工业电气控制及PLC技术 第五章 S7-200系列可编程控制器

– 内部标志位（M）
内部标志位也称位存储区。在逻辑运算中经常需要一 些存储中间操作信息的元件，它们并不直接驱动外部 负载，只起中间状态的暂存作用，类似于继电器中的 中间继电器，在S7-200中称为内部标志位，多为位单 位使用。
– 特殊标志位（SM）
是用户与系统程序之间的界面，为用户提供一些特殊 的控制功能及系统信息，用户对操作的一些特殊要求 也通过SM通知系统。特殊标志位可分为只读区及可读/ 可写区两大部分，只读区特殊标志位，用户只能利用 其触点；可读/可写特殊标志位用于特殊控制功能。
此外，定时器、计数器具有当前值存储器及位存储器 二类存储器，但属于同一个器件的存储器采用同一标号寻 址。
下页给出了S7200各种CPU存储空间的取值范围。
– 输入继电器（I） 输入继电器和PLC的输入端子相连，是专设的输入过 程映象寄存器，用来接受外部传感器或开关元件发来 的信号，但机器读取这些信号时并不影响这些信号的 状态。它一般采取八进制编号，一个端子占用一个点。
– 输出继电器（Q）
输出继电器是PLC向外部负载发出控制命令的窗口， 是专设的输出过程映象寄存器。输出继电器的外部输出 触点接到输出端子上，以控制外部负载。输出继电器的 外部输出执行器有三种：继电器、晶体管、晶闸管。
– 定时器（T）
PLC中的定时器的作用相当于时间继电器。定时器的 设定值由程序赋予。每个定时器有一个16位的当前值 寄存器及一个状态位，称为T-bit。定时器的计时过程采 用时间脉冲的计数方式，其时基增量（分辨率）分为 1ms，10ms,100ms三种。
– 计数器（C）
它的结构与定时器基本一样，其设定值在程序中赋予。 它有一个16位的当前值寄存器及一个状态位，称为Cbit。计数器用来数输入端子或内部元件送来的脉冲数， 具有加计数器、减计数器及加减计数器三种。一般计 数器的计数频率受扫描周期的影响，不可以太高。高 频信号的计数可以用高速计数器（HSC）。
– 高速计数器（HC） 用于对频率高于扫描频率的机外高速信号计数，高速计 数器使用主机上专用的端子接受这些信号，其数据为 32位的有符号的高速计数器的当前值。
– 变量寄存器（V） 变量存储区存储具有较大容量的变量寄存器，用于存 储程序执行过程中控制逻辑的中间结果，或用来保存 与工序或任务相关的其他数据。
• STEP7-Micro/WIN编程软件包
STEP7-Micro/WIN编程软件可在个人计算机上提供西门 子S7-200系列PLC的编程环境。有梯形图、语句表、和功 能块图三种程序编辑器可供用户选择，可以实现程序的
输入，编辑，检索功能，也可以在线做系统监控及故障检 测。可方便的实现程序的上载和下载。下图为计算机与 PLC通过PPI编程电缆连接的示意。
– 模拟量输入/输出（AIW/AQW） 模拟量经A/D、D/A转换，在PLC外为模拟量在PLC内 为数字量。模拟量输入/输出元件为模拟量输入/输出专 用存储单元。
• 机型及数量配置
• 寻址方式
– 位寻址
– 字节寻址
– 字寻址
– 双字寻址
为了使用方便及使用与存 储单元长度统一，一般 存储单元都具有这四种 寻址方式，但在不同的 寻址方式选用了同一字 节地址为起始地址时， 其所表示的地址空间是 不同的。
• 编程器
S7-200系列PLC的编程器分为简易型和智能型两种。
简易型编程器是袖珍型的，只有简单的操作键及小面积
的液晶显示屏，但仍然具有用户程序的输入、编辑、检索 的功能，也可以在线作系统监控及故障检测，简单实用， 价格低，但显示功能差，只能用指令表方式输入。
