s7-200基本指令.ppt

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1、第六章 可编程控制器的基本指令,1、西门子S7-200系列和三菱FX2N系列PLC,2、PLC内数据区的划分及其不同功能（编程元件）,3、PLC的基本指令,4、梯形图的编程规则,5、基本指令编程举例,S7-200和FX2N的配置及技术性能,主机也称为基本单元，采用一体化结构，将CPU、存储器、输入输出接口及电源等都集成在一个模块内，结构紧凑体积小。 主机具有输入、输出端口，通信端口、扩展模块连接口等,S7-200,FX2N,S7-200外形结构,通信端口,状态指示灯,电源输入及 信号输出端子,信号输入端子 电源输出端子,扩展I/O连接,EEPROM匣,FX2N外形结构,描述主机性能的常用指标,

2、本机数字量输入 本机数字量输出 本机模拟量输入 本机模拟量输出 数字I/O映象区 模拟I/O映象区 允许最大的扩展I/O模块 允许最大的智能模块 脉冲捕捉输入 高速计数器 总数 单相计数器 两相计数器 脉冲输出 ,定时器总数 1ms 10ms 100ms 计数器总数 内部存储器位掉电保持 时间中断 边沿中断 模拟电位器 布尔量运算执行时间 时钟 卡件选项,S7-200的常用指标,DC/DC/DC: 24V DC电源供电 24V DC输入 24V DC输出 DC/DC/继电器：100230V AC电源供电 24V DC输入 继电器输出,FX常用指标,S7-200的扩展,主机（CPU模块）,扩展模

3、块,扩展模块分为两大类 1、输入和输出量扩展 DI扩展模块、DO扩展模块 DI和DO混合扩展模块 AI扩展模块、AO扩展模块 2、智能扩展模块 各种网络通信模块 定位控制模块等 允许扩展的模块数由PLC的型号决定。,FX的扩展,1、2 ：扩展单元和扩展模块 3、4：模拟量、定位控制、高速计数器等 5：特殊串行通信适配器,S7-200的网络应用（PPI）,PPI：点对点通信。只有图中的PC机才能发出通信请求。 这种方式可实现程序的下载和上传，利用PC对多台PLC进行编程和调试。,S7-200的网络应用（MPI）,MPI：多点通信。有多台主叫设备可发出通信请求，被呼叫的从动设备向主叫方传递相关信息

4、。主叫设备可以是PC、操作面板或被指定的PLC。用于现场的人机交互或现场PLC间的协调配合。,S7-200的网络应用（PROFIBUS）,第六章 指令系统,一、数据类型 二、存储器区域 三、编程语言及指令系统 1、编程语言 2、逻辑运算器的结构及其管理 3、编程中应注意的几个问题 4、常用基本指令,PLC中的RAM和ROM存储器,EEPROM：为防掉电，备份RAM的部分内容。用户程序、CPU配置完全备份，而用户数据部分备份，用户需要保护数据应存入指定区域。,RAM,EEPROM,上电时，对应内容自动复制到RAM,CPU配置及用户程序完成后，通过下载，才能改变其中内容。,S7-200数据区的功能

5、划分（一）,数字量输入的存储区（也称输入继电器）,数字量输出的存储区（也称输出继电器）,通常用作模拟变量（数值量）的存储区,中间继电器的存储区（也称辅助继电器）,子程序的局部变量存储区,顺序控制继电器的存储区,特殊功能继电器的存储区,以上各区可按位、字节、字或双字存取数据,S7-200存取数据的不同方式,0,7,1,2,3,4,5,6,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,位号,字节偏移地址,双字存取,字存取,字 节 存 取,区,位存取,按位存取的寻址方法,I、Q、V、M、S、SM、L区可按位存取 按位存取的地址由三部分组成 如： I7.5 所在字节的位号 分隔符 字节偏移地址

6、区域标识符 M区中字节偏移地址为10，位号为3 的地址如何表示？,按字节、字、双字存取的寻址,可按字节、字、双字存取的区域有： V、I、Q、M、S、L、SM 被访问单元的地址如下，由三部分组成： VB100 起始字节的偏移地址 存取数据的宽度（B、W、D） 区域的标识符,不同存取方式的数据表示方法,VB100,0,7,0,7,8,15,16,23,24,31,VW100,VD100,VB100,VB100,VB101,VB100,VB101,VB102,VB103,字节存取,字存取,双字存取,低位字节组成数据的高8位。 高位字节组成数据的低8位。,寻址方式的课堂练习,指出图中相同颜色单元的地址

