可编程控制器教（学）案

教学容注意点配时绪论1、PLC的产生20世纪60年代末，在可编程控制器出现以前，继电器控制在工业领域占主导地位，由此构成的控制系统都是按预先设定好的时间或条件顺序地工作，若要改变控制顺序就要改变控制系统的硬件接线，通用性和灵活性较差。当时，计算机技术也开始应用于工业控制领域，但由于价格高、编程难度大以及难于适用恶劣工业环境等原因，未能在工业控制领域获得推广。20世纪60年代末，美国汽车制造工业竞争十分激烈。为了适应生产工艺不断的更新，要求寻找一种比继电器控制更可靠、功能更齐全、响应速度更快的新型工业控制器，尽可能减少控制系统的设计制造时间和成本，以满足市场竞争需求。1968年美国最大的汽车制造商一一通用汽车公司(GM)从用户角度提出了新一代控制器应具备的十大条件，立即引起了开发热潮。主要容是：(1)编程方便，可现场修改程序；(2)维修方便，采用插件式结构；(3)可靠性高于继电器控制系统；(4)体积小于继电器控制盘；(5)数据可直接送入计算机管理；(6)成本可与继电器控制盘竞争；(7)输入可为市电；(8)输出可为市电，容量要求在2A以上，可直接驱动接触器、电磁阀等；(9)扩展系统时，原系统变更少；(10)用户存储器大于4KB。这些条件实际上是将继电器控制的优点与计算机控制的优点结合起来，并将继电器控制的硬件接线逻辑转变为计算机的软件逻辑的设想。1969年，美国数字设备公司(DEC)成功研制出了世界上第一台可编程控制器PDPT4,用于通用汽车公司生产线，取得了满意的效果。2、PLC的发展PLC的出现引起了世界各国的普遍重视。日本日立公司从美国引进了PLC技术，于1971年试制成功了日本第一台PLC；1973年德国西门子公司独立研制成功了欧洲第一台PLC；我国从1974年开始研制PLC,1977年开始工业应用。从PLC产生到现在，经历了四次换代。其过程如下：第一代PLC(1969T972)：采用1位机开发，用磁芯存储器存储，只具有单一逻辑控制功能，机种单一，没有形成系列化。第二代PLC(1973-1975)：采用8位微处理器及半导体存储器，增加了数字运算、传送、比较等功能，能实现模拟量的控制，开始具备自诊断功能，初步形成系列化。第三代PLC(1976-1983)：采用高性能8位微处理器及位片式微处理器，处理速度有所提高，向多功能及联网通信发展，增加了多种特殊功能，如浮点运算、三角函数运算、表处理、脉宽调制输出等，自诊断功能及容错技术发展迅速。第四代PLC(1983年至今)：采用16位、32位微处理器及高性能位片式微处理器，使第四代PLC产品成为具有逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制PLC的产生PLC的发展1010

