6.S7-200系列可编程控制器资源及配置图文.ppt16
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第六章 可编程控制器的基本指令 1、西门子S7-200系列和三菱FX2N系列PLC
按字节、字、双字存取的寻址
可按字节、字、双字存取的区域有： V、I、Q、M、S、L、SM 被访问单元的地址如下，由三部分组成：
VB100
起始字节的偏移地址 存取数据的宽度（B、W、D） 区域的标识符
不同存取方式的数据表示方法
7
0
VB100
VB100
字节存取
字存取
15
87
0
VW100
VB100
VB101
低位字节组成数据 的高8位。
高位字节组成数据 的低8位。
双字存取
31
24 23
16 15
87
0
VD100
VB100
VB101
VB102
VB103
寻址方式的课堂练习
指出图中相同颜色单元的地址 分别指出MD6、MB5、MW8 和M10.6是那些单元
S7-200数据区功能划分（二）
V
M
据。
SM
L
T
定时器
C 计数器 HC 高速计数器 AC 累加器 AI 模拟量输入缓存区 AQ 模拟量输出缓存区
这些区域存放的是“软功 能器件”，不同器件有不 同的数据存取规定。
字节偏移地
×区
址
7 6543 210
双字存取
0字 节 存 取 1 2
3 4
5
6
7
8
9 10
11
位号 字存取
位存 取
按位存取的寻址方法
I、Q、V、M、S、SM、L区可按位存取 按位存取的地址由三部分组成
如： I7.5
所在字节的位号 分隔符 字节偏移地址 区域标识符
M区中字节偏移地址为10，位号为3 的地址如何表示？
S7-200 SMART PLC 应用教程电子ppt课件
10
1.2.3 模拟量扩展模块
1．PLC对模拟量的处理 模拟量输入模块将模拟量转换为多位数字量。模拟量输出模块将PLC中的 多位数字量转换为模拟量电压或电流。 有4AI、2AO、4AI/2AO、2路热电阻、4路热电偶模块。 2．模拟量输入模块 EM AE04有4种量程（0～20mA、10V、5V和2.5V）。电压模式的分辨 率为11位+符号位，电流模式的分辨率为11位。 单极性满量程输入范围对应的数字量输出为0～27648。双极性满量程输入 范围对应的数字量输出为−27648～+27648。 3．将模拟量输入模块的输出值转换为实际的物理量 【例1-1】压力变送器（0～10MPa）的输出信号为DC 4～20mA，模拟量输 入模块将0～20mA转换为0～27648的数字量，设转换后得到的数字为N，试 求以kPa为单位的压力值。 解：4～20mA的模拟量对应于数字量5530～27648，压力的计算公式为
选中单个、多个程序段或单个元件，可删除、复制、剪切、粘贴选中的对
象。
24
3．单击工具栏上的按钮，打开和关闭POU注释和程序段注释。 4．单击工具栏上的“编译”按钮，编译程序。输出窗口显示出错误和警 告信息。下载之前自动地对程序进行编译。
课件中的图都是书中的，作者和出版社对这些图拥有版 权，请不要用到正式出版物中。
希望能得到各位老师使用教材的情况，例如学时数、讲 课的内容和实验内容。衷心希望老师们对教材和课件提出 宝贵的意见。作者E-mail：liaosun@。
注：原课件分章节，此处进行了合并
1
S7-200 SMART PLC基础教程
重庆大学 廖常初主编
2
第1章 PLC的硬件与工作原理
1.1 S7-200 SMART系列PLC 1.1.1 PLC的基本结构
1.2.3 模拟量扩展模块
