SIMATICS7—300可编程控制器的I/O地址

请填写以下配置的SIMATICS7—300可编程控制器的I/O地址

   答：模拟输入：IW256、IW258、IW260、IW262、IW264、IW266、IW268、IW270模拟输出QW272、QW274、QW276、QW278、QW280、QW282、QW284、QW286数字输入：IB8、IB9、IB10、IB11、IB12、1B13 数字输出：QB16、QB17、QB18、QB19 。

一、基本数据类型

基本数据类型的长度不超过32位。

位（BOOL），字节（BYTE），字（WORD），双字（DOUBLE WORD），整数（INT），

双整数（DOUBLE INT）,浮点数（REAL），S5TIME(SIMATIC时间)，IEC时间（TIME），IEC日期（date），日计时（TIME_OF_DAY）,字符（CHAR），

重点： S5TIME和IEC时间数据类型结构，二者区别

二、复杂数据类型

复杂数据类型是由其他基本数据类型组合而成的，长度超过32位的数据类型。

1．日期时间数据类型（ Data_And_Time ）：

2．字符串类型（String）：

3．数组类型Array

4．结构（STRUCT）：

5．用户定义类型（UDT）：

三、参数数据类型

用于功能FC或功能块FB的数据类型

1. Pointe指针类型，6字节指针类型，传递数据块号和数据地址

2. Any指针类型，10字节指针类型，传递数据块号、数据地址、数据数量以及数据类型

西门子PLC模拟量扩展模块EM235测量温度和监视指定温

用PT100电阻温度传感器测量温度并监视温度

     本例讨论如下内容:用模拟量扩展模块EM235测量温度和监视指定温限，在该模拟量模块的一个输入通道上连接PT100温度传感器。

为了把PT100的随温度变化的电阻转换成电压，模拟量输出作为恒电流源而使用，即输出12.5mA随电流供给PT100传感器。在这个电路中，产生了5mV/0C的线性输入电压。EM235把这个电压转换成数字量，程序周期性地读这些数字量，并将所读的这些数，利用下面的公式计算出温度。

硬件描述

温度传感器:

PT100是铂电阻温度传感器，它适用于测量-60到+400度之间的温度。

计算PT100所需电流

PT100在0度时电阻为100，随着温度的变化电阻星线性变化，大约是每摄氏度0.4欧姆。

PLC主要由哪些“板块”组成？

PLC主要由输入板块、CPU板块、输出板块、通信板块、电源板块等部分组成，各大板块之间的关系如组成框图所示。

★猜猜看……我们人类的粮食是五谷，PLC的“粮食”是什么？

存贮器 1或0 1或0 1或0 …… ——可存放n个开关量——(有n个单人房的)旅馆

位容器(位存贮单元)1或0 ——只可存放1个开关量——单人房

资深PLC用户眼里PLC的优点（代表个人意见）：

①能适应工厂环境……PLC“抗扰、抗震、防尘”措施做得比较好

②由程序控制，工作可靠……PLC平均无故障工作时间长，长达3万小时以上

③通用性与经济性兼顾……PLC由“1个(独立)主块+ 0—n个从属块”叠装或插装而成

④专用性与可变性兼顾……旧程序不能满足新品生产的控制要求时，可立马换成新程序

⑤编程简单易学，可边学边用……继电器编程语言，有工作经验的电工可“借熟悟新”

⑥体积小、功能强、用途广

STEP7-Mirco/WIN软件查看交叉引用功能使用

用下列方法打开“交叉引用”窗口：

2        2        菜单命令“检视”→“交叉引用”或单击浏览条中的“交叉引用”按钮。

单击 “交叉引用”窗口底部的标签，可以查看“交叉引用”表、“字节用法”表或“位用法”表。

1. “交叉引用”表

参看STEP-Mirco/WIN窗口组件

2. “字节用法”表

（1）用“字节用法”表查看程序中使用的字节以及在哪些内存区使用。在“字节用法”表中，b表示已经指定一个内存位；B表示已经指定一个内存字节；W表示已经指定一个字（16位）；D表示已经指定一个双字（32 位）；X用于计时器和计数器。如图24所示字节用法表显示相关程序使用下列内存位置：MB0中一个位；计数器C30；计时器T37。

图24所示  “字节用法”表

（2）用“字节用法”表检查重复赋值错误。如图25所示，双字要求四个字节，VB0行中应有4个相邻的D。字要求2个字节，VB0中应有2个相邻的W。MB10行存在相同的问题，此外在多个赋值语句中使用MB10.0。

