《工业机器人（操作员）岗位能力培养及应用》课件-4.西门子s7-1200PLC

工业机器人岗位能力培养及应用4.1西门子S7-1200系列初认识4.1西门子S7-1200系列初认识2一、S7-1200PLC介绍（一）S7-1200PLC性能特点西门子S7-1200PLC是德国西门子（SIEMENS）公司生产的可编程控制器，具有模块化、结构紧凑、功能全面等特点,S7-1200控制器具有可扩展的灵活设计，丰富的通讯接口，以及全面的集成工艺功能，因此可以作为一个组件集成在完整的综合自动化解决方案中。（二）S7-1200PLC组成S7-1200PLC的硬件由：CPU模块、通信模块、信号模块和信号板（CB和SB）构成，S7-1200可以扩展8个信号模块和3个通信模块，最多数字I/O点数284个和模拟I/O点数69个，CPU模块左侧安装通信模块，CPU模块右侧安装信号模块。4.1西门子S7-1200系列初认识3二、S7-1200PLC的CPU模块及配线（一）CPU模块外部说明1.电源接口。2.存储卡插槽。3.接线连接器。4.通道I/O状态LED指示灯。5.集成以太网口（PROFINET接口）。6.运行状态LED指示灯。4.1西门子S7-1200系列初认识4二、S7-1200PLC的CPU模块及配线（二）CPU工作模式CPU有以下三种工作模式：STOP模式、STARTUP模式和RUN模式。CPU前面的状态LED指示当前工作模式。1、在STOP模式下，CPU不执行任何程序，而用户可以下载项目。2、在STARTUP模式下，执行一次启动OB（如果存在）。在RUN模式的启动阶段，不处理任何中断事件。3、在RUN模式下，重复执行扫描周期。中断事件可能会在程序循环阶段的任何点发生并进行处理。处于RUN模式下时，无法下载任何项目。4.1西门子S7-1200系列初认识5二、S7-1200PLC的CPU模块及配线（三）CPU模块配线电源输入：L1和N接120~240V交流电压，接地端子接地。输入信号：将IO.0~I1.5分别接到相应开关一侧，开关另一侧并联到一起接到直流电源的正极。直流电源的负极接到1M，直流电源极性可以反过来。输出信号：将Q0.0~Q0.4分别接到相应线圈负载一侧，负载另一侧并联到一起接到交直流电源一侧，交直流电源的另一侧接到1L；将Q0.5~Q1.1分别接到相应线圈负载一侧，负载另一侧并联到一起接到交直流电源一侧，交直流电源的另一侧接到2L。模拟量配线：①输出2M为公共端，输出0~20mA的直流电流信号；②输入3M为公共端输入0~10V的直流电压信号4.1西门子S7-1200系列初认识6三、S7-1200PLC硬件安装选择安装方式：①水平或垂直安装；②在设备上方和下方必须留出至少25mm的空隙，模块前端与机柜内壁间至少应留出25mm的深度，保障冷却和便于接线。4.1西门子S7-1200系列初认识7任务实施任务实施步骤如下：1、根据具体的应用并结合CPU模块的常规规范，选择合适类型的CPU模块，I/O点数。2、采用正确的安装方式，选择水平或垂直安装，将CPU模块安装在控制板或控制柜上。3、根据CPU类型，DC/DC/DC,AC/DC/RLY,DC/DC/RLY，进行CPU配线操作，接线时注意电压类型，输入信号和输出信号，具体参考CPU1215C配线说明。4、根据具体的应用选择合适的扩展数字量模块，扩展模拟量模块，信号板，电源和通信模块。5、将扩展数字量模块，扩展模拟量模块，信号板，电源和通信模块安装在CPU模块旁边，并连接总线。6、按照有关配线要求，进行扩展数字量模块，扩展模拟量模块，信号板，电源和通信模块的配线安装。工业机器人岗位能力培养及应用4.2

