第二章 S7-200可编程序控制器
SIEMENS S7-200 可编程序控制器 说明书
CPU 222
CPU 224
CPU 224XP
CPU 226
概述
特点
质量、安全、特性 结构 • SIMATIC 的最新获奖的牢固 • 国际标准： SIMATIC CPU 22X • 数据安全性 紧凑的塑料外壳 系 列 符 合 VDE ， UL ， CSA 在内部 EEPROM 储存用户 • 易于接线，操作员控制及显 和 FM 标准和船籍社船用电 原程序和预设值。另外，在 示元件带前面罩保护 器认证。 一个较长时间段（典型 190 • 通过安装孔或标准 DIN 导轨 在生产过程中使用的质量保 小时） ，所有中间数据可以 可以垂直或水平地安装在机 证体系已取得 ISO 9001 认 通过一个超级电容器保持， 柜上。 证。 如果选配电池模块可以确保 • 端子排作为固定的接线配件 停电后中间数据能保存 200 （选用） 天（典型值） 。 内 部 集 成 的 PPI 接 口 为 SIMATIC S7-200 的用户提供 了强大的通讯功能。 PPI 接口物理特性为 RS485， 可在三种方式下工作： 一、PPI 方式 PPI 通讯协议是西门子专 为 S7-200 系列 PLC 开发 的一个通讯协议。可通过 普通的两芯屏蔽双绞电缆 进行联网。波特率为 9.6kbit/s ， 19.2kbit/s 和 187 .5kbit/s。 S7-200 系列 CPU 上集成的编程口同时 就是 PPI 通讯联网接口。 利用 PPI 通讯协议进行通 讯非常简单方便，只用 NETR 和 NETW 两条语句 即可进行数据信号的传 递，不需额外再配置模块 或软件。 PPI 通讯网络是 一个令牌传递网，在不加 中继器的情况下，最多可 以由 31 个 S7-200 系列 PLC ， TD200 ， OP/TP 面 板或上位机（插 MPI 卡） 为站点，构成 PPI 网。
《可编程序控制器应用技术》2-PLC基础知识
2.2 P LC控制系统与电器控制系统的比较 2.2.3 PLC等效电路
例：三相异步电动机单向运行电器控制系统 输入设备
输出设备
2.2 P LC控制系统与电器控制系统的比较 2.2.3 PLC等效电路
三相异步电动机单向运行PLC控制系统
2.2 P LC控制系统与电器控制系统的比较 2.2.4 PLC控制系统与电器控制系统的区别
日趋模糊的时候，PLC从传统的应用于离散的制造业向应用 到连续的流程工业扩展
2.1 概述 2.1.3 PLC的应用领域
2.1 概述 2.1.3 PLC的应用领域
2.1 概述 2.1.3 PLC的应用领域
2.1 概述 2.1.3 PLC的应用领域
2.1 概述 2.1.3 PLC的应用领域
2.1 概述 2.1.3 PLC的应用领域
目前国内市场还有韩国、台湾等PLC产品
2.1 概述 2.1.2 PLC的产生与发展 ■我国PLC发展情况
在70年代末和80年代初，我国随国外成套设备、专用设备 引进了不少国外的PLC。 我国不少科研单位和工厂在研制和生产PLC，如辽宁无线
电二厂、无锡华光电子公司、上海香岛电机制造公司、厦
门A-B公司等。 在传统设备改造和新设备设计中，PLC的应用逐年增多， 取得良好效果。PLC在我国的应用越来越广泛。
2.1 概述 2.1.3 PLC的应用领域
2.1 概述 2.1.3 PLC的应用领域
2.1 概述 2.1.3 PLC的应用领域
2.1 概述 2.1.3 PLC的应用领域
2.2 P LC控制系统与电器控制系统的比较 2.2.1 电器控制系统组成
2.2 P LC控制系统与电器控制系统的比较 2.2.2 PLC控制系统组成
S7-200 可编程控制器系统手册g
理解不同的高速计数器
对于操作模式相同的计数器，其计数功能是相同的。计数器共有四种基本类型：带有内部方向控制的 单相计数器，带有外部方向控制的单相计数器，带有两个时钟输入的双相计数器和A/B相正交计数 器。注意，并不是所有计数器都能使用每一种模式。您可以使用以下类型：无复位或启动输入，有复 位无启动输入或既有启动又有复位输入。
--2,147,483,648 Nhomakorabea当前值 冻结
当前值 冻结
图6-27
当前值为此范围内的值 带有或者不带启动输入的复位操作举例
当前值为此范围内的值
123
S7-200可编程控制器系统手册
对于高速计数器，有三个控制位用于配置复位和启动信号的有效状态以及选择一倍速或者四倍速计数 模式（仅用于正交计数器）。这些位位于各个计数器的控制字节中并且只有在HDEF指令执行时使 用。在表6-27中给出了这些位的定义。
增时钟 1 0
当前值清0，预置值为4，计数方向设为增计数。 计数器使能位使能。
PV=CV产生中断
PV=CV产生中断 方向改变产生中断
减时钟 1 0
计数器当 前值
0
5
4
4
3
3
