表8  高速計(jì)數(shù)器狀態(tài)字節(jié)的狀態(tài)位

HSC0 HSC1 HSC2 HSC3 HSC4 HSC5 說明

SM36.5 SM46.5 SM56.5 SM136.5 SM146.5 SM156.5 當(dāng)前計(jì)數(shù)方向狀態(tài)位：

0 = 減計(jì)數(shù)；1 = 加計(jì)數(shù)

SM36.6 SM46.6 SM56.6 SM136.6 SM146.6 SM156.6 當(dāng)前值等于預(yù)設(shè)值狀態(tài)位：

0 = 不相等；1 = 等于

SM36.7 SM46.7 SM56.7 SM136.7 SM146.7 SM156.7 當(dāng)前值大于預(yù)設(shè)值狀態(tài)位：

0 = 小于或等于；1 = 大于

（1）每個高速計(jì)數(shù)器都有一個32位當(dāng)前值和一個32位預(yù)置值，當(dāng)前值和預(yù)設(shè)值均為帶符號的整數(shù)值。要設(shè)置高速計(jì)數(shù)器的新當(dāng)前值和新預(yù)置值，必須設(shè)置控制字節(jié)（表6-7），令其*五位和*六位為1，允許更新預(yù)置值和當(dāng)前值，新當(dāng)前值和新預(yù)置值寫入特殊內(nèi)部標(biāo)志位存儲區(qū)。然后執(zhí)行HSC指令，將新數(shù)值傳輸?shù)礁咚儆?jì)數(shù)器。當(dāng)前值和預(yù)置值占用的特殊內(nèi)部標(biāo)志位存儲區(qū)如表1所示。

表1  HSC0-HSC5當(dāng)前值和預(yù)置值占用的特殊內(nèi)部標(biāo)志位存儲區(qū)

要裝入的數(shù)值 HSC0 HSC1 HSC2 HSC3 HSC4 HSC5

新的當(dāng)前值 SMD38 SMD48 SMD58 SMD138 SMD148 SMD158

新的預(yù)置值 SMD42 SMD52 SMD62 SMD142 SMD152 SMD162

除控制字節(jié)以及新預(yù)設(shè)值和當(dāng)前值保持字節(jié)外，還可以使用數(shù)據(jù)類型HC（高速計(jì)數(shù)器當(dāng)前值）加計(jì)數(shù)器號碼（0、1、2、3、4或5）讀取每臺高速計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值。因此，讀取操作可直接讀取當(dāng)前值，但只有用上述HSC指令才能執(zhí)行寫入操作。

（2）執(zhí)行HDEF指令之前，必須將高速計(jì)數(shù)器控制字節(jié)的位設(shè)置成需要的狀態(tài)，否則將采用默認(rèn)設(shè)置。默認(rèn)設(shè)置為：復(fù)位和起動輸入高電平有效，正交計(jì)數(shù)速率選擇4×模式。執(zhí)行HDEF指令后，就不能再改變計(jì)數(shù)器的設(shè)置，除非CPU進(jìn)入停止模式。

（3）執(zhí)行HSC指令時，CPU檢查控制字節(jié)和有關(guān)的當(dāng)前值和預(yù)置值。

SIMATIC S7-200系列PLC

SIMATIC S7-200系列PLC適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。S7-200系列的強(qiáng)大功能使其無論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7-200系列具有較高的性價格比。S7-200系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。    

SIMATIC S7-300系列PLC

S7-300是SIMATIC控制器中銷售量較多的產(chǎn)品，它已成功地用于范圍廣泛的自動化領(lǐng)域。S7-300 的重點(diǎn)在于為生產(chǎn)制造工程中的系統(tǒng)解決方案提供一個通用的自動化平臺，是用于集中式或分布式結(jié)構(gòu)的優(yōu)化解決方案。模塊化設(shè)計(jì)，安裝簡單、維護(hù)方便。

 S7系列PLC分為S7-200小型機(jī)、 S7-300中型機(jī)、S7-400大型機(jī)。S7-200系列PLC是西門子公司20世紀(jì)90年代推出的整體式小型機(jī)，其結(jié)構(gòu)緊湊、功能強(qiáng)，具有很高的性能價格比，在中小規(guī)模控制系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。

