西门子触摸屏6AV6648-0CE11-3AX0性能参数

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 西门子S7-200PLC用户程序可以采用主、子程序结构或普通线性化结构。当采用普通线性化结构时，只需要编制主程序OBl;当采用主、子程序式分块结构时，PLC程序由主程序(OBl)、子程序(SBRn)、中断程序( INRn)等组成。

    S7-200 PLC的主、子程序结构对程序块的内部排列有规定的要求。主程序(OBl)进行编写，且位于程序的；随后是子程序( SBRn)与中断程序(INRn)。在S7-200中，子程序(SBRn)、中断程序(INRn)可以根据需要进行选用与编写。

    (1)主程序

    S7-200主程序代号规定为OB1。早期的S7-200 PLC用户程序不分块，需要在主程序之后接着安排子程序与中断程序，因此，主程序的结束应使用指令MEND作为标记。但如果使用的是Micro/WIN32编程软件，主程序、子程序、中断程序都可以通过立的区域进行编程，通过编程软件的自动编译功能，可以对程序进行自动的编排与调整，主程序的结束无须再编写指令MEND，如图1 (a)所示。

   图1  S7-200的程序结构与执行过程

    主程序081在S7-200 PLC中为用户程序的组织、管理者，位于PLC用户程序的，以保证每次执行PLC循环时，对OB1进行扫描。

    同样，早期的S7-200在子程序结束处应使用指令RET作为返回标记，子程序SRBn编在主程序OB1的结束指令MEND之后。采用了Micro/WIN32编程软件后，这些由编程软件进行自动编排与调整。

    子程序SRBn在S7-200 PLC中为可选部分，可以编写也可以不编写。子程序的执行通过主程序OB1的对该子程序的调用实现，并非每次PLC循环都需要执行全部子程序。

    (3)中断程序

    S7-200 PLC的中断程序代号为INTn（n为十进制数值，可以是0--127），用于区别不同的中断程序。早期的中断程序结束应使用指令RETI作为返回标记，中断程序INTn同样编在主程序OB1的结束指令MEND之后，且习惯上是放在子程序SRBn之后（也可以放在子程序之前）。

    中断程序INTn在S7-200中同样为可以选择的部分，它需要通过主程序OB1的调用才能执行，并非每次PLC循环都需要执行全部中断程序。

    S7-200的程序结构与执行过程如图1 (c)所示。

    (4)局部变量堆栈

    在进行PLC程序设计时，程序中有很多为了简化逻辑块结构而设置的临时状态、数据存储单元，这些存储单元实际上只是为了方便编程、检查而设的临时存储单元，它与逻辑外部的程序无关，在S7中将其称为“局部变量”或“临时变量(Temp)”。

    根据需要，设计者可以在S7-200的OB1、SBRn、INTn中使用“临时变量”。“临时变量”存储在局部变量数据堆栈(L)中，这一区域为全部程序块所公用，只可以用于OB1或SBRn、INTn块内部使用的中间运算结果寄存（这些中间运算结果不可以用于块外部）。局部变量堆栈在程序块执行完成后，数据将被其他逻辑所需要的内容所替代。

    如果需要保存可以用于其他逻辑块的状态，应使用PLC的内部标志寄存器M或变量存储器V。

西门子S7-200PLC两个子程序的局部变量和程序相同（见下面的右图），运行时发现I0.0为1时Q0.0和Q1.0同时变为1。将置位指令改为对L0.1的赋值（线圈）指令后运行正常，将OUT参数“输出”改为IN_OUT参数运行也正常。为什么？

1．出错的原因

S线圈（置位指令）断开时，L0.1的值保持不变。

从子程序的局部变量表可以看出，输入参数IN和输出参数OUT均用L区的局部变量保存。这两个子程序属于同一级，它们的局部变量使用同一片物理存储区。换句话说，两个子程序的L0.1先后使用同一个物理存储器位。

