s7-200PLC软件结构

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1、可编程序控制器主讲：张波第三章 S7-200系列PLC软元件结构PLC可等效为由多个输入继电器、输出继电 器、定时器、计数器、寄存器、内部辅助 继电器和一些特殊功能继电器等软元件组 成的集合体。3.1 S7-200系列PLC存储空间及地址分配3.1.1 存储器与存储空间 3.1.2 数据存储空间 3.1.3 数据空间地址分配方法 返回本章首页3.1.1 存储器与存储空间v S7-200所用的内部存储器分EEPROM和RAM两种。 v 主要功能： 为PLC提供程序存储空间（存储监控程序和应用程序） 、参数存储空间（存储相关参数）和数据存储空间（ 存储数据）。 为PLC提供内部软元件。PLC内部的

2、每一个软元件对应 着EEPROM或RAM参数空间或数据空间中的一个位（bit ）、一个字节（byte）用B表示、一个字（word）用W 表示、双字（double word）用D表示。v 存储空间分为程序空间、参数空间和数据空间。 程序空间用于存放监控程序和用户程序。该空间分 配给程序存储器EEPROM 参数空间用于存放PLC配置结构参数和区域参数等 。如保护口令、PLC站地址、停电记忆保护区、强 制操作的信号设定等。PLC内部的部分软元件也属 于此空间，该空间分配给存储器EEPROM 数据空间用于存放PLC的输入信号、程序执行的中 间状态、计时值、计数值、输出结果和PLC所用的 内部工作寄存器

3、、部分软元件等。数据一部分在 EEPROM中，一部分在RAM中。3.1.2 数据存储空间 S7-200的数据空间分为数字量空间和模拟量空间 v 开关量输入的数据存入数字量空间的输入映像寄存器 中，该区定义为I； v 开关量输出的数据存入数字量空间的输出映像寄存器 中，该区定义为Q； v 模拟量输入的数据存入模拟量空间的模拟量输入区， 该区定义为AI； v 模拟量输出的数据存入模拟量空间的模拟量输出区， 该区定义为AQ；数据空间还包括： v 内部标志位寄存器（M） v 内部特殊标志继电器（SM） v 内部变量存储器（V） v 局部变量存储器（L） v 计时器（T） v 计数器（C） v 顺序控制

4、寄存器（S） v 高速计数器（HSC） v 累加器（AC）3.1.3 数据空间地址分配方法v S7-200PLC数据存储空间分为： 输入地址 输出地址 内部地址 v 每一类地址分为 数字量空间 模拟量空间v S7-200PLC采用“字节位”编址规则，即“识别符字 节地址小数点位号” v 识别符：用于区别地址类型和存储器空间区域。如I数 字量输入、Q数字量输出、SM特殊标志寄存器。 v 字节地址：用于指定存储器空间中的字节、字、双字 或起始地址。如IB0、MW10、VD100等。 v 小数点：用于分割字节地址和该字节的位号，位号是 表示该字节中的某一位，它是07之间的某个数。如 I2.0、Q3.

5、4、M8.2、SM6.71、输入地址编码S7-200PLC输入地址包括： 基本单元的数字量输入地址 扩展单元的数字量输入地址 扩展单元的模拟量输入地址每个扩展模块的地址由其类型在I/O链上的位置决定， 并以基本单元的I/O位起点开始分配 （1）数字量输入地址S7-200PLC开关量输入以8点（1个字节）为组进行分配 ，数字输入地址的识别符为I，每一个输入点对应于输 入映像寄存器（IB）中的每个位。（2）模拟量输入地址S7-200PLC基本单元不带模拟量输入，可以采用扩展方式连接 模拟模块来扩展模拟通道的。模拟量输入是以每一路为组进行分配，模拟量输入地址识别 符为AI。每一路模拟量输入占2个字，

6、但实际只使用1个字，地 址编号为AIW，对应输入映像寄存器AIB。模拟通道的地址编号不是连续的，每一路模拟量虽只用1个字 ，但占用两个字的连续编号空间。每一路模拟量输入转换的分辨率都为12位，其数据存入对应 的输入映像寄存器AIB的两个字节中。如AIW0模拟量输入转换 后的12位数据被存入AIB0和AIB1中，AIB1存入的是低8位， AIB0的低4位存入的是转换后数据的高4位。AIB0中的高4位用 户不能使用。2、输出地址编号S7-200PLC输出地址包括： 基本单元的数字量输出地址 扩展单元的数字量输出地址 扩展单元的模拟量输出地址 （1）数字量输出地址S7-200PLC开关量输出以8点（

