第七章
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第一节 S7－ 200系列 PLC的构成
第二节 S7-200系列 PLC内部元器件
第三节 S7－ 200系列 PLC的基本指令
第四节 S7－ 200系列 PLC功能指令
第七章 S7-200系列可编程序控制器
第七章
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第一节 S7－ 200系列 PLC的构成
一,CPU224型 PLC的结构
?小型 PLC系
统由（主机
箱）,I/O扩
展单元、文本、
图形显示器、
编程器等组成。
图 7-1 S7-200 CPU结构
CPU 224主机与扩展机的结构外形
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CPU 224外部电路原理
图 7-2 CPU 224交流 /直流 /继电器连接端子图
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1．基本单元 I/O
?I0.0~I0.7,I1.0~I1.5 14个输入点
? Q0.0~Q0.7,Q1.0~Q1.1 10个输出点
?采用了双向光电耦合器,24V直流极性可任意选择
?1M为 I0.X输入端子的公共端,2M为 I1.X输入端子的
公共端
?在晶体管输出电路中采用了 MOSFET功率驱动器件，
并将数字量输出分为两组，每组有一个独立公共端，共
有 1L,2L两个公共端，可接入不同的负载电源。
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2,基本单元 I/O及扩展
?主机的输出点数为 10点
?主机的输入点数为 14点
?可扩展的模块数目为 7
3,高速反应性
?6个高速计数脉冲输入端,I0.0~I0.5,最快的相应速
度为 30kHz
?2个高速脉冲输出端,Q0.0 ~Q0.1,输出脉冲频率可达
20kHz
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4.存储系统
?由 RAM和 EEPROM两种存储器组成
5.存储卡
?存储卡可选择安装扩展卡。扩展卡有 EEPROM
存储卡、电池和时钟卡等模块。
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二,CPU22X主要技术指标
型号 CPU221 CPU222 CPU223 CPU224
外型尺寸 /mm 90× 80 × 62 90× 80 × 62 120.5× 80 × 62 190× 80 × 62
程序 /字 2048 2048 4096 4096
用户数据 1024 1024 2560 2560
用户存储器
类型
EEPROM EEPROM EEPROM EEPROM
数据后备 (超
级电容 )典型
值 h
50 50 190 190
存储器
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本机 I/O点
数
6入 /8出 6入 /8出 14入 /10出 24入 /16出
扩展模块数
量
无 2个 7个 7个
数字量 I/O
映像区大小
/bit
无 256 256 256
模拟量 I/O
映像区大小
/bit
50 50 190 190
输入输出
型号 CPU221 CPU222 CPU223 CPU224
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指令
型号 CPU221 CPU222 CPU223 CPU224
33MHz下布
尔指令执行
速度
0.37μs/指令 0.37μs/指令 0.37μs/指令 0.37μs/指令
FOR/NEXT
循环
有 有 有 有
增数运算 有 有 有 有
实数运算 有 有 有 有
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主要内部继电器
型号 CPU221 CPU222 CPU223 CPU224
I/O映像寄
存器 /bit
128I和 128Q 128I和 128Q 128I和 128Q 128I和 128Q
内部通用继
电器 /bit
256 256 256 256
计数器 /定时
器
256/256 256/256 256/256 256/256
字入 /字出 无 16/16 32/32 32/32
顺序控制继
电器 / bit
256 256 256 256
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附加功能
型号 CPU221 CPU222 CPU223 CPU224
内部高速计数
器 /个
4(30kHz) 4(30kHz) 6(30kHz) 6(30kHz)
模拟量调节电
位器 /个
1 1 2 2
脉冲输出 /个 2(20kHz) 2(20kHz) 2(20kHz) 2(20kHz)
通信中断 /个 1发送器
2接收器
1发送器
2接收器
1发送器
2接收器
1发送器
2接收器
定时中断 /个 2(1~255ms) 2(1~255ms) 2(1~255ms) 2(1~255ms)
硬件输入中断 /个 4 4 4 4
实时时钟 有 (时钟卡 ) 有 (时钟卡 ) 有 (内置 ) 有 (内置 )
口令保护 有 有 有 有
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通信
型号 CPU221 CPU222 CPU223 CPU224
通信口数量
(个 )
1(RS~485) 1(RS~485) 1(RS~485) 1(RS~485)
支持协议
0号口
1号口
PPI.DP/自由口
N/A
PPI.DP/自由口
N/A
PPI.DP/自由口
N/A
PPI.DP/自由口
N/A
PROFIBUS点
到点
NETR/NE
TW
NETR/NET
W
NETR/NET
W
NETR/NET
W
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第二节 S7-200系列 PLC内部元器件
一、数据存储类型及寻址方式
PLC内部元器件的功能是相互独立的, 在数据存储区
为每一种元器件分配一个存储区域 。 每一种元器件用一组
字母表示器件类型, 字母加数字表示数据的存储地址 。
I, 表示输入继电器； Q,表示输出继电器； M,表示内部标
志位寄存器； SM,表示特殊标标志位寄存器； S,表示顺序
控制寄存器； V,表示变量寄存器； L,表示局部变量寄存器；
T,表示定时器； C,表示计数器； AI,表示模拟量输入映像
寄存器； AQ,表示模拟量输出映像寄存器； AC,表示累加
器； HC,表示高速计数器等。
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1．直接寻址方式
寻址方式：
位地址（位地址时存在，其他略）
位分隔符（位地址时存在，其他略）
字节地址
数据大小（字节B,字W,双字D W,字
节寻址或位寻址可以省略
存储区域字母
图 7-3 数据地址格式
图 7-4 位寻址
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VB100VB100
7 0
MSB LSB
V B 100
字节地址
访问一个字节
区域标识
VB100 VB101VW100
15 7 0
MSB LSB
V W 100
字节地址
访问一个字
区域标识
VB100 VB101 VB102 VB103VD100
31 23 15 7 0
MSB LSB
V D 100
M S B - 最高有效字节
L S B - 最低有效字节
字节地址
访问一个双字
区域标识
图 7-5 字节、字、双字寻址方式
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2．间接寻址方式
12
34
56
78