1．PLC对模拟量的处理 模拟量输入模块将模拟量转换为多位数字量。模拟量输出模块将PLC中的 多位数字量转换为模拟量电压或电流。 有4AI、2AO、4AI/2AO、2路热电阻、4路热电偶模块。 2．模拟量输入模块 EM AE04有4种量程（0～20mA、10V、5V和2.5V）。电压模式的分辨 率为11位+符号位，电流模式的分辨率为11位。 单极性满量程输入范围对应的数字量输出为0～27648。双极性满量程输入 范围对应的数字量输出为−27648～+27648。 3．将模拟量输入模块的输出值转换为实际的物理量 【例1-1】压力变送器（0～10MPa）的输出信号为DC 4～20mA，模拟量输 入模块将0～20mA转换为0～27648的数字量，设转换后得到的数字为N，试 求以kPa为单位的压力值。 解：4～20mA的模拟量对应于数字量5530～27648，压力的计算公式为
选中单个、多个程序段或单个元件，可删除、复制、剪切、粘贴选中的对
象。
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3．单击工具栏上的按钮，打开和关闭POU注释和程序段注释。 4．单击工具栏上的“编译”按钮，编译程序。输出窗口显示出错误和警 告信息。下载之前自动地对程序进行编译。
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注：原课件分章节，此处进行了合并
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S7-200 SMART PLC基础教程
重庆大学 廖常初主编
2
第1章 PLC的硬件与工作原理
1.1 S7-200 SMART系列PLC 1.1.1 PLC的基本结构
西门子S7-200PLC讲课ppt课件
STL格式： R bit， N 例： R Q0.2, 3
36
下图所示为置位和复位指令应用程序片断：
LD
I0.0
//装入常开触点
A
I0.1
//与常开触点
=
Q1.0
//输出触点
LD
I0.0
A
I0.1
S
Q0.0, 1
个触点置 1
R
Q0.2, 3
个触点置 0
// // //将 Q0.0 开始的//1
//将 Q0.2 开始的//3
5
可编程序逻辑控制器的产生 美国数字设备公司（DEC）根据这一设想，于1969年研
制成功了第一台可编程序控制器(型号为PDP-14 ) ,并在通用 汽车公司的自动装配线上试用成功 。
由于当时主要用于顺序控制，只能进行逻辑运算，故称 为可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）。
CPU（基本单元） +
扩展模块
11
➢标准模块式结构化PLC ：各种模块相互独立，并安 装在固定的机架（导轨）上，构成一个完整的PLC 应用系统。如：西门子S7-300、S7-400系列。
PS
CPU
IM
SM: SM: SM:
(电源模块)
(接口模块) DI DO AI
SM: CP: AO - 点-到-点
每个存储单元都有惟一的地址，地址由元件名称和编号 两部分组成，编程元件名称（区域地址符号）如下表所示。
28
29
CPU的存储区（PLC的编程元件）
1、输入映像寄存器（I）（I0.0~I15.7） 2、输出映像寄存器（Q）（Q0.0~Q15.7） 3、变量存储器（V） 4、位存储器（M）（M0.0~M31.7） 5、定时器（T）存储器 6、计数器（C）存储器 7、高速计数器（HC） 8、累加器（AC） 9、特殊存储器（SM） 如SM0.0，SM0.1，SM0.4，SM0.5 10、局部存储器（L） 11、模拟量输入映像寄存器（AI） 12、模拟量输出映像寄存器（AQ） 13、顺序控制继电器（S）
36
下图所示为置位和复位指令应用程序片断：
LD
I0.0
//装入常开触点
A
I0.1
//与常开触点
=
Q1.0
//输出触点
LD
I0.0
A
I0.1
S
Q0.0, 1
个触点置 1
R
Q0.2, 3
个触点置 0
// // //将 Q0.0 开始的//1
//将 Q0.2 开始的//3
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可编程序逻辑控制器的产生 美国数字设备公司（DEC）根据这一设想，于1969年研
