上海西门子S7-1200一级供货商
只在中国销售的S7-200CN系列是S7-200 PLC中的经典产品,针对小型模块化控制系统设计,继承了S7-200的优良性能,适用于各种检测、监测及自动化系统,应用领域包括机床、机械和电力设施等。S7-200CN系列PLC有4个不同的基本型号的8种规格的CPU,其主要优点是可靠性高,指令集丰富,实时性好,扩展模块丰富,通信能力强和内置集成功能丰富等。
S7-200CN PLC系统由S7-200CN CPU模块、个人计算机主机、编程器和通信电缆等组成。CPU模块又称为主机,是S7-200CN PLC系统的基本组成单元,包括中央处理器(CPU)、存储器卡(存放程序和数据)、通信口(RS-485串行通信接口)、电源和数字量输入/输出端子(I/O端子)等。
S7-200CN CPU模块外观如图1-3所示,其中关键部件包括:
(1)状态LED,指示CPU运行状态,如系统错误/诊断(SF/DLAG)、RUN(运行)、STOP(停止)。
(2)可选卡插槽,可插存储卡、时钟卡和电池卡。的扩展I/O接口进行I/O模块扩展。S7-200CN的I/O模块可分3种,即数字量I/O模块、模拟量I/O模块和智能I/O模块。
1)数字量I/O模块 用于连接PLC和开关控制的传感器或执行机构,可分为数字量输入模块、数字量输出模块和数字量输入/输出模块3种。数字量输入/输出模块:在一个模块上既能输入又能输出数字量的模块称为组合模块或输入/输出模块,组合模块使PLC系统配置更灵活、方便。
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S7-200CN常用的数字量输入模块、数字量输出模块和数字量输入/输出模块分别为EM221、EM222和EM223。本章首先简要介绍S7-200CN系列PLC的3种编程语言,然后详细介绍S7-200CN系列PLC的数据类型、存储空间划分方法及各存储器区域的地址表示和寻址方法,接着重点介绍S7-200CN PLC的指令执行过程,*后结合实际例子详细介绍S7-200CN系列PLC的主要指令。本章内容侧重基础,目的在于使读者了解PLC程序的执行过程,掌握常用指令的使用方法,为PLC程序设计和系统开发奠定基础。本章重点
PLC的程序执行过程 数据类型和寻址方法
S7-200CN系列PLC的常用指令
2.1 S7-200 PLC的编程语言
PLC产品种类繁多,不同厂商生产的PLC的程序设计语言的指令基本相同,但也存在一些差别。为了规范化PLC程序设计语言,国际电工委员会(IEC)制定了一个PLC程序设计语言的全球标准,即IEC 1131-3指令集,该指令集支持梯形图(Ladder Logic,LAD)和功能块图(Function Block Diagram,FBD)编程语言。但是,IEC 1131-3指令集的指令执行时间比较长。为此,西门子公司针对其生产的S7-200 PLC设计了专门的指令集,即SIMATIC指令集。该指令集除了支持梯形图(LAD)和功能块图(FBD)外,还支持语言表(Statement List,STL)编程语言。下面分别介绍梯形图(LAD)、功能块图(FBD)和语言表(STL)这3种PLC编程语言。1.S7-200 PLC的3种编程语言
1)梯形图(LAD)梯形图(LAD)是一种图形化的程序设计语言,用图形符号表示指令,其指令包括“触点”、“线圈”和“方框”3种。其中,“触点”代表逻辑输入条件,如开关和内部标志等;“线圈”表示逻辑输出结果,如继电器开关状态和内部输出条件等;“方框”代表一些附加指令,如定时器、计数器和算术运算指令等。梯形图程序常被划分成在逻辑上更好理解的段,这
样的段被称为“网络(Network)”或“梯级”。通常一个梯形图由若干个“网络(Network)”组成(如图2-1(a)所示),一般一个网络对应于梯形图中的一个逻辑行,每个逻辑行*左侧的竖线称为“母线”。梯形图程序按照由上到下、由左到右的顺序排列和执行,可以模拟来自于电源的电流在电气线路中的流动,与电气控制电路图类似,很适合电气工程人员使用。梯形图简单、直观、易学,所有PLC产品都支持这种编程语言。本书将重点介绍这种编程语言。
2)功能块图(FBD)功能块图(FBD)也是图形化的编程语言,它的指令是类似于半导体逻辑门电路的逻辑指令“方框”没有梯形图中的“触点”和“线圈”,程序功能由这些逻辑“方框”间的连接关系决定,并且一个逻辑“方框”的输出可以作为另一个逻辑“方框”的输入。功能块图(FBD)适合熟悉电路和逻辑代数的人员使用。S7-200CN PLC仿真开发环境STEP 7-Micro/WIN允许梯形图(LAD)、功能块图(FBD)和语言表(STL)之间的有条件转换,极大地提高了程序设计的灵活性。2.SIMATIC指令集与IEC 1131-3指令集的差别
如上所述,国际电工委员会(IEC)制定了PLC标准指令集IEC 1131-3,并鼓励PLC制造商向用户提供与该指令集一致的指令,而SIMATIC指令集是西门子公司为了克服IEC 1131-3指令执行速度慢而专为S7-200系列PLC设计的指令集。
除指令执行速度外,SIMATIC指令集与IEC 1131-3指令集之间还存在下列主要区别。
1)支持的编程语言种类 IEC1131-3指令集只能用于梯形图和功能块图编程,而SIMATIC指令集除了可以用于梯形图和功能块
图编程外,还可以用于语言表编程。
2)指令兼容性 IEC 1131-3指令中指令较少,并且某些指令与SIMATIC指令集不兼容。
3)数据格式和数据格式检查 一些IEC 1131-3指令集中的方框指令可以接受多种数据格式,可实现指令的多重功能。另外,IEC 1131-3在定义变量时必须说明变量类型,并支持数据类型的系统检查,有利于减少编程语法错误。
2.2 S7-200CN PLC数据类型及寻址方式PLC存储空间可分为系统区(或参数空间)、程序区和数据区。
(1)系统区,存放PLC的配置参数,如保护口令、PLC站地址、停电记忆保持区、软件滤波、强制操作的设定信息等,存储器为EEPROM。
(2)程序区,主要用于存放用户应用程序,不同的CPU程序空间容量不同。
(3)数据区,该空间的主要部分用于存放工作数据。)位存储器(Bit Memory Area:M)位存储器又称为内部辅助继电器、内部继电器、中间继电器或控制继电器,用于保存控制继电器的中间操作状态和控制信息。虽然名为“位”存储器,但是该数据区的数据既可以按位存取,也可以按字或双字存取。
5)定时器存储器(Timer Memory Area:T)定时器可用于累计时间,相当于继电器系统中的时间继电器,其分辨率(时基增量)分为1ms、10ms和100ms三种。
6)计数器存储器(Counter Memory Area:C)计数器用于累计其计数脉冲输入端上脉冲上升沿(电平由低变高)出现的次