S7200SMARTPLC应用技术模块一课件.pptx

模块一 PLC基本指令的应用,2023/1/17,1.2 STEP7-Micro.WIN SMART编程软件的使用,1.3 电动机自锁控制程序设计,1.1 认识PLC,1.4 楼梯照明控制程序设计,2023/1/17,1.7 产品出入库数量监控程序设计,1.8 电动机Y-降压启动控制程序设计,1.6 3台电动机顺序启动控制程序设计,1.5 电动机单按钮启停控制程序设计,2023/1/17,【能力目标】,1能熟练运用PLC的基本逻辑指令编写简单的PLC程序。2能根据控制系统输入信号和输出信号的要求，设计出PLC的硬件接线图，熟练完成PLC的外部接线操作。3熟练操作STEP 7-Micro/WIN SMART编程软件，完成程序的编写、下载、监测等操作，并对PLC程序进行调试、运行。,2023/1/17,【知识目标】,1掌握PLC的基本结构和工作原理。2熟悉S7-200 SMART系列PLC的编程元件，掌握主要编程元件的功能和应用注意事项。33初步掌握STEP 7-Micro/WIN SMART编程软件的基本操作，熟悉软件的主要功能。4掌握S7-200 SMART系列PLC的基本逻辑指令系统。,2023/1/17,任务1.1 认识PLC,2023年1月17日星期二,任务导入,利用接触器可以实现三相异步电动机的启停控制，如图1-1所示。,用接触器实现电动机的启停控制电路,采用硬件接线安装而成，可靠性、通用性较差,2023/1/17,用PLC控制电动机起停的硬件接线图,主电路仍然不变,控制电路由PLC取代,2023/1/17,电动机直接起动的PLC程序,2023/1/17,两种电气控制系统对比：,2023年1月17日星期二,相关知识,一、PLC的产生,PLC是控制机器动作顺序的一种“程控型”设备,是1969年美国人发明的，大到自动生产线，小到仓库自动开关门，应用之广，无孔不入。,2023/1/17,继电接触控制电路硬设备多、接线复杂、改变设计困难、可靠性不高、维修量大,2023/1/17,产生背景：1968年美国通用汽车公司（GM），为了适应汽车型号的不断更新，生产工艺不断变化的需要，实现小批量、多品种生产，希望能有一种新型工业控制器，它能做到尽可能减少重新设计和更换继电器控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。,14,GM十条,1、编程简单、可现场修改；2、硬件维护方便、采用插件式结构；3、可靠性高于继电器接触控制装置；4、体积小于继电器接触器控制装置；5、可将数据直接送入计算机；6、用户程序存储器容量至少可扩展到4KB；7、输入可以是交流115V；8、输出为交流115V，能直接驱动电磁阀、交流接触器；9、通用性强，扩展方便；10、成本上可与继电接触器控制系统竞争。,-1968年,美国数字设备公司,-1969年,1968年，GM公司提出十项设计标准：,2023/1/17,1969年，美国数字设备公司(DEC)研制出第一台PLC，并在美国通用汽车自动装配线上试用，获得成功。这种新型的电控装置由于优点多、缺点少，很快就在美国得到了推广应用。,经过多年的发展，国内PLC生产厂约有30家，但尚未形成规模。国内PLC应用市场仍然以国外产品为主，如：西门子的S7-200 SMART系列、1200系列、1500系列，三菱的FX系列、Q系列，欧姆龙的C200H系列等。,PLC是啥设备？,是一种工业控制装置。,是在电器控制技术和计算机技术的基础上开发出来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，将自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。,通用叫法 中文名称为可编程控制器；英文名称为Programmable Logic Controller，简称PLC。,去掉Logic,2023/1/17,1987年，国际电工委员会（IEC）定义：“可编程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。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计”。,2023/1/17,PLC是计算机（Computer）技术、控制（Control）技术、通信（Communication）技术（简称3C技术）的综合体。