1234
AC0
VB2 00的 地址
AC1
MOVD&VB200,AC1
把VB2 00的 地址
送入AC1 建立指针
MOVW*AC1,AC0 把指针处的值送到A C 0
V199
V200
V201
V202
V203
V204
12
34
56
78
1234
图 7-6 使用指针间接寻址
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二,S7-200系列 PLC数据存储区及元件功能
1．输入 /输出映像寄存器
（ 1） 输入映像寄存器 I（ 又称输入继电器 ）
I0.0
输入端子
外部输入点 I0.0
( )
I0.0
I0.0
图 7-7 输入映像寄存器的电路示意图
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（ 2） 输出映像寄存器 Q（ 又称输出继电器 ）Q0.0
( )
Q0.0
Q0.0
Q0.0
1
负载
电源
Q0.0
图 7-8 输出映像寄存器等效电路示意图
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2．变量存储器 V
3．位存储器（ M）
4．特殊标志位（ SM）存储器
5．顺序控制继电器（ S）
6．局部存储器（ L）
7．定时器（ T）
S7－ 200 有三种定时器, 它们的时基增量分别为 1ms、
10ms和 100ms,定时器的当前值寄存器是 16位有符号的整数,
用于存储定时器累计的时基增量值 （ 1～ 32 767） 。
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8．计数器
计数器 主要用来累计输入脉冲个数 。 其结构与定时器相
似, 其设定值在程序中赋予, CPU提供了 3种类型的计数器,
各为加计数器, 减计数器和加减计数器 。 计数器的当前值为 16
位有符号整数, 用来存放累计的脉冲数 （ 1～ 32 767） 。
9．模拟量输入 /输出映像寄存器（ AI/AQ）
10．累加器（ AC）
11．高速计数器（ HC）
三,S7－ 200系列 PLC有效编程范围
见附录 E中的表 1和表 2
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第三节 S7－ 200系列 PLC的基本指令
基本指令包括基本逻辑指令, 算术, 逻辑运算指令,
数据处理指令, 程序控制指令等 。
一、基本位操作指令
1、指令格式
梯形图指令由触点或线圈符号直接位地址两部分组成，
含有直接位地址的指令又称位操作指令，基本位操作指令
操作数寻址范围,I,Q,M,SM,T,C,V,S,L等。
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基本位操作指令格式
LAD STL 功能
bit bit bit
LD BIT, LDN BIT 用于网络段起始的常
开 /常闭触点
常开 /常闭触点串联，
逻辑与 /与非指令
常开 /常闭触点并联，
逻辑或 /或非指令
线圈输出，逻辑置位
指令
A BIT, AN BIT
O BIT, ON BIT
= BIT
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3） A(And),与操作指令，用于常开触点的串联。
4） AN(And Not),与操作指令，用于常闭触点的串联。
5） O(Or),或操作指令，用于常开触点的并联。
6） ON(Or Not),或操作指令，用于常闭触点的并联。
7） =(Out),置位指令，线圈输出。
1） LD(Load),装载指令, 用于常开触点与左母线连接, 每
一个以常开触点开始的逻辑行都要使用这一指令 。
2） LDN(Load Not),装载指令，用于常闭触点与左母线 连
接，每一个以常闭触点开始的逻辑行都要使用这一指令。
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位操作指令程序的应用
图 7-9 位操作指令程序的应用
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2,STL指令对较复杂梯形图的描述方法
在较复杂梯形图中, 触点的串, 并联关系不能全部
用简单的与, 或, 非逻辑关系描述 。
1 ） 块, 与, 操 作 指 令
ALD
块, 与, 操作指令, 用于两个或两个以上触点并联
连接的电路之间的串联, 称之为并联电路块的串联连
接 。
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ALD指令的使用
图 7-10 ALD指令的使用
并联电路块与前面的电路串联时, 使用 ALD指令 。 并联
电路块的开始用 LD,或 LDN指令并联电路块结束后, 使用
ALD指令与前面的电路串联 。
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2） 块, 或, 操作指令 OLD
用于两个或两个以上的触点串联连接的电路之间的并联,
称之为串联电路块的并联连接 。
OLD指令的使用
图 7-11 OLD指令的使用
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3） 栈操作指令 LPS,LRD,LPP
LPS：（ Logic Push）逻辑堆栈操作指令 (无操作元件 )。
LRD：（ Logic Read）逻辑读栈指令 (无操作元件 )。
LPP：（ Logic Pop）逻辑弹栈指令 (无操作元件 )。
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栈操作指令的应用程序
图 7-12 栈操作指令应用程序段
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二、取反和空操作指令
1,取反指令 （ NOT）
取反指令, 指将它左边电
路的逻辑运算结果取反, 运算
结果若为 1则变为 0,为 0则变为
1,该指令没有操作数 。
2,空操作指令 （ NOP）
空操作指令, 起增加程
序容量的作用 。
操作数 N为执行空操作
指令的次数, N=0~255。
LAD STL 功能
NOT 取反
NOT N 空操作 指令
取反和空操作指令格式
NOT
NOP
N
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取反指令和空操作指令应用
LDN I0.1
NOT //条件满足时
NOP 30 //空操作 30次
NOT NOP
I0.1
图 7-13 取反指令和空操作指令应用
三、置位 /复位指令
置位 /复位指令则是将线圈设计成置位线圈和复位线圈
两大部分, 将存储器的置位, 复位功能分离开来 。
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编程时, 置位, 复位线圈之间间隔的网络个数可以任
意 。 置位, 复位线圈通常成对使用, 也可以单独使用或与
指令盒配合使用 。
置位 /复位指令格式
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置位 /复位指令的应用
NETWOR1
LD I0.0
S Q0.0,1
┋
NETWOR5
LD I0.1
R Q0.0,1
图 7-14 置位 /复位指令应用程序段
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四、边沿触发指令
边沿触发是指用边沿触发信号产生一个机器周期的
扫描脉冲, 通常用作脉冲整形 。 边沿触发指令分为正跳
变触发 （ 上升沿 ） 和负跳变触发 （ 下降沿 ） 两大类 。 正
跳变触发指输入脉冲上升沿使触点闭合 （ ON） 一个扫描
周期 。 负跳变触发指输入脉冲的下降沿使触点闭合 （ ON）
一个扫描周期 。
边沿触发指令格式
