S7-200系列PLC基本指令系统课件.ppt
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- S7 200 系列 PLC 基本 指令系统 课件
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1、1.1第第7章章 S7-200系列系列PLC基本指令系统基本指令系统1.1第第7章章 SIMATIC S7-200系列系列PLC基本指令系统基本指令系统 1.2第第7章章 S7-200系列系列PLC基本指令系统基本指令系统1.2 SIMATIC S7-200系列系列PLC可使用可使用STEP7-Micro/WIN 32软件进行程软件进行程序编辑,联机调试和在线监控,使用十分方便。在软件编程环境中可使用序编辑,联机调试和在线监控,使用十分方便。在软件编程环境中可使用梯形图、指令表、功能图等多种语言进行程序设计,而且在一定规约下,梯形图、指令表、功能图等多种语言进行程序设计,而且在一定规约下,可以
2、实现不同编程语言间的直接转换。可以实现不同编程语言间的直接转换。SIMATIC S7-200系列系列PLC可应用可应用西门子公司为西门子公司为S7-200系列系列PLC设计的设计的SIMATIC指令集和国际电工委员会指令集和国际电工委员会(IEC)制定的旨在统一各制定的旨在统一各PLC生产厂家指令的生产厂家指令的IEC1131-3指令集,两种指令指令集,两种指令集在集在STEP7-Micro/WIN 32编程软件中都可以使用。所以本章首先介绍编程软件中都可以使用。所以本章首先介绍STEP7-Micro/WIN32软件的使用。其次介绍软件的使用。其次介绍SIMATIC S7-200系列系列PLC
3、的的基本指令。由于指令是基本指令。由于指令是PLC的核心内容,只有切实掌握了指令的使用,能的核心内容,只有切实掌握了指令的使用,能够应用指令完成各种功能,才能充分体现够应用指令完成各种功能,才能充分体现PLC的先进性和实用性,所以后的先进性和实用性,所以后者是本章介绍的重点。者是本章介绍的重点。1.3第第7章章 S7-200系列系列PLC基本指令系统基本指令系统1.3本章内容本章内容 7.1 编程软件编程软件STEP7-Micro/WIN32简介简介 7.2 指令及其结构指令及其结构 7.3 位逻辑指令位逻辑指令 7.4 定时器与计数器指令定时器与计数器指令 7.5 数据处理功能指令数据处理功
4、能指令 7.6 数据运算指令数据运算指令 7.7 程序控制指令程序控制指令 7.8 S7系列系列PLC的顺序控制指令的顺序控制指令 7.9 其他重要功能指令其他重要功能指令1.4第第7章章 S7-200系列系列PLC基本指令系统基本指令系统1.47.1 7.1 编程软件编程软件STEP7-Micro/WIN32STEP7-Micro/WIN32简介简介 STEP7-Micro/WIN32是运行在计算机是运行在计算机Windows系统环境下系统环境下的的SIMATIC S7-200系列系列PLC的编程软件,其功能强大,界面简的编程软件,其功能强大,界面简单实用,容易掌握和使用。如图单实用,容易掌
5、握和使用。如图7.1所示,通过所示,通过PC/PPI编程电缆编程电缆连接计算机的连接计算机的RS-232串口和串口和PLC的的RS-485通信接口后,编程软通信接口后,编程软件就可以向件就可以向PLC下载或从下载或从PLC上载所编写的应用程序。在程序运上载所编写的应用程序。在程序运行时还可对行时还可对PLC的运行情况进行监控,或通过强制命令对的运行情况进行监控,或通过强制命令对PLC进进行调试。行调试。PC/PPI编程电缆上有拨档开关,可以组态设置数据传输编程电缆上有拨档开关,可以组态设置数据传输的波特率。的波特率。1.5第第7章章 S7-200系列系列PLC基本指令系统基本指令系统1.57.
