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第一节 S7200系列PLC的构成,第二节 S7-200系列PLC内部元器件,第三节 S7200系列PLC的基本指令,第四节 S7200系列PLC功能指令,S7-200系列可编程序控制器,第一节 S7200系列PLC的构成,一、CPU224型PLC的结构,小型PLC系统由（主机箱）、I/O扩展单元、文本、图形显示器、编程器等组成。,CPU 224外部电路原理,图7-2 CPU 224交流/直流/继电器连接端子图,1基本单元I/O,I0.0I0.7、I1.0I1.5 14个输入点,Q0.0Q0.7、Q1.0Q1.1 10个输出点,采用了双向光电耦合器，24V直流极性可任意选择,1M为I0.X输入端子的公共端，2M为I1.X输入端子的公共端,在晶体管输出电路中采用了MOSFET功率驱动器件，并将数字量输出分为两组，每组有一个独立公共端，共有1L、2L两个公共端，可接入不同的负载电源。,2 基本单元I/O及扩展,主机的输出点数为10点,主机的输入点数为14点,可扩展的模块数目为7,3 高速反应性,6个高速计数脉冲输入端：I0.0I0.5,最快的相应速度为30kHz,2个高速脉冲输出端:Q0.0 Q0.1,输出脉冲频率可达20kHz,4.存储系统,由RAM和EEPROM两种存储器组成,5.存储卡,存储卡可选择安装扩展卡。扩展卡有EEPROM存储卡、电池和时钟卡等模块。,二、 CPU22X主要技术指标,存储器,输入输出,指令,主要内部继电器,附加功能,通信,第二节 S7-200系列PLC内部元器件,一、数据存储类型及寻址方式,PLC内部元器件的功能是相互独立的，在数据存储区为每一种元器件分配一个存储区域。每一种元器件用一组字母表示器件类型，字母加数字表示数据的存储地址。,I ：表示输入继电器；Q：表示输出继电器；M：表示内部标志位寄存器；SM：表示特殊标标志位寄存器；S：表示顺序控制寄存器；V：表示变量寄存器；L：表示局部变量寄存器；T：表示定时器；C：表示计数器；AI：表示模拟量输入映像寄存器；AQ：表示模拟量输出映像寄存器；AC：表示累加器；HC：表示高速计数器等。,1直接寻址方式,寻址方式：,图7-3 数据地址格式,图7-4 位寻址,图7-5 字节、字、双字寻址方式,2间接寻址方式,图7-6 使用指针间接寻址,二、S7-200系列PLC数据存储区及元件功能,1输入/输出映像寄存器,（1）输入映像寄存器I（又称输入继电器）,图7-7 输入映像寄存器的电路示意图,（2）输出映像寄存器Q（又称输出继电器）,图7-8 输出映像寄存器等效电路示意图,2变量存储器V,3位存储器（M）,4特殊标志位（SM）存储器,5顺序控制继电器（S）,6局部存储器（L）,7定时器（T）,S7200 有三种定时器，它们的时基增量分别为1ms、10ms和100ms，定时器的当前值寄存器是16位有符号的整数，用于存储定时器累计的时基增量值（132 767）。,8计数器,计数器主要用来累计输入脉冲个数。其结构与定时器相似，其设定值在程序中赋予， CPU提供了3种类型的计数器，各为加计数器、减计数器和加减计数器。计数器的当前值为16位有符号整数，用来存放累计的脉冲数（132 767）。,9模拟量输入/输出映像寄存器（AI/AQ）,10累加器（AC）,11高速计数器（HC）,三、 S7200系列PLC有效编程范围,见附录E中的表1和表2,第三节 S7200系列PLC的基本指令,基本指令包括基本逻辑指令，算术、逻辑运算指令，数据处理指令，程序控制指令等。,一、基本位操作指令,1、指令格式,梯形图指令由触点或线圈符号直接位地址两部分组成，含有直接位地址的指令又称位操作指令，基本位操作指令操作数寻址范围：I，Q，M，SM，T，C，V，S，L等。,基本位操作指令格式,LD BIT 、 LDN BIT,用于网络段起始的常开/常闭触点,常开/常闭触点串联，逻辑与/与非指令,常开/常闭触点并联，逻辑或/或非指令,线圈输出，逻辑置位指令,A BIT 、AN BIT,O BIT 、ON BIT,= BIT,3）A(And)： 与操作指令，用于常开触点的串联。