可编程控制器应用技术 S7-1200 PLC课件全套 任务1.1认识可编程控制器 -6.1水池PID液位监控程序设计

可编程控制器技术与应用坚守电梯安全底线

倡导智能绿色发展项目一认识S7-1200PLC

工作任务学习内容任务1认识可编程控制器认识可编程控制器任务2S7-1200PLC硬件电路安装S7-1200PLC硬件系统认知任务3TIA博途软件安装与使用TIA博途软件认知任务4电动机自锁控制程序设计S7-1200程序设计基础

任务1认识可编程控制器

项目一认识S7-1200PLC1.可编程控制器的产生和定义2.PLC的分类和作用3.通用型PLC的硬件结构4.通用型PLC的软件系统任务目标课前导入

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课后拓学环节2任务描述可编程控制器（PLC）自诞生以来拥有众多优点，成为当今工业自动化中重要的控制设备。本项目将介绍可编程控制器的入门知识。1.可编程控制器的产生和定义环节2课前导入

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课后拓学

可编程控制器是在继电器控制和计算机控制的基础上开发出来专门在工业环境中应用的控制器。被公认为现代工业自动化的三大支柱之一。固定接线、体积大、耗电多，可靠性差、通用性灵活性差。可编程控制器，计算机辅助设计（CAD）计算机辅助制造（CAM）、机器人技术。环节31PLC定义2234PLC的分类PLC的作用硬件结构软件结构国际电工学会（internationalelectrotechnicalcommission，IEC）在1987年2月发布的可编程控制器第三稿标准草案中，对PLC做了如下定义：可编程控制器（PLC）是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境应用而设计；它采用可编程序的存储器，用于存储内部程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等面向用户的指令，并通过数字式或模拟式输入、输出控制各种类型的机械或生产过程。课前导入

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课后拓学环节31PLC定义2345PLC的分类PLC的作用硬件结构软件结构课前导入

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课后拓学产品规模两极化一方面，大力发展速度更快、性价比更高的小型和超小型PLC，以满足单机及小型自动控制的需要；另一方面，向高速度、大容量、技术完善的大型PLC方向发展。通信网络化网络控制是当前控制系统和PLC技术发展的潮，为了加强PLC的联网能力，制造商都在发展专用的通信模块和通信软件。随着工业网络技术的发展，各PLC制造商之间也在寻求统一的通信标准，以构成更大的网络系统。结构模块化，智能化近年来，PLC厂家先后开发了不少新器件和模块，如智能I/O模块、温度控制模块和专门用于检测PLC外部故障的专用智能模块等。这些智能模块本身就是一个小的微型计算机系统，有很强的信息处理能力和较完善的控制功能，可以简化系统设计和编程，完成PLC的主CPU难以兼顾的功能，提高PLC的适应性和可靠性。环节31PLC定义2345PLC的分类PLC的作用硬件结构软件结构课前导入

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课后拓学按结构形式分类：整体式PLC：是将电源、CPU、存储器、I/O单元等集中在一个机壳内，形成一个整体欧姆龙CQM1H系列

西门子S7-300系列

三菱Q系列模块式PLC：按照各组成部分的功能不同分成若干个模块，如电源模块、CPU模块、I/O模块、通信模块欧姆龙CPM1A系列

西门子S7-200系列

三菱FX2N系列的PLC环节31PLC定义2345PLC的分类PLC的作用硬件结构软件结构课前导入

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课后拓学按I/O点数分类：PLC可分为小型机、中型机和大型机3类。

将I/O点数在256点以下的PLC称为小型PLC，如西门子S7-1200系列；

将I/O点数在256～2048之间的PLC称为中型PLC，如西门子S7-300系列；

将I/O点数在2048以上的PLC称为大型PLC，如西门子S7-400系列

按照其功能强弱，分为低档机、中档机和高档机3类。小型PLC多为低档机，中型PLC多为中档机，而大型PLC多为高档机。按功能分类：环节3课前导入

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课后拓学PLC已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，其应用方向主要有以下几类。1PLC定义2345PLC的分类PLC的作用硬件结构软件结构开关量逻辑控制取代传统的继电器-接触器控制，实现逻辑控制和顺序控制。工业过程控制采用相应的A/D和D/A转换模块及各种各样的控制算法来处理这些模拟量，完成闭环控制。运动控制PLC将描述目标位置的数据送给位置控制模块，位置控制模块控制电机移动一轴或多轴到目标位置通信和联网PLC通信通常包括PLC与PLC之间、与上位机之间、与其他智能设备之间的通信。PLC与其他智能控制设备一起，构成“集中管理、分散控制”的分布式控制系统数据处理PLC将采集到的数据与存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，或者利用通信接口传送到指定的智能装置进行处理。环节3课前导入

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课后拓学1PLC定义2345PLC的分类PLC的作用硬件结构软件结构PLC的硬件系统包括CPU（中央处理器）、存储器、输入/输出单元、外设I/O接口（通信接口）、I/O扩展接口、电源等部分。整体式PLC整体式PLC的硬件组成，所有单元在同一机壳内环节3

安

全

舒

适

易

用

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课后拓学环节3课前导入

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课后拓学模块式PLC模块式PLC的硬件组成，各部件独立封装成模块，各模块通过总线连接1PLC定义2345PLC的分类PLC的作用硬件结构软件结构环节3课前导入

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课后拓学1PLC定义2345PLC的分类PLC的作用硬件结构软件结构

一般包括系统诊断程序、输入处理程序、编译程序、信息传送程序、监控程序等用户程序系统程序

检查是否满足热启动需要的条件

处理过程数据。用OB块中的程序对中断事件做出反应。环节3课前导入

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课后拓学1.PLC产品出现两级化发展，一种向更高的小型和超小

