plc創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)論文

1、<p>　　XXXXXXXXXXX學(xué)院</p><p><b>　　創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)論文</b></p><p>　　論文題目 PLC創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)</p><p>　　指導(dǎo)教師 XXXXXX </p><p>　　姓 名 XXXXXX </p>

2、;<p>　　學(xué) 號(hào) XXXXXXXXXXX</p><p>　　專 業(yè) 電子信息工程</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一 PLC的概述…………… …...…….………………………………………3</p><p>　　1.1 PL

3、C的發(fā)展歷程和展望……………………………………………..3</p><p>　　1.2 PLC的基本結(jié)構(gòu)……………………………………………………..3</p><p>　　1.3 PLC的特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域……………………………………………..5</p><p>　　1.3.1 PLC的特點(diǎn)…………………………………………………….5</p><

4、;p>　　1.3.2 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域……………………………………………….6</p><p>　　二 PLC的工作原理……………….…………………………………………6</p><p>　　2.1 PLC的操作模式……………………………………………………..6</p><p>　　2.2 PLC的工作原理……………………………………………………..7&l

5、t;/p><p>　　三 PLC的硬件……….……………………………………………..………..9</p><p>　　3.1 PLC的硬件……………………………………………………..........9 </p><p>　　3.1.1 PLC的物理結(jié)構(gòu)及分類……..………………………………...9</p><p>　　3.2 CPU模塊

6、中的存儲(chǔ)器……………………………………………….10</p><p>　　3.3 I/O模塊……………………………………………………………...10</p><p>　　四 PLC的軟件及其編程…….…………………………………………….12</p><p>　　4.1 PLC的編程語言與程序結(jié)構(gòu)……………………………………….12</p><

7、p>　　4.2 存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)類型與尋址方式………………………………………..13</p><p>　　4.3 位邏輯指令…………………………………………………………..16</p><p>　　4.4 PLC的梯形圖程序的設(shè)計(jì)………………………………………….18</p><p>　　五 西門子S7-200 系列PLC………………….……………………..…

8、…...21</p><p>　　5.1 S7-200的簡(jiǎn)介………………………………………………………..21</p><p>　　5.2 S7-200的特點(diǎn)………………………………………………………..22</p><p>　　5.3 S7-200編程元件和指令系統(tǒng)…………………………………….….22</p><p>　　六 十字路

9、口交通信號(hào)的自動(dòng)控制設(shè)計(jì)………………………………………….27</p><p>　　七 小結(jié)……………………………………………………………….……….33</p><p>　　八 參考文獻(xiàn)……………..………………………………………………..…..35</p><p>　　九 致謝………………..………………………………………………..……..36</p>

10、;<p><b>　　一 PLC的概述</b></p><p>　　1.1 PLC的發(fā)展歷程和展望</p><p>　　1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC），研制出世界上第一臺(tái)PLC，并在GM汽車生產(chǎn)線上應(yīng)用成功。1980年美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)（NEMA）正式將其命名為可編程控制器（Programmable Controller）,簡(jiǎn)稱PC。國(guó)際電工委員會(huì)

11、（IEC）于1985年的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案第三稿中，對(duì)PLC作了如下定義：“可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式，模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)?！睆纳鲜龆x可以看出，PLC是一種用程序來

12、改變控制功能的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，除了能完成各種各樣的控制功能外，還有與其他計(jì)算機(jī)通信連網(wǎng)等功能。</p><p>　　PLC已廣泛應(yīng)用于機(jī)械，冶金，是有，化工，輕工，紡織，電力，電子，食品及交通等行業(yè)。經(jīng)驗(yàn)表明，百分之八十以上的工業(yè)控制都用PLC來完成。長(zhǎng)期以來，PLC處于工業(yè)自動(dòng)化控制的主戰(zhàn)場(chǎng)，為各種各樣的自動(dòng)化控制設(shè)備提供非?？煽康目刂茟?yīng)用。其主要愿意是：它能夠?yàn)樽詣?dòng)化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案，

13、適合于當(dāng)前工業(yè)企業(yè)對(duì)自動(dòng)化的需要。PLC必須依靠其他新技術(shù)來面對(duì)市場(chǎng)份額逐漸縮小所帶來的沖擊。PLC需要解決的問題依然是新技術(shù)的應(yīng)用，系統(tǒng)開放性和價(jià)格。</p><p>　　在全球工業(yè)計(jì)算機(jī)控制領(lǐng)域，圍繞開放與在開放過程控制系統(tǒng)，開放式過程控制軟件及開放式數(shù)據(jù)通信協(xié)議，已經(jīng)發(fā)生了巨大的變革，幾乎到處都有PLC，但這種趨勢(shì)也許不會(huì)繼續(xù)發(fā)展下去。隨著軟PLC控制組態(tài)軟件技術(shù)的誕生與進(jìn)一步完善和發(fā)展，安裝有軟PLC組態(tài)

14、軟件和基礎(chǔ)工業(yè)PC控制系統(tǒng)的市場(chǎng)份額正在逐步得到增長(zhǎng)，這使傳統(tǒng)PLC供應(yīng)商在PLC技術(shù)發(fā)展與提高方面做出更加開放的姿態(tài)。對(duì)于控制軟件來講，這是PLC控制器的核心，PLC供應(yīng)商正在向工業(yè)用戶提供開放式的編程組態(tài)工具軟件，而且對(duì)工業(yè)用戶表現(xiàn)的非常積極。此外，開放式通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也得到突破和發(fā)展，其結(jié)果是將PLC融入更加開放的工業(yè)控制行業(yè)，從而使PLC面對(duì)各種沖擊，比以前更為健康。</p><p>　　1.2 PLC的基

15、本結(jié)構(gòu)</p><p>　　PLC主要由CPU模塊，輸入模塊，輸出模塊，編程器和電源五部分組成（如圖1-1）。PLC的特殊功能模塊用來完成某些特殊任務(wù)。</p><p>　　圖1-1 PLC控制系統(tǒng)示意圖</p><p><b>　　CPU模塊</b></p><p>　　CPU模塊主要由微處理器（CPU芯片）和存儲(chǔ)組

16、成。在PLC控制系中CPU模塊相當(dāng)于人的大腦和心臟，其采用周期性循環(huán)掃描、分時(shí)操作的工作方式，不斷地采集輸入信號(hào)，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)輸出</p><p><b>　　I/O模塊</b></p><p>　　輸入模塊和輸出模塊簡(jiǎn)稱為I/O模塊，它相當(dāng)于人的眼，耳，手，腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和CPU模塊的橋梁。</p><p>　　I/O模塊有

17、三個(gè)重大作用： 傳遞信號(hào)，電平轉(zhuǎn)換，噪聲隔離。</p><p>　　I/O模塊可以分為三類：模擬量I/O模塊，數(shù)字量I/O模塊，特殊I/O模塊</p><p>　　輸入模塊（Input）</p><p>　　輸入模塊用來接收和采集輸入信號(hào)。PLC通過輸入模塊檢測(cè)被控對(duì)象或被控生產(chǎn)過程的各種參數(shù)，以這些現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)作為PLC對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的信息依據(jù)。開關(guān)量輸入模塊用來

18、接收從按鈕、選擇開關(guān)、限位開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、壓力繼電器等來的開關(guān)量輸入信號(hào)。模擬量輸入模塊用來接收電位器、測(cè)速發(fā)電機(jī)和各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量電流或電壓信號(hào)。</p><p>　　輸出模塊（Output）</p><p>　　輸出模塊將PLC處理結(jié)果送給被控設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過程，以實(shí)現(xiàn)控制。開關(guān)量輸出模塊用來控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、指示燈、數(shù)字顯示裝置和報(bào)警裝置等輸出設(shè)備

