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项目一PLC入门项目一PLC入门任务一可编程控制器的构成及工作原理任务二S7-200系列PLC的硬件与编程元件的认识任务三S7-200系列PLC的编程软件及使用项目一PLC入门任务二S7-200系列PLC的硬件与编程元件的认识S7-200系列PLC是西门子公司推出的一种小型PLC，它以紧凑的结构、良好的扩展性、强大的指令功能、低廉的价格，已成为目前各种小型控制工程的理想控制器。一、任务目标(1)熟悉PLC的系统结构。(2)熟悉并掌握PLC的外部接线。(3)熟悉并掌握S7-200PLC的编程语言。(4)熟悉并掌握PLC的存储器的数据类型、CPU的存储区、直接与间接寻址。项目一PLC入门二、任务分析本任务从PLC的系统结构入手，分析CPU模块、数字量扩展模块、模拟量扩展模块等以及S7-200系列PLC的外部接线、编程语言与编程元件，为完成后续各项任务打下基础。项目一PLC入门三、相关知识(一) S7-200系列PLC的系统结构图1-11是典型的整体式PLC，输入/输出模块、CPU模块、电源模块均装在一个机壳内，当系统需要扩展时，可选用需要的扩展模块与基本单元连接。项目一PLC入门图1-11S7-200系列PLC外部结构实物图项目一PLC入门(1)输入接线端子：用于连接外部控制信号。在PLC底部端子盖下是输入接线端子和为传感器提供的24V直流电源。(2)输出接线端子：用于连接被控设备。在PLC顶部端子盖下是输出接线端子和PLC工作电源。(3)状态指示灯(LED)：显示CPU所处的工作状态，分别为RUN(运行)，STOP(停止)，SF(系统故障)。其作用如表1-1所示。项目一PLC入门表1-1CPU状态指示灯的作用名称状态及作用RUN运行状态(亮)执行用户程序STOP停止状态(亮)不执行用户程序，可以通过编程装置向PLC装载程序或进行系统设置SF系统故障(亮)严重出错或硬件故障项目一PLC入门(4)输入状态指示：用于显示是否有控制信号(如控制按钮、行程开关、接近开关、光电开关等数字量信息)接入PLC。(5)输出状态指示：用于显示是否有信号输出到执行设备(如接触器、电磁阀、指示灯等)。(6)扩展模块：通过扁平电缆线，连接数字量I/O扩展模块、模拟量I/O扩展模块、热电偶模块和通信模块等。(7)通信端口：支持PPI、MPI通信协议，有自由口通信能力，用以连接编程器(手持式或PC)、文本/图形显示器以及PLC网络等外围设备。(8)模拟电位器：模拟电位器用来改变特殊寄存器(SMB28、SMB29)中的数值，以改变程序运行时的参数，如定时器、计数器的预置值，过程量的控制参数等。项目一PLC入门3．S7-200系列PLC的外部接线输入/输出接口电路是PLC与被控对象间传递输入/输出信号的接口部件。各输入/输出点的通、断状态用发光二极管(LED)显示，外部接线一般在PLC的接线端子上。S7-200系列CPU22×主机的输入回路为直流双向光耦合输入电路，输出有继电器和晶体管两种类型。如CPU224PLC，一种是CPU224AC/DC/继电器型，其含义为交流24V输入电源，提供24V直流给外部元件(如传感器等)，继电器方式输出，14点输入，10点输出；一种是CPU224DC/DC/DC型，其含义为直流24V输入，提供24V直流给外部元件(如传感器等)，半导体元件直流方式输出，14点输入，10点输出。用户可根据需要选择输入、输出类型。项目一PLC入门(1)输入接线。CPU224的主机共有14个输入点(I0.0～I0.7、I1.0～I1.5)和10个输出点(Q0.0～Q0.7，Q1.0～Q1.1)。CPU224输入电路接线如图1-12所示。系统设置1M为输入端子I0.0～I0.7的公共端，2M为I1.0～I1.5输入端子的公共端。