PLC原理及应用教案.pptx

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1、会计学1PLC原理及应用原理及应用本章内容包括：本章内容包括：n nlPLC的发展、分类及应用n nl结 构 及 工作原理n nl主 要 技 术性能指标n nl常 用 编 程语言返回本章首页返回本章首页第1页/共445页1.11.1PLCPLC的发展、分类及应用的发展、分类及应用的发展、分类及应用的发展、分类及应用 n n1.1.1产生 n n1.1.2发展 n n1.1.3特点 n n1.1.4分类 n n1.1.5应用 返回本章首页返回本章首页第2页/共445页产生产生 n n可编程序逻辑控制器可编程序逻辑控制器PLCPLC产生于产生于19691969年，最初只具备逻辑控制、定时、计数等年

2、，最初只具备逻辑控制、定时、计数等功能，主要是用来取代继电接触器控制。功能，主要是用来取代继电接触器控制。n n现在所说的可编程序控制器现在所说的可编程序控制器PCPC（Programmable ControllerProgrammable Controller）是）是19801980年以来，美、年以来，美、日、德等国由先前的可编程序逻辑控制器日、德等国由先前的可编程序逻辑控制器PLCPLC进一步发展而来。进一步发展而来。n n19851985年，国际电工委员会年，国际电工委员会IECIEC对可编程序控制器作了如下规定：可编程序控制对可编程序控制器作了如下规定：可编程序控制器是一种数字运算操作

3、的电子系统，专为工业环境下应用而设计。器是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计。返回本节返回本节第3页/共445页发展发展 n n1.1.发展及现状发展及现状 n n2.2.发展趋势发展趋势 n n（1 1）与计算机联系密切）与计算机联系密切 n n（2 2）发展多样化）发展多样化 n n（3 3）模块化）模块化 n n（4 4）网络与通信能力增强）网络与通信能力增强 n n（5 5）多样化与标准化）多样化与标准化 n n（6 6）工业软件发展迅速）工业软件发展迅速 返回本节返回本节第4页/共445页特点特点 n n1.可靠性高 n n2.功能强大 n n3.简单方便 返回本节

4、返回本节第5页/共445页分类分类 n n1.从结构上n n可编程序控制器从结构上可分为整体式和模块式。n n2.从规模上n n按PLC的输入输出点数可分为小型、中型和大型。返回本节返回本节第6页/共445页应用应用 n n1.1.工业工业n n1 1）开关量控制，如逻辑、定时、计数、顺序等；）开关量控制，如逻辑、定时、计数、顺序等；n n2 2）模拟量控制，部分）模拟量控制，部分PLCPLC或功能模块具有或功能模块具有PIDPID控制功能，可实现过程控制；控制功能，可实现过程控制；n n3 3）监控，用）监控，用PLCPLC可构成数据采集和处理的监控系统；可构成数据采集和处理的监控系统；n

5、n4 4）建建立立工工业业网网络络，为为适适应应复复杂杂的的控控制制任任务务且且节节省省资资源源，可可采采用用单单级级网网络络或或多多级分布式控制系统。级分布式控制系统。n n2.2.其他行业其他行业n n可可编编程程序序控控制制器器在在其其他他行行业业的的应应用用也也日日益益广广泛泛：在在国国防防和和民民用用，如如建建筑筑，环环保，家用电器等。保，家用电器等。返回本节返回本节第7页/共445页1.21.2结构和工作原理结构和工作原理结构和工作原理结构和工作原理 n n结构 n n工作原理 返回本章首页返回本章首页第8页/共445页结构结构 n nPLCPLC专专为为工工业业场场合合设设计计，

6、采采用用了了典典型型的的计计算算机机结结构构，主主要要是是由由CPUCPU、电电源源、存存储储器器和和专专门门设设计计的的输输入入输输出接口电路等组成。图出接口电路等组成。图2.12.1为一典型为一典型PLCPLC结构简图。结构简图。图图2.1结构简图结构简图第9页/共445页1.中央处理单元中央处理单元 n n中央处理单元（CPU）一般由控制器、运算器和寄存器组成，这些电路都集成在一个芯片上。n nCPU的主要功能：n n1）从存储器中读取指令 n n2）执行指令 n n3）顺序取指令 n n4）处理中断 第10页/共445页2.存储器存储器 n n1）只读存储器 n n2）随机存储器RAM

