PLC基础学习资料(很实用)

扩展模块I/O地址分配原则：
数字量模块总是保留以8位（1个字节）递增的方式 分配地址。如果CPU 或模块在为物理I/O点分配地址 时未用完一个字节，则那些未用位不能分配给I/O链 中的后续模块。
模拟量I/O点总是以两点递增的方式来分配空间。如 果模块没有给每个点分配相应的物理点，则这些I/O 点会消失并且不能够分配给I/O链中的后续模块。
项 目
CPU221
CPU222
CPU224
14输入 I0.0~I0.7 I1.0~I1.5 10输出 Q0.0~Q0.7 Q1.0~Q1.1 无
CPU226
24输入 I0.0~I0.7 I1.0~I1.7 I2.0~I2.7 16输出 Q0.0~Q0.7 Q1.0~Q1.7 无
本机 数字量输入 地址分配 本机 数字量输出 地址分配 本机模拟量 输入/输出 可扩展模块 数量
LAD指令
bit
功能
操作数 数据类型
存储区
I、Q、 M、SM、 V、 L 、 S、 T（位）、 C（位）
输入（常 开触点） 位地址 BOOL
＝ bit
2.位逻辑运算指令
STL指 令
A bit bit AN bit 逻辑“与” （常闭触点） bit 逻辑“或” （常开触点） 逻辑“或” （常闭触点） 取“非” 位地址 BOOL
LAD指令
bit
功能
逻辑“与” （常开触点）
操作数 数据类型
存储区
位地址
BOOL I、Q、 M、SM、 V、 L 、 S、 T（位） C（位）
O bit
位地址
BOOL
ON bit NOT
bit
NOT
位地址 无
BOOL 无
3.正、负跳变指令
STL指令 LAD指令 EU 功能
当检测到一次 正跳变时，进 行跳变，接通 一个扫描周期 当检测到一次 负跳变时，进 行跳变，接通 一个扫描周期
6输入 I0.0~I0.5
8输入 I0.0~I0.7
4输出 Q0.0~Q0.3
无
6输出 Q0.0~Q0.5
无
无
2个模块
7个模块
7个模块
S7-200 PLC的系统配置
在设计PLC控制系统时，当CPU模块提供的本地 I/O（具有固定的I/O地址）不够用时，可以将扩展模 块连接到CPU的右侧来增加I/O点，形成I/O链。
S bit ,N
置位输出 位地址 N：1～255
R bit ,N
复位输出 位地址 N：1～255
BOOL
例3：
例2：
一个扫描周期长度
• 作业：用S、R和跳变指令设计满足下图 所示波形的梯形图。
4.2.2 复杂逻辑指令
存储器区域标识符
(1)位地址格式
(2)字节、字、双字地址格式
存储器区域标识符
字节地址
位号
AT x
数据长度
该字节、字或双字的 起始字节地址
(3)其他地址格式
存储器区域标识符
Ay
元件号
解决问题ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ：
* 一共有多少种编程软元件？
13种软元件： 输入映象寄存器（I） 只读 输出映像寄存器（Q） 只写 内部标志位存储器（M）线圈和触点同时出现在程序中 变量存储器（V） 全局有效 局部存储器（L） 局部有效 顺序控制继电器存储器（S）一定与顺控指令配合使用表示“步” 特殊标志位存储器（SM）记住： SM0.0, SM0.1, SM0.4, SM0.5, SM1.0, SM1.1, SM1.2, SM1.3 定时器存储器（T） 有2种寻址形式 计数器存储器（C） 计数上升沿的次数,有2种寻址形式 累加器（AC） 32位。可按字节、字、双字存取 高速计数器（HC） 当前值为32位，只读 模拟量输入映像寄存器（AI） 1个字长，只读 模拟量输出映像寄存器（AQ） 1个字长，只写
考试形式：开 卷
考 试 题 型： 一、填 空 二、单 选 三、简答 四、给出PLC扩展后各模块I/O地址 五、根据已知梯形图程序写出对应语句表指令 六、根据程序和已知输入信号画出对应波形 七、根据已知顺序功能图写出梯形图程序 八、程序设计
PLC的完整定义