型PLC发展，举例说说超小型PLC的应用？2.市场上主流的PLC有那些？3.国产PLC由哪些品牌？如何实现弯道车？环节3课前导入

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课后拓学西门子PLC的主要应用领域是机器人和生产线控制、自动化生产流程、能源和建筑自动化。西门子PLC系列包括S7-200、S7-300、S7-400、S7-1200、S7-1500。ABB的PLC主要应用于过程控制和离散制造行业，如化工、水处理、食品和饮料、机床等。

禾川的PLC主要应用于自动化生产流程、机器人控制、汽车制造、工业控制等领域。

三菱的PLC主要应用于机器人控制、自动化生产流程、电力自动化、交通运输、建筑自动化等领域。A：技术创新B：市场份额C：品牌认知D：全球竞争力行业深耕，走产品研发和自主创新道路之路的坚定决心。坚守电梯安全底线

倡导智能绿色发展项目一认识S7-1200PLC

工作任务学习内容任务1认识可编程控制器认识可编程控制器任务2S7-1200PLC硬件电路安装S7-1200PLC硬件系统认知任务3TIA博途软件安装与使用TIA博途软件认知任务4电动机自锁控制程序设计S7-1200程序设计基础

任务2S7-1200PLC硬件系统认知

项目一认识S7-1200PLC1.了解西门子PLC系列产品的分类和特点2.掌握S7-1200PLC的硬件组成和3.掌握S7-1200CPU的外部结构。4.掌握S7-1200PLC的硬件接线原则。5.能够完成S7-1200PLC控制系统连接与接线。任务目标课前导入

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课后拓学环节2任务描述设计并安装一个多功能PLC控制电路板，可以完成多种控制任务。PLC选择CPU1214CAC/DC/Rly，输入设备选择接入三个无源按钮开关，一个有源光电开关。输出设备选择三个带指示灯的中间继电器，一个数码显示器。画出PLC输入输出端电路图，完成电路接线。1.西门子SIMATIC系列PLC产品介绍环节2课前导入

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课后拓学西门子（SIEMENS）公司的PLC产品包括LOGO、S7-200Smart、S7-1200、S7-300、S7-400、S7-1500等。西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性高。S7系列PLC产品可分为微型PLC（如S7-200Smart），小规模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。环节3课前导入

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课后拓学2.S7-1200PLC硬件组成西门子S7-1200PLC采用模块式结构，将主要模块（CPU模块、信号板、信号模块和通信模块等）安装在标准DIN导轨或面板上。用户可以根据自身的需求确定PLC的结构，系统扩展方便。CMCMCMCPUSMSMSMSMSMSMSMSM3个通讯模块模块8个信号模块CPU1214以上允许连接8个I/O单元CPU1212允许连接2个I/O单元CPU1211无法连接I/O单元扩展模块8+3+13.S7-1200PLC的CPU模块的外部结构环节3课前导入

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课后拓学S7-1200PLC的CPU将微处理器、集成电源、输入和输出电路、内置PROFINET、高速运动控制I/O及板载模拟量输入组合到一个设计紧凑的外壳中，形成功能强大的控制器。右表为主要模块的技术参数CPU模块1.CPU模块包括CPU1211C、CPU1212C、CPU1214C、CPU1215C和CPU1217C系列。特征和功能CPU1211CCPU1212CCPU1214CCPU1215CCPU1217CCPU的类型DC/DC/DC、DC/DC/RLY、AC/DC/RLYDC/DC/DC本机数字量I/O点数6/48/614/10本机模拟量I/O通道数2/02/2输入过程映像（I）1024个字节输出过程映像（Q）1024个字节工作存储区50KB75KB100KB125KB150KB装载存储区1MB2MB4MB位存储器（M）4096个字节8192个字节可扩展信号模块个数无28信号板、电池板或通信板1最大本地数字量I/O点数1482284最大本地模拟量I/O通道13196769高速计数器最多可组态6个使用任意内置或信号板输入的高速计数器脉冲输出最多可组态4个使用任意内置或信号板输出的脉冲输出上升沿/下降沿中断点数6/68/812/12脉冲捕获输入点数6814PROFINET接口12数据日志每次最多打开8个每个数据日志为500MB或受最大可用装载存储器用量限制外观尺寸/mm90×100×75110×100×75130×100×75150×100×75环节3课前导入

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课后拓学信号板SB信号板（signalboard，SB）是S7-1200PLC所特有的硬件设置，任何一种CPU模块都可以在其正面安装一块信号板。S7-1200PLC的信号板主要包括数字量输入/输出（DI/DO）板、模拟量输入/输出（AI/AO）板和通信板3（C）环节3课前导入

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课后拓学信号模块SM

S7-1200PLC的信号模块（I/O模块）也称为SM模块，主要用于扩展PLC的输入/输出点数，增加PLC的附加功能。信号模块通常安装在CPU模块的右侧。

信号模块按其信号类型不同，可分为数字量模块和模拟量模块。

数字量模块包括数字量输入模块、数字量输出模块和数字量输入/输出模块。

模拟量模块包括模拟量输入模块、模拟量输出模块和模拟量输出/输出模块。CPU1214以上允许连接8个I/O单元CPU1212允许连接2个I/O单元CPU1211无法连接I/O单元扩展模块8+3+1环节3课前导入

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课后拓学通讯模块SMCPU1214以上允许连接8个I/O单元扩展模块8+3+1S7-1200PLC集成了PROFINET（一种基于工业以太网技术的现场总线）接口，CPU可以通过这个接口与计算机、PROFINETI/O设备及使用标准TCP协议的设备进行通信在CPU的左边，最多还可以安装3个通信模块。这些模块可以是点对点模块、PROFIBUS模块、工业远程通信模块、AS-i接口模块和IO-Link模块。通信模块的能力代表了PLC的组网能力环节3课前导入

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课后拓学3.S7-1200PLC的外部结构环节3课前导入