图25  用“字节用法”表检查重复赋值错误举例

3. “位用法”表。

（1）用“位用法”表查看程序中已经使用的位，以及在哪些内存使用。如图26所示“位用法”表显示相关程序使用下列内存位置：字节IB0的位0、1、2、3、4、5和7；字节QB0的位0、1、2、3、4和 5；字节MB0的位1。

图26  “位用法”表

（2）用“位用法”表识别重复赋值错误。在正确的赋值程序中，字节中间不得有位值。如图27所示，BBBBBBBb无效，而BBBBBBBB则有效。相同的规定也适用于字赋值（应有16个相邻的位）和双字赋值（应有32个相邻的位）。

图27  用“位用法”表识别重复赋值错误举例

S7-200PLC 数据转换指令

  数据转换指令

PLC的基本应用

**初，PLC主要用于开关量的逻辑控制。随着PLC技术的进步，它的应用领域不断扩大。

如今，PLC不仅用于开关量控制，还用于模拟量及数字量的控制，可采集与存储数据，还可对控制系统进行监控；还可联网、通讯，实现大范围、跨地域的控制与管理。PLC已日益成为工业控制装置家族中一个重要的角色。。

3.1用于开关量控制

PLC控制开关量的能力是很强的。所控制的入出点数，少的十几点、几十点，多的可到几百、几千，甚至几万点。由于它能联网，点数几乎不受限制，不管多少点都能控制。

所控制的逻辑问题可以是多种多样的：组合的、时序的；即时的、延时的；不需计数的，需要计数的；固定顺序的，随机工作的；等等，都可进行。

PLC的硬件结构是可变的，软件程序是可编的，用于控制时，非常灵活。必要时，可编写多套，或多组程序，依需要调用。它很适应于工业现场多工况、多状态变换的需要。

用PLC进行开关量控制实例是很多的，冶金、机械、轻工、化工、纺织等等，几乎所有工业行业都需要用到它。目前，PLC首用的目标，也是别的控制器无法与其比拟的，就是它能方便并可靠地用于开关量的控制。

3.2用于模拟量控制

模拟量，如电流、电压、温度、压力等等，它的大小是连续变化的。工业生产，特别是连续型生产过程，常要对这些物理量进行控制。

作为一种工业控制电子装置，PLC若不能对这些量进行控制，那是一大不足。为此，各PLC厂家都在这方面进行大量的开发。目前，不仅大型、中型机可以进行模拟量控制，就是小型机，也能进行这样的控制。

PLC进行模拟量控制，要配置有模拟量与数字量相互转换的A／D、D／A单元。它也是I/O单元，不过是特殊的I/O单元。

A/D单元是把外电路的模拟量，转换成数字量，然后送入PLC。D/A单元，是把PLC的数字量转换成模拟量，再送给外电路。

作为一种特殊的I/O单元，它仍具有I/O电路抗干扰、内外电路隔离，与输入输出继电器（或内部继电器，它也是PLC工作内存的一个区。可读写）交换信息等等特点。

这里的A/D中的A，多为电流，或电压，也有为温度。D/A中的A，多为电压，或电流。电压、电流变化范围多为0～5V，0～10V，4～20mA。有的还可处理正负值的。

这里的D，小型机多为8位二进制数，中、大型多为12位二进制数。

A/D、D/A有单路，也有多路。多路占的输入输出继电器多。

有了A/D、D/A单元，余下的处理都是数字量，这对有信息处理能力的PLC并不难。中、大型PLC处理能力更强，不仅可进行数字的加、减、乘、除，还可开方，插值，还可进行浮点运算。有的还有PID指令，可对偏差制量进行比例、微分、积分运算，进而产生相应的输出。计算机能算的它几乎都能算。

这样，用PLC实现模拟量控制是完全可能的。控制的单位值可小到212分之一的测量程值，多数也是足够的。

PLC进行模拟量控制，还有A/D、D/A组合在一起的单元，并可用PID或模糊控制算法实现控制，可得到很高的控制质量。

用PLC进行模拟量控制的好处是，在进行模拟量控制的同时，开关量也可控制。这个优点是别的控制器所不具备的，或控制的实现不如PLC方便。

当然，若纯为模拟量的系统，用PLC可能在性能价格比上不如用调节器。这也是应当看到的。

3.3用于运动控制

实际的物理量，除了开关量、模拟量，还有运动控制。如机床部件的位移，常以数字量表示。

运动控制，有效的办法是NC，即数字控制技术。这是50年代诞生于美国的基于计算机的控制技术。当今已很普及，并也很完善。目前，**国家的金属切削机床，数控化的比率已超过40％～80％，有的甚至更高。

