第3章S7-1200程序设计基础1
S7-1200-PLC编程及应用第三版-廖常初-课件-第3章
5．置位位域指令与复位位域指令 “置位位域”指令SET_BF将指定的地址开始的连续的若干个位地址置位， “复位位域”指令RESET_BF将指定的地址开始的连续的若干个位地址复位。
7．扫描操作数信号边沿的指令 中间有P的触点的名称为“扫描操作数的信号上升沿”，在I0.6的上升沿， 该触点接通一个扫描周期。M4.3为边沿存储位，用来存储上一次扫描循环时 I0.6的状态。通过比较I0.6前后两次循环的状态，来检测信号的边沿。边沿存 储位的地址只能在程序中使用一次。不能用代码块的临时局部数据或I/O变量 来作边沿存储位。 中间有N的触点的名称为“扫描操作数的信号下降沿”，在M4.4的下降沿， RESET_BF的线圈“通电”一个扫描周期。该触点下面的M4.5为边沿存储位。
9．扫描RLO的信号边沿指令 在流进“扫描RLO的信号上升沿”指令（P_TRIG指令）的CLK输入端的能 流（即RLO）的上升沿，Q端输出脉冲宽度为一个扫描周期的能流，方框下面 的M8.0是脉冲存储位。 在流进“扫描RLO的信号下降沿”指令（N_TRIG指令）的CLK输入端的能 流的下降沿，Q端输出一个扫描周期的能流。方框下面的M8.2是脉冲存储器位。 P_TRIG 指令与N_TRIG 指令不能放在电路的开始处和结束处。
12．故障显示电路 【例3-1】 设计故障信息显示电路，从故障信号I0.0的上升沿开始，Q0.7控制 的指示灯以1Hz的频率闪烁。操作人员按复位按钮I0.1后，如果故障已经消失， 则指示灯熄灭。如果没有消失，则指示灯转为常亮，直至故障消失。 设置MB0为时钟存储器字节，M0.5提供周期为1s的时钟脉冲。出现故障时， 将I0.0提供的故障信号用M2.1锁存起来，M2.1和M0.5的常开触点组成的串联电 路使Q0.7控制的指示灯以1Hz的频率闪烁。按下复位按钮I0.1，故障锁存标志 M2.1被复位为0状态。如果故障已经消失，指示灯熄灭。如果没有消失，M2.1 的常闭触点与I0.0的常开触点组成的串联电路使指示灯转为常亮，直至I0.0变 为0状态，故障消失，指示灯熄灭。
S7-1200 PLC编程及应用 第4版配套课件
1．信号板 CPU正面可以安装一块信号板，有4DI、4DQ、2DI/2DQ、热电偶、热电阻、 1AI、1AQ、RS485信号板和电池板。DI、DQ信号板的最高频率200kHz。 2．数字量I/O模块 可以选用8点、16点的DI或DQ模块，或8DI/8DQ、16DI/16DQ模块。DQ模 块有继电器输出和DC 24V输出两种。
1.3 TIA博途使用入门与硬件组态 1.3.1 项目视图的结构
1．Portal视图与项目视图 可用Portal视图完成某些操作，使用得最多的是项目视图，二者可切换。 2．项目树 可以用项目视图的项目树访问所有的设备和项目数据，添加新的设备，编 辑已有的设备，打开处理项目数据的编辑器。项目中的各组成部分在项目树 中以树型结构显示，分为项目、设备、文件夹和对象4个层次。 可以关闭、打开项目树和详细视图，移动子窗口之间的分界线，用标题栏 上的按钮启动“自动折叠”或“永久展开”功能。 3．详细视图 选中项目树中的“默认变量表”，详细窗口显示出该变量表中的符号。可 以将其中的符号地址拖拽到程序中的地址域。可以隐藏和显示详细视图和巡 视窗口。 4．工作区 可以同时打开几个编辑器，用编辑器栏中的按钮切换工作区显示的编辑器。 单击工具栏上的按钮，可以垂直或水平拆分工作区，同时显示两个编辑器。
1.3.3 信号模块与信号板的参数设置
1．信号模块与信号板的地址分配 打开PLC_1的设备视图，再用向左的小三角形按钮打开“设备概览”视图， 可以看到CPU集成的I/O模块和信号模块的字节地址。I、Q地址是自动分配的。 可以关闭“设备概览”视图，或移动它左侧的分界线。双击设备概览中某个 插槽的模块，可以修改自动分配的I、Q地址。 2．数字量输入点的参数设置
《S7-1200 PLC编程及应用第4版》 配套课件
09.S7-1200 编程基础、基本指令(位逻辑)
梯形图示例
• 梯形图由触点、线圈和方框构成，类似继电器控制线路图
常开触点：
线圈：
常闭触点： • 一个例子
方框：
• 可按照继电器控制线路的分析方法理解 • 电路通断“能流”Power flow有无（P35）
梯形图示例
• 梯形图由触点、线圈和方框构成，类似继电器控制线路图
常开触点：
线圈：
常闭触点： • 一个例子
3.6 位逻辑指令——复位优先、置位优先锁存器
复位优先锁存器
S
R1
输出位
0
0 保持前一状态
0
1
0
1
0
1
1
1
0
置位优先锁存器
R
S1
输出位
0
0 保持前一状态
1
0
0
0
1
1
1
1
1
复位、置位信号同时为“1”时，输出状态取决于谁优先
3.6 位逻辑指令——复位优先、置位优先锁存器
输出线圈可选
3.6 位逻辑指令——边沿检测触点指令
3.1 S7-1200的编程语言——梯形图和功能块图
• 梯形图(LAD)：使用得最多的PLC图形编程语言，由触点 、线圈和用方框表示的指令框组成。