2 1
2 1
图6-24
模式6、7或8操作实例
A相时钟 1 0
当前值清0，预置值为3，计数方向设为增计数。 计数器使能位使能。
PV=CV产生中断
1 缺省设置为：复位输入和启动输入高电平有效，正交计数率为四倍速（四倍输入时钟频率）。
西门子实验指导书(S7-200-CPU226)
实验指导书启东计算机总厂有限公司DICE - PLCSM400目录第一章系统简介一、可编程序控制器（PC）主机二、编程装置三、输入输出部分四、输入/输出接口的使用方法五、实验演示屏介绍第二章软件的安装与使用一、软件的安装二、软件的使用第三章PLC控制实验实验一基本指令实验实验二定时器及计数器指令实验实验三移位寄存器指令实验实验四置位/复位及脉冲指令实验实验五跳转指令实验实验六常用功能指令实验实验七舞台灯的PLC控制实验八LED数码管显示控制实验九交通信号灯的自动控制实验十驱动步进电机的PLC控制实验十一电机的星/三角启动控制实验十二机械手的PLC自动控制实验十三四层电梯的PLC控制实验十四刀库捷径方向选择控制实验十五物料混合控制实验十六水塔水位控制实验十七邮件分拣控制实验十八四级传送带的控制第四章电子实验演示装置的使用一、简介二、电子实验演示装置软件的安装三、电子实验装置的测试四、电子实验演示装置的实验五、电子演示装置的实验说明正文第一章系统简介西门子（SIMATIC）S7-200系列小型PLC（Micro PLC）可应用于各种自动化系统。
紧凑的结构、低廉的成本以及功能强大的指令使得S7-200 PLC成为各种小型控制任务的理想的解决方案。
S7-200产品的多样化以及基于Windows的编程工具，使您能够更加灵活地完成自动化任务。
S7-200功能强，体积小，使用交流电源可在85～265V范围内变动，且机内还设有供输入用的DC-24V电源。
可编程序控制器（简称PC）在进行生产控制或实验时，都要求将用户程序的编码表送入PC的程序存贮器，运行时PC根据检测到的输入信号和程序进行运算判断，然后通过输出电路去控制对象。
所以典型的PC系统由以下三部分组成：输入/输出接口、PC主机、通讯口。
一、可编程序控制器（PC）主机在我们的实验箱中，选用的PC主机是SIMATIC S7-200 CPU226，有24个输入点，16个输出点，可采用助记符和梯形图两种编程方式。
简述可编程序控制器的定义
第一章习题1. 简述可编程序控制器的定义。
2. 可编程控制器的基本组成有哪些？3. 输入接口电路有哪几种形式？输出接口电路有哪几种形式？各有何特点？4. PLC的工作原理是什么？工作过程分哪几个阶段？5. PLC的工作方式有几种？如何改变PLC的工作方式？6. 可编程序控制器有哪些主要特点?7. 与一般的计算机控制系统相比可编程序控制器有哪些优点?8. 与继电器控制系统相比可编程序控制器有哪些优点?9. 可编程序控制器可以用在哪些领域?第二章习题1. S7-200系列PLC有哪些编址方式？2. S7-200系列CPU224 PLC有哪些寻址方式？3. S7-200系列PLC的结构是什么？4. CPU224 PLC有哪几种工作方式？5. CPU224 PLC有哪些元件，它们的作用是什么？6. 常见的扩展模块有几类？扩展模块的具体作用是什么？7. PLC需要几个外电源？说明各自的作用？第三章习题1. 如何建立项目？2. 如何在LAD中输入程序注解？3. 如何下载程序？4. 如何在程序编辑器中显示程序状态？5. 如何建立状态图表？6. 如何执行有限次数扫描？7. 如何打开交叉引用表？交叉引用表的作用是什么？第四章习题1. 填空1）通电延时定时器（TON）的输入（IN）时开始定时，当前值大于等于设定值时其定时器位变为，其常开触点，常闭触点。
2）通电延时定时器（TON）的输入（IN）电路时被复位，复位后其常开触点，常闭触点，当前值等于。
3）若加计数器的计数输入电路（CU），复位输入电路（R），计数器的当前值加1。
当前值大于等于设定值（PV）时，其常开触点，常闭触点。
复位输入电路时计数器被复位，复位后其常开触点，常闭触点，当前值为。
4）输出指令（=）不能用于映像寄存器。
5）SM 在首次扫描时为1，SM0.0一直为。
6）外部的输入电路接通时，对应的输入映像寄存器为状态，梯形图中对应的常开接点，常闭接点。
7）若梯形图中输出Q的线圈“断电”，对应的输出映像寄存器为状态，在输出刷新后，继电器输出模块中对应的硬件继电器的线圈，其常开触点。
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
可编程控制器原理及应用习题答案
可编程控制器原理PLC课后习题部分解答第一章、可编程控制器概述1-1、简述可编程的定义答：可编程控制器是取代继电器控制线路，采用存储器程序指令完成控制而设计的装置，具有逻辑运算、定时、计数等功能，用于开关量控制、实际能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器，简称PLC。
