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1、第第4讲讲 S7-200主机和位操作指令主机和位操作指令 一、教学目的一、教学目的1熟悉熟悉S7-200主机与主要功能主机与主要功能2掌握掌握S7-200的内部器件与编址方法的内部器件与编址方法3掌握位操作指令的使用方法掌握位操作指令的使用方法二、教学方式与学时二、教学方式与学时课堂讲解、设计分析、学生练习，3学时三、教学内容三、教学内容1S7-200主机类型主机类型2S7-200的内部器件与编址方式的内部器件与编址方式3编程语言与编程原则编程语言与编程原则4位操作指令编程练习位操作指令编程练习四、思考题四、思考题1S7-200系列系列PLC有哪些主机单元？有哪些主机单元？2如何知道如何知道S
2、7-200主机的工作状态？主机的工作状态？3CPU224XP有哪两种具体型号规格，各有哪两种具体型号规格，各适应什么类型的负载？适应什么类型的负载？4CPU22X系列系列PLC的用户程序下载到的用户程序下载到PLC中存放在什么存储器中，掉电后是否中存放在什么存储器中，掉电后是否会丢失？会丢失？S7-200主机与相关设备主机与相关设备v主机（基本）单元、扩展单元、编程设备、人机操作界面、网络设备等 。S7-200主机类型主机类型v第3代产品CPU22X有CPU221、CPU222、CPU224、CPU224XP、CPU2265种基本型号。S7-200主机结构主机结构S7-200工作状态指示工作状
3、态指示在主机单元的前面板上有3个发光二极管，用来显示PLC的工作状态 绿色指示灯亮绿色指示灯亮，表示运行状态；红色指示灯亮红色指示灯亮，表示停机状态；在标有标有SF指示灯亮指示灯亮时表示系统发生故障，PLC停止工作。S7-200工作方式工作方式S7-200 CPU有两种工作方有两种工作方式：运行方式（式：运行方式（RUN）和）和停机方式（停机方式（STOP）。）。（1）用工作方式开关改变工作方式）用工作方式开关改变工作方式工作方式开关有工作方式开关有3个挡位：个挡位：STOP、TERM（Terminal）、）、RUN。在。在PLC和编程器不联通的情况下，如果工作方式开关和编程器不联通的情况下，
4、如果工作方式开关放在放在STOP或或TERM位置时，电源上电后，位置时，电源上电后，CPU自动进入停机自动进入停机方式；如果工作方式开关放在方式；如果工作方式开关放在RUN位置时，电源上电后，位置时，电源上电后，CPU自动进入运行方式。自动进入运行方式。S7-200工作方式工作方式S7-200 CPU有两种工作方式：运行方式（有两种工作方式：运行方式（RUN）和）和停机方式（停机方式（STOP）。）。（2）用编程软件改变工作方式）用编程软件改变工作方式把把CPU模块上的方式开关放到模块上的方式开关放到TERM（暂态）或（暂态）或RUN位置时，位置时，允许允许STEP7- Micro/WIN32
5、软件设置软件设置CPU工作方式，选择主工作方式，选择主菜单菜单PLCRUN或者或者PLCSTOP即可改变即可改变CPU的工作方式。的工作方式。（3）在程序中用）在程序中用STOP指令改变工作方式指令改变工作方式在程序中执行一个在程序中执行一个STOP指令，指令，CPU由由RUN方式进入方式进入STOP方方式。式。CPU224引脚排列引脚排列（AC/DC/继电器输出型）CPU224XP引脚排列引脚排列（AC/DC/继电器输出型）2点模拟量点模拟量输入输入1点模拟量输点模拟量输出（出（I或或V）CPU224XP主机和扩展单元地址分配主机和扩展单元地址分配数据类型（编程时不能超出范围）数据类型（编程
6、时不能超出范围）字符串、布尔型（0或1）、整数型和实数型（浮点数）。整数型数包括16位符号整数（INT）和32位符号整数（DINT）。实数型数据采用32位单精度表示。编程时，常数书写方式编程时，常数书写方式十进制十进制常数：直接书写数字，如常数：直接书写数字，如1234；十六进十六进制常数：前面加制常数：前面加16#，如，如16#3AC6 ；二进制二进制常数：前面加常数：前面加2#，如，如2#1010 0001 1110 0000 ；ASCII码：加单引号，如码：加单引号，如ABCD；字符串字符串：加双引号，如：加双引号，如“Show”；实数实数（浮点数）：采用科学记号表示法，如（浮点数）：采