图1-12CPU224输入电路接线图项目一PLC入门图1-13CPU224晶体管输出电路接线图项目一PLC入门在继电器输出电路中，PLC由220V交流电源供电，负载采用继电器驱动，所以既可以选用直流电源为负载供电，也可以采用交流电源为负载供电。在继电器输出电路中，数字量输出分为三组，每组的公共端为本组电源的供给端，Q0.1～Q0.3公用1L，Q0.4～Q0.6公用2L，Q0.7～Q1.1公用3L，各组之间可接入不同电压等级和不同电压性质的负载电源，如图1-14所示。项目一PLC入门图1-14CPU224继电器输出电路接线图项目一PLC入门图1-15所示是CPU226DC/DC/DC的端子连接图，根据该图对PLC进行端子接线，并借助输入按钮进行试车验收。图1-15CPU226DC/DC/DC的端子连接图项目一PLC入门(1)电器元件检查与安装。配齐所有电器元件并进行质量检验和安装固定，器材清单如表1-5所示。(2)布线与安装。根据板前线槽布线操作工艺进行布线与安装。接线时，注意PLC端子接线要用别径压端子连接。项目一PLC入门表1-5器材清单序号名称型号与规格单位数量备注1三相四线电源～3×380/220V，20A处12单相交流电源～220V和36V，5A处13可编程控制器S7-200CPU224或自定台14配线板500mm×600mm×20mm块15组合开关HZ10-25/3个16交流接触器CJ10-20，线圈电压380V只37熔断器及熔芯配套RL6-60/20套38熔断器及熔芯配套RL6-15/4套29三联按钮LA10-3H或LA4-3H个210接线端子排JX2-1015，500V，10A，15节或配套自定条111木螺钉Φ3mm×20mm；Φ3mm×15mm个3012平垫圈Φ4mm个3013塑料软铜线BVR-1.5mm2，颜色自定米2014塑料软铜线BVR-0.75mm2，颜色自定米1015别径压端子UT2.5-4，UT1-4个4016行线槽TC3025，两边打Φ3.5mm2孔条517异型塑料管Φ3mm米0.2项目一PLC入门(3)试车与交付。通电试车前，要复验接线是否正确，并测试绝缘电阻是否符合要求；通电试车时，必须有指导教师在现场监护；按下输入按钮，观察PLC上对应的输入信号灯是否亮。项目一PLC入门(三) S7-200系列PLC的编程语言1．S7-200系列PLC的编程语言项目一PLC入门(三) S7-200系列PLC的编程语言1)梯形图(LAD)编程器利用LAD编辑器可以建立与电气原理图相类似的梯形图程序。梯形图是PLC编程的高级语言，很容易被PLC编程人员和维护人员接受和掌握，所有PLC厂商均支持梯形图语言编程。梯形图按逻辑关系可分为梯级或网络段，简称段。项目一PLC入门图1-16给出梯形图应用实例。LAD图例指令有三种基本形式：触点、线圈、指令盒。触点表示输入条件，例如开关、按钮控制的输入映像寄存器状态和内部寄存器状态等。线圈表示输出结果，利用PLC输出点可直接驱动照明灯、指示灯、继电器、接触器和电磁阀等负载。指令盒代表一些功能较复杂的指令，例如定时器、计数器和数学运算指令等。项目一PLC入门图1-16梯形图应用实例项目一PLC入门2)语句表(STL)编辑器语句表(STL)编辑器使用指令助记符创建控制程序，提供了不同于梯形图或功能块图编程器的编程途径。语句表类似于计算机的汇编语言，适合熟悉PLC并且有逻辑编程经验的程序员使用，并且是手持式编程器唯一能够使用的编程语言。项目一PLC入门例如，由图1-16中的梯形图程序转换的语句表程序如下：NETWORK1//网络题目(单行)LDI0.0OQ0.0ANI0.1=Q0.0NETWORK2LDQ0.0TONT33，+500项目一PLC入门3)功能块图(FBD)编辑器STEP7-Mricro/WIN32功能块图(FBD)编辑器是利用逻辑门图形组成功能块图指令系统。功能块图指令由输入、输出端及逻辑关系函数组成。用STEP7-Mricro/WIN32软件LAD、STL和FBD编辑器的自动转换功能，可得到与图1-16相对应的功能块图，如图1-17所示。