87年新定义：可编程逻辑控制器是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置，是带有存储器、可以编制程序的控制器。
它能够存储和执行命令，进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算操作。
并通过数字式和模拟式的输入、输出、控制各种类型的机械或生产过程。
1-2、可编程控制器的主要特点有哪些？答：可靠性高，PLC平均无故障时间达10万小时；控制功能强，具有数值运算、PID调节；数据通信、中断处理，对步进电机、数控机床、工业机器人实施控制；组建灵活：随时可扩展各种功能；操作方便：三种语言（LAD、STL、FBD）编程。
1-3、可编程控制器有哪几种分类方法?答：按I/O点数分类：小型机I/O＜256点；中型机I/O在256~1024之间；大型机I/O＞1024点；按结构分类：整体结构和模块结构；按用途分类：有通用型和专用型。
1-4、小型ＰＬＣ发展方向有哪些？答：小型PLC向微型化和专业化方向发展：集成度更高、体积更小、质量更高更可靠、功能更强、应用更广泛。
第二章、可编程控制器构成原理２-１、PLC由哪几部分组成？答：PLC由五大部分组成：①、中央处理器CPU；②、存储器；③、基本I/O接口电路；④、接口电路，即I/O扩展和通讯部分；⑤、电源（+5V、+24V的产生。
2-2、PLC的I/O接口电路有哪几种形式?答：PLC的输入部分，有三种接口电路：①、干结点式；②直流输入式；③、交流输入式。
PLC的输出部分，有三种接口电路：①、继电器式；②、晶体管式；③、晶闸管式输入、输出电路均采用光电隔离形式，以便保护PLC内部电路不受伤害。
2-3、PLC的主要技术指标有哪些？答：PLC的主要技术指标如下：①、Ｉ／Ｏ点数、一般以输入、输出端子总和给出；②、存储容量，有系统、用户、数据三种存储器，即用户可用资源；③、扫描速度，即扫描周期，表示ＰＬＣ运算精度和运行速度；④、可扩展性：可扩展Ｉ／Ｏ接口、模数处理、温度处理、通讯、高速处理。
第二章 第二章可编程序控制器的结构和工作原理
第二章可编程序控制器的结构和工作原理2.1 可编程序控制器的组成与基本结构PLC是微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物，从广义上讲，PLC 也是一种计算机系统，只不过它比一般计算机具有更强的与工业过程相连接的输入/输出接口，具有更适用于控制要求的编程语言，具有更适应于工业环境的抗干扰性能。
因此，PLC是一种工业控制用的专用计算机，它的实际组成与一般微型计算机系统基本相同，也是由硬件系统和软件系统两大部分组成。
一、可编程序控制器的硬件系统PLC的硬件系统由主机系统、输入/输出扩展环节及外部设备组成。
1. 主机系统图2.1 PLC结构示意图(1) 微处理器单元(Central Processing Unit，CPU)。
CPU是PLC的核心部分，它包括微处理器和控制接口电路。
微处理器是PLC的运算控制中心，由它实现逻辑运算，协调控制系统内部各部分的工作。
它的运行是按照系统程序所赋予的任务进行的。
(2) 存储器。
存储器是PLC存放系统程序、用户程序和运行数据的单元。
它包括只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)。
只读存储器(ROM)在使用过程中只能取出不能存储，而随机存取存储器(RAM)在使用过程中能随时取出和存储。
(3) 输入/输出模块单元。
PLC的对外功能主要是通过各类接口模块的外接线，实现对工业设备和生产过程的检测与控制。
通过各种输入/输出接口模块，PLC既可检测到所需的过程信息，又可将处理结果传送给外部过程，驱动各种执行机构，实现工业生产过程的控制。
通过输入模块单元，PLC能够得到生产过程的各种参数；通过输出模块单元，PLC能够把运算处理的结果送至工业过程现场的执行机构实现控制。
为适应工业过程现场对不同输入/输出信号的匹配要求，PLC配置了各种类型的输入/输出模块单元。
(4) I/O扩展接口。
I/O扩展接口是PLC主机为了扩展输入/输出点数和类型的部件，输入/输出扩展单元、远程输入/输出扩展单元、智能输入/输出单元等都通过它与主机相连。
SIEMENS S7-200CN可编程序控制器 说明书
CPU 特性/端口 扩展选件
• AC 或 DC 电源 • 1 个模拟
设置调整器 • PID 控制器 • 运行中
编辑模式 • 诊断 LED • 浮点运算
• AC 或 DC 电源 • 1 个模拟
设置调整器 • 利用 EM 277
可扩展为两 个串行端口 • PID 控制器 • 运行中 编辑模式 • 诊断 LED • 浮点运算
