S7-200 SMART PLC的存储器区域

S7-200 SMART PLC的存储器分为用户程序空间、CPU组态空间和数据区空间。

用户程序空间用于存放用户程序，存储器为EEPROM；CPU组态空间用于存放有关PLC配置结构参数，如PLC主机及扩展模块的I/O配置和编址、配置的PLC站地址、设置的保护口令、停电记忆保持区、软件滤波功能等，存储器为EEPROM；数据区空间是用户程序执行过程中的内部工作区域，该区域存放输入信号、运算输出结果、计时值、计数值、高速计数值和模拟量数值等，存储器为EEPROM和ROM。

数据区空间是S7-200 SMART CPU提供的存储器的特定区域，数据区空间使CPU的运行更快、更可靠。S7-200 SMART PLC的数据存储区按存储器存储数据的长短可划分为字节存储器、字存储器和双字存储器等三类。字节存储器有七个，如输入映像寄存器（I）、输出映像寄存器（Q）、变量存储器（V）、位存储器（M）、特殊存储器（SM）、顺序控制继电器（S）、局部变量存储器（L）；字存储器有四个，如定时器（T）、计数器（C）、模拟量输入映像寄存器（AI）和模拟量输出映像寄存器（AQ）；双字存储器有两个，如累加器（AC）和高速计数器（HC）。

用户对用户程序空间、CPU组态空间和部分数据区空间进行编辑，编辑后写入PLC的EEP-ROM。RAM为EEPROM存储器提供备份存储区，用于PLC运行时动态使用。RAM由大容量电容做停电保持。2 数据区空间存储器的编址方式

在计算机中使用的数据均为二进制数，二进制数的基本单位是一个二进制位，八个二进制位组成一个字节，两个字节组成一个字，两个字组成一个双字。

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，可以依据存储器地址来存取数据。数据区空间存储器的单位可以是位、字节、字、双字，编址方式也可以是位编址、字节编址、字编址和双字编址。

（1）位编址 存储器标识符+字节地址+位地址，如I0.1、M0.0、Q0.3等。，I1.4表示图中黑色标记的位地址，I是输入映像寄存器的区域标识符，1是字节地址，4是位号，在字节地址1和位号之间用点号“.”隔开。

 位地址I1.4的表达方式

按照这种位编址方式编址的存储区有输入映像寄存器（I）、输出映像寄存器（Q）、位存储器（M）、特殊存储器（SM）、局部变量存储器（L）、变量存储器（V）和顺序控制继电器（S）。

S7-200 SMART的基本数据类型及基本数制

（1）基本数据类型 在S7-200 SMART PLC的编程语言中，大多数指令要与数据对象一起进行操作。不同的数据对象具有不同的数据类型，不同的数据类型又具有不同的数制和格式选择。因此，程序中所使用的数据需要指定一种数据类型，而在指定数据类型时，首先要确定数据大小及数据位的结构。

PLC的概念、工作原理及分类：PLC是一台计算机，是专为工业环境应用而设计制造。它具有丰富的输入、输出接口，并且具有较强的驱动能力。

 大中型PLC的模块化结构：PLC的配置一般都采用机架配置表来完成，它可以帮助用户配置一个机架或系统。

 S7-300 PLC入门：S7-300 PLC可以选择各种不同性能分级的CPU作控制器使用，通过高效处理速率，能提供比小型PLC快得多的扫描时间来执行相同的程序。

 S7-400 PLC入门：S7-400是用于中、性能范围的PLC，具有坚固耐用、容易扩展和广泛的通信能力、容易实现分布式结构、操作界面用户友好等特点。

1.1 PLC的组成与原理1.1.1 PLC的基本概念1.PLC的产生

在20世纪60年代，汽车生产流水线的自动控制系统基本上都是由继电器控制装置构成的。当时汽车的每一次改型都直接导致继电器控制装置的重新设计和安装。如图1-1所示的某汽车生产线的装配环节需要进行定时操作，A型号汽车需要1个时间继电器，而B型号汽车则需要3个时间继电器，如果汽车装配从A型号换到B型号，则势必造成继电器控制电路的重装。随着生产的发展，汽车型号更新的周期愈来愈短，这样，继电器控制装置就需要经

常地重新设计和安装，十分费时、费工、费料，甚至阻碍了汽车更新周期的缩短。

为了改变这一现状，美国通用汽车（GM）公司在1969年公开招标，要求用新的控制装置取代继电器控制装置，并提出了10项招标指标，即

1）编程方便，现场可修改程序；

2）维修方便，采用模块化结构；

3）可靠性高于继电器控制装置；

4）体积小于继电器控制装置；

5）数据可直接送入管理计算机；

6）成本可与继电器控制装置竞争；

7）输入可以是交流115V；

8）输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀，接触器等；

9）在扩展时，原系统只要很小变更；

10）用户程序存储器容量至少能扩展到4KB。

1969年，美国数字设备公司（DEC）研制出台PLC，在美国通用汽车公司的自动装配线上试用，获得了成功。这种新型的工业控制装置以其简单易懂，操作方便，可靠性高，通用灵活，体积小，使用寿命长等一系列优点，很快地在美国其他工业领域推广应用。到1971年，已经成功地应用于食品、饮料、冶金、造纸等工业。这一新型工业控制装置的出现，也受到了世界其他国家的高度重视。1971日本从美国引进了这项新技术，很快研制出了日本台PLC。1973年，西欧国家也研制出它们的台PLC。我国从1974年开始研制。于1977年开始工业应用。2.PLC的概念