制成功了第一台可编程序控制器(型号为PDP-14 ) ,并在通用 汽车公司的自动装配线上试用成功 。
由于当时主要用于顺序控制，只能进行逻辑运算，故称 为可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）。
CPU（基本单元） +
扩展模块
11
➢标准模块式结构化PLC ：各种模块相互独立，并安 装在固定的机架（导轨）上，构成一个完整的PLC 应用系统。如：西门子S7-300、S7-400系列。
PS
CPU
IM
SM: SM: SM:
(电源模块)
(接口模块) DI DO AI
SM: CP: AO - 点-到-点
每个存储单元都有惟一的地址，地址由元件名称和编号 两部分组成，编程元件名称（区域地址符号）如下表所示。
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CPU的存储区（PLC的编程元件）
1、输入映像寄存器（I）（I0.0~I15.7） 2、输出映像寄存器（Q）（Q0.0~Q15.7） 3、变量存储器（V） 4、位存储器（M）（M0.0~M31.7） 5、定时器（T）存储器 6、计数器（C）存储器 7、高速计数器（HC） 8、累加器（AC） 9、特殊存储器（SM） 如SM0.0，SM0.1，SM0.4，SM0.5 10、局部存储器（L） 11、模拟量输入映像寄存器（AI） 12、模拟量输出映像寄存器（AQ） 13、顺序控制继电器（S）
S7-200可编程控制器的内存区域的分布及IO配置
～T255
计数器
C C0～C255
加法计数器，触点在程序
内部使用
高速计数器 HC HC0～HC5
用来累计比CPU扫描速率更
快的事件
顺序控制继 S S0.0～S31.7 提供控制程序的逻辑分段
电器
变量存储器 V VB0.0～
数据处理用的数值存储元
VB5119.7
件
局部存储器 L LB0.0～LB63.7 使用临时的寄存器，作为
供外部输出
T0,延时10ms 定时器 256(T0～ T68
t255) T5～T31,T69～ 保持型通电延时100ms
T95
T32,T96
ON/OFF延时,1ms
T33～T36,T97～ ON/OFF延时,10ms
T100
T37～T63,T101 ON/OFF延时,100ms
可编程控制器的内存区域的分布及I/O配置
S7-200 CPU224部分编程元件的编号范围与功能说明如下表所示
元件名称 代表字母 编号范围
功能说明
输入寄存器 I I0.0～I1.5共14接受外部输入设备的信号
点
输出寄存器 Q Q0.0～Q1.1共10输出程序执行结果并驱动
点
外部设备
位存储器
M M0.0～M31.7 在程序内部使用，不能提
暂时存储器
特殊存储器 SM SM0.0～SM549.7CPU与用户之间交换信息
特殊存储器 SM(只读) SM0.0～SM29.7 接受外部信号
累加寄存器 AC AC0～AC3
用来存放计算的中间值
西门子S7-200系列可编程控制器介绍
2. 数据类型及数据范围
S7-200系列PLC的数据类型可以是字符串、布 尔型（0或1）、整数型和实数型（浮点数）。 布尔型数据指字节型无符号整数；整数型数包括 16位符号整数（INT）和32位符号整数。 （DINT）。实数型数据采用32位单精度数来表 示。数据类型、长度及数据范围如表2-7所示。
2.4.2 编址方式
1. 位编址位编址的指定方式为：（区域标志符）字节号· 位 号，如I0.0；Q0.0；I1.2。 2. 字节编址字节编址的指定方式为：（区域标志符）B（ 字节号），如IB0表示由I0.0～I0.7这8位组成的字节。 3. 字编址字编址的指定方式为：（区域标志符）W（起始字 节号），且最高有效字节为起始字节。例如VW0表示由 VB0和VB1这2字节组成的字。 4. 双字编址双字编址的指定方式为：（区域标志符）D（ 起始字节号），且最高有效字节为起始字节。例如VD0 表示由VB0到VB3这4字节组成的双字。
