任务2 基本数据类型、S7系列PLC的编程元件及其功能
一、目标
通过本项目的学习，让学生了解基本数据类型，掌握S7系列的编程元件及其功能。
二、要求
（1）能分清变量的数据类型。
（2）掌握编程元件及其相应的功能，初步用部分编程元件进行编程。
三、知识链接
1.基本数据类型
数据类型决定了数据的属性和所采用的操作数。数据类型可分为基本数据类型和复杂数据类型（由基本数据类型组合生成）。其中基本数据类型如表2-5所示。
表2-5 基本数据类型
位、字节、字、双字之间的关系如表2-6所示。
表2-6 位、字节、字、双字之间的关系
2.S7-200的编程元件及其功能
S7系列PLC有许多种编程元件，为了分辨它们，给它们指定了专有的字母符号。
I：输入继电器，记录输入点的状态。在每次扫描周期开始时采样，其结果以“1”或“0”的方式写入输入映像寄存器。
Q：输出继电器，用于从PLC直接输出控制命令。
M：内部标志位、辅助继电器或中间继电器，不直接驱动外部负载，只起到中间状态暂存的作用。
SM：特殊标志位，是用户程序与系统之间的界面，为用户提供一些特殊的控制功能及系统信息，用户对操作的一些特殊要求也通过SM通知系统。
其中，SM0.0：运行监控，PLC在运行状态时，它总是为1；SM0.1：初始脉冲，PLC由STOP转为RUN时，它ON一个周期；SM0.2：当RAM中保存的数据丢失时，它ON一个周期；SM0.3：PLC上电进入运行状态时，它ON一个周期；SM0.4：周期为1min、占空比为50%的分脉冲串；SM0.5周期为1s、占空比为50%的分脉冲串；SM0.6：扫描时钟，一个周期为ON，下一个周期为OFF，交替运行；SM0.7：指示CPU上MODE开关的位置，0=TERM，1=RUN，通常用来在RUN状态下启动自由口通信方式。
S：状态元件——顺序控制继电器（SCR），用于组织设备的顺序操作，提供控制程序的逻辑分段，通常与顺序控制指令LSCR、SCRT、SCRE结合使用。
T：定时器，相当于时间继电器。S7-200有3种定时器，其基增量分别为1ms、10ms和100ms。定时器的当前值寄存器是16位有符号整数，用于存储定时器累计的时基增量值（1～32767）。
C：计数器，用来计数输入端子或内部元件送来的脉冲数。高频信号可以指定的高速计数器（HSC）。
V：变量寄存器，用于模拟量控制、数据运算和参数设置等。
AC：累加器，支持以字节、字和双字的存取。
AIW/AQW：模拟量输入/输出，模拟量在PLC外为模拟量，在PLC内则变成数字量（16位，2字节，其地址均为偶数，如AIW0、AIW2、AIW4）。
四、实训装配：流水线控制
1.实训目的
（1）掌握移位寄存器指令的使用及编程。
（2）掌握装配流水线控制系统的接线、调试、操作。
2.实训设备（见表2-7）
表2-7 实训所需设备清单
3.实训台的面板图（见图2-13）
图2-13 装配流水线的面板图
4.控制要求
（1）总体控制要求：如图2-13所示，系统中的操作工位A、B、C，运料工位D、E、F、G及仓库操作工位H能对工件进行循环处理。
（2）闭合“启动”开关，工件经过传送工位D送至操作工位A，在此工位完成加工后再由传送工位E送至操作工位B……，依次传送及加工，直至工件被送至仓库操作工位H，由该工位完成对工件的入库操作，循环处理。
（3）断开“启动”开关，系统加工完最后一个工件入库后，自动停止工作。
（4）按“复位”键，无论此时工件位于任何工位，系统均能复位至起始状态，即工件又重新开始从传送工位D处开始运送并加工。
（5）按“移位”键，无论此时工件位于任何工位，系统均能进入单步移位状态，即每按一次“移位”键，工件前进一个工位。
图2-14 程序流程
5.程序流程（见图2-14）
6.I/O端口分配及功能表（见表2-8）
表2-8 I/O端口分配及功能表
7.PLC外部接线（见图2-15）
图2-15 程序流程
8.操作步骤
（1）检查实训设备中器材及调试程序。
（2）按照I/O端口分配表或接线图完成PLC与实训模块之间的接线，认真检查，确保正确无误。
（3）打开示例程序或用户自己编写的控制程序，进行编译，有错误时根据提示信息修改，直至无误，用PC/PPI通信编程电缆连接计算机串口与PLC通信口，打开PLC主机电源开关，下载程序至PLC中，下载完毕后将PLC的“RUN/STOP”开关拨至RUN状态。
（4）按下启动按钮后，系统进入自动运行状态，调试装配流水线控制程序并观察自动运行模式下的工作状态。
（5）按“复位”键，观察系统响应情况。
（6）按“移位”键，系统进入单步运行状态，连续按“移位”键，调试装配流水线控制程序并观察单步移位模式下的工作状态。
9.实训总结
总结记录PLC与外部设备的接线过程及注意事项。