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边沿触发程序示例,
NETWORK 1
LD I0.0 //装入常开触点
EU //正跳变
= M0.0 //输出
NETWORK 2
LD M0.0 //装入
S Q0.0,1 //输出置位
NETWORK 3
LD I0.1 //装入
ED //负跳变
= M0.1 //输出
NETWORK 4
LD M0.1 //装入
R Q0.0,1 //输出复位
图 7-15 边沿触发示例 图 7-16 边沿触发时序图
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五、定时器
CPU 22X系列 PLC的 256个定时器分属 TON(TOF)
和 TONR工作方式, 以及 3种时基标准, TOF与 TON共
享同一组定时器, 不能重复使用 。
S7-200 PLC的 定时器 为增量型定时器,用于时间控制。
⑴ 通电延时型（ TON）
⑵保持型（ TONR）
⑶断电延时型（ TOF）
1ms,10ms,100ms
1、工作方式：
2、时基标准：
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工作方式 用毫秒 (ms)表
示的分辨率
用秒 (s)表示的
最大当前值
定时器号
TONR 1 32.767 T0,T64
10 327.67 T1~T4,T65~T68
100 3276.7 T5~T31,T65~T68
TON/TOF 1 32.767 T32,T96
10 327.67 T33~T36,T97~T100
100 3276.7 T37~T63,T101~T255
表 7－ 7 定时器工作方式及类型
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3、定时器指令格式
IN
PT
TON TON 通电延时型
IN
PT
TONR TONR 有记忆通电延 时型
IN
PT
TOF TOF 断电延时型
LAD STL 功能注释
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（ 1） 通电延时型 （ TON）
当使能端 （ IN） 输入有效时, 定时器开始计时, 当前值从 0开始递
增, 大于或等于设定值 （ PT） 时, 定时器输出状态位置为 1,（ 输出触
点有效 ）, 当前值的最大值为 32 767。 使能端无效 （ 断开 ） 时, 定时器
复位 （ 当前值清零, 输出状态位置为 0） 。
图 7-17 通电延时型定
时器应用程序
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（ 2） 保持型 （ TONR)
使能端 （ IN） 输入有效时 （ 接通 ）, 定时
器开始计时, 当前值递增, 当前值大于或等于
设定值 （ PT） 时, 输出状态位置为 1,使能端
输入无效 （ 断开 ） 时, 当前值保持 （ 记忆 ）,
使能端 （ IN） 再次接通有效时, 在原记忆值的
基础上递增计时 。 有记忆通电延时型 （ TONR）
定时器采用线圈的复位指令 （ R） 进行复位操
作, 当复位线圈有效时, 定时器当前值清零,
输出状态位置为 0。
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保持型（有记忆通电延时型定时器）应用程序
NETWORK 1
LD I0.1
TORN T65,+500
NETWORK 2
LD I0.2
R T65,1
NETWORK 3
LD T65
= Q0.1
图 7-18 保持型定时器应用程序段
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(3) 断电延时型 （ TOF）
使能端 （ IN） 输入有效时, 定时器输出状
态位立即置 1,当前值复位 （ 为 0） 。 使能端
（ IN） 断开时, 开始计时, 当前值从 0递增, 当
前值达到预置值时, 定时器状态位复位置 0,并
停止计时, 当前值保持 。
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断电延时型定时器应用程序
NETWORK 1
LD I0.0
TOF
T37,+30
NETWORK 2
LD T37
= Q0.0
图 7-19 断电延时型定时器应用程序段
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六、计数器
S7－ 200系列 PLC有加计数器 （ CTU）, 加 /减计数器
（ CTUD）, 减计数器 （ CTD） 等 3种计数指令 。
1、指令格式
LAD STL 功能
CTU
CTD
CTUD
(Counter Up) 增计数器
(Counter Down) 减计数器
(Counter Up/Down) 增 /减
计数器
CU
R
PV
CTU
CU
LD
PV
CTD
CU
CD
PV
CTUD
R
梯形图指令符号中 CU为增 1计数脉冲输入端； CD为减 1计数脉冲输
入端； R为复位脉冲输入端； LD为减计数器的复位脉冲输入端 。 编程
范围 C0~C255） ； PV设定值最大范围 32 767；
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2．工作原理
（ 1）加计数指令（ CTU）
加计数器在 CU端输入脉冲上升沿, 计数器的当前值增 1计数 。 当
前值大于或等于设定值 （ PV） 时, 计数器状态位置 1。 当前值累加的
最大值为 32 767。 复位输入 （ R） 有效时, 计数器状态位复位 （ 置 0）,
当前计数值零 。
（ 2）加 /减计数器（ CTUD）
加 /减计数器有两个脉冲输入端, 其中 CU端用于加计数, CD端用
于减计数, 执行加 /减计数时, CU/CD端的计数脉冲上升沿加 1/减 1计
数 。 当前值大于或等于计数器设定值 （ PV） 时, 计数器状态位置位 。
复位输入 （ R） 有效或执行复位指令时, 计数器状态位复位, 当前值
清零 。
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加 /减计数器应用程序
图 7-20 加 /减计数器应用程序段及时序
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（ 3）计数指令（ CTD）
复位输入 （ LD） 有效时, 计数器把预置值
（ PV） 装入当前值存储器, 计数器状态位复位
（ 置 0） 。 CD端每一个输入脉冲上升沿, 减计数
器的当前值从预置值开始递减计数, 当前值等于 0
时, 计数器状态位置位 （ 置 1）, 停止计数 。
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减计数器在计数脉冲 I3.0的上升沿减 1计数, 当前值从预置值开始减至
0时, 定时器输出状态位置 1,Q0.0通电 （ 置 1）, 在复位脉冲 I1.0的上
升沿, 定时器状态位置 0（ 复位 ）, 当前值等于预置值, 为下次计数工
作做好准备 。
图 7-21 减计数器程序及时序
减计数指令应用程序
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第四节 S7－ 200系列 PLC功能指令
一,表功能指令
指令 描述
ATT DATA,TABLE 填表
FND= TBL,PATRN,INDX 查表
FND＜＞ TBL,PATRN,INDX 查表
FND＜ TBL,PATRN,INDX 查表
FND＞ TBL,PATRN,INDX 查表
FIFO DATA,TABLE 先入先出
LIFO DATA,TABLE 后入先出
FILL IN,OUT,N 填充
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1．填表指令（ ATT）