OB1中的I0.0为1时， 子程序SBR_0中的L0.1和它的实参Q0.0被置位。在执行SBR_1时，因为两个子程序的L0.1先后使用同一个物理存储器位，SBR_1的L0.1仍然为1，使它的实参Q1.0也变为1。Q1.0变为1不是因为程序的作用，而是两个子程序的L0.1共用同一个物理存储器位引起的。

2．将OUT参数改为IN_OUT参数未出错的原因

在Q1.0为0，I0.0为1时，L0.1因为是IN_OUT参数，刚开始执行SBR_1时，L0.1的输入值为0，与SBR_0执行后L0.1的值无关。因为I1.0为0，SBR_1执行完后，L0.1的值不变，仍然为0。所以Q1.0的值为0，不会变为1。

3．置位指令改为赋值指令（线圈）未出错的原因

设I0.0为1时，I1.0为0，执行SBR_1的程序时，L0.0的触点断开，使L0.1的线圈断电，所以Q1.0为0。

4．同样的程序为什么S7-300不会出错

S7-300的功能（FC）和S7-200的子程序差不多，S7-300的FC1和FC2中同样的置位程序运行时不会出错。这是因为S7-300和S7-200保存IN、OUT参数的方法不一样。S7-300同一级的FC的临时局部变量（TEMP）使用同一片物理存储区，它们的IN、OUT参数没有标出L区的，与临时变量的保存方法不同。因此同样的程序S7-300不会出错。 

    1成本-哪种经济

    采用了单一的控制器节省了成本。它具有单一的控制器和机箱，可用于处理数字和模拟I/O，具有运动、视觉功能和模块化仪器，因此不再需要花钱购买多个控制器。正因为如此，如果需要控制系统具有多种功能，如视觉或模块化仪器，那么采用PAC将是为经济的选择。

    2多功能实时控制的功能

    过程控制进行优化的控制

    由于能源或材料的成本很高的，对过程控制来说，工程师往往要对PID控制算法要进行优化，以地减少浪费。这些算法常常采用如模糊逻辑或神经网络等控制设计技术，从而可以大限度地降低过程控制的稳定时间。传统的PLC所能实现的PID控制算法并没有为特定的过程控制进行优化，若采用的控制算法不仅需要强大的浮点处理器，而且还要占用大量的内存，但若使用PAC平台则可以满足过程控制进行优化的要求。

    监控的实时分析

    对机器运行进行监控的系统中，需要实时采集来自模拟或数字I/O通道的数据，从而能有效地检测故障状态。则可能需要进行实时的阶次跟踪和振动分析等复杂工作才能有效地检测机器的状况。然而对于这些应用，则可以使用PAC的平台来进行实时地分析工作。

    控制系统与数据库和网络连接

    利用来自厂房内的实时数据，操作人员可以在控制室内根据所得的信息决策。然而，要使控制系统具有输出现场数据的功能是很困难的。企业系统一般采用标准的ODBC，ADO和XML以获得来自自动化系统的数据。PLC只能通过标准的OPC进行通信，这意味着需要增加一台PC来采用OPC数据并使用如ODBC（开放数据厍互连）、ADO（数据自动化设计）和XML（可扩充描述语言）这样的标准把数据传送给企业。为了能有效地把现场数据传送到ERP系统中，控制系统能直接和外部数据库通信，据此，可以使用PAC来完成这些工作。

    网络传送数据对数据加密

    在把控制系统与数据库和网络连接时，是需要考虑问题的。出于的利益，许多厂商选择不把自动化系统和企业数据库相连，但是对于大多数厂商而言，连接所带来的好处要远大于方面的顾虑。尽管可以对PLC加锁来防止他人入侵工厂的网络，但是由于PLC通过以太网发送非加密包，所以它并不适合用于防止入侵。PAC在通过网络传送数据时，可以对数据加密。尽管目前这还不是需要考虑的因素，但是在将来它将是厂房内分布式系统采用PAC的主要原因。

