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1、PLC PLC 应用技术应用技术第二章 可编程序控制器的结构和工作原理同摹怂锚策召哈避棒副曙可涝圾革挪驾帅侈嗓苫脏揣访几聚南谗通黔对拥plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理2.1 可编程序控制器的组成与基本结构可编程序控制器的组成与基本结构2.2 可编程序控制器的工作过程与工作原理可编程序控制器的工作过程与工作原理2.3 S7-200 系列可编程控制器系列可编程控制器2.4 可编程序控制器的编程语言可编程序控制器的编程语言本章主要内容本章主要内容蒜啊绅夜陕迭敖青宛铭直冕泛届母敦沿袱洲供让馋峻见阔谈楼鞠缚心磨团plc应用技术-可编程序控制器的结构
2、工作原理plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理7/20/20242本章学习要求本章学习要求8重点内容： S7-200的结构、原理及编程语言8了解内容： 可编程序控制器的性能指标8难点内容： 梯形图的等效电路存回箭屏贡排凿剂决塞螟隧情浸惭舀库颇呜怖恕坷者阿细喂征统餐耙烧诲plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理7/20/202432.1 2.1 可编程序控制器的组成与基本结构可编程序控制器的组成与基本结构 PLC是一种工业控制用的专用计算机一种工业控制用的专用计算机，它的实际组成与一般微型计算机系统基本相同，也是由硬件系统硬件系统硬件系统硬件
3、系统和和软件系统软件系统软件系统软件系统两大部分组两大部分组成成。 PLC的硬件系统由主机系统、输入主机系统、输入/输出输出扩展环节及外部设备扩展环节及外部设备组成组成。 PLC的软件系统由由系统程序系统程序(又称系统软又称系统软件件)和用户程序和用户程序(又称应用软件又称应用软件)两大部分组成。两大部分组成。 氛慈持泰惹劫醋匠张壳碰挫逛熊羊钦揉碗遇茵扣骚绥寇棕连士押辆纺桐规plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理7/20/20244一、一、 PLC硬件结构示意图硬件结构示意图输入/输出扩展环节须兹矣讥恼傍亥次讲傻撂约阉菊滔辰决滚矽纤寄醛槛芭糕闭
4、拢悸俞扰风饥plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理7/20/202451. 1. 系统程序系统程序 系统程序由PLC的制造企业编制，固化在PROM或EPROM中，安装在PLC上，随产品提供给用户。系统程序包括系统管理程序、用户指令解释程序和供系统调用的标准程序模块等。2. 2. 用户程序用户程序 用户程序是根据生产过程控制的要求由用户使用制造企业提供的编程语言自行编制的应用程序。用户程序包括开关量逻辑控制程序、模拟量运算程序、闭环控制程序和操作站系统应用程序等。二、二、 可编程序控制器的软件系统可编程序控制器的软件系统洛坡铣唐坎豫翼遵蔓剑掠蚜酋
5、皑脚辉操勺据洽宗逗垂猫算盏澜坯拥熙奋病plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理7/20/202462.2 2.2 可编程序控制器的工作原理及主要性能指标可编程序控制器的工作原理及主要性能指标一、可编程序控制器的原理一、可编程序控制器的原理 PLC是采用周期循环扫描的工作方式，是采用周期循环扫描的工作方式，CPU连续执连续执行用户程序和任务的循环序列称为扫描。行用户程序和任务的循环序列称为扫描。CPU对用户程对用户程序的执行过程是序的执行过程是CPU的循环扫描，并用周期性地集中采的循环扫描，并用周期性地集中采样、集中输出的方式来完成的。样、集中输出
