PLC基础知识及西门子S7-200
西门子S7-200PLC——要点知识介绍
西门子S7-200PLC——要点知识介绍
1.1. 位存储区：M 用作中间控制继电器；
2.2. 特殊存储区： SM 提供状态和控制功能
3.a) SM0.0：该位始终为1
4.b) SM0.1：首次扫描为1，调用初始化程序
5.c) SM0.4：时钟脉冲，30秒为1，30秒为0，T=1min
6.d) SM0.5：时钟脉冲，0.5秒为1，0.5秒为0，T=1秒
7.e) SM0.6：扫描时钟脉冲，本次扫描为1，下次扫描为0
3.1. S7-200提供三种常用定时器：
100ms=0.1s
分辨率*设定值=设定时间
1.a) TON ：接通延时定时器
1.a) TONR ：有记忆的接通延时定时器（掉电保护接通延时定时器）
4.1. 计数器
注：使用不同类型的计数器时，计数器编号不能重复使用1.a) CTU : 增计数器
1.
1.
2.5.1. 置位和复位指令
3.5.1、置位（S）：将从指定地址开始的N个点置1；
4.5.2、复位（R）：将从指定地址开始的N个点复 0；
1.
2.6.1. 变量存储区 V
3.V 用来存储程序执行过程中逻辑操作的中间结果，可以按位、字节、字、双字来存取。
CPU226 V0.0-V10239.15
1.
1.
2.7.1. 传送指令MOV_B/W/DW
3.a) MOV_B 字节传送
4.b) MOV_W 字传送
5.c) MOV_DW 双字传送
6.d) BLKMOV_B/W/DW 块传送，成批传送
7.8.1. 比较指令
1.
1.
1.
1.
11.1. 上升沿P、下降沿N。
西门子PLC基础培训s7-200
（a）典型启停控制
FU2
U1
1
FR
2
SB1
3
SB2
4
SB3 SB4 KM
5
KM
6
N
(c) 两地控制
2019/7/17
2.正反转控制线路
L1 L2 L3
U1
V1 W1
Q
FU1
W2
U2
V2
KM1
W3
U3
V3
FR
U
V
W
M
3~
FU2
U2
1
U2
FU2
1
FR
2
FR
2
SB1
3
SB2
KM
4
1
SB3 KM2
6
SB1
1.典型启停控制 2.可逆控制 3.行程控制 4.顺序控制 5.Y/Δ启动
2019/7/17
1.典型启停控制
L1 L2 L3
Q
U1
V1
W1
FU1
U2
V2 W2
U3
V3 W3
KM
FR
U
V
W
M
3~
FU2
U1
1
FU2
U1
1
FR
2
SB1
3 SB3
SB2
KM
4
2
SB1
3
SB2
4
FR KM
KM KM
5
N
5
N
（b）带点动的启停控制
SB3 KM2
7
SQ1
8
KM1
9
KM2
N （b）
4.顺序控制线路
2019/7/17
西门子S7-200SMARTPLC入门基础知识精华
西门子S7-200SMARTPLC入门基础知识精华一、S7-200 SMART的数据主要分为：1、与实际输入/输出信号相关的输入/输出映象区：I：数字量输入（DI）。
Q：数字量输出（DO）。
AI：模拟量输入。
AQ：模拟量输出。
2、内部数据存储区V：变量存储区，可以按位、字节、字或双字来存取V 区数据。
M：位存储区，可以按位、字节、字或双字来存取M区数据。
T：定时器存储区，用于时间累计。
C：计数器存储区，用于累计其输入端脉冲电平由低到高的次数。
HC：高速计数器，独立于CPU 的扫描周期对高速事件进行计数，高速计数器的当前值是只读值，仅可作为双字（32 位）来寻址。
AC：累加器，可以像存储器一样使用的读/写器件，可以按位、字节、字或双字访问累加器中的数据。
SM：特殊存储器，提供了在CPU 和用户程序之间传递信息的一种方法。
可以使用这些位来选择和控制 CPU 的某些特殊功能，可以按位、字节、字或双字访问 SM 位。
L：局部存储区，用于向子例程传递形式参数。
S：顺序控制继电器，用于将机器或步骤组织到等效的程序段中，实现控制程序的逻辑分段。
可以按位、字节、字或双字访问 S 存储器存储器范围及特性。
表1.存储器范围数据寻址S7-200 SMART CPU收集操作指令、现场状况等信息，把这些信息按照用户程序指定的规律进行运算、处理，然后输出控制、显示等信号。
所有这些信息都表示为不同格式的数据，作为数据来处理。
各种指令对数据格式都有一定要求，指令与数据之间的格式要一致才能正常工作。