触点和线圈组成的“电路”称为程序段(network，网络) ，STEP 7自动为程序段编号。 • 功能块图(FBD)：使用类似于数字电路的图形逻辑来表示
2016年春
电气控制与可编程控制器 PLC
自动化与电子工程学院 邢关生
xinggs@
邢关生
PART2 S7-1200 PLC编程及应用
第1章. S7-1200 PLC基本原理 第2章. S7-1200 硬件组成与组态 第3章. S7-1200 程序设计基础 第4章. 梯形图程序设计方法 第5章. S7-1200 高级指令 第6章. 用户程序结构与故障诊断
11.S7-1200指令(比较、移位等)
5.1.1 比较指令——例1
注意比较指令针对的数据类型是Time
5.1.1 比较指令——例2
用比较和计数指令编写开关灯程序。要求灯控 按钮I0.0按下第一次，灯Q4.0亮，按下第二次， 灯Q4.0、Q4.1全亮，按下第三次灯全灭。如此 循环。
关键点：在程序中所用计数器为加法计数器，当加到3 时，必须复位计数器。
模拟量输入的规范化
规范化的最大最小值与模拟量输入 0.0和 1.0 之间的值，然 后将其换算到 0 到 27648 之间或 -27648 到 27648之间
模拟量输出的规范化
Scale的最大最小值与模拟量输出通道的极性有关
5.1.4 数据传送指令
“1”）；若执行有误，则能流就此中止 ➢ ENO可作为下一个方框的EN输入
哪些指令有EN和ENO？ 传送与转换指令、数学运算指令、移位与循环指令、字 逻辑运算指令
5.1.3 数据转换指令
• 几种数据转换指令
1）CONV 数据类型转换
2）浮点数取整 浮点数转换为双字整数
3）SCALE_X 按比例，将百分比小数（浮点数）变为整数
比较指令都可以等效为一个触点，因为比较
的结果仅有两种情况：TRUE or False
5.1.1 比较指令
5.1.1 比较指令
1）基本的比较指令
• 功能：比较数据类型相同的两个数IN1和IN2的大小有符 号数或无符号数的大小，进而输出。
• 两个要素：比较符、数据类型 ➢ 比较运算符有6种：==、>=、<=、>、< 和 <> ➢ IN1和IN2数据类型（按长度分）：字节（有符号、 无符号）、字（有符号、无符号）、双字整数（有 符号、无符号）、实数、字符和字符串、时间等
第3章S7-1200程序设计基础1
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第3章 S7-1200 程序设计基础 创建用于自动化任务的用户程序时，需要将程序的指令插入代码块中：
3.4 程序结构
● 组织块 (OB) ● 功能块 (FB) ● 功能 (FC) ● 数据块（DB）用于存放执行用户程序时所需的变量数据的数据区。用户程 序中除了逻辑程序外，还需要对存储过程状态和信号信息的数据进行处理，数据是 以变量的形式存储，通过存储地址和数据类型来确定数据的唯一性。
三种运行模式
（掌握） （掌握） （理解）
2. 存储器及其寻址 3. 数据格式及数据类型
把握常见数据格式特点及所占空间
存储器代码，两种寻址方式，强制输入/输出，保持性
4. 编程方法 三种结构模式
（重点）
5. 程序结构
OB, FC, FB, 各自特点及区别
河南理工大学电气学院
（重点）
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第3章 S7-1200 程序设计基础
3.1 CPU的工作模式
启动阶段结束后，进入 RUN 模式，CPU 执行下图所示的任务：
RUN ①将过程映像输出区(Q区)的值写到物理输出 ②将物理输入的状态复制到 I 存储器 ③执行程序循环 OB ④处理通信请求和进行自诊断 ⑤在扫描周期的任何阶段处理中断和通信
6
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第3章 S7-1200 程序设计基础
32
32 64 321
04294967295
1.17549510-383.402823 1038 2.2250738585072020 10-308 1.7976931348623157 10308 T#-24d20h31m23s648ms T#24d20h31m23s648ms
工作存储器：易失性，集成在CPU中的高速存取的RAM。用于在执行用户
03S7-1200PLC程序设计基础
输出刷新阶段
当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此 期间，CPU按照存在I/O映象区的运算结果，刷新所有对 应的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时， 才是PLC的真正输出。
PLC的工作特点
所有输入信号在程序处理前统一读入，并在程序处理过程 中不再变化。而程序处理的结果也是在扫描周期的最后时 段统一输出。其工作特点是将一个连续的过程分解成若干 静止的状态。
一 个 扫 描 周 期
一个扫描周期中与用户有关的三阶段
