西门子CPU模块6ES7511-1FL03-0AB0

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①S7-200 PLC的地址分配方式与特点

S7-200PLC采用的是自动分配型地址分配方式。CPU模块本身带有集成的1/O，这些I/O点具有固定不变的地址，地址从字节0开始分配;通过扩展模块，PLC可以增加1/O点，扩展模块布置在CPU模块的右侧。扩展模块的I/O地址取决于模块的类型与模块在扩展连接中的安装位置。

S7-200 PLC地址分配的特点如下。

a.S7-200 PLC采用的是自动分配型地址分配方式，地址连续、有序。

b.开关量输入/输出的地址以字节为单位进行分配，当模块输入/输出点的数量不为整字节时，该字节多余的输入/输出点不可以再作为实际输入/输出点分配给后续的其他模块，但可以作为内部标志位使用。

c.模拟量输入、模拟量输出的是以字为单位各自独立分配的，而且少需要分配2 个字(即使模块只使用1点模拟量输入/输出)。如果模块本身无物理输入/输出与之对应，多余地址不但不可以分配给后续模块，而且也不可再作其他用途。

②地址分配实例

【例3-1】某配套S7-200 PLC的控制系统，采用CPU224模块，并选配一个4/4点输入/输出混合模块、一个8点输入模块、一个8点输出模块与两个4/1点模拟量输入/输出混合模块，其输入/输出的分配如图3-13所示。

a.开关量输入地址的分配。CPU模块集成的输入点为14点，占用2个字节。其中，10.0～11.5为物理输入，可以连接外部输入信号：11.6、11.7为CPU模块占用的多金输入，既不可以连接输入信号，也不能分配给后续单元。

从CPU模块向右，PLC安装的一个具有输入点的扩展模块为4/4点输入/输出混合模块，需要占用1个字节的输入地址，地址从12.0开始进行分配。其中，12.0～12.3为物理输入，可以连接引部输入信号 I2.4～12.7为CPU模块占用的多余输入，不能再分配给后续单元。

PLC安装的2个扩展模块为8点输入模块，占用1个字节的输入地址，地址从13.0 开始进行分配，无多余输入。

b.开关量输出的分配。CPU模块集成的输出点为10点，占用2个字节。其中，Q0.0～Q1.1为物理输出，可以连接外部输出信号;Q1.2～Q1.7为CPU模块占用的多余输出，不可以连接外部输出信号，也不能分配给后续单元，但在PLC编程时可以作为内部标志位使用。

从CPU模块向右，PLC安装的一个具有输出点的扩展模块为4/4点输入/输出混合模块，同样需要占用1个字节的输出，从Q2.0开始进行分配。其中，Q2.0～Q2.3为物理输入，可以连接外部输出芯号;Q2.4～Q2.7为CPU模块占用的多余输出，不能再分配给后续单元，但在PLC编程时同样可以作为内部标志位使用。

PLC安装的2个具有输出点的扩展模块为8点输出模块，占用1个字节的输出，从Q3.0开始进行分配，无多余输出。

c.模拟量输入地址的分配。CPU224模块无集成模拟量输入点，不占用模拟量输入地址。从CPU模块向右，PLC安装的一个只有模拟量输入的扩展模块为4/1点模拟量输入/输出混合模块，以字为单位，4点模拟量需要占用8个字节，地址从AIWO开始进行分配，依次为AIWO、AIW2、AIW4、AIW6。

PLC安装的2个具有模拟量输入的扩展模块仍然为4/1点模拟量输入/输出混合模块，同样占用8个字节，地址从AIW8开始连续分配，依次为AIW8、AIW10、AIW12、AIW14。

d.模拟量输出的分配。CPU224模块无集成模拟量输出点，不占用模拟量输出。从CPU模块向右，PLC安装的一个具有模拟量输出的扩展模块为4/1点模拟量输入/输出混合模块，以字为单位，1点模拟量需要占用2个字节，但由于模拟量地址分配的小单位是2个字，因此，模块实际需要占用2个字(4个字节)。模拟量输出AQW0 具有物理输出，AQW2被占用，不可以分配给后续模块，也不可再作其他用途。

PLC安装的2个具有模拟量输出的扩展模块仍然为4/1点模拟量输入/输出混合模块，模块同样实际需要占用2个字(4个字节)，地址从AQW4开始分配，AQW4具有物理输出，AQW6被占用，不可以分配给后续模块，也不可再作其他用途。

对于用户来说，在编写用户程序或选择设备时，必须清楚下面介绍的三个阶段，即用户程序执行过程的原理。

PLC采用集中处理的方法，即对输入扫描信号、执行用户程序和输出刷新都采用集中分批处理的工作方式。

（1）输入扫描  在这一阶段中，PLC以扫描方式读入所有输入端子上的输入信号，并将输入信号存入输入映像区，输入映像存储器被刷新。在程序执行阶段和输出刷新阶段中，输入映像存储器与外界隔离，其内容保持不变，直至下一个扫描周期的输入扫描阶段，才被重新读入的输入信号刷新。可见，PLC在执行程序和处理数据时，不直接使用现场当时的输入信号，而使用本次采样时输入到映像区中的数据。如果输入设备能使PLC输入端形成闭合回路，对应输入端编号的内部输入继电器内保存为“1”，即相当于继电器线圈导通。在程序执行过程中，该编号对应的触点动作；如果输入设备能使输入开路，则对应输入端编号的内部输入继电器内保存为“0”，即相当于继电器线圈没导通，在程序执行过程中，该编号对应的触点不动作。如果在PLC处于非输入扫描的阶段，PLC外的输入设备状态发生了变化，内部输入继电器也不会发生变化，要等到下一个输入扫描阶段才能根据此时的输入状态来刷新。所以，对于少于十几毫秒的输入信号，经常采集不到。

