S7200-SMART-PLC-应用教程电子课件廖常初.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,说,明,与编程软件有关的教学内容请在教学时以软件演示为主，可参考视频教程中的讲法。在教案中仅给出提示。,课件中的图都是书中的，作者和出版社对这些图拥有版权，请不要用到正式出版物中。,希望能得到各位老师使用教材的情况，例如学时数、讲课的内容和实验内容。衷心希望老师们对教材和课件提出宝贵的意见。作者,E-mail,：,liaosun,。,廖常初,2014,年,9,月,22,日,注：原课件分章节，此处进行了合并,S7-200 SMART PLC,基础教程,重庆大学 廖常初主编,第,1,章,PLC,的硬件与工作原理,1.1,S7-200 SMART,系列,PLC,1.1.1,PLC,的基本结构,1,CPU,模块,CPU,模块主要由,CPU,芯片和存储器组成。,2,I/O,模块,I/O,模块,是,输入（,Input,）模块和输出（,Output,）模块,的,简称,。,输入模块用来采集输入信号,，,输出模块用来控制,外部的负载和执行器。,I/O,模块还有电平转换与隔离的作用。,3,编程软件,STEP 7-Micro/WIN SMART,用来,生成和编辑,用户,程序，,和,监控,PLC,的运行,。,4,电源,S7-200 SMART,使用,AC 220V,电源或,DC 24V,电源。,还,可以为输入电路和外部的电子传感器提供,DC 24V,电源。,1.1.2,S7-200 SMART,的特点,1.S7-200 SMART,的亮点,1,）品种丰富，配置灵活，,10,种,CPU,模块，,CPU,模块最多,60,个,I/O,点，标准型,CPU,最多可以配置,6,个扩展模块，经济型,CPU,价格便宜。,2,）有,4,种可安装在,CPU,内的信号板，使配置更为灵活。,3,）,CPU,模块集成了以太网接口和,RS-485,接口，可扩展一块通信信号板。,4,）场效应管输出的,CPU,集成了,100kHz,的,2,路或,3,路高速脉冲输出，集成了,S7-200,的位置控制模块的功能。,5,）使用,Micro SD,（手机存储卡）可以实现程序的更新和,PLC,固件升级。,6,）编程软件界面友好，编程高效，融入了更多的人性化设计。,7,）,S7-200 SMART,、,SMART LINE,触摸屏、,V20,变频器和,V80/V60,伺服系统完美整合，无缝集成。,2,先进的程序结构,3,灵活方便的存储器结构，大多数存储区可以按位、字节、字和双字读写。,4,简化复杂编程任务的向导功能,5,强大的通信功能,6,支持文本显示器和三种系列的触摸屏。,7,强大的运动控制功能,1.2 S7-200 SMART,的硬件,1.2.1,CPU,模块,1,CPU,模块的技术规范,标准型,CPU SR20/SR30/SR40/SR60,、,CPU ST20/ST30/ST40/ST60,，可扩展,6,个扩展模块，,SR,和,ST,分别是继电器输出和晶体管输出。经济型的,CPU CR40/CR60,价格便宜，不能扩展。定时器,/,计数器各,256,点。,4,点输入中断，,2,个定时中断。,CPU SR60/ST60,的用户存储器,30KB,，用户数据区,20KB,，最大数字量,I/O 252,点。标准型,CPU,最大模拟量,I/O 36,点，,4,点,200kHz,的高速计数器，晶体管输出的,CPU,有,2,点或,3,点,100kHz,高速输出。,2,CPU,模块中的存储器,PLC,的程序分为操作系统和用户程序。,RAM,（随机存取存储器）,的,工作速度高、价格便宜、改写方便。,断电后,储存的信息丢失。,ROM,（只读存储器）只能读出，不能写入。,断电后,储存的信息,不会,丢失。,EEPROM,（可以电擦除可编程的只读存储器）,的数据可以读出和改写，断电后,信息,不会,丢失。,写入数据的时间比,RAM,长，改写的次数有限制。,用,EEPROM,来存储用户程序和需要长期保存的重要数据。,1.2.2,数字量扩展模块与信号板,1,数字量输,入,电路,有,8,点输入、,8,点输出模块，,16,点、,32,点输入,/,输出模块。输出模块有,DC 24V,和继电器两种。,1M,是同一组输入点各内部输入电路的公共点。输入电流为数毫安。