19、。模擬量輸出模塊用來控制調(diào)節(jié)閥、變頻器等執(zhí)行機(jī)構(gòu)。</p><p><b>　　編程器</b></p><p>　　編程器用來生成用戶程序，并用它來編輯，檢查，修改用戶程序，監(jiān)視用戶程序執(zhí)行情況。</p><p><b>　　編程器可以分為三類</b></p><p>　　專用簡(jiǎn)易編程器：只能輸入指

20、令，不能圖形編程，體積小、價(jià)廉、功</p><p><b>　　能簡(jiǎn)單、通用性差</b></p><p>　　專用圖形編程器：支持指令及圖形編程，功能較強(qiáng)，通用性差，價(jià)格貴</p><p>　　通用計(jì)算機(jī)編程：使用專業(yè)軟件編程，通過通信電纜與PLC交換數(shù)據(jù)，功能強(qiáng)大，通用性強(qiáng)

21、 </p><p>　　目前大多數(shù)PLC都具有智能通信接口和強(qiáng)大的通信功能，使用編程軟件可用在計(jì)算機(jī)屏幕上直接生成和編輯梯形圖程序或指令表程序，并可實(shí)現(xiàn)不同編程語言之間的轉(zhuǎn)換。</p><p>　　程序編譯后通過通信電纜下載到PLC,或?qū)LC中的程序上傳到計(jì)算機(jī)。程序可以存盤或打印，還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程編程和傳送。</p><p>　　目前絕大多數(shù)PLC均可使用便

22、攜電腦完成程序的開發(fā)、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控、調(diào)試及維護(hù)工作，而不必專門購(gòu)置專用編程器。 </p><p><b>　　電源</b></p><p>　　PLC使用AC220V電源或24V電源。內(nèi)部開關(guān)電源為各模塊提供不同電壓等級(jí)的直流電源。小型PLC可以為輸入電路和外部的電子傳感器（例如接近開關(guān)）提供DC24V電源，驅(qū)動(dòng)PLC負(fù)載的直流電源一般由用戶提供。</p>

23、<p>　　1.3 PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域</p><p>　　1.3.1 PLC的特點(diǎn)</p><p>　?。?）編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)</p><p>　　程序結(jié)構(gòu)使用企業(yè)中電氣技術(shù)人員熟悉并易于掌握的梯形圖語言。</p><p>　　電路符號(hào)和表達(dá)方式與繼電器電路原理圖相似，程序控制過程形象直觀，使用的指令數(shù)量少，易學(xué)易懂，易于為熟

24、悉梯形圖控制電路的電氣技術(shù)人員學(xué)習(xí)和掌握。</p><p>　?。?）功能強(qiáng)、性價(jià)比高</p><p>　　一臺(tái)小型PLC內(nèi)部有成百上千個(gè)可供用戶使用的編程元件（如存儲(chǔ)器、</p><p>　　定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等），有很強(qiáng)的功能，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。與相同功能的繼電器控制系統(tǒng)相比，具有很高的性價(jià)比。</p><p>　　PLC可以通過通

25、信聯(lián)網(wǎng)，組成DCS集散控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)分散控制，集中管</p><p><b>　　理。</b></p><p>　?。?）硬件配套齊全、用戶使用方便、適應(yīng)性強(qiáng)</p><p>　　PLC產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。</p>&l

26、t;p>　　用戶不必自己設(shè)計(jì)制作硬件裝置，只需確定PLC的硬件配置和設(shè)計(jì)外部接線圖即可。</p><p>　　PLC的安裝接線方便，一般用接線端子連接外部接線。</p><p>　　PLC有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可以直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和小型交流接觸器。</p><p>　　PLC的硬件配置確定后，可以通過修改用戶程序，方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化。 </p

27、><p>　?。?）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)</p><p>　　可靠性是自動(dòng)控制系統(tǒng)穩(wěn)定工作的重要指標(biāo)。是用戶選擇自動(dòng)控制裝置的首要條件。</p><p>　　傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)使用了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器。由于觸點(diǎn)接觸不良，容易出現(xiàn)故障。</p><p>　　PLC用軟件代替了繼電器系統(tǒng)中容易出現(xiàn)故障的大量觸點(diǎn)和接線，外部?jī)H剩下輸入和輸

28、出相關(guān)的少量硬件元件，接線大量減少，因觸點(diǎn)接觸不良的故障大為減少。</p><p>　　系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，安裝，調(diào)試工作量少</p><p>　　PLC用軟件功能取代了繼電氣控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器，時(shí)間繼電</p><p>　　器，計(jì)數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計(jì)，安裝，接線工作量大大減少。</p><p>　　PLC的梯形圖程序一般用順序控制設(shè)計(jì)

29、法來設(shè)計(jì)。這種編程方法很有規(guī)</p><p><b>　　律，很容易掌握。</b></p><p>　　PLC用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，輸入信號(hào)用小開關(guān)來模擬，通過PLC上的發(fā)光二極管可觀察輸出信號(hào)的狀態(tài)。完成了系統(tǒng)的安裝和接線后，在現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)調(diào)過程中發(fā)現(xiàn)問題一般通過修改程序就可以解決，系統(tǒng)的調(diào)試時(shí)間比繼電器系統(tǒng)少得多</p><p>　　維修

30、工作量小，維修方便</p><p>　　PLC的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能。PLC或外部的輸入裝</p><p>　　置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)，可以根據(jù)PLC上的發(fā)光二極管或編程器提供的信息迅速的查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速排除故障。</p><p><b>　　體積小，能耗低</b></p><p&g

31、t;　　復(fù)雜的控制系統(tǒng)使用PLC后，可以減少大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，</p><p>　　因此可將開關(guān)柜的體積縮小到原來的1/2-1/10。</p><p>　　PLC的配線比繼電器控制系統(tǒng)的配線少得多，故可以節(jié)省大量的配線和附</p><p>　　件，減少大量的安裝接線工時(shí)，加上開關(guān)柜體積縮小，可以節(jié)省大量費(fèi)用。</p><p>　　

32、1.3.2 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域</p><p>　　（1） 數(shù)字量邏輯控制</p><p>　　這是PLC最基本最廣泛的應(yīng)用。其輸入輸出均為開關(guān)量信號(hào)，控制過程與</p><p>　　繼電器控制系統(tǒng)最為接近，控制成本低廉，可靠性極高。可以用于單臺(tái)設(shè)備，也可用于自動(dòng)生產(chǎn)線，還可用于民用或家庭場(chǎng)合。</p><p><b>　?。?）運(yùn)動(dòng)

33、控制</b></p><p>　　使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊，實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)等場(chǎng)合的位置、速度等過程控制，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械的加工場(chǎng)合。</p><p><b>　?。?）閉環(huán)過程控制</b></p><p>　　通過PLC的模擬量A/D、D/A模塊，可以完成模擬量和數(shù)字量之間的相互轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量

34、的PID（比例－積分－微分）閉環(huán)過程控制。廣泛應(yīng)用于塑料加工、鍋爐控制等設(shè)備控制。</p><p><b>　?。?）數(shù)據(jù)處理</b></p><p>　　現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表等功能，可能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、分析和處理，大大增強(qiáng)了PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能。</p><p><b>　?。?）通信聯(lián)網(wǎng)<

35、/b></p><p>　　經(jīng)通訊端口，可以實(shí)現(xiàn)PLC之間、PLC與其它智能設(shè)備（如計(jì)算機(jī)、變頻器、數(shù)控裝置等）之間通信，組成功能強(qiáng)大的“分散控制、集中管理”的分布式自動(dòng)控制系統(tǒng)（DCS系統(tǒng)），為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)提供強(qiáng)有力的控制支持。</p><p>　　二 PLC的工作原理</p><p>　　2.1 PLC的操作模式</p><p&g