4. 内部标志位存储器（中间继电器）M
内部标志位存储器，用来保存控制继电器的中间 操作状态，其作用相当于继电器控制中的中间继 电器，内部标志位存储器在PLC中没有输入/输 出端与之对应，其线圈的通断状态只能在程序内 部用指令驱动，其触点不能直接驱动外部负载， 只能在程序内部驱动输出继电器的线圈，再用输 出继电器的触点去驱动外部负载。
表2-1～表2-4。第二章\24.doc
2.3.2 常用扩展模块介绍
1.数字量扩展模块 S7-200PLC系列目前总共可以提供3大 类共9种数字量输入输出扩展模块，见表2-5。第二章 \25.doc 2. 模拟量扩展模块模拟量扩展模块提供了模拟量输入/输出 的功能 1最佳适应性 2灵活性模拟量扩展模块的数据如 表2-6所示。第二章\26.doc 3. 热电偶、热电阻扩展模块 EM231热电偶模块用于七种热 电偶类型J 、K、 E、N、 S、 T 和R 型。用户必须用 DIP 开关来选择热电偶的类型，连到同模块上的热电 偶必须是相同类型。外型如图2-6所示。 第二章 \27.doc 4. PROFIBUS-DP通信模块
第二讲 西门子S7-200系列可编程控制器介绍3
• 指令格式：
TON Txxx，PT
• 例：
TON T120，8
定时值=时钟脉冲频率（分辨率）×预置值PT
指令格式：见图，编号与分辨率及定时器类型有关。 使能：——IN： I0.0 =“1” 当前值——T37，当在线（Online）时，此处显示当
前值 预置值——PT=10，即定时时间=100ms×10=1s 复位——IN：I0.0 = “0” 定时器状态（位）——“1”或“0” 对S7-200 PLC， 只要I0.0=“1”，即计时，当T37当 前值=3时，定时器继续计时，直至I0.0=“0”，定时
计数器6个要素： 指令格式（类型、编号
等） 预置值——PV
使能——CU、CD
复位——R、LD
当前值——Cxxx
计数器状态
（位）——与定时器类似
2）功能、时序图及应用示例
2. 增计数器
• CTU，增计数器指令。脉冲输入的每个上升沿，计 数器计数1次，当前值增加1个单位，当前值达到 预设值时，计数器位ON，当前值继续计数到32767 停止计数。复位输入有效或执行复位指令，计数 器自动复位，即计数器位OFF，当前值为0。
LD
I0.0
//使能输入
TON T35, +4
//通电延时定时 //延时时间为
//40ms
LD TONR
I0.0 T2, +10
// //有记忆通//
TOF
T36, +3 //断电延时定时
//延时时间为
//30ms
图3.12 定时器特性
• 本梯形图程序中输入输出执行时序关系如图3.13所 示。
第二讲 西门子S7-200系列可编程控制器介绍
本章要点 1.西门子S7-200 CPU224可编程控制器的结构、性 能指标 2.S7-200系列可编程控制器编址、寻址方式 3.可编程控制器元件功能及地址分配
西门子PLCS7-200图解教程
模块数目见表3.2。
S7-200 CPU存储器系统
S7-200 CPU存储器系统由RAM和EEPROM两种存储
器构成。 系统掉电时，自动将RAM中M存储器的有关内容保存到 EEPROM存储器。
3.1.2 扫描周期及工作方式
写输出
读输入
一个扫描周 期 执行CPU自诊断 执 行 程 序 处理通讯请求
5. 特殊标志位（SM）存储器
CPU 224编址范围SM0.0 ～SM179.7，共180个字节。其中SM0.0～SM29.7
