工厂电气 3-6 章.ppt
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1、不不不不同同同同厂厂厂厂家家家家PLCPLC的的的的语语语语法法法法标标标标准准准准、功功功功能能能能结结结结构构构构和和和和指指指指令令令令系系系系统统统统都都都都是是是是不不不不同同同同的的的的。可可可可以以以以通通通通过过过过具具具具体体体体型型型型号号号号的的的的PLCPLC熟熟熟熟悉悉悉悉一一一一般般般般PLCPLC的的的的程程程程序序序序结结结结构构构构和和和和程程程程序序序序数数数数据据据据、编编编编程程程程思思思思想想想想和和和和使使使使用用用用方法。方法。方法。方法。本本本本章章章章系系系系统统统统地地地地介介介介绍绍绍绍S7-200S7-200系系系系列列列列小小小小型型型
2、型PLCPLC的的的的发发发发展展展展、硬件组成硬件组成硬件组成硬件组成、指令系统指令系统指令系统指令系统、相关知识相关知识相关知识相关知识及及及及应用举例应用举例应用举例应用举例。第六章第六章 西门子电气(西门子电气(SIEMENSSIEMENS)S7-S7-200200型可编程控制器(型可编程控制器(PLCPLC)第一节第一节 概概 述述德国西门子(德国西门子(SIEMENSSIEMENS)公司生产的)公司生产的SIMATICSIMATIC系系列的列的PLCPLC在世界处于领先地位在世界处于领先地位最新的最新的SIMATICSIMATIC产品为产品为SIMATIC S7SIMATIC S7
3、、M7M7和和U7U7等等几大系列。几大系列。S7S7系列系列PLCPLC的编程语言为的编程语言为STEP7STEP7编程语言。微小编程语言。微小型的型的S7-200 PLCS7-200 PLC的功能非常强,在世界处于领先地的功能非常强,在世界处于领先地位。位。西门子西门子SIMATIC S7-200 PLCSIMATIC S7-200 PLC的功能模块、友好的功能模块、友好的人机界面、网络系统、工业软件和控制方案的发的人机界面、网络系统、工业软件和控制方案的发展非常迅速,使得控制系统的设计和操作更加简便,展非常迅速,使得控制系统的设计和操作更加简便,功能更加强大,可以适应于各行各业,各种场合
4、中功能更加强大,可以适应于各行各业,各种场合中的检测、监测及控制的自动化,实现任何可能的控的检测、监测及控制的自动化,实现任何可能的控制任务。制任务。从从PLCPLC的的CPUCPU模块的功能上看,模块的功能上看,SIMATIC S7-200SIMATIC S7-200系列小型系列小型PLCPLC发展经历了两代:发展经历了两代:第一代产品:第一代产品:CPUCPU模块模块CPU 21XCPU 21X、主机可扩展、主机可扩展4 4种不同结构配置的种不同结构配置的CPUCPU单元:单元:CPU 212CPU 212、CPU 214CPU 214、CPU 215CPU 215和和CPU 216CPU
5、 216。第二代产品:第二代产品:CPUCPU模块模块CPU 22XCPU 22X为近几年投放市场的新机型为近几年投放市场的新机型 第二代产品的特点:1、速度快 采用32位CPU 2、丰富指令集 3、扩展方便 4、编程软件先进 5、通信能力强 6、配套设备齐全CPUCPU模块特性功能模块特性功能模块特性功能模块特性功能 功能功能型号型号 数字数字I/OI/O模模拟拟I/OI/O可可扩扩展模展模块块数数PIDPID控制器控制器RS-485RS-485通信通信/编编程程PPI/MPIPPI/MPI协议协议独立的高速独立的高速计计数器数器独立高速脉冲独立高速脉冲输输出出CPU 221CPU 2216
6、/46/4 无无 无无 无无 1 1个个有有 无无CPU 222CPU 2228/68/6 无无2 2个模个模块块7878数字数字I/OI/O1010路模路模拟拟I/OI/O 有有 1 1个个有有4 430kHz30kHz高速高速计计数数2 220kHz20kHz高速脉冲高速脉冲输输出出CPU 224CPU 22414/1014/10无无7 7个模个模块块168168数字数字I/OI/O3535路模路模拟拟I/OI/O 有有 1 1个个有有6 630kHz30kHz高速高速计计数数2 220kHz20kHz高速脉冲高速脉冲输输出出CPU 224XPCPU 224XP14/1014/102 2输
