模块三_PLC的编程基础

1、模块三 PLC的编程基础学习目标1、掌握PLC编程中最基本的位逻辑、定时器、计数器等指令的格式与功能；2、掌握PLC编程设计方法中较常用的经验设计法；3、能够为解决中等难度的问题打下良好的基础。 单元一 PLC基本指令及其在电动机 自锁运行中的应用教学课题教学课题PLC的基本指令及应用教学目标教学目标1、掌握PLC的基本指令2、熟悉PLC指令在实际项目中的应用教学重点教学重点PLC指令在实际项目中的应用教学难点教学难点PLC的基本指令教学方法教学方法板书和多媒体结合教学手段教学手段板书和多媒体结合1.任务提出 工作原理：工作原理： 当按下启动按钮SB1后，继电器线圈KM通电，主电路中KM主触点

2、闭合，电机开始运行，同时控制电路中的KM辅助触点闭合形成自锁，当按下停止按钮SB2时，继电器线圈KM断电，电机停止运行。 任务一任务一 电动机的自锁运行电动机的自锁运行 图3-1 三相异步电动机的自锁运行 2. 相关新知识类型梯形图语句表功能常开触点LD bitA bitO bitLD：装载常开触点 A：串联常开触点O：并联常开触点常闭触点LDN bitAN bitON bitLDN：装载常闭触点AN：串联常闭触点ON：并联常闭触点线圈 bit：输出指令 常开触点LDI bitAI bitOI bitLDI：装载常开立即触点 AI：串联常开立即触点OI：并联常开立即触点常闭触点LDNI bit

3、ANI bitONI bitLDNI：装载常闭触点ANI：串联常闭立即触点ONI：并联常闭立即触点线圈I bitI：立即输出指令 “bit”表示存储区域的某一个位，必须指定存放地址才能存取这个位，地 址包括存储器标识符、字节地址和位号。位寻址使用 “字节字节位位”的 寻址方式，即先寻找到某个位所在的字节，再寻找这个位。 触点触点代表CPU对存储器某个位的读操作，常开触点和存储器的位状态相 同，常闭触点和存储器的位状态相反。 线圈线圈代表CPU对存储器某个bit的写操作，若程序中逻辑运算结果为 “1”,表示CPU将该线圈所对应存储器的位置“1”；若程序中逻辑运算 结果为“0”，表示CPU将该线圈

4、所对应存储器的位置“0”。3任务解决方案 图3-3 三相异步电动机的启动PLC控制外部接线图和梯形图4其他解决方案 类型梯形图语句表功能线圈置位S bit,N从指定的位地址bit开始的N个连续的位地址都被置位(变为1)并保持线圈复位R bit,N从指定的位地址bit开始的N个连续的位地址都被复位(变为1)并保持线圈立即置位SI bit,N从指定的位地址bit开始的N个连续的位地址都被立即置位(变为1)并保持线圈立即复位RI bit,N从指定的位地址bit开始的N个连续的位地址都被立即复位(变为1)并保持梯形图程序：分析：分析：当起动按钮I0.1按下时，Q0.0被置为1(N为1)，电机开始运行；

5、当按下停止按钮I0.2时，Q0.0被复位为0，电机停止运行。使用置位与复位指令进行控制不需要考虑如何实现自锁，电动机会一直保持运行状态直到按下停止按钮。 LD I0.1S Q0.0, 1LD I0.2R Q0.0, 1图3-4 使用置位与复位指令的梯形图 与语句表5其他线圈与触点指令 类型梯形图语句表功能常开触点LDI bitAI bitOI bitLDI：装载常开立即触点 AI：串联常开立即触点OI：并联常开立即触点常闭触点LDNI bitANI bitONI bitLDNI：装载常闭触点ANI：串联常闭立即触点ONI：并联常闭立即触点线圈I bitI：立即输出指令 6应用示例 例例1 触点