,外接触点接通时，发光二极管亮，光敏三极管饱和导通；,反之,发光二极管熄灭，光敏三极管截止，信号经内部电路传送给,CPU,模块。,电流从输入端流入为漏型输入，反之为源型输入。,图,1-4,输入电路,2,数字量输出电路,继电器,输出电路,可以驱动直流负载,和,交流负载,，,承受瞬时过电压和过电流的能力较强，动作速度慢，动作次数有限。,场效应管输出电路,只能,驱动直流负载,。,反应速度快、寿命长，过载能力稍差。,3.,信号板,SB AQ01,：,1,点模拟量输出信号板。,SB DT04,：,2,点数字量直流输入,/2,点数字量场效应管输出。,SB CM01,：,RS485/RS232,信号板。,SB BA01,：电池信号板，使用,CR1025,纽扣电池，保持时间大约一年。,1.2.3,模拟量扩展模块,1,PLC,对模拟量的处理,模拟量输入模块将,模拟量转换,为多位,数字量。模拟量输出模块将,PLC,中的,多位,数字量转换为模拟量电压或电流,。,有,4AI,、,2AO,、,4AI/2AO,、,2,路热电阻、,4,路热电偶模块。,2,模拟量输入模块,EM AE04,有,4,种量程（,0,20mA,、,10V,、,5V,和,2.5V,）。电压模式的分辨率为,11,位,+,符号位，电流模式的分辨率为,11,位。,单极性满量程输入范围对应的数字量输出为,0,27648,。双极性满量程输入范围对应的数字量输出为,27648,+27648,。,3,将模拟量输入模块的输出值转换为实际的物理量,【,例,1-1】,压力变送器（,0,10MPa,）的输出信号为,DC 4,20mA,，模拟量输入模块将,0,20mA,转换为,0,27648,的数字量，设转换后得到的数字为,N,，试求以,kPa,为单位的压力值。,解：,4,20mA,的模拟量对应于数字量,5530,27648,，压力的计算公式为,4,模拟量输,出,模块,EM AQ02,有,10V,和,0,20mA,两种量程，对应的数字量分别为,27648,+27648,和,0,27648,。,满量程时电压输出和电流输出的分辨率,分别为,10,位,+,符号位和,10,位。,5,热电阻扩展模块与热电偶扩展模块,温度测量的分辨率为,0.1C/0.1F,，电阻测量的分辨率为,15,位,+,符号位。,1.2.4 I/O,的地址分配与外部接线,用系统块组态硬件时，编程软件自动地分配各模块和信号板的地址。,硬件组态演示,1.3 PLC,的工作原理,1.3.1,用触点和线圈实现逻辑运算,用逻辑代数中的,1,和,0,来表示数字量控制系统中变量,的,两种相反的工作状态,。,线圈通电,、,常开触点接通,、,常闭触点断开,为,1,状态，反之为,0,状态。,在波形图中，用高,、低,电平,分别,表示,1,、,0,状态。,图,1-7,基本逻辑电路,图,1-8,异步电动机主电路、控制电路与波形图,按下起动按钮,SB1,，电流经,SB1,和,SB2,的触点流过,KM,的线圈。,KM,的,主,触点闭合,，,电动机开始运行,。,KM,的辅助常开触点同时接通。,放开起动按钮，,SB1,的常开触点断开，电流经,KM,的辅助常开触点和,SB2,的常闭触点流过,KM,的线圈。,KM,常开,触点,的,功能称为“自锁”或“自保持”。,图,1-9,中的继电器电路称为起动,-,保持,-,停止电路，简称为起保停电路。逻辑代数式为,逻辑代数式,中的加号表示逻辑“或”，乘号（,或,*,号）表示逻辑“与”,，,上划线表示逻辑“非”,。,逻辑运算的规则为先“与”后“或”,，括号优先,。,1.3.2 PLC,的工作原理,初始化后,PLC,反复,不停地分,5,个,阶段处理各种任务,。,每次循环的时间称为扫描周期。,1.,读取输入,外部输入电路接通时,对应的过程映像输入寄存器为,ON(1,状态,),梯形图中对应的常开触点闭合，常闭触点断开。反之过程映像输入寄存器为,OFF(0,状态）。,2.,执行用户程序,如果没有跳转指令，,CPU,逐条顺序地执行用户程序。执行程序时，对输入,/,输出的读写通常是通过,过程,映像,输入,/,输出,寄存器，而不是实际的,I/O,点,。,3.,通信,处理,4.CPU,自诊断,测试,图,1-9,扫描过程示意图,5.,改写输出,梯形图中,某一输出位,的线圈,“,通电,”,，对应的,过程映像输出寄存器,中的二进制数,为,1,，对应的硬件继电器的常开触点闭合，外部负载通电。