的30个字节为只读型区域。 ① SMB0为状态位字节，在每次扫描循环结尾由S7-200 CPU更新，定义如下： SM0.0 RUN状态监控，PLC在运行RUN状态，该位始终为1。 SM0.1 首次扫描时为1，PLC由STOP转为RUN状态时，ON（1态）一个扫描周期，用 于程序的初始化。 SM0.2 当RAM中数据丢失时，ON一个扫描周期，用于出错处理。 SM0.3 PLC上电进入RUN方式，ON一个扫描周期。 SM0.4 分脉冲，该位输出一个占空比为50％的分时钟脉冲。用作时间基准或简易延时。 SM0.5 秒脉冲，该位输出一个占空比为50％的秒时钟脉冲。可用作时间基准。 SM0.6 扫描时钟，一个扫描周期为ON（高电平），另一为OFF（低电平）循环交替。 SM0.7 工作方式开关位置指示，0为TERM位置，1为RUN位置。为1时，使自由端口 通讯方式有效。 ② SMB1为指令状态位字节，常用于表及数学操作，部分位定义如下： SM1.0 零标志，运算结果为0时，该位置1。 SM1.1 溢出标志，运算结果溢出或查出非法数值时，该位置1 。 SM1.2 负数标志，数学运算结果为负时，该位为1。
S7-200可编程控制器手册
16 个输出点。
2个
• 本机模拟量输入/输出点
CPU 224XP CN 具有 2 个输入
点，1 个输出点。
• 中断输入
允许以极快的速度对过程信号的
上升沿作出响应。
CPU 221 和 CPU 222 CN /224 CN/ 224XP CN/226 CN 还具有 • 脉冲输出
本机集成 8 输入/6 输出共 14 个数字量 I/O 点。可连接 2 个扩展模块，最大扩展 至 78 路数字量 I/O 点或 10 路模拟量 I/O 点。6K 字节程序和数据存储空间。4 个独立的 30kHz 高速计数器，2 路独立的 20kHz 高速脉冲输出，具有 PID 控制 器。1 个 RS485 通讯/编程口，具有 PPI 通讯协议、MPI 通讯协议和自由方式通 讯能力。是具有扩展能力的、适应性更广泛的全功能控制器。
有 2 种类型 CPU，具有不同的电 221/CPU 222 CN 相同的功能。
源电压和控制电压。
• CPU 222 CN/224 CN/224XP CN/
• 本机数字量输入/输出点
226 CN
CPU 221 具有 6 个输入点和 4 个 可方便地用数字量和模拟量扩
输出点，CPU 222 CN 具有 8 个 展模块进行扩展。可使用仿真
CPU 224XP CN，CPU 226 CN 分别 立的输入端可同时作加、减计
输出 280，400mA。可用作负 数，可连接两个相位差为 90°
载电源。
的 A/B 相增量编码器
• 不同的设备类型
CPU 224 CN/224XP CN/226 CN
CPU 221 和 CPU 222~226 CN 各 6 个高速计数器，具有 CPU
第二章S7-200PLC内部资源及配置总结
存储系统的使用主要有以下几方面：
（1）设置保持数据的存储区 为防止系统运行时突然断电导致重要数据丢失，可 在设置CPU组态参数时定义要保持数据的存储区。包括 变量存储器、通用辅助继电器、计数器和定时器等。
（2）永久保存数据 通过对S7-200中的特殊标志存储器字节SMB31和存
储器字SMW32的设置，实现将存储在RAM中变量存储器
感器提供电源，也可以作为输入端的检
测电源使用。
二． CPU输入输出映象区
1． 数字量I/O映像区
主机提供的数字量I/O映象区区域为： 128个输
入映象寄存器（I0.0~I15.7）和128个输出映象寄存器 （Q0.0-Q15.7），最大I/O配置不能超出此区域。
2． 模拟量I/O映像区
主机提供的模拟量I/O映象区区域为：CPU222模块， 16输入通道/16输出通道；CPU224模块、CPU226模块 等，32入/32出。模拟量的最大I/O配置不能超出此区域。
0.2~12.8ms
2个，8位 2个 4个
0.2~12.8ms
2个，8位 2个 4个
0.2~12.8ms
输入滤波时间 0.2~12.8ms
CPU特性 程序存储器 数据存储器 扩展模板数 最大数字量(I/O) 最大模拟量(I/O)
CPU221 CPU222 4KB 4KB 2KB 2KB 无 6/4 2个 48/46 16/8
第二节 S7-200PLC主机资源介绍