功能、数据处理功能、联网通讯功能的真正名符其实的多功能控制器。教学容注意点配时

3、PLC的应用(1)开关量逻辑控制应用于注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线及电梯控制等。(2)闭环过程控制应用于塑料挤压成型机、加热炉、热处理炉、锅炉等设备，以及轻工、化工、机械、冶金、电力、建材等行业。(3)运动控制应用于金属切削机床、金属成形机械、装配机械、电梯等场合。(4)数据处理数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。(5)通信及联网PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。4、PLC的分类(1)按控制规模分类PLC按控制规模(即I/O点数)可分为小型机、中型机和大型机3类。I/O点总数在256点以下的为小型机。适合用于单机控制或小型系统的控制。I/O点总数在256点-1024点之间的为中型PLC。适用于中型或大型控制系统的控制。I/O点总数在1024点以上的为大型PLC。不仅可以用于对设备进行直接控制，可以对多个下一级的PLC进行监控，还可以完成现代化工厂的全面管理和控制任务。(2)按结构分类PLC按结构分，可以分为整体式和模块式两大类。整体式结构的PLC把电源、CPU、存储器和I/O系统都集成在一个单元，该单元叫做基本单元。一个基本单元就是一台完整的PLC。整体式结构的特点是结构紧凑、体积小、重量轻，容易装配在设备的部，适合于设备的单机控制。其缺点是主机I/O点数固定，使用不够灵活，维修也不够方便。模块式结构的PLC是把PLC系统的各个组成部分按功能分成若干个模块特点是CPU、输入和输出均为独立的模块。模块尺寸统一、安装整齐、I/O点选型自由，并且安装调试、扩展和维修方便。模块式PLC的缺点是结构较复杂，价格较高。(3)按功能分类PLC按功能分，可以分为低档机、中档机和高档机3类。(4)按产地分类按产地分，可分为日系、欧美、韩台、大陆等。其中日系具有代表性的为三菱、欧姆龙、松下、光洋等；欧美系列具有代表性的为西门子、A-B、通用电气、仪表等；韩台系列具有代表性的为LG、台达等；大陆系列具有代表性的为合利时、中控等；PLC的应用PLC的分类1520PLC的特点PLC定义PLCPLC的特点PLC定义PLC控制与继电器控制的比较1010.0 10.1 Q0.0-()5,PLC的特点PLC把计算机控制技术和继电器控制技术融合在一起，兼具有计算机的功能完备、灵活性强、通用性好以及继电器控制系统的简单易懂、维修方便的特点，主要体现在以下几个方面。(1)可靠性高，抗干扰能力强(2)配套齐全，功能完善，适用性强(3)系统的安装简单，维护方便，容易改造(4)编程简单易学(5)系统设计与调试周期短(6)体积小，重量轻，能耗低模块一从传统的电气控制到PLC一、PLC定义1985年，国际电工委员会(IEC)专门为可编程控制器下了严格的定义：“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”二、PLC控制与继电器控制的比较(复习继电器控制系统、讲解下图，总结区别)-II-Q0.0***强调***—I常开触点常闭触点线圈教学容注意点配时(1)器件组成不同J继：器件多、体积大，故障率高；(PLC：器件少、体积小，结构紧凑J继：硬触点、硬线(硬件控制，动作慢，弧光放电严重)[plc：软触点、软线(软件控制，动作快)(2)工作方式不同[继：并行[PLC：串行(3)实施控制的方式不同[继：由硬接线完成功能[plc：通过程序完成功能，山,1■继：拆线、接线，更换元件，麻烦功能改变时《 “[plc：修改程序，方便(4)系统开发周期(设计、施工与调试)[继：长(plc：短(5)触点数量J继：有限[plc梯形图：无限对PLC自检与监控功能比继强PLC适用围广PLC可靠性高器件组成工作方式10三、PLC的基本结构PLC主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程装置等组成，如图所示。PLC的特殊功能模块用来实现某些特殊功能。三、PLC的基本结构PLC主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程装置等组成，如图所示。PLC的特殊功能模块用来实现某些特殊功能。基本结构10可编程控制器按钮选择开关限位开关电源输入模块CPU模块输出模块接触器电磁阀指示灯电源编程装置201、CPU模块：大脑和心脏。PLC控制的中枢，其性能决定了PLC的性能。[(1)微处理器：采集输入->执行程序一刷新输出组成《(2)存储器：(ROM、RAM、EPROM、ETROM)存程序和数据2、I/O模块：眼、耳、手、脚。联系外部现场设备和CPU模块的桥梁71)输入模块：接收和采集输入信号J1)开关量输入：按钮、选择开关、拨码开关、限位开关、接近开关等[2)模拟量输入：电位器、测速发电机和各种变送器分为《(2)输出模块：控制输出C1)开关量输出：接触器、电磁阀、电磁铁、指示灯、数字量显示报警装置12)模拟量输出：调节阀、变频器***注意***(1)输入接口采用光电耦合器将PLC与现场设备隔离起来，提高抗干扰性能。_直流输入型两类〈[(2)交流输入型(2)输出接口有3种类型：'(1)继电器输出：有触点输出方式，可通断开关频率较低的直流负载或交流负载3种，(2)晶闸管输出：无触点输出方式，可通断开关频率较高的交流负载G)晶体管输出型：无触点输出方式，带直流负载3,编程器：对用户程序进行编制、编辑、调试和监视。[(1)PLC专用编程器(手持式、台式)分为《1(2)基于计算机的PLC编程器：编程软件4、电源：AC220V或DC24V5、通讯接口:用于PLC与编程器、计算机、变频器、触摸屏及其他智能设备之间的连接。教学容注意点配时

