毕业设计(论文)-基于无线网络对PLC的控制.doc

1、基于无线网络对PLC的控制摘 要近年来，随着无线通信技术和嵌入式系统等技术的发展，各种新技术相互交叉融合，涌现出了许多用于数据信息获取、处理的新产品、新模式和新技术，Zigbee技术便是其中的一种。Zigbee无线通信技术基于IEEE 802.15.4标准，作为一种新兴的无线通讯协议，其具有低复杂度、近距离、低功耗、低成本等特点，被广泛应用于工业控制、医疗、智能楼宇系统、消费电子等领域，具有极大的市场发展潜力，并有望成为主流无线通信技术之一。针对PLC控制系统在无线领域中的应用需求,研究了构建无线PLC控制网络的方案; Zigbee作为一种低功耗无线通信和无线数据网络在国外有大约十年的发展历程

2、了，作为一种新兴技术，已经成为国内外研究的热点。在未来采用Zigbee技术的无线网络应用领域有家庭自动化、家庭安全、工业与环境控制与医疗护理、检测环境、监测、监察保鲜食品的运输过程及保质情况等等。Zigbee是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术，主要用于近距离无线连接。经测试该系统能可靠的传输信息，适合于承载数据流量较小的业务。可以在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信，这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，通信效率非常高。通过对PLCS7-200无线网络的硬件拓扑结构和组网要点的分析,总结了各种方式的应用特点,并比对了它们的适用场合及局限

3、性,以帮助工程中针对不同PLC的无线通讯模式,进行具体方案的设计.关键词 : PLC S7-200； Zigbee；无线网络； Based on Zigbee wireless network control of PLCAbstract In recent years ，Along with the wireless communication technology and the development of the technology of embedded system，All kinds of new technology integration cross each other,

4、 Emerged in a number of used for data acquisition of information ，Processing of new products ,A new pattern and newtechnology ,Zigbee technology is one of them ，Zigbee wireless communication technology based on IEEE 802.15.4 standards ,As a new wireless communication agreement , It has low complexit

5、y , close , Low power consumption, low cost, Wide application in industrial control, medical treatment, the intelligent building system, consumer electronics and other fields, and has great market potential, and is expected to become the mainstream one of the wireless communication technology . Acco

6、rding to PLC control system in the field of wireless application needs to study the construct wireless PLC control network project; As a low power consumption ZigBee wireless communication and wireless data network in abroad have about ten years of development history, as a new technique, has become

7、 the focus of research at home and abroad. In the future the ZigBee wireless network technology application fields have home automation, security, industrial and environmental family control and medical care, test environment, monitoring, supervision of food in the transportation process and fresh q

8、uality situation and so on. ZigBee is a cross between a wireless markers and bluetooth technology between, mainly used for close wireless connection. According to the test, the system can reliable transmit information, suitable for carrying data flow of smaller business. Thousands of tiny in each ot

9、her between the sensor coordination realize communication, these sensors only need very little energy to relay way through the radio waves will data from a sensor to another sensor, communication efficiency is very high. Through to the PLCS7-200 wireless network topology structure and networking har

10、dware of the analysis of the key points, and sums up the characteristics of all kinds of application, and compared their applicability and limits, to help in the engineering according to different PLC wireless communication mode, are concrete scheme design.Key words : S7-200 PLC; Zigbee; Wireless ne

11、twork;目 录第一章 绪论11.1课题提出的背景11.1.1 Zigbee的出现11.1.2 Zigbee的发展历程11.2 zigbee技术21.2.1 zigbee的结构以及节点类型21.2.2 zigbee的技术表现形式和应用实例41.3 PLC简介71.3.1 PLC国内外发展状况71.3.1 PLC的使用领域81.4课题研究的主要目的和内容9第二章PLC的基本知识112.1PLC的定义112.2 PLC与其他控制系统的比较122.3 PLC工作原理与结构132.4 S7-200系列的技术指标142.5 S7-200基本指令17第三章 S7-200和PC机与Zigbee之间的通信2

12、23.1 Zigbee与PC机之间的通信223.1.1 Zigbee指令及PC机连接223.1.2 Zigbee串口调试253.2 Zigbee与PLC之间的通信设置273.2.1 S7-200自由口协议273.2.2 实现Zigbee与S7-200连接293.3 PLC的程序设计323.3.1工作原理343.3.2逻辑流程图353.3.3PLC语句表35第四章 组态设计以及对自动门的监控384.1组态简介384.2组态王仿真PLC394.2.1硬件链接394.2.2组态设置404.2.3开关程序设计414.3ZigBee节点在自动门的设置414.4自动门模拟监控42第五章 总结与展望445.