反之外部负载断电。,可用中断程序和立即,I/O,指令提高,PLC,的响应速度。,8,PLC,的工作过程举例,在读取输入阶段，,SB1,和,SB2,的常开触点的接通,/,断开状态,被,读入相应的过程映像输入寄存器。,图,1-11 PLC,外部接线图与梯形图,LDI0.1,OQ0.0,ANI0.2,=Q0.0,执行第一条指令时，从过程映像输入寄存器,I0.1,中取出二进制数，存入堆栈的栈顶。,执行第二条指令时，从过程映像输出寄存器,Q0.0,中取出二进制数，与栈顶中的二进制数相“或”，运算结果存入栈顶。,执行第三条指令时，因为是常闭触点，取出过程映像输入寄存器,I0.2,中的二进制数后，将它取反,，,与前面的运算结果相“与”,后,，存入栈顶。,执行第四条指令时，将栈顶中的二进制数传送到,Q0.0,的过程映像输出寄存器。,在修改输出阶段，,CPU,将各过程映像输出寄存器中的二进制数传送给输出模块并锁存起来，如果,Q0.0,中存放的是二进制数,1,，外接的,KM,线圈将通电，反之将断电。,填空题,1)PLC,主要由,、,、,和,组成。,2),继电器的线圈“断电”时，其常开触点,，常闭触点,。,3),外部输入电路断开时，对应的输入过程映像寄存器为,状态，梯形图中对应的常开触点,，常闭触点,_,。,4),若梯形图中输出,Q,的线圈,“通,电,”,，对应的输出过程映像寄存器为,状态，在修改输出阶段后，继电器型输出模块中对应的硬件继电器的线圈,，其常开触点,，外部负载,。,第,2,章,STEP 7-Micro/WIN SMART,编程软件使用指南,2.1,编程软件概述,2.1.1,编程软件的界面,1,安装编程软件,操作系统可以是,Windows XP SP3,、,32,位和,64,位的,Windows 7,。,双击,setup.exe,，开始安装，使用默认的安装语言,简体中文,。可以选择软件安装的目标文件夹。,2,项目的基本组件,1,）程序块包括主程序（,OB1,）、子程序和中断程序，统称为,POU,（程序组织单元）。,2,）数据块用于给,V,存储器赋初值。,3,）系统块用于硬件组态和设置参数。,4,）符号表用符号来代替存储器的地址，使程序更容易理解。,5,）状态图表用来监视、修改和强制程序执行时指定的变量的状态。,3,快速访问工具栏，可自定义工具栏上的命令按钮。,4,菜单,带状式菜单功能区的最小化、打开和关闭。,5,项目树与导航栏,项目树文件夹的打开和关闭，右键功能的使用，单击打开导航栏上的对象。项目树宽度的调节。,6,状态栏,插入（,INS,）、覆盖（,OVR,）模式的切换，梯形图缩放工具的使用。,2.1.2,窗口操作与帮助功能,1,打开和关闭窗口,2,窗口的浮动与停靠，定位器的作用,3,窗口的合并,4,窗口高度的调整,5,窗口的隐藏与停靠,6,帮助功能的使用,（,1,）在线帮助：单击选中的对象后按,F1,键。,（,2,）用帮助菜单获得帮助,单击,“,帮助,”,菜单功能区的,“,帮助,”,按钮，打开在线帮助窗口。,用,目录浏览器寻找帮助主题,。,双击索引,中的,某一关键词，可以获得有关的帮助。,在“搜索”选项卡输入要查找的名词，单击“列出主题”按钮，将列出所有查找到的主题。,计算机联网时单击,“,帮助,”,菜单功能区的,“,支持,”,按钮，打开西门子的全球技术支持网站。,2.2,程序的编写与下载,2.2.1,创建项目,1,创建项目或打开已有的项目，可打开,S7-200,的项目。,2,硬件组态,用系统块生成一个与实际的硬件系统相同的系统，设置各模块和信号板的参数。硬件组态给出了,PLC,输入,/,输出点的地址，为设计用户程序打下了基础。,组态演示。,3,保存文件,4,控制要求,2.2.2,生成用户程序,1,编写用户程序,2,对程序段的操作,梯形图中的,一个,程序段,只能有一块不能分开的独立电路,。,语句表允许将若干个独立电路对应的语句放在一个网络中,，这样的程序段不能转换为梯形图。,选中单个、多个程序段或单个元件，可,删除,、,复制、剪切、粘贴选中的,对象,。,3,单击工具栏上的按钮，打开和关闭,POU,注释和程序段注释。,4,单击工具栏上的“编译”按钮，编译程序。,输出窗口显示,出,错误和警告,信息。,下载之前自动地对程序进行编译,。,5,设置程序编辑器的参数,单击“工具”菜单功能区的“选项”按钮，打开“选项”对话框，选中“,LAD,”，可设置网格的宽度和字符属性等。