例如，为一个整数数据使用实数（浮点数）运算指令，显然会得到不正确的结果。
数据有不同的长度（以二进制表示它们时，占据的位数不同），也就决定了数值的大小范围。
模拟量信号在进行模/数（A/D）和数/模（D/A）转换时，一定会存在误差；代表模拟量信号的数据，只能以一定的精度表示模拟量信号。
二、二进制、十六进制和十进制所有的数据在PLC中都是以二进制形式表示的。
s7 200PLC基础知识
１发送器／２接收器
２个（１ｍｓ－255ｍｓ）
４个
有时钟卡
３级口令保护
——
340ｍＡ
660ｍＡ
2 CPU 226特殊指标 本机I/O : 24入／16出 模拟量I/O物理区: 28／7或14出 内置模拟电位器: 2个（８位） RS-485通讯接口(PPI…): 2个
数字量I/O物理区: 128入／120出 内置高速计数器:６个（30KHｚ） 实时时钟: 内置 提供5VDC电流: 1000ｍＡ
2K字节
2K字节
4K字节
数据寄存器
1K字节
1K字节
5K字节
基本单元I/O
6DI/4DO
8DI/6DO
14DI/10DO
扩展能力 计数器/定时器 速度(1k二进制指令) 通讯
—— 64/64 0.37 ms PPI/自由口
2个扩展模块 128/128 0.37 ms PPI/自由口
7个扩展模块 256/256
模拟量混合模块EM235 EM235具有４路模拟量输入和１路模拟量输 出。它的输入信号可以是不同量程的电压或电流。其 电压、电流的量程是由开关SW1、SW2到SW6设定。 EM235有１路模拟量输出，其输出可以是电压也可以 是电流。
S7-200 通讯模块
EM277模块 PROFIBUS-DP从站模块
S7-200 数字量模块
数字量组合模块EM223 输入/输出扩展模块EM223有６种类型。 24V DC４入/４出，24V DC４入/继电器４出。 24V DC８入/８出，24V DC８入/继电器８出。 24V DC16入/16出，24VDC16入/继电器16出。
6种类型均有隔离。
数字量输出模块EM222 数字量输出模块EM222有5种类型。 ８点DC输出、 4点DC输出（5A)、 ８点AC输出 ８点继电器输出、 4点继电器输出（10A)
第4章、S7-200PLC基础知识
第4章、S7-200PLC基础知识本章重点1、硬件组成2、系统扩展方法3、内部器件资源4、数据类型5、寻址方式6、编程语言和程序结构因为目前市场上的PLC种类繁多，生产公司不同，PLC的结构和编程语言也会有或多或少的差异，即使是同一家公司的产品，产品系列不同，其编程语言也可能会不同，所以这给大家学习PLC带来了一定的麻烦。
但对此要有一个正确的认识:一、虽然PLC之间存在着一些不相同的地方，但其硬件组成和编程语言的绝大部分是相同或相似的，所以只要学习好一种PLC后，学习或使用其他PLC也就易如反掌了;二、将来基于IEC61131 - 3开放式PLC的编程语言和现在普通PLC的编程语言也比较相似，所以学习好现在的PLC，对以后学习IEC61131 - 3编程语言也有决定性的帮助。
从上面的分析情况看，作为在课堂上讲授PLC，不可能讲解多个产品，这样做也没有必要，所以需要找一种PLC作为讲课的对象。
西门子的SIMATIC S7 - 200系列PLC适用于各行各业、各种场合中的检测、监测及控制的自动化。
S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。
由于S7-200系列具有紧凑的设计、良好的扩展性、低廉的价格、丰富的功能模块以及强大的指令系统，使得S7 - 200 PLC可以近乎完美地满足小规模的控制要求。
此外西门子的产品体系符合现在自动化笔域的热点技术：现场总线技术的方向，目前市场上最流行的现场总线就是以西门子为主导而开发的PROFIBUS。
所以本书以西门子的S7 - 200系列PLC为讲授对象讲解PLC的基本原理、硬件系统组成和程序设计。
本章主要介绍S7- 200 PLC的一些基础知识。
4. 1概述S7-200PLC是德国西门子公司生产的一种小型PLC，其许多功能达到大、中型PLC的水平，而价格却和小型PLC的一样，因此，它一经推出，即受到了广泛的关注。
最近几年在小型PLC 市场上S7-200 PLC成为了主流产品。
第1讲_S7-200PLC的基础知识要点
图1-4上载程序
10
掉电后保存M存储区