博图软件及S7-1200PLC信号配置4.2博图软件及S7-1200PLC信号配置9一、博途软件简介在使用传统软件设计系统时，往往编辑PLC程序需要一款软件，编辑HMI控制界面需要一款软件，配置现场设备（比如变频器）还需要一款软件，而各部分却需要紧密联系才能构成一个完整的控制系统。这时候如果使用一款统一的软件完成上述所有的工作，将非常有益于整个系统的构建。TIA博途就是一个集成有控制器、HMI和驱动装置的工程组态平台，可以统一进行相应的配置、编程和调试。TIA是Totallyintegratedautomation的缩写，意思是全集成自动化，这一概念一直以来是西门子自动化技术和产品的发展理念。4.2博图软件及S7-1200PLC信号配置10（一）项目建立1.打开博图软件，选择创建新项目

。2.修改项目名称及存储路径，然后点击下方“创建”按钮二、S7-1200PLC信号配置4.2博图软件及S7-1200PLC信号配置113.添加新设备

切换至设备与网络菜单，选择添加新设备，点击“控制器”，打开SIMATICS7-1200下拉菜单，打开CPU1212CDC/DC/DC下拉菜单，选择订货号6ES7212-1AE40-0XB0，点击添加。4.2博图软件及S7-1200PLC信号配置124.在项目树中双击“设备组态”，添加配件及调整PLC参数5.在右侧“硬件目录”中选择“DIDQ”,然后选择第二个添加到PLC的右侧位置。4.2博图软件及S7-1200PLC信号配置136.选中PLC，将IP地址修改为所需的IP地址；4.2博图软件及S7-1200PLC信号配置147.选中添加的I/O模块，将I/O起始地址均修改为3；4.2博图软件及S7-1200PLC信号配置158.在项目树中展开“PLC变量”，然后双击“默认变量表”；9.根据事先规划好的变量及地址，添加出所需变量4.2博图软件及S7-1200PLC信号配置1610.展开项目树中“程序块”，双击“添加新块”添加一个子程序；11.选中“函数”，修改名称，修改编程语言为“LAD”，然后点击确定；4.2博图软件及S7-1200PLC信号配置1712.在项目树中双击新添加的程序块将其打开；13.在右侧“指令”列表中选择合适的指令添加到程序段中，并将之前创建好的变量填入对应的指令中；4.2博图软件及S7-1200PLC信号配置1814.双击项目树中的主程序“Main”，打开主程序；15.在项目树中选中需要调用的子程序，用鼠标左键按住不松开，拖拽至主程序相应位置，就完成了子程序的调用；其他子程序调用子程序方式也是如此；工业机器人岗位能力培养及应用4.3西门子S7-1200PLC编程流程4.3西门子S7-1200PLC编程流程202.组态配置3.编程环境配置4.程序框架搭建1.新建项目PLC编程流程5.程序编写6.项目下载及在线监视21（一）新建项目1.打开博图软件，选择创建新项目

。2.修改项目名称及存储路径，然后点击下方“创建”按钮4.3西门子S7-1200PLC编程流程223.添加新设备

切换至设备与网络菜单，选择添加新设备，点击“控制器”，打开SIMATICS7-1200下拉菜单，打开CPU1212CDC/DC/DC下拉菜单，选择订货号6ES7212-1AE40-0XB0，点击添加。4.3西门子S7-1200PLC编程流程231.在项目树中双击“设备组态”，添加配件及调整PLC参数2.在右侧“硬件目录”中选择“DIDQ”,然后选择第二个添加到PLC的右侧位置。4.3西门子S7-1200PLC编程流程（二）组态配置241.双击CPU，找到profinet接口，以太网地址，点击添加新子网，选择使用路由器，将IP地址修改为192.168.0.12。网关和IP地址必须在同一网段3.选中PLC，将IP地址修改为所需的IP地址。（三）编程环境配置4.3西门子S7-1200PLC编程流程252.选中添加的I/O模块，将I/O起始地址均修改为3；4.3西门子S7-1200PLC编程流程（四）程序框架搭建1.展开项目树中“程序块”，双击“添加新块”添加一个子程序；2.选中“函数”，修改名称，修改编程语言为“LAD”，然后点击确定；4.3西门子S7-1200PLC编程流程273.双击项目树中的主程序“Main”，打开主程序；4.在项目树中选中需要调用的子程序，用鼠标左键按住不松开，拖拽至主程序相应位置，就完成了子程序的调用；其他子程序调用子程序方式也是如此；4.3西门子S7-1200PLC编程流程281.在项目树中展开“PLC变量”，然后双击“默认变量表”；2.根据事先规划好的变量及地址，添加出所需变量（五）程序编写4.3西门子S7-1200PLC编程流程293.在项目树中双击新添加的程序块将其打开；4.在右侧“指令”列表中选择合适的指令添加到程序段中，并将之前创建好的变量填入对应的指令中；4.3西门子S7-1200PLC编程流程305.在左侧项目树中选择整个PLC，然后点击工具栏中的“编译”图标，检查程序是否有问题；4.3西门子S7-1200PLC编程流程316.编译完成以后会在下方的输出窗口中显示相应的提示，比如说语法错误，没有保护等等。4.3西门子S7-1200PLC编程流程321.选中项目中的PLC，点击上方的下载按钮

