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1、专题专题 2 PLC软件系统软件系统 2.3 PLC2.3 PLC的编程软件的编程软件2.1 PLC2.1 PLC的编程元件的编程元件2.2 PLC2.2 PLC的编程语言的编程语言输入映像寄存器（输入继电器）输入映像寄存器（输入继电器）1 工作原理工作原理 输入继电器是输入继电器是PLCPLC用来接收用户设备输入信号的接口。用来接收用户设备输入信号的接口。PLCPLC中的中的“继电器继电器”与继电器控制系统中的继电器有本与继电器控制系统中的继电器有本质性的差别，是质性的差别，是“软继电器软继电器”，它实质是存储单元，它实质是存储单元2 2、作用、作用 接受并保存来自现场的控制按钮、位置开关及
2、各接受并保存来自现场的控制按钮、位置开关及各种传感器等的输入信号，以供程序执行使用种传感器等的输入信号，以供程序执行使用2.1 S7-2002.1 S7-200系列系列PLCPLC的编程元件的编程元件 每一个每一个“输入继电器输入继电器”线圈都与相应的线圈都与相应的PLCPLC输入端相连（如输入端相连（如“输入继电器输入继电器” I0.0I0.0的线圈与的线圈与PLCPLC的输入端子的输入端子0.00.0相连），当外部开关信号闭合，则相连），当外部开关信号闭合，则“输输入继电器的线圈入继电器的线圈”得电，在程序中其常开触点闭合，常闭触点断开。由于存得电，在程序中其常开触点闭合，常闭触点断开。由
3、于存储单元可以无限次的读取，所以有无数对常开、常闭触点供编程时使用。编储单元可以无限次的读取，所以有无数对常开、常闭触点供编程时使用。编程时应注意，程时应注意，“输入继电器输入继电器”的线圈只能有外部信号来驱动，不能在程序内的线圈只能有外部信号来驱动，不能在程序内部用指令来驱动，因此，在用户编制的梯形图中只应出现部用指令来驱动，因此，在用户编制的梯形图中只应出现“输入继电器输入继电器”的的触点，而不应出现触点，而不应出现“输入继电器输入继电器”的线圈。的线圈。 3 3、地址分配、地址分配 S7-200S7-200输入映像寄存器区域有输入映像寄存器区域有IB0IB0IB15IB15共共1616个
4、字个字节的存储单元。系统对输入映像寄存器是以字节（节的存储单元。系统对输入映像寄存器是以字节（8 8位）为单位进行地址分配的，可以按位操作。每一位位）为单位进行地址分配的，可以按位操作。每一位对应一个数字量输入接点。对应一个数字量输入接点。 输出映像寄存器（输出继电器）输出映像寄存器（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，是用来将输出信号传送到负载的接口，每一个每一个“输出继电器输出继电器”线圈都与相应的线圈都与相应的PLCPLC输出相连，输出相连，并有无数对常开和常闭触点供编程时使用。并有无数对常开和常闭触点供编程时使用。 1 1、工作原理、工作原理 每每一
5、一个个“输输出出继继电电器器”线线圈圈都都与与相相应应的的PLCPLC输输出出相相连连，并并有有无无数数对对常常开开和和常常闭闭触触点点供供编编程程时时使使用用。除除此此之之外外，还还有有一一对对常常开开触触点点与与相相应应PLCPLC输输出出端端相相连连（如如输输出出继继电电器器Q0.0Q0.0有有一一对对常常开开触触点点与与PLCPLC输输出出端端子子0.00.0相相连连）用用于于驱驱动动负负载载。输输出出继继电电器器线线圈圈的通断状态只能在程序内部用指令驱动。的通断状态只能在程序内部用指令驱动。 S7-200S7-200输出映像寄存器区域有输出映像寄存器区域有QB0QB0QB15QB15