6、1 7.1 编程软件编程软件STEP7-Micro/WIN32STEP7-Micro/WIN32简介简介图图7.1 计算机与计算机与PLC的连接的连接1.6第第7章章 S7-200系列系列PLC基本指令系统基本指令系统1.6 STEP7-Micro/WIN32编程软件是西门子编程软件是西门子PLC用户不可缺少的开发工具用户不可缺少的开发工具,它具有,它具有Windows应用软件的通用界面,可以在短时间内学会使用,节省应用软件的通用界面,可以在短时间内学会使用,节省编程时间,能够对编程时间,能够对S7-200的所有功能进行编程,解决复杂的自动化任务。的所有功能进行编程,解决复杂的自动化任务。图图
7、7.2为为STEP7-Micro/WIN32编程软件的主界面。系统菜单和工具栏编程软件的主界面。系统菜单和工具栏可提供各种功能,指令树结构列出了整个程序编辑所涉及的资源。包括所可提供各种功能,指令树结构列出了整个程序编辑所涉及的资源。包括所有的程序块、符号表、状态图、数据块、通信块等,还列出了所有可用指有的程序块、符号表、状态图、数据块、通信块等,还列出了所有可用指令。在程序编辑区,可打开相关的各种窗口,进行程序编辑。编程软件的令。在程序编辑区,可打开相关的各种窗口,进行程序编辑。编程软件的程序编辑窗口中包括程序编辑窗口中包括3个页面:个页面:MAIN、SBR_0、INT_0分别表示主程序、分
8、别表示主程序、子程序子程序0、中断程序、中断程序0,而且子程序和中断程序页面可根据需要添加。这种,而且子程序和中断程序页面可根据需要添加。这种结构使用了模块化编程体系,使程序结构简单、层次清楚、组织方便,十结构使用了模块化编程体系,使程序结构简单、层次清楚、组织方便,十分有利于编写规模较大的程序。分有利于编写规模较大的程序。7.1 7.1 编程软件编程软件STEP7-Micro/WIN32STEP7-Micro/WIN32简介简介1.7第第7章章 S7-200系列系列PLC基本指令系统基本指令系统1.7图图7.2 STEP7-Micro/WIN32编程软件界面编程软件界面7.1 7.1 编程软
9、件编程软件STEP7-Micro/WIN32STEP7-Micro/WIN32简介简介1.8第第7章章 S7-200系列系列PLC基本指令系统基本指令系统1.8 编程软件具体功能如下。编程软件具体功能如下。(1)可以用梯形图可以用梯形图(LAD,Ladder Diagram)、语句表、语句表(STL,Statement List)和功能块图和功能块图(FBD,Function Block Diagram)编程。编程。(2)可以进行符号编程,通过符号表分配符号和绝对地址,即对可以进行符号编程,通过符号表分配符号和绝对地址,即对编程元件定义符号名称,增加程序的可读性,并可打印输出。编程元件定义符号
10、名称,增加程序的可读性,并可打印输出。(3)支持三角函数,开方,对数运算功能。支持三角函数,开方,对数运算功能。(4)具有易于使用的组态向导,用于具有易于使用的组态向导,用于TD 200文本显示器、文本显示器、PID控控制器、制器、CPU间数据传输的通信功能、高速计数器。间数据传输的通信功能、高速计数器。7.1 7.1 编程软件编程软件STEP7-Micro/WIN32STEP7-Micro/WIN32简介简介1.9第第7章章 S7-200系列系列PLC基本指令系统基本指令系统1.9 7.1 7.1 编程软件编程软件STEP7-Micro/WIN32STEP7-Micro/WIN32简介简介
11、(5)可用于可用于CPU硬件设置,如扩展模块组态、输入延硬件设置,如扩展模块组态、输入延时、实时时钟设置、口令分配、时、实时时钟设置、口令分配、CPU保持区的组态、通保持区的组态、通信系统的网络地址、信系统的网络地址、CPU最近的错误状态。最近的错误状态。(6)可以将可以将STEP 7-Micro/WIN正在处理的程序与所正在处理的程序与所连接的连接的PLC中的程序进行比较。中的程序进行比较。(7)可通过调制解调器支持可通过调制解调器支持S7-200远程编程。远程编程。(8)可进行检测和故障诊断,执行单次扫描,强制输可进行检测和故障诊断,执行单次扫描,强制输出等。出等。1.10第第7章章 S7
12、-200系列系列PLC基本指令系统基本指令系统1.10 7.1 7.1 编程软件编程软件STEP7-Micro/WIN32STEP7-Micro/WIN32简介简介 (9)具有可编辑的变量状态表,易于进行程序调试。具有可编辑的变量状态表,易于进行程序调试。(10)可同时打开多个窗口显示信号状态和状态表。可同时打开多个窗口显示信号状态和状态表。(11)可导入和导出可导入和导出STEP 7-Micro/DOS格式的文件。格式的文件。(12)可在可在Windows下设置打印机,并可在任何下设置打印机,并可在任何Windows打印机上打印程序和其他表格。打印机上打印程序和其他表格。1.11第第7章章
