可编程控制器概述

(1)

可编程控制器概述

PLC 课程组

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(2)

1.1 PLC的定义

1.2 PLC

与其它工业控制系统的比较

1.3 PLC的特点

1.4 PLC的应用领域

1.5 PLC的分类

1.6 PLC的基本组成

1.7 PLC的配置

1.8 PLC的软件系统

(3)

国际电工委员会（IEC）对可编程控制器的

定义

_是：

可编程逻辑控制器是一种数字运算操

作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用了可编程序的存储器，用来 在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、

定时、计算和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出来控制长沙工控帮教育科技有限公司整理

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（1）与继电接触器控制系统的比较 PLC控制系统具有如下特点：

①灵活性和可扩展性

②可靠性和可维护性 ③控制速度和精度

④延时的可调性和精确性

⑤设计施工的快速性

⑥经济性

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（2）与计算机控制系统的比较 PLC控制系统有下面的特点：

①可采用功能模块的结构形式

②采用扫描工作方式

③分散的可以自治的系统

④适应恶劣的工业生产环境

⑤程序设计简单，更容易被技术人员掌握长沙工控帮教育科技有限公司整理

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（3）与集散控制系统（DCS）的比较

①PLC控制系统由继电接触器控制系统发展而来

②DCS由化工行业回路仪表控制系统发展而来

③PLC在开关量和顺序控制方面有优势

④DCS在模拟量连续控制和回路调节方面有优势

⑤PLC系统更加灵活，但是需要编程

⑥DCS具有控制、操作、现场仪表三级结构，功能相对固定长沙工控帮教育科技有限公司整理

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3.1可靠性高、抗干扰能力强

3.2功能强、应用面广

3.3使用方便、适应性强

3.4编程方便、易于掌握

3.5系统设计、安装、调试时间少

3.6维修方便

3.7体积小、重量轻、耗电少。长沙工控帮教育科技有限公司整理

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4.1开关量逻辑与顺序控制

遍及许多行业，如机床电气控制、电梯运行、

高炉上料、汽车装配、啤酒罐装等等。

4.2运动控制

用于直线运动和圆周运动的控制。

4.3闭环过程控制

通过模拟模块，可以实现对温度、压力、流量、

液面高度等连续变化量的PID控制。长沙工控帮教育科技有限公司整理

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4.4数据处理

具有数学运算（包括矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传递、排序和查表、位操作等功能；可以完成数据的采集、分析和处理，可以与存储器中存储的参考数据相比较，也可以传送给其它智能装置或传送给打印机打印制表。

4.5联网通信

能用于PLC与PLC、PLC与上位机以及其它智 能设备之间的通信，构成“集中管理、分散控制”长沙工控帮教育科技有限公司整理

(10)

按I/O点数和存储容量可以分为

小型PLC

I/O点数在256点以下，存储容量为2 k步。

中型PLC

I/O点数在256～2048点之间，存储容量为2～8 k步。

大型PLC

I/O点数在2048点以上，存储容量达8 k步以上。

(11)

按PLC的控制性能分类

低档机

中档机

高档机

按PLC的结构分类

整体式

组合式

混合式长沙工控帮教育科技有限公司整理

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主要由CPU模块、输入输出模块、电源模 块和外部设备组成。

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⑴CPU模块

①微处理器（CPU芯片）

②存储器

随机存取存储器

只读存储器

电可擦除可编程的只读存储器

(14)

⑵输入输出模块

①数字量输入模块

②数字量输出模块

③模拟量输入模块

④模拟量输出模块

⑤扩展接口模块

⑥通信接口模块

⑶电源模块

⑷外部设备

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(16)

+24 V

输入端子

COM

内部电路 LED

PLC内部内

部电路

(17)

(a) (b) PLC内部

COM

～

PLC内部

负载

PLC ～内部

负载 COM

(18)

7.1基本配置

根据PLC的结构类型，基本配置分三种：

⑴整体式结构

⑵模块式结构

⑶混合式结构

7.2扩展配置

⑴近程扩展配置

⑵远程扩展配置 长沙工控帮教育科技有限公司整理

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8.1 系统程序

⑴系统管理程序

⑵用户指令解释程序和编译程序

⑶标准程序模块和系统调用

8.2 用户程序

⑴用户环境

①线性程序

②分块程序

③结构化程序长沙工控帮教育科技有限公司整理

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循环扫描工作过程

PLC在一个扫描周期内完成以下5个扫描过 程

①CPU自诊断程序

②通信处理

③读输入

④执行用户程序

⑤写输出长沙工控帮教育科技有限公司整理

(21)

输入输出的处理过程

①输入采样

②程序执行

③输出刷新

(22)

谢谢，

欢迎批评指正！

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S7-200可编程控制器基本概念

PLC 课程组

(24)

S7--200的基本功能是监视现场的输入，根 据控制逻辑去控制现场输出设备的接通和关断。下面解释有关程序执行、存储器种类以及存储器掉电保持等方面的一些概念。

(25)

