PLC第四章
第4章西门子PLC编程举例3(数字指令)
四、STEP 7基本数据类型
关键字 BOOL BYTE WORD DWORD CHAR S5TIME 长度 (位) 位 1 8 16 32 8 16 该类型的常数举例 True 或 False （1 或0） B#16#A9 W#16#12AF DW#16#ADAC1EF5 'w' S5T#5s_200ms
CMP ? R 实数比较
例
如果下列条件成立，则输出 Q4.0 置位： • 在输入 I0.0 和 I0.1 的信号状态为“1” • 并且 MD0 >= MD4 • 并且，输入 I0.2 的信号状态为“1”
三、 转换指令P118
下述转换指令可供使用： • BCD_I BCD 码转换为整数 • I_BCD 整数转换为BCD 码 • BCD_DI BCD 码转换为双整 数 • I_DINT 整数转换为双整数 • DI_BCD 双整数转换为BCD 码 • DI_REAL 双整数转换为浮点 数 • INV_I 整数的二进制反码 • INV_DI 双整数的二进制反码 • NEG_I 整数的二进制补码 • NEG_DI 双整数的二进制补 码 • NEG_R 浮点数求反 • ROUND 舍入为双整数 • TRUNC 舍去小数取整为双 整数 • CEIL 上取整 • FLOOR 下取整
第四章 S7-300指令系统 ——数字指令
要求： 1、了解S7-300编程软件STEP7的基本数据 类型。 2、了解S7-300系列PLC的各种数字指令 3、能编写简单程序。
一、S7-300系列PLC编成语言-STEP7
PLC的编程语言有3种： 1、梯形图（LAD) 方式 2、语句表（STL) 方式 3、功能块图（FBD) 方式 例1 梯形图方式
例1 无条件跳转
PLCS7-300课后习题答案
课后题：第一章：1.什么是可编程控制器？答：可编程序控制器（Programmable Controller）：可通过编程或软件配置改变控制对策的控制器。
是一台专业环境应用而设计制造的计算机。
它具有丰富的输入输出接口，并且具有较强的驱动能力。
2.可编程控制器是如何分类的？简述其特点。
答：一体化紧凑型PLC：电源，CPU中央处理系统，I/O接口都集成在一个机壳内。
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上，构成一个完整的PLC应用系统。
3.简述可编程控制器的工作原理，如何理解PLC的循环扫描工作过程？答：当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。
完成上述三个阶段称作一个扫描周期。
在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。
PLC采用循环扫描的工作方式，对输入信号进行的是一次性“采样”。
采用这种工作方式，在一个PLC 程序循环周期内，即使实际输入信号状态发生变化，也不会影响到PLC程序的正确执行，从而提高了程序执行的可靠性。
用户程序通过编程器或其他输入设备存放在PLC的用户存储器中。
当PLC开始运行时，CPU根据系统监控程序的规定顺序，通过扫描，可完成各输入点状态采集或输入数据采集，用户程序的执行，各输出点状态的更新，编程器键入响应和显示器更新及CPU自检等功能。
PLC的扫描可按固定顺序进行，也可按用户程序规定的顺序执行。
4.简述PLC与继电接触器控制在工作方式上各有什么特点。
在继电器控制电路中，当电源接通时，电路中所有继电器都处于受制约状态，即该吸合的继电器都同时吸合，不该吸合的继电器受某种条件限制而不能吸合，这种工作方式称为并行工作方式。
而PLC的用户程序是按一定顺序循环执行，所以各软继电器都处于周期性循环扫描接通中，受同一条件制约的各个继电器的动作次序决定于程序扫描顺序，同他们在梯形图中的位置有关，这种工作方式称为串行工作方式。
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2版第四章习题答案
第四章习题与思考题答案1.简述S7-200 PLC系统的基本构成。
答：一个最基本的S7-200 PLC控制系统由基本单元（S7-200 CPU模块）、个人计算机或编程器、STEP7-Micro/WIN编程软件及通信电缆构成。
2.S7-200 CPU22*系列有哪些产品？各产品之间有什么差异？答：S7-200 PLC的CPU221、CPU222、CPU224、CPU226、CPU224XP五种规格中，其性能依次提高，特别是用户程序存储器容量、I/O（数字量与模拟量）数量、高速计数功能等方面有明显区别。