36、t;<b>　?。?）操作模式</b></p><p>　　有兩種基本的工作狀態(tài): RUN / STOP（如圖1-6）.</p><p>　　通過模式開關(guān)進(jìn)行選擇運(yùn)行狀態(tài)通過面板上的LED指示燈顯示。</p><p>　　RUN模式： CPU通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實(shí)現(xiàn)控制功能?！癛UN” LED亮</p><

37、p><b>　　STOP模式：</b></p><p>　　CPU不執(zhí)行用戶程序，可以用編程軟件創(chuàng)建和編輯用戶程序，設(shè)置PLC的硬件功能，并將用戶程序和硬件信息下載到PLC。</p><p>　　（2）.用模式開關(guān)改變操作模式</p><p>　　CPU模塊上的模式開關(guān)在STOP位置時(shí)，將停止用戶程序的運(yùn)行在RUN位置時(shí)，將啟動(dòng)用戶程序的

38、運(yùn)行模式開關(guān)在STOP或TERM（Terminal，終端）位置時(shí)，電源通電后CPU自動(dòng)進(jìn)入STOP模式在RUN位置時(shí)， 圖1-6 電源通電后自動(dòng)進(jìn)入RUN模式</p><p>　?。?）用STEP7-Micro/WIN編程軟件改變操作模式</p><p>　　PLC - PLC之間建立起通信連接后，若模式開關(guān)在RUN或TERM位置, 可用編

39、程軟件中的命令改變CPU的工作模式。</p><p>　?。?）在程序中改變操作模式</p><p>　　在程序中插入STOP指令，可以使CPU由RUN模式進(jìn)入STOP模式。</p><p>　　2.2 PLC的工作原理</p><p>　　PLC通電后，需要對(duì)硬件和軟件進(jìn)行初始化</p><p>　　為使PLC的輸出

40、及時(shí)地響應(yīng)隨時(shí)可能變化的輸入信號(hào)，用戶程序不只是執(zhí)行一次，而是反復(fù)不斷地重復(fù)執(zhí)行，直到PLC停機(jī)或切換到STOP狀態(tài)。這種周而復(fù)始的循環(huán)工作方式稱為掃描工作方式。</p><p>　　PLC在RUN工作模式下，采用周期性循環(huán)掃描、分時(shí)操作的工作方式，不斷地采集輸入信號(hào)，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)輸出（見圖1-1）。</p><p>　　除了執(zhí)行用戶程序之外，在每次循環(huán)過程中，PLC還要完成內(nèi)部

41、處理、通信服務(wù)等工作。</p><p>　　PLC的掃描工作過程</p><p>　　PLC的掃描工作過程RUN模式一個(gè)掃描工作周期可分為五個(gè)階段（如圖1-7），在STOP工作模式一個(gè)掃描工作周期可分為四個(gè)階段（如圖1-8）。</p><p>　　圖1-7 RUN模式掃描過程 圖1-8 STOP 模式掃描過程&

42、lt;/p><p>　　讀取輸入（輸入采樣）</p><p>　　PLC把所有輸入電路的接通/斷開（ON/OFF）狀態(tài)讀入輸入映像寄存器中寄存起來，作為下一階段程序執(zhí)行時(shí)的條件。</p><p>　　進(jìn)入程序執(zhí)行階段后，輸入采樣過程即已結(jié)束，即使輸入狀態(tài)變化，輸入映像寄存器的內(nèi)容也不會(huì)改變。輸入狀態(tài)的變化只能在下一個(gè)工作周期的輸入采樣階段才被重新讀入。</p>

43、;<p><b>　　執(zhí)行用戶程序 </b></p><p>　　PLC的用戶程序由若干條指令組成，在用戶程序存儲(chǔ)器中順序排列。</p><p>　　在RUN模式下，若無跳轉(zhuǎn)指令，PLC將逐條順序掃描執(zhí)行用戶程序。</p><p>　　執(zhí)行程序指令時(shí)，所需要的輸入狀態(tài)或其它編程元件的狀態(tài)分別由輸入映像寄存器和元件映像寄存器中讀出，

44、并根據(jù)指令要求執(zhí)行相應(yīng)的邏輯運(yùn)算。</p><p>　　程序執(zhí)行結(jié)果寫入到元件映像寄存器中，這就是說，對(duì)于每個(gè)編程元件來說，元件映像寄存器中寄存的內(nèi)容，會(huì)隨程序執(zhí)行的進(jìn)程而變化。</p><p>　　執(zhí)行程序時(shí)對(duì)輸入/輸出的存取對(duì)象為元件映像寄存器，而非實(shí)際的I/O點(diǎn)，一方面可加快讀寫速度，另一方面可保證各I/O點(diǎn)狀態(tài)固定不變，程序執(zhí)行完后再通過輸出過程映像寄存器的值更新輸出點(diǎn)，使系統(tǒng)的運(yùn)

45、行穩(wěn)定。</p><p><b>　　通信處理</b></p><p>　　在通信處理請(qǐng)求階段，PLC處理從通信接口和智能模塊接收到的信息，與計(jì)算機(jī)和智能設(shè)備交換數(shù)據(jù)，協(xié)調(diào)工作。</p><p><b>　　CPU自診斷測(cè)試</b></p><p>　　在自診斷測(cè)試處理階段，PLC檢查CPU模塊內(nèi)部

46、的硬件是否正常，將監(jiān)控定時(shí)器復(fù)位，以及完成一些別的內(nèi)部工作。</p><p>　　改寫輸出（輸出刷新）</p><p>　　程序執(zhí)行完后進(jìn)入輸出刷新階段。此時(shí)將元件映像寄存器中所有的輸出繼電器的狀態(tài)轉(zhuǎn)存到輸出鎖存電路，再通過輸出模塊去驅(qū)動(dòng)輸出設(shè)備（負(fù)載），這就是PLC的實(shí)際輸出。</p><p><b>　　中斷程序的處理</b></p&

47、gt;<p>　　如果程序中使用了中斷，中斷事件發(fā)生時(shí)，CPU停止執(zhí)行正常的掃描工作方式，立即執(zhí)行中斷程序。中斷功能可以提高PLC對(duì)某些事件的響應(yīng)速度。</p><p><b>　　立即I/O處理</b></p><p>　　在程序執(zhí)行過程中使用立即I/O指令可以直接存取I/O點(diǎn)。用立即I/O指令讀入輸入點(diǎn)的值時(shí)，相應(yīng)的輸入映像寄存器的值未被更新。用立即

48、I/O指令來改寫輸出點(diǎn)時(shí)，相應(yīng)的輸出映像寄存器的值被更新。</p><p><b>　　掃描周期</b></p><p>　　PLC在RUN工作模式下，執(zhí)行一次完整的掃描工作操作所需的時(shí)間稱為掃描工作周期。（見圖1-7）</p><p>　　掃描時(shí)間取決于掃描速度和用戶程序的長(zhǎng)短，其典型值為1-100ms。它由掃描工作過程中的五個(gè)工作階段分時(shí)操

49、作過程組成。</p><p>　　當(dāng)PLC的CPU模塊確定后，掃描速度就確定下來了。除用戶程序執(zhí)行時(shí)間外，其它四個(gè)工作過程所花時(shí)間即基本確定了。</p><p>　　用戶程序執(zhí)行時(shí)間則與用戶程序的指令數(shù)量有關(guān)，用戶程序越長(zhǎng)，指令數(shù)量越多，PLC的掃描工作周期越長(zhǎng)。</p><p>　　西門子S7-200系列PLC使用的CPU掃描速度較快，其指令的平均執(zhí)行時(shí)間為0.2