选中“,LAD,”下面的“状态”，可以设置梯形图程序状态监控时的参数。,选中“常规”，,可设置指令助记符等。选中“项目”，可设置默认的文件保存位置。,2.2.3,以太网组态,1,以太网用于,S7-200 SMART,与编程计算机、人机界面和其它,S7 PLC,的通信。,2,MAC,地址是以太网端口设备的物理地址，,6,个字节用短划线分隔，例如,00-05-BA-CE-07-0C,。,3,IP,地址由,4,个字节组成，用小数点分隔。,4,子网掩码由,4,个字节组成，高位是连续的,1,，低位是连续的,0,，子网掩码将,IP,地址划分为子网地址和子网内的节点地址。,S7-200 SMART CPU,出厂时默认的,IP,地址为,192.168.2.1,，子网掩码为,255.255.255.0,。,5,网关是局域网之间的链路器。,6,用系统块设置,CPU,的,IP,地址,如果选中多选框“,IP,地址数据固定为,”，不能用“通信”对话框和用户程序中更改,IP,信息。“背景时间”一般采用默认值。,同一子网中各设备的,IP,地址中的子网地址和子网掩码应完全相同，各设备的子网内的地址不能重叠。,7,用通信对话框设置,CPU,的,IP,地址,用“网络接口卡”列表设置使用的以太网网卡，单击“查找,CPU,”按钮，显示出网络上所有可访问的设备的,IP,地址。“闪烁指示灯”按钮用来确认谁是选中的,CPU,。,8,在用户程序中可用指令,SIP_ADDR,设置,CPU,的,IP,信息。,9,设置计算机网卡的,IP,地址,Windows XP,操作系统：双击控制面板中的“网络连接”，右键单击所用网卡的连接图标，执行“属性”命令。选中列表中的“,Internet,协议（,TCP/IP,）”，单击“属性”按钮，设置计算机的,IP,地址和子网掩码。,Windows 7,操作系统：单击控制面板的“查看网络状态和任务”，再单击,“,本地连接,”,，单击,“,属性,”,按钮，选中列表框中的,“,Internet,协议版本,4”,，单击,“,属性,”,按钮，设置计算机的,IP,地址和子网掩码。,2.2.4,下载与调试用户程序,1,以太网电缆的安装与通信设置,两台设备可以直接连接，多台设备需要使用交换机或路由器。,2,下载程序,单击工具栏上的“下载”按钮,，如果弹出“通信”对话框并且找到的,CPU,的,IP,地址正确无误，单击“确定”按钮，出现下载对话框。用户可以用多选框选择要下载的块，单击“下载”按钮，开始下载。只选中“选项”区的“成功后关闭对话框”,3,读取,PLC,信息,单击“,PLC,”菜单功能区的“,PLC,”按钮，显示,PLC,的状态和实际的模块配置。可查看时间日志和扫描速度。,4,上传项目组件,新建一个空的项目，单击工具栏上的“上传”按钮。,5,更改,CPU,的工作模式,编程软件与,PLC,之间建立起通信连接后，单击工具栏上的运行按钮和停止按钮。,6,运行和调试程序,在,RUN,模式用外接的,小开关模拟按钮,信号,和过载信号,。,2.3,符号表与符号地址的使用,1,打开符号表,在符号表中定义的符号属于全局变量，可以在所有的,POU,中使用它们。单击导航栏或双击项目树的符号表图标，打开符号表。,2,专用的符号表,可用右键菜单命令删除或打开,I/O,符号表或系统符号表。不能直接改写,POU,符号表的内容。,3,生成符号,左边两列是地址重叠和未使用的符号列，绿色波浪下划线表示未定义的符号。红色的文本表示有语法错误，红色波浪下划线表示用法无效。,4,用右键菜单命令生成用户符号表,5,表格的通用操作,调节列的宽度，用右键菜单命令插入新的行，用,键,在表格的底部增添一个新的行，按,TAB,键光标将移至右边下一个单元格。,单击最左边的行号，选中整个行。,单击某个单元格，,按住,Shift,键,，单击对角线的单元格，,同时选中矩形范围内所有的单元格。,删除、复制和粘贴选中的对象。,6,用右键菜单命令在程序编辑器和状态图表中定义、编辑和选择符号。,7,单击“符号”列和“地址”列的列标题，对符号表排序。,8,切换地址的显示方式,单击“视图”菜单功能区的“符号”区域中的按钮、单击工具栏上的,“,切换寻址,”,左边和右边的按钮、使用,Ctrl+Y,键，在三种符号显示方式之间切换。,9,单击工具栏上的,“,符号信息表,”,按钮，打开或关闭符号信息表。