输入采样阶段 依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象 区中的相应单元内。 输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在 这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象 区中的相应单元的状态和数据也不会改变。 因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大 于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被 读入。
+296 28
= 256 + 符号 (-) 4
25
23
= = 32 + 8 = 296
1
3
BCD
负数
W#16#F413 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1
15 0 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 整数 -413
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整数 (32 位) = REAL +0.75 或 +7.5 E-1 = 256 +
25
23
= = 32 + 8 = 296
实数的通用格式 = (Sign) • (1.f) • (2e-127)
03S7-1200PLC程序设计基础
系统存储区的地址区
地址区
说明
输入过程 映像I
输入映像区每一位对应一个数字量输入点，在每个扫描周期的开始，CPU对 输入点进行采样，并将采样值存于输入映像寄存器中。CPU在接下来的本周 期各阶段不再改变输入过程映像寄存器中的值，直到下一个扫描周期的输入 处理阶段进行更新
输出过程 输出映像区的每一位对应一个数字量输出点，在扫描周期的末尾，CPU将输 映像Q 出映像寄存器的数据传送给输出模块，再由后者驱动外部负载
工作存储器RAM 用户程序，如逻辑块、数据块
过程映像I/Ｏ表
位存储器、定时器、计数器 系统存储器RAM 局域数据堆栈、块堆栈
中断堆栈、中断缓冲区
（1）装载存储器
装载存储器，用于非易失性地存储用户程序、数据和 组态。项目被下载到 CPU 后，首先存储在装载存储 器中。每个 CPU 都具有内部装载存储器。该内部装 载存储器的大小取决于所使用的 CPU。该内部装载存 储器可以用外部存储卡来替代。如果未插入存储卡， CPU 将使用内部装载存储器；如果插入了存储卡， CPU 将使用该存储卡作为装载存储器。但是，可使用 的外部装载存储器的大小不能超过内部装载存储器的 大小，即使插入的存储卡有更多空闲空间。该非易失 性存储区能够在断电后继续保持。
（2）工作存储器
工作存储器是易失性存储器，用于在执行用户程序时 存储用户项目的某些内容。 CPU 会将一些项目内容 从装载存储器复制到工作存储器中。 该易失性存储区 将在断电后丢失，而在恢复供电时由 CPU 恢复。
（3）系统存储器
系统存储器是CPU为用户程序提供的存储器组件，被 划分为若干个地址区域。使用指令可以在相应的地址 区内对数据直接进行寻址。系统存储器用于存放用户 程序的操作数据，例如过程映像输入/输出、位存储器、 数据块、局部数据，I/O输入输出区域和诊断缓冲区等。
S7-1200_PLC的程序设计基础
S7-1200 PLC的程序设计基础前言S7-1200 PLC是一款针对中小型自动化应用而设计的控制器，具有高可靠性和灵活性，可用于各种自动化应用场合。
在使用S7-1200 PLC进行控制时，程序编制是非常重要的一环，本文将介绍S7-1200 PLC程序设计的基础知识。
S7-1200 PLC软件S7-1200 PLC使用的编程软件为Siemens TIA Portal，该软件是一种功能强大的集成开发环境（IDE），可以轻松地编写、调试和维护PLC应用程序。
在Siemens TIA Portal中，用户可以使用多种编程语言进行编程，如Ladder Diagram（LD）, Function Block Diagram（FBD）, List（LST）等。
其中，Ladder Diagram是最为常用的一种语言。
在本文中，我们将以Ladder Diagram为例进行介绍。
S7-1200 PLC程序编码规范为了保证程序的可读性和可维护性，程序编写时需要遵守一定的编码规范。
1.命名规范命名应该简明扼要，能够清晰表达变量和功能的含义。
变量和常量的命名要采用帕斯卡命名法（Pascal Case），即单词的首字母大写，其他小写；函数和操作块的命名要采用骆驼命名法（Camel Case），即首字母小写，其他单词的首字母大写。
2.注释规范注释应该排版整齐，内容简洁明了，能够清晰地表达程序的意图。
对程序中的每个变量和操作块都要添加注释，注释应该包括变量或操作块的用途、取值范围、单位等信息。
3.缩进规范缩进应该清晰可见，不能混淆。
建议使用4个空格进行缩进，不要使用制表符。
S7-1200 PLC程序设计在S7-1200 PLC程序设计过程中，需要通过编程实现控制器对各种输入输出设备的控制。
下面将以控制一个水泵的开关为例，介绍S7-1200 PLC程序设计的基本步骤。