S7--200周而复始地执行程序中的控制逻辑和读写 数据。

S7--200将程序和物理输入输出点联系起来

S7--200的基本操作非常简单：

 CPU读输入状态

 CPU中存储的程序利用输入执行控制逻辑。当程序运 行时，CPU刷新有关数据。

 CPU将数据写到输出。

图4-1给出了一个简图，说明一个继电器图如何与 S7--200联系起来。在本例中，电机启动开关的状 态和其它输入点的状态结合在一起。它们计算的长沙工控帮教育科技有限公司整理

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S7--200周而复始地执行一系列任务。任务循环执 行一次称为一个扫描周期。如图4-2所示，在一个 扫描周期中，S7--200将执行部分或全部下列操作：

 读输入：S7--200将物理输入点上的状态复制到输入过 程映象寄存器中。

 执行逻辑控制程序：S7--200执行程序指令并将数据存 储在各种存储区中。

 处理通讯请求：S7--200执行通讯任务。

 执行CPU自诊断：S7--200检查固件、程序存储器和扩 展模块是否工作正常。

 写输出：在输出过程映象寄存器中存储的数据被复制长沙工控帮教育科技有限公司整理

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用户程序的执行取决于S7--200是处于停止 模式还是运行模式。当S7--200处于运行模 式时，CPU执行程序；当S7--200处于停止 模式时，CPU不执行程序。

(30)

读输入

数字量输入：在每个扫描周期的开始，CPU会 读取数字量输入的当前值，并将这些值写入过程映象输入寄存器。

模拟量输入：除非使能模拟量滤波，否则S7-- 200在扫描周期中不会刷新模拟量输入值。经 过模拟量滤波可以得到较稳定的信号。可以使能每个模拟量输入通道的滤波功能。

当使能了模拟量输入滤波功能后，S7--200会 在每一个扫描周期刷新模拟量、执行滤波功能并且在内部存储滤波值。当程序中访问模拟量

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如果没有使能模拟量输入滤波，则当程序访问 模拟量输入时，S7--200都会直接从扩展模块 读取模拟值。

在每次扫描期间，CPU224XP的AIW0和AIW2 模拟量输入都会读取模--数转换器生成的最新 值，从而完成刷新。该转换器求取的是均值

（sigmaelta），因此通常无需软件滤波。

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执行程序

 在扫描周期的执行程序阶段，CPU从头至尾执行应用 程序。在程序或中断服务中，直接I/O指令允许对I/O点 直接进行存取。

 如果在程序中使用了中断，与中断事件相关的中断服务程序作为程序的一部分被存储。中断程序并不作为正常扫描周期的一部分来执行，而是当中断事件发生时才执行（可能在扫描周期的任意点）。

处理通讯请求

 在扫描周期的信息处理阶段，CPU处理从通讯端口或 者智能I/O模块接收到的任何信息。

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执行CPU自诊断测试

在扫描周期的CPU自诊阶段，S7--200CPU自 检的操作和扩展模块的状态是否正常。

写数字输出

在每个扫描周期的结尾，CPU把存储在输出映 象寄存器中的数据写到数字输出点。（模拟量输出直接刷新，与扫描周期无关）

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S7--200将信息存于不同的存储器单元，每 个单元都有唯一的地址。可以明确指出要存取的存储器地址，这就允许用户程序直 接存取这个信息。表 4-1列出了不同长度的 数据所能表示的数值范围。

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若要存取存储区的某一位，则必须指定地址，包括存储器标识符、字节地址和位号。

图4-3是一个位寻址的例子（也称为“字节.

位”寻址）。在这个例子中，存储器区、字 节地址（I代表输入，3代表字节3）和位地 址（第4位）之间用点号（“.”）相隔开。

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(38)

使用这种字节寻址方式，可以按照字节、

字或双字来存取许多存储区（V、I、Q、M、

S、L及SM）中的数据。若要存取CPU中的 一个字节、字或双字数据，则必须以类似位寻址的方式给出地址，包括存储器标识符、数据大小以及该字节、字或双字的起 始字节地址，如图4-4所示。

其它CPU存储区（如T，C，HC和累加器）

中存取数据使用的地址格式包括区域标识长沙工控帮教育科技有限公司整理

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(40)

输入过程映象寄存器：I

 在每次扫描周期的开始，CPU对物理输入点进行采 样，并将采样值写入输入过程映象寄存器中。可以按位、字节、字或双字来存取输入过程映象寄存器中的数据：

• 位： I[字节地址].[位地址] I0.1

• 字节、字或双字： I[长度][起始字节地址] IB4

输出过程映象寄存器：Q

 在每次扫描周期的结尾，CPU将输出过程映象寄存器 中的数值复制到物理输出点上。可以按位、字节、字或双字来存取输出过程映象寄存器：

• 位： Q[字节地址].[位地址] Q1.1

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变量存储区：V

 您可以用V存储器存储程序执行过程中控制逻辑操作的 中间结果，也可以用它来保存与工序或任务相关的其 它数据。并且可以按位、字节、字或双字来存取V存储 区中的数据：

• 位： V[字节地址].[位地址] V10.2

• 字节、字或双字： V[长度][起始字节地址] VW100

位存储区： M

 可以用位存储区作为控制继电器来存储中间操作状态和控制信息。并且可以按位、字节、字或双字来存取位存储区：长沙工控帮教育科技有限公司整理

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定时器存储区：T

 S7--200 CPU中，定时器可用于时间累计，其分辨率

（时基增量）分为1ms、10ms和100ms三种。

 定时器有两个变量：

• 当前值：16位有符号整数，存储定时器所累计的时间。

• 定时器位：按照当前值和预置值的比较结果置位或者复位。

预置值是定时器指令的一部分。

 可以用定时器地址（T＋定时器号）来存取这两种形式 的定时器数据。究竟使用哪种形式取决于所使用的指令：如果使用位操作指令则是存取定时器位；如果使 用字操作指令，则是存取定时器当前值。如图4-5中所 示，常开触点指令是存取定时器位；而字移动指令则是存取定时器的当前值。