6、共共1616个字个字节的存储单元。系统对输出映像寄存器也是以字节（节的存储单元。系统对输出映像寄存器也是以字节（8 8位）为单位进行地址分配的。输出映像寄存器可以按位）为单位进行地址分配的。输出映像寄存器可以按位进行操作，每一位对应一个数字量的输出点。如位进行操作，每一位对应一个数字量的输出点。如CPU224CPU224的基本单元输出为的基本单元输出为1010点，需占用点，需占用2 28=168=16位，即位，即占用占用QB0QB0和和QB1QB1两个字节。但未使用的位和字节均可在两个字节。但未使用的位和字节均可在用户程序中作为内部标志位使用。用户程序中作为内部标志位使用。输出映像寄存器的地址
7、分配输出映像寄存器的地址分配内部标志位存储器（中间继电器）内部标志位存储器（中间继电器）M u内内部部标标志志位位存存储储器器，用用来来保保存存控控制制继继电电器器的的中中间间操操作作状状态态，其其作作用用相相当当于于继继电电器器控控制制中中的的中中间间继继电电器器，内内部部标标志志位位存存储储器器在在PLC中中没没有有输输入入/输输出出端端与与之之对对应应，其其线线圈圈的的通通断断状状态态只只能能在在程程序序内内部部用用指指令令驱驱动动，其其触触点点不不能能直直接接驱驱动动外外部部负负载载，只只能能在在程程序序内内部部驱驱动动输输出出继继电电器器的的线线圈圈，再用输出继电器的触点去驱动外部负
8、载。再用输出继电器的触点去驱动外部负载。 特殊标志位存储器特殊标志位存储器SM u PLC中中还还有有若若干干特特殊殊标标志志位位存存储储器器, 特特殊殊标标志志位位存存储储器器位位提提供供大大量量的的状状态态和和控控制制功功能能，用用来来在在CPU和和用用户户程程序序之之间间交交换换信信息息，特特殊殊标标志志位位存存储储器器能能以以位位、字字节节、字字或或双双字字来来存存取取，CPU224的的SM的的位位地地址址编编号号范范围围为为SM0.0SM179.7共共180个个字字节节。其其中中SM0.0SM29.7的的30个个字字节节为为只读型区域。只读型区域。 SM0.0SM0.0：运运行行监监
9、视视。SM0.0SM0.0始始终终为为“1 1”状状态态。当当PLCPLC运运行行时时可可以以利利用用其其触触点点驱驱动动输输出出继继电电器器，在在外外部部显显示示程程序序是是否否处处于于运运行行状状态。态。 SM0.1SM0.1：初初始始化化脉脉冲冲。每每当当PLCPLC的的程程序序开开始始运运行行时时，SM0.1SM0.1线线圈圈接接通通一一个个扫扫描描周周期期，因因此此SM0.1SM0.1的的触触点点常常用用于于调调用用初初使使化化程程序序等。等。SM0.4SM0.4、SM0.5SM0.5：占空比为：占空比为50%50%的时钟脉冲。当的时钟脉冲。当PLCPLC处于运行状态处于运行状态时，
10、时，SM0.4SM0.4产生周期为产生周期为1min1min的时钟脉冲，的时钟脉冲，SM0.5SM0.5产生周期为产生周期为1s1s的的时钟脉冲。若将时钟脉冲信号送入计数器作为计数信号，可起时钟脉冲。若将时钟脉冲信号送入计数器作为计数信号，可起到定时器的作用到定时器的作用。 定时器定时器T u PLC所所提提供供的的定定时时器器作作用用相相当当于于继继电电器器控控制制系系统统中中的的时时间间继继电电器器。每每个个定定时时器器可可提提供供无无数数对对常常开开和和常常闭闭触触点点供供编编程使用。其设定时间由程序设置。程使用。其设定时间由程序设置。 计数器计数器C u计计数数器器用用于于累累计计计计
11、数数输输入入端端接接收收到到的的由由断断开开到到接接通通的的脉脉冲冲个个数数。计计数数器器可可提提供供无无数数对对常常开开和和常常闭闭触点供编程使用，其设定值由程序赋予。触点供编程使用，其设定值由程序赋予。 2.2 PLC2.2 PLC的编程语言的编程语言1 1、梯形图（、梯形图（LADLAD） 梯梯形形图图由由由由触触触触点点点点、线线线线圈圈圈圈和和和和用用用用方方方方框框框框表表表表示示示示的的的的功功功功能能能能块块块块组组组组成成成成。触触触触点点点点代代代代表表表表逻逻逻逻辑辑辑辑输输输输入入入入条条条条件件件件，如如外外部部的的开开关关、按按钮钮和和内内部部条条件件等等。线线线线