其中，CPU221为整体式结构，CPU222、CPU224、CPU226、CPU224XP均为基本单元加扩展模块的结构。
3.画出CPU226AC/DC/继电器模块输入/输出单元的接线图。
答：CPU226AC/DC/继电器模块输入/输出单元的接线图如下4.数字量输出模块有哪几种类型？各有什么特点？答：数字量输出模块包括直流输出模块、交流输出模块和交直流输出模块三种。
其中，直流输出模块是晶体管输出方式，响应速度快；交流输出模块是双向晶闸管输出方式，启动电流大；交直流输出模块是继电器输出方式，输出电流大，可带交直流负载，适应性强，响应速度慢。
5.S7-200 PLC模拟量扩展模块的性能指标有哪些？如何正确使用模拟量扩展模块？答：S7-200 PLC模拟量扩展模块的性能指标包括输入/输出类型与端口数量、输入/输出的电压/电流范围、模拟量与数字量之间的转换时间、分辨率、对DC 5V与传感器电源的消耗电流值等。
使用模拟量扩展模块时，应注意模块的输入/输出特性与外部接线方式。
对于模拟量输入模块而言，要注意现场信号变送器与模拟量输入模块量程的区别，能够正确找出被测物理量与A/D转换后二进制数值之间的关系。
6.用于测量温度（0~99°C）的变送器输出信号为4~20mA，模拟量输入模块将0~20mA转换为数字0~32000，试求当温度为40°C时，转换后得到的二进制数N？答：256004064001674399N⨯=+≈7.S7-200 PLC的通信模块有哪些？答：S7-200 PLC的通信模块包括EM277 PROFIBUS-DP通信模块、CP243-1通信处理器、CP243-1通信处理器。
PLC第4章 S7-1200 顺序控制设计法与顺序功能图
图4-6 小车自动往返的梯形图
4.1 经验设计法
此梯形图存在的问题: 在两端点处不能可靠停车
I0.0 I0.3 Q0.0 I0.1 I0.4 Q0.1 I0.0 I0.3 I0.2 Q0.0 Q0.1 I0.1 I0.4 I0.2 Q0.1 Q0.0
图4-6 小车自动往返的梯形图
4.1 经验设计法
SB3
KM2
SB2
KM1
M 3~
KM1
KM2
4.1 经验设计法
将继电器电路转换为梯形图 • 确定PLC的输入信号和输出信号。 • 画PLC的外部接线图 • 启动/停止一般使用常开按钮 • 互锁使用常闭开关
图4-3 PLC的外部接线图
4.1 经验设计法
将继电器电路转换为梯形图 • 控制线路图 >> 梯形图 • 注意互锁环节
QS L1 L2 L3 SB1 KM1 按下SB1, KM2线圈失电， KM2辅助常开触 点断开,解除自锁 KM2常开触点断 开，电机停转 U V W FR KM2 SB2 KM1 SB3 KM2 FU1 FU2 FR
SB3
KM2
SB2
KM1
M 3~
KM1
KM2
4.1 经验设计法
QS L1 L2 L3 SB1 KM1 松开SB1 KM2 SB2 FR U V W KM1 SB3 KM2 FU1 FU2 FR
KM1 Q0.0
I0.3 SQ1
I0.4 SQ2
4.1 经验设计法
KM2 Q0.1 KM1 Q0.0
I0.3 SQ1
I0.4 SQ2 I0.0 I0.1 I0.4 I0.2 Q0.1 Q0.0
I0.3
Q0.0 I0.1 I0.4 Q0.1 I0.0 I0.3 I0.2 Q0.0 Q0.1
第4章 PLC基本指令及其应用(6-7)
数IN和OUT指向同一单元，若LAD中操作数IN和
OUT不一致，则将LAD转换成STL指令时应附加
一条传送指令。
9
举例
I0.0 P
SHL_W
EN
ENO
VW100 IN 1N
OUT VW102
STL： MOVW VW100,VW102 SLW VW102，1
移位前 传送指令
VW100 1100 0101 1101 0001
FINAL－循环计数器终值
FOR
EN
ENO
INDX INIT FINAL
STL FOR INDX INIT FINAL ：
●INDX大于结束值，循环中止；若初值大于结束 值，则不执行循环。
● FOR与NEXT指令必须成对使用；允许循环嵌
套，最多嵌套8层。
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2. 举例
I2.1
FOR
EN
ENO
VW0 1 20
VW102 1100 0101 1101 0001
SM1.1
VW102
移位后 1 1000 1011 1010
0010
10
● 左移位指令
□数据类型： B、W、DW
LAD：
SHR_□
EN
ENO
IN
OUT
N
STL： SR□OUT，N
IN －输入端；N－数据移的位数。
指令说明：右移指令SHR将输入操作数IN向右移 动N位，结果存入OUT中，移空的位自动补0 。