,PLC也承受着来自其它技术产品的冲击，尤其是IPC所产生的冲击。,19,1968年，美国通用（GM）提出设想,1969年，美国数字（DEC）第一台,1987年，IEC推广,现代主控设备,大容量大型化高速度,专用化小型化低成本,网络化集成化,PLC的发展分方向,2023/1/17,二、PLC的应用与分类,1.PLC的应用,建筑,纺织,水处理,起重机,包装,橡胶,矿山,食品/饮料,制药,通用机械,交通,玻璃,应用领域,按结构形式分整体式PLC 将电源、CPU、I/O接口等部件都集中装在一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低等特点。,2PLC的分类,2023/1/17,模块式PLC 将PLC各组成部分分别作成若干个单独的模块，如CPU模块、I/O模块、电源模块（有的含在CPU模块中）以及各种功能模块。西门子1500 PLC,2PLC的分类,按结构形式分,2023/1/17,按I/O点数分按结构形式分小型PLC I/O点数为256点以下的为小型PLC（其中I/O点数小于64点的为超小型或微型PLC）中型PLC I/O点数为256点以上、2048点以下的为中型PLC大型PLC I/O点数为2048以上的为大型PLC（其中I/O点数超过8192点的为超大型PLC）,三、PLC硬件系统组成,1、微处理器（CPU）是PLC的控制中心；它不断采集输入信号、执行用户程序、刷新系统的输出。2、存储器分为ROM（只读存储器）和RAM（随机存储器）两种；ROM存储器中固化着系统程序，用户不能直接存取、修改；RAM存储器中存放用户程序和工作数据，使用者可对用户程序进行修改。,（1）输入接口电路：双光电耦合和RC滤波器接受按钮或开关命令（数字量输入单元）；接受传感器输出信号。,3、输入/输出接口电路,（2）输出接口电路带光电隔离器及滤波器多种输出方式：继电器 晶体管 晶闸管 驱动非频繁动作的交/直流负载（继电器输出单元）；驱动直流负载（晶体管输出单元）；驱动频繁动作的交/直流负载（晶闸管输出单元）。,2023/1/17,4电源PLC一般采用AC220V电源，有的PLC也采用DC24V电源供电。有的PLC还向外部提供24V直流电源。5外设接口外设接口是在主机外壳上与外部设备配接的插座，通过电缆线可配接编程器、计算机、打印机、EPROM写入器、触摸屏等。6I/O扩展接口I/O扩展接口是用来扩展输入、输出点数的。当用户输入、输出点数超过主机的范围时，PLC可通过I/O扩展接口与I/O扩展单元相接，以扩充I/O点数。A/D和D/A单元以及链接单元一般也通过该接口与主机连接。,30,PLC采用周期扫描工作方式。一次扫描的过程，包括输入采样（读输入）、程序执行、处理通讯请求、执行CPU自诊断、输出刷新（写输出）共五个阶段，其所需时间称为一个工作周期（或扫描周期）。*PLC的扫描周期与用户程序的长短和该PLC的扫描速度紧密相关。,四、PLC的工作原理,PLC的工作方式：循环扫描工作方式,扫描周期：从开始到输出结果完成所需的时间。一般为几毫秒几十毫秒。,用于程序的编制与修改,实现程序控制,32,信号从输入端子到输出端子的传递过程,用户输入设备,输出映像寄存器,输出锁存器,输出电路,输出端子,用户输出设备,输入映像寄存器,输入电路,输入端子,程序执行,扫描周期,输入刷新阶段,输出刷新阶段,任务实施,【训练工具、材料和设备】,S7-200 SMART PLC,EM AM 06模拟量模块,存储卡,SIMATIC S7-200 SMART 产品亮点,S7-200 SMART V2 完善了现有产品线，扩展了I/O能力，提升了芯片的存储能力，实现了PLC之间的以太网通讯功能，改进了运动控制功能，优化了编程软件，与SMART LINE触摸屏，V20变频器，V90伺服系统组成新型的SMART小型自动化解决方案，全面覆盖客户对于自动控制、人机交互、变频调速及伺服定位的各种需求。,选件扩展，精确定制,高速芯片，性能卓越,机型丰富，更多选择,以太互联，经济便捷,三轴脉冲，运动自如,通用SD卡，快速更新,软件友好，编程高效,完美整合，无缝集成,2023/1/17,一、S7-200 SMART PLC的硬件系统,S7-200 SMART PLC的硬件系统由CPU模块、数字量扩展模块、模拟量扩展模块、热电偶与热电阻模块和相关设备组成。CPU模块、扩展模块及信号板如图所示。