西门子S7-400中国代理商

PLC工作原理的理解　下面将就PLC工作原理的理解加以说明，输入输出继电器等效电路

内部标志位存储器在实际工程中常称作辅助继电器，其作用相当于继电器控制电路中的中间继电器，它用于存放中间操作状态或存储其他相关数据。内部标志位存储器在PLC中无相应的输入输出端子对应，辅助继电器线圈的通断只能由内部指令驱动，且每个辅助继电器都有无数对常开常闭触点供编程使用。辅助继电器不能直接驱动负载，它只能通过本身的触点与输出继电器线圈相连，由输出继电器实现终的输出，从而达到驱动负载的目的。

内部标志位存储器可采用位、字节、字和双字来存取。S7-200 SMART PLC地址范围如表1-7所示。 

（3）特殊标志位存储器（SM） 

有些内部标志位存储器具有特殊功能或用来存储系统的状态变量和有关控制参数和信息，这样的内部标志位存储器被称为特殊标志位存储器。它用于CPU与用户之间的信息交换。其他特殊标志位存储器的用途这里不做过多说明，若有需要读者可参考附录，或者查阅PLC软件手册。 

（4）顺序控制继电器存储器（S） 

顺序控制继电器用于顺序控制（也称步进控制），与辅助继电器一样，也是顺序控制编程中的重要编程元件之一，它通常与顺序控制继电器指令（也称步进指令）联用以实现顺序控制编程。 

顺序控制继电器存储器可采用位、字节、字和双字来存取，S7-200 SMARTPLC操作数地址范围如表1-7所示。需要说明的是，顺序控制继电器存储器的顺序功能图与辅助继电器的顺序功能图基本一致

（5）定时器存储器（T） 

定时器相当于继电器控制电路中的时间继电器，它是PLC中的定时编程元件。按其工作方式的不同可以将其通电分为延时型定时器、断电延时型定时器和保持型通电延时定时器3种。定时时间=预置值×时基，其中预置值在编程时设定，时基有1ms、10ms和100ms3种。定时器的位存取有效地址范围为T0～T255，定时器共计256个。在编程时定时器可以有无数个常开触点和常闭触点供用户使用。 

（6）计数器存储器（C） 

计数器是PLC中常用的计数元件，它用来累计输入端的脉冲个数。按其工作方式的不同可以将其分为加计数器、减计数器和加减计数器3种。计数器的位存取有效地址范围为C0～C255，计数器共计256个，但其常开触点和常闭触点有无数对供编程使用。 

（7）高速计数器（HC） 

高速计数器的工作原理与普通的计数器基本相同，只它是用来累计高速脉冲信号的。当高速脉冲信号的频率比CPU扫描速度更快时，必须用高速计时器来计数。注意高速计时器的计数过程与扫描周期无关，它是一个较为独立的过程。 

（8）局部存储器（L） 

局部存储器用来存放局部变量，并且只在局部有效，局部有效是指某个局部存储器只能在某一程序分区（主程序、子程序和中断程序）中被使用。它可按位、字节、字和双字来存取。S7-200SMART PLC操作数地址范围如表1-7所示。 

（9）变量存储器（V） 

变量存储器与局部存储器十分相似，只变量存储器存放的是全局变量，它用在程序执行的控制过程中，控制操作中间结果或其他相关数据，变量存储器全局有效，全局有效是指同一个存储器可以在任意程序分区（主程序、子程序和中断程序）被访问。它和局部存储器一样可按位、字节、字和双字来存取。S7-200SMART PLC操作数地址范围如表1-7所示。 

（10）累加器（AC） 

累加器用来暂时存储计算中间值的存储器，也可向子程序传递参数或返回参数。S7-200 SMARTPLC的CPU提供了4个32位累加器（AC0、AC1、AC2、AC3），可按字节、字和双字存取累加器中的数值。累加器的有效地址为AC0～AC3。 

（11）模拟量输入映像寄存器（AI） 

模拟量输入模块将外部输入连续变化的模拟量信号通过A/D（模数转换）转换为1个字长（16位）的数字量信号，并存放在模拟量输入映像寄存器中，供CPU运算和处理。模拟量输入映像寄存器中的数值为只读值，且模拟量输入映像寄存器的地址必须使用偶数字节地址来表示，如AIW2，AIW4等。模拟量输入映像寄存器的地址编号范围因CPU模块型号的不同而不同，地址编号范围为AIW0～AIW110。 

西门子S7-400中国代理商

浔之漫智控技术（上海）有限公司（sqw-xzm-ssm）

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（12）模拟量输出映像寄存器（AQ） 

CPU运算相关结果存放在模拟量输出映像寄存器中，将1个字长（16位）的数字量信号通过D/A（数模转换）转换为模拟量输出信号，用以驱动外部模拟量控制设备。和模拟量输入映像寄存器一样，模拟量输出映像寄存器中的数值也为只读值，且模拟量输出映像寄存器的地址也必须使用偶数字节地址来表示，如AQW2，AQW4等，地址编号范围为AQW0～AQW110。 