四、PLC的软件PLC的软15PLC软件系统和硬件系统共同构成了可编程控制系统。件1、软件构成且11）系统程序：由厂家编写，用于时序管理、存储空间分配、系统自检和1分为《1（2）用户程序：实现一定控制功能的程序2、编程语言PLC与个人计算机相比，PLC硬件，软件是封闭的，各PLC设备无法兼容，1994年5月IEC公布了PLC标准IEC61131,有5部分组成：通用信息、设备与测试要求、编程语言、用户指南和通信。IEC61131-3是世界上第一个，也是至今为止唯一的工业控制系统的编程语言标准。详细的说明了句法、语义和下述5种编程语言。（1）顺序功能图（SFC）位于其他编程语言之上的图形语言，用来编制顺序控制的程序。提供了一目户程序翻话;等25种组织程序的图形方法。）编写时，工艺过程被划分为若干个顺序出现的步，每步中包括控制输出的动作，从一步到另一步的转换由转换条件来控制，特别适合于生产制造过程。）在顺序控制功能图中，可使用其他的语言嵌套编程。）代表平台西门子S7-300（S7-Gragh）可实现将顺序功能图转成PLC能识别的语言。（2）梯形图（LAD）源自于继电器电气原理图。1）使用最多的PLC语言2）属图形编程语言、直观易懂，不适合大型程序控制3）适合于熟悉继电器控制系统的电气人员4）组.成：由触点、线圈和用方框表示的功能块组成组成元素 含义 代表器件10触点 输入条件 开关、按钮、部条件线圈 输出结果 控制外部器件/部输出功能块 附加指令 定时器、计数器和数学运算指令等5）梯形图中的概念能流：假想的电流（注：将能流的概念引入PLC中）网络：由触点和线圈构成的独立电路（3）语句表/助记符（STL）是一种类似于微机汇编语言的文本编程语言，由多条语句组成一个程序段，可读性差，但是最基本的编程语言。由操作码（告知PLC应做什么）和操作数（操作码操作的对象）组成。（4）功能块图（FBD）用类似于“与门”“或门”的框图表示逻辑运算关系，方框的左侧为逻辑运算的输入变量，右侧为输出变量，输入输出端的小圆圈表示“非”运算，方框用导线连在一起，信号自左向右。（5）结构化文本（ST）ANI0.（5）结构化文本（ST）ANI0.1 =Q0.0b）语句表 c）功能块图10结构化文本高级编程语言。与梯形图相比，它能实现复杂的数学运算，编写的程序非常简洁和紧凑。教学容注意点配时五、PLC的工作原理1、工作方式继电器控制系统：并行。若这个继电器的线圈通电或断电，该继电器所有的触点无论在继电器控制线路的哪个位置上都会立即同时动作。PLC控制系统：串行。顺序逻辑扫描用户程序的方式。2、扫描过程PLC投入运行后，工作过程一般分为输入采样、执行程序、处理通讯请求、CPU自诊断和输出刷新五个阶段。完成上述五个阶段称为一个扫描周期。典型值l-100ms1,1）输入采用阶段以扫描方式依次读入状态和数据存入输入映像寄存器。采样后，转入下几个阶段，在下几个阶段将不读取输入，即使输入有变化，输入映像寄存器容也不变，因此，要求输入信号宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下该输入均能被读入。2）执行用户程序阶段PLC用户程序由若干条指令组成。该阶段，PLC总是从第一条指令开始，逐条顺序的执行用户程序。3）处理通讯请求阶段处理从通讯口和智能模块接收到的信息。4）CPU自诊断阶段自诊断测试包括定期检查CPU模块的操作和扩展模块状态是否正常，将监控定时器复位等。5）输出刷新阶段CPU按输出映像寄存器刷新输出锁存器，再经输出电路驱动相应外设。I/O响应时间：由输入延迟、输出延迟和程序执行三部分决定。原因：PLC采用扫描工作方式，且对输入、输出信号只在每个扫描周期的固定时间集中输入和输出，所以会产生输出信号相对输入信号滞后的现象。扫描周期越长，滞后现象越严重。工作方式扫描过程3520

教学容注意点配时3,工作原理1）读输入：S7-200将物理输入点上的状态复制到输入过程映像寄存器。2）执行程序：S7-200执行程序指令并将数据存在变量存储器中。3）处理通讯请求及执行CPU自诊断：执行通讯任务，检查硬件、程序存储器和扩展模块是否工作正常。4）写输出：将输出映像寄存器中存储的数据复制到物理输出点。六、PLC的性能及选型1、性能指标1）I/O点数2）存储器容量3）指令的种类和数量4）扫描速度5）部寄存器的种类和数量6）通讯能力7）智能模块8）扩展能力2、选型1）PLC的类型2）输入输出模块的选择3）电源的选择4）存储器的选择5）经济性的考虑工作原理性能指标2015教学容注意点配时

模块二认识S7-200系列PLC一、S7-200系列PLC的硬件1、5种型号CPU及I/O点数编址1）CPU221 222 224 224XP 2266入/4出 8入/6出 14入/10出 14入/10出 24入/16出2AI/1AQ**以224XP为例**编址：10.0 Q0.01 Q0.15Q1.1AIWOAQWOAIW22）扩展能力CPU 221 222 224 224XP 226模块数无 2 7 77数字I/O点 无 78 168 168 248模拟I/O点无 10 35 38 352、S7-200PLC外部结构及各部件作用1）输入接线端子2）输出接线端子3）CPU状态指示SF：系统故障STOP：停止状态RUN：运行状态4）输入状态指示5）输出状态指示6）扩展接口 7）通讯接口8）模拟电位器PLC的硬件扩展能力2020教学容注意点配时