填表指令 （ Add To Table） 向表 （ TBL）
中增加一个字 （ DATA） 表内的第一个数是表
的最大长度 （ TL）,第二个数是表内实际的项
数 （ EC） 。 新数据被放入表内上一次填入的
数的后面 。 每向表内填入一个新的数据, EC
自动加 1。 除了 TL和 EC外, 表最多可以装入
100个数据 。 TBL为 WORD型, DATA为 INT
型 。
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填表指令的举例
图 7-22 填表指令的举例
执行 ATT指令之前 执行 ATT指令之后
第七章
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2．查表指令
查表指令 （ Table Find）从指针 INDX所指的地址
开始查表 TBL，搜索与数据 PTN的关系满足 CMD定
义的条件的数据。
命令参数 CMD=1~4，分别代表, =”、“＜＞”、
“＜”、和“＞” 。如果发现了一个符合条件的数据，
则 INDX指向该数据。要查找下一个符合条件的数据，
再次启动查表之前，应先将 INDX加 1。如果没有找到，
INDX的数值等于 EC。一个表最多有 100个填表数据，
数据的 编号为 0~99。
TBL和 INDX为 WORD型,PTN为 INT型,CMD
为 字节型 。
第七章
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查表指令操作举例
图 7-23 查表指令操作举例
LD I2.1
FND-VW202,16#3130,AC1
第七章
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3．先入先出（ FIFO）指令
先入先出 （ First In First Out） 指令从表
（ TBL） 中移走最先放进的第一个数据 （ 数
据 0）, 并将它送入 DATA指定的地址, 表中
剩下的各项依次向上移动一个位置 。 每次执
行此指令, 表中的项数 EC减 1。 TABLE为
INT型, DATA为 WORD型 。
第七章
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先入先出指令的应用
LIFO执行后
图 7-24 先入先出指令举例
执行前
第七章
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4．后入先出（ LIFO）指令
后入先出 （ Last In First Out） 指令从
表 （ TBL） 中移走最后放进的数据, 并将
它送入 DATA指定的位置, 剩下的各项依次
向上移动一个位置 。 每次执行此指令, 表
中的项数 EC减 1。 TABLE为 INT型, DATA
为 WORD型 。
第七章
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后入先出指令的应用
图 7-25 后入先出指令的应用举例
LIFO执行前 LIFO执行后
第七章
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5．存储器填充指令
存储器填充指令 FILL（ Memory Fill） 用输入值 （ IN）
填充从输出 OUT开始的 N个字, 字节型整数 N=1~255。 图
7－ 26中的 FILL指令将 0填入 VW200~VW219,IN和 OUT
为 WORD型 。
图 7-26 填充指令
第七章
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6．读写实时时钟指令
读写实时时钟指令 TODR(Time of Day Read)从时钟
读取当前时间和日期, 并把它们装入以 T为起始地址的 8
个字节缓冲区, 依次存放年, 月, 日, 时, 分, 秒, 0
和星期, 时间和日期的数据类型为字节型 。
图 7-27 时钟指令
第七章
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二、转换指令
转换指令 是对操作数的类型进行转换，并输出到指
定的目标地址中去。转换指令包括数据的类型转换、数
据的编码和译码指令以及字符串类型转换指令。
6,字节与整数的转换指令
2,双字整数转换为实数
3,四舍五入取整指令
4,截位取整指令
5,整数与双整数的转换
1,BCD码与整数之间的转换
第七章
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转换指令如图：
图 7-28 转换指令
图 7-29 转换指令
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7．译码指令
8．段译码指令
SEG
EN
IN
ENO
OUT
D0
D1
D2
D5
D4
D3
D6
图 7-30 段译码指令
第七章
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三、中断指令
（一）中断源
1,中断源
（ 1） 通信中断
（ 2） I/O中断
I/O中断包括外部输入中断、高速计数器中断和脉冲 串
输出中断。
（ 3） 时间中断
时间中断包括定时中断和定时器中断。
PLC的自由通信模式下,通信口的状态可由程序来控制
第七章
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2．中断优先级
在 PLC应用系统中通常有多个中断源。当多个中断源同
时向 CPU申请中断时，要求 CPU能将全部中断源按中断
性质和处理的轻重缓急进行排队，并给予优先权。
3,CPU响应中断的顺序
PLC中,CPU响应中断的顺序可以分以下三种情况：
（ 1） 当不同的优先级的中断源同时申请中断时,CPU响
应中断请求的顺序为从优先级高的中断源到优先级低的
中断源。
（ 2） 当相同优先级的中断源申请中断时,CPU按先来先
服务的原则响应中断请求。
第七章
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（ 3） 当 CPU正在处理某中断，又有中断源提出中断请求
时，新出现的中断请求按优先级排队等候处理，当前中断
服务程序不会被其他甚至更优先级的中断程序打断。任何
时刻 CPU只执行一个中断程序。
（二）中断控制
经过中断判优后，将优先级最高的中断请求送给 CPU，
CPU响应中断后自动保存逻辑堆栈、累加器和某些特殊标
志寄存器位，即保护现场。中断处理完成后，又自动恢复
这些单元保存起来的数据，即恢复现场。
第七章
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中断指令如图
图 7-31 中断指令
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五、高速处理指令
1．高速计数指令
高速计数器定义指令（ HDEF），图 7－ 32所示为指定的高速计数器
（ HSC）设置一种工作模式（ MODE）。每个高速计数器只能用一条
HDEF指令。高速计数器指令（ HSC）用于启动编号为 N的高速计数器。
HSC与 MODE为字节型常数,N为字型常数。
图 7-32 高速计数器有关的指令
第七章
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2．高速脉冲输出
高速脉冲输出功能是指在 PLC的某些输出端产生高速
脉冲，用来驱动负载，实现高速输出和精确控制。
3．脉冲输出指令
脉冲输出指令可以输出两种类型的方波信号，在精确
位置控制中有很重要的应用。
当使能端输入有效时，检
测用程序设置的特殊功能寄存
器位，激活由控制位定义的脉
冲操作。从 Q0.0或 Q0.1输出高
速脉冲。
PLS
EN
Q
ENO
图 7-33 脉冲输出
第七章
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第一节 S7－ 200系列 PLC的构成