13、1完成了的工作内容445.2不足之处445.3展望44参考文献46致谢48天津理工大学2012届本科毕业生毕业设计说明书第一章 绪论1.1课题提出的背景1.1.1 Zigbee的出现 国际著名soc半导体生产商、技术提供者、代工生产商以及最终使用者成立了一个非牟利业界组织 zigbee联盟，目的在于制定一个基于IEEE802.15.4、可靠、高性价比、低功耗的网络应用技术zigbee 。生产商可以利用ZigBee这个标准化无线网络平台，设计简单、可靠、便宜又省电的各种无线产品。 ZigBee技术有自己的无线电标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现网络通信。这些传感器只需要很低的功耗， 以接

14、力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，因此它们的通信效率非常高。 ZigBee的基础是IEEE802.15.4，这是IEEE无线个人区域网工作组的一 项标准，被称作IEEE802.15.4(ZigBee) 技术标准。 ZigBee不仅只是IEEE802.15.4的名字。IEEE仅处理低级MAC层和物理层协议，而ZigBee联盟对其网络层协议和API进行了标准化。 ZigBee联盟还开发了安全层。 ZigBee技术是一种应用于短距离范围内，低传输数据速率下的各种电子设备之间的无线通信技术。ZigBee名字来源于蜂群使用的赖以生存和发展的通信方式，蜜蜂通过跳ZigZag形状的舞蹈

15、来通知发现的新食物源的位置、距离和方向等信息，以此作为新一代无线通讯技术的名称。ZigBee过去又称为“HomeRF Lite”、“RF-EasyLink”或“FireFly”无线电技术，目前统一称为ZigBee技术。1.1.2 Zigbee的发展历程ZigBee是以IEEE 802.15.4标准为基础，发展出的无线通讯技术。2000年12月成立了工作小组起草IEEE 802.15.4标准，ZigBee联盟于2002年10月发起成立，当时的成员有包括Philips Semiconductor、Honeywell、Mitsubishi、Invensys、Motorola等，其中Philips S

16、emiconductor于2004年4月退出，改由Philips Lighting(照明)接替其原有在ZigBee Alliance中的会员位置。 2004年12月ZigBee 1.0标准(又称为ZigBee2004)敲定，之后于2005年9月公布并提供下载。于2006年12月进行标准修订，推出ZigBee 1.1版(又称为ZigBee2006)。ZigBee 1.1较原有ZigBee 1.0作了若干修改，例如新增ZCL(ZigBee Cluster Library)、群化式装置(Group Device)、多播(Multicast)功效、直接透过无线方式(Over The Air；OTA)进

17、行组态配置，此外也移除了KVP(Key Value Pair)的信息格式。然而ZigBee 1.1依然无法达到最初的理想，此标准又于2007年10月完成再次修订(称为ZigBee2007/PRO或ZigBee ProZigBee2007)，推出ZigBee Pro Feature Set(简称：ZigBee Pro)的新标准。此新标准ZigBee联盟更专注3种应用类型的拓展包括：1.家庭自动化(Home Automation；HA)、2.建筑/商业大楼自动化(Building Automation；BA)、3.先进抄表基础建设(Advanced Meter Infrastructure；AMI

18、)。 ZigBee Pro与之前的ZigBee 1.1有诸多的不同，且推翻许多在ZigBee 1.0、1.1版中的设计，例如移除了Cskip的地址排定(Address Assignment)法，此也表示不支持1.1版中的树状路由(Tree Routing)作法，然同时也增加了新的机制，例如或然性的地址安排(Stochastic Address Assignment)、多对一性的路由(Many to One Routing)、来源节点性的路由(Source Routing)。另外还增加了快速频率切换(Frequency Agility)、封包拆解(Fragmentation)及重组(Reasse