3、给PLC供电有直流供电和交流供电两种方式。24VDC「苫।1ML+DC85-265VAC给PLC供电10£1NL1ACa）直流供电 b）交流供电4、输入输出接线输入为直流双向光电耦合输入。输出有继电器和直流两种类型。例：CPU224DC/DC/DC：直流24V输入/提供直流24V直流/直流输出CPU224AC/DC/继电器：交流输入电源/提供直流24V给外元件/继电器输出输入输出接线1M0.0 0.1.....1,,1：~T~I.小1(•••tII|1M1L+0.00.1... 1L0.00.1.Ja）输入接线 b）直流输出接线 c）交流输出接线5、扩展模块（1）输入输出扩展模块1）数字量I/O扩展模块EM2218入 EM222 8出EM223 8入/8出16入/16出32入/32出2）模拟量I/O扩展模块EM2313AI/4AIEM2322A0 EM2353AI/1A03）地址分配/扩展a、编址规则①同类型I/O点的模块进行顺序编址。②其他类型模块的有无及所处位置不影响本类型模块编号。扩展模块25教学容注意点配时

③对数字量模块，CPU以字节为单元分配地址。本模块高位实际位数未满8位的未用位不能分配给I/O链的后续模块。④存储一个模拟量需要2个字节，CPU分配给模拟量模块的地址以两点（4个字节）方式递增。b、例题：给下列模块分配地址主机模块0模块1模块2模块3模块4CPU224XP4输入4输出4AI2A04输入4AI1A04输出10.0Q0.012.0Q2.0AIW4AQW413.0AIW12AQW8Q3.010.1Q0.112.1Q2.1AIW6AQW613.1AIW14Q3.110.2Q0.212.2Q2.2AIW813.2AIW16Q3.2 12.3Q2.3AIW1013.3AIW18Q3.311.5QI.1AIWOAQWOAIW2通讯扩展模块（2）通讯扩展模块通讯扩展模块1）调制解调器EM241 2）PROFIBUS从站模块EM2773）AS接口模块CP243-24）以太网模块CP243T5）工厂模块CP243TIT（3）通讯扩展模块1）定位模块2）温度检测模块作业：如何给PLC进行供电？

教学容注意点配时任务二S7-200系列PLC的存结构与寻址方法PLC存分为：程序存储区：存程序＜数据存储区：存放I/O状态及中间运行结果。［是用户实现各种控制任务所必须掌握的内部资源。PLC运行时需要处理的数据类型和功能往往是不同的，这些不同类型的数据被存放在不同的存储空间，从而形成不同的数据区。S7-200的数据区分为：数字量输入/输出映像区、模拟量输入/输出映像区、变量存储器区、位存储器区、特殊存储器区、定时器存储器区、计数器存储器区、高速计数器区和累加器区。一、S7-200的数据区1、数字量输入/输出映像区1）输入继电器I①为保存当前输入端信号状态开辟的一个存储区，用I表示；②当控制信号接通时，输入继电器线圈得电，对应的映像寄存器位为“1”，部常开触点闭合，常闭触点断开；③寻址方式：位、字节、字或双字。*用位表示：10.0—115.7共128点、。例：11.0表明这个输入点是第1个字节的第0位。*用字节表示：IB0-IB15共16个字节。例：IB1表明这个输入字节是第1个字节，共8位，第。位是地位，第7位是高位。*用字表示：IW0-IW14共8个字节。一个字包含两个连续的字节，低位字节是高8位，高位字节是低8位。例：IW0中的IB0是高8位，IB1是低8位。S7-200的数据区1010

*用双字表示:IDO、ID4,ID8,ID12共4个双字。IDO中的IBO是高8位~止3是低8位。10.0Q0.0**先讲SB2用*用双字表示:IDO、ID4,ID8,ID12共4个双字。IDO中的IBO是高8位~止3是低8位。10.0Q0.0**先讲SB2用常开的情况，再讲用常闭的情况**2)输出继电器Q10.1Q0.0)10①为保存当前输出信号状态开辟的一个存储区，用Q表示;②通过程序可使其线圈通电，对应的常开触点闭合，常闭触点断开;③寻址方式：位、字节、字或双字。位：QO.0~Q15.7共128个点字节：QB0'QBI5共16个字节字：QW0~QW14共8个字双字：QD0'QD12共4个双字注：实际没有使用的输入端/输出端的映像区的存储单元可做中间继电器使用。2、模拟量输入/输出映像区1)AI区模拟量输10入/输出映像区为模拟量输入信号开辟的一个存储区，数据类型：字(16bit),AIWO.入/输出映像区AIW2~A1W3O共16路AI。注：模拟量输入值为只读数据。AQ区为模拟量输出信号开辟的一个存储区，数据类型：字(16bit),AQWO.AQW2~AQW30共16路AQ。注：该区数据只写。教学容注意点配时3、变量存储区（V区）变量存储区为保存过程变量和数据而建立的一个存储区，用V表示。寻址方式：位、字节、字和双字位：VO.（TV5119.7共40960个点字节：VB0〜VB5119共5120个字节字：VW0〜VW5118共2560个字双字：VD0'VD5116共1280个双字注：该区数据可以是输入，也可以是输出。4、位存储器区（M区）中间继电器10为保存标志位数据而建立的一个存储区，用M表示。位存储器寻址方式：位、字节、字和双字位:MO.0~M31.7共256个点字节：MB0〜MB31共32个字节字：MW0"MW30共16个字双字：MD0~MD28共8个双字5、顺序控制继电器区（S区）区根据顺序控制的特点和要求设计的，是S7-200CPU为顺序控制继电器的数据而建立的一个存储区，用S表示。在顺序控制过程中用于组织步进过程的控制。寻址方式：位、字节、字和双字位：S0.0〜S31.7共256个点字节：SBO〜SB31共32个字节字:SWO〜SW30共16个字双字：SD0~SD28共8个双字6、局部变量存储器区（L区）S7-200有64个字节的局部变量存储器。**与变量存储器的区别：10