7、输入入1 1输输出出7 7个模个模块块168168路数字路数字I/OI/O3838路模路模拟拟I/OI/O自整定自整定PIDPID功能功能 2 2个个有有6 6100kHz100kHz高速高速计计数数2 2100kHz100kHz高速脉高速脉冲冲输输出出CPU 226CPU 226(CPU 226(CPU 226XM)XM)24/1624/16 无无7 7个模个模块块248248路数字路数字I/OI/O3535路模路模拟拟I/OI/O 有有 2 2个个有有6 630kHz30kHz高速高速计计数数2 220kHz20kHz高速脉冲高速脉冲输输出出第二节第二节 S7-200S7-200型型PLC
8、PLC的硬件组成的硬件组成 一、一、S7-200S7-200型型PLCPLC系统构成系统构成S7-200S7-200型型型型PLCPLC采用整体式结构,即有单机运行,采用整体式结构,即有单机运行,采用整体式结构,即有单机运行,采用整体式结构,即有单机运行,又有可扩展接口及扩展特殊功能模块。又有可扩展接口及扩展特殊功能模块。又有可扩展接口及扩展特殊功能模块。又有可扩展接口及扩展特殊功能模块。系统构成可分为:系统构成可分为:系统构成可分为:系统构成可分为:基本单元基本单元基本单元基本单元、扩展单元扩展单元扩展单元扩展单元、特殊特殊特殊特殊功能模块功能模块功能模块功能模块和和和和相关设备相关设备相关
9、设备相关设备等。等。等。等。其系统组成如图其系统组成如图其系统组成如图其系统组成如图6-16-1所示所示所示所示图6-1 S7-200型PLC系统组成 1 1基本单元基本单元 称称CPUCPU模块,又称主机或本机。模块,又称主机或本机。包括包括CPUCPU(中央处理器)、程序(中央处理器)、程序/数据存储器、数据存储器、基本输入基本输入/输出端子、电源等。本身是一个完整的输出端子、电源等。本身是一个完整的控制系统。控制系统。S7-200S7-200型型PLCPLC外形结构如图外形结构如图6-26-2所示。所示。CPU 221CPU 221、CPU 222CPU 222、CPU 224CPU 2
10、24、CPU 224XPCPU 224XP和和CPU CPU 226226模块外形如图模块外形如图6-36-3所示。所示。图6-2 S7-200 PLC外形结构 图6-3 CPU 221、CPU 222、CPU 224、CPU 224XP和CPU 226模块外形2 2扩展单元扩展单元 用来扩充数字量或数字量和模拟量输入输出接用来扩充数字量或数字量和模拟量输入输出接口数量的设备。口数量的设备。带有扩展模块的主机系统如图带有扩展模块的主机系统如图6-46-4所示所示。图6-4 带有扩展模块的S7-200 系统 3 3 3 3特殊功能单元特殊功能单元特殊功能单元特殊功能单元 特殊功能单元(模块)用以
11、进行特殊功能的任特殊功能单元(模块)用以进行特殊功能的任务功能模块。务功能模块。4 4 4 4通信模块通信模块通信模块通信模块 为了适应不同的通讯方式,为了适应不同的通讯方式,S7-200S7-200系统还提系统还提供了一些通信模块。供了一些通信模块。5 5 5 5相关设备相关设备相关设备相关设备 相关设备是充分和方便地利用相关设备是充分和方便地利用SIMATIC S7-SIMATIC S7-200200系统的硬件和软件资源而开发和使用的一些设系统的硬件和软件资源而开发和使用的一些设备,如编程设备、人机界面设备和网络设备等。备,如编程设备、人机界面设备和网络设备等。文本显示和操作界面如图文本显
12、示和操作界面如图6-56-5所示。所示。图6-5 S7-200 系统配置的文本显示和操作界面 二、编程软件二、编程软件 STEP 7-Micro/WIN 4.0STEP 7-Micro/WIN 4.0版编程软件,该软件是版编程软件,该软件是用于用于S7-200S7-200的编程软件。的编程软件。支持支持3 3种编程模式:种编程模式:LADLAD(梯行图)、(梯行图)、FBDFBD(功能模(功能模块)和块)和STLSTL(语句表)。(语句表)。提供在线编辑、调试、监控,以及提供在线编辑、调试、监控,以及CPUCPU内部数据监内部数据监视、修改;视、修改;支持符号表编辑和符号寻址;支持符号表编辑和