S7-200 CPU22X系列产品：CPU221模块、CPU222模块、 CPU224模块、 CPU224XP模块、CPU226模块、CUP226XM模 块。 CPU226模块I/O总点数为40点（24/ 16点），可带7个 扩展模块。 内置6个30KHz高速计数器，具有PID控制的功能；
S7-200系列PLC的系统构成与配置
Q1.0、 Q1.1 、Q1.2、 Q1.3、Q1.4、Q1.5、 Q1.6、 Q1.7
2．S7-200的扩展配置
S7-200的扩展配置是由S7-200的基本单元和扩展模块组成。其扩展模块 的数量受两个条件约束：一个是基本单元能带扩展模块的数量；另一个是基 本单元的电源承受扩展模块消耗DC5V总线电流的能力。
① CPU 221 无I/O扩展能力；6K字节程序和数据存储空间。4个独立的30kHz高速
计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出；1个RS485通讯／编程口，具 有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。非常适合于小点数 的控制系统。
② CPU 222 6K字节程序和数据存储空间；4个独立的30kHz高速计数器，2路独立
L+/L继电器隔离，3点和4点 “1信号”：2A “0信号”：0mA
阻性负载：2A 灯负载：DC30W，AC200W
4．扩展单元的主要技术特性
S7-200系列PLC是模块式结构，可以通过配接各种扩展模块来达到扩展 功能、扩大控制能力的目的。目前S7-200主要有三大类扩展模块。
⑴输入/输出扩展模块 S7-200 CPU上已经集成了一定数量的数字量I/O点，但如用户需要多于 SC7P-U20单0元PIL/CO系点列时目，前必总须共对提系供统共做5必大要类的扩扩展展模。块C：PU221无I/O扩展能力， 数CP字U量2输22入最扩多展可板连E接M2个21扩；展模块（数字量或模拟量），而CPU224和 数CP字U量2输26出最扩多展可板连E接M72个22扩；展模块。 数字量输入和输出混合扩展板EM223； 模拟量输入扩展板EM231：
4/8/16 3 无 3
输出点 无 8
4/8/16 无 2 1
⑶编程器
2．S7-200的扩展配置
S7-200的扩展配置是由S7-200的基本单元和扩展模块组成。其扩展模块 的数量受两个条件约束：一个是基本单元能带扩展模块的数量；另一个是基 本单元的电源承受扩展模块消耗DC5V总线电流的能力。
① CPU 221 无I/O扩展能力；6K字节程序和数据存储空间。4个独立的30kHz高速
计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出；1个RS485通讯／编程口，具 有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。非常适合于小点数 的控制系统。
② CPU 222 6K字节程序和数据存储空间；4个独立的30kHz高速计数器，2路独立
L+/L继电器隔离，3点和4点 “1信号”：2A “0信号”：0mA
阻性负载：2A 灯负载：DC30W，AC200W
4．扩展单元的主要技术特性
S7-200系列PLC是模块式结构，可以通过配接各种扩展模块来达到扩展 功能、扩大控制能力的目的。目前S7-200主要有三大类扩展模块。
⑴输入/输出扩展模块 S7-200 CPU上已经集成了一定数量的数字量I/O点，但如用户需要多于 SC7P-U20单0元PIL/CO系点列时目，前必总须共对提系供统共做5必大要类的扩扩展展模。块C：PU221无I/O扩展能力， 数CP字U量2输22入最扩多展可板连E接M2个21扩；展模块（数字量或模拟量），而CPU224和 数CP字U量2输26出最扩多展可板连E接M72个22扩；展模块。 数字量输入和输出混合扩展板EM223； 模拟量输入扩展板EM231：
4/8/16 3 无 3
输出点 无 8
4/8/16 无 2 1
⑶编程器