6、串联指令应用：使用3个开关同时控制1盏灯，要求3个开关全部闭合时灯亮，其他情况灯灭。 LD I0.1A I0.2A I0.3= Q0.0图3-5 逻辑与操作编程举例 例例2 触点并联指令应用：使用3个开关控制1盏灯，要求任 意1个开关闭合时灯都亮。 LD I0.1O I0.2O I0.3= Q0.0图3-6 逻辑或操作编程例例3 试设计互锁电路如图3-7。 LD I0.1O M0.0AN M0.1= M0.0LD I0.1O M0.1AN M0.0= M0.1LD M0.0= Q0.0LD M0.1= Q0.1图3-7 互锁电路梯形图与语句表程序分析：分析：当输入信号I0.0接通时，M0.0线

7、圈得电并自保持，使Q0.0得电输出，同时M0.0的常闭触点断开，即使I0.1再接通也不能使M0.1动作，因此Q0.1不能输出。若I0.1先接通，则刚好相反。在控制环节中该电路可实现信号间的互锁。 单元二 PLC基本指令及其在改进的电动机自锁运行中的应用教学课题教学课题PLC的基本指令及应用教学目标教学目标1、掌握PLC的基本指令2、熟悉PLC指令在实际项目中的应用教学重点教学重点PLC指令在实际项目中的应用教学难点教学难点PLC的基本指令教学方法教学方法板书和多媒体结合教学手段教学手段板书和多媒体结合任务二 改进的电动机自锁运行 1.任务提出 存在的问题：存在的问题： 当起动按钮按下后电机开始

8、运行，如果起动按钮出现故障不能弹起，按下停止按钮电机能够停止转动，一旦松开停止按钮，电机又马上开始运行了 。 2. 相关新知识类型梯形图语句表功能正跳变触点EU在EU指令前的逻辑运算结果的上升沿产生一个脉冲，驱动后面的输出线圈负跳变触点ED在ED指令前的逻辑运算结果的下降沿产生一个脉冲，驱动后面的输出线圈取反指令NOTNOT:将其左侧电路的逻辑运算结果取反提示：提示： EU、ED指令只有下输入信号发生变化时有效，其输出信号的脉冲宽度为一个机器扫描周期 对于开机时就为接通状态的输入条件，EU指令不被执行 ； EU、ED指令无操作数 取反指令没有操作数。执行该指令时，能流到达该触点时即停止；若能流

9、未到达该触点，该触点为其右侧提供能流 3任务解决方案 图 改进的控制程序4其他解决方案 类型梯形图真值表功能置位优先触发器指令(SR)S1R输出(bit)置位优先，当置位信号(S1)和复位信号(R)都为1时，输出为100保持前一状态010101111复位优先触发器指令(RS)SR1输出(bit)复位优先，当置位信号(S)和复位信号(R1)都为1时，输出为000保持前一状态010101110分析：分析： 按下起动按钮I0.0，置位S1端为1，Q0.0得电，电机开始运行，按下停止按钮I0.1，复位R端为1，Q0.0断电，电机停止运行。 图3-11 电机起动的RS 触发器指令程序5应用示例 例例1

10、试采用一个按钮控制两台电动机的依次起动，控制要求：按下按钮SB1，第一台电动机起动，松开按钮SB1，第二台电动机起动，按下停止按钮SB2，两台电动机同时停止。 LD I0.0O Q0.1EUAN I0.1= Q0.1LD I0.0O Q0.2EDAN I0.1= Q0.2图3-12 梯形图与语句表程序 例例2 根据梯形图程序及给出的I0.0的波形画出M0.0、M0.1、Q0.0的波形。I0.0M0.0M0.1Q0.0图3-13 梯形图程序及波形图 例例3 使用触发器指令进行编程，试分析图3-14的程序，当输入I0.0、I0.1同时闭合时，Q0.1如何变化？ LD I0.0LD I0.1NOTA

11、 Q0.1OLD= Q0.1图3-14 a) SR触发器指令梯形图与语句表程序LD I0.0LD I0.1NOTLPSA Q0.1= Q0.1LPPALDO Q0.1= Q0.1图3-14 b) RS触发器指令梯形图与语句表程序分析：对于SR触发器指令，当I0.0、I0.1同时接通时，Q0.1变为ON；对于RS触发器指令，当I0.0、I0.1同时接通时，Q0.1变为OFF。 单元三 PLC的其它指令及其在保护电动机的正反转控制中的应用教学课题教学课题PLC的基本指令及应用教学目标教学目标1、掌握PLC的基本指令2、熟悉PLC指令在实际项目中的应用教学重点教学重点PLC指令在实际项目中的应用教学