7、 第11页/共445页3.输入输出单元输入输出单元 n n（1）输入接口电路 n n（2）输出接口电路 第12页/共445页n n通通常常PLCPLC的的输输入入类类型型可可以以是是直直流流、交交流流和和交交直直流流。输输入入电电路路的的电电源源可可由由外外部部供供给给，有有的的也也可可由由PLCPLC内内部部提提供供。图图2.22.2和和图图2.32.3分分别别为为一一种种型型号号PLCPLC的的直直流流和和交交流流输输入入接接口口电电路路的的电电路路图图，采采用用的的是是外外接接电电源。源。n n图图2.22.2描描述述了了一一个个输输入入点点的的接接口口电电路路。其其输输入入电电路路的的

8、一一次次电电路路与与二二次次电电路路用用光光耦耦合合器器相相连连，当当行行程程开开关关闭闭合合时时，输输入入电电路路和和一一次次电电路路接接通通，上上面面的的发发光光管管用用于于对对外外显显示示，同同时时光光耦耦合合器器中中的的发发光光管管使使三三极极管管导导通通，信信号号进进入入内内部部电电路路，此此输输入入点点对对应应的的位位由由0 0变变为为1 1。即即输输入入映映像像寄寄存存器器的的对对应应位位由由0 0变为变为1 1。第13页/共445页图图2.2 直流输入电路图直流输入电路图第14页/共445页图图2.3交流输入电路图交流输入电路图返回本节返回本节第15页/共445页工作原理工作原

9、理 n n1.1.循环扫描循环扫描n nPLCPLC采采用用循循环环扫扫描描工工作作方方式式，这这个个工工作作过过程程一一般般包包括括五五个个阶阶段段：内内部部处处理理、与与编编程程器器等等的的通通信信处处理理、输输入入扫扫描描、用用户户程程序序执执行行、输输出出处处理理，其其工工作作过过程程如图如图2.42.4所示。所示。n n图图2.42.4中中当当PLCPLC方方式式开开关关置置于于RUNRUN（运运行行）时时，执执行行所所有有阶阶段段；当当方方式式开开关关置置于于STOPSTOP（停停止止）时时，不不执执行行后后3 3个个阶阶段段，此此时时可可进进行行通通信信处处理理，如如对对PLCP

10、LC联联机机或离线编程。或离线编程。第16页/共445页图图2.4 工工作作原原理理图图第17页/共445页n n可编程序控制器的输入处理、执行用户程序和输出处理过程的原理如图2.5所示。n nPLC执行的五个阶段，称为一个扫描周期，PLC完成一个周期后，又重新执行上述过程，扫描周而复始地进行。第18页/共445页图图2.5程序执行原理图程序执行原理图第19页/共445页2.与计算机的异同与计算机的异同 n n相同点：n n（1）基本结构相同 n n（2）程序执行原理相同 n n不同点：n n两者的不同点主要体现在工作方式上。第20页/共445页3.与继电接触器的异同与继电接触器的异同 n n

11、相同点：n n图形结构和逻辑关系相同。n n不同点：n n（1）实现原理不同n n（2）工作方式不同返回本节返回本节第21页/共445页1.3技术性能指标技术性能指标 n n1.1.外形尺寸外形尺寸 n n2.2.输入输出点数输入输出点数 n n3.3.机器字长机器字长 n n4.4.速度速度n n5.5.指令系统指令系统n n6.6.存储器容量存储器容量n n7.7.扩展性扩展性n n8.8.通信功能通信功能 返回本章首页返回本章首页第22页/共445页1.41.4编程语言编程语言编程语言编程语言 n n1.梯形图 n n2.语句表 n n3.逻辑符号图 n n4.高级语言 返回本章首页返回

12、本章首页第23页/共445页第第第第3 3章章章章 基本指令基本指令基本指令基本指令 n n3.13.1位操作类指令位操作类指令 n n3.23.2运算指令运算指令 n n3.33.3其他数据处理指其他数据处理指令令 n n3.43.4表功能指令表功能指令 n n3.53.5转换指令转换指令第24页/共445页第第2章章S7-200可编可编程序控制器程序控制器 n n2.1S系列PLC发展概述 n n2.2S7-200 PLC系统组成 n n2.3 编程元件及程序知识 n n2.4相关设备 n n2.5工业软件 第25页/共445页本章学习目的本章学习目的n n本本章章以以西西门门子子公公司司