智能型的编辑器，实际上是装有全部所需软件的工业现 场用便携式计算机。起程序编辑、管理功能极强。可以把 它挂在可编程控制器网络上，对网上各站进行监控、调试 及管理。但这种编程器价格高。
一些存储数据专用的存储单元不支持位寻址方式，主要 有模拟量输入、输出存储器，累加器及计时、计数器的当 前值存储器等。还有一些存储器的寻址方式与数据长度不 方便统一，如累加器不论采用字节、字或双字寻址都要占 用全部32位存储单元。与累加器相反，模拟量输入、输出 单元为字节标号，但由于模拟量规定为16位，模拟量单元 寻址时均以偶数标志。
底部端子盖 输入端子、传感器电源
• 扩展单元
扩展单元的基本用途是对基本单元的输入、输出口进行 扩展。不同的基本单元加上不同的扩展单元，可以方便的 构成各种输入、输出点数系统，以适应不同工业控制的需 要。还有一些扩展单元是一些特殊的功能单元，如模拟量 输入/输出单元，连接专门传感器的工作单元或专用的功 能单元，如热电偶功能单元，定位控制单元及专用的通讯 单元等。用于扩展输入/输出口的扩展单元一般不含CPU， 而专用的功能单元一般带有自身的CPU，称为智能模块。 扩展单元一般不单独使用需要和基本单元配合使用。
– 累加器（AC） S7-200 CPU中提供4个32位的累加器（ACC0~ACC3）
累加器常用作数据处理的执行器件。
– 局部存储器（L） 局部有效，可分配给主程序，子程序或中断子程序
但是不同的程序段不能访问不同程序段中的局部存储器。 局部存储器长用来作为临时数据的存储器或为子程序 传递参数。
– 状态元件（S） 是使用顺控继电器指令的重要元件，通常与顺序控制 指令LSCR、SCRT、SCRE结合使用。
第三节 外端子图
• 外端子为PLC输入、输出、外电源的连接点。我们来看两 个外端子接线的图例：
第四节 S7-200系列PLC的编程软元件
PLC的编程软元件实质上为存储器单元，每个单元都有 唯一的地址。为了方便不同的编程功能的需要，存储单元 作了分区，因此，也就有了 不同类型的编程软元件。
• 类型及功用
第五章 S7-200系列可编程控制22X系列PLC可提供5种不同的基本单元和多种规格 的扩展单元。其系统构成除基本单元、扩展单元外还有编 程器、存储卡、写入器、文本显示器等。
• 基本单元
状态显示 存储器卡
通信口
顶部端子盖 电源及输出端子
前盖 方式开关 、 电位器、扩展I/O连接
STEP7-Micro/WIN编程软件已安装在计算机中，具体编程时， 先打开这一软件，进入程序编辑器栏，选取编程语言就可 以进入编程过程。见下页编程界面：
• 程序存储卡
为了保证程序及重要参数的安全，一般小型可编程控制 器设有外接EEPROM卡盒接口。通过该接口可将卡盒的 内容写入PLC内，也可将PLC内的程序及重要参数传到外 部EEPROM卡盒做备份。
• 文本显示器
TD200是用于S7-200的文本显示器。它可以用于显示 系统信息，可以作为操作控制单元，还可以在程序的执行 过程中修改某个量的数值，也可以直接设置输入/输出量。
功能更强的显示器是触摸屏显示器，它不但可以显示 文字，还可以作图形显示。
第二节 技术规范
• 可编程控制器的技术规范是PLC设计及生产的技术标准。 S7-200系列PLC系统手册上给出的技术规范主要有一般技 术规范和CPU规范。 – 一般技术规范： • 环境条件——运输和存储 • 环境条件——工作 • 电磁兼容性——抗干扰 – CPU规范 • CPU规范 • CPU电源规范 • CPU输入规范 • CPU输出规范