1、 3.2 S7_300的硬件組態n 3.2.1 S7_300的編程元件 n 3.2.2 S7_300的IO地址組態 n 3.2.3 S7_300的地址編寫方法 n 3.2.4 S7_300的機架組態 第三講 S7_300系列PLC的配置及組態3.2.1 S7_300的編程元件n 計算機程序是由數據、指令、操作對象等組成。在運行過程中必須有一定的物理載體，這一物理載體就是存儲器，如存放控制程序、數據等操作。n根據使用要求的不同，PLC內部的存儲器可被分成系統存儲器、用戶存儲器兩大類。系統存儲器分系統程序存儲器、系統數據存儲器。同樣用戶存儲器也有程序存儲器、數據存儲器之分。n根據存儲器在PLC中的

2、具體功能，被分成各個功能區域，這些區域中存儲單元就是編程元件，編程元件是指令中的操作對象。編程元件可以指某個存儲器單元，也可以指一段程序所存放的存儲區域首地址。第三講 S7_300系列PLC的配置及組態3.2.1 S7_300的編程元件n第三講 S7_300系列PLC的配置及組態3.2.1 S7_300的編程元件I 輸出繼電器Q 輸出繼電器PI 輸出繼電器PQ 輸出繼電器M 中間繼電器FC 功能FB 功能塊SFC 系統功能SFB 系統功能塊T 定時器C 計數器DB 數據塊AR 地址寄存器 累加器L本地數據寄存器狀態寄存器第三講 S7_300系列PLC的配置及組態輸入模塊的數據寄存器 PIn 用

3、戶程序可以通過PLC輸入模塊的數據寄存器直接訪問輸入模板（如接收數字量、模擬量輸入信號）。輸入模塊的數據寄存器可以字節、字、雙字為單位使用。第三講 S7_300系列PLC的配置及組態輸出模塊的數據寄存器PQn 用戶程序可以通過PLC輸出模塊的數據寄存器直接訪問輸出模板（如產生數字量、模擬量輸出信號）。輸出模塊的數據寄存器也可以字節、字、雙字為單位使用。 第三講 S7_300系列PLC的配置及組態3.2.1 S7_300的編程元件nRAMPI區區PQ區區寄存器寄存器I/O模塊的數據寄存器第三講 S7_300系列PLC的配置及組態輸入繼電器 In 輸入繼電器就是PLC存儲系統中的輸入映像寄存器，其

4、作用是接收來自現場的控制按鈕、行程開關及各種傳感器等的輸入信號。通過輸入繼電器，將PLC的存儲系統與外部輸入端子（輸入點）建立起明確對應的連接關系，其每1位對應1個數字量輸入模板的輸入端子。輸入繼電器的狀態為在每個掃描周期的入采樣階段接收到的由現場送來的輸入信號的狀態 ( “1”或“0” ）。n第三講 S7_300系列PLC的配置及組態輸入繼電器 In 由于 S7-300 的輸入映像寄存器是以字節為單位的寄存器， CPU 一般按“字節位”的編址方式來讀取一個輸入繼電器的狀態，也可以按字節（ 8 位）來讀取相鄰一組 8個輸入繼電器的狀態，或者按字（ 2 個字節、 16 位）及按雙字（ 4 個字節

5、、 32 位）來讀取相鄰 16個或32個輸入繼電器的狀態。實際可使用的輸入繼電器的數量取決于 CPU 模板的型號及數字量輸入模板的配置。 第三講 S7_300系列PLC的配置及組態輸出繼電器 Qn 輸出繼電器就是PLC存儲系統中的輸出映像寄存器。通過輸出繼電器，將 PLC 的存儲系統與外部輸出端子（輸出點）建立起明確對應的連接關系。S7-300 的輸出繼電器也是以字節為單位的寄存器，其每1位對應1個數字量輸出點，一般采用“字節位”的編址方式。也可以按字節（8位）來讀取相鄰一組8個輸出繼電器的狀態，或者按字（2個字節、 16 位）及按雙字 (4個字節、32位）來讀取相鄰 16 個或 32 個輸出

6、繼電器的狀態。第三講 S7_300系列PLC的配置及組態輸出繼電器 Qn 輸出繼電器的狀態可以由輸入繼電器的觸點、其他內部器件的觸點及其自己的觸點來驅動，即它完全是由編程的方式決定。也可以像使用輸入繼電器觸點那樣，通過使用輸出繼電器的觸點，無限制地使用輸出繼電器的狀態。輸出繼電器與其他內部器件的一個顯著不同在于它有一個，且僅有一個實實在在的物理動合觸點，用來接通負載。這個動合觸點可以是有觸點的（繼電器輸出型），或者是無觸點的（晶體管輸出型或雙向晶閘管輸出型）。實際可使用的輸出繼電器的數量取決于 CPU 模板的型號及數字量輸出模板的配置。 第三講 S7_300系列PLC的配置及組態3.2.1 S

7、7_300的編程元件nRAMI區區Q區區M區區RAM存儲器中某個存儲單元的位數據PI區區PQ區區寄存器寄存器第三講 S7_300系列PLC的配置及組態輔助繼電器 Mn 在邏輯運算中，經常需要一些輔助繼電器，其功能與傳統的繼電器控制線路中的中間繼電器相同。輔助繼電器與外部沒有任何聯系，不可能直接驅動任何負載。每個輔助繼電器對應著位存儲區的一個基本單元，它可以由所有的編程元件的觸點（當然包括它自己的觸點）來驅動，其狀態同樣可以無限制地使用。借助于輔助繼電器的編程，可使輸入輸出之間建立復雜的邏輯關系和聯鎖關系，以滿足不同的控制要求。n 第三講 S7_300系列PLC的配置及組態輔助繼電器 Mn 在S