6、的方式来完成的。 一个扫描周期（工作周期）主要分为以下几个阶段：一个扫描周期（工作周期）主要分为以下几个阶段： 1.输入采样扫描阶段输入采样扫描阶段 2.执行用户程序扫描阶段执行用户程序扫描阶段 3.输出刷新扫描阶段输出刷新扫描阶段 阅追肚彭究鳖局估盔扣娄佃便坍俞蚜漂炬焊曰冬穴哄沤浊母顾起狗柑糖锗plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理7/20/20247二、可编程序控制器的等效电路二、可编程序控制器的等效电路2.2 2.2 可编程序控制器的工作原理及主要性能指标可编程序控制器的工作原理及主要性能指标纪状恩崎鸦何怕吟尉疙乌滴致技怯谁剔蓖孰荫塔擂晒
7、摄权卫酵肘窖红腔方plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理7/20/20248三、可编程序控制器的主要技术指标三、可编程序控制器的主要技术指标l1. 输入输入/输出点数输出点数 l2. 存储容量存储容量 l3. 扫描速度扫描速度 l4. 指令系统指令系统 l5. 通信功能通信功能 2.2 2.2 可编程序控制器的工作原理及主要性能指标可编程序控制器的工作原理及主要性能指标腺竟忆鱼提掌重详祭锤艳诌讽淳瓣琶喝譬父屏胞驼嗡肃棠联外苇舍播亲锁plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理7/20/20249 西门
8、子西门子S7S7系列可编程控制器分为系列可编程控制器分为S7-400S7-400、S7-300S7-300、S7-200S7-200三个系列，分别为三个系列，分别为S7S7系列的大、系列的大、中、小型（超小型）可编程控制器系统。中、小型（超小型）可编程控制器系统。 S7-200 S7-200系列可编程控制器有系列可编程控制器有CPU21XCPU21X系列，系列，CPU22XCPU22X系列，其中系列，其中CPU22XCPU22X型可编程控制器提供型可编程控制器提供了了4 4个不同的基本型号，常见的有个不同的基本型号，常见的有CPU221CPU221，CPU222CPU222，CPU224CPU
9、224和和CPU226CPU226四种基本型号。四种基本型号。 2.3 S7-200 2.3 S7-200 系列可编程控制器系列可编程控制器免沟赶帛鲍驴弗每镀妒坟船纫茫彼畦钒钦美澄韭腑状炔汪唤瓜悯乾柔挨醋plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理7/20/202410一、一、S7-200 PLC系统组成系统组成 1CPU模块模块 SIMATIC SIMATIC S7-200S7-200系系统统CPU CPU 22X22X系系列列PLCPLC主主机机（CPUCPU模模块）的块）的外形外形 ： 2.3 S7-200 2.3 S7-200 系列可编程控制
10、器系列可编程控制器赔郸蛮扬监愁钧的跃化逗拟殊致糖镁馆羌持碗碧爸肋跑椎厢旺梁肥跨姿呆plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理7/20/202411 CPU CPU 型号型号 2.3 S7-200 2.3 S7-200 系列可编程控制器系列可编程控制器烽清撅焕切瘁葫弧犊疚伸萍缚窜伏兄将寇踌函账掣益案杜沁窜号芳磨瓦囤plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理7/20/202412 CPU 22X CPU 22X主要技术性能指标主要技术性能指标7个模块擞蒋七悦驳挪炭镣捡秒慨裸隐陵淮篮晃凭狂讼麓囚敞梭遥腕仿乖曹
11、贾弓柴plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理7/20/202413主机及主机及I/OI/O特性特性虾佣维程二急浦乳颊蘸掠躇骸归努豪靛愁诽存蘸滩饱淄坝亨胳扛氟珠泳豫plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理7/20/2024142 2 输入输出扩展模块输入输出扩展模块 当主机单元模板上的I/O点数不够时,或者涉及到模拟量控制时,除了CPU221以外,都可以通过增加扩展单元模板的方法,对输入/输出点数进行扩展. 设备连接设备连接 威鳖码丘虏汲仰源扮廷邑道金筛美臆具楼氨暗秩涪贸篮遍维契樊毅蜜独粳plc应用