可编程控制器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，它采用了 可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻 辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作等 面向用户的指令，并通过数字式或模拟式的输 入/输出，控制各种类型的机械或生产过程。 可编程控制器及其有关外围设备，都按易于工 业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则 设计。
解决问题1：
* 这些编程软元件都存放在哪？
这些软元件存放在用户程序存储器的数据 区之中。数据区是S7-200 CPU提供的存储器的 特定区域，是用户程序执行过程中的内部工作 区域，它使得CPU的运行更快、更高效。
解决问题2：
* 这些软元件在数据存储区中的地址如何表示？
数据区存储器地址的表示格式有位、字节、字、双字 地址格式。 Ax.y
常用的开关量输入/输出单元接口电路：
按输入端 电源类型
直流输入电路 交流输入电路 晶体管输出电路 双向晶闸管输出电路 继电器输出电路
开关量输入电路
按输出电路
开关量输出电路
所用开关器件
开关量输出电路类型比较：
输出接口类型 有无触点 带载类型 相应时间
晶体管型输出接口 晶闸管型输出接口
继电器型输出接口
无 无
有
直流负载 交流负载
交、直流负载
ns量级 μs量级
ms量级
一般情况下，如果PLC控制系统负载的变化不是
很频繁，建议优先选用继电器型输出模块。
PLC的工作原理
1、PLC在运行（RUN）模式下每个扫描周期将反复执行五个 阶段的工作过程： 内部处理、通信处理、输入采样、用户程序执行、输出刷新。 2、扫描周期： 在RUN工作状态时，执行一次所有任务的扫描操作所需的时 间称为扫描周期，其典型值为1～100ms。扫描周期的长短与 用户程序的长短、指令的种类和CPU执行指令的速度有关。 3、PLC工作原理:
对于同种类型的输入输出模块而言，模块的I/O地址 取决于I/O类型和模块在I/O链中的位置。
例：
例：
S7-200系列PLC_CPU224XP本机I/O数为：14入/10出 （数字量）和2入/1出（模拟量），现I/O模块扩展情况如图所 示，请对应写出I/O地址分配。
4 In 4 Out 4 AIn 1 AOut
在特殊标志位存储器（SM）中：
• • • • • • • • • SM0.0 SM0.1 SM0.4 SM0.5 SM1.0 SM1.1 CPU运行时，该位始终为“1” 该位在首次扫描时为“1” 提供周期为1min，占空比为50％的时钟脉冲 提供周期为1s，占空比为50％的时钟脉冲 执行某些指令时，其结果为0时，该位置“1” 执行某些指令时，其结果溢出或为非法数值时， 该位置“1” SM1.2 —— 执行数学运算时，其结果为负数时，该位置“1” SM1.3 —— 试图除以0时，该位置“1” —— —— —— —— —— ——
CPU224XP
8 In
I0.0
Q0.0
I2.0
I2.1
Q2.0
Q2.1 Q2.2 Q2.3
I3.0
I3.1 I3.2 I3.3 I3.4 I3.5 I3.6
AIW4 AQW4
AIW6 AIW8 AIW10
I0.7 I1.0
Q0.7 Q1.0 Q1.1
I2.2 I2.3
I1.5 AIW0 AQW0
AIW2
S7-200主机扩展应考虑以下因素： 允许主机所带扩展模块的数量 CPU222:2块；其他7块 数字量I/O映像区的大小 128入/128出（I0.0～I15.7，Q0.0～Q15.7 ） 模拟量I/O映像区的大小 CPU222:16入/16出；其他32入/32出 内部电源的负载能力 ——各扩展模块消耗DC5V或DC24V电源的电流总和应不超 过CPU模块所能提供的功率（或电流）值。