1.程序框图根据设备的控制要求，先画出程序的框图。
以控制水泵开关为例，框图如下：If 进水压力低 Then关闭水泵ElseIf 进水压力高 Then打开水泵End IfEnd If2.PLC输入输出配置根据框图的要求，配置PLC的输入输出设备，如下图所示：PLC_IO_ConfigurationPLC_IO_Configuration3.编写Ladder Diagram根据程序的框图，编写Ladder Diagram程序。
第3章S7-1200程序设计基础1
用来防止在电源关闭时丢失数据，可以用不同方法设置变量的断电保持功能。
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第3章 S7-1200 程序设计基础
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第3章 S7-1200 程序设计基础
3.2 存储器及其寻址
地址区 输入过程映像I 输出过程映像Q 位存储区M 数据块DB 局部数据L I/O输入区域 I/O输出区域
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说明 每一位对应一个数字量输入点。在每个扫描周期的开始阶段，CPU 对输入点进行采样，并将采样值存于输入映像寄存器中。CPU在本 周期内不再改变本区数据。 每一位对应一个数字量输出点。在每个扫描周期的最开始，CPU将 输出过程映像区的数据传送给输出模块，并驱动外部负载。 用来保存控制继电器的中间操作状态或其他控制信息。 在程序执行过程中存放中间结果，或用来保存于工序或任务有关 的其他数据。需要定义：全局数据块（所有程序可访问），背景 数据块（制定的FB或SFB） 暂时存储器或给子程序传递参数，局部变量只能在本单元有效。 可以直接访问集中式和分布式输入模块 可以直接访问集中式和分布式输入模块
“字节. 位”寻址方式 ：
如 I3.2，首位字母表示存储器标识符，I表示输入过程映像区
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第3章 S7-1200 程序设计基础
3.2 存储器及其寻址
15 高有效字节 MB100 低有效字节 MB101 0
MW100
31 最高有效字节 MB100 MB101 MB102 最低有效字节 0 MB103
第3章 S7-1200 程序设计基础
3.1 CPU的工作模式
CPU 有三种工作模式：
在 STOP 模式下，CPU 不执行任何程序，而用户可以下载项目。 在 STARTUP 模式下，执行一次启动OB(如果存在)。 在RUN模式下，重复执行扫描周期。
plc1200课程设计
plc1200课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解PLC1200的基本工作原理，掌握其编程方法和操作流程。
2. 学生能够掌握PLC1200常用指令的功能和用法，并运用这些指令完成简单的程序设计。
3. 学生了解PLC1200在工业自动化中的应用场景，并能够分析实际案例中的程序结构和逻辑。
技能目标：1. 学生能够运用PLC1200编程软件进行程序编写、调试和修改。
2. 学生能够运用所学知识，设计并实现简单的自动化控制系统。
3. 学生具备独立分析和解决PLC1200编程过程中遇到问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱科学、勇于探索的精神，增强学生对工业自动化领域的兴趣。
2. 培养学生具备良好的团队合作意识，能够在小组合作中发挥个人优势，共同完成任务。
3. 培养学生严谨、细致的学习态度，注重实际操作中的安全意识和责任心。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，注重理论联系实际，通过实际操作和案例分析，使学生掌握PLC1200编程和应用。
学生特点：学生具备一定的电工电子基础知识，对PLC编程有一定了解，但对PLC1200的编程和应用尚不熟悉。
教学要求：教师需结合学生特点和课程性质，采用任务驱动、案例教学等方法，引导学生主动参与，培养学生的实践能力和创新精神。
同时，注重分层教学，关注学生个体差异，使每位学生都能在课程中取得进步。
通过分解课程目标为具体的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. PLC1200基础知识：介绍PLC1200的硬件结构、工作原理、性能特点，使学生了解设备的基本情况。
教材章节：第一章2. PLC1200编程软件操作：讲解编程软件的安装、使用方法，使学生掌握软件的基本操作。
教材章节：第二章3. PLC1200指令系统：详细讲解常用指令的功能、用法和注意事项，为学生编程奠定基础。
教材章节：第三章4. PLC1200程序设计：通过案例分析和实际操作，教授程序设计的方法和技巧。
三、第3章(1) PLC程序设计基础
B
C
M ( ) Q ( )
母线
继电接触器控制线路图
结构：电源线、触点、线圈； 实际的元件、有电流