，将程序下载至PLC中2.选择好接口，开始搜索，然后选中搜索到的PLC，点击下载4.3西门子S7-1200PLC编程流程（六）项目下载及在线监视333.下载之前会进行检查，检查结果中没有错误了，点击装载；4.3西门子S7-1200PLC编程流程344.装载完毕后，根据实际情况选择“无动作”或者“启动模块”，然后点击“完成”；4.3西门子S7-1200PLC编程流程355.选择PLC，点击“转至在线”

，监控PLC程序；6.左侧项目树中显示绿色圆球，表示已经转至在线；4.3西门子S7-1200PLC编程流程367.点击上方的“启用/禁用监视”按钮，监控程序；8.点击上方的“启动CPU”按钮

，点击确认，将PLC开始运行；4.3西门子S7-1200PLC编程流程379.此时看到程序变换颜色，绿色实线表示导通，蓝色虚线表示未导通；10.如需修改程序，需将PLC转至离线，修改以后再次点击下载即可；4.3西门子S7-1200PLC编程流程工业机器人岗位能力培养及应用4.4S7-1200的基本指令及程序设计4.4S7-1200的基本指令及程序设计39定义常开触点的激活取决于相关操作数的信号状态。当操作数的信号状态为“1”时，常开触点将关闭，同时输出的信号状态置位为输入的信号状态。当操作数的信号状态为“0”时，不会激活常开触点，同时该指令输出的信号状态复位为“0”。两个或多个常开触点串联时，将逐位进行“与”运算。串联时，所有触点都闭合后才产生信号流。常开触点并联时，将逐位进行“或”运算。并联时，有一个触点闭合就会产生信号流。--||--：常开触点4.4S7-1200的基本指令及程序设计40定义常闭触点的激活取决于相关操作数的信号状态。当操作数的信号状态为“1”时，常闭触点将打开，同时该指令输出的信号状态复位为“0”。当操作数的信号状态为“0”时，不会启用常闭触点，同时将该输入的信号状态传输到输出。两个或多个常闭触点串联时，将逐位进行“与”运算。串联时，所有触点都闭合后才产生信号流。常闭触点并联时，将进行“或”运算。并联时，有一个触点闭合就会产生信号流。--|/|--：常闭触点4.4S7-1200的基本指令及程序设计41定义