12、圈圈圈圈通通通通常常常常代代代代表表表表逻逻逻逻辑辑辑辑输输输输出出出出结结结结果果果果，用用来来控控制制外外部部的的指指示示灯灯、交交流流接接触触器器和和内内部部的的输输出出条条件件等等。功功功功能能能能块块块块用用用用来来来来表表表表示定时器、计数器或者数学运算等附加指令示定时器、计数器或者数学运算等附加指令示定时器、计数器或者数学运算等附加指令示定时器、计数器或者数学运算等附加指令。梯形图符号与电气图符号之间的关系梯形图符号与电气图符号之间的关系电气图符号电气图符号梯形图符号梯形图符号功能功能常开触点常开触点常闭触点常闭触点继电器（接触器）继电器（接触器）线圈线圈（ ）在分析梯形图中的逻
13、辑关系时，在分析梯形图中的逻辑关系时，为了借用继电器电路图的分析方法，为了借用继电器电路图的分析方法，可以想像左右两侧垂直母线之间有可以想像左右两侧垂直母线之间有可以想像左右两侧垂直母线之间有可以想像左右两侧垂直母线之间有一个左正右负的直流电源电压一个左正右负的直流电源电压一个左正右负的直流电源电压一个左正右负的直流电源电压(S7-200的梯形图中省略了右侧的垂直母的梯形图中省略了右侧的垂直母线线)，当图中的当图中的当图中的当图中的I0.1I0.1与与与与I0.2I0.2的触点接通，的触点接通，的触点接通，的触点接通，或或或或M0.3M0.3与与与与I0.2I0.2的触点接通时，有一的触点接通
14、时，有一的触点接通时，有一的触点接通时，有一个假想的个假想的个假想的个假想的“ “能流能流能流能流” ”(PowerFlow)(PowerFlow)流流流流过过过过Q1.1Q1.1的线圈。利用能流这一概念，的线圈。利用能流这一概念，的线圈。利用能流这一概念，的线圈。利用能流这一概念，可以帮助我们更好地理解和分析梯可以帮助我们更好地理解和分析梯可以帮助我们更好地理解和分析梯可以帮助我们更好地理解和分析梯形图，能流只能从左向右流动形图，能流只能从左向右流动形图，能流只能从左向右流动形图，能流只能从左向右流动。 2 2 2 2、语句表、语句表、语句表、语句表(STL)(STL)(STL)(STL)
15、S7S7系系列列可可编编程程序序控控制制器器将将指指令令表表称称为为语语句句表表(Statement (Statement List)List)。可可可可编编编编程程程程序序序序控控控控制制制制器器器器的的的的指指指指令令令令是是是是一一一一种种种种与与与与微微微微机机机机的的的的汇汇汇汇编编编编语语语语言言言言中中中中的的的的指指指指令令令令相相相相似似似似的的的的助助助助记记记记符符符符表表表表达达达达式式式式，由由指指令令组组成成的的程程序序叫叫做做指指令令表表程程序序或语句表程序。或语句表程序。 语语句句表表比比较较适适合合熟熟悉悉可可编编程程序序控控制制器器和和逻逻辑辑程程序序设设计
16、计的的经经验验丰丰富富的的程程序序员员，语语句句表表可可以以实实现现某某些些不不能能用用梯梯形形图图或或功功能能块块图实现的功能。图实现的功能。 S7-200CPUS7-200CPU在执行程序时要用到逻辑堆栈，在执行程序时要用到逻辑堆栈，梯形图和功能梯形图和功能梯形图和功能梯形图和功能块图编辑器自动地插入处理栈操作所需要的指令块图编辑器自动地插入处理栈操作所需要的指令块图编辑器自动地插入处理栈操作所需要的指令块图编辑器自动地插入处理栈操作所需要的指令。在语句表中，。在语句表中，必须由编程人员加入这些堆栈处理指令。必须由编程人员加入这些堆栈处理指令。 3 3 3 3 功能块图功能块图功能块图功能