第二节 S7-200系列 PLC内部元器件
第三节 S7－ 200系列 PLC的基本指令
第四节 S7－ 200系列 PLC功能指令
第七章 S7-200系列可编程序控制器
第七章
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第一节 S7－ 200系列 PLC的构成
一,CPU224型 PLC的结构
?小型 PLC系
统由（主机
箱）,I/O扩
展单元、文本、
图形显示器、
编程器等组成。
图 7-1 S7-200 CPU结构
CPU 224主机与扩展机的结构外形
第七章
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CPU 224外部电路原理
图 7-2 CPU 224交流 /直流 /继电器连接端子图
第七章
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1．基本单元 I/O
?I0.0~I0.7,I1.0~I1.5 14个输入点
? Q0.0~Q0.7,Q1.0~Q1.1 10个输出点
?采用了双向光电耦合器,24V直流极性可任意选择
?1M为 I0.X输入端子的公共端,2M为 I1.X输入端子的
公共端
?在晶体管输出电路中采用了 MOSFET功率驱动器件，
并将数字量输出分为两组，每组有一个独立公共端，共
有 1L,2L两个公共端，可接入不同的负载电源。
第七章
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2,基本单元 I/O及扩展
?主机的输出点数为 10点
?主机的输入点数为 14点
?可扩展的模块数目为 7
3,高速反应性
?6个高速计数脉冲输入端,I0.0~I0.5,最快的相应速
度为 30kHz
?2个高速脉冲输出端,Q0.0 ~Q0.1,输出脉冲频率可达
20kHz
第七章
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4.存储系统
?由 RAM和 EEPROM两种存储器组成
5.存储卡
?存储卡可选择安装扩展卡。扩展卡有 EEPROM
存储卡、电池和时钟卡等模块。
第七章
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二,CPU22X主要技术指标
型号 CPU221 CPU222 CPU223 CPU224
外型尺寸 /mm 90× 80 × 62 90× 80 × 62 120.5× 80 × 62 190× 80 × 62
程序 /字 2048 2048 4096 4096
用户数据 1024 1024 2560 2560
用户存储器
类型
EEPROM EEPROM EEPROM EEPROM
数据后备 (超
级电容 )典型
值 h
50 50 190 190
存储器
第七章
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本机 I/O点
数
6入 /8出 6入 /8出 14入 /10出 24入 /16出
扩展模块数
量
无 2个 7个 7个
数字量 I/O
映像区大小
/bit
无 256 256 256
模拟量 I/O
映像区大小
/bit
50 50 190 190
输入输出
型号 CPU221 CPU222 CPU223 CPU224
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指令
型号 CPU221 CPU222 CPU223 CPU224
33MHz下布
尔指令执行
速度
0.37μs/指令 0.37μs/指令 0.37μs/指令 0.37μs/指令
FOR/NEXT
循环
有 有 有 有
增数运算 有 有 有 有
实数运算 有 有 有 有
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主要内部继电器
型号 CPU221 CPU222 CPU223 CPU224
I/O映像寄
存器 /bit
128I和 128Q 128I和 128Q 128I和 128Q 128I和 128Q
内部通用继
电器 /bit
256 256 256 256
计数器 /定时
器
256/256 256/256 256/256 256/256
字入 /字出 无 16/16 32/32 32/32
顺序控制继
电器 / bit
256 256 256 256
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附加功能
型号 CPU221 CPU222 CPU223 CPU224
内部高速计数
器 /个
4(30kHz) 4(30kHz) 6(30kHz) 6(30kHz)
模拟量调节电
位器 /个
1 1 2 2
脉冲输出 /个 2(20kHz) 2(20kHz) 2(20kHz) 2(20kHz)
通信中断 /个 1发送器
2接收器
1发送器
2接收器
1发送器
2接收器
1发送器
2接收器
定时中断 /个 2(1~255ms) 2(1~255ms) 2(1~255ms) 2(1~255ms)
硬件输入中断 /个 4 4 4 4
实时时钟 有 (时钟卡 ) 有 (时钟卡 ) 有 (内置 ) 有 (内置 )
口令保护 有 有 有 有
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通信
型号 CPU221 CPU222 CPU223 CPU224
通信口数量
(个 )
1(RS~485) 1(RS~485) 1(RS~485) 1(RS~485)
支持协议
0号口
1号口
PPI.DP/自由口
N/A
PPI.DP/自由口
N/A
PPI.DP/自由口
N/A
PPI.DP/自由口
N/A
PROFIBUS点
到点
NETR/NE
TW
NETR/NET
W
NETR/NET
W
NETR/NET
W
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第二节 S7-200系列 PLC内部元器件
一、数据存储类型及寻址方式
PLC内部元器件的功能是相互独立的, 在数据存储区
为每一种元器件分配一个存储区域 。 每一种元器件用一组
字母表示器件类型, 字母加数字表示数据的存储地址 。
I, 表示输入继电器； Q,表示输出继电器； M,表示内部标
志位寄存器； SM,表示特殊标标志位寄存器； S,表示顺序
控制寄存器； V,表示变量寄存器； L,表示局部变量寄存器；
T,表示定时器； C,表示计数器； AI,表示模拟量输入映像
寄存器； AQ,表示模拟量输出映像寄存器； AC,表示累加
器； HC,表示高速计数器等。
第七章
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1．直接寻址方式
寻址方式：
位地址（位地址时存在，其他略）
位分隔符（位地址时存在，其他略）
字节地址
数据大小（字节B,字W,双字D W,字
节寻址或位寻址可以省略
存储区域字母
图 7-3 数据地址格式
图 7-4 位寻址
第七章
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VB100VB100
7 0
MSB LSB
V B 100
字节地址
访问一个字节
区域标识
VB100 VB101VW100
15 7 0
MSB LSB
V W 100
字节地址
访问一个字
区域标识
VB100 VB101 VB102 VB103VD100
31 23 15 7 0
MSB LSB
V D 100
M S B - 最高有效字节
L S B - 最低有效字节
字节地址
访问一个双字
区域标识
图 7-5 字节、字、双字寻址方式
第七章
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2．间接寻址方式
12
34
56
78
1234
AC0
VB2 00的 地址