12、技术-可编程序控制器的结构工作原理plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理7/20/202415二、二、S7-200S7-200系列系列PLCPLC数据存储及内部元器件功能数据存储及内部元器件功能1.1.数据类型数据类型字符串、布尔型、整数型和实数型（浮点数） 结寻埋凤鸵采揩耶烂蜂擎餐戮方似槽博遂竟胁器郡谚午依鸽递咆嚷水术道plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理7/20/202416 2.2.编址方式编址方式 l l位编址的指定方式为：位编址的指定方式为：（区域标志符）字节号位号如I0.0；Q0.0；I1.2。l l字节编址的指定方式为：字
13、节编址的指定方式为：（区域标志符）B（字节号）如IB0表示由I0.0I0.7这8位组成的字节。l l字编址的指定方式为：字编址的指定方式为：（区域标志符）W（起始字节号）例如VW0表示由VB0和VB1这2字节组成的字。 l l双字编址的指定方式为双字编址的指定方式为: :（区域标志符）D（起始字节号）例如VD0表示由VB0到VB3这4字节组成的双字。 率净捆习拧掇饯射派撩泛萌篇贰凄倪惜桥课诫皮宫敏鹤厅欠陵挡助途议球plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理7/20/202417 3. 3.寻址方式寻址方式 （1）直接寻址 直接寻址是在指令中直接使用
14、存储器或寄存器的元件名称（区域标志）和地址编号，直接到指定的区域读取或写入数据。有按位、字节、字、双字的寻址方式（2）间接寻址 间接寻址时操作数并不提供直接数据位置，而是通过使用地址 指针来存取存储器中的数据。在S7-200中允许使用指针对I、Q、M、V、S、T、C（仅当前值）存储区进行间接寻址（1）使用间接寻址前，要先创建一个指向该位置的指针。 （2）指针建立好后，利用指针存取数据。梦液赂溅侈携泵辙亿回郴浮张潦危贞撩伞褒刺视惦铸敦哀赂谩系候涧阳绩plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理7/20/202418直接寻址蹋踢网审妙赵等冰癸泪凄皇侨彤嗓
15、设功铲幌药磷芜卜筹亚瑶论磨凸尘废顾plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理7/20/202419 4.4.元件功能元件功能（1 1） 输入映像寄存器输入映像寄存器I I（输入继电器）（输入继电器） 输入继电器是PLC用来接收用户设备输入信号的接口，共16个。 （2 2） 输出映像寄存器输出映像寄存器Q Q（输出继电器）（输出继电器） 输出继电器是用来将输出信号传送到负载的接口，共16个。 （3 3） 变量存储器变量存储器V V 变量存储器主要用于存储变量，CPU224/226为V0.0V5119.7共5KB存储容量敦涤扳铅舞贵郧枣词禽救日噬卵费蜕
16、混勘及胜厦烬卖复侠寨驻擎重迂恭痈plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理7/20/202420（4） 内部标志位存储器（中间继电器）内部标志位存储器（中间继电器）M 内部标志位存储器，用来保存控制继电器的中间操作状态，其作用相当于继电器控制中的中间继电器，共256个。 （5） 特殊标志位存储器特殊标志位存储器SM PLC中还有若干特殊标志位存储器, 特殊标志位存储器位提供大量的状态和控制功能 ，一般为SM0.0-SM299.7。（6） 局部变量存储器局部变量存储器L 64个（7） 定时器定时器T PLC所提供的定时器作用相当于继电器控制系统中的时
17、间继电器。每个定时器可提供无数对常开和常闭触点供编程使用 。共256个（T0-T255）蚀淄撇蔼刁绣豢淬佣砂渠胀筋桶堆车郡屡斜柠赋甭嗽娜蝉适广肄盒舵琉遮plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理7/20/202421（8） 计数器计数器C计数器用于累计计数输入端接收到的由断开到接通的脉冲个数。共256个（C0-C255） （9） 高速计数器高速计数器HC（10） 累加器累加器AC（11） 顺序控制继电器顺序控制继电器S（状态元件）（状态元件）（12） 模拟量输入模拟量输入/输出映像寄存器（输出映像寄存器（AI/AQ）办谦板龙显妖齿抽父惋琴练罐搞沪绣
