《工厂电气与可编程序控制器应用技术》第五章

第5章S7-200系列可编程控制器5.1S7-200系列可编程序控制器结构及主要性能指标5.2基本逻辑指令5.3S7-200系列功能指令5.4程序控制类指令5.1.1S7-200(CPU22X)系列PLC的结构特点1.PLC的外形结构2.工作模式STOP模式时，CPU不执行程序，此时可向CPU下载程序或用编程设备对CPU进行配置、检查和改变部分用户存储器(V存储器)的内容。RUN模式时，CPU运行程序。TERM模式时，PLC的“STOP”和“RUN”可由编程设备经通信方式输入命令来改变。这种模式多用于连网的PLC网络或用编程设备调试程序时使用。5.1.2S7-200(CPU22X)系列PLC的主要性能指标SIMATICS7-200包括CPU221、CPU222、CPU224和CPU226等4种型号的CPU，SIMATICS7-200CPU模块的主要性能指标见表性能指标CPU221CPU222CPU224CPU226外形尺寸90×80×6290×80×62120.5×80×62190×80×62本机数字量I/O6个输入/4个输出8个输入/6个输出14个输入/10个输出6个输入/4个输出程序空间2048字2048字4096字4096字数据空间1024字1024字2560字2560字用户存储器类型E2pROME2pROME2pROME2pROM扩展模块数量不能扩展2个模块7个模块7个模块数字量I/O128输入/128输出128输入/128输出128输入/128输出128输入/128输出模拟量I/O无16输入/16输出32输入/32输出32输入/32输出定时器/计数器256/256256/256256/256256/256内部继电器256256256256布尔指令执行速度0.371μs/指令0.371μs/指令0.371μs/指令0.371μs/指令通信口数量1(RS-485)1(RS-485)1(RS-485)1(RS-485)5.1.3S7-200系列PLC数据类型及寻址方式1.数据类型2.PLC的存储器区域3.CPU存储器区域的寻址方式4.S7-200CPU的间接寻址方式S7-200系列PLC的CPU用以存取信息的数据类型，可以是位(bit)、字节(BByte，8位)、字(WWord，16位)和双字(DDouble，32位)，还有实数(RReal或浮点数，也是32位的数据)，以双字长度存取，可以指定为十进制数、十六进制数或ASCII字符。︽︾3.CPU存储器区域的寻址方式（1）数据存储器的寻址1）数据地址位寻址(字节、位寻址)格式：Aa1.a2其中，A为该数据在数据存储器中的区域标识，可以是以下几类中的一种。I—输入映像区S—顺序控制继电器区Q—输出映像区SM—特殊标志位区M—内部标志位区V—变量存储区a1——字节地址a2——该数据在字节中的位置(或位号)（2）数据地址的字节、字、双字寻址格式：Aala2其中，A—该数据在数据存储器中的区域标识(同上)；a1——长度(数据类型)：B(字节)、W(字)、D(双字)；a2——(首)字节地址(可以是奇数，也可以是偶数)。（3）数据对象的寻址基本格式：An其中，A—该数据对象所在的区域标识，可以是：T——定时器HC——高速计数器C——计数器AC——累加器Al——模拟量输入AQ——模拟量输出n—序号，指明是A区域的第n个器件，1)定时器(T)寻址格式：T[定时器号]2)计数器(C)寻址格式：C[计数器号]3)模拟量输入／出(AI／AQ)寻址格式：AIW／AQW[起始字节地址]。4)高速计数器(HC)寻址格式：HC[高速计数器号]5)累加器(AC)寻址格式：AC[累加器号]4.S7-200CPU的间接寻址方式间接寻址是指使用地址指针来存取存储器中的数据5.2基本逻辑指令5.2.1基本位操作指令1.逻辑取及线圈驱动指令LD（Load）、LDN(LoadNot)、=(Out)LD(Load)：装载指令，对应梯形图从左侧母线开始，连接动合触点。图5-12LD、LDN、=指令梯形图及语句表LDN(LoadNot)：装载指令，对应梯形图从左侧母线开始，连接动断触点。=(Out)：置位指令，线圈输出。2.触点串联指令A（And）、AN（AndNot）A(And)：与操作指令，用于动合触点的串联。AN(AndNot)：与操作指令，用于动断触点的串联。3.触点并联指令O（Or）、ON（OrNot）O(0r)：或操作指令，用于动合触点的并联。ON(0rNot)：或操作指令，用于动断触点的并联。4.串联电路块的并联指令OLD(OrLoad)OLD(OrLoad)是将梯形图中以LD起始的电路块和另一以LD起始的电路块并联起来。5.并联电路块的串联指令ALD（AndLoad）ALD（AndLoad）是将梯形图中以LD起始的电路块与另一以LD起始的电路串联起来。6.置位S(Set)、复位R(Reset)指令5.2.2立即指令I（Immediate）5.2.3边沿脉冲指令5.2.4栈操作指令LPS、LRD、LPPLPS：(LogicPush)逻辑堆栈操作指令(无操作元件)。