西门子CPU412-1中央控制器

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PLC编程语言的规范化做出了重要的奉献。

一、继电器梯形图（LD）

继电器梯形图（LD－Ladder Diagram）语言是PLC首要选用的编程语言，也是PLC普遍选用的编程语言。梯形图编程语言是从继电器操控体系原理图的基础上演变而来的，与继电器操控体系梯形图的根本思想是共同的，只是在运用符号和表达方式上有必定差异。

PLC的规划初衷是为工厂车间电气技术人员而运用的，为了契合继电器操控电路的思维习气，作为首要在PLC中运用的编程语言，梯形图保留了继电器电路图的风格和习气，成为广大电气技术人员简略接受和运用的语言。

1． 软继电器

PLC梯形图中的某些编程元件沿用了继电器这一称号，如输入继电器、输出继电器、内部辅佐继电器等，可是它们不是实在的物理继电器，而是一些存储单元（软继电器），每一软继电器与PLC存储器中映像寄存器的一个存储单元相对应。该存储单元假如为“1”状况，则表明梯形图中对应软继电器的线圈“通电”，其常开触点接通，常闭触点断开，称这种状况是该软继电器的“1”或“ON”状况。假如该存储单元为“0”状况，对应软继电器的线圈和触点的状况与上述的相反，称该软继电器为“0”或“OFF”状况。运用中也常将这些“软继电器”称为编程元件。

2． 能流

有一个设想的“概念电流”或“能流”(Power Flow)从左向右活动，这一方向与履行用户程序时的逻辑运算的次序是共同的。能流只能从左向右活动。运用能流这一概念，能够协助咱们更好地了解和剖析梯形图。

3．母线

梯形图两边的笔直公共线称为母线(Bus bar)，。在剖析梯形图的逻辑联系时，为了借用继电器电路图的剖析办法，能够幻想左右两边母线（左母线和右母线）之间有一个左正右负的直流电源电压，母线之间有“能流”从左向右活动。右母线能够不画出。

4．梯形图的逻辑解算

依据梯形图中各触点的状况和逻辑联系，求出与图中各线圈对应的编程元件的状况，称为梯形图的逻辑解算。梯形图中逻辑解算是按从左至右、从上到下的次序进行的。解算的结果，立刻能够被后边的逻辑解算所运用。逻辑解算是依据输入映像寄存器中的值，而不是依据解算瞬时外部输入触点的状况来进行的。

1、与电气操作原理图相对应，具有直观性和对应性；

2、与原有继电器逻辑操控技术相共同，对电气技术人员来说，易于撑握和学习；

3、与原有的继电器逻辑操控技术的不同点是，梯形图中的能流（Power Flow）不是实际意义的电流，内部的继电器也不是实际存在的继电器，因而，运用时，需与原有继电器逻辑操控技术的有关概念差异对待；

PLC网络概述

  随着经济的发展，制造业领域大规模集约化生产的趋势对生产自动化程度的要求越来越高。自动控制系统也从传统的集中式控制向分布式网络化控制发展。这就要求构成控制系统的PLC有通信及网络控制功能，能够互相连接，远程通信，从而构成网络。这些市场的需求促使各PLC的生产厂商纷纷给自己的产品增加通信及联网的功能，研制开发自己的 PLC网络产品。如西门子公司的SINECH3网,OMRON 公司的SYSMAC网，三菱公司的 MELSEC NET网等。目前，市场上的 PLC产品，即使是微型和小型的PLC也都具有网络通信的接口。今后的PLC网络的总体发展趋势是向高速、多层次、大信息吞吐量、高可靠性和开放式发展。

  本章将先介绍数据通信及网络基础，循序渐进地介绍 S7-200系列PLC的通信与网络，后介绍 S7-200系列 PLC的网络应用。

  数据通信及网络基础

  模拟信号与数字信号

  在数字通信中，信号是数据在传输过程中的电信号的表示形式。电话线上传送的按照声音的强弱幅度连续变化的电信号称为模拟信号(Analog signal)。模拟信号的信号电平是连续变化的，其波形如图6-1(a)所示。计算机所产生的电信号是用两种不同的电平来表示 Obit、1bit 序列的电压脉冲信号，这种电信号称为数字信号(Digital signal)。数字信号的波形如图6-1(b)所示。按照在传输介质上传输的信号类型，可以相应地将通信系统分为模拟通信系统与数字通信系统两种。