AC1
MOVD&VB200,AC1
把VB2 00的 地址
送入AC1 建立指针
MOVW*AC1,AC0 把指针处的值送到A C 0
V199
V200
V201
V202
V203
V204
12
34
56
78
1234
图 7-6 使用指针间接寻址
第七章
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二,S7-200系列 PLC数据存储区及元件功能
1．输入 /输出映像寄存器
（ 1） 输入映像寄存器 I（ 又称输入继电器 ）
I0.0
输入端子
外部输入点 I0.0
( )
I0.0
I0.0
图 7-7 输入映像寄存器的电路示意图
第七章
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（ 2） 输出映像寄存器 Q（ 又称输出继电器 ）Q0.0
( )
Q0.0
Q0.0
Q0.0
1
负载
电源
Q0.0
图 7-8 输出映像寄存器等效电路示意图
第七章
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2．变量存储器 V
3．位存储器（ M）
4．特殊标志位（ SM）存储器
5．顺序控制继电器（ S）
6．局部存储器（ L）
7．定时器（ T）
S7－ 200 有三种定时器, 它们的时基增量分别为 1ms、
10ms和 100ms,定时器的当前值寄存器是 16位有符号的整数,
用于存储定时器累计的时基增量值 （ 1～ 32 767） 。
第七章
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8．计数器
计数器 主要用来累计输入脉冲个数 。 其结构与定时器相
似, 其设定值在程序中赋予, CPU提供了 3种类型的计数器,
各为加计数器, 减计数器和加减计数器 。 计数器的当前值为 16
位有符号整数, 用来存放累计的脉冲数 （ 1～ 32 767） 。
9．模拟量输入 /输出映像寄存器（ AI/AQ）
10．累加器（ AC）
11．高速计数器（ HC）
三,S7－ 200系列 PLC有效编程范围
见附录 E中的表 1和表 2
第七章
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第三节 S7－ 200系列 PLC的基本指令
基本指令包括基本逻辑指令, 算术, 逻辑运算指令,
数据处理指令, 程序控制指令等 。
一、基本位操作指令
1、指令格式
梯形图指令由触点或线圈符号直接位地址两部分组成，
含有直接位地址的指令又称位操作指令，基本位操作指令
操作数寻址范围,I,Q,M,SM,T,C,V,S,L等。
第七章
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基本位操作指令格式
LAD STL 功能
bit bit bit
LD BIT, LDN BIT 用于网络段起始的常
开 /常闭触点
常开 /常闭触点串联，
逻辑与 /与非指令
常开 /常闭触点并联，
逻辑或 /或非指令
线圈输出，逻辑置位
指令
A BIT, AN BIT
O BIT, ON BIT
= BIT
第七章
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3） A(And),与操作指令，用于常开触点的串联。
4） AN(And Not),与操作指令，用于常闭触点的串联。
5） O(Or),或操作指令，用于常开触点的并联。
6） ON(Or Not),或操作指令，用于常闭触点的并联。
7） =(Out),置位指令，线圈输出。
1） LD(Load),装载指令, 用于常开触点与左母线连接, 每
一个以常开触点开始的逻辑行都要使用这一指令 。
2） LDN(Load Not),装载指令，用于常闭触点与左母线 连
接，每一个以常闭触点开始的逻辑行都要使用这一指令。
第七章
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位操作指令程序的应用
图 7-9 位操作指令程序的应用
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2,STL指令对较复杂梯形图的描述方法
在较复杂梯形图中, 触点的串, 并联关系不能全部
用简单的与, 或, 非逻辑关系描述 。
1 ） 块, 与, 操 作 指 令
ALD
块, 与, 操作指令, 用于两个或两个以上触点并联
连接的电路之间的串联, 称之为并联电路块的串联连
接 。
第七章
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ALD指令的使用
图 7-10 ALD指令的使用
并联电路块与前面的电路串联时, 使用 ALD指令 。 并联
电路块的开始用 LD,或 LDN指令并联电路块结束后, 使用
ALD指令与前面的电路串联 。
第七章
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2） 块, 或, 操作指令 OLD
用于两个或两个以上的触点串联连接的电路之间的并联,
称之为串联电路块的并联连接 。
OLD指令的使用
图 7-11 OLD指令的使用
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3） 栈操作指令 LPS,LRD,LPP
LPS：（ Logic Push）逻辑堆栈操作指令 (无操作元件 )。
LRD：（ Logic Read）逻辑读栈指令 (无操作元件 )。
LPP：（ Logic Pop）逻辑弹栈指令 (无操作元件 )。
第七章
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栈操作指令的应用程序
图 7-12 栈操作指令应用程序段
第七章
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二、取反和空操作指令
1,取反指令 （ NOT）
取反指令, 指将它左边电
路的逻辑运算结果取反, 运算
结果若为 1则变为 0,为 0则变为
1,该指令没有操作数 。
2,空操作指令 （ NOP）
空操作指令, 起增加程
序容量的作用 。
操作数 N为执行空操作
指令的次数, N=0~255。
LAD STL 功能
NOT 取反
NOT N 空操作 指令
取反和空操作指令格式
NOT
NOP
N
第七章
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取反指令和空操作指令应用
LDN I0.1
NOT //条件满足时
NOP 30 //空操作 30次
NOT NOP
I0.1
图 7-13 取反指令和空操作指令应用
三、置位 /复位指令
置位 /复位指令则是将线圈设计成置位线圈和复位线圈
两大部分, 将存储器的置位, 复位功能分离开来 。
第七章
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编程时, 置位, 复位线圈之间间隔的网络个数可以任
意 。 置位, 复位线圈通常成对使用, 也可以单独使用或与
指令盒配合使用 。
置位 /复位指令格式
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置位 /复位指令的应用
NETWOR1
LD I0.0
S Q0.0,1
┋
NETWOR5
LD I0.1
R Q0.0,1
图 7-14 置位 /复位指令应用程序段
第七章
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四、边沿触发指令
边沿触发是指用边沿触发信号产生一个机器周期的
扫描脉冲, 通常用作脉冲整形 。 边沿触发指令分为正跳
变触发 （ 上升沿 ） 和负跳变触发 （ 下降沿 ） 两大类 。 正
跳变触发指输入脉冲上升沿使触点闭合 （ ON） 一个扫描
周期 。 负跳变触发指输入脉冲的下降沿使触点闭合 （ ON）