□数据类型： B－字节、W－字、 DW－双字、R－实数
使能 输入端
数据类型 使能
功能：把输入数据（IN）
MOV_□
EN
ENO
输出端
第4章 S7-1200 PLC的通信ppt课件
4.3 S7-1200的以太网通信
——S7-1200与S7-300/400之间的以太网通信
S7-1200与S7-300/400之间的以太网通信方式相对来说要多一些， 可以采用：TCP、ISO_on_TCP和S7通信。
采用TCP和ISO_on_TCP这两种协议进行通信所使用的指令是相 同的，在S7-1200中使用T_block指令编程通信。如果是以太网模 块在S7-300/400中使用AG_SEND、AG_RECV编程通信。如果是 支持Open IE的PN口，则使用Open IE的通信指令实现。
Actuatorsensor level
10
4.2 西门子的工业自动化通信网络——金字塔结构 3/3
WIN CC
SIMATIC® HMI
S IM A T IC OP17
S IM AT IC O P 17 4 x 20 Zeichen
8 x 40 Zeichen Z eic h en g röße n b e lie b ig m isc h b a r
PCS 7
SIMATIC® Controller
S7200™
SIMATIC® PG SIMATIC® SIMATIC® PC SOFTWARE
SIEM EN S
Standard Tools
PG 740
Engineering Tools
Runtime Software
MPI Network Industrial Ethernet PROFIBUS
最新版整理ppt 16
4.3 S7-1200的以太网通信——物理网络连接
最新版整理ppt 17
4.3 S7-1200的以太网通信
——S7-1200与S7-1200之间的以太网通信 S7-1200 PLC与S7-1200 PLC之间的以太网通信可以通过TCP或 ISO on TCP协议来完成。 使 用 的 通 信 指 令 是 在 双 方 CPU 中 调 用 T-block ( TSEND_C ， TRCV_C，TCON，TDISCON，TSEND，TRCV )指令来实现。
《S7-1200 PLC应用教程第2版》课件第4章
9．函数与函数块的区别 FB和FC均为用户编写的子程序，接口区中均有Input、Output、InOut参数 和Temp数据。FC的返回值实际上属于输出参数。下面是FC和FB的区别： 1）函数块有背景数据块，函数没有。 2）只能在函数内部访问它的局部变量。其他代码块或HMI可以访问函数块 的背景数据块中的变量。 3）函数没有静态变量，函数块有保存在背景数据块中的静态变量。如果 函数或函数块的内部不使用全局变量，只使用局部变量，不需要做任何修改， 就可以将块移植到其他项目。如果代码块有执行完后需要保存的数据，应使 用函数块。 4）在调用函数块时可以不设置某些输入、输出参数的实参，而是使用它 们的默认值。函数的局部变量没有默认值，调用时应给所有的形参指定实参。 5）函数块的输出、输入参数和用静态数据保存的内部状态数据有关。 10．组织块与FB和FC的区别 出现事件或故障时，由操作系统调用对应的组织块，FB和FC是用户程序在 代码块中调用的。组织块没有输出参数、InOut参数和静态数据，它的输入参 数是操作系统提供的启动信息。用户可以在组织块的接口区生成临时变量和 常量。组织块中的程序是用户编写的。
3．定义函数块的局部变量 函数块的输入、输出参数和静态数据用指定的背景数据块保存。在FB中， 定时器如果使用一个固定的背景数据块，在同时多次调用该FB时，该数据块 将会被同时用于两处或多处。为此在块接口中生成数据类型为IEC_TIMER的 静态变量“定时器DB”，用它提供定时器TOF的背景数据。
4．FB1的控制要求与程序 用输入参数“起动按钮”和“停止按钮”控制InOut参数“电动机”。按下 停止按钮，断开延时定时器（TOF）开始定时，输出参数“制动器”为1状态， 经过输入参数“定时时间”设置的时间预置值后，停止制动。 在TOF定时期间，每个扫描周期执行完FB1之后，用静态变量“定时器DB” 来保存TOF的背景数据。可以修改函数块的输入、输出参数和静态变量的默 认值。该默认值作为FB的背景数据块同一个变量的起始值。调用FB时没有指 定实参的形参使用背景数据块中的起始值。
第四章 CPM1A 简介
编 程 工 具 系 统 构 成
23
CPM1A的内部器件 的内部器件