7、 分别指出MD6、MB5、MW8和M10.6是那些单元,S7-200数据区功能划分（二）,定时器,计数器,高速计数器,累加器,模拟量输入缓存区,模拟量输出缓存区,这些区域存放的是“软功能器件”，不同器件有不同的数据存取规定。,这些区域可按位、字节、字、双字存取数据。,T区的功能与寻址,T区设置了256个定时器，用于计数时钟脉冲的个数,PLC内部可发出1ms、10ms或100ms三种时钟脉冲。 每个定时器设一个字单元存储设定值,一个字单元计数脉冲数，另一个位单元是状态标志，定时到，该位被置成1 反之为零。亦称“软时间继电器”,0,15,T,T,计时单元,状态标志,定时器地址是T。（-0255）

8、定时器的几个单元是相同的地址，由于使用的条件不同，易于区分。,C区的功能与寻址,C区设置了256个计数器。用于计数外部输入脉冲数 计数器设一个字单元存储设定值，一个字单元计脉冲数。另一个位单元作为状态标志，计数到，该位被置成1，计数未到，该位是0。,0,15,计数单元,状态标志,C25,C25,计数器地址是C。（-0255） 计数器的几个单元是相同的地址，由于使用的条件不同，易于区分。,HC区的功能与寻址,HC区设置了46高速计数器，计数外部高速事件，计数的频率不受扫描周期的影响。 计数单元双字长，只能读，不能写。没有状态标志。,0,7,8,15,16,23,24,31,HC0,Byte,By

9、te,Byte,Byte,高速计数器地址是HC。（-05）。,模拟量输入存储区(AI),每个模拟量占一个字。低字节为高8位，高字节为低8位,AI区,AI区只能按图示的编址方法，按字存取。即地址中的编号是偶数,模拟量输出存储区（AQ）,每个模拟量占一个字。低字节构成高8位，高字节构成低8位。,0,7,1,2,3,4,5,6,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,AQW0,AQW2,AQW4,AQ区,AQ区编址的原理和方法同AI区。,AC区,AC区有4个32位的累加器（AC0、AC1、AC2、AC3） 用于存放中间运算结果，也可用于程序间的数据传递。 数据可按字节、字或双字存取。,外

10、部输入和输出与内部存储的映像关系,扩展模块1,扩展模块2,扩展模块3,扩展模块4,扩展模块5,基本单元主机,DI队:1 DO队:1,DI队:2 DO队:2,DI队:3,DO队:3,AI队:1 AO队:1,AI队:2 AO队:2,扩展模块在扩展队列中可随意放置。映像单元分配地址时，按数字量和模拟量、输入和输出不同类型排队（见图示）。,对数字量模块，I区和Q区从0号字节开始，自动以1个字节为单位按序向各自的队列进行分配，模块获得的字节数以满足最低需要为准,对模拟量模块，AI和AQ自动以2个存储单元（即2个字）为单位按序向各自的队列进行分配。模块获得的单元数以满足最低需要为准,课堂练习：确定内存映像

11、的地址,PLC位逻辑运算器（位堆栈）,Stact 0 Top of the stact,Stact 1,Stact 2,Stact 3,Stact 4,Stact 5,Stact 6,Stact 7,Stact 8,逻辑运算器以位为单元存放数据，类似堆栈有多层结构，只有栈顶具有逻辑运算功能，其余各层用于数据缓存。 西门子S7-200就是这种9层结构。,LD （LOAD）操作（将操作数取至栈顶）,iv8被覆盖,LD前,LD后,指令格式:LD bit bit：位地址 执行结果：bit单元存放的结果nv压入栈顶，栈内原内容依序下移。,逻辑与操作（A 、 AN）,指令格式: A bit 执行结果: S

12、0=iv0nv （nv是bit单元存放的内容）,操作前,操作后,逻辑或操作（O、ON）,指令格式：O bit bit：位地址 执行结果：S0=iv0+nv （nv是bit单元存放的内容）,操作前,操作后,小结,1、PLC内数据存储分为RAM和ROM两个区，用户编程主要涉及RAM区。 2、RAM被分成若干不同的功能区。不同区域的基本功能、寻址方法、存取数据的类型是PLC应用的基础。 3、理清外部输入输出设备在RAM区的映像关系是编程前的基本准备工作。 4、掌握输入输出映像区在内外数据交换过程中的作用是准确应用指令的关键。,返回,PLC的编程语言,IEC1131-3是国际电工委员会制订的可编程控制