（2）执行程序  在执行用户程序过程中，PLC按梯形图程序顺序自上而下、从左至右逐个扫描执行，即按助记符指令表的先后顺序执行。但遇到程序跳转指令，则根据跳转条件是否满足来决定程序跳转地址。程序执行过程中，PLC从输入映像区中取出输入变量的当前状态，然后进行由程序确定的逻辑运算或其他运算，根据程序指令将运算结果存入相应的内部继电器中，包括输出继电器、内部辅助继电器、定时器、计数器等。输出继电器的信号存放在输出映像区，即输出继电器与PLC外部的同编号的输出点对应。

在程序执行过程中，同一周期内，的逻辑结果影响后面的触点，即后执行的程序可能用到的新中间运算结果；但同一周期内，后面的运算结果不影响的逻辑关系。该扫描周期内除输入继电器以外的所有内部继电器的终状态（导通与否），将影响下一个扫描周期各触点的开与闭。

（3）输出刷新  程序执行阶段的运算被存入输出映像区，而不送到输出端口上。在输出刷新阶段，PLC将输出映像区中的输出变量送入输出锁存器，然后由锁存器通过输出模块产生本周期的控制输出。如果内部输出继电器的状态为“1”，则输出继电器触点闭合。全部输出设备的状态要保持一个扫描周期。

PLC控制系统设计的一般步骤与传统的继电器——接触器控制系统的设计相比较，组件的选择代替了原来的器件选择，程序设计代替了原来的逻辑电路设计。

（1）根据工艺流程分析控制要求，明确控制任务，拟定控制系统设计的技术条件。技术条件一般以设计任务书的形式来确定，它是整个设计的依据。工艺流程的特点和要求是开发PLC控制系统的主要依据，所以必须详细分析、认真研究，从而明确控制任务和范围。如需要完成的动作（动作时顺、动作条件，相关的保护和联锁等）和应具备的操作方式（手动、自动、连续、单周期，单步等）。

（2）确定所需的用户输入设备（按钮、操作开关、限位开关、传感器等）、输出设备（继电器、接触器、信号灯等执行元件）以及由输出设备驱动的控制对象（电动机、电磁阀等），估算PLC的I/O点数；分析控制对象与PLC之间的信号关系，信号性质，根据控制要求的复杂程度，控制精度估算PLC的用户存储器容量。

（3）选择PLC。PLC是控制系统的核心部件，正确选择PLC对于保证整个控制系统的各项技术、经济指标起着重要的作用，PLC的选择包括机型的选择、容量的选择、I/O模块的选择、电源模块的选择等。选择PLC的依据是输入输出形式与点数，控制方式与速度、控制精度与分辨率，用户程序容量。

（4）分配、定义PLC的I/O点，绘制I/O连接图。根据选用的PLC所给定的元件地址范围（如输入、输出、辅助继电器、定时器、计数器。数据区等），对控制系统使用的每一个输入、输出信号及内部元件定义**的信号名和地址，在程序设计中使用哪些内部元件，执行什么功能格都要做到清晰，无误。

（5）PLC控制程序设计。包括设计梯形图、编写语句表、绘制控制系统流程图。控制程序是控制整个系统工作的软件，是保证系统工作正常，安全。可靠的关键，因此，控制程序的设计必须经过反复测试。修改，直到满足要求为止。

（6）控制柜（台）设计和现场施工。在进行控制程序设计的同时，可进行硬件配备工作，主要包括强电设备的安装、控制柜（台）的设计与制作、可编程序控制器的安装、输入输出的连接等。在设计继电器控制系统时，必须在控制线路设计完成后，才能进行控制柜（台）设计和现场施工。可见，采用PLC控制系统，可以使软件设计与硬件配备工作平行进行，缩短工程周期。如果需要的话，尚需设计操作台、电气柜、模拟显示盘和非标准电器元部件。

（7）试运行、验收、交付使用，并编制控制系统的技术文件。编制控制系统的技术文件包括说明书、设计说明书和使用说明书、电器图及电器元件明细表等。

传统的电器图，一般包括电器原理图、电器布置图及电器安装图。在PLC控制系统中，这一部分图可以统称为“硬件图”。它在传统电器图的基础上增加了PLC部分，因此在电器原理图中应增加PLC的I/O连接图。此外，在PLC控制系统的电器图中还应包括程序图（梯形图），可以称它为“软件图”。向用户提供“软件图”，可便于用户发展或工艺进时修改程序，并有利于用户在维修时分析和排除故障。根据具体任务，上述内容可适当调整。