19、mbly)、群组性寻址(Group Addressing)等功能，此外也将安全性机制区分成标准安全与高度安全2种模式。 许多标准有直接以底定年份为名的习惯。因此ZigBee 1.0有时也称为ZigBee 2004。ZigBee 1.1有时也称为ZigBee 2006。ZigBee Pro有时也称为ZigBee 2007。又如IEEE 802.16d于2004年完成，有时也称为IEEE 802.16-2004。另外从修订角度而言，ZigBee 1.0为Revision 7，1.1版则为Rev 13，Pro版则为Rev 16。 从2003年12月，CHIPCON推出业界第一款ZigBee收发器CC

20、2420以来，各大半导体厂家可谓百家争鸣，先后推出许多款ZigBee收发芯片，其中仍然以CHIPCON最受关注。先后有多家公司推出与ZigBee收发芯片匹配的专业处理器，除了CHIPCON外就以微芯的PIC18F4620和ATMEL的A222222最为成功。2004年12月，推出全球第一个IEEE 802.15.4/ZigBee片上系统（SOC）解决方案-CC2430无线单片机，该款芯片内部集成了一颗增强型的8051内核以及业内性能卓越的ZigBee收发器CC2420。2005年12月，CHIPCON再接再厉，推出内嵌定位引擎的ZigBee/IEEE 802.15.4 解决方案CC24311。

21、1.2 zigbee技术1.2.1 zigbee的结构以及节点类型Zigbee的结构如图1所示：图1.1 Zigbee结构图Figure 1.1 Zigbee structureZigBee节点类型Zigbee协调者： 每个zigbee网络必须有一个 初始化网络信息Zigbee路由者： 路由信息Zigbee终端节点：没有路由功能 低价格 节点功能介绍1.协调器上电启动和配置网络（例如设定网络标示符 ，选择信道），一旦完成后相当于路由器功能。2.路由器(1)允许其他网络设备加入(2)多跳路由(3)协助电池供电的子节点通信(4)自己作为终端节点应用3 终端节点向路由节点传递数据，可选择睡眠与唤醒。

22、（路由因不断转发数据需电池供电，终端节点电池供电） ZigBee和简单无线通讯之间最大区别 简单的点到点，点到多点通讯（目前很多这样的数传模块），包装结构比较简单，主要为同步序言，数据，校验几部分组成。而ZigBee是采用数据帧的概念，每个无线帧包括了大量无线包 装，包含了大量时间，地址，命令，同步等信息，真正的数据信息只占很少部分，而这正是ZigBee可以实现网络组织管理，实现高可靠传输的关键。 同时，ZigBee采用了MAC技术和DSSS （直扩序列调制）技术，能够实现高可靠，大规模网络传输。 ZigBee技术优点 低功耗 低成本 低速率 近距离 短时延 高容量 高安全 免执照频段1.2.

23、2 zigbee的技术表现形式和应用实例 Zigbee的技术表现形式 由各种软件代码，分层次 组成的软件协议栈。 代码分类：应用层， 应用安全层，网络层， MAC层等等。 代码形式：源代码和库文件。协议栈各层功能介绍 PHY定义zigbee设备的工作频段2.4Ghz。 MAC层负责相邻设备间的单跳数据通信。 SAP是为某一特定层提供的服务与上层之间的接口。ZigBee的不同层与 MAC就是通过服务接入点(SAP)进行连接。 应用层由用户开发提供功能服务函数。 安全服务提供层提供信息安全加锁服务。应用ZigBee可组成多种网络拓扑结构。最重要的是网状网络（Mesh)2。图1.2zigbee网络拓

24、扑图Figure 1.2 zigbee network topologyZigbee的应用实例 1.家庭中的应用图1.3数字家庭Figure 1.3 digital home2.消防安全方面的应用图1.4消防安全Figure 1.4 fire safety3.无线秒表图1.5无线秒表Figure 1.5 wireless stopwatchZigbee技术与其他通讯设备比较 表1.1设备比较Table 1.1 device comparison1.3 PLC简介1.3.1 PLC国内外发展状况80年代是可编程序控制器(以下简称PLC)获得巨大发展的l0年。进入90年代，PLC的发展势头，不论从