7、用科学记号表示法，如+1.175495E-38（正数），（正数），-1.175495E+38（负数）。（负数）。编址方式（指令中使用）编址方式（指令中使用）S7-200内部为每一种元件分配一个存储区间，并用字母区分。内部为每一种元件分配一个存储区间，并用字母区分。数字量数字量输入输入I；数字量；数字量输出输出Q模拟量模拟量输入输入AI；模拟量；模拟量输出输出AQV表示表示变量变量存储器；存储器；M表示表示内部标志内部标志位存储器；位存储器；SM表示表示特殊标志特殊标志位存储器位存储器L表示局部存储器；表示局部存储器；T表示表示定时器定时器；C表示表示计数器计数器；HC表示表示高速计数器高速计数
8、器；S表示表示顺序控制顺序控制存储器；存储器；AC表示累加器。表示累加器。存储器的单位可以是存储器的单位可以是位（位（bit）、字节（、字节（Byte）、字（）、字（Word）、双字）、双字（Double Word），所以编址方式也分为位、字节、字、双字编址。），所以编址方式也分为位、字节、字、双字编址。 位、字节、字、双字编址及关系位、字节、字、双字编址及关系（1）位编址位编址。 （区域）字节号（区域）字节号.位号，如位号，如I0.0；Q0.0；I1.2。（2）字节编址字节编址。（区域）。（区域）B（字节号），如（字节号），如IB0表示由表示由I0.0I0.7这这8位组成的字节。位组成的字节
9、。（3）字编址字编址。（区域）。（区域）W（起始字节号），且最高有效字节为（起始字节号），且最高有效字节为起始字节。例如起始字节。例如VW0表示由表示由VB0和和VB1这这2字节组成的字（其字节组成的字（其中，中，VB0为字的高位字节，为字的高位字节， VB1为字的低位字节）。为字的低位字节）。（4）双字编址双字编址。（区域）。（区域）D（起始字节号），且最高有效字节（起始字节号），且最高有效字节为起始字节。例如为起始字节。例如VD0表示由表示由VB0VB3这这4字节组成的双字，字节组成的双字，其中其中VB0是是VD0中的最高字节内容。中的最高字节内容。位和字节之间的关系位和字节之间的关系如如
10、IB0表示由表示由I0.0I0.7这这8位组成的字节。位组成的字节。字节、字、双字之间的关系字节、字、双字之间的关系1输入映像寄存器（输入继电器输入映像寄存器（输入继电器I）每1个“输入继电器”线圈都与相应的PLC输入端相连（如“输入继电器” I0.0的线圈与PLC的输入端子0.0相连），当外部开关信号闭合，则“输入继电器的线圈”得电，在程序中其常开触点就闭合，常闭触点就断开。S7-200内部器件及编址内部器件及编址输入继电器编址范围输入继电器编址范围S7-200输入继电器区域有IB0IB15共16个字节的存储单元,按位存取的地址编号范围为I0.0I15.7。如CPU224的基本单元输入为14
11、点，需占用28=16位，即占用IB0和IB1两个字节。而I1.6、I1.7因没有实际输入而未使用，用户程序中不可使用。S7-200内部器件及编址内部器件及编址2.输出继电器输出继电器每1个“输出继电器”线圈都与相应的PLC输出相关，并有无数对常开和常闭触点供编程时使用。如输出继电器Q0.0有1对常开触点与PLC输出端子0.0相连）用于驱动负载。S7-200内部器件及编址内部器件及编址输出继电器编址范围输出继电器编址范围输出继电器区域有QB0QB15共16个字节的存储单元，按位存取的地址编号范围为Q0.0Q15.7。如CPU224的基本单元输出为10点，需占用28=16位，即占用QB0和QB1两
