3-1S7-200 PLC编程基础

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二层,第三层,第四层,第五层,*,*,*,第,3,章,S7-200 PLC,的,指令系统,学习目标：,熟练掌握梯形图和语句表的编程方法，掌握基本指令和功能指令中的常用指令，了解和会用其他指令。通过对本章的学习，做到可以根据需要编制出结构较复杂的控制程序。,第,3,章,S7-200 PLC,的,指令系统,教学内容：,3.1 S7-200 PLC,编程基础,3.2 S7-200 PLC,的基本指令及编程方法,3.3 S7-200 PLC,的功能指令及编程方法,第,3,章,S7-200 PLC,的,指令系统,S7-200,系列,PLC,主机中有两类指令集：,IEC11313,指令集；,SIMATIC,指令集。,IEC11313,指令集是国际电工委员会（,IEC,）,制定的,PLC,国际标准,11313Programming Language(,编程语言,),中推荐的标准语言，只能用梯形图（,LAD,）,和功能块图（,FBD,）,编程语言编程，通常指令执行时间较长。,SIMATIC,指令集是西门子公司为,S7-200 PLC,设计的编程语言，该指令通常执行时间短，而且可以用梯形图（,LAD,）、,功能块图（,FBD,）,和语句表（,STL,）,三种编程语言。,3,.1,S7-200 PLC,编程基础,3.1.1,编程语言,SIMATIC,指令集是西门子公司专为,S7-200 PLC,设计的编程语言。该指令集中，大多数指令也符合,IEC11313,标准。,SIMATIC,指令集不支持系统完全数据类型检查。,使用,SIMATIC,指令集，可以用梯形图（,LAD,）、,功能块图（,FBD,）,和语句表（,STL,）,编程语言编程。,返回,3.1.1,编程语言,1.,梯形图（,LAD,）,编程语言,图,3-1,梯形图（,LAD,）,梯形图（,LAD,）,是与电气控制电路相呼应的图形语言。它沿用了继电器、触头、串并联等术语和类似的图形符号，并简化了符号，还增加了一些功能性的指令。梯形图按自上而下，从左到右的顺序排列，最左边的竖线称为起始母线也叫左母线，然后按一定的控制要求和规则连接各个接点，最后以继电器线圈（或再接右母线）结束，称为一逻辑行或叫一“梯级”。通常一个梯形图中有若干逻辑行（梯级），形似梯子，如图,3-1,所示。,右母线省略,2.,功能块图（,FBD,）,编程语言,3.1.1,编程语言,图,3-2,功能块图（,FBD,）,对应图,3-1,中的,I0.1,长闭触点,功能块图（,FBD,）,类似于普通逻辑功能图，它沿用了半导体逻辑电路的逻辑框图的表达方式。一般用一种功能方框表示一种特定的功能，框图内的符号表达了该功能块图的功能。功能块图通常有若干个输入端和若干个输出端。输入端是功能块图的条件，输出端是功能块图的运算结果。,3.1.1,编程语言,3.,语句表（,STL,）,编程语言,语句表（,STL,）,是用助记符来表达,PLC,的各种控制功能的。它类似于计算机的汇编语言，但比汇编语言更直观易懂，编程简单，因此也是应用很广泛的一种编程语言。这种编程语言可使用简易编程器编程，但比较抽象，一般与梯形图语言配合使用，互为补充。,图,3-3,语句表（,STL,）,通常梯形图（,LAD,）,程序、功能块图（,FBD,）,程序、语句表（,STL,）,程序可有条件的方便地转换（以网络为单位转换）。但是，语句表（,STL,）,可以编写梯形图（,LAD,）,或功能块图（,FBD,）,无法实现的程序。,3.1.2,数据类型,1.,基本数据类型及数据类型检查,(1),基本数据类型,S7-200 PLC,的指令参数所用的基本数据类型有,:,1,位 布尔型（,BOOL,）,8,位 字节型（,BYTE,）,16,位 无符号整数型（,WORD,）,16,位 有符号整数型（,INT,）,32,位 无符号双字整数型（,DWORD,）,32,位 有符号双字整数型（,DINT,）,32,位 实数型（,REAL,）。