8、7-300 中，有時也稱輔助繼電器為位存儲區的內部標志位（Marker )，所以輔助繼電器一般以位為單位使用，采用“字節位”的編址方式，每1位相當于1個中間繼電器， S7-300 的輔助繼電器的數量為 2048 個（ 256 字節， 2048 位）。輔助繼電器也可以字節、字、雙字為單位，作存儲數據用。 第三講 S7_300系列PLC的配置及組態定時器 Tn 定時器是 PLC 的重要編程元件，其作用與繼電器控制線路中的時間繼電器基本相似，用于實現或監控時間序列。定時器是由位和字組成的復合存儲單元，定時器的觸點狀態用位存儲單元表示，字存儲單元用于存儲定時器的定時時間值。n S7-300 提供了 5

9、 種形式的定時器：n脈沖定時器 SP ;n擴展定時器 SE ;n接通延遲定時器 SD ; n保持型接通延遲定時器 SS；n關斷延遲定時器 SF。第三講 S7_300系列PLC的配置及組態定時器 Tn S7-300 的定時器由時基和定時值組成，定時時間等于時基與定時值（ l-999 ）的乘積，當定時器運行時，定時值不斷減 l，直至減到0，減到0表示定時時間到，定時器的觸點將動作。 S7-300 的時基與定時范圍見表 3-8。第三講 S7_300系列PLC的配置及組態計數器 Cn S7 中的計數器用于對RLO的正跳沿計數。計數器也是由位存儲器與字存儲器組成的復合單元，計數器的觸點狀態用位存儲單元表

10、示，字存儲單元用于存儲計數器的當前計數值。計數范圍為1999 。第三講 S7_300系列PLC的配置及組態計數器 Cn計數器的計數方式有 3 種：遞增計數、遞減計數和增減計數。遞增計數是從 0 （或預置的初始值）開始。當計數器的計數值達到上限 999 時，停止累加。遞減計數是從預置的初始值開始，當計數器的計數值達到0時，將不再減少。在對計數器設定預置值時，累加器 1 低字中的內容（預置值）作為計數器的初始值被裝入計數器的字存儲器中，計數器中的計數值是在初始值的基礎上進行增加或減少的。n計數器汁數值的數據格式如圖 3-30 所示，圖中的計數值為 137 。 第三講 S7_300系列PLC的配置及

11、組態3.2.1 S7_300的編程元件nRAMI區區Q區區M區區T區區C區區RAMRAM系統功能程序段的首地址PI區區PQ區區寄存器寄存器第三講 S7_300系列PLC的配置及組態數據塊寄存器 DBn 數據塊寄存器 DB 數據塊寄存器用于存儲所有數據塊的數據，可以同時打開一個共享數據塊 DB 和一個背景數據塊 Dl 。可以按字節、字、雙字訪問數據塊寄存器。第三講 S7_300系列PLC的配置及組態3.2.1 S7_300的編程元件nRAMI區區Q區區M區區T區區C區區RAMRAMFB區區FC區區RAMDB區區RAM用戶功能程序段的首地址PI區區PQ區區寄存器寄存器第三講 S7_300系列PLC

12、的配置及組態3.2.1 S7_300的編程元件nRAMI區區Q區區M區區T區區C區區RAMRAMFB區區FC區區RAMDB區區RAM用戶數據段的首地址PI區區PQ區區寄存器寄存器第三講 S7_300系列PLC的配置及組態3.2.1 S7_300的編程元件nRAMI區區Q區區M區區T區區C區區RAMRAMFB區區FC區區RAMDB區區RAMSFB區區SFC區區RAM系統功能程序段的首地址PI區區PQ區區寄存器寄存器第三講 S7_300系列PLC的配置及組態本地數據寄存器 Ln本地數據寄存器 Ln 本地數據寄存器用于存儲邏輯塊中使用的臨時數據，可以按位、字節、字、雙字訪問本地數據存儲器。 第三講

13、S7_300系列PLC的配置及組態3.2.1 S7_300的編程元件的編程元件nRAMPI區區I區區Q區區M區區PQ區區T區區C區區RAMRAMRAMFB區區FC區區RAMDB區區RAMSFB區區SFC區區RAM1100110110101100110110110011011100110111001101110011011100110111001101第三講 S7_300系列PLC的配置及組態 3.2.2 S7_300的IO地址組態 n1 . S7-300 的插槽地址 S7-300 的各個模板安裝在機架的插槽上，不同的模板在插槽的安裝位置是固定的。 ( l ）如果選擇了電源模板 PS307 ，必

14、須安裝在 1 號槽位上。( 2 ) CPU 模板的安裝位置緊挨著電源模板，安裝在 2 號槽位上。 ( 3 ）用于連接擴展機架的接口模板 IM ，安裝在 3 號槽位上。 ( 4 ）各種信號模板 SM ，安裝在 4-11 號槽位上。從 4 號槽位開始， CPU 為信號模板分配I/O地址，且根據信號模板的類型遞增 I/O 地址。 S7-300 的插槽地址如圖 3-31 所示。第三講 S7_300系列PLC的配置及組態3.2.2 S7_300的IO地址組態n2 . S7-300 數字量I/O地址組態在機架 SM 區的插槽上安裝的數字量I/O模板，可以是數字量輸入模板I，也可以是數字量輸出模板Q， CP

15、U 可自動識別模板的類型。但是 CPU 為每個插槽分配的地址范圍是固定的，對于 SM 區的插槽上安裝的各個數字量I/O模板， S7-300 默認地址范圍如圖 3-32 所示。 n第三講 S7_300系列PLC的配置及組態3.2.2 S7_300的IO地址組態nCPU 為數字量I/O的每個槽位分配了 4 字節（ 32 個I/O點）的地址范圍，實際使用中要根據具體的模板確定實際的地址范圍。如果在機架0 的4號槽位安裝的是8點的數字量輸入模板，則實際使用的地址范圍為 I0 . 010 . 7 ，地址I1 . 03 . 7 不能使用；如果在機架0的4號槽位安裝的是16點的數字量輸出模板，則實際使用的地