7、1个字节）为组进行分配， 数字输出地址的识别符为Q，每一个输入点对应于输出映像 寄存器（QB）中的每个位。输出映像寄存器的未用位可作为 内部标志位使用。（2）模拟量输出地址S7-200PLC基本单元不带模拟量输出，也采用扩展 方式连接模拟模块来扩展模拟通道的。模拟量输出是 以每一路为组进行分配，模拟量输出地址识别符为AQ 。每一路模拟量输出占2个字，但实际只使用1个字， 地址编号为AQW，对应输入映像寄存器AQB。 3、内部软元件地址编号S7-200内部软元件地址编号方法按其功能分类，以 其功能名称定义，并对各个位进行编址。3.2 S7-200PLC内部软元件v S7-200PLC内部软元件分

8、布在参数空间和数据空间中，它 们的功能是相互独立的。 v 有固定地址，其地址编号采用八进制数码。3.2.1 I/O软继电器I/O软继电器是PLC与控制系统连接的等效接口器件 。输入软继电器接收控制系统的输入信号，输出软继电器 给控制系统输出控制信号。 1、输入软继电器S7-200PLC的每一个输入端子对应内部的一个输入软继 电器，定义为输入继电器I。地址分配采用“字节位”编制方式。功能：相当于一个具有无限次常开/常闭触点的继电器 ，用来接收从外部敏感元件或开关元件发来的信号。输入软继电器只能由外部信号驱动，不能由程序控制 改写，其触点也不能直接输出带动负载。2、输出软继电器 v S7-200P

9、LC的每一个输出端子对应内部的一个输出软继 电器，定义为输出继电器Q v 地址分配采用“字节位”编制方式。 v 功能：输出软继电器的对外输出触点直接接到输出端 子，控制外部负载，其内部的软触点使用次数不限。 v 输出软继电器实际是通过输出映像寄存器中的相应位 对PLC输出端子进行控制，它只能由程序内部指令来驱 动，使其触点接通或断开，因此它只有一个触点能对 外直接输出带动负载 v 输出软继电器有无数个内部常开/常闭触点供编程使用 。3、I/O软继电器工作过程 v 输入软继电器接收PLC输入端子的状态信号，在每个程 序扫描周期开始时被采样，采用结果存入输入映像寄 存器， v 在程序执行阶段，CP

10、U对输入或输出的操作实际是对内 部输入或输出映像寄存器的操作，并不直接涉及输入 或输出端点及软继电器，即在程序执行阶段，I/O软继 电器的状态保持不变。 v 最后，输出映像寄存器的内容被传送给输出软继电器 ，输出软继电器将其触点状态传送到输出端子。 v 在程序执行阶段，PLC使用I/O映像寄存器作为I/O软继 电器的暂存缓冲器。程序执行有如下特点：程序在扫描开始时同步采样所有输入点并存入输入映像寄存 器。 一方面可使输入映像寄存器内容不变，从而保持被控制系统 获得更好的稳定性。 另一方面由输入软继电器及时接收外部端子输入信号的变化 ，从而保证对控制信号的实时采样。程序执行完毕后，CPU从输出映

11、像寄存器取出内容，一次性 刷新所有输出继电器，同时改变所有实际输出端子状态，使被 控制系统有更好的同步性。I/O点软继电器只能以位为单位进行读入或输出，映像寄存 器能以位、字节、字或双字进行存取，具有更好的灵活性；而 且存取映像寄存器的速度高于存取I/O点的速度，程序执行得更 快。可以使用直接I/O指令对输入软继电器和输出软继电器进行 存取。3.2.2 变量寄存器（V）主要用于模拟量控制、数据运算、参数设置等。可按位、字 节、字或双字操作。分为一般变量寄存器和断电保护变量寄存 器。分布在数据空间的RAM中，可进行读写操作。所有变量寄存器统称位数据块1（DB1），其内容通过对PLC 的数据装载操