25、技术本身还是应用范围，发展更快。PLC发展到今天，已是占第一位的自动化装置，国外有关厂商竞相发展。表1.2给出了1989年、1990年欧洲、美国、日本和亚洲这四个最大市场中PLC的销售额。表1.2年销售额Table 1.2 years sales地区年份欧洲美国亚洲日本合计1989年（亿美元）8.55.386.91.5120.891990（亿美元）12.37.97.681.1228.64年增长率（%）30.831.89.513.826.7关于今后几年的发展，美国Market Intelligence Research Cot在其世界可编程序控制器及其软件市场报告中确认：1990年世界PLC及其

26、软件销售额共297亿美元，估计1994年可达55亿美元年增长率达lO8 以上数据表明，PLC产业是自动化行业的重要方面军，正在形成一个大市场、大产业。全世界PLC制造厂家超过200家，产品系列有几百种。世界上PLC大型生产厂家有七家，它们是美国的AB 公司、GEFANUC公司、AEGMODICON 公司；日本的三菱电机、OMRON(欧姆龙)公司德国的SIEMENS(西门子)公司法国的TE公司。这7家公司控制了世界PLC市场80 以上的份额，难怪有人称这7家是“PLC世界中的超级大国”。AB公司和西门子公司一直在争夺世界首把PLC销售交椅。在技术上，这7家公司的PLC产品都有完整的型谱系列，有低

27、、中、高各种档次，从十几点、二十点IO的小型PLC到几千点IO的大型PLC应有尽有。而各公司的PLC采用同一方式编程，又能以多种方式互连；又能与众多的工业控制装置如小型计算机、个人计算机、数控装置、运动控制器件、CRT、T业用传感器 分散型控制系统(DCS)互连，构成完整的工业控制系统。我国PLC的发展从7O年代初期开始起步，分别经历了分立元件、小规模集成电路、大规模集成电路三个发展阶段。目前国内从事PLC研究的大学、研究所、工厂共有3O多个，但从整体技术分析，我国的PLC技术水平与发达国家相比落后5年左右，而在诸如多CPU 系统结构技术、通讯网络及远程I0技术、智能化模块技术、可靠性技术、P

28、LC批量生产技术等关键技术方面尚有更大的差距。为了改造我国的传统工业，研制带有PLC的新型设备，近几年引进了大量PLC单机，有案可查的PLC引进费用超过5000万美元。而在引进的生产线及配套设备中，包含PLC的数量更惊人，如某电视机总厂引进的日本彩电生产线电控系统，含有4O多台PLC；上海上菱电冰箱总厂引进的冰箱生产线(第一期)，电控设备中也有近5O台PLC据不完全统计，我国引进的彩电生产线有100多条，电冰箱生产线也超过4O条。此外，还引进许多洗衣机生产线、吸尘器生产线、汽车生产线、空调器生产线等。伴随着这些生产线和设备引进的PLC数量就可想而知了。国内研制、开发、应用PLC也有近20年时间

29、，有近20个品种的PLC已国产化，但形成产业的不多。为了使我国的PLC发展有方向，技术有主流，有关部门应迅速制定我国PLC的发展系列型谱 对我国PLC的功能、规模、档次、接口、拂议、语言等作出规划，以便指导我国PLC产品的开发、生产和应用，使现在众多的“万国牌”产品，最终能形成“中华牌”的系列产品。抓紧PLC标准化的工作电很重要。根据PLC的设计标准，采用开放式的设计模式，将统一规范的总线、结构 编程方式、语言规则在行业内推行，做到有标准化的用户接口、有标准化的网络协议、有标准化的编程接口、有标准化的编程语言。1.3.1 PLC的使用领域PLC是工业自动化的基础设备，主要用在传统工业的技术改造

30、和大中型工程的配一套。由于PLC有可靠性高、组合灵活、编程简单、维修方便、系列化的特点，适合在众多的行业中应用。在能源比较紧张的今天，PLC的节电效果也是不可低估的。例如宝钢所用PLC已超过千台，企业上了台阶，产品上了等级，产生了很高的附加值。把PLC作为我国工业的支柱型产品来发展，对某些领导部门来说，恐怕还有一个认识过程。事实上，PLC应用的广泛性，远远超过数控机床和机器人 然而在投资方面，我国对PLC的投资，与对数控机床和机器人的投资相比，相差甚远，特别是在产品开发、技术攻关方面，投资额远远不能满足发展PLC的需要。由于投资的严重不足，使我国的PLC产品特别是中、高档PLC产品大多依靠从国