教学容注意点配时［变量存储区：全局有效，同一存储器数据可在任何时间被任何程序存取。1局部变量区：局部有效，存储器的数据只能在特定时间被特定程序存取。注：1）S7-200有64个字节的局部变量存储器。分时地分配给主程序、子程序和中断程序使用。2）S7-200根据需要自动将局部变量分给相应的程序。即：主程序之行时，分配给子程序和中断程序的局部变量是不存在的。出现中断或调用一个子程序时，需要分配局部变量。新的局部变量在分配时，可重新使自己分配给不同子程序或中断程序的相同局部变量。寻址方式：位、字节、字和双字位:L0.0〜S63.7共512个点字节：LB0~LB63共64个字节字：LWO〜LW62共32个字双字：LD0~LD60共16个双字107、定时器存储区（T）T0~T255共256个定时器。有两种数据结构：一是定时器的输出状态；二是定时器的设定值和当前值。8、计数器区（C）C0~C255共256个计数器。具有计数功能的元件。9、高速计数器HSC（6个）10、累加器区（AC区）4个32位的累加器（AC0~AC3）。寻址方式：字节、字或双字11、特殊存储器区（SM区）定时器存储区10二、S7-200的寻址方式PLC编程语言基本单位是语句，组成语句的是指令。每条指令由两部分组成：操作码、操作数。操作码指出指令的功能，操作数指明了操作码所需的数。寻址：寻找操作数的过程。寻址方式：立即寻址、直接寻址、间接寻址寻址方式教学容注意点配时

1、立即寻址：操作数在指令中给出。10MOVD2505注：2505,VD500；将2505传到了VD500中为立即数，立即数可以为字节、字或双字CPU可以以二进制、十进制、ASII码方式和浮点数方式存储，二进制：2#1001；十进制:20047；十六进制16#4E4F；ASH码:'good'。2、直接寻址在指令中,操作码后面的操作数以操作数所在地址的形式出现。直接寻址M0VDVD400,VD5001）位寻址3.4I~►位地址 4字节地址区域标识符2）字节、字双字寻址格式：元件名+数据类型+存储区首字节地址。IB3由13.0〜13.7共8个位组成。VW100=VB100+VB101高位低位VD100=VB100'VB103高位低位3）间接寻址间接寻址在指令中，操作码后面的操作数以操作数所在地址的地址的形式出现，这种寻址方式叫间接寻址。V2001234AC1V201VB202的地址MOVD&VB2O2,AC1〃先建指针V20256—VB202的地址送AC1V203/8—AC0、TV204A65678MOVW*AC1,AC0〃指针AC1所指的值V205C3传给AC0V2062FV20789教学容注意点配时

任务三认识S7-200系列PLC的软件一、STEP7-Micro/WIN编程软件介绍功能强大，主要用于开发程序，也可以实时监控用户程序的执行状态。1、窗口组件主界面分为：菜单条、工具条、浏览条、指令树、用户窗口、输出窗口和状态条。(1)主菜单文件、编辑、检视、PLC、调试、工具、窗口、帮助(2)工具条标准工具条、调试工具和公用工具条(3)浏览条为编程提供按钮控制，可实现窗口的快速切换。包括：程序块、符号表、状态图表、数据块、系统块、交叉引用和通讯。(4)指令树分为项目分支与指令分支。(5)用户窗口1)交叉引用2)数据块3)状态表4)符号表5)程序编辑器6)指令语言的选择7)局部变量表(6)输出窗口(7)状态条二、STEP7-Micro/WIN主要编程功能1、编程元素及项目组件一个基本项目包括程序块、数据块、系统块、符号表、状态表、交叉引用表。窗口组件3030

教学容注意点配时程序块、数据块、系统块须下载到PLC,而符号表、状态表、交叉引用表无须下载到PLCo2、梯形图程序的输入15梯形图程1）建立项目序的输入2）输入程序3）编辑程序4）程序的编译3、程序的下载、上传4、选择工作方式5、程序的调试与监控任务四编程软件使用实践一、要求1、认识S7-200PLC及其与PC机的通讯2、练习使用STEP7-Micro/WIN软件3、学会程序的输入和编程方法4、初步了解程序调试步骤二、实践指导实践指导151、认识PLC2、开机3,程序录入4、建立符号表5、编辑程序并观察编译结果，若指示错误，则修改，直到编译成功。6、下载程序到PLC7、建立状态表8、运行程序9、进入状态表监控状态