16、址范圍為 Q0 . 0-Ql . 7 ，地址 Q2 . 0-Q3 . 7 不能使用。第三講 S7_300系列PLC的配置及組態 3.2.3 S7_300的地址編寫方法 nS7-300的地址編寫方法指的是編程元件的地址定義、訪問、及指令中操作數的表達方式。在4章中詳述。第三講 S7_300系列PLC的配置及組態3.2.4 S7_300的機架組態n機架組態主要是確定I/O模塊在機架的位置；確定電源模塊與I/O模塊的適配問題驅動能力。第三講 S7_300系列PLC的配置及組態3.3 STEP 7的組成及功能n3.3.1 STEP 7的組成及功能 n3.3.2 STEP 7的程序類型 n3.3.3 S

17、TEP 7的程序結構 第三講 S7_300系列PLC的配置及組態STEP 7的組成及功能nSTEP 7 是一種用于對SIMATIC 可編程邏輯控制器進行組態和編程的標準軟件包。它是SIMATIC 工業軟件的一部分。STEP 7 標準軟件包有下列各種版本：n STEP 7 Micro/DOS 和和STEP 7 Micro/Win，用于SIMATIC S7-200 上的簡化單機應用程序。n STEP 7，應用在SIMATIC S7-300/S7-400、SIMATIC M7-300/M7-400 以及SIMATIC C7 上，它具有更廣泛的功能：第三講 S7_300系列PLC的配置及組態3.3.1

18、 STEP 7的組成及功能nSTEP 7 具有更廣泛的功能：n可擴展到SIMATIC 工業軟件的軟件產品中作為一個選件(參見STEP 7 標準軟件包的擴展使用)。n功能模塊和通訊處理器參數分配n強制模式與多值計算模式n全局數據通訊n使用通訊功能塊進行的事件驅動數據傳送n組態連接第三講 S7_300系列PLC的配置及組態3.3.1 STEP 7的組成及功能n第三講 S7_300系列PLC的配置及組態3.3.1 STEP 7的組成及功能nS7-300 和S7-400 的編程語言梯形圖、語句表和功能塊圖是標準軟件包的一個重要組成部分。n梯形圖(或LAD)是STEP 7 編程語言的圖形表示。其指令語法

19、與傳遞梯形圖相似：梯形圖允許在能流過各種觸點、復雜元件和輸出線圈時，跟蹤母線之間的能流量。n語句表(或STL)是STEP 7 編程語言的文本表示，與機器代碼相似。如果用語句表書寫程序，則每條指令都與CPU 執行程序的步驟相對應。為便于編程，語句表已經擴展包括一些高級語言結構(如結構化數據訪問和塊參數)。n功能塊圖(FBD)是STEP 7 編程語言的圖形表示，使用布爾代數慣用的邏輯框表示邏輯功能。復雜功能(如算術功能)可直接結合邏輯框表示。第三講 S7_300系列PLC的配置及組態3.3.1 STEP 7的組成及功能第三講 S7_300系列PLC的配置及組態3.3.1 STEP 7的組成及功能n

20、第三講 S7_300系列PLC的配置及組態3.3.2 STEP 7的程序類型nSTEP7的程序形式類型指的是按程序的組織形式來劃分的一種分類方法。它是程序中各個程序邏輯段的組織排列順序。因而分成下述3種：n1。線性編程n2。分部編程n3。結構化編程n 程序的物理載體就是在存儲器中的“1”、“0”數據的組合，我們稱之為機器碼。程序的邏輯載體就是我們在編程軟件中編寫的程序文擋。n 編程器的功用就是將程序的邏輯載體轉化成物理載體，上載到PLC的裝載程序存儲區。第三講 S7_300系列PLC的配置及組態3.3.2 STEP 7的程序類型n程序的組織形式將影響到程序段的數量，進而影響到程序的物理載體在裝

21、載程序存儲區中占據的空間大小。n程序的組織形式體現了控制流程的邏輯關系的可讀性，一個復雜的、龐大的控制程序見有幾百、幾千條程序段，其可讀性影響到程序的維護過程。n程序的組織形式體現了控制流程的邏輯關系的可靠性，由于程序的龐大，難免有一定的缺陷存在，因而需要有嚴格的邏輯設計，故此需要在組織形式上有所考慮。第三講 S7_300系列PLC的配置及組態3.3.2 STEP 7的程序類型1.線性編程2.分部編程3.結構化編程第三講 S7_300系列PLC的配置及組態線性編程線性編程n線性編程方法是將設計的控制程序段線性排列，可以按流程順序，或按控制功能區或其它方式，特點是適應小型、簡單控制項目。對控制功

22、能不需分類歸整、不考慮控制程序段代碼重復使用等問題。程序全部在OB1中，故此其掃描周期中的用戶程序執行段時間長。當然在裝載程序存儲區中占據的空間也大。第三講 S7_300系列PLC的配置及組態分部編程n分部編程是將設計的控制程序段按邏輯功能分塊，形成子程序塊、將控制流程用子程序調用的結構模式組織，構成主次程序結構。S7-300中將子程序塊用“功能”、“功能塊” 命名。以FC、FB符號表示。n FC、稱功能，指一個控制功能的實現，在調用FC的程序段組合邏輯塊時，不帶調用參數。n FB、稱功能塊，指一個控制功能的實現，在調用FC的程序段組合邏輯塊時，帶調用參數。因此功能塊與之配屬了數據塊程序段，當

23、調用功能塊時，自動打開該FB所配屬的數據塊程序段。n數據塊程序段中無操作指令，只是需使用的數據值。第三講 S7_300系列PLC的配置及組態結構化編程n結構化編程從程序結構上與分部編程完全一樣。是將設計的控制程序段按邏輯功能分塊，形成子程序塊、將控制流程用子程序調用的結構模式組織，構成主次程序結構。n但是結構化編程的重點是將FC功能、 FB功能塊的編寫上有所不一樣。n結構化編程將控制功能參數化，功能細分歸類，形成一個程序邏輯塊具有多次使用的可行性。通過參數的不同形成不同的使用條件，適配不同的使用場合。n結構化編程的目的是程序的可讀性好、程序量小，裝載程序存儲區中占據的空間小。第三講 S7_30