13、生生产产的的S7-200S7-200系系列列小小型型可可编编程程序序控控制制器器为为例例，介介绍绍具具体体型型号号的的PLCPLC，内内容容包括：包括：n nl lS S系列系列PLCPLC发展概述发展概述n nl lS7-200 S7-200 可编程序控制器的系统组成可编程序控制器的系统组成n nl l编程元件及程序知识编程元件及程序知识n nl l相关设备相关设备n nl l常用工业软件常用工业软件返回本章首页返回本章首页第26页/共445页2.1S系列系列PLC发展概述发展概述 n n德国的西门子（德国的西门子（SIEMENSSIEMENS）公司是欧洲最大的电子和电气设备制造商，生产）公

14、司是欧洲最大的电子和电气设备制造商，生产的的SIMATICSIMATIC可编程序控制器在欧洲处于领先地位。其第一代可编程序控制器可编程序控制器在欧洲处于领先地位。其第一代可编程序控制器是是19751975年投放市场的年投放市场的SIMATIC S3SIMATIC S3系列的控制系统。系列的控制系统。n n在在19791979年年，微微处处理理器器技技术术被被应应用用到到可可编编程程序序控控制制器器中中，产产生生了了SIMATIC SIMATIC S5S5系系列，取代了列，取代了S3S3系列，之后在系列，之后在2020世纪末又推出了世纪末又推出了S7S7系列产品。系列产品。n n最新的最新的SI

15、MATICSIMATIC产品为产品为SIMATIC S7SIMATIC S7、M7M7和和C7C7等几大系列。等几大系列。返回本章首页返回本章首页第27页/共445页2.2S7-200 PLC系统组成系统组成 n n系统基本构成 n n主机结构 n n扫描周期及工作方式 n n输入输出扩展 n n主机性能指标 返回本章首页返回本章首页第28页/共445页n n从从CPUCPU模模块块的的功功能能来来看看，SIMATIC SIMATIC S7-200S7-200系系列列小小型型可可编程序控制器发展至今，大致经历了两代：编程序控制器发展至今，大致经历了两代：n n第第一一代代产产品品其其CPUCP

16、U模模块块为为CPU CPU 21X21X，主主机机都都可可进进行行扩扩展展，它它具具有有四四种种不不同同结结构构配配置置的的CPUCPU单单元元：CPU CPU 212212，CPU CPU 214214，CPU CPU 215215和和CPU CPU 216216，对对第第一一代代PLCPLC产产品品不再作具体介绍。不再作具体介绍。n n第第二二代代产产品品其其CPUCPU模模块块为为CPU CPU 22X22X，是是在在2121世世纪纪初初投投放放市市场场的的，速速度度快快，具具有有较较强强的的通通信信能能力力。它它具具有有四四种种不不同同结结构构配配置置的的CPUCPU单单元元：CPU

17、 CPU 221221，CPU CPU 222222，CPU CPU 224224和和CPU CPU 226226，除除CPU CPU 221221之之外外，其其他他都都可可加加扩扩展模块。展模块。第29页/共445页系统基本构成系统基本构成 n nSIMATIC SIMATIC S7-200S7-200系系统统由由硬硬件件和和工工业业软软件件两两大大部部分分构构成成，如图如图3.13.1所示。所示。图图3.1S7-200 PLC系系统统组组成成第30页/共445页n n系统基本构成系统基本构成n n1.1.硬件硬件n n（1 1）基本单元）基本单元 n n（2 2）扩展单元）扩展单元 n n

18、（3 3）特殊功能模块）特殊功能模块 n n（4 4）相关设备）相关设备 n n2.2.工业软件工业软件 n n工工业业软软件件是是为为更更好好地地管管理理和和使使用用这这些些设设备备而而开开发发的的与与之之相相配配套套的的程程序序、文文档档及及其其规规则则的的总总和和，它它主主要要由由标标准准工工具具、工工程程工工具具、运运行行软软件件和和人人机机接接口口等等几几大大类类构构成。成。返回本节返回本节第31页/共445页主机结构主机结构 n n1.1.各各CPUCPU介绍及介绍及I/OI/O系统系统n n（1 1）主机外形）主机外形n nSIMATIC SIMATIC S7-200S7-200

19、系系统统CPU CPU 22X22X系系列列PLCPLC主主机机（CPUCPU模模块块）的的外外形形如图如图3.23.2所示：所示：图图3.2S7-200主机外形主机外形第32页/共445页n n（2 2）基本结构特点）基本结构特点输出信号类型输出信号类型电源输出电源输出 基本基本I/O 存储安全存储安全 高速反应高速反应 模拟电位器模拟电位器 实时时钟实时时钟 输入输出可扩展性输入输出可扩展性 第33页/共445页n n4 4种种CPUCPU各有晶体管输出和各有晶体管输出和8 8继电器输出两种类型，具有不同电源继电器输出两种类型，具有不同电源电压和控制电压。各类型的型号如表电压和控制电压。各