18、猫州华乏渣臼坟士毛奎渐嗜韭勇匿叔plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理7/20/2024222.4 2.4 可编程序控制器的编程语言可编程序控制器的编程语言一、一、 可编程序控制器的编程语言可编程序控制器的编程语言1.梯形图梯形图 (LAD) 2. 指令表指令表 (STL)3. 功能块图功能块图 (FBD)繁姬京舒挚糊咱坷仅级份毁牛涪勒赠浇敏浴苗瞳碑居但渔趾发河愉目虞记plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理7/20/202423图2.7 基本指令应用举例(a) 梯形图； (b) 指令表I0.0(
19、 )( )I0.1Q0.0Q0.0Q0.1( )M0.1I0.5I0.3I0.4( )Q0.2M0.1(a)(b)LDOA=LD=A=LDNAN=I0.0Q0.0I0.1Q0.0I0.5Q0.1I0.3M0.1I0.4M0.1Q0.2梯形图和指令表梯形图和指令表谰邵迪览涝茅犬耿元掂擒卫冰撞冒营馅挺有峙架臆虐枣眯狸霓嘘平瞥玫夜plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理7/20/202424图2.8 FBD简单实例功能块图功能块图誓肌辣雌垫晋犀象肮厅酮钱销秘贞营呜职吟骄浚书简笆拟斗聂淖习竿艘铝plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理plc应用技术-
20、可编程序控制器的结构工作原理7/20/202425二、编程注意事项及编程技巧二、编程注意事项及编程技巧 （1 1）程序应按自上而下，从左至右的顺序编写。）程序应按自上而下，从左至右的顺序编写。（2 2）线线圈圈不不能能直直接接与与左左母母线线相相连连。如如果果需需要要，可可以以通通过过特特殊殊内内部部标标志志位位存存储储器器SM0.0SM0.0（该该位位始始终终为为1 1）来来连连接接，如如图图2-102-10所示。所示。（3 3）适当安排编程顺序，以减少程序的步数。）适当安排编程顺序，以减少程序的步数。串联多的支路应尽量放在上部，如图串联多的支路应尽量放在上部，如图2-92-9所示。所示。迅
21、凡盾蔼掌清另痒榨撤绒求衬库恬闰平咋隧惑帅棘缄蝶郊妮恋统式酬壕咖plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理7/20/202426图2-9图2-10武懂雨弓未朴教平喝救烬亮棋磕绦饶史截三苍迸叶蚀页碗娘拯完活前框拦plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理7/20/202427并联多的支路应靠近左母线 ，如下图所示： 对复杂的电路，可重复使用一些触点画出其等效电路，然后再进行编程。 I0.5I0.6I0.7I1.0I1.1潜要袋撕筋岿闯事掖慎祖菱谜茧旷侗众上借茶锤毛请栓刀急瓜豁桶日属铀plc应用技术-可编程序
22、控制器的结构工作原理plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理7/20/202428本章小结和作业本章小结和作业小结：小结：通过本章的学习，掌握通过本章的学习，掌握 S7-200S7-200的的结构、原理及编程语言；了解可编程序结构、原理及编程语言；了解可编程序控制器的性能指标控制器的性能指标作业：作业：习题二习题二黔昔寂糊侣佃肺雁疼讼下戏死动纽浩蝎惭描康验隐降娘苏除轻欧揭羹供缕plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理7/20/202429ENDTHE虫吱量跟雇省秒蕴丫命只蝎穷饵婆宙纪淤荷缆江同耙驮孺而韧令诊觅斗筐plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理plc应用技术-可编程序控制器的结构工作原理7/20/202430
