其他常用PLC及指令系統(tǒng).ppt

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1、第 4章 其他常用 PLC及指令系統(tǒng) 4.1 CPM1A系列 PLC概述 4.2 CPM1A系列 PLC指令系統(tǒng) 4.3 S7-200系列 PLC概述 4.4 S7-200系列 PLC指令系統(tǒng) 4.1 CPM1A系列 PLC概述 一、概述 二、 CPM1A系列 PLC的硬件配置 （一）小型機(jī)的組成 1、基本單元 二、 CPM1A系列 PLC的硬件配置 （一）小型機(jī)的組成 2、 I/O擴(kuò)展單元 二、 CPM1A系列 PLC的硬件配置 （一）小型機(jī)的組成 3、編程器 （二） CPM1A小型機(jī)的主要性能指標(biāo) 1、主要性能參數(shù) （二） CPM1A小型機(jī)的主要性能指標(biāo) 2、輸入 /輸出特性 （二） CP

2、M1A小型機(jī)的主要性能指標(biāo) 3、使用條件 CPM1A系列 PLC由日本工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn) JIS進(jìn)行嚴(yán)格考核，能夠適 應(yīng)較惡劣的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，其各項(xiàng)規(guī)格指標(biāo)見(jiàn)表 4 5。 三、 CPM1A系列 PLC的編程元件 CPM1A 將用戶(hù)數(shù)據(jù)區(qū)按繼電器的類(lèi)型分為 7類(lèi)區(qū)域：即 I/O 繼電器區(qū) 、 內(nèi)部輔助繼電器區(qū) 、 專(zhuān)用繼電器區(qū) 、 暫存繼電器區(qū) 、 定時(shí) /計(jì)數(shù)繼電器區(qū) 、 保持繼電器區(qū) 和 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)繼電器區(qū) 。區(qū)域 中的每一位繼電器都有“ 0” 或“ 1” 兩種狀態(tài)，而且這些繼電器 是可以通過(guò)程序被尋址訪(fǎng)問(wèn)，所以稱(chēng)為“軟”繼電器。 OMRON 公司的系列 PLC采用“ 通道 ”（ CH）的概念來(lái)標(biāo)識(shí)數(shù)

3、 據(jù)存儲(chǔ)區(qū)中的各類(lèi)繼電器及其區(qū)域，即將各類(lèi)繼電器及其區(qū)域劃 分為若干個(gè)連續(xù)的通道， PLC則是按通道號(hào)對(duì)各類(lèi)繼電器進(jìn)行尋 址訪(fǎng)問(wèn)的。 CPM1A 型 PLC的數(shù)據(jù)區(qū)繼電器通道號(hào)分配見(jiàn)表 4-6。 每一個(gè)通道包含 16個(gè)位（即二進(jìn)制位），相當(dāng)于 16個(gè)繼電器。 用 五位十進(jìn)制數(shù) 字就表示一個(gè)具體的繼電器及其觸點(diǎn)號(hào)。 三、 CPM1A系列 PLC的編程元件 1、輸入 /輸出繼電器 是外部 I/O設(shè)備狀態(tài)的映像區(qū)， PLC通過(guò)輸入 /輸出繼電器 與 外部建立聯(lián)系 。 三、 CPM1A系列 PLC的編程元件 2、內(nèi)部繼電器 內(nèi)部繼電器不能直接控制外部負(fù)載。在梯形圖中，有其線(xiàn)圈 和觸點(diǎn)。線(xiàn)圈的狀態(tài)由邏輯

4、關(guān)系控制，觸點(diǎn)相當(dāng)于讀繼電器的狀 態(tài)。 （ 1）內(nèi)部輔助繼電器（ AR） 在 PLC內(nèi)部起信號(hào)的 控制 和 擴(kuò)展 作用，相當(dāng)于接觸繼電器線(xiàn) 路中的中間繼電器。 CPM1A機(jī)共有 512個(gè)內(nèi)部輔助繼電器，其編號(hào) 為 20000 23115，所占用的通道號(hào)為 200CH 231CH。沒(méi)有斷電保 持功能。 2、內(nèi)部繼電器 （ 2）暫存繼電器（ TR） 用于具有分支點(diǎn)的梯形圖程序的編程，可 把分支點(diǎn)的數(shù)據(jù)暫 時(shí)貯存 起來(lái)。 CPM1A提供 8個(gè)暫存繼電器， TR0 TR7。 TR繼電器 只 能與 LD、 OUT指令聯(lián)用 。 2、內(nèi)部繼電器 （ 3）保持繼電器（ HR） 用于各種數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和操作， 具有

5、斷電保持功能 。通過(guò) PLC 內(nèi)的鋰電池實(shí)現(xiàn)。 CPM1A有 320個(gè)保持繼電器，編號(hào)為 HR0000 HR1915,所占通道號(hào)為 HR00 HR19。 （ 4）定時(shí) /計(jì)數(shù)器（ TIM/CNT） CPM1A提供 128個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器。使用時(shí) 某一編號(hào)只能用作定 時(shí)器或者計(jì)數(shù)器 。如 TIM001， CNT003。 2、內(nèi)部繼電器 （ 5）內(nèi)部專(zhuān)用繼電器（ SR） 用于監(jiān)視 PLC的工作狀態(tài)，自動(dòng)產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖或?qū)顟B(tài)進(jìn)行 判斷等。 特點(diǎn)是 用戶(hù)不能對(duì)其編程，而只能在程序中讀取其觸點(diǎn) 狀態(tài)。 （ 6）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)繼電器（ DM） 是 RAM中的一個(gè)區(qū)域，又稱(chēng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。只能以通道的形式 訪(fǎng)問(wèn)。 C