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计数器存储区：C

 在S7--200 CPU中，计数器可以用于累计其输入端脉冲 电平由低到高的次数。CPU提供了三种类型的计数器：

一种只能增计数；一种只能减计数；另外一种既可以增计数，又可以减计数。计数器有两种形式：

• 当前值：16位有符号整数，存储累计值。

• 计数器位：按照当前值和预置值的比较结果置位或者复位。

预置值是计数器指令的一部分。

 可以用计数器地址（C＋计数器号）来存取这两种形式 的计数器数据。究竟使用哪种形式取决于所使用的指令：如果使用位操作指令则是存取计数器位；如果使 用字操作指令，则是存取计数器当前值。如图4-6中所 示，常开触点指令是存取计数器位；而字移动指令则

(45)

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高速计数器：HC

高速计数器对高速事件计数，它独立于CPU的 扫描周期。高速计数器有一个32位的有符号整 数计数值（或当前值）。若要存取高速计数器中的值，则应给出高速计数器的地址，即存储 器类型（HC）加上计数器号（如HC0）。高速 计数器的当前值是只读数据，仅可以作为双字

（32位）来寻址。

格式： HC[高速计数器号] HC1长沙工控帮教育科技有限公司整理

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累加器：AC

累加器是可以象存储器一样使用的读写设备。

例如，可以用它来向子程序传递参数，也可以从子程序返回参数，以及用来存储计算的中间 结果。S7--200提供4个32位累加器（AC0，

AC1，AC2和AC3）。并且可以按字节、字或 双字的形式来存取累加器中的数值。

被访问的数据长度取决于存取累加器时所使用 的指令。如图4-7所示，当以字节或者字的形式 存取累加器时，使用的是数值的低8位或低16长沙工控帮教育科技有限公司整理

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特殊存储器：SM

 SM位为CPU与用户程序之间传递信息提供了一种手段。

可以用这些位选择和控制S7--200 CPU的一些特殊功能。

例如：首次扫描标志位、按照固定频率开关的标志位或者显示数学运算或操作指令状态的标志位。（有关 SM位的详细信息参见附录D）。并且可以按位、字节、

字或双字来存取SM位：

• 位： SM[字节地址].[位地址] SM0.1

• 字节、字或者双字： SM[长度][起始字节地址] SMB86

局部存储器：L长沙工控帮教育科技有限公司整理

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 局部存储器和变量存储器很相似，但只有一处区别。

变量存储器是全局有效的，而局部存储器只在局部有效。全局是指同一个存储器可以被任何程序存取（包括主程序、子程序和中断服务程序）。局部是指存储 器区和特定的程序相关联。S7--200给主程序分配64个 局部存储器；给每一级子程序嵌套分配64个字节局部 存储器；同样给中断服务程序分配64个字节局部存储 器。

 子程序或者中断服务程序不能访问分配给主程序的局部存储器。子程序不能访问分配给主程序、中断服务程序或者其它子程序的局部存储器。同样的，中断服务程序也不能访问分配给主程序或子程序的局部存储

(51)

模拟量输入：AI

S7--200将模拟量值（如温度或电压）转换成1 个字长（16位）的数字量。可以用区域标识符

（AI）、数据长度（W）及字节的起始地址来 存取这些值。因为模拟输入量为1个字长，且 从偶数位字节（如0，2，4）开始，所以必须 用偶数字节地址（如AIW0，AIW2，AIW4）来 存取这些值。模拟量输入值为只读数据。

格式： AIW[起始字节地址] AIW4长沙工控帮教育科技有限公司整理

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模拟量输出：AQ

 S7--200把1个字长（16位）数字值按比例转换为电流 或电压。可以用区域标识符（AQ）、数据长度（W）

及字节的起始地址来改变这些值。因为模拟量为一个 字长，且从偶数字节（如0，2，4）开始，所以必须用 偶数字节地址（如AQW0，AQW2，AQW4）来改变 这些值。模拟量输出值是只写数据。

 格式： AQW[起始字节地址] AQW4

顺控继电器存储器：S

 顺控继电器位（S）用于组织机器操作或者进入等效程 序段的步骤。SCR提供控制程序的逻辑分段。可以按 位、字节、字或双字来存取S位。

• 位： S[字节地址].[位地址] S3.1

• 字节、字或者双字： S[长度][起始字节地址] SB4

(53)

