毕业设计8 - 西门子三层电梯控制

输入过程映象寄存器I：在每次扫描周期的开始，CPU对物理输入点进行采样，并将采样值写入输入过程映象寄存器中，可以按位、字节、字或双字来存取输入过程映象寄存器中的数据。 输出过程映象寄存器：Q 在每次扫描周期的结尾，CPU将输出过程映象寄存器中的数值复制到物理输出点上，可以按位、字节、字或双字来存取输出过程映象寄存器中的数据。

位存储区：M 位存储区作为控制继电器来存储中间操作状态和控制信息。可以按位、字节、字或双字来存取输出过程映象寄存器中的数据。

定时器存储区： T 定时器可用于时间累积，其当前值可以是逻辑值也可以是数据值 ，这取决于它在程序中的使用方式。

计数存储区：C 计数器用于累计其输入端脉冲电平由低到高的次数，CPU提供了三种类型的计数器，一种是增计数器，一种是减计数器，还有一种是增减计数器.其计数当前值与定时器一样。 高速计数器： HC高速计数器对高速事件计数，它独立于CPU扫描周期。高速计数器有一个32位的有符号整数计数值,要存取高速计数器中的值，则就给出高速计数器的地址,高速计数器的当前值是只读数据，可作为双字来寻址。

累加器AC S7-200只提供4个32位的累加器。可以按字节、字或双字来存取累加器中的值。 特殊存储器：SM SM位为CPU与用户之间传递信息提供了一种手段，可以用这些位选择和控制s7-200CPU的一些特殊功能。显示各种用户和系统出错信息。

模拟量输入：AI s7-200将模拟量值转换为一个字长的数字量。可以用区域标识符，数据长度，及起始地址来存取这些值.因为模拟输入量为一个字长，且从偶数字节始，所以必须用偶数字节地址来存取这些数据。模拟量输入值为只读值。

模拟量输出：AQ s7-200把一个字长的数字值按比例转换为电流或电压，可以用区域标识符，数据长度及字节的起始地址来改变这些值.因为模拟量为一个字长。且从偶数字节开始，所以必须用偶数字节来改变这些值。模拟量输出值为只写数据。

本次设计这些存储区几乎都用到了，在这里就不再赘述S7-200的指令集及指令的操作数的 寻址范围(存储区)

类型 V I 说明 变量存储区 开关量输入映象寄存器 开关量输出映象寄存器 内部标志位 特殊标志位 定时器及其状态位 允许寻址范围 CPU221 0～1023 0～7 CPU224 0～4096 0～7 寻址方式 位 Vx.y Ix.y 字节 VBx IBx 字 VWx IWx 双字 VDx IDx Q 0～7 0～7 Qx.y QBx QWx QDx M SM T 0～15 0～45 0～63 0～31 0～85 0～127 Mx.y SMx.y Tx.y MBx SMBx MWx SMWx Tx MDx SMDx 194

C AC AI 计数器及其状态位 累加器 模拟量输入映象寄存器 模拟量输出映象寄存器 高速计数器 0～63 0～3 0～30 0～127 0～3 0～30 Cx.y Acx Cx ACx AIx ACx AQ 0～30 0～30 AQx HC 0 0～2 HCDx 注: 在具体的程序中,要注意x和y 的范围. 十、PLC扩展模块与系统扩展 1、 本地I/O与扩展I/O及其寻址

如果对于CPU自带的I/O点数不能满中需求的情况下可以扩展I/O口。同时为了工业需求还可以扩展模拟量模块。你可以将扩展模块连接到CPU的右侧来增加I/O点和模拟量，形成I/O链。对于同种类型的输入输出模块而言，模块的I/O地址取决于I/O类型和模块在I/O链中的位置。举例来说，输出模块不会影响输入模块上的点地址，反之亦然。类似的，模拟量模块不会影响数字量模块的地址，反之亦然。