24、0系列PLC的配置及組態線性編程線性編程n線性編程與結構化編程n可以在OB1 中寫入整個用戶程序(線性編程)。只有在給S7-300 CPU 編寫簡單程序，并要求極少存儲器時才可行。將復雜自動化任務分割成反映過程技術功能或可多次處理的小任務，可以更易于控制復雜任務。這些任務以相應的程序段表示，稱為塊(結構化編程)。第三講 S7_300系列PLC的配置及組態程序類型設計分析程序類型設計分析n例：設某個控制項目有4個交流異步電動機的控制問題，我們將其啟動、停止操作邏輯組合程序段定義為：電機操作MC1、電機操作MC2、電機操作MC3、電機操作MC4；同時我們將每個電機的流程控制條件邏輯組合程序段定義為

25、電機控制LC1、電機控制LC2、電機控制LC3、電機控制LC4。這樣可將其用下列框圖形式表示。MC1MC2MC3MC4LC1LC2LC3LC4第三講 S7_300系列PLC的配置及組態程序類型設計分析程序類型設計分析MC2MC3MC4LC2LC3LC4MC2MC3MC4LC2LC3LC4MC1LC1MC1LC1線性編線性編程程分部編分部編程程結構化結構化編程編程LC2LC3LC4LC1MC0DB第三講 S7_300系列PLC的配置及組態程序類型設計分析程序類型設計分析n線性編程與分部編程的程序代碼量相同。n線性編程的OB1掃描時間大于分部編程法。MC2MC3MC4LC2LC3LC4MC2MC3

26、MC4LC2LC3LC4MC1LC1MC1LC1線性編線性編程程分部編分部編程程OB1FCOB1第三講 S7_300系列PLC的配置及組態程序類型設計分析程序類型設計分析n結構化編程與分部編程的程序代碼量不相同。n結構化編程的OB1掃描時間與分部編程法相同。MC2MC3MC4LC2LC3LC4MC1LC1分部編分部編程程結構化結構化編程編程LC2LC3LC4LC1MC0DBOB1OB1FCFB第三講 S7_300系列PLC的配置及組態STEP 7的程序類型的程序類型n OB1FC1FC2FC3FC4OB1FN1FN2FN3OB1OB1OB1OB1OB1線性編線性編程程分部編分部編程程結構化結構

27、化編程編程第三講 S7_300系列PLC的配置及組態STEP 7的程序類型的程序類型n 線性編程第三講 S7_300系列PLC的配置及組態STEP 7的程序類型的程序類型n FC30FC40FC50OB1分部編程FC10FC20STEP 7的程序類型的程序類型n 結構化編程第三講 S7_300系列PLC的配置及組態3.3.3 STEP 7的程序結構n操作系統 每個CPU 都帶有集成的操作系統，組織與特定控制任務無關的所有CPU 功能和順序。操作系統任務包括下列各項：n 處理重啟(熱啟動)和熱重啟。n 更新輸入的過程映像表，并輸出輸出過程映像表n 調用用戶程序n 采集中斷信息，調用中斷OB。n

28、識別錯誤并進行錯誤處理n 管理存儲區域n 與編程設備和其它通訊伙伴進行通訊n通過修改操作系統參數(操作系統缺省設置)，可以在某些區域影響CPU 響應。第三講 S7_300系列PLC的配置及組態3.3.3 STEP 7的程序結構nSTEP 7 編程軟件允許您構造用戶程序，即，將程序分成單個、獨立的程序段。這具有下列優點：n 大程序更易于理解。n 可以標準化單個程序段。n 簡化程序組織。n 更易于修改程序。n 可測試單個程序段，因而簡化調試。n 系統調試變得更簡單。n工業混合過程實例闡述了將一個自動化過程分成單個任務的優點。結構化用戶程序的程序段，即程序塊對應于這些單個任務。第三講 S7_300系

29、列PLC的配置及組態3.3.3 STEP 7的程序結構n用戶程序n可以創建用戶程序，并將其下載到CPU 中。它包含處理特定自動化任務所要求的所有功能。用戶程序任務包括：n 確定CPU 的重啟(熱啟動)和熱重啟條件(例如，用特定值初始化信號)n 處理過程數據(例如，產生二進制信號的邏輯鏈接，獲取并評估模擬量信號，指定用于輸出的二進制信號，輸出模擬值)n 響應中斷n 處理正常程序周期中的干擾。第三講 S7_300系列PLC的配置及組態塊類型塊類型1.在S7 用戶程序內可使用多種類型的塊第三講 S7_300系列PLC的配置及組態組織塊和程序結構組織塊和程序結構n 組織塊(OB)表示操作系統和用戶程序

30、之間的接口。組織塊由操作系統調用，控制循環中斷驅動的程序執行、PLC啟動特性和錯誤處理。可以對組織塊進行編程來確定CPU特性。第三講 S7_300系列PLC的配置及組態用戶程序中的調用體系用戶程序中的調用體系n 要使用戶程序正常運行，必須調用構成用戶程序的塊。這通過特殊的STEP 7 指令、塊調用來完成，而這些指令、塊調用只能在邏輯塊中編程和啟動。n 次序和嵌套深度塊調用的次序和嵌套稱為體系。可嵌套的塊數目(嵌套深度)取決于特定的CPU。下圖闡述了一個掃描周期內塊調用的次序和嵌套深度。第三講 S7_300系列PLC的配置及組態第三講 S7_300系列PLC的配置及組態n 第三講 S7_300系