实数的格式

实数（浮点数）由32位单精度数表示，其格式 按照ANSI/IEEE 754--1985标准中所描述的形 式，参见图4-8。实数按照双字长度来存取。

图4-8 实数的格式

(54)

实数运算的精度

在计算中涉及到非常大和非常小的数，则有可 能导致计算结果不精确。例如数值相差10的X 次方倍而X＞6时。

例如： 100 000 000+1=100 000 000

(55)

字符串的格式

字符串指的是一系列字符，每个字符以字节的形式存储。字符串的第一个字节定义了字符串 的长度，也就是字符的个数。4-9给出了一个字 符串的格式。一个字符串的长度可以是0到254 个字符，再加上长度字节，一个字符串的最大 长度为255个字节。而一个字符串常量的最大 长度为126字节。

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(57)

在S7--200指令中输入常数值

在S7--200的许多指令中，都可以使用常数值。

常数可以是字节、字或者双字。S7--200以二 进制数的形式存储常数，可以分别表示十进制 数、十六进制数、ASCII码或者实数（浮点

数）。见表4-2。

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(59)

本地I/O和扩展I/O的寻址

CPU提供的本地I/O具有固定的I/O地址。您可 以将扩展模块连接到CPU的右侧来增加I/O点，

形成I/O链。对于同种类型的输入输出模块而 言，模块的I/O地址取决于I/O类型和模块在I/O 链中的位置。举例来说，输出模块不会影响输入模块上的点地址，反之亦然。类似的，模拟量模块不会影响数字量模块的寻址，反之亦然。

(60)

图4-10中是一个特定的硬件配置中的I/O地 址。地址间隙（用灰色斜体文字表示）无法在程序中使用。

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(62)

用指针对S7--200存储区间接寻址

间接寻址是指用指针来访问存储区数据。指针以双字的形式存储其它存储区的地址。只能用 V存储器、L存储器或者累加器寄存器（AC1、

AC2、AC3）作为指针。要建立一个指针，必 须以双字的形式，将需要间接寻址的存储器地址移动到指针中。指针也可以作为参数传递到子程序中。

S7--200允许指针访问以下存储区：I、Q、V、

M、S、AI、AQ、SMT（仅限于当前值）和C

（仅限于当前值）。您无法用间接寻址的方式长沙工控帮教育科技有限公司整理

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要使用间接寻址，您应该用“&”符号加上要访 问的存储区地址来建立一个指针。指令的输入 操作数应该以“&”符号开头来表明是存储区的 地址，而不是其内容将移动到指令的输出操作数（指针）中。

当指令中的操作数是指针时，应该在操作数前 面加上“＊”号。如图4-11所示，输入*AC1指定 AC1是一个指针，MOVW指令决定了指针指向 的是一个字长的数据。在本例中，存储在长沙工控帮教育科技有限公司整理

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如图4-12所示，您可以改变一个指针的数 值。由于指针是一个32位的数据，要用双 字指令来改变指针的数值。简单的数学运算，如加法指令或者递增指令，可用于改变指针的数值。

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(69)

S7--200提供了多种安全措施来确保用户程序、程 序数据和组态数据不丢失。

 保持数据存储器 -- 由用户选定的数据存储区，在一次 上电周期中，只要超级电容和可选电池卡不放电，该 存储器的数据就不会改变。在所有存储区中，只有V、

M、定时器电流和计数器电流存储区能被组态为保持存 储区。

 永久存储器 -- 不可变存储器，用来储存程序块、数据 块、系统块、强制值、组态为掉电保存的M存储器和在 用户程序的控制下写入的指定值。长沙工控帮教育科技有限公司整理

(70)

通过S7--200资源管理器，您可以将文档文 件（doc、text、pdf等）储存在存储卡

内，也可以将普通文件保留在存储卡中

（复制、删除、创建目录和放置文件）。

要安装存储卡，应先从S7--200 CPU上取 下塑料盖，然后将存储卡插入槽中。正确安装存储卡至关重要。

(71)

下载和上载用户程序

用户程序包括以下几个部分：

• 程序块

• 数据块（可选）

• 系统块（可选）

• 配方（可选）

• 数据归档组态（可选）

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当您下载程序时，出于安全考虑，程序块、

数据块和系统块将储存在永久存储器中。

而配方和数据归档组态将储存在存储卡中，并更新原有的配方和数据归档。那些不涉及下载操作的程序部分也将保留在永久存储器和存储卡中，保持不变。

(73)

如果程序下载涉及到配方或数据归档组

态，则存储卡就必须一直装在S7--200上否 则程序可能无法正确运行。

将用户程序下载至S7--200 CPU：

1. 选中File > Download 菜单命令。

2. 点击需下载的程序部分。

3. 点击Download按钮。

(74)

(75)

当通过STEP 7--Micro/WIN上载程序时，

S7--200将从永久存储器中上载程序块、数 据块和系统块。同时从存储卡中上载配方和数据归档组态。数据归档中的数据不会 通过STEP 7--Micro/WIN上载至计算机，

而是通过S7--200资源管理器上载。

(76)

从S7--200 CPU上载用户程序：

1. 点击File > Upload菜单命令

2. 点击选中需上载的程序部分。

3. 点击Upload按钮。

(77)