31、外进口。小型PLC也由于国外以质优价廉的产品向国内倾销，使国内PLC生产企业举步艰难。这些现象的出现，突出说明我们的主管部门应该把PLC放到应有位置，在产品开发、产业形成、应用开拓方面，投资要给以政策上的倾斜，使我国PLC的发展进一步满足国民经济发展的需要3。1.4课题研究的主要目的和内容 本项目主要目的是介绍了zigbee 技术的特点并针对zigbee的网络结构和原理进行了分析，应用通信设置对zigbee模块进行组网，设计基于zigbee技术对PLC的控制。用总控机上连接的zigbee无线射频装置向在PLC上安装的zigbee无线射频装置发射命令，安装在PLC上的无线射频装置接受命令后传输给

32、PLC。PLC在接收到信号后就会做出相应的反映，从而达到通过无线网络对PLC的远程控制。Zigbee可以是一个多节点的组网，通过发送不同的命令，将会有不同的节点完成指令，而其他的节点不执行，各节点的信息也都会汇总到主控机所在的节点处。本项目的系统图：本毕业设计要完成的任务内容是：(1) 掌握设备之间的通信协议(2) 实现各个Zigbee模块之间的通信(3) 通过主控机上的Zigbee节点实现对接有Zigbee模块的PLC的控制(4) 学习西门子S7-200系列的PLC，以及其通信设置(5) 应用Zigbee技术实现对PLC的控制第二章PLC的基本知识2.1 PLC的定义PLC是一种数字式的电子

33、装置，它使用了可编程序的存储器以存储指令，能完成逻辑、顺序、计时、计数和算术运算等功能，并通过数字或类似的输入输出模块，以控制各种机械或生产过程。在PLC出现以前，继电器控制在工业控制领域张主导地位。由此构成的控制系统都是按照预先设定好的时间或者条件顺序的工作，若要改变控制顺序就不许改变控制系统的硬件接线。因此，起通用性和灵活性较差。同时，因为计算机技术的应用价格较高,输入输出的电路不匹配，编程难度大以及难以适合恶劣的环境工作等等。1968年，美国最大的汽车制造商通用汽车公司为了适应生产工艺的不断更新的需求，需要寻找一种比继电器更可靠的，功能更齐全的，响应速度更快的新型工业控制器，并从顾客角度

34、提出了新一代控制器的十大条件4。这十大条件主要是：（1） 编程方便，可现场修改程序；（2） 维修方便，采用插件式；（3） 可用性高于继电器控制柜；（4） 体积小于继电器控制柜；（5） 数据可直接送入管理计算机；（6） 成本与继电器相当；（7） 输入可为交流115V；（8） 输出可为115V，2A以上，可直接驱动接触器，电磁阀等；（9） 扩展使原系统改变较少； （10）用户存储器大于4KB5；实际上提出将继电器控制的简单易懂，使用起来方便，价格更加的低廉，与计算机的功能完善，灵活性，通用性好的优点集合起来。将继电器的硬接线逻辑转变为计算机的软件逻辑编程的设想1969年，美国数字设备公司研制出了一

35、台PLC，在通用汽车的生产线使用成功，PLC自此诞生。2.2 PLC与其他控制系统的比较 PLC与继电器控制系统的比较：表2.1系统比较Table 2.1 system comparison控制逻辑采用硬接线、连线多且复杂、体积大、功耗大、不利于修改采用存储逻辑、使用“软接线”、连线少、体积小、可扩展性好、功耗小工作方式通电时所有继电器处于受约束状态循环工作，受约束接通的时间短暂控制速度依靠机械触点，工作频率低。触点的通断时间需几十毫秒指令执行，速度达微秒级限时控制使用时间继电器实现，有空气阻尼型、电磁式、半导体式等，精度不高，且受环境湿度和温度影响使用半导体集成电路作定时器，依靠晶振器产生的