,2.4,用编程软件监控与调试程序,2.4.1,用程序状态监控与调试程序,1,梯形图的程序状态监控,将程序下载到,PLC,后，单击工具栏上的按钮，启用程序状态监控。,时间戳不匹配的处理。,梯形图中蓝色表示带电和触点、线圈接通。,红色方框表示指令执行,出错,。灰色表示无能流、指令被跳过、未调用、或处于,STOP,模式。,用外接的小开关,模拟按钮信号,，观察程序状态的变化。,执行右键快捷菜单中的“强制”、“写入”等命令。,图,2-22,中的,T38,和它的常闭触点产生,周期,为,2s,的,锯齿波。,MB10,每,2s,加,1,。,用,“暂停状态开,/,关”按钮,启动和关闭,T38,当前值的采集。,2,语句表程序状态监控,切换到语句表编辑器后单击“程序状态”按钮,，出现“时间戳不匹配”对话框。操作数,3,的右边是逻辑堆栈中的值。最右边的列是方框指令的使能输出位（,ENO,）的状态。用外接的小开关,模拟按钮信号,，观察程序状态的变化。,单击“工具”菜单功能区的“选项”按钮，选中“选项”对话框左边窗口“,STL,”下面的“状态”，可以设置监控语句表程序状态的内容。,2.4.2,用状态图表监控与调试程序,1,打开和编辑状态图表,在程序运行时，用状态,图,表来读、写、强制和监控,PLC,中,感兴趣,的变量。,双击指令树的“状态,图,表”文件夹中的“,图表,1,”，,或单击导航栏上的按钮，,打开状态,图,表,。,2,生成要监控的地址,在状态,图,表的“地址”列键入要监控的变量的地址，用“格式”列更改显示格式。,格式,BOOL,监控的是,T,、,C,的,位,，格式“有符号”,监控,的,是,T,、,C,的,当前值。,可将,符号表中的符号或地址复制到状态,图,表的“地址”列。,3,用右键菜单中的命令或状态图表工具栏上的按钮创建新的状态图表。,4,单击工具栏上的“图表状态”按钮，起动和关闭状态图表的监控功能。,5,STOP,模式或未启动监控功能时，用工具栏上的按钮单次读取状态信息。,7,趋势视图,趋势,视,图用随时间变化的曲线跟踪,PLC,的状态数据。,启动状态,图,表监控功能后，单击工具栏上的趋势,视,图按钮，切换表格视图与趋势,视,图。,可,用右键菜单中的命令，修改趋势,视,图的时间基准,。用,工具栏上的“暂停趋势图”按钮,，,“冻结”,和“解冻”,趋势,视,图,。,2.4.3,写入与强制数值,1,写入数据,单击工具栏上的“写入”按钮，将状态,图,表的“新值”列所有的值传送到,PLC,，并在“当前值”列显示出来,。,在程序状态监控时，用右键菜单中的命令改写某个操作数的值。,在,RUN,模式时修改的数值可能很快被程序改写,为,新的数值，不能用写入功能改写物理输入点（地址,I,或,AI,）的状态。,2,强制的基本概念,可以强制所有的,I/O,点，还可以同时强制最多,16,个,V,、,M,、,AI,或,AQ,地址。强制的数据用,EEPROM,永久性地存储。,可以通过对输入点的强制来调试程序。,3,强制的操作方法,将要强制的值,16#1234,键入,VW0,的“新值”列，单击工具栏上的“强制”按钮,，,VW0,被,显式强制、,VB0,和,V1.3,被隐式强制，,VW1,被部分隐式强制。,取消对单个操作数的强制：,选择一个被显式强制的操作数，单击工具栏上的“取消强制”按钮,。,单击工具栏上的按钮,取消全部强制。,关闭状态图表监控时，,单击工具栏上的按钮,，,读取全部强制,。,4,STOP,模式下强制,应先按下“调试”菜单功能区的“,STOP,下强制”按钮。,2.4.4,调试用户程序的其他方法,1,使用书签,单击,工具栏上的按钮,，生成和删除书签。可以用,工具栏上的,按钮使光标,移动到下一个或上一个标有书签的,程序段。,2,单次扫描,在,STOP,模式,单击“调试”菜单功能区的“执行单次”按钮，执行一次扫描后，自动回到,STOP,模式，,可以观察首次扫描后的状态。,3,多次扫描,在,STOP,模式,单击“调试”菜单功能区的“执行多次”按钮，,指定扫描的次数,，执行完后自动返回,STOP,模式。,4,交叉引用表,用于检查程序中参数当前的赋值情况，防止重复赋值。编译程序成功后才能查看交叉引用表。,2.5,使用系统块设置,PLC,的参数,2.5.1,组态,PLC,的参数,1,系统块概述,系统块用于,CPU,、信号板和扩展模块的组态，下载后生效。