31、列PLC的配置及組態n 第三講 S7_300系列PLC的配置及組態3 .3 .3 STEP7 的程序結構n一個實際的用戶程序是由許多部分組成的， STEP7 將這些部分稱為邏輯塊。在 STEP7 中，為了支持結構化程序設計，將用戶程序分類歸并為不同的塊，并且允許各個塊之間的相互調用。塊的調用指令終止當前塊（調用塊）的運行，轉而執行被調用塊的指令。只有當被調用塊的指令執行完畢，原調用塊繼續執行調用指令后的指令。 nSTEP7 典型的程序結構如圖 3 一 36 所示。第三講 S7_300系列PLC的配置及組態n 第三講 S7_300系列PLC的配置及組態n 第三講 S7_300系列PLC的配置及組

32、態n 第三講 S7_300系列PLC的配置及組態n 第三講 S7_300系列PLC的配置及組態n 第三講 S7_300系列PLC的配置及組態n 第三講 S7_300系列PLC的配置及組態n 機械系統的驅動與控制 可編程序控制器技術及應用機械系統的驅動與控制 西門子S7-200系列PLC的編程基礎西門子S7-200系列PLC的編程基礎 n可編程控制器的軟件及編程語言n 可編程序控制器的軟件可分為系統軟件和應用軟件。可編程控制器編程方法與普通計算機編程方法大不一樣。本節主要介紹可編程控制器編程所需的一些基本概念和約定；重點闡述了編程語言的形式、指令結構、程序結構類型和組件等編程基本知識，通過本節的

33、學習，使讀者理解可編程序控制器的指令結構、程序結構類型和組件要素，為后續內容的學習創造基本條件。系統軟件 n系統軟件n可編程控制器的系統軟件就是PLC的系統管理程序，也可稱之為可編程控制器的操作系統。它是由PLC的制造廠家編制的，用于控制可編程控制器本身的運行。系統軟件對用戶是不透明的。n系統管理程序具有下述幾個功能。n管理系統的運行、上載用戶程序、生成用戶程序的工作環境，如各程序段內的存儲位置、存儲空間的安排。系統軟件n（1）負責系統的運行、管理控制可編程序控制器周期循環掃描工作，對各個運行內容進行時間上的分配管理。 n（2）負責可編程序控制器存儲空間的管理，生成用戶工作環境。通過它將用戶程

34、序的各個程序代碼段讀入PLC內存；將程序內的各個編程元件、數據參數的存儲地址轉化為實際的數據格式、與PLC內物理存放地址。n（3）負責系統自檢，包括系統出錯檢驗、用戶程序語法檢驗、句法檢驗、看門狗定時器運行等。可編程控制器應用軟件n可編程控制器應用軟件的基本功能是提供用戶的編程軟件，指用戶根據自己的控制要求編寫的用戶程序。由于可編程控制器的應用場合是工業現場，它的主要用戶是電氣技術人員，所以其編程語言的形式、編程方法要適合使用者的接受水平和應用習慣。因而它既不同于VB、VC等高級語言，又不同于匯編語言。可編程控制器通常使用梯形圖，邏輯功能圖、順序功能圖、流程圖及高級語言、指令語句表等多種編程語

35、言，以適合不同專業背景的電氣技術人員使用。編程語言n計算機運行時，執行的是機器語言由“0”、“1”組成的程序代碼。用機器語言編程無疑是一件枯燥、麻煩且令人生畏的工作。因而為PLC用戶設計的編程語言則是簡單易學。可編程序控制器通過應用軟件中的指令解釋功能，將用戶程序代碼逐條翻譯成對應的機器語言。載入PLC中。 編程語言n編程語言n可編程控制器的編程語言有多種形式，作為標準配置的語言是梯形圖邏輯指令、指令語句表指令、邏輯功能圖指令3種。下面逐一說明。STEP7的編程語言LADSTLFBDn梯形圖編輯器（LAD）n語句表編輯器 (STL)n功能塊圖編輯器 (FBD)梯形圖編程語言 ( LAD )n梯

36、形圖編程語言又稱梯形圖邏輯指令, 它是以圖形元素表達控制指令、以圖形方式連接,構成程序段，形成控制邏輯。梯形圖邏輯指令格式如下：n元素指令：用不含地址或參數的單個元素表示控制邏輯。如反向信號流單元指令。n帶地址的元素指令：以單個元素加地址的形式表示控制邏輯。如常開觸點單元指令。 n帶地址和數值的元素指令：以單個元素加地址和數值的形式表示控制邏輯n 梯形圖編程語言 ( LAD )n帶參數的方塊圖指令：用帶有輸入、輸出參數的方框元素形式表示控制功能、控制邏輯，見圖。其中方框元素的左邊帶有橫線，表示輸入參數；方框元素的右邊帶有橫線，表示輸出參數；方框元素對應處有文字符號，是輸入參數、輸出參數的功能標

37、識符。方框內最上處用識記符代表指令功能。對于輸出參數必須是STEP7軟件能夠用于放置輸出信息的存儲單元。參數必須是專用的數據類型。梯形圖編程語言 ( LAD )n梯形圖是一種圖形編程語言，它沿用繼電器控制系統中電路圖結構形式。將繼電器觸點（觸點在梯形圖中又常稱為接點）、線圈、觸點串并聯等術語和圖形符號，拓展到編程語言中。梯形圖編程語言 ( LAD )n用電路聯接中的接通、斷開概念聯系數字邏輯中的“1”、“0”。在繼電器電路中，主要是用電器觸點組合形成控制邏輯；電器觸點是控制邏輯的動作實現對象，也是控制邏輯的載體。而計算機之內，存儲器編程元件是控制邏輯的載體，而實現控制邏輯是通過數字邏輯運算控制

38、程序。因而梯形圖編程語言的觸點、位邏輯等術語、編程元件中的位元件等都是用繼電器控制邏輯概念表述計算機控制程序的一種形式。n梯形圖語言比較形象、直觀，對于熟悉繼電器控制線路的電氣技術人員來說，很容易被接受，且不需要學習專門的計算機知識，因此，在 PLC應用中梯形圖是使用得最基本、最普遍的編程語言。指令語句表 ( STL )n指令語句就是用助記符來表達 PLC 的各種功能。它類似于計算機的匯編語言，但比匯編語言通俗易懂，因此也是應用很廣泛的一種編程語言。這種編程語言可使用簡易編程器編程尤其在未能配置圖形編程器時，就只能將已編好的梯形圖程序轉換成指令語句表的形式，再通過簡易編程器將用戶程序逐條地輸入