,4）AN(And Not)： 与操作指令，用于常闭触点的串联。,5）O(Or)： 或操作指令，用于常开触点的并联。,6）ON(Or Not)： 或操作指令，用于常闭触点的并联。,7）=(Out)： 置位指令，线圈输出。,1）LD(Load)：装载指令，用于常开触点与左母线连接，每一个以常开触点开始的逻辑行都要使用这一指令。,2）LDN(Load Not)： 装载指令，用于常闭触点与左母线 连 接，每一个以常闭触点开始的逻辑行都要使用这一指令。,位操作指令程序的应用,图7-9 位操作指令程序的应用,2、 STL指令对较复杂梯形图的描述方法,在较复杂梯形图中，触点的串、并联关系不能全部用简单的与、或、非逻辑关系描述。,1）块“与”操作指令ALD,块“与”操作指令，用于两个或两个以上触点并联连接的电路之间的串联，称之为并联电路块的串联连接。,ALD指令的使用,图7-10 ALD指令的使用,并联电路块与前面的电路串联时，使用ALD指令。并联电路块的开始用LD,或LDN指令并联电路块结束后，使用ALD指令与前面的电路串联。,2）块“或”操作指令OLD,用于两个或两个以上的触点串联连接的电路之间的并联，称之为串联电路块的并联连接。,OLD指令的使用,图7-11 OLD指令的使用,3）栈操作指令LPS 、LRD、 LPP,LPS：（Logic Push）逻辑堆栈操作指令(无操作元件)。,LRD：（Logic Read）逻辑读栈指令(无操作元件)。,LPP：（Logic Pop）逻辑弹栈指令(无操作元件)。,栈操作指令的应用程序,图7-12 栈操作指令应用程序段,二、取反和空操作指令,1取反指令（NOT）,取反指令，指将它左边电路的逻辑运算结果取反，运算结果若为1则变为0，为0则变为1，该指令没有操作数。,2空操作指令（NOP）,空操作指令，起增加程序容量的作用。 操作数N为执行空操作指令的次数，N=0255。,取反和空操作指令格式,取反指令和空操作指令应用,LDN I0.1 NOT /条件满足时 NOP,图7-13 取反指令和空操作指令应用,三、置位/复位指令,置位/复位指令则是将线圈设计成置位线圈和复位线圈两大部分，将存储器的置位、复位功能分离开来。,编程时，置位、复位线圈之间间隔的网络个数可以任意。置位、复位线圈通常成对使用，也可以单独使用或与指令盒配合使用。,置位/复位指令格式,置位/复位指令的应用,NETWOR1 LD I0.0 S Q0.0, 1 NETWOR5 LD I0.1 R Q0.0 ,1,图7-14 置位/复位指令应用程序段,四、边沿触发指令,边沿触发是指用边沿触发信号产生一个机器周期的扫描脉冲，通常用作脉冲整形。边沿触发指令分为正跳变触发（上升沿）和负跳变触发（下降沿）两大类。正跳变触发指输入脉冲上升沿使触点闭合（ON）一个扫描周期。负跳变触发指输入脉冲的下降沿使触点闭合（ON）一个扫描周期。,边沿触发指令格式,边沿触发程序示例:,NETWORK 1 LD I0.0 /装入常开触点 EU /正跳变 = M0.0 /输出 NETWORK 2 LD M0.0 /装入 S Q0.0，1 /输出置位 NETWORK 3 LD I0.1 /装入 ED /负跳变 = M0.1 /输出 NETWORK 4 LD M0.1 /装入 R Q0.0，1 /输出复位,图7-15 边沿触发示例,图7-16 边沿触发时序图,五、定时器,CPU 22X系列PLC的256个定时器分属TON(TOF)和TONR工作方式，以及3种时基标准，TOF与TON共享同一组定时器，不能重复使用。,S7-200 PLC的定时器为增量型定时器,用于时间控制。,通电延时型（TON） 保持型（TONR） 断电延时型（TOF）,1ms、10ms、100ms,1、工作方式：,2、时基标准：,表77 定时器工作方式及类型,3、定时器指令格式,（1）通电延时型（TON）,当使能端（IN）输入有效时，定时器开始计时，当前值从0开始递增，大于或等于设定值（PT）时，定时器输出状态位置为1，（输出触点有效），当前值的最大值为32 767。