图3.1 典型的梯形图
结构：母线、触点、线圈、盒； 软元件、能流
梯形图的一个关键概念是“能流”(Power Flow)，这仅是概念上的“能流”。把左边的母 线假想为电源“火线”，而把右边的母线(虚线
所示)假想为电源“零线”。如果有“能流”从
I、Q、V、M、S、SM、L均可按位、字节、 字和双字来存取。
无符号整数－正数（格式： Byte/Word/Dword）
整数
数
有符号整数－有正有负 （格式：INT/DINT)
浮点数（Real） （实数）－带 小数点
5、负数如何表达？ 在计算机中，负数以其正值的补码形式表达。 原码－一个整数，按照绝对值转换成的2#数； 反码－将2#数按位取反，所得的新数为原2#数的反码； 补码－反码加1；
PLC编程语言的国际标准 IEC 61131-3标准的5种编程语言： (1) 顺序功能图(Sequential Function Chart)； （SFC) (2) 梯形图(Ladder Diagram)；(LAD) (3) 功能块图(Function Block Diagram)； (FBD) (4) 指令表(Instruction List)；(IL) (5) 结构文本(Structured Text)。(ST)
图3-2梯形图与语句表
图3-3 功能块图
“能流”(Power Flow)只能从左向右流动。 1个网络（Network）中只能放1块独立电路。 功能块图（FBD）类似于数字逻辑门电路。 STEP 7-Micro/WIN的IEC 61131-3指令集只提供梯形图、功能块图。 地址前加“％”，其指令不区分数据类型。
S7-1200-PLC编程及应用第三版--ppt课件-第3章
8．在信号边沿置位操作数的指令 中间有 P 的线圈是 “ 在信号上升沿置位操作数 ” 指令，仅在流进该线圈 的能流 的上升沿，该指令的输出位M6.1为1状态。其他情况下M6.1均为0状态， M6.2 为保存P线圈输入端的RLO的边沿存储位。 中间有 N 的线圈是 “ 在信号下降沿置位操作数 ” 指令，仅在流进该线圈 的能流 的下降沿，该指令的输出位M6.3为1状态。其他情况下M6.3均为0状态， M6.4 为边沿存储位。 上述两条线圈格式的指令对能流是畅通无阻的，这两条指令可以放置在程序 段的中间或最右边。在运行时改变I0.7的状态，可以使M6.6置位和复位。
2Leabharlann 5．置位位域指令与复位位域指令 “ 置位位域 ” 指令 SET_BF 将指定的地址开始的连续的若干个位地址置位， “ 复 位位域”指令RESET_BF将指定的地址开始的连续的若干个位地址复位。
7．扫描操作数信号边沿的指令 中间有P的触点的名称为 “ 扫描操作数的信号上升沿”，在I0.6 的上升沿， 该触 点接通一个扫描周期。M4.3为边沿存储位，用来存储上一次扫描循环时 I0.6的 状态。通过比较I0.6前后两次循环的状态，来检测信号的边沿。边沿存 储位的 地址只能在程序中使用一次。不能用代码块的临时局部数据或I/O变量 来作边 沿存储位。 中间有 N 的触点的名称为 “ 扫描操作数的信号下降沿 ” ，在 M4.4 的下降 RES沿E，T_BF的线圈“通电”一个扫描周期。该触点下面的M4.5为边沿存储位。
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3．关断延时定时器指令 关断延时定时器（ TOF ）用于将 Q 输出的复位操作延时 PT 指定的一段时间 IN输入电路接通时，输出Q为1状态，当前时间被清零。在IN的下降沿开始定 时，ET从0逐渐增大。ET等于预设值时，输出Q变为0状态，当前时间保持不 变，直到IN输入电路接通（见波形A）。关断延时定时器可以用于设备停机 后 的延时。 如果 ET 未达到 PT 预设的值， IN 输入信号就变为 1 状态， ET 被清 0 ， 输出 Q 保 持1状态不变（见波形B）。复位线圈RT通电时，如果IN输入信号 为0状态， 则定时器被复位，当前时间被清零，输出Q变为0状态（见波形C）。 如果复 位时IN输入信号为1状态，则复位信号不起作用（见波形D）。
07.S7-1200 PLC基本原理
✓ 背景数据块与全局数据块的区别： 全局数据块供所有代码块共享，背景数据块属于对应的FB
1.2 S7-1200的程序结构
➢ 操作系统调用用户程序 ➢ 用户程序按“块”组织，“块”对应于子任务
块
简要描述
组织块(OB) 操作系统与用户程序的接口，决定用户程序的结构
第一章 S7-1200 PLC基本原理
PLC的起源
➢ 需求的产生：
1968年，美国最大的汽车制造商通用汽车公司期望找 到一种新的方法，尽可能减少重新设计继电器控制系统和 重新接线的工作。
把计算机通用、灵活、功能完备等优点和继电控制系 统的简单易懂、价格便宜等优点结合起来，制成一种通用 控制装置。
第一章 S7-1200 PLC基本原理
OB1是用户程序中的主程序，CPU循环执行操作系统程序，在 每一次循环中，操作系统调用一次OB1。
➢ 启动组织块(Startup OB)
当CPU的工作模式从STOP切换到RUN时，执行一次启动组织 块，来初始化“程序循环组织块OB”中的某些变量