6、PM1A提供的 讀 /寫(xiě)數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 尋址范圍為 DM0000 DM1203 （共 1023字）， 只讀數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 尋址范圍為 DM6144 DM6655（共 512字）。 DM區(qū)具有 斷電保持 功能。 4.2 CPM1A系列 PLC指令系統(tǒng) CPM1A 系列 PLC 具有比較豐富的指令集，按其功能可分為 兩大類(lèi)： 基本指令 和 特殊功能指令 。其指令功能與 FX 系列 PLC 大同小異，這里不再詳述。 CPM1A 系列 PLC 指令由 助記符 和 操作數(shù) 兩部分組成，助記 符表示執(zhí)行此命令所要完成的功能，而操作數(shù)則指出操作對(duì)象。 操作數(shù)既可以是通道號(hào)和繼電器編號(hào)，也可以是 DM 區(qū)或是立即 數(shù)。

7、 一、基本指令 CPM1A系列 PLC的基本邏輯指令與 FX系列 PLC較為相似，梯形 圖表達(dá)方式也大致相同，這里列表表示 CPM1A系列 PLC的基本邏輯 指令（見(jiàn)表 4-8）。 一、基本指令 一、基本指令 1、基本邏輯指令的應(yīng)用 如圖 4 1、圖 4 2所示。 一、基本指令 1、基本邏輯指令的應(yīng)用 如圖 4 1、圖 4 2所示。 一、基本指令 2、電路塊串聯(lián)的編程 電路塊串聯(lián)的編程語(yǔ)句有兩種： 電路塊 逐塊連接 ，電路 塊 連接后總連接 。 一、基本指令 3、電路塊并聯(lián)的編程 當(dāng)并聯(lián)的電路塊多于兩個(gè)時(shí)，電路塊連接的指令語(yǔ)句有兩種： 電路塊的 逐塊連接 ，電路塊編寫(xiě)后 總連接 。 一、基本指

8、令 4、 TR指令的應(yīng)用 在梯形圖程序中如果有 幾個(gè)分支輸出 ，并且分支后面 還有觸 點(diǎn)串聯(lián) 時(shí)，前面的邏輯指令就不能直接寫(xiě)出其指令程序。這時(shí)要 用暫存繼電器 TR來(lái)暫時(shí)保存分支點(diǎn)的狀態(tài)后再進(jìn)行編程。 TR必須 與 LD或 OUT指令配合使用。 圖 4 5 TR指令的應(yīng)用 一、基本指令 5、定時(shí)器指令的應(yīng)用 CPM1A 系列 PLC定時(shí)器的定時(shí)方式為 遞減型 ，當(dāng)輸入條件為 ON時(shí)，開(kāi)始減 1定時(shí)，每經(jīng)過(guò) 0.1s，定時(shí)器的當(dāng)前值減 1，即定時(shí) 當(dāng)前值減為 0000時(shí)，定時(shí)器觸點(diǎn)接通并保持。當(dāng)輸入條件為 OFF 時(shí)，定時(shí)器立即復(fù)位，當(dāng)前值恢復(fù)到設(shè)定值，其觸點(diǎn)斷開(kāi)。 一、基本指令 6、計(jì)數(shù)器指令

9、的編程應(yīng)用 計(jì)數(shù)器工作方式為 遞減型 ，當(dāng)其 輸入端（ IN） 的信號(hào)每出現(xiàn) 一次由 OFFON 的跳變時(shí)，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前數(shù)值減 1。當(dāng)計(jì)數(shù)值減 為零時(shí)，便產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)，使計(jì)數(shù)器的觸點(diǎn) 接通并保持 。當(dāng) 復(fù)位端 R 輸入 ON時(shí)，計(jì)數(shù)器復(fù)位， 當(dāng)前值立即恢復(fù)到設(shè)定值 ， 同時(shí)其觸點(diǎn)斷開(kāi)。 PLC電源掉電時(shí)，計(jì)數(shù)器當(dāng)前值保持不變。當(dāng) R 端復(fù)位信號(hào)和 IN端計(jì)數(shù)信號(hào)同時(shí)到達(dá)時(shí)，復(fù)位信號(hào)優(yōu)先。如圖 4-7。 圖 4 7 CNT指令的編程應(yīng)用 二、功能指令 功能指令又稱(chēng) 專(zhuān)用指令 ， CPM1A系列 PLC提供的功能指令主要 用來(lái)實(shí)現(xiàn) 程序控制 ， 數(shù)據(jù)處理 和 算術(shù)運(yùn)算 等。在輸入這類(lèi)指令時(shí) 先