PLC问世以来，尽管时间不长，但发展迅速。为了使其生产和发展标准化，国际电工委员会（IEC）先后颁布了PLC标准的草案稿，第二稿，并在1987年2月通过了对它的定义：

“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于在其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”

为了避免与PC（Personal Computer，个人计算机）相混淆，所以命名为PLC（Program-mable Logic Controller，可编程序逻辑控制器），但从功能上讲，现在的PLC早已不是原来意义上的“PLC”了。

总之，PLC是一台计算机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算机，具有丰富的输入、输出接口，并且具有较强的驱动能力。但PLC产品并不针对某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进行选用配置，其软件需根据控制要求进行设计编制。1.1.2 PLC的硬件组成

PLC的构成框图和计算机是一样的，都由中央处理器（CPU）、存储器和输入/输出接口等构成。因此，从硬件结构来说，PLC实际上就是计算机，图1-2所示为其硬件系统的简化框图。

，PLC内部主要部件有：

1.CPU

CPU（Central Processing Unit，中央处理器）是PLC的核心组成部分，与通用微机的CPU一样，它在PLC系统中的作用类似于人体的神经中枢

CPU的功能：

1）按PLC中系统程序赋予的功能，接收并存储从编程器输入的用户程序和数据；

2）用扫描方式接收现场输入装置的状态式数据，并存入映象寄存器或数据寄存器中；

3）诊断电源、PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误；

4）在PLC进入运行状态后，从存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令规定的任务，产生相应的信号，去启动或关闭相关控制电路，分时分渠道地去执行数据的存取、传送、组合、比较和变换等操作，完成用户程序中规定的逻辑式算术运算等任务。根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出映象寄存器的内容，再由输出映象寄存器的位状态式数据寄存器的有关内容，实现输出控制、制表、打印式数据通信等

PLC常用的CPU主要采用通用微处理器、单片机或双极型位片式微处理器。通用的微处理器常用的是8位机、16位机，甚至32位机，如Z80A、8085、80x86、6502、M6800、M6809、M68000等。单片机常用的有8039、8049、8031、8051等。双极型位片式微处理器常用的有AMD2900、AMD2903等。2.系统程序存储器

系统程序存储器用于存放系统工作程序（监控程序）、模块化应用功能子程序、命令解释功能子程序的调用管理程序，以及对应定义（I/O、内部继电器、计时器、计数器、移位寄存器等存储系统）参数等功能。3.用户存储器

用户存储器用于存放用户程序即存放通过编程器输入的用户程序。PLC的用户存储器通常以字（16位/字）为单位来表示存储容量。通常PLC产品资料中所指的存储器形式或存储方式及容量，是对用户程序存储器而言。

常用的用户存储方式及容量形式或存储方式有CM0S RAM（采用互补金属氧化物半导体工艺的随机存取存储器）、EPR0M（可擦除可编程只读存储器）、EEPR0M（电可擦除可编程只读存储器）、Flash EPR0M（闪存型可擦除可编程只读存储器）等。

CMOS RAM存储器是一种中高密度、低功能、价格便宜的半导体存储器，可用锂电池作为备用电源。一旦交流电源停电，用锂电池来维持供电，可保存RAM内停电前的数据。锂电池寿命一般为1～5年左右。

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浔之漫智控技术（上海）有限公司（s）

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EPR0M存储器是一种常的只读存储器，存入时加高电平，擦除时用紫外线照射。PLC通过写入器可将RAM区的用户程序固化到R0M盒中的EPR0M中去。在PLC机中插入R0M盒，PLC则执行R0M盒中用户程序；反之，不插上R0M盒，PLC则执行RAM区用户程序。

EEPR0M存储器是一种可用电改写的只读存储器。4.输入输出组件（I/O模块）

I/O模块是CPU与现场I/O装置或其他外部设备之间的连接部件。PLC提供了各种操作电平与驱动能力的I/O模块和各种用途的I/O组件供用户选用。如输入/输出电平转换、电气隔离、串/并行转换数据、误码校验、A-D或D-A转换以及其他功能模块等。I/O模块将外界输入信号变成CPU能接受的信号，或将CPU的输出信号变成需要的控制信号去驱动控制对象（包括开关量和模拟量），以确保整个系统正常工作。

PLC输入的开关量信号接在IN端和0V端之间，PLC内部提供24V电源，输入信号通过光电隔离，通过R/C滤波进入CPU控制板，CPU发出输出信号至输出端。