13、S7-200系列系列PLC基本指令系统基本指令系统1.117.2 7.2 指令及其结构指令及其结构7.2.1 指令的组成指令的组成 S7-200系列系列PLC既可使用既可使用SIMATIC指令集,又可使用指令集,又可使用IEC1131-3指令集。指令集。SIMATIC指令集是西门子公司专为指令集是西门子公司专为S7-200系系列列PLC设计的,设计的,STEP7-Micro/WIN32编程软件中可使用的编程软件中可使用的3个编个编程器程器(LAD、STL、FBD)都可编辑该指令集,而且指令的执行速都可编辑该指令集,而且指令的执行速度较快。度较快。IEC1131-3指令集是国际电工委员会指令集是
14、国际电工委员会(IEC)推出的推出的PLC编编程方面的轮廓性标准。该标准鼓励不同的程方面的轮廓性标准。该标准鼓励不同的PLC厂商向用户提供符厂商向用户提供符合该指令集的指令系统,有利于用户编写出适用于不同品牌合该指令集的指令系统,有利于用户编写出适用于不同品牌PLC的程序。的程序。1.12第第7章章 S7-200系列系列PLC基本指令系统基本指令系统1.127.2 7.2 指令及其结构指令及其结构 但对于但对于S7-200系列系列PLC,该指令集的指令执行时间要长一些,该指令集的指令执行时间要长一些,且只能在梯形图,且只能在梯形图(LAD)、功能块图、功能块图(FBD)编辑器中使用,不能使编辑
15、器中使用,不能使用灵活的指令表用灵活的指令表(STL)编辑器。许多编辑器。许多SIMATIC指令集不符合指令集不符合IEC1131-3指令集标准,所以两种指令集不能混用,而且许多功指令集标准,所以两种指令集不能混用,而且许多功能不能使用能不能使用IEC1131-3指令集实现。指令集实现。本章中以本章中以SIMATIC指令集为主要内容进行介绍与分析。指令集为主要内容进行介绍与分析。由于梯形图由于梯形图(LAD)、指令表、指令表(STL)编辑方式为广大编程人员编辑方式为广大编程人员所熟悉,所以本章以梯形图所熟悉,所以本章以梯形图(LAD)和指令表和指令表(STL)为主介绍指令的为主介绍指令的组成与
16、使用。组成与使用。1.13第第7章章 S7-200系列系列PLC基本指令系统基本指令系统1.13 1.梯形图编辑器中指令的组成与使用梯形图编辑器中指令的组成与使用 如图如图7.3所示,在梯形图编辑器中,程序被分为一个所示,在梯形图编辑器中,程序被分为一个个的网络段个的网络段(Network n)。每一个网络中是具体功能的实。每一个网络中是具体功能的实现。在整个程序中包括许多注释,如程序块的注释、网络现。在整个程序中包括许多注释,如程序块的注释、网络段的注释、每一个元件的注释等,能够使他人方便地读懂段的注释、每一个元件的注释等,能够使他人方便地读懂整个程序的内容和功能。整个程序的内容和功能。7.
17、2 7.2 指令及其结构指令及其结构1.14第第7章章 S7-200系列系列PLC基本指令系统基本指令系统1.14图图7.3 梯形图编器中指令的组成梯形图编器中指令的组成7.2 7.2 指令及其结构指令及其结构1.15第第7章章 S7-200系列系列PLC基本指令系统基本指令系统1.15 梯形图指令中的基本内容如下。梯形图指令中的基本内容如下。(1)左母线左母线 梯形图左侧的粗竖线,它是为整个梯形图程梯形图左侧的粗竖线,它是为整个梯形图程序提供能量的源头。序提供能量的源头。(2)触点触点 代表逻辑代表逻辑“输入输入”条件。如开关、按钮等闭合条件。如开关、按钮等闭合或打开动作,或者内部条件。或打
18、开动作,或者内部条件。(3)线圈线圈 代表逻辑代表逻辑“输出输出”结果。如灯的亮灭、电动机结果。如灯的亮灭、电动机的启动停止,中间继电器的动作,或者内部输出条件。的启动停止,中间继电器的动作,或者内部输出条件。(4)功能框功能框/指令盒指令盒 代表附加指令。如定时器、计数器、代表附加指令。如定时器、计数器、功能指令或数学运算指令等。功能指令或数学运算指令等。7.2 7.2 指令及其结构指令及其结构1.16第第7章章 S7-200系列系列PLC基本指令系统基本指令系统1.16 梯形图编辑方式方便初学者使用,易于理解,可以建梯形图编辑方式方便初学者使用,易于理解,可以建立与电气接线图类似的程序,而
19、且全世界通用。可以使用立与电气接线图类似的程序,而且全世界通用。可以使用指令表编辑器显示所有用梯形图编辑器编写的程序。指令表编辑器显示所有用梯形图编辑器编写的程序。2.指令表编辑器中指令的组成与使用指令表编辑器中指令的组成与使用 如图如图7.4所示,在指令表编辑器中,程序也分为一个所示,在指令表编辑器中,程序也分为一个个的网络段,这样可方便地与梯形图进行转换。当然也可个的网络段,这样可方便地与梯形图进行转换。当然也可以不分网络段,此时指令表程序不能转换。注释部分和梯以不分网络段,此时指令表程序不能转换。注释部分和梯形图编辑器中相同。形图编辑器中相同。7.2 7.2 指令及其结构指令及其结构1.
