可编程控制器应用技术（第2版）423

可编程控制器应用技术可编程控制器基础项目一可编程控制基础可编程控制器（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。项目导读可编程控制基础知识目标了解PLC的产生、定义、发展历程和趋势。了解PLC的分类和应用。了解PLC的组成。了解西门子S7-1200PLC的硬件系统、工作原理和开发环境素质目标通过了解中国科技的飞速发展，增强民族认同感和自信心。通过了解PLC行业的发展前景，确立职业目标。技能目标能够完成西门子S7-1200PLC的安装和接线。能够正确安装和使用TIA博途软件。项目一初识可编程控制器任务一认识西门子S7-1200PLC任务二什么是可编程控制器？可编程控制器有什么用处？这些都是初学者较为关注的问题。通过学习本任务，请完成任务实施中的竞赛。任务描述任务一

初识可编程控制器任务分析

学习可编程控制器的基础知识，包括可编程控制器的产生、定义、发展、分类及主要应用，以及可编程控制器的组成，并认识市场上主流的可编程控制器，然后完成竞赛。任务一

初识可编程控制器预备知识

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。它集计算机技术、控制技术、通信技术于一体，具备逻辑控制、过程控制、运动控制、数据处理和联网通信等功能，被公认为现代工业自动化的三大支柱之一。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。任务一

初识可编程控制器输出电流可达2A，可以直接驱动电磁阀8系统功能扩展和升级方便10成本上可以和继电器控制装置竞争6体积小于继电器控制装置4维护方便，最好是插件式2编程简单，可现场修改程序1可靠性高于继电器控制装置3数据可以直接送入管理计算机5输入信号可以是交流电压110～220V7用户存储器容量大于4KB且能扩展91969年美国数字设备公司根据以下要求，研制出了世界上第1台可编程序控制器PDP-14PLC的产生任务一

初识可编程控制器1980年，美国电气制造商协会（nationalelectronicmanufactureassociation，NEMA）将可编程序逻辑控制器正式命名为可编程控制器（programmablecontroller），简称PC。但人们为了与个人计算机相区别，仍称它为PLC。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。PLC的定义任务一

初识可编程控制器20世纪90年代中20世纪80年代初20世纪70年代中末20世纪70年代初人们将微处理器技术引入PLC中，增加了PLC的运算、数据传送及处理功能。此时的PLC成为了真正具有计算机特征的工业控制装置实用化发展阶段超快的运算速度，超小型的体积，可靠的工业抗干扰能力，强大的模拟量运算功能，以及高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。成熟阶段PLC的发展呈现出大规模、高速度、高性能、产品系列化的特点。发展最快PLC的模拟量处理能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力等都有了大幅度提高，并逐渐进入过程控制领域。如今非常成熟随着远程I/O（输入/输出）和通信网络、数据处理及图像显示的发展，PLC成为实现工业生产自动化的三大支柱之一PLC的发展历程任务一

初识可编程控制器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。PLC的发展趋势任务一

初识可编程控制器整体式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按结构形式分类：PLC的分类任务一

初识可编程控制器按功能分类：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PLC多为

中档机，而大型PLC多为高档机。按I/O点数分类：根据其I/O点数的多少，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

PLC的分类任务一

初识可编程控制器数据处理工业过程控制运动控制开关量逻辑控制通信和联网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。取代传统的继电器-接触器控制，实现逻辑控制和顺序控制。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。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。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PLC的应用任务一

初识可编程控制器PLC的组成任务一

初识可编程控制器

软件系统12

硬件系统PLC硬件系统任务一

初识可编程控制器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。1整体式PLC整体式PLC的硬件组成，所有单元在同一机壳内PLC硬件系统任务一

初识可编程控制器2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0105020304PLC硬件系统任务一

初识可编程控制器尽管整体式PLC与模块式PLC的结构不太一样，但各部分的功能是相同的，主要硬件组成包括CPU输入/输出单元也称I/O单元或I/O模块存储器外设I/O接口智能接口模块PLC硬件系统任务一

初识可编程控制器在PLC中，CPU在系统监控程序的控制下，通过循环扫描方式，将外部输入信号的状态写入输入映像寄存器中，PLC进入运行状态后，从存储器中逐条读取用户指令，按指令规定的任务进行数据传送、逻辑运算、算术运算等操作，然后将结果送到输出映像寄存器中。PLC硬件系统任务一

初识可编程控制器PLC的存储器按照读写方式不同，可分为只读存储器和随机存储器；按照用途和功能不同，可分为系统程序存储器和用户存储器。

系统程序存储器主要存放PLC生产厂家编写的系统程序并固化在只读存储器中，用户不能访问和修改；而用户存储器专门用来存储用户的程序和数据，常存放在可电擦除可编程的只读存储器（EEPROM）和随机存储器（RAM）中由于系统程序与用户无直接联系，所以在PLC产品样本或使用手册中所列存储器的形式及容量是指用户存储器。为避免出现用户存储器容量不够用的情况，许多PLC提供了存储器扩展功能PLC硬件系统任务一