39、到 PLC 的存儲器中進行編程。n指令語句表語句的結構 通常每條指令由操作碼（指令）和操作數（數據或器件編號）組成，指令語句的組成有兩種基本格式：n一條語句由一條單個指令助記符組成，如 NOT（反向信號流指令）；n一條語句由一個指令助記符和一個操作數組成，如 L27（把整數 27裝入累加器）。邏輯功能圖 ( FBD )n 邏輯功能圖是一種由邏輯功能符號組成的。邏輯功能符號也稱功能塊，它是表達命令的圖形語言。這種編程語言沿用了半導體邏輯電路的邏輯方塊圖。對每一種功能都使用一個運算方塊，其運算功能由方塊內的符號確定。常用“與”、“或”、“非”等邏輯功能表達控制邏輯。與功能方塊有關的輸入畫在方塊的左

40、邊，輸出畫在方塊的右邊。采用這種編程語言，不僅能簡單明確地表現邏輯功能，還能通過對各種功能塊的組合，實現加法、乘法、比較等高級功能，所以，它也是一種功能較強的圖形編程語言。對于熟悉邏輯電路和具有邏輯代數基礎的人來說是非常方便的。 指令與編程元件n指令與操作數n 計算機程序是由數據、指令、操作對象等組成。指令是程序的最小單位。指令的有序排列就構成了程序。指令是由操作碼和操作數組成。操作碼定義指令的功能；操作數定義指令執行對象。指令執行對象有編程元件、和數據常數。n操作數分為兩類：n（1）數據常數：數據常數是直接用數字表達，有時還需有數據單位標識符。n（2）編程元件（存儲單元）存儲器與存儲單元n

41、根據存儲器在PLC中的具體功能，被分成各個功能區域。PLC內部的存儲器可被分成系統存儲器、用戶存儲器兩大類。系統存儲器分系統程序存儲器、系統數據存儲器。同樣用戶存儲器也有程序存儲器、數據存儲器之分。存儲器與存儲單元n PLC運行控制程序時必須有一定的物理載體去加載控制程序、實現控制邏輯、完成數據存儲等操作。這一物理載體就是存儲器。n 存儲單元是指存儲器中可以被讀寫的基本存儲單位，計算機中的存儲器常以位（BIT）、字節（BYTE）、字（WORD）為基本單位進行讀寫操作。編程元件n 編程元件是指令中的操作對象。當操作對象為存儲器中的存儲單位時，也被稱作編程元件。n 但是編程元件可以指單個存儲器單元

42、，也可以指一段程序所存放的存儲區域中首個存儲器單元地址。在后者，編程元件代表的是一段程序代碼。地址n 每個編程元件需要有一個地址，以區分彼此。編程元件的物理地址n 編程元件的物理地址是編程元件按功能、按數字順序、按數據格式排列的一個識記符。它在指令中被用于表達指令訪問的操作對象。每個編程元件的物理地址是由主標識符、副主標識符和參數形式組成的。編程元件的邏輯地址n 在編程中，常使用代名詞的方法表示編程元件的物理地址，這種以任選的符號和數字組合表示地址的方式稱作編程元件的邏輯地址。采用邏輯地址表示方式可以使編程元件的名稱與控制過程中的物理對象有所聯系，使程序更易解讀。尋址與尋址方式n尋址，訪問操作

43、數。“訪問”表達的是一種數據操作的泛指，可以是“讀”，可以是“寫”。因而，尋址就是對操作數（存儲單元）進行的讀寫操作。n所謂“尋址方式”指的是指令獲取操作數的方式，可以直接或間接方式得到操作數。S7-200可編程序控制器的尋址方式有4種，立即尋址、存儲器直接尋址、存儲器間接尋址和寄存器間接尋址。立即尋址n立即尋址：操作數是常數或數據常量；操作數直接包含在指令中。n存儲器直接尋址：操作數是存儲單元（編程元件）；操作數存放在存儲單元中。存儲器間接尋址n存儲器間接尋址；存儲器間接尋址采用的是指針尋址方式。指令獲取操作數有兩個過程，n1。訪問指針數的存儲單元，獲取操作數的地址；n2。使用訪問指針所得到

44、的操作數絕對尋址和符號尋址n在STEP 7程序中，使用物理地址方式表達地址的稱作絕對尋址；使用邏輯地址方式表達地址的稱作符號尋址。n絕對地址包含地址標識符和存儲器位置(例如，Q 4.0、I1.1、M 2.0)。如I/O信號、位存儲器、計數器、定時器、子程序的首地址等。絕對尋址和符號尋址n 在使用符號尋址編程前，必須首先將符號名稱分配給絕對地址。因而需要進行符號編址工作。符號編址要建立一個符號名數據庫符號聲明表，符號聲明表將程序中使用的物理地址與符號表中的邏輯地址名一一對應。創建符號名數據庫可用 STEP 7的符號編址器（Symbols Editor）建立。n 編程中，用戶可以使用邏輯地址名或使

45、用物理地址名，編程軟件有自動識別功能，但如在編程前，某邏輯地址名沒有被聲明，則會出現語法錯誤。S7-200可編程序控制器系列的編程元件S7-200可編程序控制器系列的編程元件n數字量輸入過程映像寄存器（I） n數字量輸出過程映像寄存器（Q）n模擬量輸入過程映像寄存器（AI）n模擬量輸出過程映像寄存器（AQ）過程映像寄存器的功用與工作方式n 在每個掃描周期的輸入采樣階段中，控制現場送來的輸入信號，被寫入輸入過程映像寄存器。其后狀態不變，直至下個掃描周期的輸入采樣階段才更新。同樣，在每次掃描周期的結尾，CPU將輸出過程映象寄存器中的數值復制到物理輸出點上。可以按位、字節、字或雙字來存取數字量過程映