若将M存储区的前14个字节 （MB0到MB13）定义为掉电保 持，则当S7-200CPU掉电时，这 些字节将会被永久保存在 EEPROM中。 M存储区的前14个字节的缺省设 置为不保持，即CPU掉电时，这 14个字节数据无法保存到 EEPROM中。
图1-5 掉电后保存M存储区
14
1.扩展模块
特殊功能扩展模块的类型：
调制解调器模块EM241
定位模块EM253
PROFIBUS-DP模块EM277 以太网模块CP243-1
AS-i接口模块CP243-2
SIWAREX MS承重模块
15
2. 设备连接
图1-7
I/O扩展示意图
16
3. 最大I/O配置的预算
（3）特殊功能模块
完成某种特殊控制任务的模块。例如：PID模块、定位控制模块等。扩 展单元和特殊功能模块不能单独完成一定的控制任必须和主机一起使用。
（4）人机界面
例如 ：编程器、文本显示器、操作员面板、触摸屏等。
（5）软件
STEP7-Micro/WIN，人机界面的组态软件 ProTool、WinCC 。
图1-6开机后数据的恢复
12
1.2.3 I/O的扩展及功能的扩展
扩展模块
设备连接
最大I/O配置的预算 I/O点数扩展和编址
13
1.扩展模块
扩展模块包括数字量、模拟量扩展模块和特殊功能扩 展模块。
数字量扩展模块的类型：
输入扩展模块EM221：8点和16点DC，8点AC 输出扩展模块EM222：8点DC、4点DC（5A）、8点AC、8点和4点继电器
供电电压:直流24V、交流220V 输出方式：晶体管（DC）、继电器输出（DC/AC） 高速计数：捕捉比CPU扫描周期更快的脉冲，输入脉冲频率可达
S7-200PLC-培训资料
Q
FU KM FR
M 3~
I0.0 SB2 I0.1 ST I0.2
1M
线圈断电
KM
Q0.0
PLC
1L
~ KM通断电
接点断开
KM
触点断开
~
第一部分：S7-200可编程序控制器
1.1 S系列PLC发展概述 1.2 S7-200 PLC系统组成 1.3 编程元件及程序知识 1.4 相关设备 1.5 工业软件
PLC最主要的工作方式是循环扫描（周期扫描）
扫描工作一般分为：读输入、执行程序、处理通 信请求、自诊断检查和写输出等过程，CPU反复不停 地分阶段处理上述各种不同的任务，这种周而复始的 循环工作方式称为循环扫描。
执行用户程序只是扫描周期的一个组成部分，用 户程序不运行时，PLC也在扫描，只不过在一个周期 中去除了执行用户程序和读输入、写输出的内容。
PLC的软件系统
1.3.2 用户程序
用户程序又称为应用程序，是用户为完成某一控制任 务而利用PLC的编程语言编制的程序。用户程序是线 性地存储在系统程序制定的存储区内。
1．用户环境 用户环境是由系统程序生成的，它包括 用户数据结构、用户元件区、用户程序存储区、用 户参数、文件存储区等。
2．用户程序结构 用户程序结构大致可以分为三种： （1）线性程序（2）分块程序（3）结构化程序 3．用户程序语言 PLC的编程语言有多种，其中梯形图、
(1) PLC扫描工作各环节的功能
① PLC上电后，首先检查硬件是否正常。
若正常，则进行下一步；若不正常，则报警并作处理。
② 按自上而下的顺序，逐条读用户程序并执行。
对输入的数据进行处理， 将结果存入元件映象寄存器。
③ 计算扫描周期。
PLC的基础理论知识
PLC的基础理论知识（S7-200系列PLC）一、S7-200PLC主机模块的基本硬件组成由一个微型处理器、一个集成电源、一定数量的数字量I/O端子、存储器等主要部分组成，其主要结构见下图所示。
PLC的一般结构的硬件组成S7-200PLC主机模块的基本组成S7-200PLC主机模块的存储器分为两种，一种为ROM只读存储器，用于存放系统程序，系统程序由厂家写入，掉电后不丢失。
另一种为RAM读写存储器，用于存放用户程序，其内容可以修改，掉电后丢失（由内部电池长期供电），RAM读写存储器的存储容量可以外部扩展，通常采用EEPROM型存储器。
二、S7-200PLC主机模块的常用型号1、CPU221 6DI/4DO2、CPU222 8DI/6DO 注意：DI为数字输入端子数，DO为数字输出端子数3、CPU224 14DI/10DO4、CPU226 24DI/16DO三、S7-200四、五、六、七、八、九、S7-200PLC主机模块的面板布置及各部分的功能CPU224 端子连接图CPU 226 DC/DC/DC 端子连接图四、S7--200如何执行控制逻辑S7--200周而复始地执行程序中的控制逻辑和读写数据。
