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第七章S7 200系列PLC基本逻辑指令及程序编制 第一节S7 200系列PLC基本逻辑控制指令 一 位逻辑指令 一 触点及线圈指令PLC梯形图语言的编程原则1 梯形图由多个梯级组成 每个线圈可构成一个梯级 每个梯级有多条支路 每个梯级代表一个逻辑方程 2 梯形图中的继电器 接点 线圈不是物理的 是PLC存储器中的位 1 ON 0 OFF 编程时常开 常闭接点可无限次引用 线圈输出只能是一次 PLC梯形图语言的编程原则 3 梯形图中流过的不是物理电流而是 概念电流 只能从左向右流 4 用户程序的运算是根据PLC的输入 输出映象寄存器中的内容 逻辑运算结果可以立即被后面的程序使用 5 PLC的内部继电器不能做控制用 只能存放逻辑控制的中间状态 6 输出线圈不能直接驱动现场的执行元件 通过I O模块上的功率器件来驱动 基本逻辑指令以位逻辑操作为主 在位逻辑指令中 除非有特殊说明 操作数的有效区域为 I Q M SM T C V S L且数据类型为BOOL触点和线圈指令又分为 标准指令 立即指令 取反指令 正 负 跳变指令 指令分类 按形式分 2 功能块 1 继电器 触点 线圈 Enable 输入参数 IN1 IN2 N 输出参数 OUT 功能数据类型 地址 条件 长度 EN 逻辑关系梯形图 LAD 助记符STL I0 0 I0 1 LDI0 0AI0 1 Q0 0 LDI0 0OI0 1 Q0 0 AND OR 当I0 0与I0 1都 ON 时 则输出Q0 0 ON 1 当I0 0或I0 0 ON 时 则输出Q0 0 ON 1 Q0 0 I0 0 I0 1 Q0 0 I0 0 I0 1 Q0 0 标准触点 常开 指令 逻辑关系梯形图助记符 I0 0 I0 1 LDNI0 0ANI0 1 Q0 0 LDNI0 0ONI0 1 Q0 0 AND OR 当I0 0与I0 1都 OFF 时 则输出Q0 0 ON 1 当I0 0或I0 0 OFF 时 则输出Q0 ON 1 Q0 0 I0 0 I0 1 Q0 0 I0 0 I0 1 Q0 0 标准触点 常闭 指令 立即I O指令 立即触点 输入 直接读取物理输入点的值 输入映象寄存器内容不更新 指令操作数仅限于输入物理点的值 空操作 正跳变 负跳变 能流到达取非触点时 能流就停止 能流未到达取非触点时 能流就通过 检测到每一次正跳变 信号后 让能流通过一个扫描周期的时间 检测到每一次负跳变信号后 让能流通过一个扫描周期的时间 取非 输入映象寄存器I0 0 输出映象寄存器Q0 0 输出映象寄存器Q0 1 输出映象寄存器Q0 2 一个周期 一个周期 空操作指令 NOPN 不影响程序的执行 操作数N是常数0 255 NOT ED EU没有操作数 立即I O指令 立即输出 执行立即输出指令时 则将结果同时立即复制到物理输出点和相应的输出映象寄存器 一个扫描周期 输出映象寄 存器 Q 1 1 执行指 令 执行指 令 一个扫描周期 输入映象寄 存器 I 2 1 输入端 子 I 2 1 输出端子 Q 1 1 输入端 子 I 2 3 输出映象 存器 Q 1 2 输出端子 Q 1 2 置位 复位指令 立即I O指令 立即置位和复位指令 须指出 立即I O指令是直接访问物理输入输出点的 比一般指令访问输入输出映象寄存器占用CPU时间要长 因而不能盲目地使用立即指令 否则 会加长扫描周期时间 反而对系统造成不利影响 例一 LAD STL 时序图 例二 LAD STL 时序图 例1 直接启动停车控制 继电器控制电路图 I O分配 I0 0 停车I0 1 启动Q0 0 KM 梯形图 语句表LDI0 1OQ0 0AI0 0 Q0 0 启动优先 停止优先 I O分配决定PLC的端子接线图 PLC的端子接线方式又决定编程语言 I O分配 I0 0 停车I0 1 启动Q0 0 KM Q0 0 I0 0 Q0 0 I0 1 置位复位 二 逻辑堆栈指令 二 逻辑堆栈指令PLC有一个9层堆栈 栈顶用来存储逻辑运算结果 下面8位存储中间结果 堆栈的存储原则 先进后出 取 1 ALD指令 栈装载与 S0 iv0 iv1堆栈深度减1 2 OLD指令 栈装载或 S0 iv0 iv1堆栈深度减1 3 LPS指令 逻辑推入栈 4 LRD指令 逻辑读栈 5 LPP指令 逻辑弹出栈 6 LDS指令 装入堆栈 