17、块图(FBD)(FBD)(FBD)(FBD) 这这是是一一种种类类类类似似似似于于于于数数数数字字字字逻逻逻逻辑辑辑辑门门门门电电电电路路路路的的的的编编编编程程程程语语语语言言言言，有有数数字字电电路路基基础础的的人人很很容容易易掌掌握握。该该编编程程语语言言用用类类似似与与门门、或或门门的的方方框框来来表表示示逻逻辑辑运运算算关关系系，方方方方框框框框的的的的左左左左侧侧侧侧为为为为逻逻逻逻辑辑辑辑运运运运算算算算的的的的输输输输入入入入变变变变量量量量，右右右右侧侧侧侧为为为为输输输输出出出出变变变变量量量量，输输入入、输输出出端端的的小小圆圆圈圈表表示示“非非”运运算算，方方框框被被“
18、导导线线”连连接接在在一一起起，信信号号自自左左向向右右流流动动。图图中中的的控控制逻辑与前图中的相同。制逻辑与前图中的相同。案例案例1 1：如何用：如何用PLCPLC实现电动机的点动控制？实现电动机的点动控制？2.3 PLC的编程软件相关指令讲解相关指令讲解1.位加载及线圈输出指令位加载及线圈输出指令1 1）LD(Load)LD(Load)：装装载载指指令令，用用于于常常开开触触点点与与左左母母线线连连接接，每每一个以常开触点开始的逻辑行都要使用这一指令。一个以常开触点开始的逻辑行都要使用这一指令。2 2）LDN(LoadNot)LDN(LoadNot)：装载指令，用于常闭触点与左母线装载指
19、令，用于常闭触点与左母线连接，每一个以常闭触点开始的逻辑行都要使用这一指令。连接，每一个以常闭触点开始的逻辑行都要使用这一指令。3）=(OUT) ：输出指令：输出指令,对应梯形图为线圈输出对应梯形图为线圈输出指令格式指令格式LAD STLLD I0.0 = Q0.0 LDN I0.0 = M0.0v触点代表触点代表CPU对存储器的读操作，用户程序中，触点可以对存储器的读操作，用户程序中，触点可以使用无数次。使用无数次。OFF1I0.0ON0I0.0OFFONONQ0.010OFF0Q0.01线圈：代表线圈：代表CPU对存储器的写操作，用户程序中同一对存储器的写操作，用户程序中同一线圈只能使用一
20、次。线圈只能使用一次。该梯形图所代表的功能该梯形图所代表的功能（1）用逻辑数学表示：）用逻辑数学表示：则：则：I0.0I0.01 1（接通），（接通），Q0.0Q0.01 1（接通）；（接通）； I0.1I0.10 0（断开），（断开），Q0.1Q0.11 1（接通）。（接通）。（2）用时序图来表示该梯形图的功能：）用时序图来表示该梯形图的功能：n 时序图是用波形来表示输入输出关系的图形。时序图是用波形来表示输入输出关系的图形。n 时时序序图图中中ONON和和OFFOFF是是指指开开关关动动作作，如如ONON是是指指继继电电器器接接通通，OFFOFF是指继电器断开，不论其触点是常开还是常闭。是
21、指继电器断开，不论其触点是常开还是常闭。3.1 S7-200的连接与编程软件的设置的连接与编程软件的设置 根据根据CPU模块类型可分为交流供电和直流供电两类。模块类型可分为交流供电和直流供电两类。CPU224AC/DC/RLY模块电源端和输出端连接模块电源端和输出端连接220VAC电源，输入端电源，输入端使用使用PLC输出的输出的24VDC电源。电源。 1连接连接PC/PPI电缆电缆图 PC/PPI电缆连接计算机与PLC（1）将）将PC/PPI电缆的电缆的PC端连接到计端连接到计算机的算机的RS-232通信口上（一般是串通信口上（一般是串口口COM1）；）；（2）将）将PC/PPI电缆的电缆的
22、PPI端连接到端连接到PLC的的RS-485通信口上。通信口上。2CPU模块供电模块供电3启动编程软件启动编程软件图 编程软件的英文主界面4从英文界面转为中文界面从英文界面转为中文界面 图 编程软件的“Options”（选项）对话框 图 编程软件的中文主界面5通信参数设置通信参数设置图 “设置通信器件”对话框 图 “通信”对话框单击单击“Select”（选择）按钮，出现（选择）按钮，出现“Install/Remove Interface”（安装（安装/删除通信器件）对话框，如图删除通信器件）对话框，如图3-10所示所示 图 “安装/删除通信器件”对话框 在在“Selection”（选择）框中选