20、17第第7章章 S7-200系列系列PLC基本指令系统基本指令系统1.17图图7.4 指令表编辑器中指令的组成指令表编辑器中指令的组成7.2 7.2 指令及其结构指令及其结构1.18第第7章章 S7-200系列系列PLC基本指令系统基本指令系统1.18 指令表程序的基本构成为指令助记符指令表程序的基本构成为指令助记符+操作数。如操作数。如LD I0.0,LD为指令助记符,表示具体需要完成的功能为指令助记符,表示具体需要完成的功能;I0.0为操作数,表示被操作的内容。指令表属于文本为操作数,表示被操作的内容。指令表属于文本形式的编程语言,和汇编语言类似,可以解决梯形图形式的编程语言,和汇编语言类
21、似,可以解决梯形图指令不易解决的问题,适用于对指令不易解决的问题,适用于对PLC和逻辑编程的有和逻辑编程的有经验程序员。经验程序员。7.2 7.2 指令及其结构指令及其结构1.19第第7章章 S7-200系列系列PLC基本指令系统基本指令系统1.197.2.2 操作数操作数 在在PLC编程中,多数指令需要指定具体的存储单元编程中,多数指令需要指定具体的存储单元或具体数据参与其运算,这些就是指令所需的操作数。或具体数据参与其运算,这些就是指令所需的操作数。按照表现形式的不同,按照表现形式的不同,S7-200系列系列PLC可提供可提供3种形式种形式的操作数,即存储单元、常数、能流。的操作数,即存储
22、单元、常数、能流。7.2 7.2 指令及其结构指令及其结构1.20第第7章章 S7-200系列系列PLC基本指令系统基本指令系统1.201.存储单元存储单元 在直接寻址中涉及的所有存储器都可以作为操作数。此类操在直接寻址中涉及的所有存储器都可以作为操作数。此类操作数包括输入映像寄存器作数包括输入映像寄存器(I)、输出映像寄存器、输出映像寄存器(Q)、变量存储器、变量存储器(V)、内部标志位存储器、内部标志位存储器(M)、特殊标志位存储器、特殊标志位存储器(SM)、顺序控制继电、顺序控制继电器器(S)、局部存储器、局部存储器(L)中的位寻址方式、字节寻址方式、字寻址方中的位寻址方式、字节寻址方式
23、、字寻址方式、双字寻址方式。还包括定时器存储器式、双字寻址方式。还包括定时器存储器(T)、计数器存储器、计数器存储器(C)、高速计数器高速计数器(HC)、模拟量输入、模拟量输入(AI)、模拟量输出、模拟量输出(QI)和累加器和累加器(AC)。不同的。不同的CPU模块中存储单元类操作数的数量有所不同,表模块中存储单元类操作数的数量有所不同,表7-1列列出了出了S7-200系列系列PLC中的所有可用存储单元类操作数。中的所有可用存储单元类操作数。7.2 7.2 指令及其结构指令及其结构1.21第第7章章 S7-200系列系列PLC基本指令系统基本指令系统1.21 表表7-1 CPU226中可用存储
24、单元类操作数中可用存储单元类操作数存储器单元存储器单元CPU221CPU222CPU224CPU226输入映像寄存器输入映像寄存器I0.0I15.7 I0.0I15.7 I0.0I15.7I0.0I15.7输出映像寄存器输出映像寄存器Q0.0Q15.7Q0.0Q15.7Q0.0Q15.7Q0.0Q15.7模拟量输入模拟量输入(只读只读)AIW0AIW30AIW0AIW62AIW0AIW62模拟量输出模拟量输出(只写只写)AQW0AQW30AQW0AQW62AQW0AQW62变量存储器变量存储器V0.0V2047.7V0.0V2047.7V0.0V5119.7V0.0V5119.77.2 7.2
25、 指令及其结构指令及其结构1.22第第7章章 S7-200系列系列PLC基本指令系统基本指令系统1.227.2 7.2 指令及其结构指令及其结构局部存储器局部存储器L0.0L63.7L0.0L63.7 L0.0L63.7 L0.0L63.7内部标志位存储内部标志位存储器器M0.0M31.7M0.0M31.7M0.0M31.7M0.0M31.7特殊标特殊标志位存志位存储器储器SM0.0SM179.7SM0.0SM179.7SM0.0SM179.7SM0.0SM179.7只读只读SM0.0SM29.7SM0.0SM29.7SM0.0SM29.7SM0.0SM29.7定时器定时器T0T255T0T2
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