S7-200-PLC-基础知识教学内容
第1章 西门子S7-200系列PLC基础知识2
●内部的编程元件有13种，熟悉各种元器件 的功能和它们的直接寻址方式。 ●S7200系列PLC的间接寻址方式，在处理多 个连续单元中的多个数据时非常有用。
1-1．一个控制系统如果需要12点数字量输
入，30点数字量输出，8点模拟量输入和2点模 拟量输出。问： （1） 可以选用哪种主机型号？ （2） 如何选择扩展模块？ （3） 各模块按什么顺序连接到主机？画出 连接图。 （4） 按上问所画出的图形，其主机和各模 块的地址如何分配？
（1） 主机模块型号 可以选择CPU224或CPU226。CPU224更加经济 （2） 选择扩展模块 解：① 选择开关量扩展模块 系统需要的开关量I/O点数为： 数字量输入12点， 数字量输出30点； CPU224 模块自带的I/O点数为： 开关量输入14点，已能满足控制系统要求 开关量输出10点; 需扩展20点
3．软元件介绍
读取元件状态
机械触点
特殊标志继电器有：只读型和可读/可写型。
几个常用的只读型特殊标志寄存器
如: T2、C10、HC2、AC3
最高字节地址
AIW AQW
▲ 可以作为指针的件有：
1)
建立指针
用双字传送指令把存储单元的32位物理地址 装入作为指针的存储器单元。 例： MOVD 或 MOVD 或 MOVD &VB100，VD204 &VB10，AC2 &AC2， LD16
③ 检验最大I/O配置预算：
● CPU连接了5个扩展模块＜允许连接的数量7。
各模块分配的地址：
1-11．当出现通风不良或环境温度过高而使电 动机过热时，能否采用热继电器进行保护？为 什么？
电动机允许全压起动。
D
● I/O地址分配原则—按照各模块在I/O链中 的位置顺序编址。 ●PLC的技术性能指标表，是衡量各种不同型 号PLC产品性能的依据，也是根据实际需求 选择和使用PLC的依据。 ●200系列PLC的数据类型： ★布尔型 ★实数型 ★整型 ★字符串型
西门子s7-200PLC基本指令
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2、保持型接通延时定器（TONR）
Txx IN TONR PT
•在输入(IN)收到能流时，从当前值开始计时； •当当前值达到预置值（PT)时，定时器位被置1； •当输入能流断开时停止计时，定时器位、当前值保持不变； •必须用复位指令才能清除定时器位和当前值； •定时器号（Txx）决定了定时器的分辨率。
???
② 置位线圈指令
(S) xxx
???位代表位起始地址
当指令收到能流时，则???指定位开始的XXX个位被置1；
当指令没收到能流时，则???指定的位状态不变 。
???
③ 复位线圈指令 (xRxx) ???位代表位起始地址
当指令收到能流时，则???指定位开始的XXX个位被置0；
当指令没收到能流时，则???指定的位状态不变 。
1. 基本逻辑指令 2. 堆栈操作指令* 3. 定时器指令 4. 计数器指令 5. 比较指令
15ห้องสมุดไป่ตู้33
2
一、基本逻辑指令
1、触点指令
???
① 检查闭指令 其中???位代表位地址 当???指定地址的数据为1时， 指令结果接通能流； 否则，指令结果断开能流。
???
② 检查开指令 其中???位代表位地址 当???指定地址的数据为0时， 指令结果接通能流； 否则，指令结果断开能流。
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2、减计数器减计数指令（CTD）
Cxx CD CTD LD PV
从当前计数值开始，在每一个（CD）输入状态 的低到高时递减计数。
•当CXX的当前值等于0时，计数器位CXX置位。
西门子s7200-PLC-基本指令
梯形图
操作数
无 无
NOT
NOP N
改变能流输入的状态
空操作
无
N=0～255
正负跳变指令、取反指令、空操作指令的几点规定
1. 正跳变指令（EU）检测到每一次正跳变（触点的输入信号 由0到1），或负跳变指令（ED）检测到每一次负跳变（触点的 输入信号由1到0），让能流接通一个扫描周期。对于正跳变指令 ，一旦发现有正跳变发生（由0到1），该栈顶值被置为1，否则 置0。对于负跳变指令，一旦发现有负跳变发生（由1到0），该 栈顶值被置为1，否则置0。 2. 取反指令（NOT）将它左边电路的逻辑运算结果取反，运算 结果为1，则变为0，为0则变为1。 3. 空操作指令（NOP）不影响程序的执行。
新值同时写到物理输出点和对 应的输出映像寄存器中 bit: Q N的取值范围为 ：1～128
RI bit，N
=I bit
说明： “I”表示立即，当指令执行时，新值会同时被写到物理输出点和对 应的输出过程映象寄存器。这一点不同于非立即指令，只把新值写入 过程映像寄存器。
② 立即触点指令 语句表 LDI bit AI bit 功能 常开立即触点与左侧母线相连接 常开立即触点与其他程序段相串联 梯形图 操作数
特殊存储区的简单应用
案例1.