,机型丰富，更多选择S7-200 SMART PLC按照点数分为20点、30点、40点、60点4种；CPU模块配备标准型和经济型供用户选择，CPU型号：C表示经济型，S表示标准型。,经济型,CPU,CPU SR30/ST30,1CPU模块,全新设计，性能卓越;为各种应用提供了经济、可靠、易用的解决方案。,S7-200 SMART 有两种不同类型的CPU 模块，标准型和经济型。标准型作为可扩展CPU 模块，可满足对I/O 规模有较大需求，逻辑控制较为复杂的应用；而经济型CPU 模块直接通过单机本体满足相对简单的控制需求。,CPU模块简介,2023/1/17,CPU型号名称的含义,CPU模块常规数据,对于每个型号PLC，西门子提供DC24V和AC120240V两种电源供电的CPU，如CPU 224 DC/DC/DC和CPU 224 AC/DC/Relay。每个类型都有各自的订货号，可以单独订货。DC/DC/DC：说明CPU是直流供电，直流数字量输入，数字量输出点是晶体管直流电路的类型。AC/DC/Relay：说明CPU是交流供电，直流数字量输入，数字量输出点是继电器触点类型。,全新设计的扩展模块和信号板能够提供更加经济、灵活的解决方案,S7-200 SMART家族提供各种各样的扩展模块通过额外的I/O和通信接口，使得S7-200 SMART可以很好地按照应用需求来配置。,2扩展模块,S7-200 SMART共提供了12种不同的扩展模块。通过扩展模块，可以很容易的扩展控制器的本地I/O，以满足不同的应用需求。S7-200 SMART分别提供了数字 量/模拟量模块以提供额外的数字/模拟 I/O通道。,S7-200 SMART共提供了12种不同的扩展模块。通过扩展模块，可以很容易的扩展控制器的本地I/O，以满足不同的应用需求。S7-200 SMART分别提供了数字 量/模拟量模块以提供额外的数字/模拟 I/O通道。,2023/1/17,扩展模块（EM）不能单独使用，需要通过自带的连接器插接在CPU模块的右侧，如图所示。,扩展模块安装方式如下：,扩展插针的3个凸起点：,3、信号板,4、安装完成,电池,3、信号板,数字量输入接线端子,数字量输出接线端子,CPU供电电源接线端子,以太网通信接口,以太网通信指示灯:LINK,Rx/Tx,RS-485 通信接口,导轨固定卡口,数字量输入/输出指示灯,扩展模块接口,存储卡插口,选择器件：信号板或是通信板,二、S7-200 SMART PLC的外部结构,运行状态指示灯：RUN：运行,以太互联，经济便捷CPU模块本体标配以太网接口，集成了强大的以太网通信功能。通过一根普通的网线即可将程序下载到PLC中，省去了专用编程电缆，不仅方便，而且有效的降低用户的成本。通过以太网接口还可与其他CPU模块、触摸屏、计算机进行通信，轻松组网。,通用SD卡，快速更新CPU本体集成Micro SD卡插槽，使用市面上通用的Micro SD卡即可实现程序的更新和PLC固件升级，操作步骤简单，极大地方便了客户工程师对最终用户的远程服务支持，也省去了因PLC固件升级返厂服务的不便。,只需要给 Micro SD 卡写入出厂文件，就可以对加密/非加密的CPU 进行出厂设置的恢复。,不需要通过 Micro/WIN SMART 软件就可以快速更新多个 CPU的用户程序。,无需返厂，即可对S7-200 SMART CPU 模块硬件的固件版本进行升级。,*Micro SD卡支持4G到32G,存储卡,数字量输入类型:：漏型/源型额定电压：24 VDC 4 mA,数字量输出类型：继电器电压范围：5-30 VDC 或者 5-250 VAC电流(最大值.)：2.0 A数字量输出类型：晶体管（源型）电压范围：20.4-28.8 VDC；电流(最大值.)：0.5 A,三、S7-200 SMART PLC的I/O分配及外部接线,CPU SR40接线图,2023/1/17,CPU ST40接线图,2023/1/17,因为S7-200 SMART的数字量输入点内部为双向二极管，数字量输入端支持漏型或源型的接线方式。,（1）输入端子的接线,2023/1/17,2023/1/17,2023/1/17,2023/1/17,（2）输出端子的接线,2023/1/17,CPU ST模块输出是PNP（即高电平）输出，只能接成源型输出（PNP），即高电平输出，不能接成漏型。,2023年1月17日星期二,知识拓展,PLC主要生产厂家,1.美国的PLC产品,2.欧洲的PLC产品,3.