课题二 PLC基本指令的应用

本课题任务：任务一电动机的点动控制任务二电动机的自锁控制任务三电动机的点动与自锁混合控制任务四电动机的顺序启停控制任务五电动机的正反转控制任务六电动机的单按钮启动/停止控制任务七电动机的Y—△降压启动控制课题二PLC基本指令的应用任务一电动机的点动控制控制要求是：按下点动按钮SB，电动机运转；松开点动按钮SB，电动机停机。输入端口输出端口输入端子输入元件作用输出端子输出元件控制对象I0.5SB点动Q0.1KM电动机M任务引入：图2.1PLC点动控制线路相关知识：一、PLC的特点1.PLC控制系统硬件结构简单2.PLC的控制逻辑更改方便3.系统稳定、维护方便二、西门子S7-200系列PLC基本单元主要有CPU221、CPU222、CPU224和CPU226四种。其外部结构大体相同图2.3S7-200系列CPU单元的结构1.S7-200主要技术指标特性CPU221CPU222CPU224CPU226外形尺寸（mm）90x80x6290x80x62120.5x80x62190x80x62程序存储器：可在运行模式下编辑不可在运行模式下编辑4096字节4096字节4096字节4096字节8192字节12288字节16384字节24576字节数据存储区2048字节2048字节8192字节10240字节掉电保持时间50小时50小时100小时100小时本机I/O：数字量6入/4出8入/6出14入/10出24入/16出扩展模块0个模块2个模块7个模块7个模块高速计数器单相双相4路30KHz2路20KHz4路30KHz2路20KHz6路30KHz4路20KHz6路30KHz4路20KHz脉冲输出（DC）2路20KHz2路20KHz2路20KHz2路20KHz模拟电位器1122实时时钟配时钟卡配时钟卡内置内置通讯口1RS-4851RS-4851RS-4852RS-485浮点数运算有I/O映象区256（128入/128出）布尔指令执行速度0.22μs/指令2.PLC的外部端子每种型号的CPU都有DC/DC/DC和AC/DC/RLY两类，用斜线分割，分别表示CPU电源的类型、输入端口的电源类型及输出端口器件的类型。其中输出端口的类型中，DC为晶体管，RLY为继电器。CPU224DC/DC/RLY端子图3.PLC的结构（1）中央处理器CPU（2）存储器（3）电源图2.5PLC输入接口电路（4）通信接口（5）输入接口（6）输出接口图2.6PLC输出接口4.程序语言图2.7程序梯形图和指令表5.LD、LDN、＝指令表2.4LD、LDN、=指令指令名称助记符逻辑功能操作数取LD装载常开触点状态I、Q、M、SM、T、C、V、S、L取反LDN装载常闭触点状态I、Q、M、SM、T、C、V、S、L输出=驱动线圈输出Q、M、SM、V、S、L（1）LD是从左母线装载常开触点指令。（2）LDN是从左母线装载常闭触点指令。（3）=指令是对线圈进行驱动的指令。任务实施：一、连接PLC点动控制线路1.连接控制线路按照图1.1所示连接PLC点动控制电路。图2.8PC/PPI电缆连接计算机与PLC2.连接编程电缆二、编写点动控制程序1.安装编程软件（1）选择设置语言图2.9选择安装语言（2）选择安装路径图2.10选择安装路径（3）设置PG/PC接口图2.11设置PG/PC接口2.从英文界面转为中文界面点击“Tools”（工具）菜单中的“Options”（选项）命令，弹出“Options”（选项）对话框图2.13编程软件的“Options”（选项）对话框3.通信参数设置如果未能找到PLC，可单击“设置PG/PC接口”进入设置界面图2.17PPI属性界面4.建立和保存项目图2.18新建项目的结构5.梯形图程序编辑（1）双击（或拖放）常开触点图标（2）在“??.?”框中输入“I0.5”线圈的编辑同样。也可以单击工具栏编程按钮输入点动控制用户程序，工具栏编程按钮如图1.23所示。

图2.22编辑线圈图2.23工具栏编辑按钮6.查看指令表7.程序编译8.程序下载如果出现如图2.27所示的情况，则单击“改动项目”然后再下载即可。图2.26下载对话框19.运行操作10.程序运行监控图2.28程序状态监控图三、操作步骤接通电源，拨状态开关于“RUN”（运行）位置按图1.1所示连接线路启动编程软件，点击点击，将图1.2下载到PLC点击按下SB，电动机运转松开SB，电动机停止知识扩展：一、仿真运行点动控制程序1.导出文件2.启动仿真程序图1.30启动仿真器3.选择CPU4.CPU224仿真图形图2.32CPU224仿真图形5.选中逻辑块6.选中仿真文件7.仿真文件装入仿真器图2.35点动控制程序装载仿真器8.仿真运行9.