    多种速度与多个循环的确定性应用

    PLC只能以固定的速度运行，而且它并不是为能以不同循环速率立进行处理所设计的。但如今，复杂的控制系统中常需要多种速率的确定性应用，它需要有多个循环，每个循环以不同的速率运行。这就要求能进行并行处理，而只有在PAC上运行的操作系统才具有这样的特性。

  从成本，功能，外形结构，控制器，I/O和软件等几个方面的特征作分析。

    1成本-哪种经济

    采用了单一的控制器节省了成本。它具有单一的控制器和机箱，可用于处理数字和模拟I/O，具有运动、视觉功能和模块化仪器，因此不再需要花钱购买多个控制器。正因为如此，如果需要控制系统具有多种功能，如视觉或模块化仪器，那么采用PAC将是为经济的选择。

    2多功能实时控制的功能

    过程控制进行优化的控制

    由于能源或材料的成本很高的，对过程控制来说，工程师往往要对PID控制算法要进行优化，以地减少浪费。这些算法常常采用如模糊逻辑或神经网络等控制设计技术，从而可以大限度地降低过程控制的稳定时间。传统的PLC所能实现的PID控制算法并没有为特定的过程控制进行优化，若采用的控制算法不仅需要强大的浮点处理器，而且还要占用大量的内存，但若使用PAC平台则可以满足过程控制进行优化的要求。

    监控的实时分析

    对机器运行进行监控的系统中，需要实时采集来自模拟或数字I/O通道的数据，从而能有效地检测故障状态。则可能需要进行实时的阶次跟踪和振动分析等复杂工作才能有效地检测机器的状况。然而对于这些应用，则可以使用PAC的平台来进行实时地分析工作。

    控制系统与数据库和网络连接

    利用来自厂房内的实时数据，操作人员可以在控制室内根据所得的信息决策。然而，要使控制系统具有输出现场数据的功能是很困难的。企业系统一般采用标准的ODBC，ADO和XML以获得来自自动化系统的数据。PLC只能通过标准的OPC进行通信，这意味着需要增加一台PC来采用OPC数据并使用如ODBC（开放数据厍互连）、ADO（数据自动化设计）和XML（可扩充描述语言）这样的标准把数据传送给企业。为了能有效地把现场数据传送到ERP系统中，控制系统能直接和外部数据库通信，据此，可以使用PAC来完成这些工作。

    网络传送数据对数据加密

    在把控制系统与数据库和网络连接时，是需要考虑问题的。出于的利益，许多厂商选择不把自动化系统和企业数据库相连，但是对于大多数厂商而言，连接所带来的好处要远大于方面的顾虑。尽管可以对PLC加锁来防止他人入侵工厂的网络，但是由于PLC通过以太网发送非加密包，所以它并不适合用于防止入侵。PAC在通过网络传送数据时，可以对数据加密。尽管目前这还不是需要考虑的因素，但是在将来它将是厂房内分布式系统采用PAC的主要原因。

    多种速度与多个循环的确定性应用

    PLC只能以固定的速度运行，而且它并不是为能以不同循环速率立进行处理所设计的。但如今，复杂的控制系统中常需要多种速率的确定性应用，它需要有多个循环，每个循环以不同的速率运行。这就要求能进行并行处理，而只有在PAC上运行的操作系统才具有这样的特性。

工业界对于分布式控制系统（DCS）与可编程逻辑控制器（PLC）两者孰优孰劣的争论已经持续了至少40年。然而，随着技术的发展，争论并未停止。由于两者功能特性越来越接近，价格差异也在缩小，曾经一度很清晰的选择，现在似乎变得越来越模糊。要想理解这两者之间的争论，就一定要明确这两种平台之间的根本性差异。

要想理解这两者之间的争论，就一定要明确这两种平台之间的根本性差异。例如，DCS体系结构源自一种完整的系统方法，其焦点在于基于网络实现分布式控制，协助作业人员监视并操控工厂中的任何一个区域。通过的确定网络实现一致、同步并且完整的过程数据正是DCS体系结构的。