PLC也是基于计算机的技术，并日益完善。故它也完全可以用于数字量控制。

PLC可接收计数脉冲，频率可高达几k到几十k赫兹。可用多种方式接收这脉冲，还可多路接收。有的PLC还有脉冲输出功能，脉冲频率也可达几十k。有了这两种功能，加上PLC有数据处理及运算能力，若再配备相应的传感器（如旋转编码器）或脉冲伺服装置（如环形分配器、功放、步进电机），则完全可以依NC的原理实现种种控制。

高、中档的PLC，还开发有NC单元，或运动单元，可实现点位控制。运动单元还可实现曲线插补，可控制曲线运动。所以，若PLC配置了这种单元，则完全可以用NC的办法，进行数字量的控制。

新开发的运动单元，甚至还发行了NC技术的编程语言，为更好地用PLC进行数字控制提供了方便。

3.4用于数据采集

随着PLC技术的发展，其数据存储区越来越大。如德维森公司的PLC，其数据存储区（DM区）可达到9999个字。这样庞大的数据存储区，可以存储大量数据。

数据采集可以用计数器，累计记录采集到的脉冲数，并定时地转存到DM区中去。

数据采集也可用A/D单元，当模拟量转换成数字量后，再定时地转存到DM区中去。

PLC还可配置上小型打印机，定期把DM区的数据打出来。

PLC也可与计算机通讯，由计算机把DM区的数据读出，并由计算机再对这些数据作处理。这时，PLC即成为计算机的数据终端。

电力用户曾使用PLC，用以实时记录用户用电情况，以实现不同用电时间、不同计价的收费办法，鼓励用户在用电低谷时多用电，达到合理用电与节约用电的目的。

3.5用于信号监控

PLC自检信号很多，内部器件也很多，多数使用者未充分发挥其作用。

其实，完全可利用它进行PLC自身工作的监控，或对控制对象进行监控。

这里介绍一种用PLC定时器作看门狗，对控制对象工作情况进行监控的思路。

如用PLC控制某运动部件动作，看施加控制后动作进行了没有，可用看门狗办法实现监控。具体作法是在施加控制的同时，令看门狗定时器计时。如在规定的时间内动作完成，即定时器未超过警戒值的情况下，已收到动作完成信号，则说明控制对象工作正常，无需报警。

若超时，说明不正常，可作相应处理。

如果控制对象的各重要控制环节，都用这样一些看门狗"看"着，那系统的工作将了如指掌，出现了问题，卡在什么环节上也很好查找。

还有其它一些监控工作可做。对一个复杂的控制系统，特别是自动控制系统，监控以至进一步能自诊断是非常必要的。它可减少系统的故障，出了故障也好查找，可提高累计平均无故障运行时间，降低故障修复时间，提高系统的可靠性。

3.6用于联网、通讯

PLC联网、通讯能力很强，不断有新的联网的结构推出。

PLC可与个人计算机相连接进行通讯，可用计算机参与编程及对PLC进行控制的管理，使PLC用起来更方便。

为了充分发挥计算机的作用，可实行一台计算机控制与管理多台PLC，多的可达32台。也可一台PLC与两台或更多的计算机通讯，交换信息，以实现多地对PLC控制系统的监控。

PLC与PLC也可通讯。可一对一PLC通讯。可几个PLC通讯。可多到几十、几百。

PLC与智能仪表、智能执行装置（如变频器），也可联网通讯，交换数据，相互操作。

可联接成远程控制系统，系统范围面可大到10公里或更大。

可组成局部网，不仅PLC，而且**计算机、各种智能装置也都可进网。可用总线网，也可用环形网。网还可套网。网与网还可桥接。联网可把成千上万的PLC、计算机、智能装置组织在一个网中。

网间的结点可直接或间接地通讯、交换信息。

联网、通讯，正适应了当今计算机集成制造系统（CIMS）及智能化工厂发展的需要。它可使工业控制从点（Point）、到线（（Line）再到面（Aero），使设备级的控制、生产线的控制、工厂管理层的控制连成一个整体，进而可创造更高的效益。这个无限美好的前景，已越来越清楚地展现在我们这一代人的面前。

以上几点应用是着重从质上讲的。从量上讲，PLC有大、有小。所以，它的控制范围也可大、可小。小的只控制一个设备，甚至一个部件，一个站点；大的可控制多台设备，一条生产线，以至于整个工厂。可以说，工业控制的大小场合，都离不开PLC。