内存变量监控图2.37监控内存变量二、PLC分类按结构分整体式模块式整体式的PLC也称为PLC的基本单元，在基本单元的基础上可以加装扩展模块以扩大其使用范围。适合常规电气控制。模块式的PLC是把CPU、输入接口、输出接口等做成独立的单元模块，具有配置灵活、组装方便的优势，适合输入/输出点数差异较大或有特殊功能要求的控制系统。按I/O点的总数分小型机中型机大型机小于128点129～512点512点以上三、PLC的循环扫描工作方式图2.38PLC循环扫描工作方式读输入2.执行程序3.处理通讯请求4.执行CPU自诊断5.写输出任务二电动机的自锁控制任务引入控制要求是：按下启动按钮SB2，电动机连续运转；按下停止按钮SB1，电动机停机。图2.39电动机自锁控制线路输入输出输入端子输入元件作用输出端子输出元件控制对象I0.0KH过载保护Q0.2交流接触器KM电动机MI0.1SB1停止I0.2SB2启动相关知识一、触点的串并联指令指令名称助记符逻辑功能操作数与A用于单个常开触点的串联连接I、Q、M、SM、T、C、V、S、L与反AN用于单个常闭触点的串联连接或O用于单个常开触点的并联连接或反ON用于单个常闭触点的并联连接二、置位复位指令指令名称LADSTL逻辑功能操作数置位指令Sbit（S）NSbit，N从bit开始的N个元件置1并保持I、Q、M、SM、T、C、V、S、L复位指令Rbit（R）NRbit，N从bit开始的N个元件置0并保持任务实施一、编写PLC自锁控制程序1.自锁控制程序一图2.41电动机自锁控制程序一2.电动机自锁控制程序二图2.42电动机自锁控制程序二二、操作步骤接通电源，拨状态开关于“RUN”（运行）位置按图1.39所示连接线路启动编程软件，点击点击，将图1.41下载到PLC点击，I0.0应点亮按下SB2，电动机运转按下SB1，电动机停止将图1.42下载到PLC，重新操作知识扩展一、多地控制图2.43多地控制接线图和程序二、问题解答1.在继电器控制线路中，通常停止按钮使用常闭触头。在PLC控制线路中，停止按钮使用常闭触头还是使用常开触头？2.在PLC控制线路中，热继电器的常闭触头是与接触器线圈串联还是占用PLC的一个输入端口？任务三电动机的点动与自锁混合控制任务引入图2.46点动与自锁混合控制线路输入输出输入端子输入元件作用输出端子输出元件控制对象I0.0SB1启动Q0.1接触器KM1电动机MI0.1SB2停止I0.2SB3点动I0.3KH过载保护相关知识—位存储器M在继电器控制系统中，中间继电器起着信号传递、分配等作用。在PLC控制程序中，位存储器M的作用类似于中间继电器。S7-200系列PLC位存储器用Mx.y表示，其中x表示8位字节的地址，y表示x字节的第y位，如M0.1表示第0个字节的第1位。任务实施一、编写点动与自锁混合控制程序图2.47点动自锁混合控制程序二、操作步骤接通电源，拨状态开关于“RUN”（运行）位置按图1.46所示连接线路启动编程软件，点击点击，将图1.47下载到PLC点击，I0.3应点亮按下SB3，电动机运转松开SB3，电动机停止按下SB1，电动机连续运转按下SB2，电动机停止知识扩展一、电路块的串并联指令指令名称STL逻辑功能操作元件与块ALD并联电路块的串联连接无或块OLD串联电路块的并联连接无

（a）梯形图（b）指令表图2.49或块指令OLD应用（a）梯形图（b）指令表图2.48与块指令ALD应用二、梯形图的编程规则图1.50符合“上重下轻”编程规则图2.51不符合“上重下轻”编程规则图2.52符合“左重右轻”编程规则图2.53不符合“左重右轻”编程规则任务四电动机的顺序启停控制控制要求：按下启动按钮，第1台电动机M1启动；运行4s后，第2台电动机M2启动；M2运行15s后，第3台电动机M3启动。按下停止按钮，3台电动机全部停机。任务引入图2.55三台电动机顺序启动控制线路相关知识—定时器项目接通延时断开延时有记忆接通延时LADSTLTONT××，PTTOFT××，PTTONRT××，PT定时器指令分辨率/ms计时范围/s定时器号TONR11～32.767T0、T64101～327.67T1～T4、T65～T681001～3276.7T5～T31、T69～T95TONTOF11～32.767T32、T96101～327.67T33～T36、T97～T1001001～3276.7T37～T63、T101～T2551.接通延时定时器指令（TON）当TON定时器输入端（IN）接通时，TON定时器开始计时，当定时器的当前值等于或大于设定值（PT）时，定时器位元件动作。如果IN保持接通，则定时器一直计数到最大值。当输入端（IN）断开时，定时器当前值寄存器内的数据清0，位元件自动复位。