第2章 PLC内外部结构及编程.ppt

学习内容,●S7-200系列PLC的外部结构,●S7-200系列PLC的性能,●S7-200系列PLC的内存结构,●S7-200系列PLC指令系统的类型,●STEP7-Micro/WIN编程软件简介,●了解S7-200系列PLC的外部结构、各部件的作用及CPU性能和输入输出性能。●了解STEP7-Micro/WIN编程软件的界面及使用。●理解S7-200系列PLC内部存储器的种类、作用及指令系统的类型。●掌握S7-200系列PLC的输入输出接线及指令寻址方式。,学习目标,2.1S7-200系列PLC的外部结构,,2.1.1各部件的作用,1．输入接线端子用于连接外部控制信号。在底部端子盖下是输入接线端子和为传感器提供的24V直流电源。2．输出接线端子用于连接被控设备。在顶部端子盖下是输出接线端子和PLC的工作电源。3．CPU状态指示CPU状态指示灯有SF、STOP、RUN4．输入状态指示用于显示是否有控制信号（如控制按钮、行程开关、接近开关、光电开关等数字量信息）接入PLC；,2.1.1各部件的作用,5．输出状态指示用于显示PLC是否有信号输出到执行设备（如接触器、电磁阀、指示灯等）；6．扩展接口通过扁平电缆线，连接数字量I/O扩展模块、模拟量I/O扩展模块、热电偶模块、通信模块等。7．通信接口支持PPI、MPI通信协议，有自由口通信能力。用以连接编程器（手持式或PC机）、文本/图形显示器、PLC网络等外部设备。8．模拟电位器模拟电位器用来改变特殊寄存器（SM28、SM29）中的数值，以改变程序运行时的参数。如定时器、计数器的预置值，过程量的控制参数等。,1．输入接线,图2-4CPU224输入电路接线图,2.1.2输入输出接线,2．输出接线,⑴晶体管输出电路接线图,图2-5CPU224晶体管输出电路接线图,2．输出接线,⑵继电器输出电路接线图,图2-6CPU224继电器输出电路的接线图,2.2.1CPU性能PLC的CPU性能主要描述PLC的存储器能力、指令运行时间及各种特殊功能等。,2.2S7-200系列PLC的性能,2.2.1CPU性能PLC的CPU性能主要描述PLC的存储器能力、指令运行时间及各种特殊功能等。,2.2.2I/O性能PLC的I/O特性主要描述I/O接口电路的电气性能，诸如电压电流大小、通断时间、隔离方式等等。,2.3S7-200系列PLC的内存结构及寻址方法,PLC的内存分为程序存储区和数据存储区两大部分。程序存储区用于存放用户程序，它由机器自动按顺序存储程序。数据存储区用于存放输入输出状态及各种各样的中间运行结果。,2.3.1内存结构,S7-200系列PLC的数据存储区按存储器存储数据的长短可划分为字节存储器、字存储器和双字存储器三类。●7个字节存储器输入映像寄存器I输出映像寄存器Q变量存储器V内部位存储器M特殊存储器SM顺序控制状态寄存器S局部变量存储器L●4个字存储器定时器T计数器C模拟量输入寄存器AI模拟量输出寄存器AQ；●2个双字存储器累加器AC高速计数器HC。,2.3.2指令寻址方式,1.编址方式1位编址寄存器标识符字节地址.位地址，如I0.0、M0.1、Q0.2等。2字节编址寄存器标识符字节长度B字节号，如IB1、VB20、QB2等。3字编址寄存器标识符字长度W起始字节号，如VW20表示VB20和VB21这2个字节组成的字。4双字编址寄存器标识符双字长度D起始字节号，如VD20表示从VB20到VB23这4个字节组成的双字。,1立即数寻址对立即数直接进行读写操作的寻址称为立即数寻址。立即数寻址的数据在指令中以常数形式出现。常数的大小由数据的长度（二进制数的位数）决定。在S7-200系列PLC中，常数值可为字节、字或双字。存储器以二进制方式存储所有常数。指令中可用二进制、十进制、十六进制或ASCII码形式来表示常数。,2直接寻址方式直接寻址方式是指在指令中直接使用存储器或寄存器的地址编号，直接到指定的区域读取或写入数据，如I0.0、MB20、VW100等。,2.寻址方式,2.3.2指令寻址方式,3间接寻址间接寻址时操作数不提供直接数据位置，而是通过使用地址指针来存取存储器中的数据。在S7-200系列PLC中允许使用指针对I、Q、M、V、S、T（仅当前值）、C（仅当前值）寄存器进行间接寻址。使用间接寻址之前，要先创建一个指向该位置的指针，指针为双字值，用来存放一个存储器的地址，只能用V、L或AC做指针。