• AC 或 DC 电源 • 可拆卸端子排 • 利用 EM 277 可扩
展为两个串行端口 • 2 个模拟
设置调整器 • PID 控制器 • 实时时钟 • 运行中编辑模式 • 诊断 LED • 浮点运算
• AC 或 DC 电源 • 可拆卸端子排 • 利用 EM 277 可扩展为四个
串行端口 • 2 个模拟设置调整器 • 自整定 PID 控制器 • 实时时钟 • 运行中编辑模式 • 诊断 LED • 浮点运算
35
附录 3 通用技术规范国家和国际标准
36
附录 4 S7-200CN 订货数据
37
2
控制器系列概述
可根据具体应用需求及预算，灵活组合、定制（系列化的控制器家族产品满足你的不同应用及需求）
性能
• I/O • 速度 • 存储容量 • 组网（网络功能）
S7-400 S7-300 S7-300C
S7-1200
1
1-3
10
94
16
44
˙ 高速计数器 ˙ 脉冲串输出 ˙ 串行通讯端口 ˙ 最大 DI/DO ˙ 最大 AI/AO ˙ CPU 本体集成模拟量通道
S7-200CN CPU 硬件特点
时钟和电池模块
√ 实时时钟和日历 （对于 221/222 CN CPU）
SIMATIC S7-200 PLC 从入门到精通
公共端
1.2.3 电源单元
PLC由开关式稳压电源为内部电路供电 开关电源 输入电压范围宽 体积小 重量轻 效率高 抗干扰性能好 有的PLC能向外部提供24V的直流电源 可作为输入单元连接的外部设备的电源
电源单元
把外部供应的电源变换成系统内部各单元 所需的电源。
有的电源单元还向外提供24v隔离直流电源， 可供开关量输入单元连接的现场无源开 关等使用。
PLC的定义
PLC是一种数字运算操作 的电子系统，专为工业环境下 应用而设计的工业控制装置。
PLC的产生与发展
PLC
关请
于同 学
PLC与计算机控制系统的比较
们
在结 某合
PLC与继电接触器控制系统的比较
个右
领边 域的
PLC与其他工业控制系统的比较
应主
用题 的写
PLC 的特点
综一 述篇
PLC的应用领域
WRT
编程工具
编程器是对PLC进行操作的工具
专用编程器
简易编程器 图形编程器
直插式、便携式
计算机辅助编程
在装有专用编程软件的计算机上编程
1.3 PLC的软件系统
1.3.1 系统程序
系统程序是由PLC的制造者采用汇编语言编写 的，固化于ROM型系统程序存储器中，用于控 制PLC本身的运行，用户不能更改。 系统程序分为： 1.系统管理程序 2.用户指令解释程序 3.标准程序模块和系统调用程序
异异常常
设置各异常继电器
异常报警 异常：(ERR/ALM)LED灯亮 警告：(ERR/ALM)LED闪烁
异异常常或处警理告？ 警告
异常
接通接通电电源源
初始初化始化
硬硬件件、检用检户查程查序内存
S7-200可编程控制器原理及应用习题答案
可编程控制器原理及应用PLC习题解答（S7-200系列PLC）第一章可编程控制器概述1-1、简述可编程的定义答：可编程控制器是取代继电器控制线路，采用存储器程序指令完成控制而设计的装置，具有逻辑运算、定时、计数等功能，用于开关量控制、实际能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器，简称PLC。
87年新定义：可编程逻辑控制器是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置，是带有存储器、可以编制程序的控制器。
它能够存储和执行命令，进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算操作。
并通过数字式和模拟式的输入、输出、控制各种类型的机械或生产过程。
1-2、可编程控制器的主要特点有哪些？答：可靠性高，PLC平均无故障时间达10万小时；控制功能强，具有数值运算、PID调节；数据通信、中断处理，对步进电机、数控机床、工业机器人实施控制；组建灵活：随时可扩展各种功能；操作方便：三种语言（LAD、STL、FBD）编程。
1-3、可编程控制器有哪几种分类方法?答：按I/O点数分类：小型机I/O＜256点；中型机I/O在256~1024之间；大型机I/O＞1024点；按结构分类：整体结构和模块结构；按用途分类：有通用型和专用型。
1-4、小型ＰＬＣ发展方向有哪些？答：小型PLC向微型化和专业化方向发展：集成度更高、体积更小、质量更高更可靠、功能更强、应用更广泛。
第二章可编程控制器构成原理２-１PLC由哪几部分组成？答：PLC由五大部分组成：①、中央处理器CPU；②存储器；③基本I/O接口电路；④接口电路，即I/O扩展和通讯部分；⑤电源（+24V）。
2-2 PLC的I/O接口电路有哪几种形式?答：PLC的输入部分，有三种接口电路：①干结点式；②直流输入式；③交流输入式。