日本的PLC产品,4.我国的PLC产品,A-B公司、通用电气（GE）公司、莫迪康（MODICON）公司、德州仪器（TI）公司、西屋公司,西门子（SIEMENS）公司、AEG公司和法国的TE公司,三菱、欧姆龙、松下、富士、日立、东芝,和利时、厦门海为、淅大中控、淅大中自、爱默生、洛阳易达、台湾台达。,2023/1/17,任务1.2 STEP7-Micro/WIN SMART编程软件的使用,2023/1/17,任务导入,用STEP7-Micro/WIN SMART编程软件编写图示的电动机启保停控制程序，并下载到PLC中，然后运行及监控程序。,2023/1/17,相关知识,一、安装和卸载软件,1安装软件STEP7-Micro/WIN SMART编程软件的安装步骤如下。（1）打开STEP7-Micro/WIN SMART编程软件的安装包，双击软件安装包中名为“set up”的可执行文件，开始软件安装。（2）选择安装语言。（3）接受安装许可协议。（4）选择安装的目标路径。,2023/1/17,二、STEP7-Micro/WIN SMART软件的窗口区域和元素,1快速访问工具栏2项目树；3导航栏；4菜单；5程序编辑器；6符号信息表；7符号表；8状态栏；9输出窗口；10状态图表；11变量表；12数据块；13交叉引用,2023/1/17,1快速访问工具栏,通过快速访问文件按钮可简单快速地访问“文件”菜单的大部分功能以及最近文档。,2项目树,项目树有两大功能：组织编辑项目和提供指令。,2023/1/17,3导航栏,导航栏位于项目树上方，可快速访问项目树上的对象，导航栏有符号表、状态图表、数据块、系统块、交叉引用和通信等按钮。,4.菜单栏,菜单栏包括文件、编辑、视图、PLC、调试、工具和帮助7个菜单项。,5程序编辑器,2023/1/17,6符号信息表,符号信息表位于每个程序段的下方，该表列出该程序段中所有符号的信息。查看符号信息表时，符号名、绝对地址、值、数据类型和注释按字母顺序显示在程序中每个程序段的下方。,7符号表,符号表允许用户为存储器地址或常量指定符号名称，以此增加程序的可读性，方便编辑和调试。,2023/1/17,【例1-1】创建图示的启保停程序段对应的符号表。,【解】（1）在符号表中分配符号。,单击导航栏中的“符号表”按钮 或项目树中的符号表文件夹，打开符号表，在“表格1”的“符号”列中键入符号名，如图中的“启动”“停止”“电动机”等。,在“地址”列中键入地址，如图中的I0.0、I0.1、Q0.0或常数值（例如，VB0 或 123）。,在“注释”列中键入注释，如图中的“电动机启动按钮”、“电动机停止按钮”、“电动机驱动输出”等。,2023/1/17,（a）绝对地址寻址方式,（b）符号地址寻址方式,（c）绝对和符号同时寻址方式,2023/1/17,8状态栏状态栏位于主窗口的底部，它提供用户在STEP7-Micro/WIN SMART中执行操作的相关信息。,9输出窗口,STEP7-Micro/WIN SMART 显示的输出窗口列出了最近编译的POU和在编译期间发生的所有错误，如图所示。,2023/1/17,10状态图表状态图表用表格或趋势图来监视、修改和强制程序执行时指定变量的状态，状态图表并不下载到PLC。11变量表通过变量表可定义对特定POU局部有效的变量。12数据块数据块包含可向V存储器地址分配数据值的数据页。用下列方法之一访问数据块。,任务实施,【训练工具、材料和设备】,S7-200 SMART PLC,安装有编程软件的电脑,网线,2023/1/17,1硬件连接（编程设备直接与CPU连接）,一、硬件连接与新建项目,2023/1/17,二、硬件组态,1硬件配置,2023/1/17,【例1-2】某系统硬件配置了CPU ST40、1块模拟量输出信号板、1块4点模拟量输入模块和1块8点数字量输入模块，请在软件中做好硬件组态，并说明所占用的地址。,CPU ST40的输入、输出地址分配见图。SB AQ01（1AQ）只有一个模拟量输出点，其起始地址为AQW12。EM AE04（4AI）的模拟量起始地址为AIW16，模拟量输入模块共有4路通道，此后地址为AIW18、AIW20、AIW22。EM DE08（8DI）的数字量输入点的起始地址为I12.0，占IB12一字节。