PLC的基本工作原理及其S编程.docx

1、PLC的基本工作原理及其S编程PLC的基本工作原理及其S7-200编程 导读：就爱阅读网友为您分享以下“PLC的基本工作原理及其S7-200编程”资讯，希望对您有所帮助，感谢您对的支持! PLC 的基本工作原理及其S7-200编程 第一章 实验基础入门篇1.1 PLC入门知识1.1.1概述可编程序控制器是一种数字运算的电子系统，专为工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充的原则设计

2、PLC 与传统的继电器逻辑相比： 1、 可靠性高、逻辑功能强、体积小。2、 在需要大量中间继电器、时间继电器及计数继电器的场合，PLC 无需增加硬设备。3、随着要求的变更PLC 对程序修改方便。继电器线路要想改变控制功能，必须变更硬接线，灵活性差。4、 具有网络通讯功能，可附加高性能模块对模拟量进行处理，实现各种复杂控制功能。PLC 与工业控制计算机相比1、PLC 继承了继电器系统的基本格式和习惯，对于有继电器系统方面知识和经验的人来说，尤其是现场的技术人员，学习起来十分方便。2、PLC 一般是由电气控制器的制造厂家研制生产，各厂家的产品不通用。工业控制机是由通用计算机推广应用发展起来的，一般

3、由微机厂、芯片及板卡制造厂开发生产。它在硬件结构方面的突出优点是总线标准化程度高，产品兼容性强。 3、PLC 的运行方式与工业控制机不同，微机的许多软件不能直接使用。工业控制机可使用通用微机的各种编程语言，对要求快速、实时性强、模型复杂的工业对象的控制占有优势。但它要求使用者具有一定的计算机专业知识。 1.2 PLC各部分的作用1.2.1 CPU 诊断PLC 电源、内部电路的工作状态及编制程序中的语法错误。 采集现场的状态或数据，并送人PLC 的寄存器中。 逐条读取指令，完成各种运算和操作。 将处理结果送至输出端。 响应各种外部设备的工作请求。1.2.1存储器 系统程序存储器：用以存放系统管理

4、程序、监控程序及系统内部数据。PLC 出厂前已将其固化在只读存储器ROM 或PROM 中，用户不能更改。 用户存储器：包括用户程序存储区及工作数据存储区。这类存储器一般由低功耗的CMOS-RAM 构成，其中的存储内容可读出并更改。注意： PLC产品手册中给出的“存储器类型”和“程序容量”是针对用户程序存储器而言的。1.1.1 输入输出接口电路 输入接口电路：采用光电耦合电路，将限位开关、手动开关、编码器等现场输入设备的控制信号转换成CPU 所能接受和处理的数字信号。 输出接口电路：采用光电耦合电路，将CPU 处理过的信号转换成现场需要的强电信号输出，以驱动接触器、电磁阀等外部设备的通断电。1.

5、2.2电源PLC 的电源是指将外部输入的交流电处理后转换成满足PLC 的CPU 、存储器、输人输出接口等内部电路工作需要的直流电源电路或电源模块。许多PLC 的直流电源采用直流开关稳压电源，不仅可提供多路独立的电压供内部电路使用，而且还可为输入设备提供标准电源。1.2.3输入输出I 0扩展接口若主机单元的I O 点数不能满足需要时，可通过此接口用扁平电缆线将I O 扩展单元与主机相连，以增加I O 点数。PLC 的最大扩展能力主要受CPU 寻址能力和主机驱动能力的限制。1.3 PLC的基本工作原理与微机等待命令的工作方式不同，PLC 采用循环扫描的工作方式CPU 从第一条指令开始按指令步序号作

