1）主程序
主程序是程序的主体，每一个项目都必须并且只能有一个主程序。在主程序中可以调用子程序和中断程序。
主程序通过指令控制整个应用程序的执行，每个扫描周期都要执行一次主程序。因为各个程序都存放在独立的程序块中，各程序结束时不需要加入无条件结束指令或无条件返回指令。
（2）子程序
子程序仅在被其他程序调用时执行。同一个子程序可以在不同的地方被多次调用。使用子程序可以简化程序代码和减少扫描时间。
（3）中断程序
中断程序用来及时处理与用户程序的执行时序无关的操作，或者不能事先预测何时发生的中断事件。中断程序不是由用户程序调用，而是在中断事件发生时由操作系统调用。中断程序是用户编写的。
1.2.4 S7-200系列PLC的内存结构及寻址方式
PLC的内存分为程序存储区和数据存储区两部分。程序存储区用来存放用户程序，它由机器按顺序自动存储程序。数据存储区用来存放输入/输出状态及各种中间运行结果。本节主要介绍S7-200系列PLC的数据存储区及寻址方式。
1. 内存结构
S7-200系列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3类。字节存储器有7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4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2个，如累加器（AC）和高速计数器（HC）。
（1）输入映像寄存器
输入映像寄存器是PLC用来接收用户设备发来的输入信号的。输入映像寄存器与PLC的输入点相连，如图1-11（a）所示。编程时应注意，输入映像寄存器的线圈必须由外部信号来驱动，不能在程序内部用指令来驱动。因此，在程序中输入映像寄存器只有触点，而没有线圈。输入映像寄存器地址的编号范围为I0.0～I15.7。
I、Q、V、M、SM、L均可以按字节、字、双字存取。
（2）输出映像寄存器
输出映像寄存器用来存放CPU执行程序的数据结果，并在输出扫描阶段，将输出映像寄存器的数据结果传送给输出模块，再由输出模块驱动外部的负载，如图1-11（b）所示。若梯形图中Q0.0的线圈通电，对应的硬件继电器的常开触点闭合，使接在标号Q0.0端子的外部负载通电，反之则外部负载断电。
在梯形图中每一个输出映像寄存器常开和常闭触点可以多次使用。
（3）变量存储器
变量存储器用来在程序执行过程中存放中间结果，或者用来保存与工序或任务有关的其他数据。
（4）位存储器
位存储器（M0.0～M31.7）类似于继电器—接触器控制系统中的中间继电器，用来存放中间操作状态或其他控制信息。虽然名为“位存储器”，但是也可以按字节、字、双字来存取。
S7-200系列PLC的M存储区只有32个字节（即MB0～MB31）。如果不够用可以用V存储区来代替M存储区。可以按位、字节、字、双字来存取V存储区的数据，如V10.1、VB0、VW100、VD200等。
（5）特殊存储器
特殊存储器用于CPU与用户之间交换信息，例如SM0.0一直为1状态，SM0.1仅在执行用户程序的个扫描周期为1状态。SM0.4和SM0.5分别提供周期为1 min和1 s的时钟脉冲。SM1.0、SM1.1和SM1.2分别为零标志位、溢出标志位和负数标志位，各特殊存储器的能见附表1。
（6）顺序控制继电器
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顺序控制继电器又称状态组件，与顺序控制继电器指令配合使用，用于组织设备的顺序操作，以实现顺序控制和步进控制。可以按位、字节、字或双字来取S位，编址范围为S0.0～S31.7。
（7）局部变量存储器
S7-200 PLC有64个字节的局部变量存储器，编址范围为LB0.0～LB63.7，其中60个字节可以用作暂时存储器或者给子程序传递参数。如果用梯形图编程，编程软件保留这些局部变量存储器的后4个字节。如果用语句表编程，可以使用所有的64个字节，但建议不要使用后4个字节，后4个字节为系统保留字节。