,2023/1/17,2以太网通信端口的设置,2023/1/17,3安全,2023/1/17,4启动项组态,2023/1/17,三、编写并编译程序,1、插入触点,（a）插入常开触点,（b）已经插入的常开触点,（c）已输入地址的常开触点,2023/1/17,2添加线圈,2023/1/17,五、项目下载,1建立Micro/WIN SMART 编程软件与CPU的通信连接。,2023/1/17,2设置计算机网卡的IP地址,2023/1/17,3下载程序,2023/1/17,六、运行和监控程序,仿真软件可以在计算机或编程设备中模拟PLC运行和测试程序，就像运行在真实的PLC上一样。S7-200 SIM 2.0仿真软件是为S7-200 系列PLC开发的，部分S7-200 SMART 程序也可以用S7-200 SIM 2.0进行仿真。,任务拓展,1.本软件无需安装，解压缩后双击S7_200.exe即可使用；2.仿真前先用STEP 7 Micro/WIN SMART编程软件编译程序，编译完成后在菜单栏“文件”里点击“导出”命令，弹出一个“导出程序块”的对话框，选择存储路径，填写文件名“起保停仿真程序”，文件的扩展名为“.awl”。,2.打开S7-200 SIM 2.0仿真软件，单击图示图标的任意位置，输入密码“6596”，选择菜单栏中的“配置”“CPU型号”命令，弹出如图所示的CPU型号设置对话框，选定所需的CPU，这里选择CPU226（该仿真软件没有S7-200 SMART PLC型号，用CPU226替代），再单击“Accept”（确定）按钮即可。,2023/1/17,3.装载程序。单击菜单栏中的“程序”“装载程序”命令，弹出“装载程序”对话框，设置如图所示，再单击“确定”按钮，弹出“打开”对话框，选中要装载的程序“起保停仿真程序.awl”，最后单击“打开”按钮即可，此时程序已经装载完毕。,2023/1/17,加载成功后，在仿真软件中的AWL、KOP和DB1观察窗口中可以分别观察到加载的语句表程序、梯形图程序和数据块。,4.开始仿真。,2023/1/17,任务1.3电动机自锁控制程序设计,2023/1/17,任务导入,三相异步电动机直接启动的继电接触控制系统如图所示，现要改用PLC来控制电动机的启停。具体控制要求：当按下启动按钮SB2时，电动机启动并连续运行；当按下停止按钮SB1或热继电器FR动作时，电动机停止。,2023/1/17,相关知识,一、数据类型,1.数制（1）二进制数二进制数的1位只能为0和1。用1位二进制数来表示开关量的两种不同的状态，线圈通电、常开触点接通、常闭触点断开为1状态（ON），反之为0状态（OFF）。二进制位的数据类型为BOOL（布尔）型。多位二进制数用来表示大于1的数字。从右往左的第n位（最低位为第0位）的权值为2n。2#0000 0100 1000 0110对应的十进制数为,210+27+22+21=1 158,（2）十六进制数 十六进制数用于简化二进制数的表示方法，16个数为09和AF（1015），4位二进制数对应于1位十六进制数，例如2#1000 1111 可以转换为16#8F。十六进制数“逢16进1”，第n位的权值为16n。16#8F对应的十进制数为816115160143。（3）BCD码（Binary Coded Decimal）BCD码用4位二进制数（或者1位十六进制数）表示1位十进制数。例如，1位十进制数9的BCD码是1001。4位二进制数有16种组合，但BCD码只用到前10个（00001001），后6个（10101111）没有在BCD码中使用。BCD码1001 0110 0111 0101对应的十进制数为9675。,它是一位二进制，也是数据的最小单位。只有0和1两个值，可以表示开关量的两种状态。,8位二进制数组成1个字节。,两个字节组成1个字。,两个字组成1个双字。,2 数据格式及取值范围,2 数据格式及取值范围（1）位：二进制位（bit）的数据类型为BOOL（布尔）。I3.4中的I表示输入，3是字节地址，2是字节中的位地址（0 7）。,（2）字节 一个字节（Byte）由8个位数据组成，VB100由V100.0V100.7这8位组成。,（3）字和双字 相邻的两个字节组成一个字（Word），相邻的两个字或4个字节组成一个双字（Double Word）。,用VB100的地址编号作为VW100和VD100的地址编号。组成字和双字的编号最小的字节VB100为VW100和VD100的最高位字节。即低字节高字位，高字节低字位。字节、字和双字都是无符号数，它们的数值用16#表示。16位整数INT和32位双整数DINT都是有符号数。最高位为符号位。