13、器的编程语言标准。 共规定了五种编程语言。 1、梯形图（Ladder diagram） 2、功能块图（Function block diagram） 3、指令表（Instruction list） 4、结构文本（structured text） 5、顺序功能图（Sequential function chart）,S7-200 提供梯形图、功能块图、语句表(STL） 三种编程语言。 在程序编辑中，这三种语言可相互转换。 SIMATIC 同时提供了SIMATIC和IEC1131-3两种体系供选择。,S7-200指令系统,共有19类 位逻辑指令定时器指令计数器指令 程序控制指令子程序指令中断指令

14、比较指令高速计数器指令脉冲输出指令 传送指令数字运算指令移位和循环指令 字符串指令转换指令逻辑操作指令 表指令时钟指令通讯指令 编码和解码指令,标准触点（Standard Contacts）,bit,bit,LAD,LDbit LDNbit Abit ANbit Obit ONbit,Bit：位地址 该指令是从数据区读取bit指定位。 LAD：Bit单元为1时，常开触点闭合，反之常闭触点闭合。 STL：LD 、A 、O分别表示从Bit单元取出一位进行压入栈顶、栈顶相与，栈顶相或的操作。 LDN、AN、ON则是取“非”进行上述相同操作。,STL,标准触点应用举例,程序名,注释,LDI0.0/I0

15、.0压入栈顶 OI0.1/栈顶存放的结果 OR I0.1的结果存栈顶 ANI0.2/栈顶存放的结果 AND I0.2的结果存栈顶 =Q0.1/栈顶的内容拷贝至Q0.1,立即触点（Immediate Contacts）,bit,bit,LAD,I,I,STL语句 LDIbit LDNIbit AIbit ANIbit OIbit ONIbit,执行该指令，不是从数据区取数，而是直接从与bit对应的端口取数 LAD：端口状态为1，常开触点闭合，反之断开。 STL：LDI 、AI 、OI分别表示从Bit对应的端口取出一位进行压入栈顶、栈顶相与，栈顶相或的操作。 LDNI、ANI、ONI则是取“非”进

16、行上述相同操作,取反指令（Not）,LAD,NOT,STL语句 NOT,STL：该指令将栈顶内容取反后存入栈顶 LAD：执行该指令将取反之前的逻辑运算结果,LDIO.0 AI0.1 =QO.O NOT =Q0.1,NOT指令执行效果比较,I0.0,I0.1,Q0.0,Q0.1,正负跳变指令Positive, Negative Transition,LAD,P,N,STL EU ED,根据栈顶由off-to-on或者on -to- off的跳变控制栈顶的状态。 STL： 该指令前面的运算结果发生off-to-on跳变，EU维持栈顶 “1”状态一个扫描周期。 该指令前面的运算结果发生on-to-o

17、ff跳变，ED维持栈顶 “1”状态一个扫描周期。 LAD：在上述相同条件下，两指令都维持“电流”通过一个扫描周期,跳变指令示意,将LAD指令写成STL指令，加深对程序执行过程的理解。,跳变指令将信号的跳变转换成持续仅一个扫描周期的短脉冲。或者可理解成把即将开始的较长过程转换成一种起始信号（有何意义）,输出线圈（Output）,STL：执行指令，栈顶的当前状态写入bit 指定位。 LAD：该指令前面的逻辑运算结果为“1”，bit指定的线圈“通电”，反之则“断电”。,bit,LAD,STL语句 = bit,立即输出（Output Immediate）,bit,LAD,STL语句 =I bit,I,

18、STL：该指令把栈顶当前内容写入Q区bit位的同时，还直接写至bit对应的端口，无须等待输出刷新阶段。 LAD：该指令前面逻辑运算结果为“1”，bit指定的线圈“通电”，与之相对的端口同步“通电”。反之“断电”。 该指令只能针对Q区应用，注意与输出指令比较,置位复位线圈（Set, Reset N Bits）,bit,LAD,S,N,R,bit,N,STL语句 Sbit，N Rbit，N,LAD：该指令前面的运算结果为“1”，线圈“通电”，置位或者复位从bit开始的连续N位（ N可由1到 255 ） STL：执行该指令时，若栈顶是“1”，置位或者复位从bit开始的连续N位。 复位指令在复位定时器