20、类型的型号如表3.13.1所示。所示。表表3.1CPU型号型号第34页/共445页n nSIMATIC SIMATIC S7-200S7-200系系统统CPU CPU 22X22X系系列列PLCPLC主主机机及及I/OI/O特特性性如表如表3.23.2所示。所示。表表3.2主机及主机及I/O特性特性第35页/共445页n n2.存储系统n n（1）存储系统n n（2）存储器及使用n n（3）存储安全 第36页/共445页图图3.3存储系统存储系统第37页/共445页表表3.3存储容量存储容量第38页/共445页n n（2）存储器及使用 上装和下装用户程序 定义存储器保持范围 用程序永久保存数据

21、 存储器卡的使用 第39页/共445页n n（3 3）存储安全）存储安全n n1 1）主主机机CPUCPU模模块块内内部部配配备备的的EEPROMEEPROM，上上装装程程序序时时，可可自自动动装装入并永久保存用户程序、数据和入并永久保存用户程序、数据和CPUCPU的组态数据。的组态数据。n n2 2）用用户户可可以以用用程程序序将将存存储储在在RAMRAM中中的的数数据据备备份份到到EEPROMEEPROM存存储储器。器。n n3 3）主主机机CPUCPU提提供供一一个个超超级级电电容容器器，可可使使RAMRAM中中的的程程序序和和数数据据在在断电后保持几天之久。断电后保持几天之久。n n4

22、 4）CPUCPU提提供供一一个个可可选选的的电电池池卡卡，可可在在断断电电后后超超级级电电容容器器中中的的电电量量完完全全耗耗尽尽时时，继继续续为为内内部部RAMRAM存存储储器器供供电电，以以延延长长数数据据所所存存的时间。的时间。n n5 5）可可选选的的存存储储器器卡卡可可使使用用户户像像使使用用计计算算机机磁磁盘盘一一样样来来方方便便地地备备份和装载程序和数据。份和装载程序和数据。返回本节返回本节第40页/共445页扫描周期及工作方式扫描周期及工作方式 n n1.扫描周期 n n2.工作方式 n n3.改变CPU工作方式的方法 图图3.4CPU的扫描周期的扫描周期第41页/共445页

23、1.扫描周期扫描周期 n n（1）输入处理 n n（2）执行程序 n n（3）处理通信请求 n n（4）执行CPU自诊断测试 n n（5）写数字输出 第42页/共445页2.工作方式工作方式 n n（1）STOP方式 n n（2）RUN方式 第43页/共445页3.改变改变CPU工作方工作方式的方法式的方法 n n1 1）用）用PLCPLC上的方式开关来手动切换，方式开关有上的方式开关来手动切换，方式开关有3 3个挡位个挡位 。n n2 2）用用STEP STEP 7-Micro/Win327-Micro/Win32编编程程软软件件，应应首首先先把把主主机机的的方方式式开开关关置置于于TERM

24、TERM或或RUNRUN位置，然后在此软件平台用鼠标单击位置，然后在此软件平台用鼠标单击STOPSTOP和和RUNRUN方式按钮即可。方式按钮即可。n n3 3）在在用用户户程程序序中中用用指指令令由由RUNRUN方方式式转转换换到到STOPSTOP方方式式，前前提提是是程程序序逻逻辑辑允允许许中断程序的执行。中断程序的执行。返回本节返回本节第44页/共445页输入输出扩展输入输出扩展 n n1.设备连接 n n2.最大I/O配置的预算 n n3.输入输出及CPU组态 第45页/共445页1.设备连接设备连接 图图3.5I/O扩展示意图扩展示意图第46页/共445页2.最大最大I/O配置的预算

25、配置的预算 n n（1）映像寄存器数量n n（2）电流提供 n n（3）模块电流 n n（4）电流预算规则 第47页/共445页（2）电流提供）电流提供各各CPU所能提供的最大所能提供的最大5VDC电流如表电流如表3.4所示。所示。第48页/共445页（3 3）模块电流）模块电流）模块电流）模块电流CPU 22XCPU 22X可连接的各扩展模块消耗可连接的各扩展模块消耗可连接的各扩展模块消耗可连接的各扩展模块消耗5V5VDCDC电流如表电流如表电流如表电流如表3.53.5所示。所示。所示。所示。第49页/共445页3.输入输出及输入输出及CPU组态组态 n n（1）I/O点数扩展和编址 n n