CPU224 I0.0 Q0.0 I0.1 Q0.1 I0.2 Q0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I0.8 I0.9 I1.0 4入/4出（模块0） I2.0 Q2.0 I2.1 Q2.1 I2.2 Q2.2 I2.3 Q2.3 4模拟量入（模块1） AIW0 AIW2 AIW4 AIW6 4出（模块2） Q3.0 Q3.1 Q3.2 Q3.3 4模拟量入1模拟量出 AIW8 AQW0 AIW10 （模块3） AIW12 AIW14

2、 模拟量扩展模块EM231、EM235

两种模块分辨率都是12bit，但都没有采用光电隔离技术，也不是带嵌入式CPU的智能模块。

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采用光电隔离技术可以实现PLC端的数字电路和现场模拟电路如传感变送电路或电动执行器电路的隔离，提高系统的可靠性和A/D、D/A转换数据的稳定。带嵌入式CPU的智能模块可以在模块内部直接实现信号的数字滤波、限幅、报警等功能，甚至可以对各种温度传感器的温度输入信号直接进行变送和处理235模块是4路模拟量输入和1路模拟量输出的混合型模块。我们做如下配置：CPU224、EM235，则4路模入通道的地址是AIW0、AIW2、AIW4、AIW6，1路模出通道的地址为AQW0。

模拟量扩展模块提供了模拟量输入/输出的功能，优点如下： 1）最佳适应性

可适用于复杂的控制场合

2）直接与传感器和执行器相连，12位的分辨率和多种输入/输出范围能够不用外加放大器而与传感器和执行器直接相连，例如EM235模块可直接与PT100热电阻相连 3）灵活性

当实际应用变化时，PLC可以相应地进行扩展，并可非常容易的调整用户程序。 模拟量输入的数据格式为：

MSB LSB 15 14 3 2 1 0 AIW XX 0 12Bits数据 0 0 0

单极性数据格式（0?32000即0?7D00H）

MSB LSB

15 14 4 3 2 1 0 AIW XX 12Bits数据 0 0 0 0

双极性数据格式（二进制补码 -32000?+32000即8300H?7D00H） 模拟量输出的数据格式为：

MSB LSB

15 14 3 2 1 0 AQW 0 0 12Bits数据 0 0 0

单极性（电流输出）

MSB LSB

15 14 4 3 2 1 0 AQW 0 12Bits数据 0 0 0 0 电压输出数据格式（二进制补码） 以单极性输入电压0～10V输入AIW 10通道，读出的数据须右移三位，则它的数据范围变为0～4000（0～0FA0H），它的电压分辨率为10V/4000=2.5mv D4000

y V 0x10V(1000kg)

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对于0～10V的电压输入坐标变换由右图可知转换关系为： 4000/10=y/x ,则x=y/400(V),x值即为转换后的电压值。如果 0～10V信号是由力传感器的受力信号（0～1000kg）变送而来 ，它的受力分辨率为1000kg/4000=0.25kg,则标度变换公式为： 4000/1000=y/x ,则x=y/4(kg)

对于EM235模块，它的量程和极性选择上靠SW1～SW6六个DIP开关来选择的，它可接受0～1V、0～5V、0～10V、0～20mA等七种单极性信号和±1V、±2.5V、±5V、±10V等九种双极性信号.SW2、SW6为ON其余为OFF时，电压量程为单极性0～10V。

EM231的配置 下表所示为如何用DIP开关设置EM 231模块。开关1、2和3可选择模拟量输入范围。所有的输入设置成相同的模拟量输入范围。下表中，ON为接通，OFF为断开。

单极性 SW1 SW2 OFF ON ON 双极性 SW1 OFF SW2 OFF ON SW3 ON OFF SW3 ON OFF 满量程输入 0到10V 0到5V 0到20MA 0到20MA 满量程输入 5V ±2.5V

EM 231的输入方框图

分辨率 2.5MV 1.25MV 5uA 5uA 分辨率 2.5mV 1.25mV

EM231和EM235模拟量输入模块的输入电路图

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