7 AENO指令 ENO与 使能输出ENO和栈顶的值进行与操作结果放入栈顶 堆栈操作指令举例 逻辑关系梯形图助记符 LDX0OX1LDX2OX3ALD Y0 LDX0AX1LDX2ANX3OLD Y0 当 X0或X1 与 X2或X3 都 ON 时 则输出Y0 ON ALD AndStack OLD OrStack 当 X0与X1 或 X2与X3非 ON 时 则输出Y0 ON X0 X1 X2 X3 Y0 X0 X2 X1 X3 Y0 块操作指令 三 RS触发器指令 RS触发器指令及真值表 RS触发器指令有效操作数 RS触发器指令应用 二 定时器指令包括 接通延时定时器 TON 有记忆的接通延时 保持型 定时器 TONR 断开延时定时器 TOF S7 200有256个定时器 T0 T255 设定值 使能输入 TON PT IN T T 设定值 TONR PT IN 设定值 使能输入 TOF PT IN T TONT PT TONRT PT TOFT PT 使能输入 定时器的有效操作数 输入接点 设定值 1 32767 定时器号码 0 255 IN PT T37 TON 定时器分辨率 时基 有三种 1ms 10ms 100ms 定时器的分辨率由定时器号决定 定时器的实际设定时间T 设定值PT 分辨率 1ms分辩率定时器每隔1ms刷新一次 刷新定时器位和定时器当前值 在一个扫描周期中要刷新多次 而不和扫描周期同步 10ms分辩率定时器10ms分辩率定时器启动后 定时器对10ms时间间隔进行计时 程序执行时 在每次扫描周期的开始对10ms定时器刷新 在一个扫描周期内定时器位和定时器当前值保持不变 100ms分辨率定时器100ms定时器启动后 定时器对100ms时间间隔进行计时 只有在定时器指令执行时 100ms定时器的当前值才被刷新 100ms定时器T37在I0 0接通1s后到时 I0 0断开 复位T37 定时器T37控制Q0 0 LAD STL 时序图 接通延时定时器TON 设定值 使能输入 TON PT IN T38 TS 1200 0 1 120S 接通延时定时器TON 其工作波形图如下 I0 1 Q0 1 计时值 设定值 TS T38 TON PT IN I0 1 1200 T38 Q0 1 LAD STL 断开延时定时器TOF 时序图 断开延时定时器TOF 其工作波形图如下 I0 1 Q0 1 计时值 设定值 TS 设定值 使能输入 TOF PT IN T38 TOF PT IN I0 1 1200 T38 T38 Q0 1 TS 1200 0 1 120S 有记忆的接通延时定时器TONR LAD STL 时序图 有记忆的接通延时定时器TONR 其工作波形图如下 I0 0 Q0 1 当前值 设定值 TS T4 M0 1 输入端 设定值 TONR PT IN TONR PT IN I0 1 120 T4 T4 Q0 1 最大值 32767 120 TS 120 10ms 注意的几个问题 不能将同一个定时器的号同时作为TON和TOF 如 TONT32和TOFT32 要注意各种定时器的刷新方式和激励方式 否则定时器不能正常工作 如 不正确 正确 三 计数器指令包括 加计数CTU 减计数CTD和加 减计数CTUD 总共有256个 C0 C255 计数器是对PLC内部的时钟脉冲进行计数 而计数器是对外部的或由程序产生的计数脉冲进行计数 计数器累计计数的当前值 16位有符号整数 它存放在计数器的16位 bit 当前值寄存器中 每个计数器只有一个16位的当前值寄存器地址 在一个程序中 同一计数器号不要重复使用 更不可分配给几个不同类型的计数器 计数器的有效操作数 加计数器 设定值 32768 32767 CU PV C20 CTU R 复位 计脉冲数 计数器当前值大于等于设定值PV时 计数器置位 当复位端接通计数器复位 到最大值时计数器停止计数 I 0 2 I 0 3 C 20 当前值 C 20 计数器位 减计数器 CU PV C 0 255 CTD LD 复位 装设定值 计脉冲数 I1 3 I1 4 当前值 输出端 2 1 计数器当前值等于0时 停止计数 同时计数器位被置位 1 设定值 增 减计数器 增计数 减计数 复位 C 0 255 I0 1 I1 1 I1 2 当前值 输出端 设定值 例5 计数器应用举例 产品数量检测 PLC的I O分配 I0 0 传送带停机按钮I0 1 传送带起动按钮I0 