,2,设置,PLC,断电后的数据保存方式,选中系统块中的,CPU,模块，选中,“,保持范围,”,，设置,V,、,M,、,C,和,TONR,（有记忆接通延时定时器）,的地址偏移量（起始地址）和元素数目。上电时,定时器位和计数器位,被清除。断电时,CPU,将设置的保持性存储器的值保存到永久存储器。,3,组态系统安全,单击左边窗口的,“,安全,”,，默认的是完全权限，没有密码。最低权限禁止读写。设置了“不允许上传”，有密码也不能上载程序。密码由字母、数字和符号的组成，区分大小写。系统块下载后，密码才起作用。,选中,“,限制,”,多选框，禁止通过通信改写,I,、,Q,、,AQ,、,M,存储区和用“偏移量”和“字节数”设置的,V,存储区。,选中“允许”多选框，通过串行端口，无需密码，可以更改,CPU,的工作模式和读写实时时钟。,4,设置启动方式,只能用编程软件工具栏上的按钮来切换,RUN/STOP,模式。启动模式,LAST,用于程序开发或调试，正式投运后应选,RUN,模式。,5,清除,PLC,的存储区,CPU,在,STOP,模式时，单击“,PLC,”菜单功能区的,“,清除,”,按钮，可删除选中的块。如果忘记了密码，需要在,STOP,模式插入专门为此创建的“复位为出厂默认存储卡”（见,8.3.2,节）。,2.5.2,组态输入输出参数,1,组态数字量输入的滤波器时间,为了消除触点抖动的影响，应选,12.8ms,。,2,组态脉冲捕捉功能,脉冲捕捉功能,锁存,输入状态的变化,，,保存到下一次输入刷新,。,脉冲捕捉功能在输入滤波器之后，使用脉冲捕捉功能时，必须同时调节输入滤波时间,。,3,组态数字量输出,选中“将输出冻结在最后,一个,状态”，从,RUN,模式变为,STOP,模式时，所有数字量输出点将保持,RUN,模式最后,的状态。,如果,未选“冻结”模式，,进入,STOP,模式各输出点的状态用输出表来设置。,4,组态模拟量输入,设置模拟量信号的类型和测量范围，干扰抑制频率一般设为,50Hz,。采用平均值滤波，可选“无、弱、中、强”。滤波后的值是预选的采样次数的各次模拟量输入的平均值。,5,组态模拟量输出,设置模拟量信号的类型和测量范围，,“将输出冻结在最后,一个,状态”,选项的意义与数字量输出的相同。,第,3,章,S7-200 SMART,编程,基础,3.1 PLC,的编程语言与程序结构,IEC 61131-3,标准的,5,种编程语言：,1),顺序功能图,(Sequential Function Chart),；,2),梯形图,(Ladder Diagram,，,LAD),；,3),功能块图,(Function Block Diagram,，,FBD),；,4),指令表,(Instruction List),，西门子叫语句表（,STL),；,5),结构文本,(Structured Text),。,1,顺序功能图用来编制顺序控制程序，将在第,5,章详细介绍。,2.,梯形图（,LAD,）,程序被划分为若干个,程序段，,一,个程序段,只能有一块独立电路。触点接通时有“能流”流过线圈。,“,能流”只能从左向右流动。,3.,语句表（,STL,）,程序由指令组成，适合程序设计经验丰富的程序员使用。,4.,功能块图（,FBD,）类似于数字逻辑电路，国内很少使用。,5.,结构文本是,为,IEC 61131-3,标准创建的一种专用的高级编程语言。,6.,编程语言的相互转换和选用,在编程软件中，可以选用梯形图、功能块图和语句表。,梯形图中输入信号（触点）与输出信号（线圈）之间的逻辑关系一目了然，易于理解。设计复杂的数字量控制程序时建议使用梯形图语言。,语句表程序输入方便快捷，可以为每条语句加上注释，便于复杂程序的阅读。,7.S7-200 SMART,的程序结构,1,）主程序,OB1,是程序的主体，每次扫描都要执行主程序。每个项目都必须有且只能有一个主程序。,2,）子程序仅在被调用时执行，使用子程序可简化程序代码、减少扫描时间。,3,）,中断程序用来,及时处理不能事先预测何时发生的中断事件。,在中断事件发生时由,PLC,的操作系统调用中断程序。,8.S7-200 SMART,与,S7-200,的指令基本上相同。,3.2,数据类型与寻址方式,3.2.1,数制,1,二进制数,（,1,）用,1,位二进制数表示数字量,二进制数的,1,位,只能为,0,和,1,。,用,1,位二进制数,来表示开关量的两种不同的状态，,线圈通电,、,常开触点接通,、,常闭触点断开,为,1,状态（,ON,），反之为,0,状态（,OFF,）。