23、中（选择）框中选中PC/PPI cable，单击，单击“Install”（安装）按钮，（安装）按钮，PC/PPI cable出现在右侧已安装框内，如出现在右侧已安装框内，如图图3-11所示所示 图 已安装PC/PPI cable（通信电缆） 单击单击“Close”按钮，再单击按钮，再单击“Ok”按钮，显示通信地址已设置好，如按钮，显示通信地址已设置好，如图图3-12所示所示 图 已设置好通信地址电动机点动控制电路与程序电动机点动控制电路与程序 电动机的点动控制要求：按下点动按钮电动机的点动控制要求：按下点动按钮SB，电动机运转；松开点动按，电动机运转；松开点动按钮钮SB，电动机停止。，电动机停
24、止。 表 点动控制电路输入/输出端口分配表 输输入入端端口口输输出出端端口口输入继电器输入继电器输入器件输入器件作用作用输出继电器输出继电器输出器件输出器件控制对象控制对象I0.5SB点动点动Q0.2KM电动机电动机M图 点动控制程序梯形图和指令表1. 编写、下载、运行和监控点动控制程序编写、下载、运行和监控点动控制程序 （1）建立和保存项目）建立和保存项目 运行编程软件运行编程软件STEP 7-Micro/WIN V 4.0后，在中文主界面中单击菜单栏中后，在中文主界面中单击菜单栏中“文件文件” “新建新建”，创建一个新项，创建一个新项目目 图 新建项目的结构 单击菜单栏中单击菜单栏中“文件
25、文件”“保存保存”，指定文件名和保存路径后，单，指定文件名和保存路径后，单击击“保存保存”按钮，文件以项目形式按钮，文件以项目形式保存。保存。 （2）选择）选择PLC类型和类型和CPU版本版本图 选择PLC类型和CPU版本 （3）输入指令的方法）输入指令的方法 在梯形图编辑器中有在梯形图编辑器中有4种输入程序指令的方法：双击指令图标、拖种输入程序指令的方法：双击指令图标、拖曳指令图标、指令工具栏编程按钮和特殊功能键（曳指令图标、指令工具栏编程按钮和特殊功能键（F4、F6、F9） 图 打开指令树中位逻辑指令（4）使用指令树指令图标输入指令）使用指令树指令图标输入指令 图 编辑线圈 图 指令工具栏
26、编辑按钮 （5）使用指令工具栏编程按钮输入指令）使用指令工具栏编程按钮输入指令图 编辑触点 图 输入触点的地址 （6）查看指令表）查看指令表 单击菜单栏中单击菜单栏中“查看查看”“STL”，则从梯形图编辑界面自动转为，则从梯形图编辑界面自动转为指令表编辑界面，也可以在指令表编辑界面中编写用户程序指令表编辑界面，也可以在指令表编辑界面中编写用户程序 （7）程序编译）程序编译 图指令表编辑界面 图 在输出窗口显示编译结果 （8）程序下载）程序下载单击菜单栏中单击菜单栏中“文件文件”“下载下载”，或单击工具栏菜单，或单击工具栏菜单 按钮，开按钮，开始下载程序。始下载程序。下载是从编程计算机将程序装入
27、下载是从编程计算机将程序装入PLC；上传则相反，是将；上传则相反，是将PLC中存中存储的程序上传到计算机。储的程序上传到计算机。（9）运行操作）运行操作 程序下载到程序下载到PLC后，将后，将PLC状态开关拨到状态开关拨到“RUN”位置或单击工具栏菜单位置或单击工具栏菜单 按钮，按下连接按钮，按下连接I0.5的按钮，则输出端的按钮，则输出端Q0.2通电；松开此按钮，通电；松开此按钮，Q0.2断电，实现了点动控制功能。断电，实现了点动控制功能。图 “下载”对话框 （10）程序运行监控）程序运行监控图 程序状态监控图 编程软件练习编程软件练习（1）PLC认识（2）开机（打开PC和PLC）并新建一个项目。（3）检查PLC和运行STEP7-Micro/WIN（4）选择指令集和编辑器。（5）输入、编辑如图所示梯形图，并转换成语句表指令。（6）给梯形图加POU注释、网络标题、网络注释。（7）编写符号表.（8）编译程序。并观察编译结果，若提示错误，