10、按下“ FUN” 鍵，再按下相應(yīng)的代碼。下面將介紹部分常用的功 能指令。 1、空操作指令 NOP（ 00） 本指令不做任何邏輯操作。該指令應(yīng)用在程序中留出一個(gè)地 址，以便調(diào)試程序時(shí)插入指令， 還可用于微調(diào)掃描時(shí)間 。 2、結(jié)束指令 END（ 01） 是程序的最后一條指令，表示程序到此結(jié)束。 PLC在執(zhí)行用戶(hù) 程序時(shí)，當(dāng)執(zhí)行到 END指令時(shí)就停止執(zhí)行程序段，轉(zhuǎn)入執(zhí)行輸出刷 新階段。本指令 也可用于分段調(diào)試程序 。 二、功能指令 3、互鎖指令 IL（ 02）和互鎖清零指令 ILC（ 03） 這兩條指令不帶操作數(shù)， IL指令為互鎖條件，形成分支電路 即新母線(xiàn)，以便與 LD指令連用，表示互鎖程序段的開(kāi)

11、始； ILC指令 表示互鎖程序段結(jié)束。 互鎖指令 IL和互鎖清除指令 ILC用來(lái)在梯形圖的 分支處形成新 的母線(xiàn) ，使某一部分梯形圖受到某些條件的控制。 IL和 ILC指令應(yīng) 當(dāng)成對(duì) 配合使用 ，否則出錯(cuò)。 IL/ILC 指令的功能是： 如果控制 IL的條件成立（即 ON），則執(zhí)行互鎖指令。 若控制 IL的條件不成立（即 OFF），則 IL與 ILC之間的互鎖程序段不執(zhí)行 ， 即位于 IL/ILC之間的所有繼電器均為 OFF，此時(shí)所有定時(shí)器 將復(fù)位，但所有的計(jì)數(shù)器，移位寄存器及保持繼電器均保持當(dāng)前 值。 二、功能指令 4、跳轉(zhuǎn)開(kāi)始指令 JMP（ 04）和跳轉(zhuǎn)結(jié)束指令 JME（ 05） 這兩條指

12、令不帶操作數(shù)， JMP指令表示程序轉(zhuǎn)移的開(kāi)始， JME 指令表示程序轉(zhuǎn)移的結(jié)束。 JMP/JME指令組用于控制程序分支。當(dāng) JMP條件為 OFF時(shí)，程序轉(zhuǎn)去執(zhí)行 JME 后面的第一條指令；當(dāng) JMP 的條件為 ON，則整個(gè)梯形圖按順序執(zhí)行，如同 JMP/JME 指令不 存在一樣。 JMP/JME指令的應(yīng)用見(jiàn)圖 4-9a，圖 4-9b是 JMP/JME指令 應(yīng)用的另一種梯形圖表達(dá)形式，功能完全相同但表達(dá)形式更為直 觀。 二、功能指令 5、逐位位移指令 SFT（ 10） 又稱(chēng)移位寄存器指令，本指令帶兩個(gè)操作數(shù)，以通道為單位， 第一個(gè)操作數(shù)為 首通道號(hào) D1，第二個(gè)操作數(shù)為 末通道號(hào) D2。所使 用

13、的繼電器有： 000CH 019CH， 200CH 252CH， HR00 HR19。 其功能相當(dāng)于一個(gè)串行輸入移位寄存器。 移位寄存器有 數(shù)據(jù)輸入端 （ IN）、 移位時(shí)鐘端 （ CP）及 復(fù)位 端 （ R），必須按照輸入（ IN）、時(shí)鐘（ CP）、復(fù)位（ R）和 SFT 指令的順序進(jìn)行編程。當(dāng)移位時(shí)鐘由 OFFON 時(shí)，將（ D1 D2） 通道的內(nèi)容，按照從低位到高位的順序移動(dòng)一位，最高位溢出丟 失，最低位由輸入數(shù)據(jù)填充。當(dāng)復(fù)位端輸入 ON 時(shí)，參與移位的 所有通道數(shù)據(jù)均復(fù)位，即都為 OFF。一個(gè)通道的移位舉例如圖 4-10所示。 二、功能指令 6、鎖存指令 KEEP（ 11） 本指令使用

14、的操作數(shù)有： 01000 01915、 20000 25515、 HR0000 HR1915，其 功能相當(dāng)于鎖存器 ，當(dāng)置位端（ S端）條件 為 ON 時(shí)， KEEP繼電器一直保持 ON 狀態(tài)， KEEP指令主要用于線(xiàn) 圈的保持，即繼電器的自鎖電路可用 KEEP指令實(shí)現(xiàn)。 若 SET端和 RES端同時(shí)為 ON，則 KEEP繼電器優(yōu)先變?yōu)?OFF。 鎖存繼電器指令編寫(xiě)必須按 置位行 （ S端）， 復(fù)位行 （ R 端）和 KEEP繼電器 的順序來(lái)編寫(xiě)。 KEEP指令應(yīng)用見(jiàn)圖 4-11。圖 4-11a為 線(xiàn)圈的自鎖保持電路，圖 4-11b用 KEEP指令實(shí)現(xiàn)自鎖。 二、功能指令 7、前沿微分脈沖指令