将应用程序存储到存储卡上

 使用S7--200时，您可以用存储卡将用户程序拷贝至其 它CPU模块，还可以共享块更新，这些块包括：程序 块、系统块和数据块。

 在将程序部分复制到存储卡之前，STEP 7--

Micro/WIN将删除所有程序部分（包括配方和数据归 档），但存储卡中的用户文件不会删除。如果文件太大，程序没有足够的存储空间，则您可以通过两种方 法来整理储存空间：点击PLC > Erase Memory

Cartridge菜单命令清空存储卡；或者打开S7--200资 源管理器，移除不需要的文件。

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对存储卡进行编程，PLC必须进入STOP模 式。

将程序储存到存储卡中：

• 1. 选中PLC > Program Memory Cartridge菜单命 令

• 2. 点击选中需复制到存储卡的程序部分（缺省情况 下，用户程序中的所有程序部分都会选中）。如果选中了系统块，则强制值也会被复制。

• 3. 点击Program按钮。长沙工控帮教育科技有限公司整理

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• 程序块、系统块和强制值将从S7--200的永久存储器 复制到存储卡中。配方和数据归档组态将从STEP 7--Micro/WIN复制到存储卡。

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从存储卡中恢复程序

 要将应用程序从存储卡上传送至S7--200，您必须先插 上存储卡，然后给S7--200上电。只要存储卡中有块或 强制值与S7--200中的块和强制值不同，则存储卡中的 所有块都会复制给S7--200。

 如果S7--200从存储卡中复制了程序块，则永久存储器 中的程序块就会被替换掉。

 如果从存储卡中复制的是数据块，则永久存储器中的 数据块会被替换掉，而V存储器会清空，然后写入数据 块的内容。长沙工控帮教育科技有限公司整理

(82)

当程序复制到永久存储器之后，就可以取下存储卡了。然而，如果存储卡里有配方和数据归档，则就必须将存储卡一直装在 S7--200上。但如果S7--200装有存储卡，

则在上电后，它进入运行模式的时间会延长。

(83)

掉电后保存M存储区

如果位存储器（MB0到MB13）前14字节中的 任何一个被指定为保持，则当S7--200掉电

时，这些字节会被保存到永久存储器中。缺省 情况下，M存储器的前14位是不保持的。

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开机后数据的恢复

 上电之后，S7--200将从永久存储器中恢复程序块和系 统块。然后S7--200将检查超级电容可选电池卡（如果 有的话）是否正确保存了RAM存储器中的数据，如果 数据保存正确，则用户数据存储器的保持区将保持不 变。而V存储器的非保持部分将根据永久存储器中的数 据块内容来恢复。其它存储区的非保持部分则被清空。

 如果RAM中的内容已经丢失（比如较长时间的掉

电），则S7--200将清除所有用户数据区，将保持数据 丢失存储器位（SM0.2）置位，并读取永久存储器的数 据块内容来恢复V存储器，如果M存储器的前14位已预 设为保持，则S7--200还将读取永久存储器恢复这些位 的内容。长沙工控帮教育科技有限公司整理

(85)

通过编程方式将V存储器保存至永久存储器

可以将储存在V存储器中的数据（字节、字或 双字）存储到永久存储器中。一般来说，一个写永久存储器的操作会使扫描周期最多增加 5ms。通过保存操作所写入的数据会覆盖先前 永久存储器中V存储区的数据。

保存至永久存储器的操作并不更新存储卡中的数据。

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将V存储器复制至永久存储器

特殊存储器字节31（SMB31）命令S7--200将 V存储区中的某个值复制到永久存储器的V存储 区。特殊存储器字32（SMW32）中存储所要 复制数据的地址。图4-16给出了SMB31和

SMW32的格式。

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(88)

采用下列步骤来保存或者写入V存储区中的一个 特定数值：

 1. 将要保存的V存储器的地址装载到SMW32中。

 2. 将数据长度装载入SM31.0和SM31.1，如图4-16所 示。

 3. 将SM31.7置为1。在每次扫描的末尾，CPU自动检 查SM31.7，如果SM31.7为1，则将指定值保存到永久 存储器。当CPU将SM31.7清零时，操作结束。

 在保存操作完成之前，不要改变V存储器中的数值。

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S7--200有两种操作模式：停止模式和运行模式。

CPU前面板上的LED状态显示了当前的操作模式。

在停止模式下，S7--200不执行程序，您可以下载 程序和CPU组态。在运行模式下，S7--200将运 行程序。

 S7--200提供一个模式开关来改变操作模式。您可以用 模式开关（位于S7--200前盖下面）手动选择操作模式：

可以将模式开关打在停止模式，停止程序的执行；可以将模式开关打在运行模式，启动程序的执行；也可 以将模式开关打在TERM（终端）模式，不改变当前操 作模式。如果模式开关打在STOP或者TERM模式，且 电源状态发生变化，则当电源恢复时，CPU会自动进 入STOP模式。如果模式开关打在RUN模式，且电源状 态发生变化，则当电源恢复时，CPU会进入RUN模式。

(91)