图2.56TON定时器的应用2.断开延时定时器指令（TOF）当TOF定时器输入端（IN）接通时，定时器位元件置“1”，并把当前值设为0。当输入端（IN）断开时，TOF定时器开始计时，当定时器的当前值等于设定值（PT）时，定时器位元件复位，并且停止计时。某设备控制要求是：当主电动机停止工作后，冷却风机电动机要继续工作1min，以便对主电动机降温。图2.57TOF定时器的应用3.有记忆接通延时定时器指令（TONR）在计时中途输入端断开时，当前值寄存器中的数据仍然保持，当输入端重新接通时，当前值寄存器在原来数据的基础上继续计时，直到累计时间达到设定值，定时器动作。有记忆接通定时器的当前值寄存器数据只能用复位指令清0。图2.58TONR定时器的应用任务实施一、编写3台电动机顺序启动控制程序图2.593台电动机顺序启动控制程序二、操作步骤接通电源，拨状态开关于“RUN”（运行）位置按图2.55所示连接线路启动编程软件，点击点击，将图2.59下载到PLC点击，I0.2应点亮按下SB0，M1启动；经过4s，M2启动；再经过15s，M3启动按下SB1，三台电动机同时停止知识扩展一、特殊存储器（SM）位SM0.0～SM0.7…SM549.0～SM549.74400点字节SMB0、SMB1、…SMB549550个字SMW0、SMW2、…SMW548275个双字SMD0、SMD4、…SMD544137个SM0.0：运行监控。PLC运转时始终保持接通（ON）状态。SM0.1：初始脉冲。SM0.4：周期1min方波振荡脉冲。SM0.5：周期1s方波振荡脉冲。二、脉冲产生程序图2.60特殊存储器SM0.4、SM0.5的波形及应用图2.61产生周期为15s的脉冲信号（a）错误程序（b）正确程序图2.62定时器正确使用图2.63产生任意周期脉冲信号的程序图2.64脉冲信号时序图任务五电动机的正反转控制任务引入控制要求：不通过停止按钮，直接按正反转按钮就可改变转向，在正转转反转时，按下反转按钮，先停止正转，延缓片刻松开反转按钮时，再接通反转，反转转正转的过程同理。图2.65电动机正反转控制线路相关知识——边沿脉冲指令指令名称LADSTL逻辑功能上升沿脉冲EU在上升沿产生脉冲下降沿脉冲ED在下降沿产生脉冲EU对其之前逻辑运算结果的上升沿产生一个扫描周期的脉冲。ED对其之前逻辑运算结果的下降沿产生一个扫描周期的脉冲。S7-200系列PLC有上升沿脉冲指令EU和下降沿脉冲指令ED举例：控制要求是：按下启动按钮，M1立即启动，松开启动按钮时，M2才启动；按下停止按钮，M1、M2同时停止。图2.66边沿脉冲指令程序图2.67边沿脉冲指令程序的时序图任务实施一、编写三相交流电动机正反转控制程序

图2.68电动机正反转控制程序二、操作步骤接通电源，拨状态开关于“RUN”（运行）位置按图2.65所示连接线路启动编程软件，点击点击，将图2.68下载到PLC点击，I0.0应点亮按下SB2，松开时电动机正转按下SB1，电动机停止按下SB3，电动机正转停止；松开时电动机反转任务六电动机的单按钮启动/停止控制任务引入用单按钮来控制电动机的启动和停止，即第一次按下按钮时电动机启动，第二次按下按钮时电动机停止图2.69电动机单按钮启动/停止控制线路输入输出输入端子输入元件作用输出端子输出元件控制对象I0.0KH过载保护Q0.2接触器KM电动机MI0.1SB启动/停止相关知识——计数器S7-200系列PLC共有256个计数器，其指令的形式见表1.18，表中C×××为计数器编号，取C0～C255；CU为增计数信号输入端；CD为减计数信号输入端；R为复位输入；LD为装载预置值；PV为预置值。计数器的功能是对输入脉冲进行计数，计数发生在脉冲的上升沿，达到计数器预置值时，计数器位元件动作，以完成计数控制任务。形式名称增计数器减计数器增减计数器LADSTLCTUC×××，PVCTDC×××，PVCTUDC×××，PV1.增计数器指令CTU从当前值开始，在每一个（CU）输入状态的上升沿时递增计数。当达到最大值（32767）后停止计数。当当前计数值≥预置值（PV）时，计数器位元件被置位。当复位端（R）被接通或者执行复位指令时，计数器被复位。图2.70增计数器应用程序图2.71增计数器应用程序时序图图2.72长延时控制程序2.减计数器指令CTD从当前值开始，在每一个CD的上升沿时递减计数。当当前计数值等于0时，计数器位元件被置位。当装载输入端（LD）接通时，计数器位元件被自动复位，当前值复位为预置值（PV）。图2.73减计数器的应用图2.74减计数器的应用时序图3.增减计数器指令CTUD图2.75增减计数器应用图2.76增减计数器时序图每一个CU的上