“能流”从左到右流过； 触点可以无限使用；
解算结果将马上为后续程序 所利用； 解算条件不是现场开关的实 际状态；

程序输出不能直接驱动现场 执行机构。

解决了4个问题：
* 这些编程软元件都 存放在哪？ * 它们在这个存放区 域中的地址如何表示 ？ * 一共有多少种编程 软元件？ * 如何去使用这些软 元件？
4.2 S7-200 PLC的基本指令
4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.2.5 4.2.6
基本逻辑指令 复杂逻辑指令 定时器和计数器指令 顺序控制继电器指令 移位寄存器指令 比较操作指令
4.2.1 基本逻辑指令
1.输入/输出（I/O）指令
STL指 令
LD bit bit LDN bit 输入（常 位地址 BOOL 闭触点） 位地址 BOOL 输出
梯形图编程的基本规则
（1）梯形图按“自上而下，自左到右”的顺序绘制；
（2）将串联触点多的逻辑行放在上面，将并联触点多的逻辑 行放在左面；
（3）触点画在水平支路上，不含触点的支路放在垂直方向；
（4）一个触点上不应有双向“能流”通过； （5）两个逻辑行之间虽联系但逻辑关系不清晰时，应变换。 （6）一般来说，一条支路上串联或并联的常开触点不超过7 个，常闭触点不超过6个。
解决问题4：
* 如何去使用这些软元件？
立即寻址
例：MOVB 2#1011_0001,VB10; MOVW 1024,VW20; MOVD 16＃3C4D5E67,VD200 例：AND Q5.5 ; ORB VB33,LB21 ; MOVW AC0,AQW2 ; MOVD AC1,VD200 例:连续“字节”间接寻 址 MOVD &MW100, AC3 MOVB *AC3, AC0 INCD AC3 例:连续“字”间接寻址 MOVD &MD100, VD10 MOVW *VD10, AC0 例:连续“双字”间接寻 址 MOVD &MB100, LD1 MOVD *LD1, VD20 INCD LD1 INCD LD1 INCD LD1
PLC的基本结构
PLC的基本结构: PLC主要由中央处理单元（CPU）、存储器、输入/输出接口 （I/O单元）、电源和编程器五大部分组成。
中央处理单元（CPU）：主要完成1）从存储器中读取指令；2）执行指令； 3）处理中断；4）自诊断功能。
存储器：分为系统程序存储器和用户程序存储器。用户程序存储器又可分 为用户程序存储区和用户数据存储区。 输入/输出单元：PLC通过它实现与现场信号的联系。 电源：将外部输入的交流电经过整流、滤波、稳压电路转换成PLC的CPU、 存储器、I/O接口等内部电路所需要的直流电源。 编程器：人－机对话的工具。有简易编程器和智能图形编程器。
操作数 无
数据 类型
存储区
P
ED
N
无
4.置位/复位指令
STL指令
LAD 指令
bit S N bit R N
功能
操作数
数据 类型 BOOL
存储区
bit: I、Q、M、 SM、V、L 、 S、T（位）、 C（位） N: VB、IB、QB、 MB、SMB、 SB、LB、AC、 常数、*VD、 *AC、*LD
PLC的技术性能指标：
1.输入输出点数 2.存储容量 3.扫描速度 4.指令的种类和条数 5. 内部寄存器 6. 高级模块 7. 支持软件 8. 通信功能
5.PLC控制系统的设计、安 装、调试、维护方便
6.体积小，能耗低，易于实 现机电一体化
S7-200 CPU22X系列产品的I/O配置及地址分配
I3.7
梯形图编程语言（LAD）
（1）梯形图的组成
• 触点 —— 逻辑输入条件（开关、按钮、内部条件…） • 线圈 —— 逻辑输出条件（指示灯、交流接触器、内部输出条件…） • 功能块 — 各种附加指令（定时器、计数器、数学运算…）
（2）梯形图的特点
采用软元件，有“0”/“1” （OFF/ON）状态；
直接寻址
间接寻址:
建立指针 间接存取 修改指针
DECD VD10
DECD VD10
可作为地址指针的存储器有：V、L、AC（1∼3） 可间接寻址的存储器区域有：I、Q、V、M、S、T(仅当 前值)、C(仅当前值)。 对独立的位（BIT）值或模拟量值不能进行间接寻址。

INCD LD1
指令中，数据类型应 与指令标识符相匹配!
周期循环扫描、集中输入与集中输出。
读取输入/输入采样
执行用户程序
起动
SB1 0.1 SB2 0.2 1L
输入映象寄存器
AC 220V
KM FR I0.1 I0.2
I0.1
I0.2
Q0.0
停止
Q0.0
1M
0.0
DC 24V
M L+
输出映象寄存器
Q0.0
改写输出/输出刷新
PLC的主要特点：
1.高可靠性和强抗干扰能力 2.通用性强，使用方便 3.功能强，适应面广 4.编程简单易学