36、时基脉冲进行定时精度高，不受环境影响计数控制不具备该功能可以方便实现设计施工设计、施工、调试要按顺序进行，周期长、修改困难设计、施工、调试可以并行进行，周期短、调试修改方便可靠性与可维护性连线多、触点易损坏、机械磨损大，寿命短可靠性和可维护性差采用微电子技术，大量的开关由无触点的半导体电路和中间软元件实现，体积小、寿命长、可靠性高。且PLC具有自诊断功能，为维护和调试提供方便价 格初期投资较小，但后期扩展维护费用较高，在大系统中尤其突出初期投资较大，但后期扩展维护费用低PLC与工业控制计算机的比较：表2.2PLC与计算机的比较Table 2.2 PLC and computer compari

37、son比较方面微型计算机系统PLC控制系统应用范围范围广主要应用于工业控制使用环境环境要求高，需要专门的机房适应于工业环境输入输出需要专门的扩展板卡，不需要电气隔离需要电气隔离，输入输出均采用“光电耦合”，输出还要采用继电器、可控硅、大功率晶体管等进行功率放大2.3 PLC工作原理与结构PLC的工作原理可以简单地表述为在系统程序的管理下，通过运行应用程序，对控制要求进行处理判断，并通过执行用户程序来实现控制任务。（1） 输入映像区中的数据，取决于本扫描周期输入采样阶段所处的状态。在程序执行阶段和输出刷新阶段，输入映像区中的数据不会因为有新的输入信号而发生改变。（2） 输出映像区中的数据由程序中

38、输出指令的执行结果决定。在输入采样阶段和输出刷新阶段，输出映像区的数据不会发生改变。（3） 输出端子直接与外部负载连接，其状态由输出状态寄存器中的数据来确定。 PLC采用周期循环扫描，集中输入与输出的工作方式，在这个过程中一共有5个阶段，分别是内部处理 与编程器的通信 输入扫描 执行用户程序 输出处理。 工作原理图如下所示：图2.1 PLC的工作原理图PLC的输入处理，执行用户程序和输出处理过程的原理如图2.2所示。PLC执行的5个阶段，成为一个扫描周期，PLC完成一个周期后，又重新执行上述过程，扫描周期周而复始的进行。简而言之，PLC采用周期循环扫描，集中输入输出的工作方式，这种工作方式的显

39、著特点是：可靠性搞，抗干扰能力强，但响应滞后，速度较慢。也就是说PLC以降低速度来得以提高可靠性6。图2.2 程序执行原理图如图所示，当PLC方式开关置于run时，执行所有阶段；当置于stop是不执行后三阶段，此时可以进行通信处理，比如对PLC联机或离线编程。 PLC的主要部件包括中央处理器，存储器，接口（输入接口，输出接口），编程器和电源。所有电路都装入一个模块内，构成一个整体。组成部件如图2.3所示。图2.3PLC的基本组成2.4 S7-200系列的技术指标 S7-200系列是本次项目所使用的PLC，德国西门子公司S7-200系列PLC是一种小型可编程控制器。应用范围较广，通过与各种小型自

40、动化产品如变频器，传感器等的搭配，可以实现各种现场的解决方案。加上其设计合理，价格低廉，有较高的的市场占有率，所以本文所选择的 PLC就是S7-200系列7。1. 输入继电器（I）输入继电器和PLC的输入端子相连，使专设的输入过程影像寄存器，用来接受外部传感器或开关原件发来的信号。图2.4所示为输出继电器的等效图，当外部按钮当外部按钮驱动时，其线圈接通，常开常闭触点的状态发生相应的变化。输入继电器不能由程序驱动，其触点输出带负载。图2.4 输入继电器的等效图2. 输出继电器（Q） 输出继电器是PLC对外部负载发出的控制命令的窗口，使专设的输出过程映像寄存器。输出继电器的外部触点接到输出端子上，