1.3.3　数据区存储器的地址格式

存储器由许多存储单元组成，每个存储单元都有唯一的地址，在寻址时可以依据存储器的地址来存储数据。数据区存储器的地址格式有如下几种。 

（1）位地址格式　位是小的存储单位，常用0、1两个数值来描述各元件的工作状态。当某位取值为1时，表示线圈闭合，对应触点发生动作，即常开触点闭合，常闭触点断开；当某位取值为0时，表示线圈断开，对应触点发生动作，即常开触点断开，常闭触点闭合。

从PLC的定义可以得出，S7-1200PLC的本质为一台计算机，负责系统程序的调度、管理、运行和自诊断，并将用户程序做出编译解释处理以及调度用户目标程序运行。与之前西门子S7-200系列PLC模块的大区别在于，它标准配置了以太网端口RJ45，可以采用一根标准网线与安装有博途软件的PC进行编程组态和工程应用。图1-3为S7-1200PLC系统，包括CPU模块、SM信号模块、CM通信模块、电源模块和其他附件等。

目前，西门子公司提供CPU 1211C、CPU 1212C、CPU 1212FC、CPU 1214C、CPU1214FC、CPU 1215C、CPU 1215FC、CPU 1217C等多种类型的CPU模块。

这些CPU模块的共同指标包括1024个字节输入（I）和1024个字节输出（Q）、扩展3个左侧通信模块、SIMATIC存储卡（选件）、实时时钟保持时间通常为20天（40℃时少12天）、实数数学运算执行速度2.3μs/指令、布尔运算执行速

度0.08μs/ 指令等。

不同型号CPU模块的技术指标见表1-1，包括用户存储器、本地集成I/O、信号扩展、高速计数器、脉冲输出、PROFINET接口等，如CPU1215C有125KB工作存储器、4MB装载存储器、10KB保持型存储器、8192个字节位存储器，可以扩展8个模块，具有4路100kHz脉冲输出和2个PROFINET接口等。

S7-1200PLC的扩展模块设计方便并易于安装，无论安装在面板上还是标准DIN导轨上，其紧凑型设计都有利于有效地利用空间。使用模块上的DIN导轨卡夹将设备固定到导轨上，导轨卡夹还能掰到一个伸出位置以提供将设备直接安装到面板上的螺钉安装位置，、

扩展模块的安装

S7-1200 PLC有三种类型的扩展模块：

（1）信号板（SB），仅为CPU提供几个附加的I/O点，SB安装在CPU的前端。

（2）信号模块（SM），提供附加的数字或模拟I/O点，连接在CPU的右侧。

（3）通信模块（CM），为CPU提供附加的通信端口（RS232或RS485），连接在CPU的左侧。

表1-2为常见S7-1200 PLC扩展模块的类型。

S7-1200PLC的扩展模块设计方便并易于安装，无论安装在面板上还是标准DIN导轨上，其紧凑型设计都有利于有效地利用空间。使用模块上的DIN导轨卡夹将设备固定到导轨上，导轨卡夹还能掰到一个伸出位置以提供将设备直接安装到面板上的螺钉安装位置，

信号模块用于扩展PLC的输入和输出点数，可以使CPU增加附加功能，连接在CPU模块的右侧，

信号板（Signal Board）是S7-1200PLC特有的，可以给CPU模块增加输入和输出点数。每一个CPU模块都可以添加一个具有数字量或模拟量I/O的SB。SB连接在CPU的前端

通信模块安装在CPU模块的左侧，用于RS232、RS485、MODBUS通信

内存模块主要用于存储用户程序，有的还为系统提供辅助工作内存。在结构上，内存模块都是附加在CPU模块中的，功能如下：

（1）作为CPU的装载存储区，用户项目文件可以仅存储在卡中，CPU中没有项目文件，离开存储卡无法运行。

（2）在有编程器的情况下，作为向多个S7-1200 PLC传送项目文件的介质。

（3）忘记密码时，清除CPU内部的项目文件和密码。

（4）24M卡可以用于更新S7-1200 CPU的固件版本。

要插入存储卡，需要打开CPU顶盖，将存储卡插入插槽，推弹式连接器可以轻松地插入和取出。存储卡要求正确安装。

PLC常用的编程语言是梯形图。梯形图是接近继电器、线圈等电气元件实体的符号表示方法。以如图1-11所示为例，左边是电源线，经过I0.0常开触点、I0.1常闭触点后，由线圈Q0.0输出。当I0.0所对应的开关动作，I0.1对应的开关不动作时，线圈Q0.0闭合；此时若I0.1对应的开关动作，则线圈Q0.0断开。

由图1-11可知，在PLC的端子上接入行程开关、继电器等外部元件（I0.0、I0.1和Q0.0所对应的电气元件），用户可以在博途编程软件平台上编写梯形图，通过网线下载到PLC，PLC就可以按照用户的逻辑和如图1-12所示的能流（电流）方向进行控制了。