6、周期性的循环扫描，如果无跳转指令, 则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至遇到结束符后又返回第一条指令，周而复始不断循环，每一个循环称为一个扫描周期。一个扫描周期主要分为三个阶段：1. 输入刷新阶段2. 程序执行阶段3. 输出刷新阶段 由于输入刷新阶段是紧接输出刷新阶段后马上进行的，所以亦将这两个阶段统称为I O 刷新阶段。实际上，除了执行程序和I O 刷新外，PLC 还要进行各种错误检测(自诊断功能) 并与编程工具通讯，这些操作统称为“监视服务”。一般在程序执行后进行。扫描周期的长短主要取决于程序的长短。由于每一个扫描周期只进行一次I 0刷新，故使系统存在输入、输出滞后现象。这对于一般

7、的开关量控制系统不但不会造成影响，反而可以增强系统的抗干扰能力。但对于控制时间要求较严格、响应速度要求较快的系统，就需要精心编制程序，必要时采用一些特殊功能，以减少因扫描周期造成的响应滞.S7-200 PLC 系统是紧凑型可编程序控制器。系统的硬件构架由成系统的CPU 模块和丰富的扩展模块组成。它能够满足各种设备的自动化控制需求。S7-200除具有PLC 基本的控制功能外，更在如下方面具有独到之处。 功能强大的指令集指令内容包括位逻辑指令、计数器、定时器、复杂数学运算指令、PID 指令、字符串指令、时钟指令，以及和智能模块配合的专用指令等。 丰富强大的通讯功能S7-200提供了近10种通讯方式

8、以满足不同的应用需求，从简单的S7-200之间的通讯到S7-200通过PROFIBUS-DP 网络通讯，甚至到S7-200通过以太网通讯。在联网需要已日益成为必需的今天，强大的通讯无疑会使S7-200为更多的用户服务。可以说，S7-200的通讯功能已经远远超过了小型PLC 的整体通讯水平。 编程软件的易用性STEP7-MICRO/WIN32编程软件为用户提供了开发、编辑和监控的良好编程环境。全中文的界面、中文的在线帮助信息、WINDOWS 的界面网络以及丰富的编程向导，能使用户快速进入状态，得心应手。 用 户 输 入 设 备 1.4 S7-200 编程软件1.4.1 安装条件STEP7-MIC

9、RO/WIN32 V3.2可以在MICROSOFT 公司出品的如下操作系统环境下安装： WINDOWS 95 WINDOWS 98 IIVISI/ON WINDOWS NT,VERSI/ON 4.0,SP6 WINDOWS ME EDITI/ON; WINDOWS 2000,SP2; WINDOWS XP HOME(STEP7-MICRO/WIN32 SP3以上版本) WINDOWS XP PROFESSI/ONAL(STEP7-MICRO/WIN32 SP3以上版本)硬件要求： 任何能够运行上述操作系统的PC 或PG （编程器） 100M 硬盘空间； WINDOWS 系统支持的鼠标； 推荐使

10、用最小屏幕分辨率1024768，小字体。1.4.2 安装步骤关闭所有应用程序，包括MICROSOFT OFFICE快捷工具栏；在光盘驱动器内插入安装光盘。如果没有禁止光盘插入自动运行，安装程序会自动运行；或者在WINDOWS 资料管理器中打开安装光盘上的“SETUP.EXE ”文件，然后按照安装程序的提示完成安装就行。*具体操作详见深入浅出西门子S7-200 PLC的P30-P34.2.5.3 STEP-MICRO/WIN32简介STEP-MICRO/WIN32窗口元素如下图所示：浏览条 指令树 交叉引用 数据块 状态图 符号表 输出窗口 状态条 程序编辑器 局部变量表“浏览条”显示编程特性的

11、按钮控制群组：“视图” 选择该类别，为程序块、符号表，状态图，数据块，系统块，交叉引用及通讯显示按钮控制。“工具” 选择该类别，显示指令向导、TD200向导、位置控制向导、EM 253控制面板和调制解调器扩充向导的按钮控制。注释：当浏览条包含的对象因为当前窗口大小无法显示时，浏览条显示滚动按钮，使您能向上或向下移动至其他对象 。“指令树”提供所有项目对象和为当前程序编辑器（LAD 、FBD 或STL ）提供的所有指令的树型视图。您可以用滑鼠右键单击树中“项目”部分的文件夹，插入附加程序组织单元（POU ）；您可以用滑鼠右键单击单个POU ，打开、删除、编辑其属性表，用密码保护或重新命名子例行程