使能端无效（断开）时，定时器复位（当前值清零，输出状态位置为0）。,图7-17 通电延时型定时器应用程序,（2）保持型（TONR),使能端（IN）输入有效时（接通），定时器开始计时，当前值递增，当前值大于或等于设定值（PT）时，输出状态位置为1，使能端输入无效（断开）时，当前值保持（记忆），使能端（IN）再次接通有效时，在原记忆值的基础上递增计时。有记忆通电延时型（TONR）定时器采用线圈的复位指令（R）进行复位操作，当复位线圈有效时，定时器当前值清零，输出状态位置为0。,保持型（有记忆通电延时型定时器）应用程序,NETWORK 1 LD I0.1 TORN T65,+500 NETWORK 2 LD I0.2 R T65,1 NETWORK 3 LD T65 = Q0.1,图7-18 保持型定时器应用程序段,(3) 断电延时型（TOF）,使能端（IN）输入有效时，定时器输出状态位立即置1，当前值复位（为0）。使能端（IN）断开时，开始计时，当前值从0递增，当前值达到预置值时，定时器状态位复位置0，并停止计时，当前值保持。,断电延时型定时器应用程序,NETWORK 1 LD I0.0 TOF T37,+30 NETWORK 2 LD T37 = Q0.0,图7-19 断电延时型定时器应用程序段,六、计数器,S7200系列PLC有加计数器（CTU）、加/减计数器（CTUD）、减计数器（CTD）等3种计数指令。,1、指令格式,梯形图指令符号中CU为增1计数脉冲输入端；CD为减1计数脉冲输入端；R为复位脉冲输入端；LD为减计数器的复位脉冲输入端。编程范围C0C255）；PV设定值最大范围32 767；,2工作原理,（1）加计数指令（CTU）,加计数器在CU端输入脉冲上升沿，计数器的当前值增1计数。当前值大于或等于设定值（PV）时，计数器状态位置1。当前值累加的最大值为32 767。复位输入（R）有效时，计数器状态位复位（置0），当前计数值零。,（2）加/减计数器（CTUD）,加/减计数器有两个脉冲输入端，其中CU端用于加计数，CD端用于减计数，执行加/减计数时，CU/CD端的计数脉冲上升沿加1/减1计数。当前值大于或等于计数器设定值（PV）时，计数器状态位置位。复位输入（R）有效或执行复位指令时，计数器状态位复位，当前值清零。,加/减计数器应用程序,图7-20 加/减计数器应用程序段及时序,（3）计数指令（CTD）,复位输入（LD）有效时，计数器把预置值（PV）装入当前值存储器，计数器状态位复位（置0）。CD端每一个输入脉冲上升沿，减计数器的当前值从预置值开始递减计数，当前值等于0时，计数器状态位置位（置1），停止计数。,减计数器在计数脉冲I3.0的上升沿减1计数，当前值从预置值开始减至0时，定时器输出状态位置1，Q0.0通电（置1），在复位脉冲I1.0的上升沿，定时器状态位置0（复位），当前值等于预置值，为下次计数工作做好准备。,图7-21 减计数器程序及时序,减计数指令应用程序,第四节 S7200系列PLC功能指令,一、 表功能指令,1填表指令（ATT）,填表指令（Add To Table）向表（TBL）中增加一个字（DATA）表内的第一个数是表的最大长度（TL）,第二个数是表内实际的项数（EC）。新数据被放入表内上一次填入的数的后面。每向表内填入一个新的数据，EC自动加1。除了TL和EC外，表最多可以装入100个数据。TBL为WORD型，DATA为INT型。,填表指令的举例,图7-22 填表指令的举例,执行ATT指令之前,执行ATT指令之后,2查表指令,查表指令（Table Find）从指针INDX所指的地址开始查表TBL，搜索与数据PTN的关系满足CMD定义的条件的数据。,命令参数CMD=14，分别代表“=”、“”、“”、和“”。如果发现了一个符合条件的数据，则INDX指向该数据。要查找下一个符合条件的数据，再次启动查表之前，应先将INDX加1。如果没有找到，INDX的数值等于EC。一个表最多有100个填表数据，数据的 编号为099。,TBL和INDX为WORD型，PTN为INT型，CMD为字节型。