15、 DIFU（ 13）和后沿微分 DIFD（ 14） 本指令使用的操作數(shù)有： 01000 01915、 20000 25515、 HR0000 HR1915， DIFU 的功能是在輸入脈沖的前（上升）沿使 指定的繼電器 接通一個(gè)掃描周期 之后釋放，而 DIFD 的功能是在 輸入脈沖的后（下降）沿使指定的繼電器接通一個(gè)掃描周期之后 釋放。其編程應(yīng)用見(jiàn)圖 4-12。 二、功能指令 8、快速定時(shí)器指令 TIMH（ 15） 本指令操作數(shù)占二行，一行為定時(shí)器號(hào) 000 127（不得與 TIM 或 CNT重復(fù)使用同號(hào)），另一行為設(shè)定時(shí)間。設(shè)定的定時(shí)時(shí) 間，可以是常數(shù)，也可以由通道 000CH 019CH，

16、20000CH 25515CH， HR0000 HR1915中的內(nèi)容決定，但必須為四位 BCD 碼。 其功能與基本指令中的普通定時(shí)器作用相似，唯一區(qū)別是 TIMH 定時(shí)精度為 0.01s，定時(shí)范圍為 0 99.99s。 二、功能指令 9、通道移位指令 WSFT（ 16） 又稱(chēng)字移位指令，本指令是以字（通道）為單位的串行移位。 操作數(shù)為首通道號(hào) D1，末通道號(hào) D2?？扇?000CH 019CH， 200CH 252CH， HR00 HR19。通道移位指令執(zhí)行時(shí)，當(dāng)移位條 件為 ON， W SFT從首通道向末通道依此移動(dòng)一個(gè)字，原首通道 16 位內(nèi)容全部復(fù)位，原末通道中的 16位內(nèi)容全部移出丟失

17、。 WSFT指令在使用時(shí)須 注意 ：首通道和末通道必須是 同一類(lèi)型 的繼電器；首通道號(hào) 末通道號(hào)。當(dāng)移位條件為 ON 時(shí)， CPU 每 掃描一次程序就執(zhí)行一次 WSFT指令。如只要程序執(zhí)行一次，則應(yīng) 該用微分指令。 如圖 4-14所示，由于使用了微分指令，當(dāng) 00001由 OFF變?yōu)?ON 時(shí)， 20000接通一個(gè)掃描周期，在 WSFT指令作用下進(jìn)行移位： 200通道中的內(nèi)容移到 201通道， 201通道中的內(nèi)容移到 202通道， 202通道中的原有內(nèi)容全部溢出丟失， 200通道中的 16位全部復(fù) 位。因?yàn)槭褂梦⒎种噶?，故僅執(zhí)行一次通道移位。圖 4-14 WSFT 指令的編程 二、功能指令 1

18、0、可逆計(jì)數(shù)器指令 CNTR（ 12） 本指令的 功能是對(duì)外部信號(hào)進(jìn)行加 1或減 1的環(huán)形計(jì)數(shù) 。帶兩 個(gè)操作數(shù)：計(jì)數(shù)器號(hào) 000 127，設(shè)定值范圍 0000 9999，設(shè)定 值可以用常數(shù)，也可以用通道號(hào)，用通道號(hào)時(shí)，設(shè)定值為通道中 的內(nèi)容。 如圖 4-15所示，當(dāng)計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值為設(shè)定值（即為 5000） 時(shí)， ACP端 再輸入一個(gè)正跳變（正向加 1），則當(dāng)前值變?yōu)?0000， 計(jì)數(shù)器輸出為 ON：若計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值為 0000時(shí)， SCP端 再輸入一 個(gè)正跳變（反向減 1），則當(dāng)前值變?yōu)榱嗽O(shè)定值，計(jì)數(shù)器輸出為 ON。在使用 CNTR 指令編程時(shí)須注意，若 APC和 SCP端同時(shí)為 ON， 則

19、不能進(jìn)行計(jì)數(shù)操作。當(dāng) R 端為 ON 時(shí)，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值變?yōu)?0000，并不接收輸入信號(hào)。另外若 CNTR 位于 IL ILC 指令之間 時(shí)，當(dāng) IL條件為 OFF時(shí)，則 CNTR 將保持當(dāng)前值。 二、功能指令 11、比較指令 CMP（ 20） 本指令的功能是將 S（ 源通道 ）中的內(nèi)容與 D（ 目標(biāo)通道 ） 的內(nèi)容進(jìn)行比較，其比較結(jié)果送到 PLC的內(nèi)部專(zhuān)用繼電器 25505、 25506、 25507中進(jìn)行處理后輸出。 二、功能指令 12、數(shù)據(jù)傳送指令 MOV（ 21）和數(shù)據(jù)求反傳送指令 MOVN（ 22） 這兩條指令都是 用于數(shù)據(jù)傳送 。當(dāng) MOV 前面的狀態(tài)為 ON 時(shí)， 執(zhí)行 MOV

20、指令 ，在每個(gè)掃描周期中把 S中的源數(shù)據(jù)傳送到目標(biāo) D 所指定的通道中去。當(dāng) MOV 前面的狀態(tài)為 OFF時(shí)， 執(zhí)行 MOVN 指 令 ，在每個(gè)掃描周期中把 S中的源數(shù)據(jù)求反后傳送到目標(biāo) D 所指 定的通道中去。執(zhí)行傳送指令后，如果目標(biāo)通道 D 中的內(nèi)容全為 零時(shí)，則標(biāo)志位 25506為 ON。 傳送指令的編程應(yīng)用如圖 4-17所示。當(dāng) 00002為 ON 時(shí)， CPU 每掃描程序一次， MOV/MOVN 指令就被執(zhí)行一次。若要求傳送過(guò)程 只進(jìn)行一次，則應(yīng)當(dāng)使用 DIFU 或 DIFD 指令。 二、功能指令 13、進(jìn)位置位指令 STC（ 40）和進(jìn)位復(fù)位指令 CLC（ 41） 這兩條指令的功能