LRD：(LogicRead)逻辑读栈指令(无操作元件)。LPP：(LogicPop)逻辑弹栈指令(无操作元件)。5.2.5取反和空操作指令5.2.6定时器工作原理及其使用(1)编号、类型及分辨率。S7-200系列PLC配置了256个定时器（T0～T255）。定时器有l、10、100ms三种分辨率，编号和类型与分辨率有关，选用前应先查表2-1以确定合适的编号。从表2-1中可知，有记忆的定时器均是接通延时型的，无记忆的定时器可通过指令指定为接通延时或关断延时型。(2)预置值。也叫设定值。预置值即编程时设定的延时时间的长短。PLC定时器采用时基计数及与预置值比较的方式确定延时时间是否到达。预置值在使用梯形图编程时，标在定时器功能框的“PT”端。定时器的定时时间为T=0.1PT×S(秒)。式中：T为实际定时时间，PT为设定值，S为分辨率。(3)一个定时器号不能同时用作TOF和TON。例如，不能既有TON：T32，又有TOF：T32。(4)每个当前值的计数是多重时基的。例如，以10ms为时基，当前值50代表lOmsx50=500ms；以lOOms为时基，则当前值代表lOOmsx50=5000ms。定时器可能在其时基(1ms、10ms或lOOms)内任何时间起动，由于定时器的计时间隔与程序的扫描周期并不同步，所以PT的预置值必须大于最小需要的时间间隔。例如，使用l0ms定时器实现140ms的延时(时间间隔)，预置值应设为15(10ms×l5=150ms)；若使用lms定时器要确保56ms的时间间隔，预置值应设为57(1ms×57=57ms)。5.2.7计数器工作原理及其使用梯形图指令符号中CU—增1计数脉冲输入端；CD—减1计数脉冲输人端；R—复位脉冲输入端；LD—减计数器的复位脉冲输入端。编程范围C0～C255;PV预置值最大范围32767。5.3S7-200系列功能指令1.比较指令2.传送类令返回↑5.4程序控制类指令5.4.1.跳转及标号指令（注意）(1)由于跳转指令具有选择程序段的功能。在同一程序且位于因跳转而不会被同时执行程序段中的同一线圈不被视为双线圈。双线圈指同一程序中，出现对同一线圈的不同逻辑处理现象，这在编程中是不允许的。(2)可以有多条跳转指令使用同一标号。但不允许一个跳转指令对应两个标号的情图5-29跳转指令实例况，即在同一程序中不允许存在两个相同的标号。(3)在跳转条件中引入上升沿或下降沿脉冲指令时，跳转只执行一个扫描周期，但若用特殊辅助继电器SM0.0作为跳转指令的工作条件，跳转就成为无条件跳转。5.4.2循环指令FOR和NEXT1.循环指令功能循环开始指令FOR：用来标记循环体的开始。循环结束指令NEXT：用来标记循环体的结束。无操作数。2.参数说明在使用时必须给FOR指令指定当前循环计数(INDX)、初值(INIT)和终值(FINAL)。INDX操作数：VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、T、C、AC、*VD、*AC和*CD；属INT型。INIT和FINAL操作数：VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、T、C、AC、常数、*VD、。AC和*CD；属INT型。﹙说明﹚(1)FOR、NEXT指令必须成对使用。(2)FOR和NEXT可以循环嵌套，嵌套最多为8层，但各个嵌套之间不可有交叉现象。(3)每次使能输入(EN)重新有效时，指令将自动复位各参数。(4)初值大于终值时，循环体不被执行。5.4.3子程序指令﹙例子﹚5.4.4暂停、结束和看门狗复位指令指令1.结束指令END／MEND结束指令的功能是结束主程序，它只能在主程序中使用，不能在子程序和中断服务程序中使用。梯形图结束指令直接连在左侧电源母线时，为无条件结束指令(MEND)，不连在左侧母线时，为条件结束指今(END)。条件结束指令在使能输入有效时，终止用户程序的执行返回主程序的第一条指令执行(循环扫描工作方式)。无条件结束指令执行时(指令直接连在左侧母线，无使能输入)，立即终止用户程序的执行，返回主程序的第一条指令执行。2.暂停指令STOP暂停指令的功能是使能输入有效时，立即终止程序的执行，CPU工作方式由RUN切换到STOP方式。在中断程序中执行STOP指令，该中断立即终止，并且忽略所有挂起的中断，继续扫描程序的剩余部分，在本次扫描的最后，将CPU由RUN切换到STOP3.看门狗复位指令WDR（WatchDogReset）看门狗复位指令的功能是使能输入有效时，将看门狗定时器复位。在没有看门狗错误的情况下，可以增加一次扫描允许的时间。若使能输入无效，看门狗定时器定时时间到，程序将中止当前指令的执行，重新启动，返回到第一条指令重新执行﹙注意﹚使用WDR指令时，要防止过渡延迟扫描完成时间，否则，在终止本扫描之前，下列操作过程将被禁止(不予执行)：通信(自由端口方式除外)、I／O更新(立即I/O除外)、强制更新、SM更新(SMO，SM5-SM29不能被更新)、运行时间诊断、中断程序中的STOP指令。扫描时间超过25s，10ms和100ms定时器将不能正确计时。应用实例