模块三PLC的编程基础模块三PLC的编程基础任务一电动机的自锁运行任务提出：用PLC控制电动机单向连续运转。一、方案1用基本逻辑指令构成启保停程序。1、相关指令(逻辑取/反、与/与反、或/或反)(1)逻辑取及线圈驱动指令LD：取指令。用于网络块逻辑运算开始的常开触点与母线相连或分支电路的开始。LDN：取反指令。常闭触点与母线相连。=:线圈驱动指令。逻辑取及线圈驱动指令注：1)“=”指令不能用于输入过程映像寄存器I;2)“="指令可以并联使用任意次，但不能串联使用;3)同一程序中同一线圈只能出现一次。(2)触点串联指令A：与。单个常开触点的串联。AN：与反。单个常闭触点的串联。10.0MO.OM0.1 Q0.0TI II——^―()LD10.0AM0.0ANMO.1=QO.0教学容注意点配时

(3)程序10.2(3)程序10.2 10.0 10.1QO.O

()二、方案21、相关指令(置位/复位)伊：1)置位指令，功能：从bit开始的N个连续的位地址置1并保持。 置位指令bit—(S)N Sbit,N：2)复位指令，功能：从bit开始的N个连续的位地址清零并保持。复位指令bit (R)N Rbit.N檄：10.0 Q0.0 10.0 I (Q\"3 L10.1 Q0.0HI一(R)瑞 1 uLD10.0SQ0.0,2LD10.1RQ0.0,2注意：1)对于同一元件可多次使用S/R指令；2)与扫描方式有关，当置位、复位指令同时有效时，位于后面的指令具有优先权；N的取值围广255；S、R通常成对使用，也可单独使用或与功能块配合使用。可用R指令对定时、计数器进行复位。教学容注意点配时立即触点指令立即指令是为了提高PLC对输入/输出的响应速度而设的，不受立即指令是为了提高PLC对输入/输出的响应速度而设的，不受PLC扫描方立即触点指令15式的影响，允许对输入/输出点进行快速直接存取。当用立即指令读取输入点状态时，对I进行操作，相应的映像寄存器并未更新；当用立即指令访问输出点时，对Q进行操作，新值同时写到PLC的物理输出点和相应映像寄存器。10.()立即指令名称和使用说明10.()指令名STLLAD使用说明立即取 LDIbit立即取反 LDNIbitbit立即或 01bitT1bit只能为I立即或反0NIbitbit立即与 AIbit—立即与反ANIbit立即输出 =1bitbit—(I)bit只能为Q立即置位SIbit (SI)1、bit只能为QNbit,N2、N围C128立即复位RIbit—(RI)3、N操作数同S/R指令Nbit,N例题10.5 11.4Q0.3[r)Q0.4(I)LDNI10.5二1QO.3ANI10.00110.1LDI10.4=1QO.4AI11.4ONI10.2

教学容注意点配时任务二改进的电动机自锁运行引入：任务一的梯形图中存在这样的问题：当启动按钮按下后电动机开始运行，若启动按钮出现故障不能弹起，按下停止按钮电动机能够停止转动，一旦松开停止按钮，电动机又马上开始运行了。这种情况在实际生产时时不允许存在的，如何解决？一、方案11、相关指令(1)正跳变指令正跳变指令负跳变指令取反指令515PEU功能：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。(2)负跳变指令—NED功能：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。(3)取反指令Tnot| not功能：，10.(将左侧电路的逻辑运算结果取反。) M0.0 IpI /\ 10.0L1E1().10.(0.M(0.) .. MO」 M0.0_f 叫 n) M0.1 L.J M0.2DUDDNO1 I) M0.2 | |3 =MO.1LD10.3).0 NOT3 =MO.2

教学容注意点配时注意：注意1)EU、ED指令只有在输入信号发生变化时有效，其输出信号脉冲宽度为一个扫描周期；2)对于开机时就为接通状态的输入条件，EU指令不被执行；3)EU、ED指令无操作数；4)取反指令无操作数，执行该指令时，能流到大该触点时立即停止；若能流未到达该触点，该触点为其右侧提供能流。2、解决方案101 10.0 10.1 Q0.0)Q00Hl 二、方案21、相关指令相关指令15bitbit——S1 OUT-XOUT-XSR—RRS置位优先触发器指令 复位优先触发器指令真值表指令 SIR输出(bit)0 0保持0 10SR1 01111SR10 0保持RS 0 101 01 11]注：(1)符号f表示是一个可选的能流，可级联或串联；