21、是將進(jìn)位 標(biāo)志繼電器 25504置位 （即置 ON） 或強(qiáng)制將進(jìn)位標(biāo)志繼電器 25504復(fù)位 （即置 OFF）。當(dāng)這兩條指令 前面狀態(tài)為 ON 時(shí)，執(zhí)行指令，否則不執(zhí)行。通常在執(zhí)行加、減 運(yùn)算操作之前，先執(zhí)行 CLC指令來(lái)清進(jìn)位位，以確保運(yùn)算結(jié)果的 正確。其指令應(yīng)用見(jiàn)圖 4-18、圖 4-19。 二、功能指令 14、加法指令 ADD（ 30） 本指令是將兩個(gè)通道的內(nèi)容或一個(gè)通道的內(nèi)容與一個(gè)常數(shù)相 加（ 帶進(jìn)位位 ），再把結(jié)果送至目標(biāo)通道 D。操作數(shù)中被加數(shù) S1、 加數(shù) S2、運(yùn)算結(jié)果 D的內(nèi)容見(jiàn)表 4 10。 說(shuō)明 ：執(zhí)行加法運(yùn)算前必須加一條 清進(jìn)位標(biāo)志指令 CLC（ 41） 參加運(yùn)算；被加

22、數(shù)和加數(shù)必須是 BCD 數(shù)，否則 25503置 ON，不 執(zhí)行 ADD 指令；若相加后結(jié)果有進(jìn)位，則進(jìn)位標(biāo)志繼電器 25504 為 ON；若和為零，則專(zhuān)用繼電器 25506變?yōu)?ON。 二、功能指令 15、減法指令 SUB（ 31） 本指令與 ADD指令相似，是把兩個(gè)四位 BCD數(shù)作帶借位減法， 差值送入指定通道，其操作數(shù)同 ADD指令。在編寫(xiě) SUB指令語(yǔ)言時(shí)， 必須指定 被減數(shù) ， 減數(shù) 和 差值 的存放通道三個(gè)量，其指令應(yīng)用如 圖 4 19所示。 4.3 S7-200系列 PLC概述 一、概述 1、 SIMATIC S7-200 PLC 是超小型的 PLC，適用于各種行業(yè)，各種場(chǎng)合中的自

23、動(dòng)檢測(cè)、 監(jiān)測(cè)及控制等。提供 4個(gè)不同的基本型號(hào)與 8種 CPU可供選擇使用。 2、 SIMATIC S7-300 PLC 是模塊化小型 PLC系統(tǒng)，能滿(mǎn)足中等性能要求的應(yīng)用。速度 快，浮點(diǎn)運(yùn)算，標(biāo)準(zhǔn)用戶(hù)接口軟件，人機(jī)界面（ HMI），編程軟 件 step7等。 3、 SIMATIC S7-400 PLC 用于中、高檔性能范圍的可編程序控制器。 一、概述 4、工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò) “ SIMATIC NET” 是全部網(wǎng)絡(luò)系列產(chǎn)品的總稱(chēng)，能在工廠的 不同部門(mén)，不同的自動(dòng)化站以及不同的級(jí)交換數(shù)據(jù)，有標(biāo)準(zhǔn)的接 口并且相互之間完全兼容。 5、人機(jī)界面（ HMI）硬件 HMI硬件配合 PLC使用，為用戶(hù)提供數(shù)據(jù)

24、、圖形和事件顯示， 主要有 文本操作面板 TD200（可顯示中文）， OP3， OP7， OP17等； OP27， OP37等，觸摸屏操作面板 TP7， TP27/37， TP170A/B等； SIMATIC面板型 PC670等。個(gè)人計(jì)算機(jī) （ PC）也可以作為 HMI硬件使用。 HMI硬件需要經(jīng)過(guò)軟件（如 Pro Tool） 配置 才能配合 PLC使用。 一、概述 6、 SIMATIC S7工業(yè)軟件 西門(mén)子的工業(yè)軟件分為以下三種： （ 1） 編程和編程工具 包括所有基于 PLC或 PC用于編程、配置、模擬和維護(hù)等控制 所需的工具。 （ 2） 基于 PC的控制軟件 基于 PC的控制系統(tǒng) Win

25、AC允許使用個(gè)人計(jì)算機(jī)作為可編程序 控制器運(yùn)行用戶(hù)的程序，運(yùn)行在安裝了 Windows NT 4.0操作系統(tǒng) 的 SIMATIC工控機(jī)或其它任何商用機(jī)。 （ 3）人機(jī)界面軟件 為用戶(hù)自動(dòng)化項(xiàng)目提供人機(jī)界面（ HMI）或 SCADA系統(tǒng)，支持 大范圍的平臺(tái)。有兩種：用于機(jī)器級(jí)的 ProTool，用于監(jiān)控 級(jí)的 WinCC。 一、硬件配置 （一）基本硬件組成 S7-200系列 PLC提供 4種不同的基本單元和 6種型號(hào)的擴(kuò)展單 元。其系統(tǒng)構(gòu)成包括 基本單元 、 擴(kuò)展單元 、 編程器 、 存儲(chǔ)卡 、 寫(xiě) 入器 、 文本顯示器 等。 1、基本單元 S7-200系列 PLC提供 4個(gè)不同的 基本型號(hào) 與