12、序及中断例行程序。您可以用滑鼠右键单击树中“指令”部分的一个文件夹或单个指令，以便隐藏整个树。您一旦打开指令文件夹，就可以拖放单个指令或双击，按照需要自动将所选指令插入 程序编辑器窗口中的光标位置。您可以将指令拖放在“偏好”文件夹中，排列经常使用的指令。“交叉引用”允许您检视程序的交叉引用和组件使用信息。“数据块” 允许您显示和编辑数据块内容。“状态图窗口”允许您将程序输入、输出或变量置入图表中，以便追踪其状态。您可以建立多个状态图，以便从程序的不同部分检视组件。每个状态图在状态图窗口中有自己的标记。“符号表全局变量表窗口”允许您分配和编辑全局符号（即可在任何POU 中使用的符号值，不只是建立

13、符号的POU ）。您可以建立多个符号表。可在项目中增加一个S7-200系统符号预定义表。“输出窗口”在您编译程序时提供讯息。当输出窗口列出程序错误时，可双击错误讯息，会在程序编辑器窗口中显示适当的网络。当您编译程序或指令库时，提供讯息。当输出窗口列出程序错误时，您可以双击错误讯息，会在程序编辑器窗口中显示适当的网络。“状态条”提供您在STEP 7-MICRO/WIN 32中操作时的操作状态信息。 “程序编辑器窗口”包含用于该项目的编辑器（LAD 、FBD 或STL ）的局部变量表和程序视图。如果需要，您可以拖动分割条，扩充程序视图，并覆盖局部变量表。当您在主程序一节（OB1）之外，建立子例行程

14、序或中断例行程序时，标记出现在程序编辑器窗口的底部。可单击该标记，在子例行程序、中断和OB1之间移动。“局部变量表”包含您对局部变量所作的赋值（即子例行程序和中断例行程序使用的变量）。在局部变量表中建立的变量使用暂时内存；地址赋值由系统处理；变量的使用仅限于建立此变量的POU 。“菜单条”允许您使用滑鼠或键击执行操作。您可以定制“工具”菜单，在该菜单中增加自己的工具。“工具条”最常用的STEP 7-MICRO/WIN 32操作提供便利的滑鼠存取。您可以定制每个工具条的内容和外观。1.4.4 编程计算机与CPU 通讯与CPU 通讯，通常需要下列条件之一：（1） PC/PPI（RS-232/PPI

15、）电缆，连接PG/PC的串行通讯口（COM 口）和CPU通讯口；（2） PG/PC上安装CP （通讯处理器）卡，通过MPI 电缆连接CPU 通讯口（CP5611卡配合台式PC ，CP5511卡配合便携机使用）。最简单的编程通讯需要（1） 带串行RS-232C 端口的PG/PC，并已正确安装了STEP7-MICRO/WIN32的有效版本；（2） PC/PPI编程电缆（或USB/PPI电缆）。1.4.5 设置通讯设置PC/PPI电缆小盒中的DIP 开关，设定通讯电缆的通讯波特率为9.6K 波特。用PC/PPI电缆连接PG/PC和CPU ，将CPU 前盖内的模式选择开关设置为STOP ，给CPU 上电。用鼠标单击浏览条上的“通讯”图标出现通讯设置窗口，如下图所示：编程计算机与CPU 窗口右侧显示编程计算机将通过PC/PPI电缆尝试与CPU 通讯，并且本地编程计算机的网络通讯地址是0。用鼠标双击PC/PPI电缆的图标，出现如下窗口： 单击PC/PPI电缆旁边的PROPERTIES(属性) 控制，可以杳看PC/PPI电缆连接参数。在PPI 窗口中设置通讯速度