,2.3.2指令寻址方式,建栈在使用间接寻址之前，要先创建一个指针，指针为双字（32位），用来存放存储器的地址。指令中的第二个地址的数据长度必须是双字长。如MOVDVB200,VD200MOVDMB10,AC2MOVDC2,LD14,2.3.2指令寻址方式,间接存取,VB202的地址,AC1,MOVDVB202,AC1//VB202的地址送入AC1，建立指针,5678,AC0,MOVW*AC1，AC0//指针AC1所指的值传送到AC0,,,,,,,建栈,在使用间接寻址之前，要先创建一个指针，指针为双字（32位），用来存放存储器的地址。指令中的第二个地址的数据长度必须是双字长。如MOVDVB200,VD200MOVDMB10,AC2MOVDC2,LD14,修改指针,当处理连续的数据时,通过修改指针来处理相同的数据，指针是32的，一般用双字指令来修改，常用INCD指令来修改指针。修改指针时，根据所存取的数据长度来调整。存取字节时加1存取字时加1，执行两次存取双字时加1，执行4次,,例假定变量存储器区从V200开始的10个字节存储单元存放的数据依次为22，34，50，65，54，82，31，49，24，97。执行以下程序后，求各个累加器中的数据。MOVDVB200,AC1MOVW*AC1,AC0INCDAC1INCDAC1INCDAC1INCDAC1MOVD*AC1,AC2,2.4S7-200系列PLC指令系统的类型,梯形图LadderLogicProgramLAD程序指令梯形图程序指令的基本逻辑元素是触点、线圈、功能框和地址符。语句表StatemenListProgramSTL程序指令语句表程序指令由操作码和操作数组成，类似于计算机的汇编语言，它的图形显示形式即为梯形图程序指令，语句表程序指令则显示为文本格式。功能块图FanctionBlockDiagramProgramFBD程序指令功能块图程序指令由功能框元素表示。,2.4S7-200系列PLC指令系统的类型,三种程序指令的类型可以相互转换,图2-9同一功能的梯形图、语句表、功能块图程序指令,a）梯形图LADb）语句表STLc）功能块图FBD,2.5STEP7-Micro/WIN编程软件介绍,图2-10STEP7-Micro/WIN编程软件的主界面,2.5.2STEP7-Mirco/WIN主要编程功能,1.编程元素及项目组件STEP7-MircoWIN的一个基本项目包括程序块、数据块、系统块、符号表、状态表、交叉引用表。程序块、数据块、系统块须下载到PLC，而符号表、状态表、交叉引用表不下载到PLC。程序块由可执行代码和注释组成，可执行代码由一个主程序和可选子程序或中断程序组成。程序代码被编译并下载到PLC，程序注释被忽略。在“指令树”中右击“程序块”图标可以插入子程序和中断程序。,数据块由数据（包括初始内存值和常数值）和注释两部分组成。数据被编译后，下载到PLC，注释被忽略。系统块用来设置系统的参数，包括通信口配置信息、保存范围、模拟和数字输入过滤器、背景时间、密码表、脉冲截取位和输出表等选项。单击“浏览栏”上的“系统块”按钮，或者单击“指令树”内的“系统块”图标，可查看并编辑系统块。系统块的信息须下载到PLC，为PLC提供新的系统配置。,2.5.2STEP7-Mirco/WIN主要编程功能,2.5.2STEP7-Mirco/WIN主要编程功能,2.梯形图程序的输入（1）建立项目通过菜单命令“文件”→“新建”或单击工具栏中“新建”快捷按钮，可新建一个项目。此时，程序编辑器将自动打开。（2）输入程序在程序编辑器中使用的梯形图元素主要有触点、线圈和功能块，梯形图的每个网络必须从触点开始，以线圈或没有ENO输出的功能块结束。线圈不允许串联使用。,2.5.2STEP7-Mirco/WIN主要编程功能,（3）编辑程序●剪切、复制、粘贴或删除多个网络通过用SHIFT键鼠标单击，可以选择多个相邻的网络，进行剪切、复制、粘贴或删除等操作。注意不能选择网络中的一部分，只能选择整个网络。●编辑单元格、指令、地址和网络用光标选中需要进行编辑的单元，单击右键，弹出快捷菜单，可以进行插入或删除行、列、垂直线或水平线的操作。删除垂直线时把方框放在垂直线左边单元上，删除时选“行”，或按“DEL”键。进行插入编辑时，先将方框移至欲插入的位置，然后选“列”。,2.5.2STEP7-Mirco/WIN主要编程功能,（4）程序的编译程序编译操作用于检查程序块、数据块及系统块是否存在错误。程序经过编译后，方可下载到PLC。