二进制位的,数据类型为,BOOL,（布尔）型。,（,2,）多位二进制数,多位二进制数用来表示大于,1,的数字。从右往左的第,n,位（最低位为第,0,位）的权值为,2,n,。,2#0000 0100 1000 0110,对应的十进制数为,（,3,）有符号数的表示方法,用二进制补码来表示有符号数，最高位为符号位，最高位为,0,时为正数，反之为负数。正数的补码是它本身，最大的,16,位二进制正数为,2#0111 1111 1111 1111,（,32767,）。,将正数的补码逐位取反（,0,变为,1,，,1,变为,0,）后加,1,，得到绝对值与它相同的负数的补码。例如将,1158,的补码,2#0000 0100 1000 0110,逐位取反后加,1,，得到,1158,的补码,1111 1011 0111 1010,。,2,十六进制数,十六进制数用于简化二进制数的表示方法，,16,个数为,0,9,和,A,F,（,10,15,），,4,位二进制数对应于,1,位十六进制数，例如,2#1010 1110 0111 0101,可以转换为,16#AE75,（或,AE75H,）,。,十六进制数,“逢,16,进,1”,，第,n,位的权值为,16,n,。,16#2F,对应的十进制数为,2,16,1,15,16,0,47,。,3,BCD,码（,Binary Coded Decimal,）是各位按二进制编码的十进制数，,“逢,10,进,1”,，,用,4,位二进制数来表示,1,位十进制数，每一位只能是,2#0000,2#1001,。,4,位,BCD,码对应于,16,位二进制数，允许范围为,16#9999,16#0000,。,BCD,码用于,PLC,的输入和输出。,拨码开关用来设置多位十进制参数值，,PLC,用输入点读取的多位拨码开关的输出值就是,BCD,码,。用,16#,表示,BCD,码,，,图,3-5,的拨码开关的输出为,2#1000 0010 1001,，其,BCD,码为,16#829,。,电梯的楼层数转换为,BCD,码后，,分,别,送给译码驱动芯片,4547,。,3.2.2,数据类型,1,位：二进制,位（,bit,）的数据类型为,BOOL,（布尔）。,I3.2,中的,I,表示输入，,3,是字节地址，,2,是字节中的位地址（,0,7,）。,2,字节,一个字节（,Byte,）由,8,个位数据组成，,IB3,由,I3.0,I3.7,这,8,位组成。,3,字和双字,相邻的两个字节组成一个字（,Word,），相邻的两个字或,4,个字节组成一个双字（,Double Word,）。,用,VB,100,的地址编号作为,VW100,和,VD100,的地址编号。,组成字和双字的,编号最小的字节,VB100,为,VW100,和,VD100,的最高位字节,。,字节、字和双字都是无符号数，它们的数值用,16#,表示。,4,16,位整数,INT,和,32,位双整数,DINT,都是有符号数。最高位为符号位。,5,32,位浮点数（,REAL,，实数）可以表示为,1.,m,2,E,，,IEEE,标准格式的浮点数的,格式为,1.,m,2,e,，,最高位为符号位,。,指数,e=E,+127,，为,8,位正整数。,第,0,22,位,是,尾数的小数部分,m,，,第,23,30,位,是指数,部分,e,。,在编程软件中，用小数表示浮点数。,6,ASCII,码字符：美国信息交换标准代码。用单引号表示，例如,AB12,。,7,字符串的数据类型为,STRING,，由若干个,ASCII,码字符组成，第一个字节是字符串的长度（,0,254,），后面的每个字符占一个字节。字符串用双引号表示，例如,”LINE2”,。,3.2.3 CPU,的存储区,1,过程映像输入寄存器（,I,）：外部输入电路接通时对应的过程映像输入寄存器为,ON,（,1,状态），反之为,OFF,（,0,状态）。,2,过程映像输出寄存器（,Q,）：梯形图中,Q0.0,的线圈,“,通电,”时,，输出模块中对应的硬件继电器的常开触点闭合。,3,变量存储器（,V,）：用来存放程序执行的中间结果和有关数据。,4,位存储器（,M,）：,类似于继电器控制系统的中间继电器,，,32,个字节。,5,定时器存储器（,T,）：定时器、计数器的当前值为,16,位有符号整数，定时器位用来描述定时器的延时动作的触点的状态。