26、（2）设置输入滤波 n n（3）设置脉冲捕捉 n n（4）输出表配置 n n（5）定义存储器保持范围 第50页/共445页例如，某一控制系统选用例如，某一控制系统选用CPU 224，系统所需的输入输出点数各为：数字量输入，系统所需的输入输出点数各为：数字量输入24点、数字量输出点、数字量输出20点、模拟量输入点、模拟量输入6点、模拟量输出点、模拟量输出2点。点。本系统可有多种不同模块的选取组合，表本系统可有多种不同模块的选取组合，表3.6所示为其中的一种可行的系统输入输出组态状况。所示为其中的一种可行的系统输入输出组态状况。第51页/共445页n n若若按按表表3.63.6的的扩扩展展方方式式

27、，各各模模块块在在I/OI/O链链中中的的位位置置排排列列方方式式也也可可以以有有多多种种，图图3.63.6所所示示为为其其中中的的一一种种模模块块连连接接形式。形式。图图3.6扩展连接图扩展连接图第52页/共445页n nS7-200 S7-200 CPUCPU为为每每个个主主机机数数字字量量输输入入提提供供了了脉脉冲冲捕捕捉捉功功能能，它它可可以以使使主主机机能能够够捕捕捉捉小小于于一一个个扫扫描描周周期期的的短短脉脉冲冲，并并将将其其保保持持到到主主机机读读到到这这个个信信号号，但但前前提提是是只只有有通通过过滤滤波波器器后后，脉脉冲冲捕捕捉捉才才有有效效。此此外外，在在一一个个给给定定

28、的的扫扫描描周周期期内内如如果果有有不不只只一一个个脉脉冲冲，则则只只有有第第一一个个脉脉冲冲可可以以被被捕捕捉捉到到，几几种种情情况况下下的的脉脉冲冲捕捕捉捉波波形形如如图图3.73.7所示。所示。图图3.7脉冲捕捉波形图脉冲捕捉波形图第53页/共445页表表3.722X主机主要技术指标主机主要技术指标返回本节返回本节第54页/共445页主机性能指标主机性能指标 n nS7-200 22XS7-200 22X各主机的主要技术性能指标如下表各主机的主要技术性能指标如下表3.73.7所示。所示。返回本节返回本节第55页/共445页2.3 编程元件及程序知识编程元件及程序知识 n n编程元件及寻址

29、 n n指令系统 n n编程语言 n n程序结构 返回本章首页返回本章首页第56页/共445页编程元件及寻址编程元件及寻址 n n1.数据类型n n2.直接寻址方式 n n3间接寻址方式 第57页/共445页1.数据类型数据类型n n（1 1）数据类型及范围）数据类型及范围n nSIMATIC SIMATIC S7-200S7-200系系列列PLCPLC数数据据类类型型可可以以是是布布尔尔型型、整整型型和和实实型型（浮浮点点数数）。实实数数采采用用3232位位单单精精度度数数来来表表示示，其其数数值值有有较较大大的的表表 示示 范范 围围：正正 数数 为为+1.175495E-38+1.175

30、495E-38+3.402823E+38+3.402823E+38；负负 数数 为为-1.175495E381.175495E38-3.402823E+38-3.402823E+38。不不同同长长度度的的整整数数所所表表示示的的数数值值范范如表如表3.83.8所示。所示。第58页/共445页n n（2 2）常数）常数n n在在编编程程中中经经常常会会使使用用常常数数。常常数数数数据据长长度度可可为为字字节节、字字和和双双字字，在在机机器器内内部部的的数数据据都都以以二二进进制制存存储储，但但常常数数的的书书写写可可以以用用二二进进制制、十十进进制制、十十六六进进制制、ASCIIASCII码码或

31、或浮浮点点数数（实实数数）等等多多种种形形式式。几种常数形式分别如表几种常数形式分别如表3.93.9所示。所示。第59页/共445页2.直接寻址方式直接寻址方式（1）编址形式按位寻址的格式为：Ax.y 存储区内另有一些元件是具有一定功能的硬件，由于元件数量很少，所以不用指出元件所在存储区域的字节，而是直接指出它的编号。其寻址格式为：Ay数据寻址格式为：ATx第60页/共445页（2）各元件介绍输入继电器（I）输出继电器（Q）通用辅助继电器（M）特殊标志继电器（SM）变量存储器（V）局部变量存储器（L）顺序控制继电器（S）第61页/共445页定时器（T）计数器（C）模拟量输入映像寄存器（AI）、