单击“编译”按钮或选择菜单命令“PLC”→“编译”，编译当前被激活的窗口中的程序块或数据块；单击“全部编译”按钮或选择菜单命令“PLC”→“全部编译”，编译全部项目元件（程序块、数据块和系统块）。使用“全部编译”，与哪一个窗口是活动窗口无关。编译的结果显示在主窗口下方的输出窗口中。,2.5.2STEP7-Mirco/WIN主要编程功能,3.程序的上传下载（1）下载如果已经成功地在运行STEP7-Micro/WIN的个人计算机和PLC之间建立了通讯，就可以将编译好的程序下载至该PLC。如果PLC中已经有内容将被覆盖。单击工具条中的“下载”按钮，或用菜单命令“文件”→“下载”。出现“下载”对话框。根据默认值，在初次发出下载命令时，“程序代码块”、“数据块”和“CPU配置”（系统块）复选框都被选中。如果不需要下载某个块，可以清除该复选框。单击“确定”，开始下载程序。如果下载成功，将出现一个确认框会显示以下信息下载成功。下载成功后，单击工具条中的“运行”按钮，或“PLC”→“运行”，PLC进入RUN（运行）工作方式。注意下载程序时PLC必须处于停止状态，可根据提示进行操作。,2上传可用下面的几种方法从PLC将项目文件上传到STEP7-MicroWIN程序编辑器单击“上载”按钮；选择菜单命令“文件”→“上载”；按快捷键组合CtrlU。执行的步骤与下载基本相同，选择需上传的块（程序块、数据块或系统块），单击“上传”按钮，上传的程序将从PLC复制到当前打开的项目中，随后即可保存上传的程序。,3.程序的上传下载,2.5.2STEP7-Mirco/WIN主要编程功能,4．选择工作方式PLC有运行和停止两种工作方式。单击工具栏中的“运行”按钮或“停止”按钮可以进入相应的工作方式。PLC有3种工作方式1STOP方式在此方式下,，不能运行用户程序，可以向CPU装载用户程序或进行CPU的设置。2TERM方式在此Terminal终端工作方式下，允许使用工业编程软件STEP7-Micro/WIN来控制CPU的工作方式。（3）RUN方式在此方式下，CPU执行用户程序。,2.5.2STEP7-Mirco/WIN主要编程功能,2.5.2STEP7-Mirco/WIN主要编程功能,5．程序的调试与监控在STEP7-MicroWIN编程设备和PLC之间建立通信并向PLC下载程序后，可使PLC进入运行状态，进行程序的调试和监控。（1）程序状态监控在程序编辑器窗口，显示希望测试的部分程序和网络，将PLC置于RUN工作方式，单击工具栏中“程序状态”按钮或用菜单命令“调试”→“程序状态”，将进入梯形图监控状态。在梯形图监控状态，用高亮显示位操作数的线圈得电或触点通断状态。触点或线圈通电时，该触点或线圈高亮显示。运行中梯形图内的各元件状态将随程序执行过程连续更新变换。,（2）状态表监控单击浏览条上的“状态表”按钮或使用菜单命令“检视”→“元件”→“状态表”，可打开状态表编辑器，在状态表地址栏输入要监控的数字量地址或数据量地址，点击工具栏中的“状态表”按钮，可进入“状态表”监控状态。在此状态，可通过工具栏强制I/O点的操作，观察程序的运行情况，也可通过工具栏对内部位及内部存储器进行“写”操作来改变其状态，进而观察程序的运行情况。。,2.5.2STEP7-Mirco/WIN主要编程功能,5．程序的调试与监控,本章小结,1．S7-200系列PLC外部结构主要由输入输出接线端子、状态指示灯、通信接口和扩展接口等组成。2．S7-200系列PLC的CPU性能描述存储容量、扫描速度、I/O点数、指令系统、可扩展性、通信功能等。输入输出性能描述输入输出的额定电压、电流等电气性能。3．S7-200系列PLC的内部存储器分为输入映像寄存器I、输出映像寄存器Q、变量存储器V、内部位存储器M、定时器T、计数器C、高速计数器HC、累加器AC、特殊存储器SM、局部变量存储器L、模拟量输入输出存储器AI/AQ、顺序控制继电器S等。4．S7-200系列PLC指令系统有三种表现形式梯形图、语句表和功能块图，它们之间可相互转换。5．S7-200系列PLC对于字节、字和双字的寻址由（区域标识符）（数据长度）（字节地址）组成，对于位的寻址由（区域标识符）（字节地址）（.）（位地址）组成。其寻址方式有立即数寻址、直接寻址和间接寻址三大类。间接寻址要创建地址指针，利用指针存取数据。6．STEP7-Mirco/WIN是S7-200系列PLC程序的开发软件。利用这个软件可以实现程序的编辑、调试以及PLC运行过程的监控等工作。,