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课后拓学4.S7-1200PLC的安装与接线S7-1200PLC的CPU标准模块有5种类型，CPU模块有交流和直流两种供电方式，输出方式有继电器输出和晶体管输出。CPU1214CDC/DC/DC:CPU1214CAC/DC/RLY:

CPU1214CAC/DC/RLY的外部接线图环节3课前导入

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课后拓学4.S7-1200PLC的安装与接线（1）供电电源接线。S7-1200PLC有两种供电方式，即DC24V和AC120～240V，供电端子的接线方法如下图。其中，标记为L+/M的电源端子为直流电源端，而标记为L1/N的电源端子为交流电源端，接线时必须首先确认CPU的类型及其供电方式。直流电源接线方法

交流电源接线方法DC/DC/DC、DC/DC/RLY、AC/DC/RLY环节3课前导入

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课后拓学4.S7-1200PLC的安装与接线数字量输入端子接线（a）漏型输入

（b）源型输入图1-14

数字量输入接线

漏型输入：数字量输入公共端1M接24V直流电源的负极源型输入：数字量输入公共端1M接24V直流电源的正极环节3课前导入

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课后拓学4.S7-1200PLC的安装与接线CPU1214CDC/DC/DC:CPU1214CAC/DC/RLY:数字量输出端子接线：晶体管输出的CPU只支持直流信号输出。继电器输出的CPU可以接直流信号，也可以接120～240V的交流信号。

图1-15

数字量输出接线课前导入

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课后拓学环节2任务描述设计并安装一个多功能PLC控制电路板，可以完成多种控制任务。PLC选择CPU1214CAC/DC/Rly，输入设备选择接入三个无源按钮开关，一个有源光电开关。输出设备选择三个带指示灯的中间继电器，一个数码显示器。画出PLC输入输出端电路图，完成电路接线。环节4课前导入

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课后拓学１.PLC及输入输出元件选型常用的输入元件有按钮、开关、行程开关、传感器等，常用的输出设备有继电器-接触器线圈、信号灯、电磁阀等执行元件。环节4课前导入

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课后拓学2.绘制PLCI/O接线图环节4课前导入

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课后拓学3.接线注意事项

图1-15三线式传感器与PLC接线PNP常开型与PLC接线：传感器黑色信号线输出高电平，电流流入PLC数字量输入端。接线时，PLC的公共端1M与直流24V电源负极相连，棕色线与直流电源正极相连，蓝色线与电源负极相连。NPN常开型与PLC接线：传感器黑色信号线输出低电平，电流流出PLC数字量输入端。接线时，PLC的公共端1M与直流24V电源正极相连，棕色线与直流电源正极相连，蓝色线与电源负极相连。环节4课前导入

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课后拓学4.电路自检环节4课前导入

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课后拓学5.上电检测

倡导智能绿色发展项目一认识S7-1200PLC

工作任务学习内容任务1认识可编程控制器认识可编程控制器任务2S7-1200PLC硬件电路安装S7-1200PLC硬件系统认知任务3TIA博途软件安装与使用TIA博途软件认知任务4电动机自锁控制程序设计S7-1200程序设计基础

任务3TIA博途软件安装与使用

项目一认识S7-1200PLC1.介绍博途软件的组成。2.TIAV16软件的安装条件和安装方法。3.TIAV16软件常用的操作方法。4.应用博途软件创建一个项目。任务目标课前导入

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课后拓学环节2任务描述

使用博途STEP7软件创建一个新项目，添加设备CPU1214CDC/DC/DC、信号模块SM1223DI8/DQ8×24VDC和通讯模块CM1242-5，并完成硬件设备的组态。1.TIA博途软件的组成环节2课前导入

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课后拓学

TIA

博途

STEP71.硬件组态2.编辑PLC程序TIA

是Tota11y

integrated

automation

的缩写，意思是全集成自动化软件。

TIA

博途

WINCC1.人机交互界面HMI2.数据采集与监控

TIA

博途Startdrive1.配置G系列变频器2.调试G系列变频器

环节3课前导入

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课后拓学2.TIA博途软件的安装TIA博途STEP7V16.1专业版。运行该软件推荐的计算机配置配

置要

求操作系统MicrosoftWindows7或更高处理器Intel®Core™i5-6440EQ３.４

GHz或更高内存16GB或更大（大型项目为32GB以上）硬盘50GB的固态硬盘或更大环节3课前导入

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课后拓学3.TIA博途STEP7

软件操作界面概述TIA博途软件在自动化项目中可以使用两种不同的视图，Portal视图或者项目视图Portal视图是一种面向任务的视图，初次使用者可以快速上手，并进行具体的任务选择。

项目视图项目视图中直接访问所有的组件、编辑器、参数及数据，并进行高效的组态和编程。课前导入

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课后拓学环节2任务描述

使用博途STEP7软件创建一个新项目，添加设备CPU1214CDC/DC/DC、信号模块SM1223DI8/DQ8×24VDC和通讯模块CM1242-5，并完成硬件设备的组态。环节4课前导入

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课后拓学１.新建项目

2.添加新设备：在TIA博途软件中添加新设备选择的订货号和版本号

必须和实际硬件完全匹配，否则无法正常工作。

3.硬件组态：设备组态的任务就是在设备和网络编辑器中生成一个与实

际的硬件系统对应的虚拟系统，模块的安装位置和设备之间

的通信连接，都应与实际的硬件系统完全相同。4.设备组态编译5.项目下载：下载前需要对CPU和计算机进行正确的通信设置

倡导智能绿色发展项目一认识S7-1200PLC

工作任务学习内容任务1认识可编程控制器认识可编程控制器任务2S7-1200PLC硬件电路安装S7-1200PLC硬件系统认知任务3TIA博途软件安装与使用TIA博途软件认知任务4电动机自锁控制程序设计S7-1200程序设计基础