一般讲，工业生产过程可分为两种类型；连续型生产过程（如化学工业）及非连续型，即离散型生产过程（如机械制造业）。前者生产对象是连续的，分不出件的；后者为离散的，一件件的。由于PLC有上述几个方面的应用，而且，控制的规模又可大、可小，所以，这两种类型的生产过程都有其用武之地。

事实上，PLC已广泛应用于工业生产的各个领域。从行业看，冶金、机械、化工、轻工、食品、建材等等，几乎没有不用到它的。不仅工业生产用它，一些非工业过程，如楼宇自动化、电梯控制也用到它。农业的大棚环境参数调控，水利灌溉也用到它。

PLC能有上述几个范围广泛的应用，是PLC自身特点决定的，也是PLC技术不断完善的结果。

的软件系统组成（图）

  由图1可见，PLC实质上是一种工业控制用的专用计算机。PLC系统也是由硬件系统和软件系统两大部分组成。其软件主要有以下几个逻辑部件： 

（1）继电器逻辑

为适应电气控制的需要，PLC为用户提供继电器逻辑，用逻辑与或非等逻辑运算来处理各种继电器的连接。PLC内部有储单元有“1”和“0”两种状态，对应于“0N”和“0FF”两种状态。因此PLC中所说的继电器是一种逻辑概念的，而不是真正的继电器，有时称为“软继电器”。这些“软继电器”与通常的继电器相比有以下特点：

①体积小、功耗低

②无触点、速度快、寿命长

③有无数个触点，使用中不必考虑接点的容量

PLC一般为用户提供以下几种继电器（以FX2N系列PLC为例）：

输入继电器（X）：把现场信号输入PLC，同时提供无限多个常开、常闭触点供用户编程使用。在程序中只有触点没有线圈，信号由外部信号驱动。编号采用八进制，分别为X000—X007，X010-X017等。

输出继电器（Y）：具备一对物理接点，可以串接在负载回路中，对应物理元件有继电器、晶闸管和晶体管。外部信号不能直接驱动，只能在程序中用指令驱动。编号采用八进制，分别为Y000—Y007，Y010-Y017等。

内部继电器（M）：与外界没有直接联系，仅作运算的中间结果使用。有时也称为辅助继电器或中间继电器。和输出继电器一样，只能由程序驱动。每个辅助继电器有无限多对常开、常闭触点，供编程使用。地址号按十进制分配，通用型辅助继电器有M0-M499共500点，保持型辅助继电器有M500-M1023共524点，特殊型辅助继电器有M8000-M8255共157点。

(2)定时器逻辑

PLC一般采用硬件定时中断，软件计数的方法来实现定时逻辑功能，定时器一般包括：

定时条件：控制定时器操作。

定时语句：指定所使用的定时器，给出定时设定值。

定时器的当前值：记录定时时间。

定时继电器：定时器达到设定的值时为“1“（0N）状态，未开始定时或定时未达到设定值时为“0”（0FF）状态。

其逻辑功能如下表所示:

定时器：T

a.功能：该元件是定时用的，范围为0.001～32.767（1ms定时器）秒、0.01～327.67秒（10ms定时器）、0.1～3276.7秒（100ms定时器）。元件范围按十进制分配如下：

                            T246～T249：1ms定时器

                            T200～T245：10ms定时器

                            T0～T199：100 ms定时器

b.举例：

①梯形图：

  ②程序清单

LD      X000

OUT  T0  K123

LD  T0

OUT  y000

END

③波形图

(3)计数器逻辑

PLC为用户提供了若干计数器，它们是由软件来实现的，一般采用递减计数，一个计数器有以下几个内容：

计数器的复位信号R

计数器的计数信号（CP单位脉冲）

计数器设定值的记忆单元

计数器当前计数值单元

计数继电器，计数器计数达到设定值时为0N，复位或未到计数设定值时为0FF。

其逻辑功能如下表：

（4）计数器：C

a.功能：该元件完成记数功能。内部计数用的16位向上计数器（1～32767）和计数旋转编码器的输出等用的32位高速（向上、向下）计数器（-2，147，483648～+2，147，483，647）。该元件范围按十进制分配如下：

16位向上计数器：

C0～C99：一般用（非停电保持）；

C100～C199：保存用（停电保持）；

32位向上、向下高速计数器：

C200～C219：一般用（非停电保持）； C220～C234：保存用（停电保持）；

b.举例：①梯形图：

②程序清单：

            LD  X000

RST C0

LD  X001

OUT  C0  K5

LD  C0

OUT  Y000

            END

③波形图：

PLC除能进行位运算外，还能进行字运算。PLC为用户提供了若干个数据寄存器，以存储有效数据。