PLC的输出部分，有三种接口电路：①继电器式；②晶体管式；③晶闸管式输入、输出电路均采用光电隔离形式，以便保护PLC内部电路不受伤害。
2-3 PLC的主要技术指标有哪些？答：PLC的主要技术指标如下：①Ｉ／Ｏ点数、一般以输入、输出端子总和给出；②存储容量，有系统、用户、数据三种存储器，即用户可用资源；③扫描速度，即扫描周期，表示ＰＬＣ运算精度和运行速度；④可扩展性：可扩展Ｉ／Ｏ接口、模数处理、温度处理、通讯、高速处理。
可编程控制器原理及应用习题答案
可编程控制器原理PLC课后习题部分解答第一章、可编程控制器概述1-1、简述可编程的定义答：可编程控制器是取代继电器控制线路，采用存储器程序指令完成控制而设计的装置，具有逻辑运算、定时、计数等功能，用于开关量控制、实际能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器，简称PLC。
87年新定义：可编程逻辑控制器是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置，是带有存储器、可以编制程序的控制器。
它能够存储和执行命令，进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算操作。
并通过数字式和模拟式的输入、输出、控制各种类型的机械或生产过程。
1-2、可编程控制器的主要特点有哪些？答：可靠性高，PLC平均无故障时间达10万小时；控制功能强，具有数值运算、PID调节；数据通信、中断处理，对步进电机、数控机床、工业机器人实施控制；组建灵活：随时可扩展各种功能；操作方便：三种语言（LAD、STL、FBD）编程。
1-3、可编程控制器有哪几种分类方法?答：按I/O点数分类：小型机I/O＜256点；中型机I/O在256~1024之间；大型机I/O＞1024点；按结构分类：整体结构和模块结构；按用途分类：有通用型和专用型。
1-4、小型ＰＬＣ发展方向有哪些？答：小型PLC向微型化和专业化方向发展：集成度更高、体积更小、质量更高更可靠、功能更强、应用更广泛。
第二章、可编程控制器构成原理２-１、PLC由哪几部分组成？答：PLC由五大部分组成：①、中央处理器CPU；②、存储器；③、基本I/O接口电路；④、接口电路，即I/O扩展和通讯部分；⑤、电源（+5V、+24V的产生。
2-2、PLC的I/O接口电路有哪几种形式?答：PLC的输入部分，有三种接口电路：①、干结点式；②直流输入式；③、交流输入式。
PLC的输出部分，有三种接口电路：①、继电器式；②、晶体管式；③、晶闸管式输入、输出电路均采用光电隔离形式，以便保护PLC内部电路不受伤害。
2-3、PLC的主要技术指标有哪些？答：PLC的主要技术指标如下：①、Ｉ／Ｏ点数、一般以输入、输出端子总和给出；②、存储容量，有系统、用户、数据三种存储器，即用户可用资源；③、扫描速度，即扫描周期，表示ＰＬＣ运算精度和运行速度；④、可扩展性：可扩展Ｉ／Ｏ接口、模数处理、温度处理、通讯、高速处理。
参考论文-基于西门子S7-200PLC的温度控制系统设计毕业论文
基于西门子S7-200 PLC的温度控制系统设计毕业论文第一章前言1.1 课题研究背景温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关。
在科学研究和生产实践的诸多领域中, 温度控制占有着极为重要的地位, 特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足轻重的作用。
对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。
例如冶金、机械、食品、化工等各类工业生产中广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等；燃料有煤气、天然气、油、电等[1]。
温度控制系统的工艺过程复杂多变，具有不确定性，因此对系统要求更为先进的控制技术和控制理论。
可编程控制器（PLC）可编程控制器是一种工业控制计算机，是继承计算机、自动控制技术和通信技术为一体的新型自动装置。
它具有抗干扰能力强，价格便宜，可靠性强，编程简单，易学易用等特点，在工业领域中深受工程操作人员的喜欢，因此PLC已在工业控制的各个领域中被广泛地使用[2]。
目前在控制领域中，虽然逐步采用了电子计算机这个先进技术工具，特别是石油化工企业普遍采用了分散控制系统（DCS）。
但就其控制策略而言，占统治地位的仍然是常规的PID控制。
PID结构简单、稳定性好、工作可靠、使用中不必弄清系统的数学模型[3]。
PID的使用已经有60多年了，有人称赞它是控制领域的常青树。
组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。