一个扫描周期 。
边沿触发指令格式
第七章
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边沿触发程序示例,
NETWORK 1
LD I0.0 //装入常开触点
EU //正跳变
= M0.0 //输出
NETWORK 2
LD M0.0 //装入
S Q0.0,1 //输出置位
NETWORK 3
LD I0.1 //装入
ED //负跳变
= M0.1 //输出
NETWORK 4
LD M0.1 //装入
R Q0.0,1 //输出复位
图 7-15 边沿触发示例 图 7-16 边沿触发时序图
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五、定时器
CPU 22X系列 PLC的 256个定时器分属 TON(TOF)
和 TONR工作方式, 以及 3种时基标准, TOF与 TON共
享同一组定时器, 不能重复使用 。
S7-200 PLC的 定时器 为增量型定时器,用于时间控制。
⑴ 通电延时型（ TON）
⑵保持型（ TONR）
⑶断电延时型（ TOF）
1ms,10ms,100ms
1、工作方式：
2、时基标准：
第七章
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工作方式 用毫秒 (ms)表
示的分辨率
用秒 (s)表示的
最大当前值
定时器号
TONR 1 32.767 T0,T64
10 327.67 T1~T4,T65~T68
100 3276.7 T5~T31,T65~T68
TON/TOF 1 32.767 T32,T96
10 327.67 T33~T36,T97~T100
100 3276.7 T37~T63,T101~T255
表 7－ 7 定时器工作方式及类型
第七章
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3、定时器指令格式
IN
PT
TON TON 通电延时型
IN
PT
TONR TONR 有记忆通电延 时型
IN
PT
TOF TOF 断电延时型
LAD STL 功能注释
第七章
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（ 1） 通电延时型 （ TON）
当使能端 （ IN） 输入有效时, 定时器开始计时, 当前值从 0开始递
增, 大于或等于设定值 （ PT） 时, 定时器输出状态位置为 1,（ 输出触
点有效 ）, 当前值的最大值为 32 767。 使能端无效 （ 断开 ） 时, 定时器
复位 （ 当前值清零, 输出状态位置为 0） 。
图 7-17 通电延时型定
时器应用程序
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（ 2） 保持型 （ TONR)
使能端 （ IN） 输入有效时 （ 接通 ）, 定时
器开始计时, 当前值递增, 当前值大于或等于
设定值 （ PT） 时, 输出状态位置为 1,使能端
输入无效 （ 断开 ） 时, 当前值保持 （ 记忆 ）,
使能端 （ IN） 再次接通有效时, 在原记忆值的
基础上递增计时 。 有记忆通电延时型 （ TONR）
定时器采用线圈的复位指令 （ R） 进行复位操
作, 当复位线圈有效时, 定时器当前值清零,
输出状态位置为 0。
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保持型（有记忆通电延时型定时器）应用程序
NETWORK 1
LD I0.1
TORN T65,+500
NETWORK 2
LD I0.2
R T65,1
NETWORK 3
LD T65
= Q0.1
图 7-18 保持型定时器应用程序段
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(3) 断电延时型 （ TOF）
使能端 （ IN） 输入有效时, 定时器输出状
态位立即置 1,当前值复位 （ 为 0） 。 使能端
（ IN） 断开时, 开始计时, 当前值从 0递增, 当
前值达到预置值时, 定时器状态位复位置 0,并
停止计时, 当前值保持 。
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断电延时型定时器应用程序
NETWORK 1
LD I0.0
TOF
T37,+30
NETWORK 2
LD T37
= Q0.0
图 7-19 断电延时型定时器应用程序段
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六、计数器
S7－ 200系列 PLC有加计数器 （ CTU）, 加 /减计数器
（ CTUD）, 减计数器 （ CTD） 等 3种计数指令 。
1、指令格式
LAD STL 功能
CTU
CTD
CTUD
(Counter Up) 增计数器
(Counter Down) 减计数器
(Counter Up/Down) 增 /减
计数器
CU
R
PV
CTU
CU
LD
PV
CTD
CU
CD
PV
CTUD
R
梯形图指令符号中 CU为增 1计数脉冲输入端； CD为减 1计数脉冲输
入端； R为复位脉冲输入端； LD为减计数器的复位脉冲输入端 。 编程
范围 C0~C255） ； PV设定值最大范围 32 767；
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2．工作原理
（ 1）加计数指令（ CTU）
加计数器在 CU端输入脉冲上升沿, 计数器的当前值增 1计数 。 当
前值大于或等于设定值 （ PV） 时, 计数器状态位置 1。 当前值累加的
最大值为 32 767。 复位输入 （ R） 有效时, 计数器状态位复位 （ 置 0）,
当前计数值零 。
（ 2）加 /减计数器（ CTUD）
加 /减计数器有两个脉冲输入端, 其中 CU端用于加计数, CD端用
于减计数, 执行加 /减计数时, CU/CD端的计数脉冲上升沿加 1/减 1计
数 。 当前值大于或等于计数器设定值 （ PV） 时, 计数器状态位置位 。
复位输入 （ R） 有效或执行复位指令时, 计数器状态位复位, 当前值
清零 。
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加 /减计数器应用程序
图 7-20 加 /减计数器应用程序段及时序
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（ 3）计数指令（ CTD）
复位输入 （ LD） 有效时, 计数器把预置值
（ PV） 装入当前值存储器, 计数器状态位复位
（ 置 0） 。 CD端每一个输入脉冲上升沿, 减计数
器的当前值从预置值开始递减计数, 当前值等于 0
时, 计数器状态位置位 （ 置 1）, 停止计数 。
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减计数器在计数脉冲 I3.0的上升沿减 1计数, 当前值从预置值开始减至
0时, 定时器输出状态位置 1,Q0.0通电 （ 置 1）, 在复位脉冲 I1.0的上
升沿, 定时器状态位置 0（ 复位 ）, 当前值等于预置值, 为下次计数工
作做好准备 。
图 7-21 减计数器程序及时序
减计数指令应用程序
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第四节 S7－ 200系列 PLC功能指令
一,表功能指令
指令 描述
ATT DATA,TABLE 填表
FND= TBL,PATRN,INDX 查表
FND＜＞ TBL,PATRN,INDX 查表
FND＜ TBL,PATRN,INDX 查表
FND＞ TBL,PATRN,INDX 查表
FIFO DATA,TABLE 先入先出
LIFO DATA,TABLE 后入先出
FILL IN,OUT,N 填充