另一方面，PLC体系结构聚焦于灵活快速的本地控制，PLC技术近的发展为其增加了过程控制能力。当PLC和HMI软件集成在一起时，其终形态看起来与DCS十分类似，但是这仍旧是一种自建（DIY）的实现方法，意味着工程师亲力亲为实现系统的每一个环节。对于控制来说这种方法加灵活，但是DIY通常意味着在组网和性能上大的技术风险，其导致的成本增加会在后期慢慢体现。

以前，相对于PLC系统来说，DCS通常加昂贵，而且与今天面临的状况不同，当年很多工厂对生产速度、产量、废物排放、性和遵循法规上的需求并不高。正是因为这样，基于PLC的系统才获得了发展，因为它们能够提供低的固定资产，同时提供的功能也足够用。但是随着时代的变迁，在市场范围DCS系统的价格不断降低，制造企业对其需求也随之上升。因此，在投建新自动化项目时，很制系统工程师、维护经理和工厂经理开始重新审视DCS和PLC控制系统两者的优劣。

在评价DCS和基于PLC架构的自建分布式控制系统时，有几个要点需要注意。

网络能

优良的网络能始于合理的网络设计，而合理的网络设计依赖于对每一个网络节点的通讯行为和用来承载网络信息的协议的详尽了解。主要的过程自动化供应商已经注意到这种需求，他们提供优的方案，使用户可以为控制系统选择优的网络设计。而DIY方案的应用工程师可能需要完成特定网络拓扑结构的搭建。

工业界对于分布式控制系统（DCS）与可编程逻辑控制器（PLC）两者孰优孰劣的争论已经持续了至少40年。然而，随着技术的发展，争论并未停止。由于两者功能特性越来越接近，价格差异也在缩小，曾经一度很清晰的选择，现在似乎变得越来越模糊。要想理解这两者之间的争论，就一定要明确这两种平台之间的根本性差异。

要想理解这两者之间的争论，就一定要明确这两种平台之间的根本性差异。例如，DCS体系结构源自一种完整的系统方法，其焦点在于基于网络实现分布式控制，协助作业人员监视并操控工厂中的任何一个区域。通过的确定网络实现一致、同步并且完整的过程数据正是DCS体系结构的。

另一方面，PLC体系结构聚焦于灵活快速的本地控制，PLC技术近的发展为其增加了过程控制能力。当PLC和HMI软件集成在一起时，其终形态看起来与DCS十分类似，但是这仍旧是一种自建（DIY）的实现方法，意味着工程师亲力亲为实现系统的每一个环节。对于控制来说这种方法加灵活，但是DIY通常意味着在组网和性能上大的技术风险，其导致的成本增加会在后期慢慢体现。

以前，相对于PLC系统来说，DCS通常加昂贵，而且与今天面临的状况不同，当年很多工厂对生产速度、产量、废物排放、性和遵循法规上的需求并不高。正是因为这样，基于PLC的系统才获得了发展，因为它们能够提供低的固定资产，同时提供的功能也足够用。但是随着时代的变迁，在市场范围DCS系统的价格不断降低，制造企业对其需求也随之上升。因此，在投建新自动化项目时，很制系统工程师、维护经理和工厂经理开始重新审视DCS和PLC控制系统两者的优劣。

在评价DCS和基于PLC架构的自建分布式控制系统时，有几个要点需要注意。

网络能

优良的网络能始于合理的网络设计，而合理的网络设计依赖于对每一个网络节点的通讯行为和用来承载网络信息的协议的详尽了解。主要的过程自动化供应商已经注意到这种需求，他们提供优的方案，使用户可以为控制系统选择优的网络设计。而DIY方案的应用工程师可能需要完成特定网络拓扑结构的搭建。

（一）数字量输入和输出映象区

1．输入映象寄存器（数字量输入映象区）（I）

数字量输入映象区是S7-200CPU为输入端信号状态开辟的一个存储区。输入映像寄存器的标识符为I，在每个扫描周期的开始，CPU对输入点进行采样，并将采样值存于输入映像寄存器中。