1、S7--200将您的程序和物理输入输出点联系起来。
给出了一个简图，说明一个继电器图如何及S7--200联系起来。
在本例中，电机启动开关的状态和其它输入点的状态结合在一起。
它们计算的结果，最终决定了控制执行机构启动电机的输出点状态。
- CPU读输入状态。
- CPU中存储的程序利用输入执行控制逻辑。
当程序运行时，CPU刷新有关数据。
-CPU将数据写到输出。
2、S7--200在扫描循环中完成它的任务S7--200周而复始地执行一系列任务。
任务循环执行一次称为一个扫描周期。
如图4-2所示，在一个扫描周期中，S7--200将执行部分或全部下列操作：- 读输入：S7--200将物理输入点上的状态复制到输入过程映象寄存器中。
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（1）继电器控制装置采用硬逻辑并行运行的方式，即如果 这个继电器的线圈通电或断电，该继电器所有的触点 （包括其常开或常闭触点）在继电器控制线路的哪个位 置上都会立即同时动作。
（2）PLC 的CPU 则采用顺序逻辑扫描用户程序的运行方式，
即如果一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开，该线圈
的所有触点(包括其常开或常闭触点)不会立即动作，必
2022/3/23
8
中央处理单元(CPU)是PLC 的控制中枢。它按照PLC 系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序 和数据；检查电源、存储器、I/O 以及警戒定时器的状态， 并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC 投入运行时，首 先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并 分别存入I/O 映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取 用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数 运算的结果送入I/O 映象区或数据寄存器内。等所有的用 户程序执行完毕之后，最后将I/O 映象区的各输出状态或 输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运 行，直到停止运行。
2022/3/23
3
1、高可靠性 2、丰富的I/O 接口模块 3、采用模块化结构 4、编程简单易学 5、安装简单，维修方便
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1、早期的PLC（60 年代末—70 年代中期） 2、中期的PLC（70 年代中期—80 年代中、
后期） 3、近期的PLC（80 年代中、后期至今）
2022/3/23
2、中型PLC 中型PLC采用模块化结构，其I/O点数一般在256~1024点之间。 I/O的处理方式除了采用一般PLC通用的扫描处理方式外，还能 采用直接处理方式，即在扫描用户程序的过程中，直接读输入， 刷新输出。它能联接各种特殊功能模块，通讯联网功能更强，指 令系统更丰富，内存容量更大，扫描速度更快。
2022/3/23
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数字I/O 接口 模拟I/O 接口 特殊功能模板
2022/3/23
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在PLC 的周边外围设备当中，有专用编 程工具，如手持式编程器、计算机专用编程 下载电缆。当你采用计算机进行程序编制的 时候，您必须还要配置相关编程软件。
2022/3/23
14
最初研制生产的PLC 主要用于代替传统的由继电器接 触器构成的控制装置，但这两者的运行方式是不相同的：
为了进一步提高PLC 的可靠性，近年来对大型PLC
还采用双CPU 构成冗余系统，或采用三CPU 的表决式系统。
这样，即使某个CPU 出现故障，整个系统仍能正常运行。
2022/3/23
9
存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。