任务4S7-1200程序设计基础

项目一认识S7-1200PLC1.掌握S7-1200PLC主要编程语言2.了解S7-1200PLC物理存储器，掌握系统存储区。3.掌握PLC的基本数据类型。4.能够完成电动机自锁控制的程序设计和运行调试。任务目标课前导入

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课后拓学环节2任务描述

三相异步电动机全压起动控制要求：对某小型异步电动机进行全压起动，要求按下启动按钮SB2，接触器KM线圈得电，其主触点闭合使电动机全压启动，其辅助常开触点闭合自锁，电动机连续运行；按下停止按钮SB1，电动机停止运行。如果电动机过载，热继电器触点FR动作也，电动机停止运行。图1-50所示为继电器控制的电气原理图，现用S7-1200PLC为控制器，CPU模块采用CPU1214AC/DC/RLY。完成三相异步电动机全压起动控制。1.S7-1200的编程语言环节3课前导入

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课后拓学PLC程序设计主要面向的是企业电气技术人员，因此编程语言应采用面对控制过程和控制问题的语言，便于工程技术人员使用。IEC提供了四种内部操作语言和一个结构化语言定义，即梯形图、指令表、功能块图、顺序功能图和结构化文本。S7-1200使用梯形图（LAD）、功能块图（FBD)和结构化控制语言（SCL)这三种编程语言。

梯形图是S7-1200PLC编程中使用最多的语言，优点直观易懂。

梯形图程序由一个或多个程序段构成，每个程序段由三个基本要素构成，其中

左、右垂直线称为左、右母线。1.触点表示逻辑输入条件，如开关、按钮和寄存器等；2.线圈表示逻辑输出结果，控制外部的指示灯、接触器、电磁阀；3.功能块包括定时器、计数器及数学运算等。1.S7-1200的编程语言环节3课前导入

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课后拓学梯形图程序由一个或多个程序段构成，每个程序段由三个基本要素构成。1.触点表示逻辑输入条件，如开关、按钮和寄存器等；2.线圈表示逻辑输出结果，控制外部的指示灯、接触器、电磁阀；3.功能块包括定时器、计数器及数学运算等。环节3梯形图三要素编写梯形图程序应遵循以下规则。课前导入

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课后拓学环节3编写梯形图程序应遵循以下规则。a梯形图常采用程序段结构。清晰的程序段结构有利于程序的调试，编译时能够明确指出错误语句所在的程序段，且不增加程序的长度。b梯形图必须遵循顺序执行的原则，即从左到右、从上到下执行，每行都是起于左母线，经触点或功能块，终止于软继电器线圈或右母线，触点不能放在线圈的右侧，且不能与右母线直接相连。如图所示。c同一个编号的线圈不能多次使用，否则会出现双线圈问题，双线圈输出很容易引起误动作，应尽量避免。课前导入

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课后拓学环节3课前导入

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课后拓学装载存储器：装载存储器是非易失性存储器，主要用于存储用户程序、数据和组态。该存储器位于存储卡（如果存在）或CPU中，能够在断电后继续保持。项目下载后，首先会存储在装载存储器中工作存储器：工作存储器是易失性存储器，该存储器在断电后将丢失数据，而在恢复供电时由CPU恢复数据。在执行用户程序时，CPU会将一些项目内容（如组织块、函数块、数据块等）从装载存储器复制到工作存储器。2.

PLC的物理存储器0201环节3课前导入

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课后拓学03系统存储器：系统存储器是CPU为用户程序提供的存储器组件。系统存储器划分为若干个地址区，设计程序时可以在相应的地址区内直接寻址。常用的系统存储器包括输入映像寄存器、输出映像寄存器、位存储器、数据块、局部变量存储器、定时器、计数器等环节3课前导入

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课后拓学3.PLC的工作过程PLC采用循环扫描的工作方式即“顺序扫描，循环工作”。当PLC正常运行时，它将根据用户按控制要求编制的程序，按照指令序号循环扫描。输入采样程序执行输出刷新扫描周期根据PLC梯形图程序扫描原则，CPU按先左后右、先上后下的顺序逐点扫描。对输出映像寄存器来说，每一个元件（软继电器）的状态都会随着程序执行过程而变化在所有指令执行完毕后，输出映像寄存器中所有输出继电器的状态（接通/断开）在输出刷新阶段转存到输出锁存器中，通过一定方式驱动外部负载。CPU首先扫描所有输入端子，并将各输入状态存入对应的输入映像寄存器中。此时，输入映像寄存器被刷新，接着进入程序执行阶段。环节3课前导入

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课后拓学3.PLC的工作过程输入采样程序执行输出刷新扫描周期环节3课前导入

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课后拓学输入映像寄存器(I):是PLC用来接受外部输入信号的窗口，工程上经常将它称为输入继电器。输入映像寄存器I的每个位对应一个数字量输入点，在输入采样阶段，CPU对输入点进行采样，并将采样值存放在输入映像寄存器中。输入映像存储器一般以位为单位存取，也可以以字节、字、双字为单位存取。4.系统存储区输出映像寄存器(Q):输出映像寄存器是PLC向外部负载发出控制命令的窗口，工程上经常将它称为输出继电器。输出映像寄存器Q的每个位对应一个数字量输出点，在输出刷新阶段，CPU将输出映像寄存器的数据传送至输出模块，再由输出模块驱动外部负载。环节3课前导入

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课后拓学位存储器（M）：也称内部线圈，用来存放中间操作状态或其他相关的数据。位存储器一般以位为单位存取，也可以以字节、字、双字为单位存取。数据块（DB）:在程序执行过程中存放中间结果，或用来保存与工序或任务有关的其他数据，它主要分为全局数据块和背景数据块两类4.系统存储区环节3课前导入