在组态概念出现之前，要实现某一任务，都是通过编写程序来实现的。
编写程序不但工作量大、周期长，而且容易犯错误，不能保证工期。
组态软件的出现，解决了这个问题。
对于过去需要几个月的工作，通过组态几天就可以完成.组态王是国内一家较有影响力的组态软件开发公司开发的，组态王具有流程画面，过程数据记录，趋势曲线，报警窗口，生产报表等功能，已经在多个领域被应用[4]。
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；
第二章PLC基本指令系统
第二章S7-200 PLC的基本指令本章重点：<1）了解SIEMENS S7－200 PLC的软器件特点。
<2）掌握SIEMENS S7－200 PLC的指令系统的功能以及编程的方法。
本章的能力要求:通过学习，使学生具有灵活应用SIEMENS S7－200 PLC 指令进行编程的能力。
一、基本逻辑指令LD<load）：常开触点逻辑运算开始。
A<And）：常开触点串联连接。
O<Or）：常开触点并联连接。
= <Out）：线圈驱动。
图2-1 基本逻辑指令应用1. 指令使用说明：1）LD指令用于与输入母线相连的触点，在分支电路块的开始处也要使用LD指令。
2）触点的串/并联用A/O指令，线圈的驱动总是放在最右边，用=<Out）指令。
3）LD、A、O指令的操作元件<操作数）可为I，Q，M，SM，T，C，V，S。
=<Out）指令的操作元件<操作数）一般可为Q，M，SM，T，C，V，S。
4）在PLC中，用于常闭触点的基本逻辑指令为：LDN<Load Not）：常闭触点逻辑运算开始。
AN<And Not）：常闭触点串联。
ON<Or Not）：常闭触点并联。
2. 指令使用注意问题1）在程序中不要用=<Out）指令去驱动实际的输入<I），因为I的状态应由实际输入器件的状态来决定。
2）尽量避免双线圈输出<即同一线圈多次使用）。
二、复杂的逻辑指令1．电路块的串/并联OLD<Or Load）：电路块的并联。
ALD<And Load）：电路块的串联。
每个电路块开始用LD、LDN指令，OLD指令用于电路块的并联，ALD指令用于电路块的串联，OLD及ALD指令均没有操作元件。
图2-2 串并联练习：根据下列梯形图写出指令表。
图2-3 练习12、逻辑堆栈的操作LPS<LogicPush）：逻辑入栈指令<分支电路开始指令）。
西门子S7-200的基本指令
//
TOF
T36, +3 //断 电 延 时 定 时
//延 时 时 间 为
//30m s 12
第2章 西门子S7-200的基本指令
I0.0
4 T33 当前值 T33 位
T2 当前值 T2位 T36当前值 T36位
最大值 4
最大值 10
3
定时器时序
3 13
第2章 西门子S7-200的基本指令
定时器时基标准
10
第2章 西门子S7-200的基本指令
2.1.5定时器指令
西门子S7-200系列PLC的定时器指令可按照工作方式和时间基准进行分 类，若按照工作方式可分为，接通(通电)延时定时器(TON)，用于单个间隔 计时；保留性接通(有记忆的通电)延时定时器(TONR)；断开延时定时器 (TOF)，用于延长时间以超过关闭（或假条件），例如电机关闭后使电机冷 却。这些定时器用于实现时间控制，属于增量型定时器。时间基准又称为 定时精度和分辨率。定时器指令格式如表所示。
LDW >= =
C 30, V W 30 //比 较 计 数 器
//当 前 值 是 否 大 于
//V W 30 中 的 值
Q 0.1
//输 出 触 点
50005000
C30 当前值 1000
1000
Q 0.0 Q 0.1
比较指令程序举例
18
第2章 西门子S7-200的基本指令
2.2 数学运算指令
I0 .1
//减 计 数 输 入 端
I0 .2
//复 位 输 入 端
C 30, +10000 //增 减 计 数 ，
//设 定 脉 冲 数
//为 10000。
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⑤高速反应
1.可以用普通输入端子捕捉比CPU扫描周期更快的脉冲信号, 实现高速计数 2.两路最大可达20KHZ的高频脉冲输出,可以驱动步进电机和 伺服电机以实现准确定位任务
⑥模拟电位器
模块上的电位器来改变它对应的特殊寄存器中的数值,可以
实时更改程序运行中的一些参数,如定时器/计数器的设定值、
过程量的控制参数等。
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2.1 S系列PLC发展概述
• 德国的西门子（SIEMENS）公司是欧洲最大的电 子和电气设备制造商，生产的SIMATIC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1975年投放市场的SIMATIC S3系列的 控制系统。