(2)bit端操作数包括I、Q、V、M、So教学容注意点配时2,解决方案解决方案15解决方案15按下启动按钮10.0,置位S1端为1,Q0.0得电，电动机开始运行；按下停止按钮10.1,复位R端为1,Q0.0断电，电动机停止运行。例题：151、采用一个按钮控制两台电动机依次启动。要求：按下SB1,第一台电动机启动，松开SB1,第二台电动机启动；按下SB2,两台电动机同时停止。15解：I/O分配输入输出10.0启动SB1Q0.0电动机1输出KM110.1停止SB2Q0.1电动机1输出KM210注意：使用跳变指令可以使两台电动机的启动时间分开，从而防止电动机同时启动对电网造成不良影响。102、电机正反转电机正反转教学容注意点配时教学容注意点配时任务三保护电动机的正反转引入：电动机正反转控制中，按下正转按钮，电动机开始正转，按下反转按钮，电动机马上停止正转，开始反转，这样改变电动机的转向会对电动机有所损伤。为了保护电动机，通常要求：按下启动按钮11.0,系统启动，按下正转按钮10.1,2s后电动机开始正转，如果按下反转按钮，电动机停止正转，2s后开始反转；如果先按下反转按钮10.2,电动机开始反转，如果按下正转按钮，电动机停止正转，2s后开始正转；如果按下停止按钮，电动机停止转动，这种控制要求在传统继电器控制中，需要使用时间继电器，而使用PLC控制则需要使用定时器指令。一、相关指令10定时器：T0~T255共256个定时器，用于对部时钟累计时间增量进行计时。1、分类、符号及指令TON：接通延时型???—INTONTONTxx,PT???—PT注：PT为16位有符号数，1〜32767。TOF：断开延时型TONR：有记忆接通延时型2、编号、分辨率与定时时间的计算(1)分辨率：定时器单位时间的时间增量，也称时基增量。定时器103种：1ms、10ms、100ms。分辨率不同，定时精度、定时围和刷新方式也不同。(2)定时时间=设定值x分辨率(3)设定值：16位有符号数，1〜32767。分辨率例：P54表3.8。T33—INTON100—PT定时时间T=100x10ms=lso定时器指令使用说明3,定时器指令使用说明定时器指令使用说明①当前值寄存器用于存储定时器累计的时基增量值，存储值是16位有符号数广32767。②定时器位用来描述定时器延时动作触点的状态，位0N时，其常开触点闭合，常闭触点断开。（1）TON接通延时型定时器（例：按下按钮5s后灯亮）动作特点：首次扫描时复位。开始1）输入端接通 ►定时；［常开触点闭合位°N〈2）时间到I常闭触点断开.当前值继续增大-327673)输入端断->复位，'位OFF、当前值0LD10.0TONT37,10LDT37= Q0.0教学容注意点配时TOF101)输入端通->TOF101)输入端通->1位：通（当前值。TOF断开延时定时器动作特点：首次扫描时，位OFF,当前值为0。开始2）输入端断 ►定时;3)时间到->3)时间到->［位：断（当前值不变注：可用复位指令进行复位。（3）TONR有记忆接通延时定时器：累计输入电路接通的若干个时间间隔。TONR10（3）TONR有记忆接通延时定时器：累计输入电路接通的若干个时间间隔。TONR10动作特点:开始1）输入端接通 ►定时；（常开触点闭合2）累计时间到一« ［常闭触点断开.当前值继续增大—327673）用复位指令对其复位注：输入端断开时当前值保持不变。注意：TON与TOF不能共享同一个定时器编号；TOF可以用复位指令进行复位；TONR只能用复位指令进行复位。刷新方式10和正确使用刷新方式10和正确使用(1)定时器的刷新方式1ms定时器1ms定时器由系统每隔1ms刷新一次，与扫描周期及程序处理无关。它采用的是中断刷新方式。因此，当扫描周期大于1ms时，在一个周期中可能被多次刷新，其当前值在一个扫描周期不一定保持一致。10ms定时器10ms定时器由系统在每个扫描周期开始时自动刷新，由于是每个扫描周期只刷新一次，故在一个扫描周期定时器位和定时器的当前值保持不变。100ms定时器100ms定时器在定时器指令执行时被刷新，因此，若100ms定时器被激活后，如果不是每个扫描周期都执行定时器指令或在一个扫描周期多次执行定时器指令，则都会造成计时失准，所以在跳转指令和循环指令段中使用定时器时,要格外小心。100ms定时器仅用在定时器指令在每个扫描周期执行一次的程序中。