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课后拓学5.PLC的基本数据类型S7-1200PLC的数据类型主要用来描述数据的长度和属性。数据类型1数据类型符号位数取值范围举例位Bool10、10、1、TRUE、FALSE字节Byte816#00～16#FF16#01、2#00011110字Word1616#0000～16#FFFF16#0100、123双字DWord3216#00000000～16#FFFFFFFF16#12AB、

字符Char816#00～16#FF‘a’、CHRA#‘A’双字符WChar16-128～127‘中’、WCHAR#‘国’整数Int16-32768～32767−12、23双整数DInt32-2147483648～2147483647−122345、12345无符号字节USInt80～255123无符号整数UInt160～6553516#123、32无符号双整数UDInt320～429496729516#12FED、536325浮点数Real320～0.1、−0.05时间Time32T#-24d_20h_31m_23s_648ms～T#24d_20h_31m_23s_647msT#−2d_2h_2m、T#30ms日期Date16D#1990-1-1～D#2169-06-06D#2021-01-01环节3课前导入

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课后拓学数值与数码2①二进制的表达:二进制数的1位（bit）只能取0和1这两个不同的值，可以用来表示开关量的两种不同的状态。如：触点的断开和接通，线圈的通电和断电。用B来表示二进制常数，例如“B10111010”。将二进制数的各位（从右往左第n位）乘以对应的位权（*2(n-1)次方）并将结果累加求和可得其大小。如B10111010=128+0+32+16+8+0+2+0=186②二进制数的大小：

③十六进制数的引入：十六进制的16个数字是0～9和A～F，四位二进制数对应一个十六进制常数。用H来表示十六进制常数，例如“B1010111011110111”可转换为HAEF7。环节3课前导入

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课后拓学地址格式3S7-1200PLC通过访问存储器地址来存取数据。根据数据类型的不同，其存储器的地址格式也不同，如位地址、字节地址、字地址、双字地址等格式。位地址

位数据的值为“0”或“1”，其存储地址称为位地址。位地址由区域标识符、字节地址和位地址组成，格式为Ax.y。例如，如下图所示，位地址I4.5中，I（输入映像寄存器）为存储器的区域标识符，4为字节地址，5为位地址，字节地址4与位地址5之间用点号“.”隔开，MSB和LSB分别指字节中的最高位和最低位。环节3课前导入

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课后拓学地址格式3如位地址、字节地址、字地址、双字地址等格式。字节地址格式：字节数据是由8位二进制数组成的，其存储地址称为字节地址。字节地址由区域标识符、字节标识B和字节地址组成，格式为ABy字地址格式：相邻两个字节组成一个字数据，其存储地址称为字地址。字地址由区域标识符、字标识W和起始字节地址组成，格式为AWy双字地址格式：相邻两个字节组成一个双字，其存储地址称为双字地址。双字地址由区域标识符、双字标识D和起始字节地址组成，格式为ADy2345其他地址格式：除位地址、字节地址、字地址和双字地址格式外，在S7-1200PLC中还包括定时器存储器（T）、计数器存储器（C）、数据块（DB）等特殊地址格式。这些地址由区域标识符A和元件号y组成，其格式为Ay。例如，定时器T24中，T（定时器）为区域标识符，24为定时器号课前导入

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课后拓学环节2任务描述

三相异步电动机全压起动控制要求：对某小型异步电动机进行全压起动，要求按下启动按钮SB2，接触器KM线圈得电，其主触点闭合使电动机全压启动，其辅助常开触点闭合自锁，电动机连续运行；按下停止按钮SB1，电动机停止运行。如果电动机过载，热继电器触点FR动作也，电动机停止运行。图1-50所示为继电器控制的电气原理图，现用S7-1200PLC为控制器，CPU模块采用CPU1214AC/DC/RLY。完成三相异步电动机全压起动控制。课前导入

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课后拓学环节21.选择输入输出元件，分配I/O地址。2.硬件电路设计环节3课前导入

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课后拓学

3.梯形图程序设计4.任务创建与调试博途项目创建步骤1.硬件组态2.PLC变量表3.梯形图程序设计4.程序仿真与调试5.系统联机调试

倡导智能绿色发展项目二基本指令应用

任务2.1电动机正反转控制程序设计与实现项目一认识S7-1200PLC1.基本触点指令和输出线圈指令的名称、符号、功能和应用。2.触点串联（与）指令和触点并联（或）指令的符号、功能和应用。3.置位（域）、复位（域）输出指令的符号和应用。4.SR置位/复位和RS复位/置位触发器指令的符号和应用。5.电动机正反转控制系统安装、调试与运行。6.电动机顺启逆停控制系统安装、调试与运行。任务目标课前导入

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课后拓学环节2任务描述

图2-1电动机正反转继电器控制电气图

在生产设备中，很多运动部件需要实现相反方向的运动，例如工作台前后、左右、上下运动，电梯的上升下降运动，机床主轴正反转控制。这些运动实际是通过电动机正反转来实现的。三相异步电动机正反转运行的继电器控制电路如图2-1所示。本次任务采用PLC控制实现电动机正反转控制功能。位逻辑指令应用环节3课前导入

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课后拓学位逻辑指令主要指对PLC存储器中的某一位进行操作的指令，它的操作数是位。位逻辑指令包括触点指令和线圈指令两大类。1.基本触点指令环节3课前导入

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课后拓学基本触点指令包括常开触点指令、常闭触点指令和取反指令3类，每一位有1和0两种状态，1表示被激活状态，0表示不激活状态。名

称指令格式功

能操作数常开触点

操作数（指定位）的状态为“1”（ON）时闭合，状态为“0”（OFF）时断开I、Q、M、L、T、C常闭触点

操作数的状态为“1”（ON）时断开，状态为“0”（OFF）时闭合取反

对逻辑运算结果（RLO）的信号状态进行取反；输入端（左端）为“1”时，输出端（右端）为“0”；输入端（左端）为“0”时，输出端（右端）为“1”无梯形图内部输入触点（I）的闭合与断开仅与输入映像寄存器相应位的状态有关，与外部输入按钮、接触器、继电器的常开/常闭接法无直接关系。外部输入触点接通，则输入映像寄存器相应位为