当报警信号I0.0接通时，报警指示灯Q0.1闪烁
例3扩展
特殊存储区，具有闪烁功 能
案例2.
在自动控制系统中，按下启动按钮I0.1，启动指示灯Q0.0输出，为了防止操 作员误动作，因此停止时需两个按钮I0.3及I0.2都按下,系统才能停止，启动 灯灭。
案例3.
水位低报警信号I0.1,故障指示灯Q0.1在有检测到故障时保持闪烁 直到按下复位按钮I0.2,指示灯灭。
S7-200PLC基础教程第二版课程设计 (2)
S7-200PLC基础教程第二版课程设计一、课程背景PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）已广泛应用于工业控制领域，成为自动化控制领域中的重要控制设备之一。
S7-200PLC是西门子推出的一款常用的小型PLC系列。
本课程旨在介绍S7-200PLC的基础操作及编程实现，通过实例设计培养学生对PLC的基本认识及应用技能。
二、课程目标2.1 具体目标•了解S7-200PLC的基本硬件结构和操作方法；•熟练掌握S7-200PLC的编程语言及常用指令；•通过实例设计和实验操作，能够独立完成PLC控制任务。
2.2 能力目标通过本课程的学习，学生将能够：•掌握PLC的基础知识和操作技能；•运用所学知识和技能，解决简单的PLC控制问题；•培养实践能力、创造能力，提高综合素质。
三、课程大纲3.1 硬件结构及操作方法•硬件结构的组成和特点；•PLC的基本操作和调试方法；•PLC的仿真和调试方法。
3.2 编程语言及常用指令•常用编程语言的介绍及其区别，如STL和LAD；•常用指令，如XOR、AND、OR等；•程序的逻辑设计。
3.3 实例设计与操作•机械手控制系统设计；•清洗系统控制设计；•综合性实例设计。
四、课程教学安排4.1 教学方式•理论讲授：介绍PLC的基本知识；•实例教学：通过实例设计案例，引导学生掌握PLC系统的编程与调试方法；•实验操作：通过实验操作，加深学生对PLC的理论知识和实践能力的掌握；•自主学习：通过让学生自主阅读相关资料，提高学生综合素质与自主学习能力。
4.2 教学进度课时课程内容教学形式第一课时S7-200PLC硬件结构及操作方法理论讲授第二课时S7-200PLC编程语言及常用指令理论讲授第三课时机械手控制系统设计实例教学第四课时清洗系统控制设计实例教学第五课时综合性实例设计实例教学第六课时实验操作实验操作第七课时实验操作实验操作第八课时自主学习自主学习第九课时课程总结理论讲授五、课程评估与考核方式5.1 评估方式•平时成绩（70%）：包括作业、实验、课堂表现等方面的评估；•期末考试（30%）：主要考察学生掌握PLC基本知识和应用能力。
西门子PLC基础培训s7-200
电气系统组成
电源
输入 元件
控制中心
执行 机构
1.执行机构作用：执行工作命令 常见的执行机构有：电动机（普通、带刹车、带离合）、电磁阀（控制油路或气路的
通闭完成机械动作）、伺服马达（控制调节油路、气路的开度大小）等。 2.输入元件作用：从外部取入信息 常见的输入元件有：各类主令电器（开关、按扭）、行程开关（位置）、近接开关
3
SB2 KM SB3
1
KM2
4
7
KM2
N
KM2
5
KM1
KM1
7
KM2
N
5
KM
6
2
KM1
8
KM
9
1
KM2
（a）只有电气联 锁
（b）既有机械联 锁又有电气联 锁
2019/7/17
3.行程控制线路
SQ1 甲
（a）
2019/7/17
U2 乙 SQ2
FU2
1
FR
2
3
SB2
4
SB1 KM1
S7-200 系列PLC
S7-200 系列PLC
5.比较指令 比较指令用于将两个操作数按指定的条件进行 比较操作，操作数可以是整数也可以是实数 （浮点数）。在梯形图中用带参数和运算符的 触头表示比较指令，比较条件成立时，触头闭 合，否则断开。梯形图程序中，比较指令可以 装入，也可以串、并联。
S7-200 系列PLC
1.2.2 算术、逻辑运算指令
S7-200 系列PLC
2.寻址方式 1）直接寻址 直接寻址是在指令中直接使用存储器或寄存器的元件名称 和地址编号，直接到指定的区域读取或写入数据。数据直接 寻址是指，在指令中明确指出了存取数据的存储器地址，允 许用户程序直接存取信息。数据地址格式表示方法如图8-3所 示。
图8-3 数据地址格式
S7-200 系列PLC
S7-200 系列PLC
1.3.2 转换指令 转换指令是对操作数据的类型进行转换，并
输出到指定的目标地址中去。转换指令包括标 准转换指令、ASCII码转换指令、字符串转换指 令以及编码和译码指令。 1.数据类型转换指令 2.译码与编码指令 3.七段译码指令
S7-200 系列PLC