50、2us</p><p>　　日本三菱F1系列小型PLC,指令的平均執(zhí)行時(shí)間為12us</p><p>　?。?） 輸入/輸出滯后時(shí)間</p><p>　　輸入/輸出滯后時(shí)間又稱系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，是指PLC的外部輸入信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻至它控制的有關(guān)外部輸出信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻之間的時(shí)間間隔，它由輸入電路濾波時(shí)間、輸出電路滯后時(shí)間和因掃描工作方式產(chǎn)生的滯后時(shí)間三部分組成。&l

51、t;/p><p>　　數(shù)字量輸入模塊的RC濾波器用來濾除由輸入端引入的干擾噪聲，消除因外接輸入觸點(diǎn)動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的抖動(dòng)引起的不良影響。濾波電路的時(shí)間常數(shù)決定了輸入濾波時(shí)間的長(zhǎng)短，其典型值為10ms左右。</p><p>　　輸出模塊的滯后時(shí)間與模塊的類型有關(guān)：</p><p>　　繼電器輸出電路的滯后時(shí)間一般在10ms左右</p><p>　　場(chǎng)效應(yīng)

52、晶體管輸出電路的滯后時(shí)間為數(shù)us至100多us</p><p>　　雙向可控硅輸出負(fù)載接通時(shí)滯后約1ms，導(dǎo)通到斷開的最大滯后時(shí)間為10ms</p><p>　　由于PLC在一個(gè)掃描工作周期的各個(gè)階段采用分時(shí)操作的工作方式，引起的滯后時(shí)間最長(zhǎng)可達(dá)兩三個(gè)掃描周期</p><p><b>　　三 PLC的硬件</b></p><

53、p>　　3.1 PLC的硬件 </p><p>　　3.1.1 PLC的物理結(jié)構(gòu)及分類</p><p>　　PLC按硬件結(jié)構(gòu)可分為：整體式PLC，模塊式PLC</p><p>　　PLC按I/O點(diǎn)數(shù)可分為：超小型PLC（I/O點(diǎn)數(shù)64點(diǎn)以內(nèi)），小型PLC（I/O點(diǎn)數(shù)在65-128以內(nèi)），中型PLC（I/O點(diǎn)數(shù)在129-512以內(nèi)），大型PLC（I/O點(diǎn)數(shù)在51

54、3-896以內(nèi)），超大型PLC（I/O點(diǎn)數(shù)在896點(diǎn)以上）</p><p><b>　　整體式PLC</b></p><p>　　又叫一體化PLC，它的CPU模塊和I/O模塊、電源模塊等裝在一個(gè)箱體內(nèi)，結(jié)構(gòu)非常緊湊，它的體積小，價(jià)格低，主要用于小型或微型PLC（如圖1-11）。</p><p>　　整體式PLC又分為基本單元和擴(kuò)展單元兩種。&l

55、t;/p><p>　　基本單元：它有CPU模塊和I/O模塊、電源模塊，是一臺(tái)完整的PLC，可以單獨(dú)使用。</p><p>　　擴(kuò)展單 元：內(nèi)部只有I/O模塊和電源，主要 用于擴(kuò)展基本單元上的I/O點(diǎn)數(shù)，不能單獨(dú)使用。 </p><p>　　基本單元和擴(kuò)展單元之間用扁平電纜連接。 </p><p>　　整體式PLC提供多種不同I/O點(diǎn)數(shù)的基本單元和

56、擴(kuò)展單元供用戶選用</p><p>　　擴(kuò)展單元的使用 </p><p>　　基本單元和擴(kuò)展單元之間用扁平電纜連接。</p><p>　　有的PLC有全輸入型和全輸出型的擴(kuò)展單元。選用不同I/O點(diǎn)數(shù)的基本單元和擴(kuò)展單元，可以組成不同I/O點(diǎn)數(shù)的PLC控制系統(tǒng)，滿足用戶不同要求。</p><p><b>　　模塊式PLC&l

57、t;/b></p><p>　　由框架和模塊用搭積木的方式組成系統(tǒng)，模塊插在模塊插座上，后者焊在框架的總線連接板上，主要用于大中型PLC和部分小型PLC。</p><p>　　CPU模塊、開關(guān)量I/O模塊、電源模塊、模擬量I/O模塊和其它特殊的功能模塊等在結(jié)構(gòu)上相互獨(dú)立，用戶可根據(jù)具體的應(yīng)用要求，選用合適的模 塊，安裝在固定的機(jī)架上或?qū)к壣?，?gòu)成一個(gè)完整的PLC控制系統(tǒng)。</p

58、><p>　　PLC廠家備有不同槽數(shù)的框架供用戶選用，如果一個(gè)框架容納不下所選用的模塊，可以增設(shè)一個(gè)或數(shù)個(gè)擴(kuò)展框架，各框架之間用I/O擴(kuò)展電纜連接。</p><p>　　不同檔次的CPU模塊、品種繁多的I/O模塊和特殊功能模塊，對(duì)硬件配置的選擇余地較大，維修時(shí)更換模塊也很方便。 </p><p>　　3.2 CPU模塊中的存儲(chǔ)器</p><p>

59、;　　存儲(chǔ)器分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶程序存儲(chǔ)器。系統(tǒng)程序相當(dāng)于個(gè)人計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)，它使PLC具有基本的智能，能夠完成PLC設(shè)計(jì)者規(guī)定的各種工作，系統(tǒng)程序由PLC生產(chǎn)廠家設(shè)計(jì)并固化在ROM（只讀存儲(chǔ)器）中，用戶不能讀取。用戶程序由用戶設(shè)計(jì)，它使PLC能完成用戶要求的特定功能。用戶程序存儲(chǔ)器的容量以字節(jié)為單位。</p><p>　　PLC的微處理器主要有：通用微處理器，單片微處理器，位片式微處理器。</p&g

60、t;<p>　?。?）通用微處理器：小型PLC一般使用8位微處理器，如早期的8080、8086、8088等。</p><p>　　大中型PLC則多使用處理速度更快、功能更強(qiáng)的16位或32位微處理器。</p><p>　　通用微處理器通用性強(qiáng)，價(jià)格便宜。用微機(jī)的通信軟件容易構(gòu)成PLC的通信網(wǎng)絡(luò)，易于與其它計(jì)算機(jī)設(shè)備進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)通信。</p><p>　　（2

61、）單片微處理器：即單片機(jī)，它將存儲(chǔ)器芯片、ROM、RAM、接口電路、時(shí)鐘電路、甚至A/D、D/A電路集成為一體，在一個(gè)很小的芯片上自成為一個(gè)小的微處理系統(tǒng)。其特點(diǎn)是集成度高，體積小，價(jià)格低，可擴(kuò)充性好。廣泛用于小型PLC和PLC的智能I/O模塊。</p><p>　?。?）位片式微處理器</p><p>　　多為雙極型電路，一般以4位為一片，數(shù)片級(jí)聯(lián)組成任意字長(zhǎng)的微處理器，可構(gòu)成并行處理系

62、統(tǒng)，運(yùn)算速度快，多用于大中型PLC（如西門子的S5-150型PLC）。</p><p>　　存儲(chǔ)器 ：用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序及工作數(shù)據(jù) </p><p>　　按其器件類型可分為以下幾類</p><p>　?。?）RAM：隨機(jī)存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)用戶程序和臨時(shí)數(shù)據(jù)，易失性，斷電信息丟失。存儲(chǔ)用戶程序時(shí)，需后備電池</p><p>　　（2）ROM：