1，则梯形图中对应的常开触点闭合，常闭触点断开。外部输入触点断开，输入映像寄存器相应位为

0，则梯形图中对应的内部常开触点断开，常闭触点闭合。2.基本输出指令环节3课前导入

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课后拓学基本输出指令包括线圈（赋值）指令和反向输出线圈（赋值取反）指令两类，基本输出指令格式和功能如下表所示环节3课前导入

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课后拓学【指令用法】分析下图所示梯形图中Q0.0～Q0.3的状态。环节3课前导入

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课后拓学【典型应用】

消防水泵启动优先控制I0.0为消防水泵启动按钮，I0.1为停止按钮，Q0.0为水泵接触器。按下I0.0，水泵运行，按下停止按钮，水泵停止运行。若同时按下I0.0和I0.1，则启动优先。启动优先停止优先环节3课前导入

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课后拓学3.与指令和或指令位逻辑指令按照控制要求进行逻辑组合，便可以构成基本的逻辑控制，即“与”“或”及其组合。【指令用法】请分析图2-4所示梯形图中Q0.0～Q0.1的状态。环节3课前导入

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课后拓学3.与指令和或指令位逻辑指令按照控制要求进行逻辑组合，便可以构成基本的逻辑控制，即“与”“或”及其组合。【指令用法】请分析图2-4所示梯形图中Q0.0～Q0.1的状态。环节3课前导入

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课后拓学3.与指令和或指令【典型应用】电动机两地控制甲乙两地都可控制电动机的启动和停止：按下甲地启动按钮I0.0，电动机启动运转；按下甲地停止按钮I0.2，电动机停止运转。按下乙地启动按钮I0.1，电动机启动运转；按下乙地停止按钮I0.3，电动机停止运转。环节3课前导入

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课后拓学4.置位复位指令

置位指令的功能是使操作数的状态置“1”并保持接通状态，直到对其进行复位操作。复位指令的功能是使操作数的状态置为“0”并保持断开状态。直到对其进行置位操作。【指令用法】【指令格式和功能】环节3课前导入

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课后拓学5.置位域/复位域指令

对一个位地址的变量置位复位时，通常使用置位复位指令。对多位地址变量置位复位时，通常采用置位复位位域指令。【指令用法】【指令格式和功能】环节3课前导入

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课后拓学6.置位复位优先触发器复位/置位(RS)触发器也叫置位优先触发器，置位/复位（S/R）触发器也叫复位优先触发器。RS触发器当入口参数“S1”端和“R”端都有信号输入时，该指令做置位处理。SR触发器当入口参数“S”端和“R1”端都有信号输入时，该指令做复位处理。指令用法指令格式环节3课前导入

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课后拓学【典型应用】三人抢答器控制

抢答器有I0.0、I0.1和I0.2三个输入按钮，对应输出分别为Q1.0、Q1.1和Q1.2，复位输入按钮为I0.4。控制要求：三人中任意抢答，谁先按动抢答按钮，谁的指示灯优先亮，且只能亮一盏灯，进行下一个问题时主持人按复位按钮，抢答重新开始。课前导入

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课后拓学环节2任务描述电动机正反转控制要求如下：按下正转按钮SB2，KM1线圈得电，KM1主触点闭合，三相异步电动机正转，此时禁止电机反转；按下反转按钮SB3，KM2线圈得电，KM2主触点闭合，三相异步电动机反转，此时禁止电机正转；在任何时候按下停止按钮，电机立即停止。当电动机过载时，热继电器FR常闭触点断开，电动机停止。为了确保KM1、KM2不会同时接通导致主电路短路，接触器继电器控制电路中采用了接触器KM1、KM2常闭触点互锁结构。课前导入

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课后拓学环节21.选择输入输出元件，

分配I/O地址。2.硬件电路设计除PLC编程实现软件互锁外，还需要通过硬件控制电路的连接实现硬件互锁。环节3

3.梯形图程序设计4.任务创建与调试博途项目创建步骤1.硬件组态2.PLC变量表3.梯形图程序设计4.程序仿真与调试5.系统联机调试程序段1：电动机正转程序段2：电动机反转线圈互锁：避免主电路短路按钮互锁：正反转直接切换外接常闭触点：热继电器FR课前导入

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课后拓学课前导入

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课后拓学环节2任务描述拓展任务

两台电机顺序启动逆序停止控制系统设计某车床主轴运转时，要求油泵先给齿轮箱提供润滑油，然后再启动主电机。即要求润滑油油泵电机M1启动后才允许主电机M2启动；设备停机时，要求M2停止后M1才能停止。设计两台电机顺序启动逆序停止PLC控制系统。控制要求：按下油泵电机的启动按钮SB0时，油泵电机M1开始启动，随后按下主电机的启动按钮SB2时，主电机M2才能启动；按下主电机的停止按钮SB3时，M2停止，随后按下油泵电路的停止按钮SB1时，M1才能停止，其时序图如图所示。图

车床主轴运转的时序图课前导入

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课后拓学环节21.选择输入输出元件，

分配I/O地址。2.硬件电路设计环节3

3.梯形图程序设计4.任务创建与调试博途项目创建步骤1.硬件组态2.PLC变量表3.梯形图程序设计4.程序仿真与调试5.系统联机调试程序段1：油泵电机运行程序段2：主轴电机运行课前导入

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课后拓学

倡导智能绿色发展项目二基本指令应用

任务2.2故障信息显示控制系统安装与调试项目二基本指令应用（1）掌握边沿检测指令的格式和应用（2）掌握边沿检测线圈指令的格式和应用（3）掌握P触发器（P-TRIG）、N触发器(N-TRIG)的格式和应用（4）能够设置时钟存储器字节得到某些特定频率的脉冲输出（5）