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1．填表指令（ ATT）
填表指令 （ Add To Table） 向表 （ TBL）
中增加一个字 （ DATA） 表内的第一个数是表
的最大长度 （ TL）,第二个数是表内实际的项
数 （ EC） 。 新数据被放入表内上一次填入的
数的后面 。 每向表内填入一个新的数据, EC
自动加 1。 除了 TL和 EC外, 表最多可以装入
100个数据 。 TBL为 WORD型, DATA为 INT
型 。
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填表指令的举例
图 7-22 填表指令的举例
执行 ATT指令之前 执行 ATT指令之后
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2．查表指令
查表指令 （ Table Find）从指针 INDX所指的地址
开始查表 TBL，搜索与数据 PTN的关系满足 CMD定
义的条件的数据。
命令参数 CMD=1~4，分别代表, =”、“＜＞”、
“＜”、和“＞” 。如果发现了一个符合条件的数据，
则 INDX指向该数据。要查找下一个符合条件的数据，
再次启动查表之前，应先将 INDX加 1。如果没有找到，
INDX的数值等于 EC。一个表最多有 100个填表数据，
数据的 编号为 0~99。
TBL和 INDX为 WORD型,PTN为 INT型,CMD
为 字节型 。
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查表指令操作举例
图 7-23 查表指令操作举例
LD I2.1
FND-VW202,16#3130,AC1
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3．先入先出（ FIFO）指令
先入先出 （ First In First Out） 指令从表
（ TBL） 中移走最先放进的第一个数据 （ 数
据 0）, 并将它送入 DATA指定的地址, 表中
剩下的各项依次向上移动一个位置 。 每次执
行此指令, 表中的项数 EC减 1。 TABLE为
INT型, DATA为 WORD型 。
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先入先出指令的应用
LIFO执行后
图 7-24 先入先出指令举例
执行前
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4．后入先出（ LIFO）指令
后入先出 （ Last In First Out） 指令从
表 （ TBL） 中移走最后放进的数据, 并将
它送入 DATA指定的位置, 剩下的各项依次
向上移动一个位置 。 每次执行此指令, 表
中的项数 EC减 1。 TABLE为 INT型, DATA
为 WORD型 。
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后入先出指令的应用
图 7-25 后入先出指令的应用举例
LIFO执行前 LIFO执行后
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5．存储器填充指令
存储器填充指令 FILL（ Memory Fill） 用输入值 （ IN）
填充从输出 OUT开始的 N个字, 字节型整数 N=1~255。 图
7－ 26中的 FILL指令将 0填入 VW200~VW219,IN和 OUT
为 WORD型 。
图 7-26 填充指令
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6．读写实时时钟指令
读写实时时钟指令 TODR(Time of Day Read)从时钟
读取当前时间和日期, 并把它们装入以 T为起始地址的 8
个字节缓冲区, 依次存放年, 月, 日, 时, 分, 秒, 0
和星期, 时间和日期的数据类型为字节型 。
图 7-27 时钟指令
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二、转换指令
转换指令 是对操作数的类型进行转换，并输出到指
定的目标地址中去。转换指令包括数据的类型转换、数
据的编码和译码指令以及字符串类型转换指令。
6,字节与整数的转换指令
2,双字整数转换为实数
3,四舍五入取整指令
4,截位取整指令
5,整数与双整数的转换
1,BCD码与整数之间的转换
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转换指令如图：
图 7-28 转换指令
图 7-29 转换指令
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7．译码指令
8．段译码指令
SEG
EN
IN
ENO
OUT
D0
D1
D2
D5
D4
D3
D6
图 7-30 段译码指令
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三、中断指令
（一）中断源
1,中断源
（ 1） 通信中断
（ 2） I/O中断
I/O中断包括外部输入中断、高速计数器中断和脉冲 串
输出中断。
（ 3） 时间中断
时间中断包括定时中断和定时器中断。
PLC的自由通信模式下,通信口的状态可由程序来控制
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2．中断优先级
在 PLC应用系统中通常有多个中断源。当多个中断源同
时向 CPU申请中断时，要求 CPU能将全部中断源按中断
性质和处理的轻重缓急进行排队，并给予优先权。
3,CPU响应中断的顺序
PLC中,CPU响应中断的顺序可以分以下三种情况：
（ 1） 当不同的优先级的中断源同时申请中断时,CPU响
应中断请求的顺序为从优先级高的中断源到优先级低的
中断源。
（ 2） 当相同优先级的中断源申请中断时,CPU按先来先
服务的原则响应中断请求。
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（ 3） 当 CPU正在处理某中断，又有中断源提出中断请求
时，新出现的中断请求按优先级排队等候处理，当前中断
服务程序不会被其他甚至更优先级的中断程序打断。任何
时刻 CPU只执行一个中断程序。
（二）中断控制
经过中断判优后，将优先级最高的中断请求送给 CPU，
CPU响应中断后自动保存逻辑堆栈、累加器和某些特殊标
志寄存器位，即保护现场。中断处理完成后，又自动恢复
这些单元保存起来的数据，即恢复现场。
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中断指令如图
图 7-31 中断指令
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五、高速处理指令
1．高速计数指令
高速计数器定义指令（ HDEF），图 7－ 32所示为指定的高速计数器
（ HSC）设置一种工作模式（ MODE）。每个高速计数器只能用一条
HDEF指令。高速计数器指令（ HSC）用于启动编号为 N的高速计数器。
HSC与 MODE为字节型常数,N为字型常数。
图 7-32 高速计数器有关的指令
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2．高速脉冲输出
高速脉冲输出功能是指在 PLC的某些输出端产生高速
脉冲，用来驱动负载，实现高速输出和精确控制。
3．脉冲输出指令
脉冲输出指令可以输出两种类型的方波信号，在精确
位置控制中有很重要的应用。
当使能端输入有效时，检
测用程序设置的特殊功能寄存
器位，激活由控制位定义的脉
冲操作。从 Q0.0或 Q0.1输出高
速脉冲。
PLS
EN
Q
ENO
图 7-33 脉冲输出
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