12、个字节。而I1.2I1.7因没有实际输入而未使用，用户程序中不可使用。S7-200内部器件及编址内部器件及编址3全局变量存储器（全局变量存储器（V）:同名变量在主程序和子程同名变量在主程序和子程序中为同一个变量序中为同一个变量. 对于CPU221和CPU222，寻址范围为VB0VB2047；对于CPU224，寻址范围为VB0VB8191；对于CPU224XP 和CPU226，寻址范围为VB0VB10239。数据块空间（V区）具有断电保持功能（缺省为电容保持，也可选电池保持）。S7-200内部器件及编址内部器件及编址4内部标志位存储器（内部标志位存储器（M） 内部标志位存储器在PLC中没有输入/
13、输出端与之对应，其线圈的通断状态只能在程序内部用指令驱动，其触点不能直接驱动外部负载，只能在程序内部驱动输出继电器的线圈，再用输出继电器的触点去驱动外部负载。内部标志位存储器按位存取的地址范围为M0.0M31.7共32个字节。 S7-200内部器件及编址内部器件及编址5特殊标志位存储器（特殊标志位存储器（SM） SM0.0：运行监视。当：运行监视。当PLC处于运行状态时，处于运行状态时，SM0.0始终为始终为“1”状态。状态。SM0.1：初始化脉冲。在：初始化脉冲。在PLC首次扫描程序时，首次扫描程序时，SM0.1线圈接通一个扫描周线圈接通一个扫描周期，因此期，因此SM0.1的触点常用于调用初
14、始化程序等。的触点常用于调用初始化程序等。SM0.3：开机进入：开机进入RUN方式时，接通（方式时，接通（ON）一个扫描周期，可用在启动操）一个扫描周期，可用在启动操作之前，给设备提前预热。作之前，给设备提前预热。SM0.4：占空比为：占空比为50%的分脉冲（的分脉冲（0.5分低电平，分低电平，0.5分高电平）。分高电平）。SM0.5：占空比为：占空比为50%的秒脉冲（的秒脉冲（0.5秒低电平，秒低电平，0.5秒高电平）。秒高电平）。SM0.6：扫描时钟，：扫描时钟，1个扫描周期闭合，另一个为个扫描周期闭合，另一个为OFF，循环交替。，循环交替。SMB28：存储模拟电位器：存储模拟电位器0的输
15、入值（取值范围的输入值（取值范围0255）。）。SMB29：存储模拟电位器：存储模拟电位器1的输入值（取值范围的输入值（取值范围0255）。）。6局部变量存储器（局部变量存储器（L） 局部变量存储器局部变量存储器L和全局变量存储器和全局变量存储器V十分相似，主要区别在于十分相似，主要区别在于全局变量全局变量V是全局有效，即同一个变量可以被任何程序（主程是全局有效，即同一个变量可以被任何程序（主程序、子程序和中断程序）访问。而局部变量只是局部（如某一序、子程序和中断程序）访问。而局部变量只是局部（如某一子程序）有效，即变量只和特定的程序相关联。子程序）有效，即变量只和特定的程序相关联。S7-20
16、0有有64个字节的局部变量存储器，按位存取的地址编号范个字节的局部变量存储器，按位存取的地址编号范围为围为L0.0L63.7。7定时器（定时器（T） S7-200有有1ms 、10ms和和100ms三种定时精度的定时器，定时三种定时精度的定时器，定时器地址编号范围为器地址编号范围为T0T255。8计数器（计数器（C） S7-200有增计数、减计数、增有增计数、减计数、增/减计数三种类型的计数器，计减计数三种类型的计数器，计数器地址编号范围为数器地址编号范围为C0C255。9高速计数器高速计数器(HC) 对于对于CPU221和和CPU222，支持的高速计数器有，支持的高速计数器有HC0、HC3、
17、HC4、HC5；对于；对于CPU224、CPU224XP和和CPU226，支持全，支持全部部6个高速计数器个高速计数器HC0HC5。1梯形图梯形图(LAD)编程语言编程语言梯形图编程语言是一种图形语言，是由若干图形符号的组合。梯形图编程语言是一种图形语言，是由若干图形符号的组合。不同厂家的不同厂家的PLC, 其梯形图符号是不一样的。其梯形图符号是不一样的。S7-200编程语言编程语言2语句表语句表(STL)编程语言编程语言语句表语句表(Statement List)编程语言是一种类似于计算机的汇编编程语言是一种类似于计算机的汇编语言，用助记符来表示各种指令的功能。不同厂家的语言，用助记符来表示