,QB1,QW0,Q1.7 Q1.6 Q1.5 Q1.4 Q1.3 Q1.2 Q1.1 Q1.0,Q0.7 Q0.6 Q0.5 Q0.4 Q0.3 Q0.2 Q0.1 Q0.0,QB0,位,字节,字,字、字节和字的关系,VD10,VB10 VB11 VB12 VB13 0,15 VB10 VB11 0,VW10,7 VB10 0,VB10,低位,高位,低位,高位,字节,字,双字,V10.7 V10.6 V10.5 V10.4 V10.3 V10.2 V10.1 V10.0,双字、字和字节的关系,（4）实数（REAL，32位浮点数），可以表示为1.m 2E，IEEE标准格式的浮点数的格式为1.m 2e，最高位为符号位。指数e=E+127，为8位正整数。第022位是尾数的小数部分m，第2330位是指数部分e。在编程软件中，用小数表示浮点数。,（5）字符串的数据类型为STRING，由若干个ASCII码字符组成，第一个字节是字符串的长度（0254），后面的每个字符占一个字节。字符串用双引号表示，例如”LINE2”。,2023/1/17,数据类型的取值范围,二、数据存储器编址,（1）位地址编址。数据区存储器位地址的编址方式为：数据存储区+字节地址.位地址，如图所示，其中第0位为最低位（LSB），第7位为最高位（MSB）。,2023/1/17,（2）字节地址编址。相邻的8位二进制数组成一字节。字节地址的编址方式为：数据存储区+字节长度符B+字节地址，如图所示，VB100表示由VB100.0VB100.7这8位组成的字节。,2023/1/17,（3）字地址编址方式。两个相邻的字节组成一字。字地址的编址方式为：数据存储区+字长度符W+起始字节地址，例如，VW100表示由VB100和VB101这2字节组成的字，如图所示。,2023/1/17,（4）双字地址编址方式。两个相邻的字组成一双字。双字地址编址方式为：数据存储区+双字长度符D+起始字节地址，例如，VB100表示由VB100VB103这4字节组成的双字，如图所示。,注意：以组成字VW100和双字VD100的起始字节地址VB100的地址作为VW100和VD100的地址。遵循“高地址，低字节”的规律，组成VW100和VD100的起始字节地址VB100为VW100和VD100的最高有效字节，地址最大的字节为字和双字的最低有效字节。,2023/1/17,【例1-3】如图1-66所示，如果MD0=16#1F，那么，MB0、MB1、MB2、MB3的数值是多少？M0.0和M3.0是多少？,【解】MD0是一双字，它包含4字节，一字节包含2个十六进制位，因此MD0=16#1F=16#0000001F=2#0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 1111，由图1-66可知，MB0=16#00，MB1=16#00，MB2=16#00，MB3=16#1F。由于MB0=16#00，所以MB0.0=0，由于MB3=16#1F=2#0001 1111，所以MB3.0=1。,三、数据寻址 1立即寻址 可以立即进行运算操作的数据叫立即数，对立即数直接读写的操作寻址称为立即寻址。立即寻址可用于提供常数和设置初始值等。立即寻址的数据在指令中常以常数的形式出现，如表所示。2直接寻址 直接寻址是指在指令中直接使用存储器或寄存器地址，直接寻址指定了存储器的区域、长度和位置，直接到指定区域读取或写入数据。直接寻址有位、字节、字和双字等寻址格式，如I3.4。3间接寻址 间接寻址是指用指针来访问存储区的数据。间接寻址可用于访问 I、Q、V、M、S、AI、AQ、SM，以及T和C的当前值。不能访问单个位（bit）地址、HC、L存储区和累加器。,四、数据存储区的类型1与实际输入/输出信号相关的输入/输出映象区（1）输入过程映像寄存器（I）：外部输入电路接通时对应的过程映像输入寄存器为ON（1状态），反之为OFF（0状态）。（2）输出过程映像寄存器（Q）：梯形图中Q0.0的线圈“通电”时，输出模块中对应的硬件继电器的常开触点闭合。（3）模拟量输入过程映像寄存器：AI模块将模拟量按比例转换为一个字的数字量。AI地址应从偶数字节开始（例如AIW2），AI为只读数据。（4）模拟量输出过程映像寄存器：AQ模块将一个字的数字值按比例转换为电流或电压。AQ地址应从偶数字节开始（例如AQW2），用户不能读取AQ。,四、数据存储区的类型 2内部数据存储区（1）标志存储器（M）：标志存储器，用作内部控制继电器来存储操作的中间状态或其他控制信息。