输入输出继电器(Input/Output Relay) 输入输出继电器(Input/Output 输入输出继电器 内部辅助继电器(Internal Relay) 内部辅助继电器(Internal 内部辅助继电器 特殊辅助继电器(Special Relay) 特殊辅助继电器(Special 特殊辅助继电器 暂存继电器(Temporary Relay) 暂存继电器(Temporary 暂存继电器 保持继电器(Holding Relay) 保持继电器(Holding 保持继电器 辅助记忆继电器(Auxiliary Relay) 辅助记忆继电器(Auxiliary 辅助记忆继电器 链接继电器(Link Relay) 链接继电器(Link 链接继电器 定时器/计数器(Timer/Counter) 定时器/计数器(Timer/Counter) 定时器 数据存贮器(Data Memory) 数据存贮器(Data 数据存贮器
5
CPM1A的各种单元 的各种单元
基本组成: 基本组成: 主箱体 扩展箱体 特殊功能单元
6
CPM1A的主箱体类型 的主箱体类型
分别有10点,20点,30点,40点四种类型的16种规格 分别有10点,20点,30点,40点四种类型的16种规格 10 点四种类型的16
7
CPM1A的扩展单元 的扩展单元
内存容量小, 内存容量小,内部器件少
用户程序存储器容量一般在几百到几千字节
指令条数少, 指令条数少,执行时间较长 价格低廉, 价格低廉,使用方便
少的机型只有几十条指令,多的也一,二百条. 少的机型只有几十条指令,多的也一,二百条. 早期产品每条指令执行时间要几个, 早期产品每条指令执行时间要几个,十几个微 秒,新产品可缩短到几个或零点几微秒
PLC及其应用第4章西门子S700PLC
任务：接收并存储用户程序和数据；接收现场输入设备的状态和数据； 诊断PLC内部电路工作状态和编程过程中的语法错误；完成用户程序 规定的运算任务；更新有关标志位的状态和输出状态寄存器的内容； 实现输出控制或数据通信等功能。 S7-300的CPU有20种不同型号，各种CPU按性能等级划分，可以涵 盖各种应用范围。S7-300的各款CPU都有非常详尽的性能数据表 （具体参数可查阅相关资料），其中最值得关注的CPU性能有以下5 个方面：I/O扩展能力；指令执行速度；工作内存容量；通信能力； CPU上的集成功能。
2019/12/26
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目录
第4章 西门子 S7-300 PLC
4.2.2 S7-300 PLC数字量模块
S7-300有多种型号的数字量I/O模块供选择。以下主要介绍数字量输 入模块SM321、数字量输出模块SM322、数字量I/O模块SM323。
（1）数字量输入模块SM321 数字量输入模块将现场送来的数字信号电平转换成S7-300内部信号
2019/12/26
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第4章 西门子 S7-300 PLC
模拟量输出模块SM332
模拟量输出模块SM332目前有3种规格型号，即4AO×12 位模块、2AO×12位模块和4AO×16位模块，分别为4通 道的12位模拟量输出模块、2通道的12位模拟量输出模块、 4通道的16位模拟量输出模块。其中具有12位输入的模块 除通道数不一样外，其工作原理、性能、参数设置等各方 面都完全一样。
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表4.1输入、输出信号类型及输入电源
3.存储系统
存储系统的类型 : 保持型数据存储器 :部分存储区可定义为掉电 保持型。 永久存储器（ EEPROM ） 存储卡：移动存储器，是否选择有用户决定 , 在用户程序的控制将指定值写入 存储卡 中， 写入次数不得超过 100万次。
10
4.2.3 I/O的扩展及功能的扩展
7
可插拔模拟量终端
可选卡 插槽
S7 224XP CPU 面板结构图
I/O 点 状态 LED
内部: - 电源 - 超级电容
- 时钟(224(XP),226)
CPU 状态 LED
模式选择开关、 模拟电位器
Panel安装固 定孔 24V 传感器 电源输出
可插拔接线端子 (224,226)
通讯口(RS485 3+红 8-绿)
2.CPU 模块的主要特点和技术规范
?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 200kHz(CPU224XP)。 ?脉冲输出：2路最大可达100kHz（CPU224XP）高频脉冲输出。 ?集成模拟电位器：利用模拟电位器可以改变相应存储器中的值。 ?实时时钟 ：对信息加注时间标记，记录机器的运行时间等。
2
S7-200 家族产品的定位
S7-400
S7-300
LOGO!