能够完成故障信息显示控制系统安装、调试与运行任务目标课前导入

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课后拓学环节2任务描述自动化生产线出现设备故障时，控制系统指示灯闪烁报警，提示运行维护工作人员。操作员按下复位按钮后，如果故障消失，则指示灯灭，如果故障没有消失，则指示灯转为常亮，直到故障排除。应用PLC的基本逻辑指令完成该工作任务。1.扫描操作数信号边沿指令环节3课前导入

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课后拓学扫描操作数信号边沿指令能够检测位操作数状态的变化。按照检测信号方向的不同，扫描操作数信号边沿指令分为上升沿检测（

）和下降沿检测（）两类。指令格式环节3课前导入

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课后拓学M0.0和M0.1为上升沿和下降沿存储位。用来存储上一个扫描周期中I0.0的状态。指令用法分析下图梯形图程序。I0.0接通和断开时Q0.0和Q0.1的状态。

2.边沿检测线圈指令环节3课前导入

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课后拓学边沿检测线圈指令分为上升沿检测线圈（P）和下降沿检测线圈（N）两类名

称梯形图符号功

能操作数上升沿检测线圈

当检测到进入线圈的信号为正跳变时，“OUT”输出一个扫描周期的高电平，M_BIT用来保存上个扫描周期线圈输入端的状态。I、Q、M、L下降沿检测线圈

当检测到进入线圈的信号为负跳变时，“OUT”输出一个扫描周期的高电平，M_BIT用来保存上个扫描周期线圈输入端的状态。I、Q、M、L环节3课前导入

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课后拓学M0.1和M0.3用来存储上一个扫描周期线圈输入端的状态。该指令可以放置在程序段中的任何位置。边沿检测线圈指令不会影响逻辑运算结果，其输入的逻辑运算结果会被立即送入线圈的输出端。指令用法分析下图梯形图程序。I0.0接通和断开时各存储器的状态。

环节3课前导入

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课后拓学3.扫描ROL的信号边沿指令指令用法指令格式扫描ROL（能流）的信号边沿指令主要用来检测CLK输入端状态的变化，边沿指令分为上升沿检测（P_TRIG）和下降沿检测（N_TRIG）两类。环节3课前导入

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课后拓学【典型应用】一键启停程序一个按钮I0.0控制指示灯Q1.0的亮灭。要求按动一次按钮I0.0，输出Q1.0亮，再按动一次按钮，输出Q1.0灭；重复以上。当Q1.0状态为0时（灯灭）当Q1.0状态为1时（灯亮）课前导入

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课后拓学环节2任务描述故障信息显示系统控制要求：I0.0为故障信号，设备有故障时为ON，无故障时为OFF。从故障信号I0.0的上升沿开始，Q0.0控制的指示灯以2Hz的频率闪烁，操作员按下复位按钮I0.1后，如果故障消失，则指示灯灭，如果故障没有消失，则指示灯转为常亮，直到故障消失。图

故障信息显示控制系统的时序图课前导入

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课后拓学环节21.选择输入输出元件，

分配I/O地址。2.硬件电路设计环节3

3.梯形图程序设计程序段1：短时故障，闪烁程序段2：长时故障，常亮程序段3：故障显示灯课前导入

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课后拓学环节3

3.梯形图程序设计4.任务创建与调试博途项目创建步骤1.硬件组态2.PLC变量表3.梯形图程序设计4.程序仿真与调试5.系统联机调试课前导入

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课后拓学如何设置时钟存储器字节？得到某些特定频率（如5Hz、2.5Hz、2Hz、1.25Hz、1Hz、和0.5Hz）的脉冲输出打开PLC设备视图，选中CPU后，选中巡视窗口的“属性／常规／脉冲发生器／系统和时钟存储器”，勾选“启用时钟存储器”，时钟存储器字节的地址为１。M1.3为频率为２HZ的时钟脉冲。

任务2.3水塔水位监控报警系统设计项目二基本指令应用（1）定时器背景数据块介绍（2）TON接通延迟定时器的工作原理及应用（3）TOF关断延迟定时器的工作原理及应用（4）TP脉冲定时器的工作原理及应用（5）TOF关断延迟定时器的工作原理及应用（5）水池水位监控与报警控制系统安装、调试与运行。（6）带有定时功能的四组抢答器任务目标课前导入

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课后拓学环节2任务描述定时器是PLC中最常用的编程元件之一，其功能与继电器控制系统中的时间继电器相同，起到时间控制的作用。与时间继电器不同的是定时器有无数对常开/常闭触点供用户编程使用。本次工作任务“水池水位监控与报警控制”和拓展任务“带定时功能的四人抢答器”都用到了定时控制。S7-1200PLC有4种定时器，它们分别是脉冲定时器TP、接通延迟定时器TON、关断延迟定时器TOF和保持型接通延迟定时器TONR。S7-1200使用符合IEC标准的定时器指令，每个定时器都使用一个数据块DB来保存定时器数据。IEC定时器属于功能块，调用时需要指定配套的背景数据块，定时器指令的数据保存在背景数据块中。ET为定时开始后经过的时间，或称当前值，PT为定时器的设定值。它们的数值类型为32位的Time。S7-1200PLC有4种定时器，它们分别是脉冲定时器TP、接通延迟定时器TON、关断延迟定时器TOF和保持型接通延迟定时器TONR。环节3课前导入

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课后拓学图2-33定时器操作图2-34

调用选项1.接通延时定时器指令环节3课前导入

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课后拓学T0N的使能输入端IN从断开变为接通时，当前值ET从0开始增加，定时器开始计时；当当前值ET大于等于设定值PT时，输出端Q的状态从“0”变为“1”。当前值ET保持不变。指令格式IN引脚（使能输入端）用于启用定时器PT引脚用于存储定时器的预设值Q引脚用于连接定时器的状态输出ET引脚用于存储定时器的当前值环节3课前导入