存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。
PLC 常用的存储器类型： （1）RAM （Random Assess Memory） 这是一种读/
写存储器(随机存储器)，其存取速度最快，由锂电池 支持。
（2）EPROM（Erasable Programmable Read Only Memory）这是一种可擦除的只读存储器。在断电情 况下，存储器内的所有内容保持不变。(在紫外线连 续照射下可擦除存储器内容)。
（3）EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)这是一种电可擦除的只读存储 器。使用编程器就能很容易地对其所存储的内容进行 修改。
5
1、早期的PLC（60 年代末—70 年代中期） 2、中期的PLC（70 年代中期—80 年代中、
后期） 3、近期的PLC（80 年代中、后期至今）202 Nhomakorabea/3/23
6
1、小型PLC 小型PLC的I/O点数一般在128点以下，其特点是体积小、结构紧 凑，整个硬件融为一体，除了开关量I/O以外，还可以连接模拟 量I/O以及其他各种特殊功能模块。它能执行包括逻辑运算、计 时、计数、算术运算、数据处理和传送、通讯联网以及各种应用 指令。
PLC基本知识
2022/3/23
1
可编程控制器（Programmable Controller） 是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设 计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑 控制器（Programmable Logic Controller），简 称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随 着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了 逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编 程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机 （Personal Computer）的简称混淆，所以将可编 程控制器简称PLC。
2022/3/23
2
可编程控制器是一种数字运算操作 的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。 它采用一类可编程的存储器，用于其内部存 储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、 计数与算术操作等面向用户的指令，并通过 数字或模拟式输入/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部设 备，都按易于与工业控制系统联成一个整体， 易于扩充其功能的原则设计。
3、大型PLC 大型PLC一般I/O点数在1024点以上的称为大型PLC。大型PLC
的软、硬件功能极强。具有极强的自诊断功能。通讯联网功能强， 有各种通讯联网的模块，可以构成三级通讯网，实现工厂生产管 2022/3/23 理自动化。大型PLC还可以采用三CPU构成表决式系统，使机器7
PLC 实质是一种专用于工业控制的计算机， 其硬件结构基本上与微型计算机相同，如图所示：
2022/3/23
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PLC 存储空间的分配
虽然各种PLC 的CPU 的最大寻址空间各 不相同，但是根据PLC 的工作原理，其存储 空间一般包括以下三个区域：
（1）系统程序存储区
（2）系统RAM 存储区（包括I/O 映象区和系统 软设备等）
（3）用户程序存储区
2022/3/23
11
PLC 的电源在整个系统中起着十分重要 得作用。如果没有一个良好的、可靠得电源 系统是无法正常工作的，因此PLC 的制造商 对电源的设计和制造也十分重视。一般交流 电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取 其它措施而将PLC 直接连接到交流电网上去。