13、符号寻址;支持子程序、中断程序的编辑,提供集成库程序功支持子程序、中断程序的编辑,提供集成库程序功能和用户定义的程序库。能和用户定义的程序库。安装要求:安装要求:1 1)计算机软件要求)计算机软件要求)计算机软件要求)计算机软件要求 MicrosoftMicrosoft(微软)操作系统(微软)操作系统STEP 7-Micro/WIN V3.2STEP 7-Micro/WIN V3.2或或4.04.0版本的安装要求版本的安装要求 Windows 2000Windows 2000,sp3sp3以上以上Windows XP HomeWindows XP Home、Windows XP Profess
14、ional Windows XP Professional 2 2)计算机硬件要求)计算机硬件要求)计算机硬件要求)计算机硬件要求能够运行上述操作系统的能够运行上述操作系统的PCPC或或PGPG(西门子编程器)(西门子编程器)大于大于350MB350MB硬盘空间硬盘空间最小屏幕显示分辨率为最小屏幕显示分辨率为10247681024768点阵,小字体点阵,小字体三、主机性能三、主机性能技技术术指指标项标项CPU 221CPU 221CPU 222CPU 222CPU 224CPU 224CPU 224XPCPU 224XPCPU 226CPU 226CPU 226XMCPU 226XM外形尺寸(
15、外形尺寸(mmmmmm)908062120806214080621968062功耗(功耗(输输出:出:DC/继电继电器)器)(3/6 W)(5/7 W)(7/10 W)(8/11 W)(11/17 W)存存储储器特性器特性用用户户程序在程序在线编线编程程/KB4 4 8 121632 用用户户程序非在程序非在线编线编程程/KB4 412162448用用户户数据数据/KB228101020数据后数据后备备(电电容)容)/h50100数据后数据后备备(电电池)池)200天天输输入映像寄存器入映像寄存器I0.0I15.7输输入映像寄存器入映像寄存器Q0.0Q15.7S7-200 22X系列主机主要技
16、术指标技技术术指指标项标项CPU 221CPU 221CPU 222CPU 222CPU 224CPU 224CPU 224XPCPU 224XPCPU 226CPU 226CPU 226XMCPU 226XM模模拟拟量量输输入(只入(只读读)AIW030AIW062模模拟拟量量输输出(只写)出(只写)AQW030AQW062变变量存量存储储器(器(V)VB02047VB08191VB010239VB020477局部存局部存储储器(器(L)LB063位存位存储储器(器(M)M0.0M31.7特殊存特殊存储储器(器(SM)只只读读SM0.0SM179.7SM0.0SM29.7SM0.0SM299
17、.7SM0.0SM29.7SM0.0SM549.7SM0.0SM29.7SM0.0SM1099.7SM0.0SM29.7定定时时器器有有记忆记忆接通延接通延时时 1ms 10ms 100ms接通接通/关关闭闭延延时时 1ms 10ms 100ms256(T0T255)T0T64T1T4,T65T68T5T31,T69T95T32,T96T33T36,T97T100T37T63,T101T255(续上表)技技术术指指标项标项CPU 221CPU 221CPU 222CPU 222CPU 224CPU 224CPU 224XPCPU 224XPCPU 226CPU 226CPU 226XMCPU
18、226XM计计数器数器(C)C0C255高速高速计计数器数器(HC)HC0、HC3、HC4、HC5HC0HC5累加寄存器累加寄存器(AC)AC0 AC3跳跳转转/标标号号0255调调用用/子程序子程序0630127正正负负跳跳变变256PID回路回路07I/O特性特性本机本机I/O6入入/4出出8入入/6出出14入入/10出出24入入/16出出扩扩展模展模块块数数无无2个模个模块块7个模个模块块数字量数字量I/O映像区映像区256模模拟拟量量I/O映像区映像区无无16入入/16出出32入入/32出出(续上表)(续上表)技技术术指指标项标项CPU 221CPU 221CPU 222CPU 222
19、CPU 224CPU 224CPU 224XPCPU 224XPCPU 226CPU 226CPU 226XMCPU 226XM指令系指令系统统布布尔尔量运行量运行执执行行时间时间0.22us/步步FOR/NEXT循循环环有有整数指令整数指令有有实实数指令数指令有有主要内部寄存器主要内部寄存器I/O映像寄存器映像寄存器128I和和128Q内部通用内部通用继电继电器器256计计数器数器/计时计时器器256/256字入字入/字出字出无无16/1632/32顺顺序控制序控制继电继电器器256(S0.0S31.7)技技术术指指标项标项CPU 221CPU 221CPU 222CPU 222CPU 22
