PLC應用技術第二章可編程序控制器的結構和工作原理2/2/202312.1可編程序控制器的組成與基本結構2.2可編程序控制器的工作過程與工作原理2.3S7-200系列可編程控制器2.4可編程序控制器的編程語言本章主要內容2/2/20232本章學習要求重點內容：

S7-200的結構、原理及編程語言了解內容：可編程序控制器的性能指標難點內容：梯形圖的等效電路2/2/202332.1可編程序控制器的組成與基本結構PLC是一種工業控制用的專用計算機，它的實際組成與一般微型計算機系統基本相同，也是由硬件系統和軟件系統兩大部分組成。PLC的硬件系統由主機系統、輸入/輸出擴展環節及外部設備組成。

PLC的軟件系統由系統程序(又稱系統軟件)和用戶程序(又稱應用軟件)兩大部分組成。

2/2/20234一、PLC硬件結構示意圖輸入/輸出擴展環節2/2/202351.系統程序系統程序由PLC的制造企業編制，固化在PROM或EPROM中，安裝在PLC上，隨產品提供給用戶。系統程序包括系統管理程序、用戶指令解釋程序和供系統調用的標準程序模塊等。2.用戶程序

用戶程序是根據生產過程控制的要求由用戶使用制造企業提供的編程語言自行編制的應用程序。用戶程序包括開關量邏輯控制程序、模擬量運算程序、閉環控制程序和操作站系統應用程序等。二、可編程序控制器的軟件系統2/2/202362.2可編程序控制器的工作原理及主要性能指標一、可編程序控制器的原理PLC是采用周期循環掃描的工作方式，CPU連續執行用戶程序和任務的循環序列稱為掃描。CPU對用戶程序的執行過程是CPU的循環掃描，并用周期性地集中采樣、集中輸出的方式來完成的。一個掃描周期（工作周期）主要分為以下幾個階段：1.輸入采樣掃描階段2.執行用戶程序掃描階段3.輸出刷新掃描階段

2/2/20237二、可編程序控制器的等效電路2.2可編程序控制器的工作原理及主要性能指標2/2/20238三、可編程序控制器的主要技術指標1.輸入/輸出點數2.存儲容量3.掃描速度4.指令系統5.通信功能2.2可編程序控制器的工作原理及主要性能指標2/2/20239

西門子S7系列可編程控制器分為S7-400、S7-300、S7-200三個系列，分別為S7系列的大、中、小型（超小型）可編程控制器系統。S7-200系列可編程控制器有CPU21X系列，CPU22X系列，其中CPU22X型可編程控制器提供了4個不同的基本型號，常見的有CPU221，CPU222，CPU224和CPU226四種基本型號。

2.3S7-200系列可編程控制器2/2/202310一、S7-200PLC系統組成1．CPU模塊SIMATICS7-200系統CPU22X系列PLC主機（CPU模塊）的外形：

2.3S7-200系列可編程控制器2/2/202311

CPU型號

2.3S7-200系列可編程控制器2/2/202312CPU22X主要技術性能指標7個模塊2/2/202313主機及I/O特性2/2/2023142．輸入輸出擴展模塊當主機單元模板上的I/O點數不夠時,或者涉及到模擬量控制時,除了CPU221以外,都可以通過增加擴展單元模板的方法,對輸入/輸出點數進行擴展.

設備連接

2/2/202315二、S7-200系列PLC數據存儲及內部元器件功能數據類型字符串、布爾型、整數型和實數型（浮點數）2/2/202316

2.編址方式l

位編址的指定方式為：（區域標志符）字節號·位號如I0.0；Q0.0；I1.2。l

字節編址的指定方式為：（區域標志符）B（字節號）如IB0表示由I0.0～I0.7這8位組成的字節。l

字編址的指定方式為：（區域標志符）W（起始字節號）例如VW0表示由VB0和VB1這2字節組成的字。l

雙字編址的指定方式為:（區域標志符）D（起始字節號）例如VD0表示由VB0到VB3這4字節組成的雙字。

2/2/2023173.尋址方式（1）直接尋址直接尋址是在指令中直接使用存儲器或寄存器的元件名稱（區域標志）和地址編號，直接到指定的區域讀取或寫入數據。有按位、字節、字、雙字的尋址方式（2）間接尋址間接尋址時操作數并不提供直接數據位置，而是通過使用地址指針來存取存儲器中的數據。在S7-200中允許使用指針對I、Q、M、V、S、T、C（僅當前值）存儲區進行間接尋址（1）使用間接尋址前，要先創建一個指向該位置的指針。（2）指針建立好后，利用指針存取數據。2/2/202318直接尋址2/2/202319

4.元件功能（1）輸入映像寄存器I（輸入繼電器）輸入繼電器是PLC用來接收用戶設備輸入信號的接口，共16個。

（2）輸出映像寄存器Q（輸出繼電器）

輸出繼電器是用來將輸出信號傳送到負載的接口，共16個。（3）變量存儲器V

變量存儲器主要用于存儲變量，CPU224/226為V0.0～V5119.7共5KB存儲容量2/2/202320（4）內部標志位存儲器（中間繼電器）M內部標志位存儲器，用來保存控制繼電器的中間操作狀態，其作用相當于繼電器控制中的中間繼電器，共256個。（5）特殊標志位存儲器SMPLC中還有若干特殊標志位存儲器,特殊標志位存儲器位提供大量的狀態和控制功能，一般為SM0.0---SM299.7。（6）局部變量存儲器L64個（7）定時器TPLC所提供的定時器作用相當于繼電器控制系統中的時間繼電器。每個定時器可提供無數對常開和常閉觸點供編程使用。共256個（T0---T255）2/2/202321（8）計數器C計數器用于累計計數輸入端接收到的由斷開到接通的脈沖個數。共256個（C0---C255）（9）高速計數器HC（10）累加器AC（11）順序控制繼電器S（狀態元件）（12）模擬量輸入/輸出映像寄存器（AI/AQ）2/2/2023222.4可編程序控制器的編程語言一、可編程序控制器的編程語言梯形圖(LAD)

2.指令表(STL)3.功能塊圖(FBD)2/2/202323圖2.7基本指令應用舉例(a)梯形圖；(b)指令表I0.0()()I0.1Q0.0Q0.0Q0.1()M0.1I0.5I0.3I0.4()Q0.2M0.1(a)(b)LDOA=LD=A=LDNAN=I0.0Q0.0I0.1Q0.0I0.5Q0.1I0.3M0.1I0.4M0.1Q0.2梯形圖和指令表2/2/202324圖2.8FBD簡單實例功能塊圖2/2/202325二、編程注意事項及編程技巧

（1）程序應按自上而下，從左至右的順序編寫。（2）線圈不能直接與左母線相連。如果需要，可以通過特殊內部標志位存儲器SM0.0（該位始終為1）來連接，如圖2-10所示。（3）適當安排編程順序，以減少程序的步數。串聯多的支路應盡量放在上部，如圖2-9所示。

2/2/202326圖2-9圖2-102/2/202327并聯多的支路應靠近左母線，如下圖所