2 产品通过检测器PH Q0 0 传送带电机KM1Q0 1 机械手KM2T37 定时器 定时2秒C10 计数器 初始值24 每24个产品机械手动作1次 机械手动作后 延时2秒 将机械手电磁铁切断 同时将C20复位 CT100复位后 Y1和T37也复位 电机起动后 R1产生宽度为一个扫描周期的正脉冲 使C20和T37复位 起 停传送带电机 计数器应用举例 产品数量检测 Q0 0 Q0 0 I0 2 24 C20 T37 20 C20 Q0 1 每检测到一个产品 I0 2产生一个正脉冲 使C20计一个数 C20每计24个数 机械手动作一次 机械手动作后 延时2秒 将机械手电磁铁切断 同时将C20复位 C20复位后 Q0 1和T37也复位 I0 0 I0 1 C20 IN PT TON T37 T37 P Q0 0 程序结束 停止运行及控操作指令 ENDSTOPNOP见教材P118表7 7 第二节PLC的编程方法 一 梯形图的结构规则1 梯形图的各支路要以左母线为起点 从左向右分行绘出 每一行的前部是触点群组成的 工作条件 最右边是线圈或功能框表达的 工作结果 一行绘完 依次自上而下再绘一行 2 触点应画在水平线上 不能画在垂直分支线上 如图 a 中触点3被画在垂直线上 便很难正确识别它与其他触点的关系 因此 应根据自左至右 自上而下的原则画成如图 b 所示的形式 3 不包含触点的分支应放在垂直方向 不可放在水平位置 以便于识别触点的组合和对输出线圈的控制路径 如下图所示 4 在有几个串联回路相并联时 应将触点最多的那个串联回路放在梯形图的最上面 在有几个并联回路相串联时 应将触点最多的并联回路放在梯形图的最左面 这样 才会使编制的程序简洁明了 语句较少 如下图所示 梯形图的推荐画法 二 语句表的编辑规则有许多场合需由绘好的梯形图列写语句表 这时 要根据梯形图上的符号及符号间的位置关系正确地选取指令及注意正确的表达顺序 1 列写指令的顺序务必按从左到右 自上而下的原则进行 2 在处理较复杂的触点结构时 如触点块的串联 并联或堆栈相关指令 指令表的表达顺序为 先写出参与因素的内容 再表达参与因素间的关系 由梯形图列写指令表的顺序 三 双线圈输出问题在梯形图中 线圈前边的触点代表输出的条件 线圈代表输出 在同一程序中 某个线圈的输出条件可以非常复杂 但却应是惟一且集中表达的 由PLC的操作系统引出的梯形图编绘法则规定 某个线圈在梯形图中只能出现一次 如果多次出现 则称为双线圈输出 且认定 程序中存在双线圈输出时 前边的输出无效 最后一次输出才是有效的 本事件的特例是 同一程序的两个绝不会同时执行的程序段中可以有相同的输出线圈 第三节基本指令应用实例 PLC用于工业控制首先需解决以下几个问题 1 将PLC接入控制系统如下图所示 工业控制系统通常由三大部分组成 主令及传感器部分用于发布命令及检测 控制器接受主令及传感信号并按照既定的控制要求发出执行命令 而执行器最终完成工作任务 可编程控制器作为控制器件 必须在其输入口上接入按钮 开关 各类传感器 在其输出口上接上接触器及电磁阀等执行器 这一点即是通常说的PLC的输入 输出口分配问题 2 为控制程序安排机内软元件PLC内设有各类编程 软元件 安排 软元件 的工作一是决定选用元件的类型 如为某个按钮安排了输人口 即是选用了输入继电器 二是安排选用元件的编号 PLC中各类元件的数量很大 用到的就选用 不用的可以闲置 安排软元件的实质即决定程序中要用到的编程软元件的地址 元件的安排要注意元件本身的功能与控制要求相符 3 编制控制程序PLC的控制功能主要体现在控制程序上 作为计算机 PLC的程序只能表达机内器件之间的关系 这也正是为PLC安排输入 输出口的原因 输入 输出器件安排之后 作为机内器件的输入 输出继电器就代表着控制过程的某一事件而进入程序 例1 直接启动停车控制 继电器控制电路图 I O分配 I0 0 停车I0 1 启动Q0 0 KM 梯形图 语句表LDI0 1OQ0 0AI0 0 Q0 0 停止优先 启动优先 例2 简单的3组抢答器 要求 由儿童2人 青年学生1人 教授2人组成3组 儿童任一人按钮均可抢得 教授需二人同时按钮才可抢得 在主持人开关同时宣布开始后10s内有人抢答则幸运彩球转动 端子分配 程序 例3 较复杂的3组抢答器主持人总台设有总台灯及总台音响 分台设有分台灯及分台抢答按钮 抢答在主持人给出题目 宣布开始并按下开始按钮后的10s内