26、 8種 CPU可供選擇使 用。 一、硬件配置 （一）基本硬件組成 2、擴(kuò)展單元 S7-200系列 PLC 主要有 6種擴(kuò)展單元，本身沒(méi)有 CPU， 只能與 基本單元相連接使用 ，用于擴(kuò)展 I/O 點(diǎn)數(shù)， S7-200系列 PLC擴(kuò)展 單元型號(hào)及輸入輸出點(diǎn)數(shù)的分配見(jiàn)表 4 12。 一、硬件配置 （一）基本硬件組成 3、編程器 簡(jiǎn)易編程器，智能編程器，專(zhuān)用編程器 STEP7-Micro/WIN。 4、程序存儲(chǔ)卡 一般小型 PLC設(shè)有外接 EEPROM卡盒 接口，通過(guò)該接口可以將 卡盒的內(nèi)容寫(xiě)入 PLC，也可將 PLC內(nèi)的程序及重要參數(shù)傳送到外接 EEPROM卡盒內(nèi)作為備份。 一、硬件配置 （一）基

27、本硬件組成 5、寫(xiě)入器 是實(shí)現(xiàn) PLC和 EPROM之間的程序傳送，是將 PLC中 RAM區(qū)的程序 通過(guò)寫(xiě)入器固化到程序存儲(chǔ)卡中，或?qū)?PLC中程序存儲(chǔ)卡中的程 序通過(guò)寫(xiě)入器傳送到 RAM區(qū)中。 6、文本顯示器 文本顯示器 TD200用于顯示系統(tǒng)信息，作為控制單元對(duì)某個(gè) 量的數(shù)值進(jìn)行修改，或直接設(shè)置輸入 /輸出量。 （二）主要技術(shù)性能指標(biāo) 1、一般性能 電源電壓波動(dòng)，環(huán)境溫度、濕度，輸出給傳感器的電壓、電 流，程序存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，編程語(yǔ)言，程序結(jié)構(gòu)，程序執(zhí)行 方式，用戶(hù)程序保護(hù)，指令集，位操作執(zhí)行時(shí)間，通信接口，本 機(jī) I/O，可連接的 I/O。 （二）主要技術(shù)性能指標(biāo) 2、輸入特性 3、

28、輸出特性 （二）主要技術(shù)性能指標(biāo) 4、擴(kuò)展單元的主要技術(shù)特性 達(dá)到 擴(kuò)展功能 、擴(kuò)大控制 能力 的目的。 （ 1） 輸入 /輸出擴(kuò)展模塊 數(shù)字量輸入擴(kuò)展板（ EM221），數(shù)字量輸出擴(kuò)展板（ EM222）， 數(shù)字量輸入 /輸出混合擴(kuò)展板（ EM233），模擬量輸入擴(kuò)展板 （ EM231），模擬量輸入 /輸出混合擴(kuò)展模板（ EM235）。 （ 2） 熱電偶 /熱電阻擴(kuò)展模塊 EM231，用戶(hù)通過(guò)模塊上的 DIP開(kāi)關(guān)來(lái)選擇熱電偶或熱電阻的 類(lèi)型，接線(xiàn)方式，測(cè)量單位和開(kāi)路故障的方向。 （ 3） 通訊擴(kuò)展模塊 通過(guò)通信擴(kuò)展模塊連接成更大的網(wǎng)絡(luò)。兩種： PROFIBUS- DP， CP243-2 （一）

29、存儲(chǔ)器空間 S7-200PLC的存儲(chǔ)器空間大致分為三個(gè)空間，即 程序空間 、 數(shù)據(jù)空間 和 參數(shù)空間 。 1、程序空間 該空間主要用于 存放用戶(hù)應(yīng)用程序 ，程序空間容量在不同的 CPU 中是不同的。另外 CPU中的 RAM 區(qū)與內(nèi)置 EEPROM 上都有 程序存儲(chǔ)器，但它們互為映像，且空間大小一樣。 三、編程元件 （一）存儲(chǔ)器空間 2、數(shù)據(jù)空間 該空間的主要部分用于存放工作數(shù)據(jù)稱(chēng)為 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 ，另外 有一部分作寄存器使用稱(chēng)為 數(shù)據(jù)對(duì)象 。 （ 1）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 包括變量存儲(chǔ)器（ V），輸入信號(hào)緩存區(qū)（輸入映像存儲(chǔ)器 I），輸出信號(hào)緩沖區(qū)（輸出映像存儲(chǔ)區(qū) Q），內(nèi)部標(biāo)志位存儲(chǔ) 器（ M）又稱(chēng)內(nèi)部