S7-300C
S7-200/CN
中/ 小 型 end range S7- 300
Low-
中/ 大 型
High-
end range/
medium range
S7- 400
通用逻 辑模块
微 型 PLC S7- 200/CN
SIMATIC S7-200 S7-200 CN
1
4.1 概述
德国西门子公司生产 S系列PLC的发展概况 : 第一代可编程序控制器 : S3系列 第二代可编程序控制器 : S5系列 第三代可编程序控制器 : S7系列
德国西门子公司生产的 S7系列PLC的产品类 型：
S7 — 200系列 （小型机） S7 — 300系列（中型机） S7 — 400系列（大型机）
是完成某种特殊控制任务的一些装置。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：编程软件STEP7-Micro/WIN，人机界面的组态软件 ProTool、 WinCC 。
4.2 S7-200系列 PLC的硬件系统
4.2.1 硬件系统的基本构成
图4-1S7-200PLC系统组成
6
（1）主机模块—CPU模块（基本单元） 主机模块的组成：CPU、基本输入/输出点、电源。主机模块可以单独完
成一定的控制任务。 （2）扩展单元（I/O接口电路）
就是各种类型的输入/输出模块。例如：数字量I/O模块、模拟量I/O模 块。 （3）特殊功能模块
? 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
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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 输入/输出混合扩展模块EM223：DC输入/DC输出 4点、8点、16点 三种
DC输入/继电器输出4点、8点、16点 三种 模拟量输入扩展模块EM231：4AI、2路热电阻输入、4路热电偶输入 模拟量输出扩展模块EM232：2AQ 模拟量输入/模拟量输出扩展模块EM235：4AI/1AQ（占2路输出地址） 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
现代电器与PLC技术第四章
?讲解内容：
第四章 S7-200PLC的基础知识 4.1 概述 4.2 硬件系统成 4.3 内部资源 4.4 寻址方式 4.5 指令系统 4.6 程序结构
学习说明 ：
本讲是学习PLC控制器的基础知识。重点掌握： S7-200PLC硬件组成、系统扩展、内部资源、寻址方 式、编程语言和程序结构。
安装于标准 DIN导轨 上 的夹子
青岛大学-西门子自动化与驱动集团小型自动化产品联合培训中心 Micro Automation Products United Training Center Qingdao University – Siemens Automation & Drives Group
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ห้องสมุดไป่ตู้
SIMATIC S7-200 CPU 家族
CPU 221 (10 I/O Points)
CPU 222 (14 I/O Points)
CPU 224 (24 I/O Points)
CPU 224XP (24 I/O + 2AI/1AO) CPU 226 (40 I/O Points)
青岛大学-西门子自动化与驱动集团小型自动化产品联合培训中心 Micro Automation Products United Training Center Qingdao University – Siemens Automation & Drives Group
? 第一代产品其CPU模块为CPU 21X，它具有四种不同 结构配置的 CPU单元： CPU 212，CPU 214，CPU 215和CPU 216。
? 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、 CPU224XP和CPU 226，除CPU 221之 外，其他都可加扩展模块。
青岛大学-西门子自动化与驱动集团小型自动化产品联合培训中心 Micro Automation Products United Training Center Qingdao University – Siemens Automation & Drives Group
S7-200系列小型的发展概况
? 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：