,实数型（,REAL,）,是按照,ANSI/IEEE7541985,标准（单精度）的表示格式规定。,返回,3.1.2,数据类型,(2),数据类型检查,PLC,对数据类型检查有助于避免常见的编程错误。数据类型检查分为三级：完全数据类型检查、简单数据类型检查和无数据类型检查,S7-200 PLC,的,SIMATIC,指令集不支持完全数据类型检查。使用局部变量时，执行简单数据类型检查；使用全局变量时，指令操作数为地址而不是可选的数据类型时，执行无数据类型检查。,完全数据类型检查时，用户选定的数据类型和等价的数据类型如表,3-1,所示。,简单数据类型检查时用户选定的数据类型和等价的数据类型如表,3-2,所示。,在无数据类型检查时，用户选定地址与分配的等价数据类型如表,3-3,所示。,3.1.2,数据类型,用户选定的数据类型,与之等价的数据类型,BOOL,BOOL,BYTE,BYTE,WORD,WORD,INT,INT,DWORD,DWORD,DINT,DINT,REAL,REAL,用户选定的数据类型,与之等价的数据类型,BOOL,BOOL,BYTE,BYTE,WORD,WORD，INT,INT,WORD，INT,DWORD,DWORD，DINT,DINT,DWORD，DINT,REAL,REAL,用户选定的数据类型,与之等价的数据类型,V0.0,BOOL,VB0,BYTE,VW0,WORD，INT,VD0,DWORD,DINT，REAL,表,3-1,完全数据类型检查,表,3-2,简单数据类型检查,表,3-3,无数据类型检查,3.1.2,数据类型,2.,数据长度与数值范围,CPU,存储器中存放的数据类型可分为,BOOL,、,BYTE,、,WORD,、,INT,、,DWORD,、,DINT,、,REAL,。,不同的数据类型具有不同的数据长度和数值范围。在上述数据类型中，用字节（,B,）,型、字（,W,）,型、双字（,D,）,型分别表示,8,位、,16,位、,32,位数据的数据长度。不同的数据长度对应的数值范围如表,3-4,所示。,SIMATIC,指令集中，指令的操作数是具有一定的数据类型和长度。如整数乘法指令的操作数是字型数据；数据传送指令的操作数可以是字节或字或双字型数据。由于,S7-200 SIMATIC,指令集不支持完全数据类型检查。因此编程时应注意操作数的数据类型和指令标识符相匹配。,3.1.3,存储器区域,PLC,的存储器分为程序区、系统区、数据区。,程序区用于存放用户程序，存储器为,EEPROM,。,系统区用于存放有关,PLC,配置结构的参数，如,PLC,主机及扩展模块的,I/O,配置和编址、配置,PLC,站地址，设置保护口令、停电记忆保持区、软件滤波功能等，存储器为,EEPROM,。,数据区是,S7-200 CPU,提供的存储器的特定区域。它包括输入映象寄存器（,I,）、,输出映像寄存器（,Q,）、,变量存储器（,V,）、,内部标志位存储器（,M,）、,顺序控制继电器存储器（,S,）、,特殊标志位存储器（,SM,）、,局部存储器（,L,）、,定时器存储器（,T,）、,计数器存储器（,C,）、,模拟量输入映像寄存器（,AI,）、,模拟量输出映像寄存器（,AQ,）、,累加器（,AC,）、,高速计数器（,HC,）。,存储器为,EEPROM,和,RAM,。,返回,3.1.3,存储器区域,1.,数据区存储器的地址表示格式,(1),位地址格式,数据区存储器区域的某一位的地址格式为：,Ax.y,。,必须指定存储器区域标识符,A,、,字节地址,x,及位号,y,。例,I4.5,表示图,3-4,中黑色标记的位地址。,I,是变量存储器的区域标识符，,4,是字节地址，,5,是位号，在字节地址,4,与位号,5,之间用点号“,.”,隔开。,存储器是由许多存储单元组成，每个存储单元都有惟一的地址，可以依据存储器地址来存取数据。