1.3.3 中断指令 在S7-200系列PLC中设置了中断功能，中断是在 计算机实时处理和实时控制中不可缺少的一项功能。 所谓中断就是指当控制系统执行正常程序的时候， 对系统中出现的某些异常的情况或者特殊请求进行 的紧急处理。此时系统运行程序暂时中断，先对紧 急事件进行处理，紧急事件处理结束后，系统会自 动回到原被中断的程序继续运行。 1.中断源 1）中断源介绍 2）中断优先级
S7-200 系列PLC
2.表取数指令 FIFO、LIFO S7-200中，可以将表中的字型数据按照先进先出或后进先出的方式
取出，并送到指定的存储单元。 1）先进先出指令 FIFO 2）后进先出指令 LIFO 3.查表指令 FND?
s7-200PLC教学
一、 S7-200系列PLC的构成S7-200系列PLC系统由主机(基本单元),I/O扩展单元,功能单元(模块)和外部设备等组成。
S7-200系列PLC有CPU21X和CPU22X两代产品,其中CPU22X型PLC有CPU221,CPU222,CPU224和CPU226四种基本型号。
CPU224型PLC结构分析小型PLC系统由主机,I/O扩展单元,文本/图形显示器,编程器等组成。
CPU224主机箱体外部设有RS-485通信接口,用以连接编程器,文本/图形显示器,PLC网络等外部设备；还设有工作方式开关,模拟电位器,I/O扩展接口,工作状态指示和用户程序存储卡,I/O接线端子排及发光指示等.（1）基本I/OCPU22X型PLC,具有两种不同的电源供电电压,输出电路分为继电器输出和晶体管直流输出两大类. CPU22X系列PLC可提供4个不同型号的10种基本单元CPU供用户选用,其类型及参数如表1所示.CPU224集成14输入/10输出共24个数字量I/O点, 可连接7个扩展模块,13KB程序和数据存储空间.（2）主机I/O及扩展（3）高速反应性CPU224PLC有6个高速计数脉冲输入端(I0.0-I0.5)，最快的响应速度为30kHZ,用于捕捉比CPU扫描周期更快的脉冲信号.CPU224PLC有两个高速脉冲输出端(Q0.0-Q0.1),输出脉冲频率可大20KHZ.用于PTO和PWM高速脉冲输出.（4）存储系统S7-200CPU存储器系统由RAM 和EEPROM两种存储器构成,用于存储用户程序,CPU组态,程序数据等.（5）模拟电位器模拟电位器用来改变特殊寄存器中的数值,以改变程序运行时的参数,如定时,计数器的预置值,过程量的控制参数等.（6）存储卡该卡可选择安装扩展卡,扩展卡有EEPROM存储卡,电池和时钟卡等模块.EEPROM存储模块用于用户程序的拷贝复制.电池模块用于长时间保存数据,使用CPU224内部存储电容数据存储时间打190小时,而使用电池模块数据存储时间可达200天.S7-200CPU连续执行用户任务的循环序列称为扫描.分为读输入,执行程序,处理通信请求,执行CPU自诊断,写输出等5个阶段.按照扫描周期的主要任务,可以把扫描周期简化为读输入,执行用户程序,和写输出3个阶段S7-200CPU有两种工作方式1.STOPCPU在停止工作方式时,不执行程序,此时可以向CPU装载程序或进行系统设置.2.RUNCPU在RUN工作方式下,运行用户程序.二、S7-200系列PLC内部元器件1、数据存储类型及寻址方式S7-200系列在存储单元所存放的数据类型有布尔型、整数型、和实数型3种，S7-200 CPU 的寻址分三种：立即寻址、直接寻址、间接寻址。
PLC基础知识及西门子S7-200
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：
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数字I/O 接口 模拟I/O 接口 特殊功能模板
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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。
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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：
SIMATIC S7-200
紧凑型MicroPLC
A&D AS V5, 03/99 N° 29
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SIMATIC S7-200 -- 无处不在的应用
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传送带生产线控制 印刷机械
木材加工 纺织机械
灌装及包装机械
空调控制
电梯控制
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A: S7－200的产品定位在S7系列PLC家族的低端产品， 但比智能继电器LOGO!的定位要高。 通常S7-200用于200点开关量以内,35点模拟量以内,程 序量在16K以内的应用场合