63、只讀存儲(chǔ)器，非易失性，斷電保持，存儲(chǔ)系統(tǒng)程序</p><p>　?。?）E2PROM：可電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器，非易失性，斷電保持，寫入時(shí)間比RAM慢，多用來存儲(chǔ)用戶程序和需長(zhǎng)時(shí)間保存的重要數(shù)據(jù)</p><p>　　EPROM：可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器，非易失性，斷電保持，需用專用設(shè)備寫入，比RAM速度慢。信號(hào)擦除需用紫外燈照射數(shù)小時(shí)，使用不方便，趨于淘汰</p><p&

64、gt;<b>　　3.3 I/O模塊</b></p><p>　　I/O模塊是聯(lián)系外部現(xiàn)場(chǎng)和CPU模塊的橋梁，PLC通過I/O模塊與工業(yè)生產(chǎn)過程現(xiàn)場(chǎng)相聯(lián)系</p><p>　　開關(guān)量I/O模塊的通斷狀態(tài)用發(fā)光二極管顯示</p><p>　　PLC與外部接線的連接一般采用接線端子，默寫模塊使用可以拆卸的插座型端子板，不需要斷開端子板上的外部連線，

65、就可以迅速的更換模塊。</p><p>　　I/O模塊的外部接線方式有三種分別為：匯點(diǎn)式，分組式，分隔式。（如圖1-15）</p><p>　?。?）匯點(diǎn)式：各I/O電路共用一個(gè)公共接地端，各輸入點(diǎn)或輸出點(diǎn)共一</p><p>　　個(gè)電源。該接線方式適用于輸入端或輸出端供電完全相同的場(chǎng)合。</p><p>　　（2）分組式：將I/O點(diǎn)分為若干

66、組，每組的I/O電路有一個(gè)公共點(diǎn)，它們共用一個(gè)電源。各組之間是分隔開來的，可以分別使用不同的電源。常用于輸出模塊多種供電的場(chǎng)合。</p><p>　?。?）分隔式：各I/O點(diǎn)之間相互隔離，每個(gè)I/O點(diǎn)都可以使用單獨(dú)的電源。常見于I/O點(diǎn)數(shù)極少的輸出模塊的多種供電負(fù)載的輸出接口接線。</p><p><b>　　輸入模塊</b></p><p>

67、　　PLC輸入模塊用來接收和采集生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的各種輸入信號(hào)</p><p>　　輸入電路中有RC濾波電路，以防止由于輸入觸點(diǎn)抖動(dòng)或外部干擾脈沖引起錯(cuò)誤的輸入信號(hào)</p><p>　　PLC開關(guān)量輸入模塊按工作電壓分為直流輸入模塊和交流輸入模塊 </p><p>　　S7-200 PLC的輸入濾波電路的延遲時(shí)間可以用編程軟件中的系統(tǒng)塊設(shè)定

68、 圖1-16開關(guān)量交流輸入</p><p>　　PLC開關(guān)量交流輸入方</p><p>　　式工作（見圖1-16）電壓較高，抗干擾能力和工作穩(wěn)定性較強(qiáng)，適合于在有油霧、粉塵等惡劣環(huán)境下使用</p><p>　　PLC開關(guān)量直流輸入電路（見圖1-17）延遲時(shí)間較短可以直接與接近開關(guān)、光電開關(guān)等電子輸入裝置連接</p&

69、gt;<p><b>　　輸出模塊</b></p><p>　　輸出模塊將PLC處理結(jié)果送給被控對(duì)象，以實(shí)現(xiàn)控制。</p><p>　　開關(guān)量輸出模塊用來控制接觸器、電磁閥、指示燈、數(shù)字顯示裝置和報(bào)警裝置等輸出設(shè)備。</p><p>　　模擬量輸出模塊用來控制調(diào)節(jié)閥、變頻器等執(zhí)行機(jī)構(gòu)</p><p>　　S

70、7-200的CPU模塊的數(shù)字量輸出電路功率器件有驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載的場(chǎng)效應(yīng)管（圖1-18）和小型繼電器</p><p>　　（1）繼電器輸出模塊： </p><p>　　繼電器同時(shí)起傳遞信號(hào)、電平轉(zhuǎn)換和噪聲隔離的作用</p><p>　　特點(diǎn)：使用電壓范圍廣，通用性強(qiáng)，可同時(shí)驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載和交流負(fù)載，導(dǎo)通壓降小，承受瞬時(shí)過壓和過流能力較強(qiáng)，但動(dòng)作速度較慢。由于有機(jī)械觸點(diǎn)，開

71、關(guān)動(dòng)作次數(shù)的限制，壽命有一定限制。如系統(tǒng)輸出量變化不是 很頻繁，建議優(yōu)先選用繼電器型輸出模塊 。 </p><p>　?。?）晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管輸出模塊 ：CPU模塊輸出信號(hào)送給內(nèi)部電路中的輸出鎖存器，再經(jīng)光電耦合器送給場(chǎng)效應(yīng)晶體管，后者飽和導(dǎo)通狀態(tài)和截止?fàn)顟B(tài)相當(dāng)于觸點(diǎn)的接通和斷開。</p><p>　　穩(wěn)壓管用來抑制關(guān)斷過電壓和

72、外部的浪涌電壓，以保護(hù)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，電路工作頻率可達(dá)20-100KHz。</p><p>　　等效開關(guān)是電子開關(guān)，模塊的反應(yīng)速度較快，可靠性較高，使用壽命較長(zhǎng)，但過載能力稍差。</p><p><b>　　只能驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載</b></p><p>　?。?）雙向可控硅輸出模塊：使用光電可控硅實(shí)現(xiàn)輸出信號(hào)的傳輸和噪聲隔離</p>&

73、lt;p>　　并聯(lián)在雙向可控硅兩端的RC吸收電路和壓敏電阻，用來抑制可控硅關(guān)斷過電壓和外部的浪涌電壓</p><p>　　雙向交流電子開關(guān)，反應(yīng)速度較快，可靠性較高</p><p>　　只能驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載 </p><p>　　四 PLC的軟件及其編程</p><p>　　4.1 PL

74、C的編程語言與程序結(jié)構(gòu)</p><p>　　與個(gè)人計(jì)算機(jī)相比，PLC的硬件、軟件的體系結(jié)構(gòu)都是封閉的而不是開放的。各個(gè)廠家的PLC的編程語言和指令系統(tǒng)的功能和表達(dá)方式也各不相同，因此各廠家的PLC互不兼容。</p><p>　　為了方便PLC的開發(fā)和使用，IEC（國(guó)際電工委員會(huì)）制定了PLC的全球標(biāo)準(zhǔn)(IEC61131)。該標(biāo)準(zhǔn)包含了如下五個(gè)組成部分：通用信息、設(shè)備與測(cè)試要求、編程語言、用

75、戶指南和通信。其中的第三部分（IEC61131-3）是PLC的編程語言標(biāo)準(zhǔn)，也是至今為止唯一的工業(yè)控制系統(tǒng)的編程語言標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　目前已有越來越多的PLC生產(chǎn)廠家提供了符合IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。</p><p>　　IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)的5種編程語言（如圖1-21）：</p><p>　　(1) 順序功能圖(Sequential Fu

76、nction Chart)；</p><p>　　(2) 梯形圖(Ladder Diagram)；</p><p>　　(3) 功能塊圖(Function Block Diagram)；</p><p>　　(4) 指令表(Instruction List)；</p><p>　　(5) 結(jié)構(gòu)文本(Structured Text)。</

77、p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)中有兩種圖形語言——梯形圖和功能塊圖；</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)中有兩種文字語言——指令表和結(jié)構(gòu)文本。</p><p>　　（1）順序功能圖（圖1-22）：是一種位于其它編程語言之上的圖形語言，用來編制順序控制程序。它提供了一種組織程序的圖形方法，步、轉(zhuǎn)換和動(dòng)作是順序功能圖中的三種主要元素。有三種基本結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)（單系列）、選擇系列和并行系列。&l