可以按位、字节、字或双字来存取M区数据。（2）特殊存储器（SM）：它提供了在CPU和用户程序之间传递信息的一种方法。可以使用这些位来选择和控制CPU的某些特殊功能。SM0.0一直为ON；SM0.1仅在执行用户程序的第一个扫描周期为ON。（3）变量存储器（V）：它用来存储程序执行过程中控制逻辑操作的中间结果，也可以用它来存储与过程或任务相关的其他数据。（4）定时器存储器（T）：用于时间累计。（5）计数器存储器（C）：计数器用来累计其计数脉冲上升沿的次数。计数器位用来描述计数器的触点的状态。,四、数据存储区的类型 2内部数据存储区（6）高速计数器（HC）：用来累计比CPU的扫描速率更快的事件。当前值为32位有符号整数。（7）累加器（AC0AC3）：32位，可以按字节、字和双字来访问累加器中的数据。按字节、字只能访问累加器的低8位或低16位。常用于向子程序传递参数和从子程序返回参数，或用来临时保存中间的运算结果。（8）局部存储器（L）：各POU都有自己的64字节的局部存储器，仅仅在它被创建的POU中有效。作为暂时存储器，或给子程序传递参数。（9）顺序控制继电器（S）：用于顺序控制编程，实现控制程序的逻辑分段。可以按位、字节、字或双字访问S存储器。,五、输入过程映像寄存器I和输出过程映像寄存器Q,1输入过程映像寄存器I,五、输入过程映像寄存器I和输出过程映像寄存器Q,2输出过程映像寄存器Q,六、S7-200 SMART的编程语言IEC 61131-3标准的5种编程语言：1)顺序功能图(Sequential Function Chart)；2)梯形图(Ladder Diagram，LAD)；3)功能块图(Function Block Diagram，FBD)；4)指令表(Instruction List)，西门子叫语句表（STL)；5)结构文本(Structured Text)。,六、S7-200 SMART的编程语言,1顺序功能图（SFC）顺序功能图是一种位于其他编程语言之上的图形语言，它主要用来编制顺序控制程序，主要由步、有向连线、转换条件和动作组成。2.梯形图（LAD）程序被划分为若干个程序段，一个程序段只能有一块独立电路。触点接通时有“能流”流过线圈。“能流”只能从左向右流动。,梯形图编程注意事项如下。（1）每个程序段必须以一个触点开始，以线圈或方框终止逻辑程序段。（2）梯形图中的触点、线圈和方框不是物理意义上的实物元器件，而是由电子电路和存储器组成的虚拟器件，又称为“软元件”。（3）梯形图每一个程序段中并没有真正的电流流过。（4）PLC在执行程序时，每次执行一个程序段，顺序为从左至右，然后自顶部至底部一个程序段一个程序段扫描执行，一旦CPU到达程序的结尾，就又回到程序的顶部重新开始执行，即PLC是串行周期扫描工作方式。,2023/1/17,3语句表（STL）,语句表是使用文本形式的STL指令助记符和参数来创建程序的编程语言。语句表由助记符和操作数构成。采用助记符来表示操作功能，操作数是指定的存储器地址。,图三种编程语言的显示方式,4功能块图（FBD）,功能块图是采用逻辑门电路的编程语言，有数字电路基础的人很容易掌握。功能块图指令由输入、输出段及逻辑关系函数组成。,2023/1/17,七、标准触点指令与线圈输出指令,1触点装载指令与线圈输出指令,指令说明如下。每个逻辑运算开始都需要装载指令LD或取非装载指令LDN。=是对Q、V、M、SM、S、定时器T、计数器C的线圈进行驱动的指令，不能用于驱动输入过程映像寄存器I。=指令可以连续使用多次，相当于电路中多个线圈的并联形式。在梯形图中，同一地址的线圈不能出现多次。,2023/1/17,LD、LDN、=指令举例,2023/1/17,2触点串联指令,指令说明如下。A指令完成逻辑“与”运算，AN指令完成逻辑“与非”运算。单个串联指令可以连续使用。在=之后，通过串联触点对其他线圈指令使用=指令，称为连续输出。若两个以上触点并联后与其他支路串联，则需要用到后面介绍的ALD指令。,2023/1/17,A、AN指令举例,2023/1/17,3触点并联指令,指令说明如下。O指令完成逻辑或运算，ON指令完成逻辑或非运算。O、ON指令可以连续使用。若两个以上触点串联后与其他支路并联，则需要用到后面介绍的OLD指令。