项目一PLC入门图1-17梯形图程序转换的功能块图程序项目一PLC入门任务三S7-200系列PLC的编程软件及使用一、任务目标(1) STEP7-Micro/WIN编程软件的安装、通信参数设置和修改。(2) STEP7-Micro/WIN管理界面认识。(3) STEP7-Micro/WIN软件包功能认识。(4)创建项目、编程传送、监控和调试程序。(5)程序的输入及下载。项目一PLC入门二、任务分析本任务要求首先熟悉S7-200系列PLC的编程软件STEP7Micro/WIN32的使用，熟练运用编程软件，会用NETR与NETW指令实现网络通信。项目一PLC入门三、相关知识(一) STEP7-Micro/WIN编程软件的使用1．STEP7-Micro/WIN编程系统简介STEP7-Micro/WIN32是基于Windows平台的应用软件，是西门子公司专为SIMATIC系列PLC研制开发的编程软件，它可以使用通用的个人计算机作为图形编辑器，用于在线(联机)或离线(脱机)开发用户程序，并可以在线实时监控用户程序的执行状态。S7-200系列PLC利用编程软件STEP7-Micro/WIN32所提供的梯形图语言(LAD)、语句表语言(STL)及功能块图(FBD)三种编程语言可以对实际系统完成软件编程、运行及监控。项目一PLC入门2．STEP7-Micro/WIN编程软件的安装(1)操作系统要求：Windows2000/XP。(2)硬件设备要求：至少350MB以上硬盘空间、光驱、鼠标。(3)通信电缆：PC/PPI电缆(或使用一个通信处理器卡)，用来将计算机与PLC连接。项目一PLC入门(4) STEP7-Micro/WIN32编程软件在一张光盘上，用户可按以下步骤安装：①将光盘插入光盘驱动器；②系统自动进入安装向导，或在Windows资源管理器中找到并打开安装光盘上的“Setup.exe”文件，双击“运行”该文件；③按照安装向导完成软件的安装；④安装过程中，会出现“SetPG/PCInterface”窗口，决定通信方式后，确认“PC/PPIcable(PPI)”，单击“OK”按钮，程序继续安装；⑤安装结束时，会出现是否重新启动计算机的选项。选择重新启动计算机，Windows桌面上将显示STEP7-Micro/WIN的图标。项目一PLC入门3．硬件的连接可以用PC/PPI电缆建立个人计算机与PLC之间的通信，这是单主机与个人计算机的连接，不需要其他硬件，如调制解调器和编程设备等。典型的单主机连接如图1-20所示。项目一PLC入门图1-20PLC与计算机的连接示意图项目一PLC入门4．软件的功能STEP7-Micro/WIN32编程软件的基本功能是在Windows平台编制用户应用程序，它主要完成下列任务：(1)离线方式创建、编辑和修改用户程序。(2)在线方式下通过联机通信的方式上传(Upload)和下载(Download)用户程序及系统组态数据，编辑和修改用户程序。(3)在编辑程序过程中进行语法检查。使用梯形图编程时，在出现错误的地方会自动加红色波浪线；使用语句表编程时，在出现错误的语句行前自动画上红色叉，且在错误处加上红色波浪线。(4)提供对用户程序进行文档管理、加密处理等工具功能。(5)设置PLC的工作方式和运行参数，进行运行监控和强制操作等。项目一PLC入门5．SETP7-Micro/WIN32软件的使用STEP7-Micro/WIN32编程软件的窗口组件如图1-21所示。图1-21STEP7-Micro/WIN32编程软件的窗口项目一PLC入门1)程序的输入和编辑(1)建立或打开项目。双击STEP7-Micro/WIN32图标，或双击要打开的 .mwp文件可以建立新项目或打开已有的项目。项目一PLC入门(2)输入程序。输入程序时应注意：网络必须从接点开始，以线圈或没有ENO输出的指令盒结束，线圈不允许串联使用；一个程序段中只能有一个“能流”通路，不能有两条互不联系的通路。具体输入方法如下：①在指令树中选择需要的指令，用鼠标将其拖