  串行通信与并行通信

  数据通信按照字节使用的信道数，可以分为两种:串行通信和并行通信。在计算机中，通常是用8位的二进制代码来表示一个字符。在数据通信中，按图6-2(a)所示的方式，将待传送的每个字符的二进制代码按由低位到高位的顺序，依次发送。这种方式称为串行通信。

  在数据通信中，如果按图6-2(b)所示的方式，将表示一个字符的8位二进制代码同时通过8条并行的通信信道发送出去，每次发送一个字符代码，这种工作方式称为并行通信。

  显然，采用串行通信方式只需要在收发双方之间建立一条通信信道；采用并行通信方式，收发双方之间建立并行的多条通信信道。对于远程通信来说，在同样传输速率的情况下，并行通信在单位时间内所传送的码元数是串行通信的n倍(此例中n=8)。由于需要建立多个通信信道，并行通信方式的造价较高；因此在远程通信中，人们一般采用串行通信方式。

  单工通信、半双工通信与全双工通信

  数据通信按照信号传送方向与时间的关系，可以分为3种:单工通信、半双工通信、全双工通信。

  单工通信方式如图6-3(a)所示，信号只能向一个方向传输，任何时候都不能改变信号的传送方向。只能向一个方向传送的通信信道，只能用于单工通信方式中。

  半双工通信方式如图6-3(b)所示，信号可以双向传送，但是交替进行，一个时间只能向一个方向传送。可以双向传送信号，但交替进行的通信信道，只能用于半双工通信方式中。

  全双工通信方式如图6-3(c)所示，信号可以同时双向传送。只有可以双向同时传送信号的通信信道，才能实现全双工通信，自然也就可以用于单工或半双工通信。

 (1) S7-200 PLC的计数器类型。S7-200 PLC可以使用的计数器共有255个(不包括高速计数器)，计数的形式可以分为"加计数"、"减计数"与"加减计数"3类。

  1) 加计数(CTU)。加计数是通过获取计数输入信号的上升沿进行加法计数的计数方法。计数输入信号每出现一次上升沿，计数器从0开始加"1"，当计数值达到设定值(PV)时，计数器的输出触点接通。

  计数值达到设定值后如果继续输入计数信号，计数值仍然增加，输出触点保持接通状态。

  计数器具有清除信号(R)输入，当清除信号为"1"时，现行计数值被清"0"，设定值写人，输出触点强制断开。

  2) 减计数(CTD)。减计数是通过获取计数输入信号的上升沿进行减法计数的计数方法。计数输入信号每出现一次上升沿，计数器从设定值开始减“1”，当现行计数值减到“0”时，计数器的输出触点接通。

  计数值为"0"后如果继续输入计数信号，计数值保持"0"，输出触点保持接通状态。

  计数器具有清除信号(R)输入，当消除信号为“I”时，设定值被写人并作为现行计数值、输出触点强制断开。

  3) 加减计数(CTUD)。加减计数具有加计数与减计数两个输入端，通过获取对应计数输入信号的上升沿，进行加法、减法计数。

  加减计数的本质与加计数相同，计数输入信号每出现一次上升沿，计数器从0开始加"1"，当计数达到设定值(PV)时，计数器的输出触点接通。计数达到设定值后如果继续输入计数信号，计数值仍然增加，输出触点保持接通状态。当现行值加到Zui大值32767后，如果再输入加计数信号，现行值变为-32768，再继续进行加计数。

  同时，减计数输入信号也起作用，减计数输入每出现一次上升沿，计数器从现行值开始减"1"。当现行值减到Zui小值-32768后，如果再输入减计数信号，现行值变为 32767，再继续进行减计数。

  计数器具有消除信号(R)输入，当清除信号为"1"时，现行计数值被清"0"，设定值写入，输出触点强制断开。

  (2) S7-200 PLC的计数器编程。S7-200 PLC的计数器梯形图与指令表编程方法如图3-49所示，图中的PV为计数设定值输入端，R为复位输入端。