12、作在EEPROM和RAM中互相复制。 PLC在每次通电后，先检查RAM中DB1的数据是否丢失。 若RAM正被超级电容进行保持，则EEPROM 中DB1非保持的部 分内容被复制到RAM的非保持变量寄存器中； 若RAM未被超级电容进行断电保持，则EEPROM 中整个DB1的 映像内容都被复制到RAM中。 PLC在每次上电时都要恢复DB1非保持变量寄存器的内容，其 他内容只是在数据丢失时才会从EEPROM 中复制恢复。3.2.3 内部标志位寄存器（M）v 也称为内部软继电器或中间辅助继电器。为程序执行 的中间状态或其他控制信息提供信息暂存区。不能直 接驱动外部负载。 v 可以以位、字节、字或双字为单

13、位使用。 v CPU22X系列有256个，编号是M0.0-M31.7。其中 MB0-MB13是断电永久保护区，其内容每次掉电时会 自动保存。3.2.4 特殊标志位寄存器（SM）v 提供大量的状态和控制功能，并能起到在PLC和用户程序 之间交换信息的作用。可以以位、字节、字或双字为单位 使用。S7-200系列的CPU22X有SM0-SM299的非连续的特殊 标志寄存器，并分为只读区域（SM0-SM29）和可读写区域 （SM30-SM299）。编号为SM0.0-SM299.7。3.2.5 局部寄存器（L）v 存放局部变量，有64个字节的局部寄存器。地址编码 为LB0.0-LB63.7可进行位、字节

14、、字或双字访问。 v 其中60个可用作暂时存储器或者给子程序传递参数局部寄存器与变量寄存器的区别： v 变量寄存器是全局有效，可以被任何程序存取（如主程序、 子程序、中断程序）局部寄存器是局部有效，只能在特定程 序中存取。 v PLC分别给主程序、各级子程序嵌套和各中断程序分配64个局 部寄存器，各级子程序和各中断程序不能访问主程序的局部 寄存器，各级子程序和各中断程序也不能互访对方的局部寄 存器。 v 在执行主程序时，分配给子程序和中断程序的局部寄存器是 不存在的，即此时局部寄存器不起作用。 v 当执行子程序和中断程序时，分配给它们的局部寄存器才被 使用。 v 局部寄存器在分配PLC时不进行

15、初始化，初值可能是任意的。 v 局部寄存器在传递参数过程中不接收值。 v 当子程序调用过程中传递参数时，在被调用子程序的局部寄 存器中，由CPU代替被传递的参数。3.2.6 定时器(T)和计数器(C)1、定时器（T） v 用来累计时间增量的寄存器 v CPU22X提供256个定时器。地址编码为T0-T255。1ms定 时器4个、10ms定时器16个、100ms定时器236个、66个 定时器有断电保持功能。每个定时器有1个当前值寄存 器和一个状态位。 v 带位操作的指令存取定时器状态位，带字操作的指令 存取定时器当前值。分为接通延时定时器（TON）、有 记忆接通延时定时器（TONR）和断开延时定

16、时器(TOF)2、计数器（C） v 用来累计其输入端脉冲电平由低到高的次数。 v CPU22X提供256个定时器，地址编码为C0-C255，每个计 数器占用1个字。每个计数器有1个当前值寄存器和一个 状态位。 v 带位操作的指令存取计数器状态位，带字操作的指令存 取计数器当前值。计数指令包括：加计数(CTU)、减计 数(CTD)和加/减计数(CTUD)。任何计数器可用指令定义 位加或减计数器。3.2.7 高速计数器(HSC)v 用于记录频率比PLC扫描速度更快的外部输入脉冲信号 。对扫描处理程序不能检测的外部事件进行计数。 v CPU224和CPU226有6个，地址编号为HSC0-HSC5；CPU221 和CPU222有四个，地址编号为HSC0、 HSC3、 HSC4、 HSC5。 v 每个高速计数器具有一个带符号的32位计数值（或称当 前值）。当直接存取高速计数器的当前值时，一般只可 以读取，而且对当前值必须以双字为单位进行存取。 v HSC0和HSC4是多用途计数器，HS