12、难点教学难点PLC的基本指令教学方法教学方法板书和多媒体结合教学手段教学手段板书和多媒体结合任务三 保护电动机的正反转控制1.任务提出 为了保护电机通常要求：按下起动按钮I1.0，系统启动。如果先按下正转按钮I0.1，2秒钟后电机开始正转，此时按下反转按钮，电机停止正转，2秒钟后开始反转；如果先按下反转按钮I0.2，2秒后电机开始反转，此时按下正转按钮，电机停止反转，2秒钟后开始正转。一旦按下停止按钮，电机停止转动。 2. 相关新知识定时器类型梯形图语句表功能接通延时定时器(TON)TON T, PT使能输入端(IN)的输入电路接通时开始定时，当前值大于等于预置时间PT端指定的设定值时，定时器

13、位变为ON，梯形图中对应的定时器的常开触点闭会，常闭触点断开。达到设定值后，当前值继续计数，直到最大值时停止。断开延时定时器(TOF)TOF T, PT使能输入端接通时，定时器当前值被清零，同时定时器位变为ON。当输入端断开时，当前值从0开始增加达到设定值时，定时器位变为OFF，对应梯形图中常开触点断开，常闭触点闭会，当前值保持不变。保持型接通延时定时器(TONR)TONR T, PT输入端接通时开始定时，定时器当前值从0开始增加，当未达到定时时间而输入端断开时，定时器当前值保持不变，当输入端再次接通时，当前值继续增加，直到当前值累计增加达到设定值时，定时器位变为ON。 分辨率分辨率是指定时器

14、单位时间的时间增量，也称时基增量，S7-200提供1ms、10ms、100ms三种分辨率的定时器。 定时器的设定时间定时器的设定时间等于设定值与分辨率的乘积， 即：设定时间设定值分辨率 定时器的当前值寄存器定时器的当前值寄存器用于存储定时器累计的时基增量值。 定时器位定时器位用来描述定时器的延时动作的触点状态。 定时器位为ON时，梯形图中对应的常开触点闭合，常闭触点断开； 定时器位为OFF时，梯形图中对应的常开触点断开，常闭触点闭合。 说明： T表示定时器号，IN表示输入端，PT端的取值范围是132767； 接通延时定时器输入电路断开时，定时器自动复位，即当前值被清零，定时器位变为OFF； T

15、ON与TOF指令不能共享同一个定时器号，即在同一程序中，不能对同一个定时器同时使用TON与TOF指令； 断开延时定时器TOF可以用复位指令进行复位； 保持型接通定时器TONR只能使用复位指令进行复位，即定时器当前值被清零，定时器位变为OFF； 保持型接通定时器TONR可实现累计输入端接通时间的功能。 分析以下程序与时序图LD I0.0 I0.0接通，T37开始定时 I0.0断开，T37复位TON T37, +10 1s后T37定时时间到LD T37 T37常开触点闭合= Q0.0 Q0.0输出图3-16 接通延时定时器程序与时序图LD I0.0 I0.0接通，T33复位， I0.0断开，T33

16、开始定时 TOF T33, +100 1s后T33定时时间到 LD T33 I0.0接通，T33常开触点 闭合 = Q0.0 Q0.0输出，I0.0断开1s 后，Q0.0输出结束图3-17 断开延时定时器程序与时序图LD I0.0 I0.0接通，T1开始定时 I0.0断开，T1保持定时时间TONR T1, +100 I0.0累计接通1sLD T1 T1常开触点闭合= Q0.0 Q0.0输出LD I0.1 I0.1接通R T1, 1 必须用复位指令T1才能复位图3-18 保持型接通延时定时器与时序图3任务解决方案 图3-19 使用定时器的电机正 反转控制程序4其他常用功能块计数器指令 计数器类型