30、輔助繼電器，特殊標(biāo)志位存儲(chǔ)器（ SM）。 變量存儲(chǔ)器（ V） 是保存程序執(zhí)行過(guò)程中控制邏輯操作的 中間結(jié)果 ，所有的 V 存儲(chǔ)器都可以存儲(chǔ)在永久存儲(chǔ)器區(qū)內(nèi)，其內(nèi)容可在與 EEPROM或編 程設(shè)備雙向傳送。 三、編程元件 （一）存儲(chǔ)器空間 輸入映像存儲(chǔ)器（ I） 以字節(jié)為單位的寄存器，每一位對(duì)應(yīng)于一個(gè) 數(shù)字量輸入結(jié)點(diǎn) 。 在每個(gè)掃描周期開(kāi)始， PLC 依次對(duì)各個(gè)輸入結(jié)點(diǎn)采樣，并把采樣 結(jié)果送入輸入映像存儲(chǔ)器。 PLC在執(zhí)行用戶(hù)程序過(guò)程中，不再理 會(huì)輸入結(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，它所處理的數(shù)據(jù)為輸入映像存儲(chǔ)器中的值。 輸出映像存儲(chǔ)器（ Q） 以字節(jié)為單位的寄存器，每一位對(duì)應(yīng)于一個(gè) 數(shù)字輸出量結(jié)點(diǎn) 。 PLC在執(zhí)

31、行用戶(hù)程序的過(guò)程中，并不把輸出信號(hào)隨時(shí)送到輸出結(jié) 點(diǎn)，而是送到輸出映像存儲(chǔ)器，只有到了每個(gè)掃描周期的末尾， 才將輸出映像寄存器的輸出信號(hào)幾乎同時(shí)送到各輸出結(jié)點(diǎn)。 三、編程元件 （一）存儲(chǔ)器空間 2、數(shù)據(jù)空間 （ 1）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 內(nèi)部標(biāo)志位（ M） 又稱(chēng)內(nèi)部線(xiàn)圈（內(nèi)部繼電器等） 一般以 位為單位 使用，但也能以字、雙字為單位使用。內(nèi)部 標(biāo)志位容量根據(jù) CPU 型號(hào)不同而不同。 特殊標(biāo)志位（ SM） 用來(lái)存儲(chǔ)系統(tǒng)的 狀態(tài)變量 和 有關(guān)控制信息 ，特殊標(biāo)志位分為 只讀區(qū)和可寫(xiě)區(qū)，具體劃分隨 CPU 不同而不同。 三、編程元件 （ 2）數(shù)據(jù)對(duì)象 包括定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、高速計(jì)數(shù)器、累加器、模擬量輸入 /

32、輸出。 定時(shí)器 定時(shí)精度分為 1ms、 10ms和 100ms三種，根據(jù)精度需 要由編程者選用。定時(shí)器的數(shù)量根據(jù) CPU 型號(hào)而有所不同。 計(jì)數(shù)器 的計(jì)數(shù)脈沖由外部輸入，計(jì)數(shù)脈沖的 有效沿 是輸入脈 沖的上升沿或下降沿，計(jì)數(shù)的方式有累加 1和累減 1兩種方式。 計(jì)數(shù)器的個(gè)數(shù)同各 CPU 的定時(shí)器個(gè)數(shù) 。 高速計(jì)數(shù)器 與一般計(jì)數(shù)器不同之處在于，計(jì)數(shù)脈沖頻率更高 可達(dá) 2kHz 7kHz，計(jì)數(shù)容量大，一般計(jì)數(shù)器為 16位，而高速計(jì) 數(shù)器為 32位，一般計(jì)數(shù)器可讀可寫(xiě)，而高速計(jì)數(shù)器一般只能作 讀操作。 模擬量輸入 /輸出 可實(shí)現(xiàn)模擬量的 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換，而 PLC所處理的是其中的數(shù)字量。

33、三、編程元件 （一）存儲(chǔ)器空間 3、參數(shù)空間 用于 存放 有關(guān) PLC組態(tài) 參數(shù) 的區(qū)域，如保護(hù)口令、 PLC站地址、 停電記憶保持區(qū)、 軟件濾波 、強(qiáng)制操作的設(shè)定信息等，存儲(chǔ)器為 EEPROM。 三、編程元件 （二）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器尋址 1、常數(shù)及類(lèi)型 在 S7-200的指令中可以使用字節(jié)、字、雙字類(lèi)型的常數(shù)，常 數(shù)的類(lèi)型可指定為 十進(jìn)制 、 十六進(jìn)制 （ 6#7AB4）、 二進(jìn)制 （ 2#10001100）或 ASCII字符（ SIMATIC ）。 PLC不支持?jǐn)?shù)據(jù)類(lèi)型的處理和檢查，因此在有些指令隱含規(guī) 定字符類(lèi)型的條件下， 必須注意輸入數(shù)據(jù)的格式 。 （二）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器尋址 2、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的尋址

34、 （ 1） 數(shù)據(jù)地址的一般格式 數(shù)據(jù)地址一般由兩個(gè)部分組成，格式為： Aa1.a2。其中： A 區(qū)域代碼（ I， Q， M， SM， V）， a1字節(jié)首址， a2位地址（ 0 7）。 （ 2） 數(shù)據(jù)類(lèi)型符的使用 在使用以字節(jié)、字或雙字節(jié)類(lèi)型的數(shù)據(jù)時(shí)，除非所用指令已 隱含有規(guī)定的類(lèi)型外，一般都應(yīng)使用數(shù)據(jù)類(lèi)型符來(lái)指明所取的數(shù) 據(jù)類(lèi)型。數(shù)據(jù)類(lèi)型符 B（字節(jié)）， W（字）， D（雙字）， 它的位 置應(yīng)緊跟在數(shù)據(jù)區(qū)域地址符后面 。 3、數(shù)據(jù)對(duì)象的尋址 數(shù)據(jù)對(duì)象的地址基本格式為： An，其中 A為該數(shù)據(jù)對(duì)象所在 的區(qū)域地址。 A共有 6種： T， C， HC， AC， AIW， AQW。 4.4 S7-2