 從CPU模塊的功能來看，SIMATIC S7-200系列小型PLC發(fā)展至今，大致經(jīng)歷了兩代：

     *一代產(chǎn)品，其CPU模塊為CPU 21X，主機(jī)都可進(jìn)行擴(kuò)展，它具有四種不同配置的CPU單元：CPU 212，CPU 214，CPU 215和CPU 216，本書不介紹該產(chǎn)品。

     *二代產(chǎn)品，其CPU模塊為CPU 22X，主機(jī)都可進(jìn)行擴(kuò)展，它具有五種不同配置的CPU單元：CPU 221，CPU 222，CPU 224和CPU 226和CPU226XM，除CPU 221之外，其它都可加擴(kuò)展模塊，是目前小型PLC的主流產(chǎn)品。本書將介紹CPU22X系列產(chǎn)品。

     對于每個型號，西門子廠家都提供有產(chǎn)品貨號，根據(jù)產(chǎn)品貨號可以購買到*類型的PLC。

(1) S7-200在掃描循環(huán)中完成一系列任務(wù)。任務(wù)循環(huán)執(zhí)行一次稱為一個掃描周期。S7-200的工作過程如圖4所示。在一個掃描周期中，S7-200主要執(zhí)行下列五個部分的操作：

（Ⅰ）讀輸入：S7-200從輸入單元讀取輸入狀態(tài)，并存入輸入映像寄存器中。

（Ⅱ）執(zhí)行程序：CPU根據(jù)這些輸入信號控制相應(yīng)邏輯，當(dāng)程序執(zhí)行時刷新相關(guān)數(shù)據(jù)。程序執(zhí)行后，S7-200將程序邏輯結(jié)果寫到輸出映像寄存器中。

（Ⅲ）處理通訊請求：S7-200執(zhí)行通訊處理。

（Ⅳ）執(zhí)行CPU自診斷：S7-200檢查固件、程序存儲

器和擴(kuò)展模塊是否工作正常

（Ⅴ）寫輸出：在程序結(jié)束時，S7-200將數(shù)據(jù)從輸出映像寄存器中寫入把輸出鎖存器，最后復(fù)制到物理輸出點(diǎn)，驅(qū)動外部負(fù)載。

（2）、S7-200 CPU的工作模式

   S7-200有兩種操作模式：停止模式和運(yùn)行模式。CPU面板上的LED狀態(tài)燈可以顯示當(dāng)前的操作模式。

   在停止模式下，S7--200不執(zhí)行程序，您可以下載程序和CPU組態(tài)。在運(yùn)行模式下，S7-200將運(yùn)行程序。

   S7-200提供一個方式開關(guān)來改變操作模式。您可以用方式開關(guān)（位于S7-200前蓋下面）手動選擇操作模式：當(dāng)方式開關(guān)撥在停止模式，停止程序執(zhí)行；當(dāng)方式開關(guān)撥在運(yùn)行模式，啟動程序的執(zhí)行；也可以將方式開關(guān)撥在TERM（終端）（暫態(tài)）模式，允許通過編程軟件來切換CPU的工作模式，即停止模式或運(yùn)行模式。

如果方式開關(guān)打在STOP或者TERM模式，且電源狀態(tài)發(fā)生變化，則當(dāng)電源恢復(fù)時，CPU會自動進(jìn)入STOP模式。如果方式開關(guān)打在RUN模式，且電源狀態(tài)發(fā)生變化，則當(dāng)電源恢復(fù)時，CPU會進(jìn)入RUN模式。

當(dāng)需要完成某些特殊功能的控制任務(wù)時，CPU主機(jī)可以連接擴(kuò)展模塊，利用這些擴(kuò)展模塊進(jìn)一步完善CPU的功能。常用的擴(kuò)展模塊有兩類，即模擬量輸入／輸出擴(kuò)展模塊、特殊功能模塊。模擬量擴(kuò)展模塊類型如表1所列。

　

　

　

　

　