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。
PLC基础知识及西门子S7-200
（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
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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。
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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）
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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。
PLC教学大纲S7-200(初级)
《PLC应用技术》教学大纲课程编号：IAAT101_4建议学时：60（其中：讲课学时： 34 实验学时：26 ）先修课程：电工电子技术自动控制理论常用低压电器适用专业：自动化专业教材：《PLC编程及应用》，廖常初，机械工业出版社，2008年第3版教学参考书：一、课程的性质与任务课程性质：《PLC应用技术》是全国工业自动化人才认证培训项目《PLC应用工程师初级认证》必修课程。
本认证课程以培养技能型、创新型工作自动化人才为目标，以提高自动化相关专业学生的就业竞争力为宗旨，以主流自动化产品原理、功能、性能、使用、操作知识为主。
学习该课程先修课程内容包括:《电工电子技术》、《自动控制原理》、《电机拖动与电气控制技术》。
二、课程内容基础部分第一章PLC的硬件与工作原理（**）1．PLC的硬件与工作原理2．S7-200系列系列PLC3．I/O地址分配与外部接线第二章PLC程序设计基础（***）1．PLC的编程语言与程序结构2．存储器的数据类型与寻址方式3．位逻辑指令4．定时器与计数器指令第三章数字量控制系统梯形图程序设计方法（***）1．梯形图的经验设计法2．根据继电器电路图设计梯形图3．顺序控制设计法与顺序功能图第四章顺序控制梯形图的设计方法（**）1．使用起保停电路的顺序控制梯形图2．以转换为中心的顺序控制梯形图3．使用SCR指令的顺序控制梯形图4．具有多种工作方式的系统的顺序控制梯形图设计方法以上基础部分内容,通过大量的编程实例,深入浅出地介绍了设计数字量控制梯形图的一整套先进完整的方法,包括经验设计法,继电器电路转换法和顺序控制设计法,这些方法易学易用,可以节约大量的设计时间。
功能部分第五章 PLC的功能指令（**）1．S7-200的指令规约2．程序控制指令3．局部变量表与子程序4．数据处理指令5．数学运算指令6．中断程序与中断指令7．高速计数器宇高速脉冲输出指令第六章 PLC的通信与自动化网络通信网络（*）1．S7-200的通信功能2．S7-200的串行通信网络3．S7-200的通信指令4．Modbus协议在通信中的应用5．S7-200通信模块的应用4．Modbus协议在通信中的应用第七章 PLC在模拟量闭环控制中的应用（*）1．闭环控制与PID控制器2．PID参数自整定与PID调节控制面板应用部分第八章 PLC应用中的一些问题（*）1．PLC控制系统的设计与调试步骤2．节省PLC输入输出点数的方法3．配方及数据记录4．PLC在变频器控制中的应用第九章 Step7-Micro/WIN编程软件与仿真软件使用（**）1．程序的编写与传送2．用编程软件监控与调试程序3．S7-200仿真软件的使用第十章组态软件在PLC控制系统中的应用（*）1．组态王在PLC控制系统监控中的应用2．组态软件在PLC被控对象仿真中的应用注: *章节为应知，**为应会，***为熟练掌握三、课程学时分配章节讲课实验第一章 PLC的硬件与工作原理2学时第二章 PLC程序设计基础6学时10学时第三章数字量控制系统梯形图程序设计方法4学时第四章顺序控制梯形图的设计方法4学时第五章 PLC的功能指令8学时第六章 PLC的通信与自动化网络通信网络4学时12学时第七章 PLC在模拟量闭环控制中的应用1学时第八章 PLC应用中的一些问题2学时第九章 Step7-Micro/WIN编程软件与仿真软件使用1学时4学时第十章组态软件在PLC控制系统中的应用2学时共计学时34学时26学时四、大纲说明1．本大纲采用西门子S7-200为例,申请院校可通过本校实验设备配置选择教学大纲,不同产品教学大纲教学环节比例设置一致,仅在功能、性能、使用、操作案例中引入产品为例。