32、模拟量输出映像寄存器（AQ）高速计数器（HC）累加器（AC）第62页/共445页n nS7-200S7-200将将编编程程元元件件统统一一归归为为存存储储器器单单元元，存存储储单单元元按按字字节节进进行行编编址址，无无论论所所寻寻址址的的是是何何种种数数据据类类型型，通通常常应应指指出出它它在在所所在在存存储储区区域域和和在在区区域域内内的的字字节节地地址址。每每个个单单元元都都有有惟惟一一的的地地址址，地地址址用用名名称称和和编编号号两两部部分分组组成成，元元件件名名称称（区区域域地地址址符符号号）如如表表3.103.10所示。所示。第63页/共445页n n 按位寻址的格式为：按位寻址的格

33、式为：Ax.yAx.yn n必必须须指指定定元元件件名名称称、字字节节地地址址和和位位号号，如如图图3.8 3.8 所所示示。图图3.83.8中中MSBMSB表示最高位，表示最高位，LSBLSB表示最低位。表示最低位。图图3.8位寻址格式位寻址格式第64页/共445页3间接寻址方式间接寻址方式 n n间间接接寻寻址址方方式式是是，数数据据存存放放在在存存储储器器或或寄寄存存器器中中，在在指指令令中中只只出出现现所所需需数数据据所所在在单单元元的的内内存存地地址址的的地地址址。存存储储单单元元地地址址的的地地址址又又称称为为地地址址指指针针。这这种种间间接接寻寻址址方方式式与与计计算算机机的的间

34、间接接寻寻址址方方式式相相同同。间间接接寻寻址址在在处处理理内内存存连连续续地地址址中中的的数数据据时时非非常常方方便便，而而且且可可以以缩缩短短程程序序所所生生成成的的代代码码的的长长度度，使使编编程程更更加加灵灵活。活。n n用用间间接接寻寻址址方方式式存存取取数数据据需需要要作作的的工工作作有有3 3种种：建建立立指指针针、间间接接存存取取和和修修改改指指针。针。第65页/共445页（1）建立指针）建立指针 n n建建立立指指针针必必须须用用双双字字传传送送指指令令（MOVDMOVD），将将存存储储器器所所要要访访问问的的单单元元的的地地址址装装入入用用来来作作为为指指针针的的存存储储器

35、器单单元元或或寄寄存存器器，装装入入的的是是地地址址而而不不是是数数据据本本身身，格式如下：格式如下：n n例：例：MOVDMOVD&VB200,VD302&VB200,VD302n nMOVDMOVD&MB10,AC2&MB10,AC2n nMOVDMOVD&C2,LD14&C2,LD14n n注意：注意：建立指针用建立指针用MOVDMOVD指令。指令。第66页/共445页（2）间接存取）间接存取 n n指令中在操作数的前面加指令中在操作数的前面加“*”表示该操作数为一个指针。表示该操作数为一个指针。n n下面两条指令是建立指针和间接存取的应用方法：下面两条指令是建立指针和间接存取的应用方法

36、：n nMOVDMOVD&VB200&VB200，AC0AC0n nMOVWMOVW*AC0*AC0，AC1AC1n n若存储区的地址及单元中所存的数据如下所示若存储区的地址及单元中所存的数据如下所示 n n执行过程如下：执行过程如下：第67页/共445页第68页/共445页（3）修改指针）修改指针 n n下面的两条指令可以修改指针的用法：下面的两条指令可以修改指针的用法：n nINCDINCDAC0AC0n nINCDINCDAC0AC0n nMOVWMOVW*AC0*AC0，AC1AC1返回本节返回本节第69页/共445页指令系统指令系统 n nS7-200 S7-200 系系列列PLCP

37、LC主主机机中中有有两两类类基基本本指指令令集集：SIMATICSIMATIC指指令令集集和和IEC IEC 1131-31131-3指指令令集，程序员可以任选一种。提供了许多类型的指令以完成广泛的自动化任务。集，程序员可以任选一种。提供了许多类型的指令以完成广泛的自动化任务。n nSIMATICSIMATIC指指令令集集：是是为为S7-200S7-200系系列列PLCPLC设设计计的的，本本指指令令通通常常执执行行时时间间短短，而而且且可以用可以用LADLAD、STLSTL和和FBDFBD三种编程语言。三种编程语言。n nIEC 1131-3IEC 1131-3指令集是不同指令集是不同PLC