46、象寄存器中的數據。過程映像寄存器n數字量輸入過程映像寄存器的識記符是“I”；n數字量輸出過程映像寄存器的識記符是“Q”。n。數字量輸入過程/輸出過程映像寄存器n數字量輸入過程映像寄存器（I） n數字量輸出過程映像寄存器（Q）n 輸入過程映像寄存器，是與輸入模塊端點所對應的一個存儲區，其中每個存儲單元的數據位（BIT）對應了數字量輸入模板的一個輸入端點，同樣輸出過程映像寄存器，是與輸出模塊端點所對應的一個存儲區，其中每個存儲單元的數據位（BIT）對應了數字量輸出模板的1個輸入端點，數字量輸入過程輸出/過程映像寄存器的尋址格式n數字量輸入過程映像寄存器（I）與數字量輸出過程映像寄存器（Q）的尋址格

47、式n尋址格式為：n位 I字節地址.位地址如 I0.1n字節 QB 字節地址如 QB4n字 QW起始字節地址 如 QW4模擬量輸入/輸出過程映像寄存器n模擬量輸入過程映像寄存器（AI）n模擬量輸出過程映像寄存器（AQ）n 類似上述特點，模擬量輸入過程映像寄存器是與輸入模塊端點所對應的一個存儲區；模擬量輸出過程映像寄存器是與輸入模塊端點所對應的一個存儲區。n 但是在PLC中，1個模擬輸入量或輸出量都是由16位（BIT）數字量表達。因而，模擬量模塊中的一個端點對應了模擬量過程映像寄存器中二個字節的存儲單元。模擬量輸入 AI n模擬量輸入 AI nS7-200將模擬量值（如溫度或電壓）轉換成1個字長（

48、16位）的數字量。可以用區域標識符（AI）、數據長度（W）及字節的起始地址來存取這些值。因為模擬輸入量為1個字長，且從偶數位字節（如0，2，4）開始，所以必須用偶數字節地址（如AIW0，AIW2，AIW4）來存取這些值。模擬量輸入值為只讀數據。n尋址格式為：AI W起始字節地址 如 AIW4。模擬量輸出：AQn模擬量輸出：AQnS7-200把1個字長（16位）數字值按比例轉換為電流或電壓。可以用區域標識符（AQ）、數據長度（W）及字節的起始地址來改變這些值。因為模擬量為一個字長，且從偶數字節（如0，2，4）開始，所以必須用偶數字節地址（如AQW0，AQW2，AQW4）來改變這些值。模擬量輸出值

49、是只寫據。n尋址格式為：AQW起始字節地址 如 AQW4。 輔助寄存器 Mn輔助寄存器 Mn在邏輯運算中，經常會產生中間邏輯運算結果、標識位、內部邏輯等需臨時存放。因而需要寄存器暫存。借助于輔助寄存器的編程，可使輸入輸出之間建立復雜的邏輯關系和聯鎖關系，以滿足不同的控制要求。輔助寄存器 Mn在S7-200 中，有時也稱輔助寄存器為位存儲區的內部標志位（Marker )，所以輔助寄存器一般以位為單位使用，采用“字節位”的編址方式。n S7-200 的輔助寄存器的數量為 2048 個（ 256 字節， 2048 位）。輔助寄存器也可以字節、字、雙字為單位，作存儲數據用。 n存取位存儲區尋址格式：位

50、： M字節地址.位地址 M26.7n字節、字或雙字尋址格式為：n字節 MB 字節地址如 MB4n字 MW起始字節地址 如 MW4。變量存儲區 Vn變量存儲區：Vn變量存儲區 V是存儲程序執行過程中控制邏輯操作的中間結果，也可以用它來保存與控制過程相關的其它數據。并且可以按位、字節、字或雙字來存取V存儲區中的數據：n變量存儲區尋址格式n位： V字節地址.位地址 V10.2n字節、字或雙字： V長度起始字節地址 如 VW100 定時器 Tn定時器 TnS7 200中的定時器是 PLC 的重要編程元件，其作用與繼電器控制線路中的時間繼電器基本相似，用于實現或監控時間序列。定時器是由位和字組成的復合存

51、儲單元。定時器存儲單元的兩種形式n定時器存儲單元的兩種形式。n定時器的觸點狀態用位存儲元件表示，按照當前值和預置值的比較結果置位或者復位。n字存儲單元用于存儲定時器的定時時間值的當前值，其數據結構為16位有符號整數，存儲定時器所累計的時間。而定時器的預置值是定時器指令的一部分。n可以用定時地址（T定時器號）來存取這兩種形式的定時器數據。究竟使用哪種形式取決于所使用的指令：如果使用位操作指令則是存取定時器位；如果使用字操作指令，則是存取定時器當前值。計數器 Cn計數器 CnS7 200中的計數器用于對RLO的正跳沿計數。計數器也是由位存儲器與字存儲器組成的復合單元。定時器存儲單元的兩種形式：n計

52、數器的觸點狀態用位存儲元件表示，按照當前值和預置值的比較結果置位或者復位。n字存儲單元用于存儲存儲計數器所累計的計數值，其值為計數器的計數當前值，數據結構為16位有符號整數。而計數器的預置值是定時器指令的一部分。n可以用計數器地址（C計數器號）來存取這兩種形式的計數器數據。究竟使用哪種形式取決于所使用的指令：如果使用位操作指令則是存取計數器位；如果使用字操作指令，則是存取計數器當前值。特殊存儲器 SMn特殊存儲器 SMnSM位為CPU與用戶程序之間傳遞信息提供了一種手段。可以用這些位選擇和控制S7-200 CPU的一些特殊功能。例如：首次掃描標志位、按照固定頻率開關的標志位或者顯示數學運算或操