20、4CPU 224CPU 224XPCPU 224XPCPU 226CPU 226CPU 226XMCPU 226XM附加功能附加功能内置高速内置高速计计数器数器4H/W(20kHz)6H/W(20kHz)模模拟电拟电位器位器1个个8位分辨率位分辨率2个个8位分辨率位分辨率脉冲脉冲输输出出2(DC,20kHz)通信中断通信中断1发发送送/2接收接收2发发送送/4接收接收硬件硬件输输入中断入中断4,输输入入滤滤波器波器定定时时中断中断2(1255ms)实时时钟实时时钟有(有(时钟时钟卡)卡)有(内置)有(内置)口令保口令保护护有有通信功能通信功能通信口数量通信口数量1(RS-485)2(RS-48
21、5)支持支持协议协议0号口号口1号口号口PPI,DP/T自由口自由口N/APPI,DP/T自由口自由口(同(同0号口)号口)PROFIBUS点到点点到点NETR/NETW(续上表)第三节第三节 S7-200S7-200型型PLCPLC的指令系统的指令系统一、数据类型一、数据类型一、数据类型一、数据类型1.1.1.1.数据类型及取值范围数据类型及取值范围数据类型及取值范围数据类型及取值范围 布尔型布尔型、整型整型和和实型实型(浮点数)。如表(浮点数)。如表6-26-2所示。所示。表表6-2数据格式和取值范围数据格式和取值范围 寻寻址格式址格式数据数据长长度(位)度(位)数据数据类类型型取取值值范
22、范围围BOOLBOOL(位)(位)1 1(位)(位)布布尔尔数数真(真(1 1);假();假(0 0)BYTEBYTE(字(字节节)8 8(字(字节节)无符号整数无符号整数0 0255255;0 0FFFF(H H)INTINT(整数)(整数)1616(字)(字)有符号整数有符号整数-32768-327683276732767;800080007FFF7FFF(H H)WORDWORD(字)(字)无符号整数无符号整数0 06553565535;0 0FFFFFFFF(H H)DINTDINT(双整数)(双整数)3232(双字)(双字)有符号整数有符号整数-2147483648-21474836
23、4821474836472147483647;8000 00008000 00007FFFFFFF7FFFFFFF(H H)DWORDDWORD(双字)(双字)无符号整数无符号整数0 042949672954294967295;0 0FFFF FFFF FFFFFFFF(H H)REALREAL(实实数)数)IEEE 32IEEE 32位位单单精度浮点数精度浮点数-3.402823E+38-3.402823E+38-1.175495E-38-1.175495E-38(负负数)数)+1.175495E-38+1.175495E-38+3.402823E+38+3.402823E+38(正数)(正
24、数)不能不能绝对绝对精确地表示零精确地表示零ASCASC 8 8(字(字节节)/个个字符列表字符列表ASCASC字符、字符、汉汉字内字内码码(每个(每个汉汉字字2 2 字字节节)STRINGSTRING(字符串)(字符串)字符串字符串1 1254254个个ASCASC字符、字符、汉汉字内字内码码(每个(每个汉汉字字2 2 字字节节)2.2.2.2.常数常数常数常数 常数数据长度可为字节、字和双字,书写形式可常数数据长度可为字节、字和双字,书写形式可以以是二进制、十进制、十六进制、浮点数(实数)或是二进制、十进制、十六进制、浮点数(实数)或ASCASC码等。数据形式如表码等。数据形式如表6-36
25、-3所示。所示。进进制制书书写形式写形式举举例例十十进进制制进进制数制数值值12341234十六十六进进制制1616十六十六进进制制值值161612AB612AB6二二进进制制2 2二二进进制制值值2 21001_0011_011001_0011_0101_110001_1100ASCASC码码ASCASC码码文本文本Show S-7 200Show S-7 200浮点数(浮点数(实实数)数)ANSI/IEEE 754-ANSI/IEEE 754-19851985标标准准+1.234561E+1.234561E3636(正数)(正数)-1.234561E-1.234561E3636(负负数)数
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