78、t;/p><p>　　對(duì)目前大多數(shù)PLC來說，順序功能圖還僅僅作為組織編程的工具使用，尚需用其它編程語言（如梯形圖）將它轉(zhuǎn)化為PLC的可執(zhí)行程序。因此，通常只是將順序功能圖作為PLC的輔助編程工具，而不是一種獨(dú)立的編程語言。</p><p>　?。?）梯形圖程序：梯形圖程序設(shè)計(jì)語言是用梯形圖的圖形符號(hào)來描</p><p>　　述程序的一種程序設(shè)計(jì)語言。是使用得最多的PL

79、C圖形編程語言。梯形圖與工廠的繼電器控制系統(tǒng)的電路圖相似，具有直觀易懂的優(yōu)點(diǎn)，很容易被工廠熟悉繼電器控制的技術(shù)人員掌握，特別適合于開關(guān)量邏輯控制</p><p>　　功能塊圖：是一種類似于數(shù)字邏輯電路的一種編程語言，有</p><p>　　數(shù)字電路基礎(chǔ)的人很容易掌握。該編程語言使用類似于與門、或門的方框來 表示邏輯運(yùn)算關(guān)系，方框的左側(cè)為邏輯運(yùn)算的輸入變量，右側(cè)為輸出變量。</p&g

80、t;<p>　　指令表程序： 指令是程序的最小獨(dú)立單位，用戶程序是由若干條順序</p><p>　　排列的指令構(gòu)成的。一條指令由一個(gè)操作碼和一個(gè)操作數(shù)組成，操作數(shù)由標(biāo)識(shí)符和參數(shù)組成。操作碼定義要執(zhí)行的功能，它告訴CPU該執(zhí)行什么操作；操作數(shù)為執(zhí)行該操作所需要的信息，它告訴CPU用什么去做。一般情況下，指令的操作數(shù)在PLC的存貯器中。</p><p>　　結(jié)構(gòu)文本：是為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)

81、IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建的一種專用的高級(jí)語言。</p><p>　　與梯形圖相比，它能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，編寫程序非常簡(jiǎn)潔和緊湊。 </p><p>　?。?）編程語言的相互轉(zhuǎn)換和選用：在S7-200的編程軟件中，用戶可以選用梯形圖、指令表和功能塊圖來編程，編程軟件可以自動(dòng)切換用戶程序使用的編程語言。</p><p>　　梯形圖程序與繼電器電路圖的表達(dá)方式極為

82、相似，梯形圖中輸入信號(hào)與輸出信號(hào)之間的邏輯關(guān)系一目了然，易于理解，程序可讀性強(qiáng)。而指令表程序邏輯關(guān)系難于一眼看出，程序可讀性差。在設(shè)計(jì)復(fù)雜程序時(shí)建議使用梯形圖編程。但指令表輸入方便快捷，還可以為每一條指令加上注釋，便于復(fù)雜程序的閱讀。在設(shè)計(jì)通信、數(shù)學(xué)運(yùn)算等高級(jí)應(yīng)用程序是時(shí)可以采用。</p><p>　　梯形圖中一個(gè)網(wǎng)絡(luò)只能有一個(gè)獨(dú)立電路。語句表中，幾塊獨(dú)立電路對(duì)應(yīng)的語句可以放在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，但是這種網(wǎng)絡(luò)不能轉(zhuǎn)換為梯

83、形圖。梯形圖程序一定能轉(zhuǎn)換為指令表。 </p><p>　　4.2 存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)類型與尋址方式</p><p><b>　　CPU的存儲(chǔ)區(qū)</b></p><p>　?。?）．輸入過程映像寄存器I（輸入繼電器）</p><p>　　輸入過程映像寄存器是PLC接收外部輸入的開關(guān)量信號(hào)的窗口。在每個(gè)掃描周期的開始，PLC的CP

84、U模塊對(duì)物理輸入端進(jìn)行采樣，通過光電耦合器，將外部信號(hào)的狀態(tài)讀入并存入輸入映像寄存器中。外部輸入電路接通時(shí)對(duì)應(yīng)的映像寄存器為ON（1狀態(tài)），反之為OFF（0狀態(tài)）。輸入端可以外接常開觸點(diǎn)或常閉觸點(diǎn)，也可以接多個(gè)觸點(diǎn)組成的串、并聯(lián)電路。在用戶編制的梯形圖程序中，可以多次使用輸入位的常開觸點(diǎn)或常閉觸點(diǎn)。輸入繼電器的狀態(tài)唯一取決于現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)的狀態(tài)，不可能受用戶程序的控制，因此在梯形圖中絕對(duì)不能出現(xiàn)輸入繼電器的線圈。 </p>

85、<p>　?。?）輸出過程映像寄存器Q（輸出繼電器）</p><p>　　在掃描周期的最后，CPU將輸出過程映像寄存器的數(shù)據(jù)傳送給輸出模塊，再由后者驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。在上圖的梯形圖中，如果Q0.0的線圈“通電”，繼電器型輸出模塊中對(duì)應(yīng)的硬件繼電器的常開觸點(diǎn)閉合，使接在Q0.0輸出端的外部負(fù)載通電，反之則外部負(fù)載斷電。輸出模塊中的每一個(gè)硬件繼電器僅有一對(duì)常開觸點(diǎn)，但是在梯形圖程序中，每一個(gè)輸出位常開觸點(diǎn)和常閉

86、觸點(diǎn)都可以多次使用。</p><p><b>　　（3）變量存儲(chǔ)區(qū)V</b></p><p>　　變量（Varible）存儲(chǔ)器用來在程序執(zhí)行過程中存放中間結(jié)果，或者用來保存與工序或任務(wù)有關(guān)的其它數(shù)據(jù)。 </p><p><b>　　（4）位存儲(chǔ)區(qū)M</b></p><p>　　位存儲(chǔ)器（M0.0~M

87、31.7）類似于繼電器控制系統(tǒng)中的中間繼電器，用來存儲(chǔ)中間操作狀態(tài)或其它控制信息，也可以按字節(jié)、字或雙字來存取</p><p>　?。?）定時(shí)器存儲(chǔ)區(qū)T</p><p>　　定時(shí)器相當(dāng)于繼電器控制系統(tǒng)中的時(shí)間繼電器。</p><p>　　S7-200中有三種定時(shí)精度的定時(shí)器：1ms、10ms和100ms。</p><p>　　定時(shí)器的當(dāng)前值寄

88、存器是16位有符號(hào)整數(shù)，用于存儲(chǔ)定時(shí)器累計(jì)時(shí)間基準(zhǔn)增量值（1~32767）。定時(shí)器位用來描述定時(shí)器的延時(shí)動(dòng)作的觸點(diǎn)狀態(tài)，定時(shí)器位為1時(shí)，梯形圖中對(duì)應(yīng)的定時(shí)器常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開；為0時(shí)則觸點(diǎn)狀態(tài)相反。</p><p>　　接通延時(shí)定時(shí)器的當(dāng)前值大于等于設(shè)定值時(shí)，定時(shí)器被置為1狀態(tài)。定時(shí)器線圈斷電時(shí)，定時(shí)器被復(fù)位為0。</p><p>　　用定時(shí)器地址（如T5）存取當(dāng)前值和定時(shí)器位，帶

89、位操作數(shù)的指令存取定時(shí)器位，帶字操作數(shù)的指令存取當(dāng)前值（即時(shí)定時(shí)時(shí)間）。 </p><p>　?。?）計(jì)數(shù)器存儲(chǔ)區(qū)C</p><p>　　計(jì)數(shù)器用來對(duì)輸入脈沖信號(hào)的上升沿進(jìn)行計(jì)數(shù)。</p><p>　　S7-200中提供了加計(jì)數(shù)、減計(jì)數(shù)和加減計(jì)數(shù)器。</p><p>　　計(jì)數(shù)器當(dāng)前值為16位有符號(hào)整數(shù)，用來存放計(jì)數(shù)脈沖（1~32767）