局部变量存储器和变量存储器很相似，主要区别在于局部变量存储器是局部有效的，变量存储器则是全局有效。全局有效是指同一个存储器可以被任何程序（如主程序、中断程序或子程序）存取，局部有效是指存储区和特定的程序相关联。规划安装扩展模块时需要注意以下指导原则：
①将设备与热辐射、高压和电噪声隔离；
②留出足够的空隙进行冷却和接线；
③必须在设备的上方和下方留出25mm 的发热区使空气自由流通。1.信号模块（SM）
信号模块用于扩展西门子S7-1200 PLC的输入和输出点数，可以使CPU增加附加能，连接在CPU模块的右侧
信号板（Signal Board）为西门子S7-1200 PLC所特有的，可以给CPU模块增加I/O。每一个CPU模块都可以添加一个具有数字量或模拟量I/O的SB。SB连接在CPU模块的前端，西门子S7-1500 PLC采用多种创新技术，在通信上设定了新标准，有高速背板总线接口和多达3个PROFINET接口，适用于小型设备及对速度和准确性要求较高的复杂设备。西门子S7-1500 PLC、触摸屏及其运动控制能可以无缝集成到同一个博途项目，极大地提高了工程组态效率和工作效率。
1.1 S7-1500 PLC
1.1.1 概述
目前市场上主流的PLC产品为西门子S7系列PLC，包括S7-200SMART PLC、S7-1200 PLC、S7-300 PLC、S7-400 PLC、S7-1500 PLC等，具有体积小、速度快、标准化等特点，借助的网络通信能力和OPC UA标准可以构成复杂多变的控制系统。图1-1为典型的自动化系统，系统的核心是S7-1500 PLC，通过在现场层、控制层和管理层分别部署S7-1500 PLC的硬件产品和博途（TIA）软件，实现管理控制一体化。
S7-1500 PLC与共用一个博途软件的S7-1200 PLC相比（见图1-2），其复杂性、系统性更高。S7-1500 PLC是可编程控制器；S7-1200 PLC是基本可编程控制器。
S7-1500 PLC的特点主要体现在高性能、开放性、高效的工程组态、集成运动控制能、可靠诊断和创新型设计等方面。1．高性能
S7-1500 PLC的高性能体现在以下几个方面：
（1）CPU快的位指令运行速度达1ns；
（2）采用百兆级背板总线确保极端的响应时间；
（3）强大的通信能力，CPU本体支持多3个以太网接口；
（4）支持快125μs的PROFINET数据刷新时间。2．开放性
S7-1500 PLC的开放性体现在：集成标准化的OPC UA通信协议；连接控制层和IT层；可实现与上位SCADA、MES、ERP或云端的安全高效通信；通过PLC SIM Adv可将虚拟PLC的数据与仿真软件对接；通过虚拟调试可提前预知错误，缩短现场调试时间。3．高效的工程组态
S7-1500 PLC高效的工程组态体现在：统一编程调试平台，程序通用，拓展性强；支持IEC 61131-3编程语言（LAD、FBD、STL、SCL和Graph）；借助ODK可直接运行语言算法（C/C++）。4．集成运动控制能
S7-1500 PLC的集成运动控制能体现在：可直接对速度控制轴、凸轮传动等从简单到复杂的运动控制任务进行编程；可借助I/O模块实现各种PTO等轴控制工艺能；可进一步扩充产品线，支持同步、凸轮控制等高端运动控制能。5．可靠诊断
S7-1500 PLC的可靠诊断体现在：借助1∶1 LED通道分配，可在现场快速定位错误；发生故障时，无需编程就可通过编程软件、触摸屏、Web Server等途径快速实现通道级诊断；使用标准化的ProDiag能，可高效分析过程错误，甚至在触摸屏中直接查看出现错误的程序段，大大缩短调试与生产停机时间。6．创新型设计
S7-1500 PLC的创新型设计体现在：CPU自带面板支持诊断、初始调试和维护，可以直接查看变量状态、IP地址分配、备份、趋势图，读取程序循环时间，支持自定义页面和多语言等能；包含智能多能型I/O模块，优化了产品线，方便用户选型与备品、备件的替换。