35、00系列 PLC指令系統(tǒng) 一、基本指令 一、基本指令 1、基本邏輯指令的應(yīng)用 一、基本指令 2、電路塊并聯(lián)的編程 3、電路塊串 /并聯(lián)的編程 一、基本指令 4、置位 /復(fù)位指令 S/R 的編程 一、基本指令 5、定時(shí)器指令的應(yīng)用 按 時(shí)基脈沖 分為 1ms、 10ms、 100ms三種。 按 工作方式 分為 延時(shí)通定時(shí)器 （ TON）和 保持型延時(shí)通定時(shí)器 （ TONR）兩大類(lèi)。 一、基本指令 5、定時(shí)器指令的應(yīng)用 注意： S7-200系列 PLC的定時(shí)器中 1ms、 10ms和 100ms的定 時(shí)器的刷新方式是不同的。 （ 1） 1ms定時(shí)器 由系統(tǒng) 每隔 1ms刷新 一次，與掃描周期及程序

36、處理無(wú)關(guān)。所 以當(dāng)掃描周期較長(zhǎng)時(shí)，在一個(gè)周期內(nèi)可能被多次刷新，其當(dāng)前值 在一個(gè)掃描周期內(nèi)不一定保持一致。 （ 2） 10ms定時(shí)器 由系統(tǒng)在 每個(gè)掃描周期開(kāi)始時(shí)自動(dòng)刷新 。由于是每個(gè)掃描周 期只刷新一次，就在每次程序處理期間，其當(dāng)前值為常數(shù)。 （ 3） 100ms定時(shí)器 在該定時(shí)器指令執(zhí)行時(shí)被刷新。 一、基本指令 6、計(jì)數(shù)器指令的應(yīng)用 有兩種 加計(jì)數(shù)器 （ CTU）和 加 /減計(jì)數(shù)器 （ CTUD） 每個(gè)計(jì)數(shù)器有一個(gè) 16位的當(dāng)前值寄存器及一個(gè)狀態(tài)位。 CU為加計(jì)數(shù)脈沖輸入端， CD為減計(jì)數(shù)脈沖輸出端， R為復(fù) 位端， PV為設(shè)定值。 一、基本指令 7、脈沖產(chǎn)生指令 EU/ED的應(yīng)用 EU指令

37、是在 EU 指令前的邏輯運(yùn)算結(jié)果由 OFF 到 ON 時(shí)就 產(chǎn)生一個(gè) 寬度為一個(gè)掃描周期的脈沖 ，驅(qū)動(dòng)其后面的輸出線(xiàn)圈。 ED在 下降沿 時(shí)就產(chǎn)生一個(gè)寬度為一個(gè)掃描周期的脈沖，驅(qū)動(dòng) 其后面的輸出線(xiàn)圈。 一、基本指令 8、邏輯堆棧的操作 LPS為進(jìn)棧操作， LRD 為讀棧操作， LPP為出棧操作。 S7-200系列 PLC中有一個(gè) 9層堆棧，用于處理邏輯運(yùn)算結(jié)果，稱(chēng) 為 邏輯堆棧 。執(zhí)行 LPS、 LRD、 LPP指令時(shí)對(duì)邏輯堆棧的影響如圖 4-28所示。圖中僅用了 2層棧，實(shí)際上因?yàn)檫壿嫸褩Ｓ?9層，所 以可以多次使用 LPS，形成多層分支，使用時(shí)應(yīng)注意 LPS和 LPP 必須 成對(duì)使用 。

38、一、基本指令 9、 NOT、 NOP和 MEND指令 NOT為 邏輯結(jié)果取反指令 ，在復(fù)雜邏輯結(jié)果取反時(shí)為用戶(hù)提 供方便。 NOP為 空操作 ，對(duì)程序沒(méi)有實(shí)質(zhì)影響。 MEND 為 無(wú)條件結(jié) 束指令 ，在編程結(jié)束時(shí)一定要寫(xiě)上該指令，否則會(huì)出現(xiàn)編譯錯(cuò)誤。 調(diào)試程序時(shí)，在程序的適當(dāng)位置插入 MEND 指令可以實(shí)現(xiàn)程序的 分段調(diào)試。 一、基本指令 10、比較指令 比較指令是將兩個(gè)操作數(shù)按規(guī)定的條件作比較，條件成立時(shí)， 觸點(diǎn)就閉合。比較運(yùn)算符有： =、 =、 、 和 。 （ 1） 字節(jié)比較 （ 2） 整數(shù)比較 （ 3） 雙字整數(shù)比較 （ 4） 實(shí)數(shù)比較 二、功能指令 1、數(shù)學(xué)運(yùn)算指令 加、減、乘、除、數(shù)學(xué)函數(shù)、增減指令 2、邏輯元算指令 3、數(shù)據(jù)傳送指令 4、移位與循環(huán)移位指令 5、交換和填充指令 6、表操作指令 7、數(shù)據(jù)交換指令 8、特殊指令