90、 圖1-25</p><p>　　當(dāng)加計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值大于等于設(shè)定</p><p>　　值時(shí)，計(jì)數(shù)器位被置為1狀態(tài)。</p><p>　　用計(jì)數(shù)器地址（如C20）存取當(dāng)前值和計(jì)數(shù)器位，位操作數(shù)指令存取計(jì)數(shù)器位，字操作數(shù)的指令存取當(dāng)前值（即時(shí)計(jì)數(shù)脈沖數(shù)）。</p><p>　?。?）高速計(jì)數(shù)器HC</

91、p><p>　　用來累計(jì)比CPU的掃描速率更快的輸入脈沖，計(jì)數(shù)過程由專門的控制電路來進(jìn)行，與掃描過程無關(guān)。其當(dāng)前值為32位有符號(hào)整數(shù)，當(dāng)前值為只讀數(shù)據(jù)。 </p><p><b>　　（8）累加器AC</b></p><p>　　累加器用來向子程序傳遞參數(shù)，或從子程序返回參數(shù)，以及用來存放計(jì)算的中間結(jié)果。</p><p>　

92、　S7-200 PLC提供了4個(gè)32位累加器（AC0~AC3），可以按字節(jié)、字和雙字來存取。</p><p>　　按字節(jié)、字只能存取累加器的低8位或低16位，按雙字存取全部的32位，存取的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度由所用的指令來決定。</p><p>　　如：MOVW AC2，VW100 AC2按字（W）存取</p><p>　　（9）特殊存儲(chǔ)器SM</p>&

93、lt;p>　　特殊存儲(chǔ)器（SM）用于CPU與用戶之間交換信息。</p><p>　　（10）局部存儲(chǔ)器L </p><p>　　S7-200有64個(gè)字節(jié)的局部(Local)存儲(chǔ)器，其中有60個(gè)可作為暫時(shí)存儲(chǔ)器，或給子程序傳遞參數(shù)。</p><p>　　主程序、子程序和中斷程序簡(jiǎn)稱為POU(Program Origanization Unit,程序組織單元)，各

94、POU都有自己的局部變量表，局部變量表僅在它被創(chuàng)建的POU中有效。</p><p>　　變量存儲(chǔ)器V是全局變量，可以被所有POU存取</p><p>　　（11）模擬量輸入AI</p><p>　　S7-200將模擬量輸入（如溫度、壓力、或電流、電壓）用A/D模塊轉(zhuǎn)換為一個(gè)字長(zhǎng)（16位）的數(shù)字量，存入模擬量輸入?yún)^(qū)域(AI)中。可以用區(qū)域標(biāo)識(shí)符（AI）、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度（W）

95、及字節(jié)的起始地址來存取這些值。 </p><p>　　（12）模擬量輸出 AQ</p><p>　　S7-200將一個(gè)字長(zhǎng)的數(shù)值用D/A模塊按比例轉(zhuǎn)換為電壓或電流的模擬量，用區(qū)域標(biāo)識(shí)符(AQ)、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度（W）及字節(jié)的起始地址來表示存儲(chǔ)模擬量輸出的地址。因?yàn)槟M量輸出為一個(gè)字長(zhǎng)，因此從偶數(shù)字節(jié)地址開始，為只讀數(shù)據(jù)，用戶不能讀取模擬量輸出值。</p><p>　　

96、（13）順序控制繼電器S </p><p>　　順序控制繼電器（SCR）用于順序控制編程用，與順序控制繼電器指令配合使用，用來表示順序控制系統(tǒng)的工步步序?？梢园次?、字節(jié)、字和雙字來存取。</p><p>　?。?4）常數(shù)的表示方法與范圍</p><p>　　常數(shù)值可以是字節(jié)、字或雙字，CPU以二進(jìn)制方式存儲(chǔ)常數(shù)，常數(shù)也可以用十進(jìn)制、十六進(jìn)制、ASCII碼或浮點(diǎn)數(shù)形

97、式來表示。</p><p>　?。?5）實(shí)數(shù)（浮點(diǎn)數(shù)）圖1-26</p><p>　　實(shí)數(shù)（Real）又稱為浮點(diǎn)數(shù)，在編程軟件中，用小數(shù)表示浮點(diǎn)數(shù)，為32位字長(zhǎng)（雙字）單精度數(shù)。數(shù)據(jù)格式：1.m×2E， 尾數(shù)m和指數(shù)E均為二進(jìn)制數(shù)，E可以是正數(shù)或負(fù)數(shù)。實(shí)數(shù)的最高位（第31位）為符號(hào)位，0正1負(fù)。 浮點(diǎn)數(shù)的表示范圍：±1.175495×10-38~±3

98、.402823×1038 在編程軟件中輸入立即數(shù)時(shí)，帶小數(shù)點(diǎn)的數(shù)被認(rèn)為是浮點(diǎn)數(shù)，沒有小數(shù)點(diǎn)的數(shù)被認(rèn)為是整數(shù)。</p><p>　?。?6）字符串的格式</p><p>　　ASCII碼（美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)碼）是一種字符編碼格式，用一個(gè)字節(jié)中不同的二進(jìn)制數(shù)代表不同的字符。</p><p>　　字符串由若干個(gè)ASCII碼字符組成，每個(gè)字符占一個(gè)字節(jié)。字符串的第一

99、個(gè)字節(jié)定義了字符串的長(zhǎng)度（0~254），即字符的個(gè)數(shù)。 </p><p><b>　　直接尋址與間接尋址</b></p><p>　　在S7-200中，通過地址訪問數(shù)據(jù)，地址是訪問數(shù)據(jù)的依據(jù)，訪問數(shù)據(jù)的過程稱為“尋址”。幾乎所有的指令和功能都于各種形式的尋址有關(guān)。</p><p><b>　　直接尋

100、址</b></p><p>　　指令所要的操作數(shù)存放在內(nèi)存中，在指令中直接給出該操作數(shù)的有效地址，這種尋址方式為直接尋址方式。</p><p>　　直接尋址指定了存儲(chǔ)器的區(qū)域、長(zhǎng)度和位置，如VB200。 </p><p>　　可以用字節(jié)（B）、字（W）或雙字（DW）方式存取V、I、Q、M、S和SM存儲(chǔ)區(qū)。 例如：</p><p>

101、;　　VB100表示以字節(jié)方式存??；</p><p>　　VW100表示存取VB100、VB101組成的字；</p><p>　　VD100表示存取VB100~VB103組成的雙字。</p><p>　　數(shù)字量邏輯控制系統(tǒng)一般只使用直接尋址。</p><p><b>　　建立間接尋址的指針</b></p>

102、<p>　　寄存器間接尋址方式的操作數(shù)在存儲(chǔ)器中，在指令中先給出該操作數(shù)所在地址的指針，再通過該指針訪問操作數(shù)所在存儲(chǔ)器，從而獲得需要的操作數(shù)。</p><p>　　S7- 200 CPU允許使用指針對(duì)V、I、Q、M、S、AI、AQ、T（僅當(dāng)前值）和C（僅當(dāng)前值）存儲(chǔ)區(qū)域進(jìn)行間接尋址。</p><p>　　間接尋址不能用于位（bit）地址、HC或L存儲(chǔ)區(qū)。</p>