19、和计数器的状态位时，同时清零计数单元。,置位复位指令举例,I0.1,I0.2,Q0.2 to 0.7,立即置位复位指令,执行立即置位或立即复位指令时，无须等待输出刷新，即可将从bit开始的连续N位及其对应的外部设备置位或复位。N可由1到 128。 该指令只能针对Q区应用。,bit,LAD,SI,N,RI,bit,N,STL语句 SIbit，N RIbit，N,定时器指令,1、TON指令（通电延时定时器）,2、TOF指令（断电延时定时器）,3、TONR指令（保持型通电延时定时器）,4、定时器的时标,5、定时器的刷新,TON指令(通电延时定时器),PT：定时长短的设定值（16位整形数）。可是常数，

20、也可是直接寻址或指针寻址的变量 IN：使能端（布尔变量），该端“1”启动计时。定时到，标志位置位，并继续计时直至32767。该端“0”复位定时器。 Txxx：定时器地址（xxx：0-255） 。,LAD:,TON定时器的用法及特点,LAD,3,I2.0,T33,Q0.5,TON （延时通定时器）工作特点,使能端 （ IN ）为“1”时，开始计时 当计时值（ Txxx 单元内容）等于预定值PT时，状态位置位 计时值达到预定值后继续计时，直至最大值32767 使能端（IN）为“0”时，清零计时单元和状态位 清零计时单元和状态位，还可借助复位指令（R） TON定时器单个时间间隔的计时,返回,TOF指

21、令（断电延时定时器）,LAD:,PT：设定值（16位整形数）。可是常数，也可是直接寻址或指针寻址的变量 IN：使能端（布尔变量），该端由“0”到“1”正跳清零计时单元，置位标志单元。负跳时启动定时，定时到复位标志位，同时停止计时。 Txxx：定时器地址（xxx：0-255） 。,TOF定时器的用法及特点,LAD:,TOF （断电延时定时器）工作特点,使能端（IN）为“1”时，状态位置位，计时单元清零 IN端由 “1” 到 “0” 跳变时开始计时 计时达到预定值，状态标志位复位，同时停止计时 IN端为“0”的时间小于预定时间，状态位将保持ON状态。 RESET指令可用于TOF复位。,返回,TON

22、R 指令（积算型延时通定时器）,LAD:,PT：定时长短的设定值（16位整形数）。可是常数，也可是直接寻址或指针寻址的变量 IN：使能端（布尔变量），该端为“1”启动定时、为“0”，停止计时。 Txxx：定时器的地址（xxx：0-255） 。,TONR定时器的用法及特点,10,I2.1,LAD:,TONR （保持型延时通）工作特点,使能端（IN）为“1”时，开始计时 计时值等于预定值PT，状态标志位置位 计时值达到预定值后，继续计时直至最大值32767 IN为“0”时，停止计时，计时单元内容被保持 只能用复位指令（R）清除计时单元并复位状态位 TONR定时器用于累计固定时间间隔的脉冲。,返回,

23、定时器的时标,定时器是计数时标脉冲的个数。其周期称为时标，定时的长短等于脉冲数乘以时标。 S7-200型提供三种时标的计数器供选择。这三种计数器的时标分别为1ms、10ms、100ms。 由于定时器的计数单元统一都是16位，应根据定时的长短选用恰当的定时器。,定时器的分配情况,设计举例一,要求: 启动时，电机D1启动 3s后电机D2启动 再过5s后电机D3启动,I/O分配： I0.0：启动按钮 I0.1：停车按钮 Q0.0：电机D1 Q0.1：电机D2 Q0.2：电机D3,返回,设计举例2-闪烁控制,初始阶段,为保证T1下次定时,需在T2定时后及时复位T1,为保证T2下次定时,需在T2定时后及