,2023/1/17,OR、ORI指令举例,任务实施,【训练工具、材料和设备】,电动机1台,按钮2个,热继电器1个,通用电工工具1套,导线若干,接触器1个,PLC1台,继电接触器控制的电路,PLC的外部硬件接线,编写程序,+,主电路不变,+,PLC实现电动机自锁控制思想,2023/1/17,1硬件电路,2023/1/17,2程序设计,2023/1/17,2023/1/17,监控运行 在STEP7-Micro/WIN SMART 编程软件中单击下拉菜单“调试”“程序状态”就可以监控PLC程序运行过程中I/O 状态、数据值和逻辑运算结果，如图所示。,2023/1/17,知识拓展,一、置位与复位指令,如果I0.0和I0.1同时闭合，会出现什么情况？,如果I0.0和I0.1同时闭合，会出现什么情况？,2023/1/17,二、利用置位和复位指令实现电动机的自锁控制,2023/1/17,三、置位和复位优先双稳态触发器指令,指令说明。SR（置位优先双稳态触发器）是一种置位优先锁存器。如果置位（S1）和复位（R）信号均为真，则输出（OUT）为真；如果置位（S1）和复位（R）信号均为假，则输出（OUT）保持先前状态。RS（复位优先双稳态触发器）是一种复位优先锁存器。如果置位（S）和复位（R1）信号均为真，则输出（OUT）为假；如果置位（S1）和复位（R）信号均为假，则输出（OUT）保持先前状态。SR指令和RS指令不适用于STL。,2023/1/17,如果I0.0=ON，I0.1=ON，则Q0.0=ON。,如果I0.0=ON，I0.1=ON，则Q0.1=OFF。,传统继电器控制与PLC控制的比较,PLC控制,PLC控制,继电器控制,继电器控制,继电器控制采用硬接线实现继电器的接线改变控制功能改变依靠触点的机械动作实现控制,毫秒级,PLC控制采用程序实现PLC的用户程序改变控制功能改变由程序控制半导体电路实现控制，微秒级,2023/1/17,任务1.4 楼梯照明控制程序设计,双控开关,任务导入,图示为一个楼梯结构示意图，楼上和楼下分别有两个开关LS1和LS2，它们共同控制灯LP1和LP2的点亮和熄灭。在楼下，按LS2开关，可以把灯点亮，当上到楼上时，按LS1开关可以将灯熄灭，反之亦然。通常可以采用如右图所示的双控开关进行控制。,2023/1/17,一、标志存储器M,S7-200 SMART的标志存储器只有32字节，其编程地址范围为M0.0M31.7，共256个，它可以按字节、字、双字来存储数据。如果不够用，可以用变量存储器V来代替标志存储器M。标志存储器分普通型标志存储器和断电保持型标志存储器两种。普通型标志存储器一旦PLC掉电，其存储的数据就会丢失，而断电保持型标志存储器通过“系统块”设置断电保持范围，断电后存储的数据会永久保存。,2023/1/17,断电保持区的设置,默认情况下，CPU 中并未定义断电保持区域，但可通过编程软件中的“系统块”组态保持范围。,2023/1/17,利用上述所设置断电保持型标志存储器保持范围的方法，设计如图所示的一个路灯控制程序。,路灯控制程序,特殊存储器位及含义,在S7-200 SMART PLC中有些辅助继电器具有特殊功能或存储系统的状态变量、有关的控制参数和信息，称之为特殊标志继电器。,二、特殊存储器SM,2023/1/17,三、或装载指令和与装载指令,指令说明如下。（1）两个或两个以上触点串联形成的电路叫串联电路块。当串联电路块与前面的电路并联时，使用OLD指令。（2）两个或两个以上触点并联形成的电路叫并联电路块。当并联电路块与前面的电路串联时，使用ALD指令。（3）OLD、ALD指令均无操作。（4）串联电路块和并联电路块的分支开始都用LD、LDN指令，分支结束用OLD或ALD指令。（5）多个电路块并联时，可以分别使用OLD指令。多个电路块串联时，可以分别使用ALD指令。,2023/1/17,任务实施,【训练工具、材料和设备】,通用电工工具1套,导线若干,PLC1台,开关2个,灯2盏,2023/1/17,1硬件电路,楼梯灯控制的I/O接线,2023/1/17,2程序设计,楼梯灯控制程序,2023/1/17,知识拓展,一、梯形图的特点,（1）梯形图按自上而下、从左到右的顺序排列。程序按从左到右、从上到下的顺序执行。每个线圈（或方框）为一个逻辑行，即一层阶梯。每一逻辑行开始于左母线，然后是触点的连接，最后终止于线圈（或方框）。（2）在梯形图中，每个继电器均为存储器中的一位，称“软继电器”。当存储器状态为“1”时，表示该继电器线圈得电，其常开触点闭合或常闭触点断开。（3）梯形图两端的母线并非实际电源的两端，而是“概念”电流，即能流。能流