STEP7--Micro/WIN允许您改变与之相连的S7- -200的操作模式。如果希望用软件来改变操作 模式，CPU上的模式开关必须打在RUN或者 TERM上。您可以用菜单命令中的PLC >STOP 和PLC > RUN或者工具栏中的相关按钮来改变 操作模式。

您可以在应用程序中插入STOP指令来将S7-- 200置为停止模式。它可以使逻辑程序停止运 行。长沙工控帮教育科技有限公司整理

(92)

S7--200资源管理器是Windows资源管理 器应用的扩展，能用来访问S7--200 PLC并 可以浏览PLC相关资源。能对不同的块作 出判断，指明它们是存放在PLC中还是存 储卡中。另外，它还能指出每个块的属性。

由于S7--200资源管理器是Windows资源 管理器应用的扩展，因此它能支持标准的 Windows浏览及其行为特性。长沙工控帮教育科技有限公司整理

(93)

(94)

S7--200资源管理器可用来读取存储卡中的 数据归档。

S7--200资源管理器还可以用于读取存储卡 中的用户文件，或将用户文件写入存储卡。

这些用户文件的类型包括：Word文档、位 图文件，JPEG文件或STEP 7--Micro/WIN 项目。

(95)

S7--200提供了几条特殊的性能帮助您更好 地运用S7--200的功能，完成应用程序。

(96)

在S7--200的指令集中提供了立即读写物理 I/O点的指令。尽管通常情况下我们使用映 象寄存器作为源地址和目的地址来访问

I/O，但这些立即I/O指令却允许我们直接访 问真正的输入、输出点。

当使用立即指令访问一个输入点时，相应的过程映象输入寄存器不会发生改变。而当您使用立即指令访问一个输出点时，相应的过程映象输出寄存器会被同步刷新。长沙工控帮教育科技有限公司整理

(97)

通常认为在执行应用程序时，用过程映象寄存器会比使用直接访问输入、输出具有优越性。之所以这样有以下三个原因：

 所有输入点的采样是在扫描周期的一开始同步进行的。

在整个扫描周期的程序执行过程中输入值被冻结。而输出点按照映象寄存器中的值刷新是在程序执行完成之后。这样会使系统更加稳定。

 访问映象寄存器的速度比直接访问I/O点要快，有利于 程序快速运行。

 I/O点是位实体，只能按位或者字节来访问，而您可以长沙工控帮教育科技有限公司整理

(98)

如果使用了中断，与中断事件相关的中断服务程序作为程序的一部分被保存。中断程序并不作为正常扫描周期的一部分来执行，而是当中断事件发生时才执行（可能在扫描周期的任意点）。

在中断优先级相同的情况下，S7--200遵循 先来先服务的原则来执行中断服务程序。

关于中断指令的更多信息，参考详细资料。长沙工控帮教育科技有限公司整理

(99)

可以设定一个扫描周期的百分比用来处理运行模式编辑或执行状态相关的通讯请求。（运行模式 编辑和执行状态是STEP 7--Micro/WIN提供的备 选功能，能使您更轻松地调试程序。）在增加用于通讯请求处理时间百分比的同时，扫描时间也会随之增加，从而会导致控制过程运行速度变慢。

在默认设置下，用于处理运行模式编辑和执行状 态通讯请求的时间百分比为10%。这个默认设置 为在对控制过程影响最小的前提下处理编译和状长沙工控帮教育科技有限公司整理

(100)

1. 点选View > Component >System Block菜 单命令并选中Background Time。

2. 在Background标签下，通过下拉选框选择 通讯背景时间。

3. 点击OK保存您的选择。

4. 将改变后的系统块下载到S7--200中。

(101)

(102)

S7--200的输出表允许选择STOP模式下的 输出状态，是将已知值传送到数字量输出

点，还是使输出保持STOP模式之前的状态。

输出表是系统块的一部分，它被下载并储 存在S7--200中。

(103)

1. 点选View > Component >System

Block菜单命令并选中输出表。点击Digital 标签。

2. 如果要冻结上一个状态的输出，选择 Freeze Outputs复选框。

3. 如果要将输出表中的值复制到输出点 上，则要填写输出表。在希望从运行到停 止模式转换后置1的相应位置上点击。输出 表的缺省设置全部为0。长沙工控帮教育科技有限公司整理

(104)

(105)

模拟量输出表可以用来设置模拟量输出点，指明在从运行模式进入停止模式后，

是将已知值传送至模拟量输出点，还是使输出保持停止模式之前的状态。模拟量输 出表是下载并储存在S7--200中的系统块的 一部分。

(106)

1. 点选View > Component >System

Block菜单命令并选中Output Time。点击 Analog标签。

2. 如果要冻结上一个状态的输出，选择 Freeze Outputs复选框。

3. 在从运行模式进入停止模式时，通过冻 结值表，可以将模拟量输出点设为一个已 知值（--32768到37262）。

4. 点击OK保存做出的选择。

(107)

(108)

如果希望在掉电后仍然保持存储区中的数据，您可以定义最多六个掉电保持区的地址范围。在掉电保持区中您可以使用以下 存储区的地址范围：V、M、C和T。对于定 时器，只有保持型定时器（TONR）可以设 为掉电保持的。在缺省情况下，M存储器的 前14个字节是非保持的。