38、PLC厂家的指令标准，它不能使用厂家的指令标准，它不能使用STLSTL编程语言。编程语言。返回本节返回本节第70页/共445页编程语言编程语言 n n1.语句表 n n2.梯形图 n n3.功能块图 n n4.其他编程语言 第71页/共445页1.语句表语句表 n n语语句句表表（STLSTL）语语言言类类似似于于计计算算机机的的汇汇编编语语言言，特特别别适适合合于于来来自自计计算算机机领领域域的的工工程程人人员员。用用指指令令助助记记符符创创建建用用户户程程序序，属属于于面面向向机机器器硬硬件件的的语语言言，STEP STEP 7 7 Micro/Win32Micro/Win32的语句表如图

39、的语句表如图3.93.9所示。所示。图图3.9语语句句表表举举例例第72页/共445页2.梯形图梯形图 图图3.10梯形图举例梯形图举例第73页/共445页3.功能块图功能块图 n n功能块图（FBD）的图形结构与数字电子电路的结构极为相似，如下图3.11所示。第74页/共445页4.其他编程语言其他编程语言 n nSIMATIC工业软件中的工程工具中为大型或中型PLC提供了许多高级编程工具，以下简要其中的几种：n n（1）S7-SLC和 M7-Pro C/C+n n（2）S7-GRAPH n n（3）S7-HiGraph n n（4）CFC 第75页/共445页（1）S7-SLC和和 M7-

40、Pro C/C+图图3.12SLC语言语言S7-SLC的语言与的语言与PASCAL非常相似，如图非常相似，如图3.12所示。所示。第76页/共445页（2）S7-GRAPH 图图3.13顺顺序序流流程程图图第77页/共445页（3）S7-HiGraph n n它借助于状态图来描述异步过程。用于装置和过程，以及可能的转移状态的图形描述。n n本工具可基于系统框图和流程图直接进行编程，程序结构和过程清晰。S7-HiGraph如图3.14所示。第78页/共445页图图3.14 状态图状态图第79页/共445页（4）CFC n nCFC（连续功能图）是在原来的CSF（控制系统流程图）的基础上发展起来的

41、，它通过绘制过程控制流程图，将各程序块在版面上布置，然后将它们相互连接即可。n n控制系统流程图如图3.15所示。返回本节返回本节第80页/共445页图图3.15 连续功能图连续功能图 第81页/共445页程序结构程序结构 n n1.用户程序 n n（1）主程序 n n（2）子程序 n n（3）中断处理程序 n n2.数据块 n n3.参数块 第82页/共445页n n如如果果编编程程使使用用的的是是手手编编器器，主主程程序序应应安安排排到到程程序序的的最最前前面面。其其他他部部分分的的位位置置安安排排没没有有严严格格的的顺顺序序，但但习习惯惯上上把把子子程程序序安安排排在在中中断断程程序序的

42、的前前面面。如图如图3.163.16所示。所示。图图3.16程序结构程序结构 返回本节返回本节第83页/共445页2.4相关设备相关设备 n n手编器 n n计算机 n n人机界面 n n特殊功能模块 返回本章首页返回本章首页第84页/共445页手编器手编器 n n工业上用的各厂商的可编程序控制器的使用中，手编器曾是主要编程设备，后来出现了图形输入设备，又出现了计算机编程软件。通过通信设备，使PLC和计算机相连，用编程软件可直接在计算机上编程，由于计算机的显示器屏幕较大，对程序的编制和修更加方便高效。但即使是现在，手编器的使用仍十分广泛，特别是用小型和微型PLC实现的小规模系统。返回本节返回本

43、节第85页/共445页计算机计算机 n n计算机包括个人计算机和工业计算机，在可编程序控制器系统的工业应用中发挥着越来越重要的作用，几乎PLC系统从工程项目开发、编程、调试到系统的运行和维护，计算机越来越成了不可缺少的工具。返回本节返回本节第86页/共445页人机界面人机界面 n n1.1.构造特点构造特点 文本显示区：可显示两行信息（每行文本显示区：可显示两行信息（每行2020个字符）的液晶显示个字符）的液晶显示LCD LCD。按键：共有按键：共有9 9个键个键 。通信：通过通信：通过TD/CPUTD/CPU电缆（通用电缆（通用RS232RS232接口）可以提供可编程序控制器与接口）可以提供

44、可编程序控制器与TD TD 200200的通信，同时可以提供的通信，同时可以提供TDTD的电源，而不必再另接电源。的电源，而不必再另接电源。电源：如果不用电源：如果不用TD/CPUTD/CPU通信电缆，可以通过面板右侧的电源接口连接外部通信电缆，可以通过面板右侧的电源接口连接外部电源。电源。第87页/共445页n n2.主要功能n n可以显示从CPU主机读出的信息（如读取指令、数据、当前值及状态）；可以调整运行中选定的程序变量；可以提供对输入输出点的强制功能；可以为实时时钟设置日期和时间；支持多种语言形式的菜单和提示并支持中文。返回本节返回本节第88页/共445页特殊功能模块特殊功能模块 n