表1   模擬量擴(kuò)展模塊型號及用途

分類 型號 I/O規(guī)格 功能及用途

模擬量輸入擴(kuò)展模塊 EM231 AI4 x 12位 4路模擬輸入，12位A/D轉(zhuǎn)換

  AI4 x熱電偶 4路熱電偶模擬輸入

  AI4 x RTD 4路熱電阻模擬輸入

模擬量輸出擴(kuò)展模塊 EM232 AQ2 x 12位 2路模擬輸出

模擬量輸入/ 輸出擴(kuò)展模塊 EM235 AI4/AQl x 12 4路模擬輸入，1路模擬輸出，12位轉(zhuǎn)換

     S7-200 主機(jī)的特殊功能模塊有多種類型，例如：功能模塊有EM253位置控制模塊、EM277 Profibus-DP模塊、EM241調(diào)制解調(diào)器模塊、CP243-1以太網(wǎng)模塊、CP243-2 AS-I接口模塊等 在S7-200系列中，尋址方式分為兩種：直接尋址和間接尋址。直接尋址方式是指在指令中直接使用存儲器或寄存器的元件名稱和地址編號，直接查找數(shù)據(jù)。間接尋址是指使用地址指針來存取存儲器中的數(shù)據(jù)，使用前，首先將數(shù)據(jù)所在單元的內(nèi)存地址放入地址指針寄存器中，然后根據(jù)此地址存取數(shù)據(jù)。本書僅介紹直接尋址。

     直接尋址時，操作數(shù)的地址應(yīng)按規(guī)定的格式表示。指令中數(shù)據(jù)類型應(yīng)與指令相符匹配。

    在S7-200系列中，可以按位、字節(jié)、字和雙字對存儲單元進(jìn)行尋址。尋址時，數(shù)據(jù)地址以代表存儲區(qū)類型的字母開始，隨后是表示數(shù)據(jù)長度的標(biāo)記，然后是存儲單元編號；對于按位尋址，還需要在分隔符后*位編號。

1）字節(jié)尋址（8 bit）

   字節(jié)尋址由存儲區(qū)標(biāo)識符、字節(jié)標(biāo)識符、字節(jié)地址組合而成。如VB100，其字節(jié)尋址方式如圖所示。

   字節(jié)尋址的格式：［區(qū)域標(biāo)識］［字節(jié)標(biāo)識符］.［字節(jié)地址］

 

2）字尋址（16 bit）

 

    字尋址由存儲區(qū)標(biāo)識符、字標(biāo)識符及字節(jié)起始地址組合而成。如VW100，其字尋址方式如圖所示。

    字尋址的格式：［區(qū)域標(biāo)識］［字標(biāo)識符］.［字節(jié)起始地址］

 

3）雙字尋址（32 bit）

 

    雙字尋址由存儲區(qū)標(biāo)識符、雙字標(biāo)識符及字節(jié)起始地址組合而成。如VD100，其雙字尋址方式如圖所示。

   雙字尋址的格式：［區(qū)域標(biāo)識］［雙字標(biāo)識符］.［字節(jié)起始地址］

    為使用方便和使數(shù)據(jù)與存儲器單元長度統(tǒng)一，S7-200系列中，一般存儲單元都具有位尋址、字節(jié)尋址、字尋址及雙子尋址4種尋址方式。尋址時，不同的尋址方式情況下，選用同一字節(jié)地址作為起始地址時，其所表示的地址空間是不同的。

    在S7-200中，一些存儲數(shù)據(jù)專用的存儲單元不支持位尋址方式，主要有模擬量輸入/輸出、累加器、定時器和計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值存儲器等。而累加器不論采用何種尋址方式，都要占用32位，模擬量單元尋址時均以偶數(shù)標(biāo)志。此外，定時器、計(jì)數(shù)器具有當(dāng)前值存儲器及位存儲器，屬于同一個器件的存儲器采用同一標(biāo)號尋址。

 輸入繼電器用來接受外部傳感器或開關(guān)元件發(fā)來的信號，是專設(shè)的輸入過程映像寄存器。它只能由外部信號驅(qū)動程序驅(qū)動。在每次掃描周期的開始，CPU總對物理輸入進(jìn)行采樣，并將采樣值寫入輸入過程映像寄存器中。輸入繼電器一般采用八進(jìn)制編號，一個端子占用一