对于定时器和计数器来说，只有当前值可以保持，定时器位和计数器位是不能保持长沙工控帮教育科技有限公司整理

(109)

按照以下步骤设置掉电保持区：

1. 点选View > Component >System Block菜 单命令并选中Retentive Ranges。

2. 设置掉电保持区的范围并单击OK

(110)

(111)

S7--200允许为某些或者全部本机数字量输 入点选择输入滤波器，并为滤波器定义延 迟时间（从0.2ms到12.8ms可选）。这一 延迟时间有助于滤除输入杂波，从而减小了输入状态发生意外改变的可能。

输入滤波器是系统块的一部分，它被下载 存储在CPU中。滤波器延迟时间的缺省值 为6.4ms。如图4-22所示，一组输入点共用长沙工控帮教育科技有限公司整理

(112)

(113)

按照以下步骤设置输入滤波器延迟时间：

1. 点选View > Component >SystemBlock菜 单命令并选中Input Filters。点击Digital标签。

2. 为每一组输入指定延迟时间。

(114)

(115)

S7--200允许对每一路模拟量输入选择软件 滤波器。滤波值是多个模拟量输入采样值的平均值。滤波器参数（采样次数和死区）

对于允许滤波的所有模拟量输入是相同的。

滤波器具有快速响应的特点，可以反映信号的快速变化。当输入与平均值的差超过设定的变化时，滤波器对最近的模拟量输入值产生一个阶跃函数。这个差称为死长沙工控帮教育科技有限公司整理

(116)

缺省配置将对所有的模拟量输入进行滤

波，但CPU224XP上的AIW0和AIW2除外。

1. 点选View > Component >System Block菜 单命令并选中Input Filters。点击Analog标签。

2. 选择需要滤波的模拟量输入、采样个数和死 区。

3. 单击OK。

4. 将改变后的系统块下载到S7--200中。长沙工控帮教育科技有限公司整理

(117)

(118)

S7--200为每个本机数字量输入提供脉冲捕 捉功能。脉冲捕捉功能允许PLC捕捉到持 续时间很短的高电平脉冲或者低电平脉冲。

而在扫描周期的开始，这些脉冲不是总能 被CPU读到。当一个输入设置了脉冲捕捉 功能时，输入端的状态变化被锁存并一直保持到下一个扫描循环刷新。这就确保了一个持续时间很短的脉冲能被捕捉到，并 一直保持到S7--200读取输入点。

可以分别使能每一个本机数字量输入点的长沙工控帮教育科技有限公司整理

(119)

按照以下步骤设置脉冲捕捉：

1. 点选View > Component >System Block菜 单命令并选中Pulse Catch Bits。

2. 点击相应的复选框并点击OK。

在使能或禁止脉冲捕捉的情况下，S7--200可 进行的基本操作如图4-25所示。

(120)

(121)

(122)

对于不同的输入条件，脉冲捕捉功能的响 应如图4-27所示。如果在给定的扫描周期 中有不止一个脉冲，则只有第一个脉冲被 读到。这种情况下，您应该使用上升/下降 沿中断事件

(123)

(124)

S7--200提供了一个可以发红光（系统故障 LED）或黄光（诊断LED）的LED

（SF/DIAG）。在用户程序的控制下，或 在某些特定情况下，诊断LED都能点亮，

这些情况包括：I/O点或数据值被强制，或 模块发生I/O错误。

(125)

设置诊断LED自动点亮：

1. 点选View > Component >System Block菜 单命令并选中Configure LED。

2. 点击各选项，以指定在I/O点或数据被强制，

或者模块发生I/O错误时，LED是否点亮。

3. 将改变后的系统块下载到S7--200中。若要 通过用户程序控制诊断LED的状态，可参见 S7-200手册中所述的诊断LED指令。

(126)

(127)

S7--200会保留一份关于主要CPU事件的历 史归档，该归档带有时间标记，所归档的 内容包括：何时上电、CPU何时进入运行 模式，以及何时出现致命错误。在设置了实时时钟之后，归档条目就会带有正确的时间和日期。

要查看事件历史归档，可点击PLC

>Information菜单命令并选择长沙工控帮教育科技有限公司整理

(128)

(129)

在S7--200的CPU224、CPU 224XP和

CPU226上，可以禁用运行模式编辑功能，

从而增大可用用户程序存储器的容量。关 于各型CPU的程序存储器容量，可参见表 2-2。

(130)

要禁用运行模式编辑功能，可执行以下步骤：

1. 点选View Component >System Block菜 单命令并选中Increase Program Memory。

2. 点击Increase Memory选项，禁用运行模式 编辑。

(131)

(132)

S7--200的所有型号都提供密码保护功能，

用以限制对特殊功能的访问。

对CPU功能及存储器的访问权限是通过密 码来实现的。不设定密码保护，对S7--200 的访问没有限制。设置了密码保护，根据 安装密码时的设置，CPU禁止所有的受限 操作。

(133)