输入映像寄存器是PLC接收外部输入的开关量信号的窗口。

可以按位、字节、字、双字四种方式来存取。

（1）按“位”方式：从I0.0~I15.7，共有128点

（2）按“字节”方式：从IB0~IB15，共有16个字节

（3）按“字”方式：从IW0~IW14，共有8个字

（4）按“双字”方式：从ID0~ID12，共有4个双字

2．输出映像寄存器（Q）

数字量输出映象区是S7-200CPU为输出端信号状态开辟的一个存储区。输出映像寄存器的标识符为Q（从Q0.0~Q15.7，共有128点），在每个扫描周期的末尾，CPU将输出映像寄存器的数据传送给输出模块，再由后者驱动外部负载。

可以按位、字节、字、双字四种方式来存取。

（1）按“位”方式：从Q0.0~I15.7，共有128点

（2）按“字节”方式：从0~15，共有16个字节

（3）按“字”方式：从QW0~QW14，共有8个字

（4）按“双字”方式：从QD0~QD12，共有4个双字

说明：实际没有使用的输入端和输出端的映象区的存储单元可以作中间继电器用。

（二）模拟量输入映象区和输出映象区

1．模拟量输入映象区（AI区）

模拟量输入映象区是S7-200CPU为模拟量输入端信号开辟的一个存储区。S7-200将测得的模拟量（如温度、压力）转换成1个字长（2个字节）的数字量，模拟量输入映像寄存器用标识符（AI）、数据长度（W）及字节的起始地址表示。

从AIW0~AIW30，共有16个字，总共允许有16路模拟量输入。

说明：模拟量输入值为只读数据。

2．模拟量输出映象区（AQ区）

模拟量输出映象区是S7-200CPU为模拟量输出端信号开辟的一个存储区。S7-200将1个字长（2个字节，16位）的数字量按比例转换为电流或电压。模拟量输出映像寄存器用标识符（AQ）、数据长度（W）及字节的起始地址表示。

从AQW0~AQW30，共有16个字，总共允许有16路模拟量输出。

（三）变量存储器（V）（相当于内辅继电器）

PLC执行程序过程中，会存在一些控制过程的中间结果，这些中间数据也需要用存储器来保存。变量存储器就是根据这个实际的要求设计的。变量存储器是S7-200CPU为保存中间变量数据而建立的一个存储区，用V表示。

可以按位、字节、字、双字四种方式来存取。

（1）按“位”方式：从V0.0~I5119.7，共有40960点。CPU221、CPU222变量存储器只有2048个字节，其变量存储区只能到V2047.7位。

（2）按“字节”方式：从VB0~VB5119，共有5120个字节

（3）按“字”方式：从VW0~VW5118，共有2560个字

（4）按“双字”方式：从VD0~VD5116，共有1280个双字

（四）位存储器（M）区

PLC执行程序过程中，可能会用到一些标志位，这些标志位也需要用存储器来寄存。位存储器就是根据这个要求设计的。位存储器是S7-200CPU为保存标志位数据而建立的一个存储区，用M表示。该区虽然叫位存储器，但是其中的数据不仅可以是位、还可以是字节、字或双字。

（1）按“位”方式：从M0.0~M31.7，共有256点。

（2）按“字节”方式：从MB0~MB31，共有32个字节

（3）按“字”方式：从MW0~MW30，共有16个字

（4）按“双字”方式：从MD0~MD28，共有8个双字

（五）顺序控制继电器区（S）

PLC执行程序过程中，可能会用到顺序控制。顺序控制继电器就是根据顺序控制的特点和要求设计的。顺序控制继电器区是S7-200CPU为顺序控制继电器的数据而建立的一个存储区，用S表示。在顺序控制过程中，用于组织步进过程的控制。