➢ 中断组织块(Interrupt OB)
中断服务程序。执行完，返回断点。
CPU 面板上的状态 LED 指示当前工作模式。
1.3 S7-1200基本工作原理
在 STOP 模式下，CPU ① 处理所有通信请求（如果适用）并 ②执行自诊断。
在STOP模式下，CPU不执行用户程序，过程映 像也不会自动更新。
1.3 S7-1200基本工作原理
上电后CPU进入STARTUP模式，进行上电诊断和系统初始化。 检查到某些错误时，将禁止CPU进入RUN模式，保持在STOP。
plcs71200课程设计
plcs71200课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解PLC S7-1200的基本原理和结构组成，掌握其工作流程。
2. 学习PLC S7-1200编程语言，能够阅读并编写简单的控制程序。
3. 了解PLC S7-1200在工业自动化中的应用场景，掌握相关案例分析。
技能目标：1. 学会使用PLC S7-1200编程软件，进行程序编写、调试和监控。
2. 能够运用PLC S7-1200实现基本的逻辑控制、顺序控制和过程控制。
3. 培养学生动手操作和实际解决问题的能力，提高团队协作和沟通技巧。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对工业自动化领域的兴趣，培养其探索精神和创新意识。
2. 引导学生关注PLC技术在现实生活中的应用，提高社会责任感和使命感。
3. 培养学生严谨、细心、负责的学习态度，树立正确的价值观。
本课程针对高年级学生，结合PLC S7-1200的教材内容，注重理论与实践相结合。
课程性质以实践操作为主，理论学习为辅。
在教学过程中，充分考虑学生的认知特点，以实例为主线，引导学生主动参与、积极思考。
通过课程学习，使学生具备一定的PLC编程与调试能力，为未来从事自动化领域工作打下坚实基础。
二、教学内容1. PLC S7-1200基础知识- PLC S7-1200的结构与原理- 编程软件的安装与使用2. PLC S7-1200编程语言- LAD、FBD、IL三种编程语言介绍- 基本指令与功能指令的应用3. PLC S7-1200编程与调试- 编程技巧与规范- 程序的下载、调试与监控4. PLC S7-1200应用案例- 逻辑控制案例分析- 顺序控制案例分析- 过程控制案例分析5. 实践操作- 基本逻辑控制实验- 顺序控制实验- 综合应用实验本教学内容按照课程目标，结合教材章节进行组织。
第一部分为基础知识，让学生了解PLC S7-1200的基本原理和编程软件的使用；第二部分为编程语言，使学生掌握LAD、FBD、IL三种编程语言及其应用；第三部分为编程与调试，培养学生在实际操作中解决问题的能力；第四部分为应用案例，通过案例分析加深学生对PLC S7-1200应用的理解；第五部分为实践操作，让学生亲自动手，提高实际操作能力。
PLC编程与应用第2版习题答案第3章 S7-1200 PLC的程序设计基础
第三章S7-1200 PLC程序设计基础1、PLC一个扫描过程周期分为哪几个阶段？参考答案：PLC的一个扫描过程周期可分为输入采样、程序执行、输出刷新三个阶段。
2、请说明PLC的工作原理。
参考答案：PLC采用循环执行用户程序的方式，称为循环扫描工作方式，其运行模式下的扫描过程如图3-2所示。
可以看出：当PLC上电或者从停止模式转为运行模式时，CPU执行启动操作，消除没有保持功能的位存储器、定时器和计数器，清除中断堆栈和块堆栈的内容，复位保存的硬件中断等；此外还要执行用户可以编写程序的启动组织块，即启动程序，完成用户设定的初始化操作；然后，进入周期性循环运行。
一个循环扫描过程周期可分为输入采样、程序执行、输出刷新三个阶段。
（1）输入采样阶段此阶段PLC依次读入所有输入信号的状态和数据，并将它们存入I/O映像区中的相应单元内。
输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。
在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映像区中的相应单元的状态和数据也不会改变。
因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。
（2）程序执行阶段PLC按照从左到右，从上至下的顺序对用户程序进行扫描，并分别从输入映像区和输出映像区中获得所需的数据进行运算、处理，再将程序执行的结果写入寄存执行结果的输出映像区中保存。
这个结果在程序执行期间可能发生变化，但在整个程序未执行完毕之前不会送到输出端口。
（3）输出刷新阶段在执行完用户所有程序后，PLC将输出映像区中的内容送到寄存输出状态的输出锁存器中，这一过程称为输出刷新。
输出电路要把输出锁存器的信息传送给输出点，再去驱动实际设备。
图3-2 PLC 循环扫描工作过程由上可以看出PLC 的工作特点如下：所有输入信号在程序处理前统一读入，并在程序处理过程中不再变化，而程序处理的结果也是在扫描周期的最后时段统一输出，将一个连续的过程分解成若干静止的状态，便于面向对象的思维。