45、n1.数字量扩展模块 n n2.模拟量扩展模块 n n3.热电偶、热电阻模块n n4.通信扩展模块 n n5.现场设备接口模块 第89页/共445页n n1.1.数字量扩展模块数字量扩展模块n n数字量扩展模块主要有：数字量扩展模块主要有：n nEM221 EM221 数字量输入模块，数字量输入模块，24V24V，8 8输入。输入。n n EM222EM222数字量输出模块，数字量输出模块，24V24V，8 8输出。输出。n n EM223EM223数字量混合模块，数字量混合模块，24V24V。n n2.2.模拟量扩展模块模拟量扩展模块n n模拟量扩展模块主要有：模拟量扩展模块主要有：n nE

46、M231EM231：4 4模拟输入点，模拟输入点，2W2W，1212位。位。n nEM232EM232：2 2模拟输出点，模拟输出点，2W2W，1212位。位。n nEM235EM235：4 4模拟输入点，模拟输入点，1 1模拟量输出点，模拟量输出点，2W2W，1212位。位。n n3.3.热电偶、热电阻模块热电偶、热电阻模块n n EM231EM231为为1.8W1.8W，1515位，模拟量输入。位，模拟量输入。第90页/共445页n n4.通信扩展模块n nEM277 PROFIBUS-DP模块用于PLC现场总线通信连接。波特率可从960012M波特。n n5.现场设备接口模块n nCP

47、243-2通信处理器是AS-I主站连接部件，专门用于S7-200 CPU 22x，连接的同时显著增加了S7-200可利用的I/O点数。返回本节返回本节第91页/共445页2.5工业软件工业软件 n n应用和特点 n n工业软件的类型 返回本章首页返回本章首页第92页/共445页应用和特点应用和特点 n n1.应用 n n它为自动化工程项目的所有阶段提供如下方便使用的功能：硬件和通信的规划、配置和参数的赋值；用户编程；文件编制；系统测试、起动、服务；过程控制；归档。第93页/共445页n n2.特点采用多种标准 共享数据管理 工具系统集成化 开放化的系统 可重用的程序段 集成的诊断功能 返回本节

48、返回本节第94页/共445页工业软件的类型工业软件的类型 n n1.1.标准工具标准工具n n标标准准工工具具是是SIMATIC SIMATIC S7/M7/C7S7/M7/C7自自动动化化系系统统进进行行编编程程的的基基础础，SIMATICSIMATIC系系列列标标准准工工具具及及其其适适用用范范围围如如表表3.123.12所示。所示。第95页/共445页n n2.工程工具 n n工程工具主要包括：n n编程员用的高级语言；n n技术专家用的图形语言；n n诊断、仿真、远程维护和工厂文件编制等用的辅助软件。第96页/共445页n n3.运行软件 n n运行软件种类很多，以下是几个常用的运行软

49、件：n n1）SIMATIC S7的控制，例如：标准控制、模块化和模糊控制系列软件；n n2）将 自 动 化 系 统 连 接 到Windows应用程序的程序接口工具；n n3）SIMATIC M7的实时操作系统。第97页/共445页n n4.人机接口 n n人机接口包括：n n操作员面板和系统组态用的软件，如Protool和Protool/Life等；n n用于过程诊断的可选软件包ProAgent；n nWindows 95/NT用的高性能可视化工具系统WinCC。返回本节返回本节第98页/共445页本章学习目的本章学习目的n nl位操作类指令，主要是位操作及运算指令，与时也包含与位操作密切相

50、关的定时器和计数器指令等。n nl运算指令，包括常用的算术运算和逻辑运算指令。n nl其他数据处理类，包括数据的传送、移位、填充和交换等指令。n nl表功能指令，包括对表的存取和查找指令。n nl转换指令，包括数据类型转换、码转换和字符转换指令。返回本章首页返回本章首页第99页/共445页3.13.1位操作类指令位操作类指令位操作类指令位操作类指令 n n指令使用概述指令使用概述 n n基本逻辑指令基本逻辑指令 n n复杂逻辑指令复杂逻辑指令 n n定时器指令定时器指令 n n计数器指令计数器指令 n n比较比较 返回本章首页返回本章首页第100页/共445页指令使用概述指令使用概述 n n1