使用“取反RLO”指令，可对逻辑运算结果(RLO)的信号状态进行取反。如果该指令输入的信号状态为“1”，则指令输出的信号状态为“0”。如果该指令输入的信号状态为“0”，则输出的信号状态为“1”。定义可以使用“赋值”指令来置位指定操作数的位。如果线圈输入的逻辑运算结果(RLO)的信号状态为“1”，则将指定操作数的信号状态置位为“1”。如果线圈输入的信号状态为“0”，则指定操作数的位将复位为“0”。该指令不会影响RLO。线圈输入的RLO将直接发送到输出。--|NOT|--：取反RLO--()--:线圈4.4S7-1200的基本指令及程序设计42定义使用“置位输出”指令，可将指定操作数的信号状态置位为“1”。仅当线圈输入的逻辑运算结果(RLO)为“1”时，才执行该指令。如果信号流通过线圈（RLO=“1”），则指定的操作数置位为“1”。如果线圈输入的RLO为“0”（没有信号流过线圈），则指定操作数的信号状态将保持不变。--(S)--:置位输出4.4S7-1200的基本指令及程序设计43--(R)--:复位输出定义可以使用“复位输出”指令将指定操作数的信号状态复位为“0”。仅当线圈输入的逻辑运算结果(RLO)为“1”时，才执行该指令。如果信号流通过线圈（RLO=“1”），则指定的操作数复位为“0”。如果线圈输入的RLO为“0”（没有信号流过线圈），则指定操作数的信号状态将保持不变。4.4S7-1200的基本指令及程序设计44--|P|--：扫描操作数的信号上升沿定义使用“扫描操作数的信号上升沿”指令，可以确定所指定操作数（<操作数1>）的信号状态是否从“0”变为“1”。该指令将比较<操作数1>的当前信号状态与上一次扫描的信号状态，上一次扫描的信号状态保存在边沿存储位（<操作数2>）中。如果该指令检测到逻辑运算结果(RLO)从“0”变为“1”，则说明出现了一个上升沿。4.4S7-1200的基本指令及程序设计45定义使用“扫描操作数的信号下降沿”指令，可以确定所指定操作数（<操作数1>）的信号状态是否从“1”变为“0”。该指令将比较<操作数1>的当前信号状态与上一次扫描的信号状态，上一次扫描的信号状态保存在边沿存储器位<操作数2>中。如果该指令检测到逻辑运算结果(RLO)从“1”变为“0”，则说明出现了一个下降沿。--|N|--：扫描操作数的信号下降沿4.4S7-1200的基本指令及程序设计46定义可以使用“生成接通延时”(Generateon-delay)指令将Q输出的设置延时设定的时间PT。当输入IN的逻辑运算结果(RLO)从“0”变为“1”（信号上升沿）时，启动该指令。指令启动时，预设的时间PT即开始计时。超出时间PT之后，输出Q的信号状态将变为“1”。只要启动输入仍为“1”，输出Q就保持置位。启动输入的信号状态从“1”变为“0”时，将复位输出Q。在启动输入检测到新的信号上升沿时，该定时器功能将再次启动。可以在ET输出查询当前的时间值。该定时器值从T#0s开始，在达到持续时间值PT后结束。只要输入IN的信号状态变为“0”，输出ET就复位。每次调用“接通延时”指令，必须将其分配给存储指令数据的IEC定时器。TON：生成接通延时4.4S7-1200的基本指令及程序设计47

定义

可以使用“等于”指令判断第一个比较值（<操作数1>）是否等于第二个比较值（<操作数2>）。如果满足比较条件，则指令返回逻辑运算结果(RLO)“1”。如果不满足比较条件，则指令返回RLO“0”。该指令的RLO通过以下方式与整个程序段中的RLO进行逻辑运算：串联比较指令时，将执行“与”运算。并联比较指令时，将进行“或”运算。在指令上方的操作数占位符中指定第一个比较值（<操作数1>）。在指令下方的操作数占位符中指定第二个比较值（<操作数2>）。如果启用了IEC检查，则要比较的操作数必须属于同一数据类型。如果未启用IEC检查，则操作数的宽度必须相同。CMP==：等于4.4S7-1200的基本指令及程序设计48

定义

可以使用“大于”指令确定第一个比较值（<操作数1>）是否大于第二个比较值（<操作数2>）。要比较的两个值必须为相同的数据类型。如果满足比较条件，则指令返回逻辑运算结果(RLO)“1”。如果不满足比较条件，则指令返回RLO“0”。该指令的RLO通过以下方式与整个程序段中的RLO进行逻辑运算：串联比较指令时，将执行“与”运算。并联比较指令时，将进行“或”运算。在指令上方的操作数占位符中指定第一个比较值（<操作数1>）。在指令下方的操作数占位符中指定第二个比较值（<操作数2>）。CMP>：大于4.4S7-1200的基本指令及程序设计49定义可以使用“移动值”指令将IN输入操作数中的内容传送给OUT1输出的操作数中。始终沿地址升序方向进行传送。如果满足下列条件之一，使能输出ENO将返回信号状态“0”：使能输入EN的信号状态为“0”。IN参数的数据类型与OUT1参数的指定数据类型不对应。MOVE：移动值4.4S7-1200的基