第3章S7-1200指令PPT教学课件
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6.运输带控制
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3.2.2 计数器指令
1.计数器的数据类型 S7-1200有3种计数器：加计数器（CTU）、减计
数器（CTD）和加减计数器（CTUD）。调用计数器指令 时，需要生成保存计数器数据的背景数据块。
CU和CD分别是加计数输入和减计数输入，在CU或 CD由0状态变为1状态时（信号的上升沿），实际计数 值CV被加１或减1。
3
3.输出线圈 ---( )---: 线圈 可以使用“赋值”指令来置位指定操作数的位。 如果线圈输入的逻辑运算结果
(RLO) 的信号状态为“1”，则将指定操作数的信号状态置位为“1”。 如果线圈输 入的信号状态为“0”，则指定操作数的位将复位为“0”。其操作数有：I、Q、M、 D、L。
满足以下条件之一时，将置位“TagOut_1”操作数：（1）操作数“TagIn_1”和“TagIn_2”的信 号状态为“1”。（2）操作数“TagIn_3”的信号状态为“0”。 满足以下条件之一时，将置位“TagOut_2”操作数：（1）操作数“TagIn_1”、“TagIn_2”和 “TagIn_4”的信号状态为“1”。（2）“TagIn_3”操作数的信号状态为“0”且“TagIn_4”操作 数的信号状态为“1”。
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--( / )--: 取反线圈 使用“赋值取反”指令，可将逻辑运算的结果 (RLO) 进行取反，然后将其赋值 给指定操作数。 线圈输入的 RLO 为“1”时，复位操作数。 线圈输入的 RLO 为 “0”时，操作数的信号状态置位为“1”。其操作数有：I、Q、M、D、L。 例如：
当满足以下任一条件时，可对操作数“TagOut_1”进行复位。 •操作数“TagIn_1”和“TagIn_2”的信号状态为“1”。 •操作数“TagIn_3”的信号状态为“0”。
S7-1200PLC的程序设计基础
2.3 位逻辑指令——P_TRIG与N_TRIG指令
在流进P_TRIG指令的CLK输入端的能流的上升沿，Q端输出一个扫描周期的能流，使M8.1 置位，方框下面的M8.0是脉冲存储器位。 P_TRIG指令与N_TRIG指令不能放在电路的开始处和结束处。
2.3 位逻辑指令——3种边沿检测指令的功能
以上升沿检测为例： 在P触点指令中，触点上面的地址的上升沿，该触点接通一个扫描周期，因此P触点用 于检测触点上面地址的上升沿，并且直接输出上升沿脉冲。 在P线圈的能流的上升沿，线圈上面的地址在一个扫描周期为1状态，因此P线圈用于检 测能流的上升沿，并用线圈上面的地址来输出上升沿脉冲。 P_TRIG指令用于检测能流的上升沿，并且直接输出上升沿脉冲。 如果P_TRIG指令左边只有I1.0触点，可以用I1.0的P触点来代替P_TRIG指令。
经过的时间值输出
指定要使用 RT 指令复位的定时器
参数 IN从0变为1将启动TP、TON 和 TONR，从1变0 将启动 TOF。
ET 为定时开始后经过的时间，或称为已耗时间值(可以不为ET指定地址)，它们的数值 类型为32位的Time，单位为ms，最大定时时间为T#24D_20H_31M_23S_647MS。
2.3 位逻辑指令——故障信息显示电路举例 1/2
设计故障信息显示电路，从故障信号I0.0的上升沿开始，Q0.7控制的指示灯以1Hz的频 率闪烁。操作人员按复位按钮I0.1后，如果故障已经消失，则指示灯灭，如果没有消 失，则指示灯转为常亮，直至故障消失。
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要立即访问或强制用户程序中的物理（外围设备）输入或输出，请在引 用后面添加“:P” 例如，“Stop:P”或“Q0.3:P”）。
局部数据L： 只要调用代码块，CPU 就会分配要在执行块期间使用的临时或本地存储 器 (L)。代码块执行完毕后，CPU 将重新分配本地存储器，以用于执行 其它代码块。
创建用于自动化任务的用户程序时，需要将程序的指令插入代码块中：
● 组织块 (OB) 对应于 CPU 中的特定事件，并可中断用户程序的执行。 用于循环执行用户程序的默认组织块 (OB 1) 为用户程序提供基本结构，是 唯一一个用户必需的代码块。 如果程序中包括其它 OB，这些 OB 会中断 OB 1 的执行。其它 OB 可执行特定功能，如用于启动任务、用于处理中断 和错误或者用于按特定的时间间隔执行特定的程序代码。
握）
三种运行模式
2. 存储器及其寻址
（掌
握）
存储器代码，两种寻址方式，强制输入/输出，保持性
3. 数据格式及见数据格式特点及所占空间
4. 编程方法 点）
（重
三种结构模式
河南理工5大.学程电气序学院结构
（重 1
第3章 S7-1200 程序设计基础
第3章 S7-1200 PLC程序设计基础
3.2 存储器及其寻址