• 在1979年，微处理器技术被应用到可编程序控制 器中，产生了 SIMATIC S5 系列，取代了 S3 系列， 之后在20世纪末又推出了S7系列产品。 • 最新的SIMATIC产品为SIMATIC S7、M7和C7等 几大系列。
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2.2 S7-200 PLC系统组成
• • • • • 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5 系统基本构成 主机结构 扫描周期及工作方式 输入输出扩展 主机性能指标
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• 从 CPU 模块的功能来看， SIMATIC S7-200 系 列小型可编程序控制器发展至今，大致经历了 两代： • 第一代产品其CPU模块为CPU 21X，主机都可 进行扩展，它具有四种不同结构配置的CPU单 元： CPU 212 ， CPU 214 ， CPU 215 和 CPU 216，对第一代PLC产品不再作具体介绍。 • 第二代产品其 CPU 模块为 CPU 22X ，是在 21 世纪初投放市场的，速度快，具有较强的通信 能力。它具有四种不同结构配置的 CPU单元： CPU 221，CPU 222，CPU 224和CPU 226， 除CPU 221之外，其他都可加扩展模块。
2.2.2 主机结构
• 1. CPU介绍及I/O系统 • （1）主机外形 • SIMATIC S7-200 系统 CPU 22X 系列 PLC 主机（ CPU 模块）的外形如图3.2所示： 顶部端子盖
状态显示 存储器卡 电源及输出端子 前盖 方式开关、 电位器、扩展I/O连接 底部端子盖 输入端子、传感器电源
④存储安全
1）主机CPU模块内部配备的EEPROM，上装程 序时，可自动装入并永久保存用户程序、数据和 CPU的组态数据。 2）用户可以用程序将存储在RAM中的数据备份 到EEPROM存储器。 3）主机CPU提供一个超级电容器，可使RAM中 的程序和数据在断电后保持几天之久。 4）CPU提供一个可选的电池卡，可在断电后超 级电容器中的电量完全耗尽时，继续为内部 RAM存储器供电，以延长数据所存的时间为200 天。 5）可选的存储器卡可使用户像使用计算机磁盘 一样来方便地备份和装载程序和数据。
定时器（T） 计数器（C）
模拟量输入映像寄存器 （AI）、模拟量输出映像寄 存器（AQ）
高速计数器（HC） 累加器（AC） 变量存储器（V） 局部变量存储器（L） 顺序控制继电器（S）
（2）编址形式 • S7-200 将编程元件统一归为存储器单元，存储单元按 字节进行编址，无论所寻址的是何种数据类型，通常 应指出它在所在存储区域和在区域内的字节地址。每 个单元都有惟一的地址，地址用名称和编号两部分组 成，元件名称（区域地址符号）如表3.10所示。
第二章
S7-200可编程序控制器
教师：杨志刚 电气工程学院
第2章 S7-200可编程序控制器
• • • • • 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 S系列PLC发展概述 S7-200 PLC系统组成 编程元件及程序知识 相关设备 工业软件
本章学习目的
• 本章以西门子公司生产的S7-200系列小型可 编程序控制器为例，介绍具体型号的 PLC ， 内容包括： l S系列PLC发展概述 l S7-200 可编程序控制器的系统组成 l 编程元件及程序知识 l 相关设备 l 常用工业软件
• （2）常数 • 在编程中经常会使用常数。常数数据长度可为字节、 字和双字，在机器内部的数据都以二进制存储，但常 数的书写可以用二进制、十进制、十六进制、ASCII码 或浮点数（实数）等多种形式。几种常数形式分别如 表3.9所示。
2. 直接寻址方式
（1）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）来自图3.4 CPU的扫描周期
1. 扫描周期
• • • • • （1）输入处理 （2）执行程序 （3）处理通信请求 （4）执行CPU自诊断测试 （5）写数字输出
2. 工作方式
• （1）STOP方式 • （1）TERM方式 • （2）RUN方式
3. 改变CPU工作方式的方法
• 1）用PLC上的方式开关来手动切换，方式开关有 3个挡位 。 • 2 ）用 STEP 7-Micro/Win32 编程软件，应首先把 主机的方式开关置于 TERM 或 RUN 位置，然后在 此软件平台用鼠标单击 STOP 和 RUN 方式按钮即 可。 • 3）在用户程序中用指令由RUN方式转换到STOP 方式，前提是程序逻辑允许中断程序的执行。