可以按位、字节、字、双字四种方式来存取。

（1）按“位”方式：从S0.0~S31.7，共有256点。

（2）按“字节”方式：从SB0~SB31，共有32个字节

（3）按“字”方式：从SW0~SW30，共有16个字

（4）按“双字”方式：从SD0~SD28，共有8个双字

（六）局部存储器区（L）（相当于内辅继电器）

S7-200PLC有64个字节的局部存储器，其中60个可以用作暂时存储器或者给子程序传递参数。

局部存储器和变量存储器很相似，主要区别是变量存储器是全局有效的，而局部存储器是局部有效的。全局是指同一个存储器可以被任何程序存取（例如，主程序、子程序或中断程序）。局部是指导存储器区和特定的程序相关联。

几种程序之间不能互访。

局部存储器区是S7-200CPU为局部变量数据建立的一个存储区，用L表示。该区域的数据可以用位、字节、字、双字四种方式来存取。

（1）按“位”方式：从L0.0~L63.7，共有512点。

（2）按“字节”方式：从LB0~LB63，共有64个字节

（3）按“字”方式：从LW0~LW62，共有32个字

（4）按“双字”方式：从LD0~LD60，共有16个双字

（七）定时器存储器区（T）

PLC在工作中少不了需要计时，定时器就是实现PLC具有计时功能的计时设备。定时器的编号：

T0、T1、……、T255

S7-200有256个定时器。

（八）计数器存储器区（C）

PLC在工作中有时不仅需要计时，还可能需要计数功能。计数器就是PLC具有计数功能的计数设备。

计数器的编号：

C0、C1、……、C255

（九）高速计数器区（HSC）

高速计数器用来累计比CPU扫描速率快的事件。S7-200各个高速计数器不仅计数频率高达30kHz。

S7-200各个高速计数器有32位带符号整数计数器的当前值。若要存取高速计数器的值，则给出高速计数器的，即高速计数器的编号。

高速计数器的编号为：HSC0、HSC1、……、HSC5。

S7-200有6个高速计数器。其中CPU221和CPU222仅有4个高速计数器（HSC0、HSC3、HSC4、HSC5）

（十）累加器区（AC）

累加器是可以像存储器那样进行读/写的设备。例如，可以用累加器向子程序传递参数，或从子程序返回参数，以及用来存储计算的中间数据。

S7-200CPU提供了4个32位累加器（AC0、AC1、AC2、AC3）。

可以按字节、字或双字来存取累加器数据中的数据。但是，以字节形式读/写累加器中的数据时，只能读/写累加器32位数据中的8位数据。如果是以字的形式读/写累加器中的数据，只能读/写累加器32位数据中的低16位数据。只有采取双字的形式读/写累加器中的数据时，才能一次读写全部32位数据。

因为PLC的运算功能是离不开累加器的。因此不有像占用其他存储器那样占用累加器。

（十一）特殊存储器区（SM）

特殊存储器是S7-200PLC为CPU和用户程序之间传递信息的媒介。它们可以反映CPU在运行中的各种状态信息，用户可以根据这些信息来判断机器工作状态，从而确定用户程序该做什么，不该做什么。这些特殊信息也需要用存储器来寄存。特殊存储器就是根据这个要求设计的。

1．特殊存储器区

它是S7-200PLC为保存自身工作状态数据而建立的一个存储区，用SM表示。特殊存储器区的数据有些是可读可写的，有一些是只读的。特殊存储器区的数据可以是位，也可是字节、字或双字。

（1）按“位”方式：从SM0.0~SM179.7，共有1440点。

（2）按“字节”方式：从SM0~SM179，共有180个字节

（3）按“字”方式：从SMW0~SMW178，共有90个字

（4）按“双字”方式：从SMD0~SMD176，共有45个双字

说明：特殊存储器区的头30个字节为只读区。

2．常用的特殊继电器及其功能

特殊存储器用于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的时钟脉冲。SM1.0、 SM1.1和 SM1.2分别是零标志、溢出标志和负数标志。