24、时复位T2,闪烁控制的核心是利用两个计数器在输出端产生周期及占空比皆可调的脉冲。如下图Q端输出的脉冲。,T,T1定时的条件：启动指令或则T2定时到。 T2定时的条件：T1定时到。 T1复位可用的条件：Q=1 T2复位可用的条件：Q=0,Q0.0,SM0.0,Q0.0,M0.0,R,T1,2,I0.0,T2,M0.1,T1,M0.1,M0.0,Q0.0,M0.0,M0.1,T1,T2,Q0.0,R,S,Q0.0,1,2,50,20,SM0.0只在第一扫描周期中维持”1”状态 用来进行初始化.,T1控制信号,T2控制信号,T1到置位Q0.0,T2到复位Q0.0,计数器指令,计数器分三种类型 加计数

25、（CTU） 减计数（CTD） 加减计数（CTUD）,CTU指令（加计数）,Cxxx：计数器编号（xxx：0-255），用于寻址 PV：预置值（16位整型），可是常数，也可是直接寻址或指针寻址的变量 CU：加计数脉冲输入端 R： 布尔变量，该端正跳变请零计数器，为“0”允许计数，为”1“禁止计数。 PV：计数的设定值。,CTU C , PV,LAD:,STL:,CTU指令的用法,LDI2.1 LDI2.2 CTUC48,4,返回,4,I2.1,I2.2,CTD 指令（减计数 ）,CTD C , PV,LAD:,STL:,CD端的正跳沿触发计数。计数以减1的方式进行。 当计数值等于零时，置位状态位

26、，并停止计数。. LD 端置位，将预定值（PV）移入计数单元，同时复位状态位。 可用复位指令同时复位计数单元和状态位。,CTD 指令的用法,LDI3.0 LDI2.0 CTUC50,3,返回,CTUD指令（加减计数）,CU CTUD CD R PV,C,CTUD C , PV,LAD:,STL:,CU 端的正跳沿触发加计数，CD端的正跳沿触发减计数。 R为“0”允许计数，为”1“禁止计数并清零计数器， 当计数值大于等于预定值PV ，置位状态位。 加到32767后，下个加计数脉冲使计数值变成最小值-32768。减到 -32768后，下个减脉冲将使计数值变成最大值32767。 也可用复位指令同时复

27、位计数单元和状态位。,CTUD指令用法,LDI4.0 LDI3.0 LDI2.0 CTUC50,4,返回,计数器应用举例：产品数量检测,（每24个产品 机械手动作1次）,电机起动后，M0.1产生宽度为一个扫描周期的正脉冲，使C10和T37复位,起、停传送带电机,Q0.0,I0.0,I0.1,Q0.0,Q0.0,Q0.1,M0.1,P,T37,M0.1,I0.2,Q0.0,M0.1,C10,T37,C10,测到一个产品，I0.2产生一个正脉冲，使C10计一个数。,C10每计24个数，机械手动作一次,机械手动作后，延时2秒，机械手的电磁铁切断，同时C10复位。C10复位后，Q0.1和T37也复位,

28、C10,CU CTU R PV,24,20,十字路口的红绿灯控制,东,北,5min,5min,闪5下,闪5下,0,1,2,3,定时器的刷新,定时器是计数时标脉冲的个数。何谓时标？,定时器刷新的概念 定时器每接受一个脉冲就应在其计数单元累加1，当计数达到设定值时，还须置位状态标志。,PLC中的计数器有两种不同的实现形式，,设计例,1、问题描述： 按下按钮I0.0，Q0.0变成“1”并自保持； I0.1接受到3个脉冲后(用C1计数)，T37开始定时； T37定时5秒后，Q0.0变为零状态，同时C1被复位； 用户程序开始运行时，应复位计数器C1。 2、确定内部对象 Q0.0 T37（TON100ms

29、）PT=50 C1（CTU）PV=3,返回,第四节 编程规则,用梯形图编程时要了解PLC逻辑运算的规则，并注意与继电器控制的区别。 梯形图由若干支路组成，每条支路是一个独立运算式。 PLC按照由上到下，从左至右的顺序执行梯形图指令。,1、并联时，应该将串联触点多的回路摆在上方,请根据PLC的运算规则，说明为什么？,2、串联时，应该将其中的并联回路摆在左方,左轻右重,左重右轻,请根据PLC的运算规则，说明为什么？,串联时，应该将其中的并联回路摆在左方,3、触点应画在水平线上，不能画在垂直分支线上,请根据PLC的运算规则及梯形图的特点，说明为什么？,4、输出线圈及运算处理框，必须写在一行的最右面，它们右边不能再有任何触点存在,5、重新整理运算式，简化运算层次,返回,