103、<p>　　使用間接尋址之前，應(yīng)創(chuàng)建一個(gè)指向該位置的指針。指針為雙字值，用來存放另一個(gè)存儲(chǔ)器地址，只能用V、L或累加器作指針。</p><p>　　建立指針必須用雙字傳送指令（MOVD）將需要間接尋址的存儲(chǔ)器地址送到指針中，例如：MOVD &VB200,AC1 &VB200表示VB200的地址，而不是VB200中的值。</p><p><b>　　指

104、針存取數(shù)據(jù)</b></p><p>　　用指針存取數(shù)據(jù)時(shí)，操作數(shù)前加“*”號(hào)，表示該操作數(shù)為一個(gè)指針。</p><p><b>　　修改指針</b></p><p>　　連續(xù)存取指針?biāo)傅臄?shù)據(jù)時(shí)，因?yàn)橹羔樖?2位的數(shù)據(jù)，應(yīng)使用雙字指令來修改指針值，修改是記住需要調(diào)整的存儲(chǔ)器地址字節(jié)數(shù)：存取字節(jié)時(shí)，指針值加1；存取字時(shí)指針值加2；存取

105、雙字時(shí)，指針值加4。</p><p><b>　　4.3 位邏輯指令</b></p><p>　　指令是程序的最小獨(dú)立單位，用戶程序由若干條順序排列的指令構(gòu)成的。一條指令由一個(gè)操作碼和一個(gè)操作數(shù)組成，操作數(shù)由標(biāo)識(shí)符和參數(shù)組成。操作碼定義要執(zhí)行的功能，它告訴CPU該執(zhí)行什么操作；操作數(shù)為執(zhí)行該操作所需要的信息，它告訴CPU用什么去做。一般情況下，指令的操作數(shù)在PLC的存

106、貯器中。</p><p><b>　　觸點(diǎn)指令</b></p><p><b>　　標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)指令</b></p><p>　　常開觸點(diǎn)的連接指令有</p><p>　　常開觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)地址位為1狀態(tài)時(shí)，該軟繼電器線圈得電，該觸點(diǎn)閉合。</p><p>　　LD：用于梯形圖電

107、路的起始常開觸點(diǎn)的連接，即將該存儲(chǔ)位狀態(tài)值載入棧頂；</p><p>　　A： 用于單個(gè)常開觸點(diǎn)與其它觸點(diǎn)的串聯(lián)連接，即讀出該存儲(chǔ)器狀態(tài)與棧頂值相與，其結(jié)果存入棧。</p><p>　　O： 用于單個(gè)常開觸點(diǎn)與其它觸點(diǎn)的并聯(lián)連接，即讀出該存儲(chǔ)器狀態(tài)后與棧頂值相或，其結(jié)果存入棧頂。常閉觸點(diǎn)的連接指令有：</p><p>　　常閉觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)地址位為0狀態(tài)時(shí)，該軟繼電

108、器線圈失電，該觸點(diǎn)閉合。</p><p>　　LDN：用于梯形圖電路的起始常閉觸點(diǎn)的連接，即該存儲(chǔ)位取反后載入棧頂；</p><p>　　AN：用于單個(gè)常閉觸點(diǎn)與其它觸點(diǎn)的串聯(lián)連接；即讀出該存儲(chǔ)器狀態(tài)后取反，再與棧頂值相與，得到的結(jié)果存入棧頂；</p><p>　　ON：用于單個(gè)常閉觸點(diǎn)與其它觸點(diǎn)的并聯(lián)連接；即讀出該存儲(chǔ)器狀態(tài)后取反，再與棧頂值相或，得到的結(jié)果存入棧

109、頂.</p><p>　　（2） 棧裝載與指令</p><p>　　觸點(diǎn)的串并聯(lián)指令只能將單個(gè)觸點(diǎn)與別的觸點(diǎn)或電路串并聯(lián)，要想實(shí)現(xiàn)電路塊的串并聯(lián)，則需要用ALD和OLD來實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　OLD指令用邏輯“或”操作對(duì)堆棧第一層和第二層的數(shù)據(jù)相“或”，即將兩個(gè)串聯(lián)電路塊并聯(lián)，并將運(yùn)算結(jié)果S2=S0+S1存入堆棧的頂部，第3-9層中的數(shù)據(jù)依次向上移動(dòng)一位。&l

110、t;/p><p>　　ALD指令用邏輯“與”操作對(duì)堆棧第1層和第2層的數(shù)據(jù)相“與”，即將兩個(gè)電路塊串聯(lián)，并將運(yùn)算結(jié)果S4=S2*S3存入堆棧的頂部，第3-9層中的數(shù)據(jù)依次向上移動(dòng)一位</p><p><b>　?。?）其他堆棧指令</b></p><p>　　邏輯入棧（Logic Push,LPS）指令復(fù)制棧頂?shù)闹挡⑵鋲喝攵褩５南乱粚?，棧中原來?/p>

111、數(shù)據(jù)依次向下一層推移，棧底值被推出丟失。</p><p>　　邏輯讀棧（Logic Read,LRD）指令將堆棧中的第二層的數(shù)據(jù)復(fù)制到棧頂。第2-9層的數(shù)據(jù)不變，但是原棧頂值消失。</p><p>　　邏輯出棧（Logic Pop,LPP）指令使棧中各層的數(shù)據(jù)向上移動(dòng)一層，第二層的數(shù)據(jù)稱為堆棧的棧頂值，棧頂原來的數(shù)據(jù)從棧內(nèi)消失。</p><p>　　轉(zhuǎn)載堆棧（Loa

112、d Stack,n=1-8，LDS n）指令復(fù)制堆棧內(nèi)第n層的值到棧頂。棧中原來的數(shù)據(jù)依次向下一層推移，棧底值被推出丟失。</p><p>　?。?）立即觸點(diǎn)（1-34）立即（Immediate）觸點(diǎn)指令只能用于輸入量I，執(zhí)行立即觸點(diǎn)指令時(shí)，立即讀入物理輸入點(diǎn)的值，根據(jù)該值決定觸點(diǎn)的接通/斷開狀態(tài)，但是并不更新該物理輸入點(diǎn)的輸入過程映像寄存器。在語句表中，分別用LDI、AI、OI來表示開始、串聯(lián)和并聯(lián)的常開立即出

113、點(diǎn)。用LDNI、ANI、ONI來表示開始、串聯(lián)和并聯(lián)的常閉立即觸點(diǎn)。觸點(diǎn)符號(hào)中間的“I”和“/I”用來表示立即常開觸點(diǎn)和立即常閉觸點(diǎn)。下表列出了立即觸點(diǎn)的各種指令。</p><p><b>　　輸出指令和其它指令</b></p><p>　?。?）輸出指令（＝）</p><p>　　輸出指令與線圈對(duì)應(yīng)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)線圈的邏輯電路接通時(shí)，線圈流過“ 能

114、流”，對(duì)應(yīng)的映像寄存器（即軟繼電器）為1,反之則為0。執(zhí)行輸出指令時(shí)，使用棧頂值驅(qū)動(dòng)輸出指令指定的線圈。輸出類指令應(yīng)放在梯形圖程序的最右邊。</p><p><b>　?。?）立即輸出指令</b></p><p>　　執(zhí)行立即輸出指令時(shí)，將棧頂值立即寫入指定的物理輸出位和對(duì)應(yīng)的輸出過程映像寄存器。該指令只能用于輸出位（Q）。</p><p>　

115、?。?）置位與復(fù)位指令</p><p>　　S（Set）——置位指令 S bit，N (N=1~255)</p><p>　　R（Reset）——復(fù)位指令 R bit，N (N=1~255)</p><p>　　執(zhí)行S/R指令時(shí)，從指定的位地址開始的N個(gè)連續(xù)的位地址都被置位或復(fù)位。</p><p>　　S/R指令有記憶