PLC使用的物理存储器类型： RAM, ROM, Flash EPROM(简称为FEPROM)
用户存储器：非易失性的存储区，用于保存用户程序（项目等）、数据和
组态信息。所有的CPU都有内部的装载存储器，CPU插入存储卡后，用存储 卡做装载存储器。类似于计算机的硬盘，具有断电保持功能。
3.1 CPU的工作模式
启动阶段结束后，进入 RUN 模式，CPU 执行下图所示的任务：
RUN ①将过程映像输出区(Q区)的值写到物理输出 ②将物理输入的状态复制到 I 存储器 ③执行程序循环 OB ④处理通信请求和进行自诊断 ⑤在扫描周期的任何阶段处理中断和通信
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3.1 CPU的工作模式
在 STOP 模式下： CPU ① 处理所有通信请求（如果适用）并 ②执行自诊断。 CPU不执行用户程序，过程映像也不会自动更新。
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3.1 CPU的工作模式
上电后CPU进入STARTUP模式，进行上电诊断和系统初始化，检查到某 些错误时，将禁止CPU进入RUN模式，保持在STOP。
用来防止在电源关闭时丢失数据，可以用不同方法设置变量的断电保持功能。
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3.2 存储器及其寻址
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3.2 存储器及其寻址
不管使用变量（例如，“Start”或“Stop”）还是绝对地址（例如， “I0.3”或“Q1.7”），对输入(I) 或输出 (Q) 存储区的引用都会访问过 程映像而非物理输出。
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3.2 存储器及其寻址
15 高有效字节 MB100
低有效字节 0 MB101
MW100
31 最高有效字节 MB100
MB101
MB102
最低有效字节 0 MB103
MD100 以起始字节的地址作为字和双字的地址。
起始字节为最高位的字节。
存储器寻址方式
工作存储器：易失性，集成在CPU中的高速存取的RAM。用于在执行用户
程序时存储用户项目的某些内容。CPU也会将一些项目内容从装载存储器复制 到工作存储器中。类似于计算机的内存，断电时内容丢失，而在恢复供电时由 CPU恢复。
系统存储器：用来存储用户程序的操作数据，被划分为若干个地址区域，
如过程映像输入/输出，位存储器，数据块，局部数据，I/O输入输出区域和诊 断缓冲区等。使用指令可以在相应的地址区域内对数据直接进行寻址。
3.1 S7-1200PLC 工作模式 （掌握）
3.2 存储器及其寻址
（掌握）
3.3 数据格式及数据类型 （理解）
3.4 编程方法
（重点）
3.5 程序结构
（重点）
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3.1 CPU的工作模式
CPU 有三种工作模式： 在 STOP 模式下，CPU 不执行任何程序，而用户可以下载项目。
STARTUP： A 复位I 存储区 B 使用上一次RUN模式最后的值或替换值初始化输出 C 执行启动 OB D 将物理输入的状态复制到 I 存储器 E 将所有中断事件存储到要在 RUN模式下处理的队列中 F 将过程映像输出区(Q区)的值写到物理输出
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3.2 存储器及其寻址
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3.2 存储器及其寻址
S7CPU可以按照位、字节、字和双字对存储单元寻址。
8位二进制数组成1个字节(Byte):
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MB100
“字节. 位”寻址方式 ： 如 I3.2，首位字母表示存储器标识符，I表示输入过程映像区
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3.3 系统存储区与数据类型——基本数据类型
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3.4 程序结构
创建用于自动化任务的用户程序时，需要将程序的指令插 入代码块中：
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3.4 程序结构
在 STARTUP 模式下，执行一次启动OB(如果存在)。 在RUN模式下，重复执行扫描周期。
中断事件可能会在程序循环阶段的任何点发生并进行处理。 处于RUN模式下时，无法下载任何项目。 在RUN 模式的启动阶段，不处理任何中断事件。
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