,6,计数器存储器（,C,）：计数器用来累计其计数脉冲上升沿的次数。计数器位用来描述计数器的触点的状态。,7,高速计数器（,HC,）：用来累计比,CPU,的扫描速率更快的事件。当前值为,32,位有符号整数。,8,累加器（,AC0,AC3,）：,32,位，可以按字节、字和双字来访问累加器中的数据。按字节、字只能访问累加器的低,8,位或低,16,位。常用于向子程序传递参数和从子程序返回参数，或用来临时保存中间的运算结果。,9,特殊存储器（,SM,）,特殊存储器,用于,CPU,与用户,程序,之间交换信息,。,SM0.0,一直为,ON,；,SM0.1,仅在执行用户程序的第一个扫描周期为,ON,。,SM0.4,和,SM0.5,分别提供周期为,1,分钟和,1,秒的时钟脉冲。,SM1.0,、,SM1.1,和,SM1.2,分别为零标志、溢出标志和负数标志。,10,局部存储器（,L,）：各,POU,都有自己的,64,字节的局部存储器，仅仅在它被创建的,POU,中有效。作为暂时存储器，或给子程序传递参数。,同一调用级别的,POU,的局部变量使用分配给它们的公用的物理存储器,。,11,模拟量输入,(AI),：,AI,模块将模拟量按比例转换为一个字的数字量。,AI,地址应从偶数字节开始（例如,AIW2,），,AI,为只读数据。,12,模拟量输出,(AQ),：,AQ,模块将一个字的数字值按比例转换为电流或电压。,AQ,地址应从偶数字节开始（例如,AQW2,），用户不能读取,AQ,。,13,顺序控制继电器（,S,）：用于顺序控制编程（见,5.4,节,），,32,字节。,I,、,Q,、,V,、,M,、,S,、,SM,和,L,存储器区均可以按位、字节、字和双字来访问,。,3.2.4,直接寻址与间接寻址,直接寻址指定了存储器的区域、长度和位置，例如,VB200,。,间接寻址给出一个被称为地址指针的存储单元的地址，,32,位地址指针里存放的是真正的操作数的地址。只能用,V,、,L,或累加器作指针。,间接寻址可用于访问,I,、,Q,、,V,、,M,、,S,、,AI,、,AQ,、,SM,，以及,T,和,C,的当前值。不能访问单个位（,bit,）地址、,HC,、,L,存储区和累加器。,指令,“,MOVD&VB200,AC1,”,将,VB200,的地址,&VB200,传送给,AC1,。,指令,“,MOVW *AC1,AC0,”,将指针,AC1,所指的,VW200,中的数据（*,AC1,）传送给,AC0,。,用指针访问相邻的下一个,字节,时，指针值加,1,；访问字时，指针值加,2,；访问双字时，指针值加,4,。,【,例,3-1,】,从,0,时开始，某发电机计划发电时每个小时,的,有功功率给定值被依次存放在,VW100,VW146,中。,VD20,中,是从,实时时钟读取的小时值，用间接寻址读取当时的功率给定值，送给,VW30,。,LD SM0.0,MOVD&VB100,VD10/,表的起始地址送,VD10,+D VD20,VD10/,起始地址加偏移量,+D VD20,VD10,MOVW*VD10,VW30/,读取表中的数据,一个字由两个字节组成，地址相邻的两个字的地址增量为,2,（两个字节），所以用了两条加法指令。在上午,8,时，,VD20,的值为,8,，执行两次加法指令后,VD10,中为,VW116,的地址。,3.3,位逻辑指令,3.3.1,触点指令与堆栈指令,1,标准触点指令,常开触点对应的位地址为,ON,时，该触点闭合,。,常闭触点对应的位地址为,OFF,时，该触点闭合,。,2,输出指令,输出指令（,=,）对应于梯形图中的线圈。梯形图中两个并联的线圈用两条相邻的输出指令来表示。,【例,3-2,】已知图,3-11,中,I0.1,的波形，画出,M0.0,的波形。,在,I0.1,的下降沿之前，,I0.1,为,ON,，它的两个常闭触点均断开，,M0.0,和,M0.1,均为,OFF,，其波形用低电平表示。,在,I0.1,的,下降,沿，,I0.1,和,M0.1,的,常闭,触点,同时,闭合，,M0.0,变为,ON,。,从,I0.1,下降,沿之后的第二个扫描周期开始，,M0.1,为,ON,，其常闭触点断开，使,M0.0,为,OFF,。,M0.0,只是在,I0.1,的,下降,沿,ON,一个扫描周期。,交换上下两行电路，,M0.0,的线圈不会通电。,3,逻辑堆栈的基本概念,S7-20