17、梯形图语句表功能加计数器(CTU)CTU C, PV加计数器(CTU)的复位端R断开且输入端CU检测到输入信号正跳变时当前值加1，直到达到PV端设定值时，计数器位变为ON。减计数器(CTD)CTD C, PV减计数器(CTD)的复位端LD断开且输入端CD检测到输入信号正跳变时当前值从PV端的设定值开始减1，变为0时，计数器位变为ON。加减计数器(CTUD)CTUD C, PV加减计数器(CTUD)的复位端R断开且加输入端CU检测到输入信号正跳变时当前值加1，当减输入端CD检测到输入信号正跳变时当前值减1，当前值大于等于PV端设定值时，计数器位变为ON。相关新知识说明： 三种计数器号的范围都是0

18、255，设定值PV端的取值范围都是132767； 可以复位指令对加计数器进行复位； 减计数器的复位端是LD，加减计数器的复位端是与加计数器相同是R ； 对于加减计数器，其当前值达到最大值32767时，下一个CU的正跳变将使当前值变为最小值32768，反之亦然 。 分析以下程序与时序图LD I0.0 I0.0接通的上升沿，C4 当前值加1 LD I0.2 I0.2接通，C4被复位 CTU C4, +4 C4当前值大于等于设定 值4 LD C4 C4常开触点闭合 = Q0.0 Q0.0输出图3-20 加计数器程序与时序图LD I0.0 I0.0接通的上升沿，C1 从设定值开始当前值减1 LD I0

19、.1 I0.1接通，C1被复位CTU C1, +3 C1当前值从设定值3减到0， 停止计数 LD C1 C1常开触点闭合 = Q0.0 Q0.0输出图3-21 减计数器程序与时序图LD I0.0 I0.0接通的上升沿，C48 当前值加1LD I0.1 I0.0接通的上升沿，C48 从设定值开始当前值减1 LD I0.2 I0.2接通，C48被复位 CTUD C48, +4 C48当前值大于等于设定值3 LD C48 C48常开触点闭合 = Q0.0 Q0.0输出图3-22 加减计数器程序与时序图5应用示例 例例1 使用接在I0.0输入端的光电开关检测传送带上通过的产品，有产品通过时I0.0为O

20、N，如果在10s内没有产品通过，由Q0.0发出报警信号，用I0.1输入端外接的开关解除报警信号。试设计该控制程序。 图 梯形图程序 例例2 用定时器设计输出脉冲的周期和占空比可调的振荡电路。图3-24 闪烁电路梯形图程序与波形图2s3sI0.0T37的常开触点T38的常开触点Q0.0例例3 用计数器扩展定时器的定时范围。10000hI0.2Q0.0图3-25 定时范围扩展的梯形图程序与波形图单元四 PLC的其它指令及其在改造三速异步电动机的继电器控制中的应用教学课题教学课题PLC的基本指令及应用教学目标教学目标1、掌握PLC的基本指令2、熟悉PLC指令在实际项目中的应用教学重点教学重点PLC指

21、令在实际项目中的应用教学难点教学难点PLC的基本指令教学方法教学方法板书和多媒体结合教学手段教学手段板书和多媒体结合1.任务提出 图3-27 梯形图程序图3-28 梯形图程序将梯形图程序转换成语句表，如何转换？任务四 需要掌握的其他指令 2. 相关新知识指令类型语句表功能栈装载与ALD电路块的“与”操作，用于串联连接多个并联电路块栈装载或OLD电路块的“或”操作，用于并联连接多个串联电路块逻辑入栈指令LPS该指令复制栈顶值并将其压入堆栈的下一层，栈中原来的数据依次下移一层，栈底值被压出堆栈丢失。逻辑读栈指令LRD该指令将堆栈中第2层的数据复制到栈顶，29层数据不变，原栈顶值消失。逻辑出栈指令LPP该指令使栈中各层的数据向上移动一层，第2层的数据成为新的栈顶值，栈顶原来的数据从栈内消失。 S7-200系列PLC提供一个9层的堆栈，用于保存逻辑运算结果及断点的地址，称为逻辑堆栈。堆栈中的数据按“先进后出”的原则存取。 LD I0.0A I0.2A I0.3LD I0.1LDN I0.4A I0.5O I0.6ALDOLDON I0.7= Q3.0图3-33 练习使用ALD、 OLD指令练习1练习2LD I0.0LPSLD M0.0O M0.1ALD= Q0.0LRDLD M0.2A M