFC) -用户可以调用此功能(不需要存储器)系统功能块-存储在CPU操作系统中(SFB) -用户可以调用此功能系统块-构成数据和参数的块(，系统块，2020/6/24，32，数据块的类型和结构，是CPU314中的块的大小为8K字节的数据块提供的最大存储区域2020/6/24，33，调用块，调用块，被调用块，(OB，FB，FC，FB，FC，SFB，SFC )，程序的执行，程序的执行，调用其他块的指令，块的结束基于这些方法，你可以选择最适合你的应用程序的编程方法。 线性化，模块化，线性化的编程：所有命令都在一个

15、模块(OB1 )内。 模块编程：各设备的控制指令在各自的块内。 OB1依次调用各块。 结构化编程：可以在不同的块调用中重用的代码。 OB1 (或其他块)调用这些块并传递对应的参数。、OB1、OB1、OB1、处方a、处方b、混合器、排气、泵、排气、3.6编程方法、2020/6/24、35、线性化编程、OB1、网络1、网络2、网络3、电机控制、信息取得操作的时间数、2020/6/24、36、模块编程、2020/6/24、37、主程序、子块、程序处理、 块结束，OB，FC/FB，模块程序的执行，2020/6/24，38，结构化编程，ob1，2020/6/24，39，3.7编程语言， IEC (国际电

16、工委员会)的5种编程语言的表现方式即顺序功能图(SFC、Sequential Function chart )、梯形(LAD、Ladder Diagram )、功能框图(FBD、function block d 、2020/6/24、40、STEP 7标准包构成了梯形LAD、语句表(即IEC1131-3的命令表) STL和功能框图FBD三种基本编程语言，STEP 7中包含CFC、SCL (西门子的结构文本在这些编程语言中，LAD、FBD和S7-Graph是图形语言，STL、SCL和S7-HiGraph是文本语言，CFC是块控制程序的流程图。2020/6/24、41、PLC的编程应遵循以下基本原则。 (1)外部输入、输出、内部继电器(位存储器)、定时器、计数器等设备的接点可