,查表指令操作举例,图7-23 查表指令操作举例,LD I2.1 FND-VW202,16#3130,AC1,3先入先出（FIFO）指令,先入先出（First In First Out）指令从表（TBL）中移走最先放进的第一个数据（数据0），并将它送入DATA指定的地址，表中剩下的各项依次向上移动一个位置。每次执行此指令，表中的项数EC减1。TABLE为INT型，DATA为WORD型。,先入先出指令的应用,LIFO执行后,图7-24 先入先出指令举例,执行前,4后入先出（LIFO）指令,后入先出（Last In First Out）指令从表（TBL）中移走最后放进的数据，并将它送入DATA指定的位置，剩下的各项依次向上移动一个位置。每次执行此指令 ，表中的项数EC减1。TABLE为INT型，DATA为WORD型。,后入先出指令的应用,图7-25 后入先出指令的应用举例,LIFO执行前,LIFO执行后,5存储器填充指令,存储器填充指令FILL（Memory Fill）用输入值（IN）填充从输出OUT开始的N个字，字节型整数N=1255。图726中的FILL指令将0填入VW200VW219，IN和OUT为WORD型。,图7-26 填充指令,6读写实时时钟指令,读写实时时钟指令TODR(Time of Day Read)从时钟读取当前时间和日期，并把它们装入以T为起始地址的8个字节缓冲区，依次存放年、月、日、时、分、秒、0和星期、时间和日期的数据类型为字节型 。,图7-27 时钟指令,二、转换指令,转换指令是对操作数的类型进行转换，并输出到指定的目标地址中去。转换指令包括数据的类型转换、数据的编码和译码指令以及字符串类型转换指令。,6字节与整数的转换指令,2双字整数转换为实数,3四舍五入取整指令,4截位取整指令,5整数与双整数的转换,1、BCD码与整数之间的转换,转换指令如图：,图7-28 转换指令,图7-29 转换指令,7译码指令,8段译码指令,图7-30 段译码指令,三、中断指令,（一）中断源,1中断源,（1）通信中断,（2）I/O中断,I/O中断包括外部输入中断、高速计数器中断和脉冲 串输出中断。,（3）时间中断,时间中断包括定时中断和定时器中断。,PLC的自由通信模式下,通信口的状态可由程序来控制,2中断优先级,在PLC应用系统中通常有多个中断源。当多个中断源同时向CPU申请中断时，要求CPU能将全部中断源按中断性质和处理的轻重缓急进行排队，并给予优先权。,3CPU响应中断的顺序,PLC中，CPU响应中断的顺序可以分以下三种情况：,（1）当不同的优先级的中断源同时申请中断时，CPU响应中断请求的顺序为从优先级高的中断源到优先级低的中断源。,（2）当相同优先级的中断源申请中断时，CPU按先来先服务的原则响应中断请求。,（3）当CPU正在处理某中断，又有中断源提出中断请求时，新出现的中断请求按优先级排队等候处理，当前中断服务程序不会被其他甚至更优先级的中断程序打断。任何时刻CPU只执行一个中断程序。,（二）中断控制,经过中断判优后，将优先级最高的中断请求送给CPU，CPU响应中断后自动保存逻辑堆栈、累加器和某些特殊标志寄存器位，即保护现场。中断处理完成后，又自动恢复这些单元保存起来的数据，即恢复现场。,中断指令如图,图7-31 中断指令,五、高速处理指令,1高速计数指令,高速计数器定义指令（HDEF），图732所示为指定的高速计数器（HSC）设置一种工作模式（MODE）。每个高速计数器只能用一条HDEF指令。高速计数器指令（HSC）用于启动编号为N的高速计数器。HSC与MODE为字节型常数，N为字型常数。,图7-32 高速计数器有关的指令,2高速脉冲输出,高速脉冲输出功能是指在PLC的某些输出端产生高速脉冲，用来驱动负载，实现高速输出和精确控制。,3脉冲输出指令,脉冲输出指令可以输出两种类型的方波信号，在精确位置控制中有很重要的应用。,当使能端输入有效时，检测用程序设置的特殊功能寄存器位，激活由控制位定义的脉冲操作。从Q0.0或Q0.1输出高速脉冲。,图7-33 脉冲输出,第七章结束谢谢使用!,