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课后拓学I0.0为0N,T0N开始计时，ET当前值上升，当ET=PT时，即10S后，Q0.0灯点亮。指令用法分析下图梯形图程序。预设值为10S,I0.0接通和断开时Q0.0的状态。

环节3课前导入

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课后拓学【典型应用】水泵顺序启停控制当Q0.0状态为1时（电机1工作）当Q0.1状态为1时（电机2工作）若泵站中有两台水泵电机，按下启动按钮，第一台水泵运行，30s后第二台水泵开始启动；按下停止按钮，两台电机同时停止。请编程实现水泵顺序启停控制。2.断开延时定时器指令环节3课前导入

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课后拓学断开延时定时器（TOF）用于将输出端Q的复位操作延时PT指定的一段时间。环节3课前导入

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课后拓学按钮I0.0接通，Q0.0立即接通，当前值ET清零。I0.0断开，延时10S后Q0.0灭。指令用法分析下图梯形图程序。I0.0接通和断开时Q0.0的状态。

环节3课前导入

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课后拓学【典型应用】

两台电机的顺序启动逆序停止控制若生产线中有两台电机，按下启动按钮后，第一台电机开始运行；30s后，第二台电机开始运行；按下停止按钮后，第二台电机立即停止，30s后，第一台电机停止。请编程实现两台电机的顺序启动逆序停止控制。环节3课前导入

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课后拓学3.脉冲定时器指令指令用法指令格式脉冲定时器可以输出一段预定宽度的脉冲，实际项目中用于设计定时时长。按下按钮I0.0，Q0.0指示灯亮且仅亮10S。I0.0断开，则当前值ET清零。环节3课前导入

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课后拓学【指令用法】脉冲定时器的复位环节3课前导入

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课后拓学4.保持型接通延时定时器指令指令用法指令格式保持型接通延时定时器（TONR）也称为累计型定时器。指令中R引脚为复位输入，用于将定时器的当前值清零，按下按钮I0.0，Q0.0指示灯亮且仅亮10S。I0.0断开，则当前值ET清零。环节3课前导入

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课后拓学4.保持型接通延时定时器指令指令用法指令格式按下按钮I0.0，累计10S后Q0.0指示灯亮。松开按钮I0.0，则灯任然亮，按下复位I0.1,当前值ET清零。环节3课前导入

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课后拓学【典型应用】用定时器实现一个周期振荡电路占空比是指电路被接通的时间占整个电路工作周期的百分比。例如，某电路在一个工作周期中有一半时间被接通了，那么它的占空比就是50%。但要得到任意周期或任意占空比的脉冲输出，通常采用两个延时通电定时器构成一个周期振荡电路。如图2-31所示梯形图Q1.0输出一个通1秒断2秒的周期振荡电路。环节3课前导入

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课后拓学【典型应用】灯光闪烁请设计一个灯光闪烁程序，要求按下启动按钮I0.0，红灯Q0.0亮2秒灭3秒，累计点亮达半小时自行关闭。课前导入

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课后拓学环节2任务描述图2-34

水池水位监控报警控制示意图（1）进水控制

如图2-34所示，当水池水位低于低水位界（SL4为ON）时，电磁阀YV打开进水；当水位高于水池高水位界（SL3为ON）时，电磁阀YV关闭。（2）进水及报警显示

进水阀打开时，指示灯HL点亮；如果电磁阀打开10s后，SL3不为ON，表示没有进水，出现故障，此时系统关闭电磁阀，指示灯HL按亮2s灭1s周期闪烁。（3）抽水控制

当SL4为OFF且水塔水位低于底水位界（SL2为ON）时，电动机M起动运转，开始抽水；当水塔水位高于高水位界（SL1为ON）时，电动机M停止运行，抽水完毕。

（4）保护措施

系统具有必要的短路保护和过载保护。

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课后拓学环节21.选择输入输出元件，

分配I/O地址。2.硬件电路设计元

件I/O地址控制说明输

入SL1水塔高水位传感器I0.0水塔水位处于高水位时，I0.0的状态为ON，停泵信号SL2水塔低水位传感器I0.1水塔水位处于低水位时，I0.1的状态为ON，开泵信号SL3水池高水位传感器I0.2水池水位处于高水位时，I0.2的状态为ON，停止进水SL4水池低水位传感器I0.3水池水位处于低水位时，I0.3的状态为ON，进水信号复位按钮I0.4按下复位按钮，I0.4的状态为ON输

出指示灯Q0.0Q0.0周期闪烁，进水阀发生故障Q0.0常亮，水池进水显示水泵电机Q0.1水塔水位低于SL2且水池水位高于SL4，水泵工作水塔水位高于SL1，水泵停止进水阀Q0.2水池水位低于SL4，进水阀打开水池水位达到于SL3或故障情况下，进水阀停止环节3

3.梯形图程序设计课前导入

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课后拓学环节3

3.梯形图程序设计4.任务创建与调试博途项目创建步骤1.硬件组态2.PLC变量表3.梯形图程序设计4.程序仿真与调试5.系统联机调试课前导入

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课后拓学“CPU1214CAC/DC/RLY”→“6ES7214→1AG40→0XB0（设备订货号）课前导入

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课后拓学环节2任务描述拓展任务

带有定时功能的四组抢答器在主持人按下开始按钮2min内，若有队伍抢答，则抢答成功的组对应的指示灯点亮，并锁定抢答器，其余队伍无法再抢答；若2min内无人抢答或主持人按下复位按钮，复位指示灯闪烁5

s后熄灭，闪烁频率为2Hz。课前导入

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课后拓学环节21.选择输入输出元件，

分配I/O地址。2.硬件电路设计输

入输

出元

件I/O地址备

注元

件I/O地址备

注SB0