密码不区分大小写。

如表4-3所示，S7--200 CPU提供了限制CPU访问 功能的三个等级。每个等级允许特定的无需密码的访问功能。若要进行全部三个等级的访问，需输入正确的密码，只有这样才能访问全部功能。

S7--200的缺省设置为等级1（没有限制）。

在网络中输入密码不会对CPU的密码保护有所危 害。

CPU只允许一个用户使用访问权限，禁止其它用长沙工控帮教育科技有限公司整理

(134)

(135)

密码忘记后如何恢复

 如果忘记了密码，必须清除存储器，重新下载应用程 序。清除存储器会使S7--200处于停止模式，并且将 S7--200中，除了网络地址、波特率和时钟以外的其它 参数恢复到出厂设置。清除S7--200中的程序：

• 1. 在命令菜单中选择PLC > Clear来显示清除对话框。

• 2. 选择所有的块并点击OK确认。

• 3. 如果配置了密码，STEP7--Micro/WIN会显示密码授权对话 框。要清除密码，在密码授权对话框中输入“CLEARPLC”，

就可以继续执行全部清除的操作。（“CLEARPLC”不区分大 小写。）

 全部清除操作不会去掉存储卡中的程序。由于密码和长沙工控帮教育科技有限公司整理

(136)

模拟电位器位于模块前盖下面。可以调节这些电位器来增加或者减小存于特殊存储器中的值

（SMB）。这些只读值在程序中可用作很多功 能，如更新定时器或计数器的当前值，输入或修改预置值、限定值等。可以用一个小螺丝刀来进行调节：将电位器顺时针（向右）旋转来使数值增大；逆时针（向左）旋转来使数值减小。

SMB28中的数值代表模拟电位器0的位置。

SMB29中的数值代表模拟电位器1的位置。模拟 电位器的标定范围为0到255，重复度为±2长沙工控帮教育科技有限公司整理

(137)

(138)

高速计数器

S7--200具有集成的高速计数功能，它能够对 外部高速事件计数而不影响S7--200的性能。

不同CPU支持的计数速率，参见附录A。每个 计数器都有专用的输入点作为时钟、方向控制、

复位端、启动端等功能输入。在不同的模式下有不同的计数速率。关于高速计数器的更多信 息，请见第6章。

(139)

高速脉冲输出

 S7--200支持高速脉冲输出功能，其输出点Q0.0和Q0.1 可形成高速脉冲串输出（PTO）或脉宽调制（PWM）。

 PTO输出方波（占空比50%），并可指定所输出的脉 冲数量（从1到4,294,967,295）和周期（以微秒或毫秒 为单位）。脉冲序列输出（PTO）功能可以编程为产 生一列脉冲或产生由多个脉冲序列组成的脉冲包络。

在脉冲包络操作方式中，PTO功能被编程为控制一个 步进电机运行一个简单的斜坡上升、运行和斜坡下降操作序列或更复杂的操作序列。

 PWM功能提供具有可变占空比的固定周期的输出脉 冲，周期和脉宽既可以用微秒又可以用毫秒为单位。

当脉宽等于周期时，占空比为100％，输出恒定为1；长沙工控帮教育科技有限公司整理

(140)

谢谢，

欢迎指正！

(141)

可编程控制器编程软件

PLC 课程组

(142)

8.1调试应用程序

8.2显示程序状态

8.3使用状态图来显示和修改S7--200中的数 据

8.4强制指定值

8.5指定程序执行的扫描周期数

8.6硬件故障诊断指导

(143)

STEP 7--Micro/WIN 为帮助用户调试程序 提供了多种手段：书签，交叉参考表，运行模式下编辑

1 使用书签使编程更方便

在程序中可以使用书签，它可以使用户在一个很长的程序中，很方便的在编辑行之间前后移动。用户可以移动到程序的下一个标签行或前一个标签行。

2 使用交叉参考表来检查应用程序长沙工控帮教育科技有限公司整理

(144)

交叉参考表能够识别程序中使用的所有操作数；程序块、程序段或者程序行的位置以及每一块使用该操作数的相关指令。

可以在符号地址和绝对地址之间切换来改变所有操作数的表现形式。

(145)

在RUN模式下编辑应用程序

S7--200 CPU Rel. 2.0及CPU Rel. 2.0以上的 CPU模块支持RUN模式下编辑的功能。RUN模 式下编辑功能可以在对控制过程影响较小的情况下，对用户程序进行少量修改。该功能也能使用户对程序进行大量的改动，但这样做对程序的执行影响较大，甚至是危险的。

(146)

要在RUN模式下编辑应用程序，在线的S7-- 200 CPU必须支持RUN模式下编辑，并且该 CPU必须处于RUN状态。

1. 在命令菜单中选择Debug > Program Edit in RUN。

2. 如果打开的项目与S7--200中的程序不同，将提 示存盘。RUN模式下编辑功能只能编辑CPU中的程 序。

3. STEP 7--Micro/WIN对于将在RUN模式下编辑程 序提出警告，提示您是继续下一步还是取消操作。

如果您选择继续，STEP 7--Micro/WIN会在S7--200 中上载程序。现在可以在RUN模式下编辑程序了。

编辑中没有严格的限定。

可编程控制器概述