数据区存储器地址的表示格式有位、字节、字、双字地址格式。,3.1.3,存储器区域,图,3-4,位寻址格式,MSB,表示最高位,LSB,表示最低位,3.1.3,存储器区域,(2),字节、字、双字地址格式,数据区存储器区域的字节、字、双字地址格式为：,ATx,。,必须指定区域标识符,A,、,数据长度,T,以及该字节、字或双字的起始字节地址,x,。,图,3-5,中，用,VB100,、,VW100,、,VD100,分别表示字节、字、双字的地址。,VW100,由,VB100,、,VB101,两个字节组成；,VD100,由,VB100VB103,四个组成。,图,3-5,字节、字、,双字,寻址,格式,3.1.3,存储器区域,(3),其他地址格式,数据区存储器区域中，还包括定时器存储器（,T,）、,计数器存储器（,C,）、,累加器（,AC,）、,高速计数器（,HC,）,等，它们是模拟相关的电器元件的。它们的地址格式为：,Ay,。,由区域标识符,A,和元件号,y,组成，例,T24,表示某定时器的地址，,T,是定时器的区域标识符，,24,是定时器号，同时,T24,又可表示此定时器的当前值。,(1),输入,/,输出映像寄存器（,I/Q,）,输入映像寄存器（,I,）,PLC,的输入端子是从外部接收输入信号的窗口。每一个输入端子与输入映像寄存器（,I,）,的相应位相对应。输入点的状态，在每次扫描周期开始（或结束）时进行采样，并将采,2.,数据区存储器区域,3.1.3,存储器区域,样值存于输入映像寄存器，作为程序处理时输入点状态的依据。输入映像寄存器的状态只能由外部输入信号驱动，而不能在内部由程序指令来改变。,输入映像寄存器（,I,）,的地址格式为：,位地址：,I,字节地址,.,位地址,，如,I0.1,。,字节、字、双字地址：,I,数据长度,起始字节地址,，如,IB4,、,IW6,、,ID10,。,CPU226,模块输入映像寄存器的有效地址范围为：,I,（,0.015.7,）；,IB,（,015,）；,IW,（,014,）；,ID,（,012,）。,3.1.3,存储器区域,输出映像寄存器（,Q,）,每一个输出模块的端子与输出映像寄存器的相应位相对应。,CPU,将输出判断结果存放在输出映像寄存器中，在扫描周期的结尾，,CPU,以批处理方式将输出映像寄存器的数值复制到相应的输出端子上。通过输出模块将输出信号传送给外部负载。,输出映像寄存器（,Q,）,地址格式为：,位地址：,Q,字节地址,.,位地址,，如,Q1.1,字节、字、双字地址：,Q,数据长度,起始字节地址,，如,QB5,、,QW8,、,QD11,。,CPU226,模块输出映像寄存器的有效地址范围为：,Q,（,0.015.7,）；,QB,（,015,）；,QW,（,014,）；,QD,（,012,）。,3.1.3,存储器区域,在程序的执行过程中，对于输入或输出的存取通常是通过映像寄存器，而不是实际的输入、输出端子。,S7-200 CPU,执行有关输入输出程序时的操作过程如图,3-6,所示。,图,3-6,S7-200 CPU,输入、输出的操作,返回,3.1.3,存储器区域,(2),内部标志位存储器（,M,）,内部标志位存储器（,M,）,也称内部线圈，是模拟继电器控制系统中的中间继电器，它存放中间操作状态，或存储其他相关的数据。内部标志位存储器（,M,）,以位为单位使用，也可以字节、字、双字为单位使用。,内部标志位存储器（,M,）,的地址格式为：,位地址：,M,字节地址,.,位地址,，如,M26.7,。,字节、字、双字地址：,M,数据长度,起始字节地址,，如,MB11,、,MW23,、,MD26,。,CPU226,模块内部标志位存储器的有效地址范围为：,M,（,0.031.7,）；,MB,（,031,）；,MW,（,030,）；,MD,（,028,）。,3.1.3,存储器区域,(3),变量存储器（,V,）,变量存储器（,V,）,存放全局变量、存放程序执行过程中控制逻辑操作的中间结果