CPU224特殊标志位寄存器的有效编址范围为SM0.0～SM179.7, 其中特殊存储器区的头30字节为只读,即SM0.0～SM29.7为只读 SM0.0:运行监视,始终为”1”状态.当PLC运行时,可利用其触点驱 动输出继电器,并在外部显示程序是否处于运行状态 SM0.1:初始化脉冲,该位在首次扫描为”1”时,调用初始化子程 序 SM0.3:开机进入RUN运行方式时,接通一个扫描周期,该位可用 在启动操作之前给设备提供一个预热时间 SM0.4:提供1min的时钟脉冲或延时时间 SM0.5:提供1s的时钟脉冲或延时时间
2.3 编程元件及程序知识
• • • • 2.3.1 编程元件及寻址 2.3.2 指令系统 2.3.3 编程语言 2.3.4 程序结构
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3.3.1 编程元件及寻址
• 1. 数据类型 • 2. 直接寻址方式 • 3．间接寻址方式
1. 数据类型
• （1）数据类型及范围
• SIMATIC S7-200系列PLC数据类型可以是布尔型、整 型和实型（浮点数）。实数采用 32位单精度数来表示， 其数值有较大的表示范围：正数为 +1.175495E-38 ～ +3.402823E+38 ； 负 数 为 -1.175495E~38 ～ 3.402823E+38。不同长度的整数所表示的数值范如表 3.8所示。
模块3 EM235 AI4/AQ1 X12位
模块4 EM223 DI4/DQ4 XDC24V / 继电器
模块5 EM235 AI4/AQ1 X12位
图3.6 扩展连接图
2.2.5 主机性能指标
• S7-200 22X各主机的主要技术性能指标如下表 3.7所示。
表3.7
22X主机主要技术指标
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（3）模块电流 CPU 22X可连接的各扩展模块消耗5VDC电流如表 2.5所示。
3. 输入输出及CPU组态
• • • • （1）I/O点数扩展和编址 （2）设置输入滤波 （3）设置脉冲捕捉 （4）输出表配置
• CPU 22*系列的每种主机所提供的本机 I/O点的I/O地址是固定的，进行扩展时， 每个扩展模块的组态地址编号取决于各 模块的类型和该模块在I/O链中所处的位 置。编址方法是同类型的输入或输出点 的模块在链中按与主机的位置而递增， 其他类型模块的有无以及所处的位置不 影响本类型模块的编号。
⑦实时时钟
实时时钟可用于对信息加时间标记,记录机器运行时间或对 过程进行时间控制 ⑧输入输出可扩展性
I/O扩展包括I/O点的扩展和功能模块的扩展
2.2.3 扫描周期及工作方式
• 1. 扫描周期 • 2. 工作方式 • 3. 改变CPU工作方式的方 法
一个扫描周期 写输出 读输入
执行程序 执行 CPU 自诊断 处理通信请求
2.2.1 系统基本构成
• SIMATIC S7-200 系统由硬件和工业软件两大 部分构成，如图3.1所示。
计算机 工业软件
图 2 1
. S 7 20 0
CPU 主机
EM1 扩展 模块
EM2 扩展 模块
EMn 扩展 模块
PLC 系 统 组 成
T D200 文本 显示器
T P系列
触摸屏
通信 及网络设备
通信口
图2.2
S7-200主机外形
• （2）基本结构特点
输出信号类型 电源输出 基本I/O 存储安全 高速反应 模拟电位器 实时时钟 输入输出可扩展性
状态显示 存储器卡
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 底部端子盖 输入端子、传感器电源
通信口
①输出信号类型 • 4种CPU各有晶体管输出和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3.1所示。 表2.1 CPU型号
其他 设备
• 系统基本构成 • 1. 硬件
• （1）基本单元
• （2）扩展单元 • （3）特殊功能模块 • （4）相关设备 • 2. 工业软件
• 工业软件是为更好地管理和使用这些设备而开 发的与之相配套的程序、文档及其规则的总和， 它主要由标准工具、工程工具、运行软件和人 机接口等几大类构成。
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• （3）对于模拟量，输入/输出以2个字节 （1个字）递增方式来分配空间
• 若按表 3.6 的扩展方式，各模块在 I/O 链中的位 置排列方式也可以有多种，图 3.6 所示为其中 的一种模块连接形式。
主机 CP U224
模块1 EM221 DI8X DC24V
模块2 EM222 DO8X DC24V