41、以控制外部负载。输出继电器的外部执行器件有3种：继电器，晶体管，晶闸管。图2.5为输出继电器的等效图，当程序驱动输出继电器接通时，它所连接的的外部电器被接通，同时输出继电器的常开，常闭触点动作，可以在程序中使用。图2.5输出继电器等效图3. 内部标志位（M） 在逻辑应算中常常需要一些存储中间操作信息元件，他们并不直接驱动外部负载，只起中间状态的暂存作用，类似于继电器解除系统中的中间继电器，一般以一位为单位。4. 特殊标志位（SM） 用于CPU与用户之间交换信息，例如SM0.0一直为1状态，SM0.1仅在执行用户程序的第一个扫描周期为1状态。SM0.4和SM0.5分别提供周期为1min和1s的时

42、间脉冲。SM0.1,SM1.1和SM1.2分别是零标志，溢出标志和负标志。5.定时器（T） 定时器相当于继电器中的时间继电器。S7-200有三种定时器，他们是时基分增量分别为1ms,10ms和100ms。 定时器是用来描述定时器延时动作触点状态，定时器位为1时，梯形图中对应的常开触点闭合，常闭触点断开；为0时则触点状态相反。 接通延时定时器的当前值大于设定值，定时器位为1。其线圈断电时，定时器位被复位为0。用定时器地址来存取当前值和定时器位，带操作数的指令取定时器位，带操作数的指令取当前值。 6.计数器（C） 计数器用来累计其计数输入端脉冲电平由低到高的次数，CPU提供加计数器，减计数器和加减

43、计数器。7.高数计数器（HC） 高数计数器用来累计比CPU的扫描速率更快事件，技术过程与扫描无关。其当前值和设定值为32位有符号数，当前值为只读数据。 8.变量寄存器（V） 变量存储区存储有大量的变量寄存器，用于存储程序执行过程中控制逻辑的中间结果或用来保存与工序或者人物相关的数据。 9.累加器 S7-200系列PLC提供了4个32位累加器（ACC0-ACC3），累加器常做数据处理的执行器件。 10.局部存储器（L） 局部存储器与变量存储器很相似，主要区别是变量存储器是全局有效，而局部存储器是局部有效。全局是指同一个存储器可以被任何程序存取；而局部变量是指定存储区和特定的程序相关联，局部存储器

44、可以分配个主程序，子程序，中断程序，但不同的程序段不能访问其他程序段的局部程序。局部存储器常用来做临时数据的存储或子程序的传递函数。 11.状态元件（S） 状态元件是使用顺序控制继电器的主要元件，通常与顺序控制指令LSCR，SCRT,SCRE结合使用，实现顺控流程法，即SF编程。 12.模拟输入/输出(AIW/AQW) 模拟两经A/D.D/A转换，在PLC外为模拟量。内为数字量。模拟量输入输出元件为的模拟量输入输出专用存储单元。S7-200系列不同CPU的参数比较如下图所示： 特性CPU221CPU222CPU224CPU224XPCPU226数字量I/O6入4出8入6出14入10出24入16

45、出24入16出模拟量I/O-2入1出-扩展模块数量02777脉冲扑捉输入个数68141424实时时钟配时钟卡配始终卡内置内置内置通行口1RS4851RS4851RS4852RS4852RS485定时器个数256个，4个1ms，16个10ms，236个100ms256个，4个1ms,16个10ms，236个100ms256个，4个1ms，16个10ms,236个100ms256个，4个1ms，16个10ms，236个100ms256个，4个1ms，16个10ms，236个100ms计数器个数2562562562562562.5 S7-200基本指令 S7-200系统指令系统强大，按功能主要分为逻

46、辑指令，顺序控制指令，过程控制指令，数据处理指令和特殊功能指令8。1. 逻辑指令1) 逻辑取指令和线圈驱动指令 LD（load）：取指令。应用与网络模块逻辑运算开始时候的常开触点和母线的连线。 LDN（Load Not）：取反指令。应用于网络模块逻辑运算开始常闭触点和母线连线。 线圈指令：=（out）。他们的指令操作数为：I,Q,M,SM,T,C,V,S和L。2) 触点串,并联指令触点串联指令为A，AN，用于单个常开、常闭触点的串联连接。单个触点并联指令为O、ON。触点串联指令的指令操作数均为：I、Q、M、SM、T、C、V、S和L。3) 串联电路模块的并联连接指令OLD（Or load）：或快指令，用于串联电路快的并联连接，无操作数。表2.3逻辑指令表Table 2.3 logical instruction form语句描述LD bit装载，电路开