53、作指令狀態的標志位。（有關SM位的詳細信息參見附錄B）。并且可以按位、字節、字或雙字來存取SM位：n位： SM字節地址.位地址 SM0.1n字節、字或者雙字： SM長度起始字節地址 如 SMB86 局部存儲器 Ln局部存儲器 Ln局部存儲器和變存儲器很相似，但只有一處區別。變量存儲器是全局有效的，而局部存儲器只在局部有效。全局是指同一個存儲器可以被任何程序存取（包括主程序、子程序和中斷服務程序）。局部是指存儲器區和特定的程序相關聯。S7-200給主程序分配64個局部存儲器；給每一級子程序嵌套分配64個字節局部存儲器；同樣給中斷服務程序分配64個字節局部存儲器。n中斷服務程序或者其它子程序的局部

54、存儲器。同樣的，中斷服務程序也不能訪問分配給主程序或子程序的局部存儲器。局部存儲器 LnS7-200 PLC根據需要分配局部存儲器。也就是說，當主程序執行時，分配給子程序或中斷服務程序的局部存儲器是不存在的。當發生中斷或者調用一個子程序時，需要分配局部存儲器。新的局部存儲器在分配時可以重新使用分配給另一個子程序或中斷服務程序的局部存儲器。局部存儲器在分配時PLC不進行初始化，初值可能是任意的。當在子程序調用中傳遞參數時，在被調用子程序的局部存儲器中，由CPU替換其被傳遞的參數的值。局部存儲器在參數傳遞過程中不傳遞值，在分配時不被初始化，也沒有任何數值。尋址格式為：n位： L字節地址.位地址 L

55、0.0n字節、字或雙字： L長度 起始字節地址 如 LB33。 順控寄存器位（S）n順控寄存器位（S）n順控寄存器可用于順控指令SCR中的標識位。在使用功能圖法編制順序控制程序中，可以使用SCR指令，執行控制流程操作管理。順控寄存器位可在用于流程步的標識，為順序控制指令的專用編程元件。當不被順序控制指令使用時，它可以用作輔助位寄存器使用。順控寄存器可以按位、節、字或雙字來存取S位。n位尋址格式： S字節地址.位地址 如 S3.1編程元件表編程元件的物理地址與邏輯地址過程映像寄存器過程映像寄存器順控寄存器（S）計數器 C局部存儲器 L定時器 T變量存儲區 V輔助寄存器 M用戶程序裝載區系統程序裝

56、載區指令n指令是程序的最小單位。指令的有序排列就構成了程序。利用編程器可以離線編程，就是將程序存儲在編程器中；也可以在線編程，將程序存儲在CPU模塊中。STEP 7的程序組件nSTEP 7的程序組件n 一個應用程序，由可執行代碼和注釋組成。可執行代碼由主程序和若干子程序或者中斷服務程序組成。STEP 7的程序組件n1。主程序 n主程序中包括控制應用的指令。S7200在每一個掃描周期中順序執行這些指令。主程序也被表示為OB1n2。 子程序 n子程序是應用程序中的可選組件。只有被主程序、中斷服務程序或者其它子程序調用時，子程序才會執行。子程序具有兩種設計方式，第一種是按分部編程的設計方法，第一種是

57、按結構化編程的設計方法。第二種設計方法中，子程序是帶參數結構的，通過形參和實參的邏輯關系，使子程序代碼執行中，能操控不同的控制對象。STEP 7的程序組件n中斷服務程序 n中斷服務程序是應用程序中的可選組件。當特定的中斷事件發生時，中斷服務程序執行。您可以為一個預先定義好的中斷事件設計一個中斷服務程序。當特定的事件發生時，S7-200會執行中斷服務程序。STEP 7的程序結構形式n 程序的物理載體就是在存儲器中的“1”、“0”數據的組合，我們稱之為機器碼。程序的邏輯載體就是我們在編程軟件中編寫的程序文擋。編程器的功用就是將程序的邏輯載體轉化成物理載體，上載到PLC的裝載程序存儲區。一個實際的用

58、戶程序是由許多部分組成的， STEP7 將這些部分稱為邏輯塊。程序結構形式n 程序結構形式指的是：按程序的組織形式來劃分的一種分類方法。它是程序中各個程序邏輯段的組織排列順序。程序結構形式可分成下述3種：n線性編程；n分部編程；n結構化編程。程序結構形式n 程序結構形式將影響到程序段的數量，進而影響到程序的物理載體在裝載程序存儲區中占據的空間大小。程序結構形式體現了控制流程的邏輯關系的可讀性，一個復雜的、龐大的控制程序見有幾百、幾千條程序段，其可讀性影響到程序的維護過程。n 程序結構形式體現了控制流程的邏輯關系的可靠性，由于程序的龐大，難免有一定的缺陷存在，因而需要有嚴格的邏輯設計，故此需要在

59、程序組織方法上有所考慮。線性編程式結構n1線性編程式結構n 線性編程方法是在OB1 中寫入整個用戶程序。程序呈現線性排列，可以按流程順序，或按控制功能區或其它方式。n 線性編程方法適應控制要求簡單，存儲器要求較少的小型、簡單控制項目。它不需對控制功能進行分類歸整、不考慮控制程序段代碼重復使用等問題。n 線性編程時，程序全部在OB1中，故此其掃描周期中的用戶程序執行段時間長、裝載程序存儲區中占據的空間也大。分部編程式結構n2分部編程式結構n分部編程是將設計的控制程序段按控制流程功能分塊，將整個程序按執行的動作操作邏輯段與控制條件邏輯段分離；動作操作邏輯形成子程序塊、控制條件邏輯寫入主程序，采用主程序調用子程序的結構模式組織程序，構成主次程序結構。結構化編程式結構n3結構化編程式結構n結構化編程從程序結構上與分部編程完全一樣。但不同的是它的子程序設計方法。結構化編程式結構n 結構化編程是將控制動作操作邏輯段按執行功能細分歸