(2)定时器的正确使用定时器计时时间到时产生一个宽度为一个扫描周期的脉冲。T32Q0.01)1ms定时器Q0.0T32 Q0.0IT32Q0.01)1ms定时器Q0.0T32 Q0.0I ()1ms定时器10正确错误正确1ms定时器，在使用错误方法时，只有当定时器的刷新发生在T32的常闭触点执行以后到T32的常开触点执行以前的区间，Q0.0才能产生一个扫描周期的脉冲，而这种可能性是极小的。TON10m$—II——()错误正确2)10TON10m$—II——()错误正确2)10ms定时器Q00—I/I10ms时器1010ms定时器T33,使用错误方法时，Q0.0永远产生不了这个脉冲。因为10当定时器时间到时，定时器在每次扫描开始时刷新，该例中T33被置位，但执行到定时器指令时，定时器将被复位。100ms定时器正确Q00 1/卜2)100ms定时器T37TntonPT100msT37Q0.0最好100ms定时器在执行指令时刷新。教学容注意点配时解决方案解决方案io1,I/O分配io输入 输出11.0：系统启动 10.1：正转 Q0.1：正转10.0：停止 10.2：反转 Q0.2：反转2、程序例3.7：使用接在10.0的光电开关检测传输带上有无产品通过，有产品通过时10.0为0N,若10s没有产品通过，由Q0.0发出报警信号，用10.1解除报警信号。TOC\o"1-5"\h\z10,0 10.1 T37—|/| |I|pNTON10(>PT1msT37 Q0.0TI ()分类15分类15编号15三、计数器指令：对输入信号上升沿进行计数。1、分类(1)加计数器(CTU)??????——CUCTulCTUCxx,PV(2)加减计数器(CTUD)??????—CUCTUDCDPVCTUDCxx,PV???(3)减计数器(CTD)???——CDCTDLDPVCTDCxx,PV2、编号计数器编号围为C0、C255。不同类型的计数器不能共用。PV：广32767。3、使用说明(1)加计数器(CTU)LD I0.010.0C4CU CTULD 10.2CTU C4, 4LD C4= Q0. 0C4 Q00—1 1 C)

教学容注意点配时

任务四需要掌握的其他指令S7-200PLC使用一个雄栈来处理所有逻辑操作，它和计算机中的堆栈结构相同。堆栈：是一组能够存储和取出数据的暂存单元，特点是：“先进后出进栈，新值入栈顶，栈底值丢失；出栈，栈顶值弹出，栈底值补进随机数。逻辑堆栈指令，用来完成对触点进行的复杂连接。西门子公司系统手册中把ALD、OLD、LPS,LRD、LPP、LDS指令都归纳为栈操作指令。1、串联电路块的并联连接串联电路块：两个以上触点串联形成的支路。OLD：或块指令。用于串联电路块的并联。无操作数。OLD20例：10.0 MOO―1 1 11-10.1 M0.1―1 1 1，1—10.2 M0.2—1，1 171―M0.3 Q0.0―1 1 C)20LD10.0AM0.0LD 10.1AN MO.1OLDLDN10.2A MO.2OLDAMO.3=QO.O

2、并联电路块的串联连接20并联电路块：两条以上支路并联形成的电路。ALD：与块指令。用于并联电路块的串联。无操作数。例：ALD10.0 MOO M0.1 Q0.0 1 | | 1 I1 , / \Ir II II tJ10.1 M0.2 M0.3 I|I| | |?I II II IZILD 10.00 10.1LD MO.0A MO.1LD MO.2AN MO.3OLDALD=QO.O3、入栈LPS(LogicPush)：分支电路开始指令从梯形图分支结构中可以看出，它用于生成一条新母线，其左侧为原来的LPS10主逻辑块，右侧为新的从逻辑块，从堆栈使用上来讲，LPS指令作用：把栈顶值复制后压入堆栈。4、LRD(LogicRead)：读栈在梯形图分支结构中，当新母线左侧为主逻辑块时，LPS开始左侧的第一LRD个从逻辑块编程，LRD开始第二个以后的从逻辑块编程。从使用上讲，LRD读取最近的LPS压入堆栈的容。

5,LPP(LogicPop)：出栈(分支电路结束指令)在梯形图分支结构中，LPP用于LPS产生的新母线右侧的最后一个从逻辑块编程。从堆栈使用上来讲，LPP把堆栈弹出一级，堆栈容依次上移。例题：(1)LPP10moo qoo，LD 10.0 OLDLPS ALDLD MO.0 = Q0.10MO.1 LPPALD A M1.0=QO.0 = QO.2LRD LD Ml.1LD MO.2 ON Ml.2AMO.3 ALDLDNMO.4 = Q0.3AMO.56、装入堆栈指令LDS(LoadStack)LDS10功能:复制堆栈中的第n个值到栈顶，而栈底丢失，该指令使用较少。格式:LDSn(n为0〜8的整数)例：LDS3入栈前 入栈后ivO iv3ivl ivOiv2 ivliv3 iv2iv4 iv3iv5 iv4iv6 iv5iv7 iv6iv8 iv7教学容注意点配时

任务五根据继电器电路设计梯形图的方法接触器-继电器法：依据所控制设备的接触器-继电器控制电路的原理图，用PLC对应的符号和功能相当的器件，把原来的接触器-继电器系统的控制电路直接“翻译”成梯形图程序的设计方法。在分析PLC控制系统的功能时，可以将PLC想象成一个继电器控制系统中的控制箱，其外部接