18、各种指令的功能。不同厂家的PLC，其助记符一般不同。其助记符一般不同。LD I0.0O Q0.0AN I0.1= Q0.0S7-200编程语言编程语言3功能块图功能块图(FBD)编程语言编程语言这是一种由逻辑功能符号组成的功能块来表达命令这是一种由逻辑功能符号组成的功能块来表达命令的图形语言，这种编程语言基本上沿用了半导体逻的图形语言，这种编程语言基本上沿用了半导体逻辑电路的逻辑方块图，有数字电路基础的人员很容辑电路的逻辑方块图，有数字电路基础的人员很容易掌握。易掌握。S7-200编程语言编程语言（1）LD（Load）：装载常开触头指令，对应梯形图从左侧）：装载常开触头指令，对应梯形图从左侧母
19、线开始，连接动合触头。母线开始，连接动合触头。（2）LDN(Load Not)：装载常闭触头指令，对应梯形图从左：装载常闭触头指令，对应梯形图从左侧母线开始，连接动断触头。侧母线开始，连接动断触头。（3）A(And)：常开触头与操作指令，用于动合触头串联。：常开触头与操作指令，用于动合触头串联。（4）AN(And Not)：常闭触头与操作指令，用于动断触头串：常闭触头与操作指令，用于动断触头串联。联。（5）O(Or)：常开触头或操作指令，用于动合触头并联。：常开触头或操作指令，用于动合触头并联。（6）ON(Or Not)：常闭触头或操作指令，用于动断触头并联。：常闭触头或操作指令，用于动断触头
20、并联。（7）=(Out)：线圈输出指令。：线圈输出指令。位操作指令位操作指令(语名表语名表STL)位操作指令位操作指令(梯形图梯形图LAD)位操作指令编程举例位操作指令编程举例块或指令编程举例块或指令编程举例栈操作指令栈操作指令(语名表使用语名表使用)逻辑堆栈指令逻辑堆栈指令LPS（Logic Push），逻辑读栈指令），逻辑读栈指令LRD(Logic Read)和逻辑弹栈指令和逻辑弹栈指令 LPP(Logic Pop)。LPS将断点地址压入栈区，栈区内容自动下移（原栈底内容丢将断点地址压入栈区，栈区内容自动下移（原栈底内容丢失）。失）。LRD将存储器栈区顶部的内容读入程序的地址指针寄存将存储
21、器栈区顶部的内容读入程序的地址指针寄存器，栈区内容保持不变。器，栈区内容保持不变。LPP将栈的内容依次按照后进先出的将栈的内容依次按照后进先出的原则弹出，将栈顶内容弹入程序的地址指针寄存器，栈的其它原则弹出，将栈顶内容弹入程序的地址指针寄存器，栈的其它内容依次上移。内容依次上移。分支程序中分支点的状态由堆栈分支程序中分支点的状态由堆栈LPS指令来保存，由读栈指令指令来保存，由读栈指令LRD或弹栈或弹栈LPP指令来读取。指令来读取。栈操作指令编程举例栈操作指令编程举例取非和空操作指令取非和空操作指令置位和复位作指令置位和复位作指令6边沿触发指令边沿触发指令（1）指令格式）指令格式语句表：上升沿检
22、测语句表：上升沿检测 EU；下降沿检测；下降沿检测 ED。（2）指令功能。上升沿检测指令）指令功能。上升沿检测指令EU在输入脉冲的上升沿使触点闭合在输入脉冲的上升沿使触点闭合（ON）一个扫描周期。下降沿检测指令）一个扫描周期。下降沿检测指令ED在输入脉冲的下降沿使触点闭合在输入脉冲的下降沿使触点闭合（ON）一个扫描周期。）一个扫描周期。复习思考题复习思考题v1用PLC设计一个按钮控制一只LED指示灯亮灭的电路和程序。具体要求：当第一次按下按钮时，指示灯亮；再一次按下按钮，指示灯熄灭；以后按此规律自动循环。v2用PLC设计两地开关同时控制一盏AC220V/40W电灯的电路和程序。v3一个控制系统需要12点数字量输入，30点数字量输出，10点模拟量输入种2点模拟量输出，则可以选用哪种主机型号与扩展模块？并给出主机和扩展模块的连接图及I/O地址分配表。v4S7-200系列PLC主机中有哪些主要编程元件？各编程元件如何直接寻址？v5设计一段程序，将10个字节的数据存储到从VB100开始的存储单元中。这10个字节的数据是12、35、65、78、56、76、88、60、90和47。