初识可编程控制器输入/输出单元外设I/O接口智能接口模块是PLC与工业生产现场之间的连接部件。PLC输入单元是将外部电路的状态或数据，通过光电耦合电路送至PLC内部电路中。PLC输出单元是将PLC的输出信号转换为可以驱动外部电路的信号，以便控制执行元件通信接口与监视器、打印机、其他PLC、计算机等设备实现信息交互。例如，PLC可以通过Profibus通信接口与其他PLC连接，组成多机系统或连成网络，实现更大规模的控制；可以通过以太网通信接口与计算机连接，组成多级分布式控制系统，实现控制与管理相结合为了适应较复杂的控制需要，PLC还有一些智能接口模块，也称为智能控制单元，如PID模块、高速计数器模块、温度控制模块等。这类模块大多带有单独的CPU，有一定的数据处理能力PLC软件系统任务一

初识可编程控制器

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、监控程序等用户根据控制要求编写的应用程序，主要功能包括以下3个方面。（1）检查是否满足热启动需要的条件，如限位开关是否在正确位置。（2）处理过程数据。例如，用数字量输入信号来控制数字量输出信号，读取和处理模拟量输入和输出模拟量等。（3）用OB（组织块）中的程序对中断事件做出反应。例如，在诊断错误终端组织块中发出报警信号，以及处理异常信号等。系统程序用户程序市场上主流的PLC任务一

初识可编程控制器美国欧洲日本生产大国，A-B（罗克韦尔）公司是其最大制造商制造商包括德国的西门子公司、法国的TE公司、施耐德电气公司等三菱、欧姆龙、松下、富士、日立、东芝主推小型机项目一初识可编程控制器任务一认识西门子S7-1200PLC任务二任务二：认识西门子S7-1200PLCS7-1200PLC作为西门子公司在小型PLC领域的主打产品，吸纳了S7-200PLC和S7-300PLC的优点，将逻辑控制、人机接口和网络控制功能集成于一体，具有模块化、结构紧凑、功能全面、组态灵活和集成工业以太网通信接口等特点，可满足小型独立的离散控制系统处理复杂控制任务的需求。请通过学习本任务，完成任务实施中的安装等任务。任务描述任务分析首先学习西门子S7-1200PLC的软硬件组成，然后完成西门子S7-1200PLC硬件电路的安装和接线，以及TIA博途软件的安装和使用。任务二：认识西门子S7-1200PLC

西门子S7-1200PLC的硬件系统任务二：认识西门子S7-1200PLC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。

西门子S7-1200PLC的硬件系统任务二：认识西门子S7-1200PLC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/mm90×100×75110×100×75130×100×75150×100×75S7-1200PLC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

西门子S7-1200PLC的硬件系统任务二：认识西门子S7-1200PLC信号板分类名称作用DI/DOSB12214点的数字量输入信号板SB12224点的数字量输出信号板SB122312点输入/2点输出的数字量输入/输出信号板AI/AOSB1231112位的模拟量输入信号板SB12311个通道的热电偶和1个通道的热电阻模拟量输入信号板通信板CB1241RS485接口和9针d-sub插座信号板（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

西门子S7-1200PLC的硬件系统

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。其中，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。任务二：认识西门子S7-1200PLC信号模块

西门子S7-1200PLC的硬件系统任务二：认识西门子S7-1200PLC信号模块SM1223数字量输入/输出模块6ES7223-1BH32-0XB08/8DC24V，0.5A6ES7223-1BL32-0XB016/16DC24V，0.5A6ES7223-1PH32-0XB08/8（RLY）DC24V/2A6ES7223-1PL32-0XB016/16（RLY）DC24V/2A6ES7223-1QH32-0XB08/8（RLY）AC120V/2A型号类型订货号输入/输出点数

及类型输入/输出电源类型SM1221数字量输入模块6ES7221-1BF32-0XB08/0DC24V6ES7221-1BH32-0XB016/0DC24VSM1222数字量输出模块6ES7222-1BF32-0XB00/8DC24V，0.5A6ES7222-1BH32-0XB00/16DC24V，0.5A6ES7222-1HF32-0XB00/8（RLY）2A6ES7222-1HH32-0XB00/16（RLY）2A6ES7222-1XF32-0XB00/8（RLY双态）2A型号相关说明SM1231模拟量输入模块包括4路、8路的13位模块和4路的16位模块，可选±10V、±5V、0～20mA和4～20mA等多种量程SM1231热电偶和热电阻模块包括4路、8路的热电偶模块和4路、8路的热电阻模块，可选多种量程的传感器SM1232模拟量输出模块包括2路和4路的模拟量输出模块，±10V电压输出为14位，0～20mA和4～20mA电流输出为13位SM1234模拟量输入/输出模块包括4路模拟量输入和2路模拟量输出，输入为13位，输出为14位数字量I/O模块模拟量I/O模块

西门子S7-1200PLC的硬件系统任务二：认识西门子S7-1200PLC通信模块S7-1200PLC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

西门子S7-1200PLC的工作原理任务二：认识西门子S7-1200PLCS7-1200PLC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。工作原理西门子S7-1200PLC的工作原理和工作模式

西门子S7-1200PLC的工作原理任务二：认识西门子S7-1200PLC输入采样程序执行输出刷新扫描周期如果忽略远程I/O特殊模块和其他通信服务，扫描过程可分为下面这3个阶段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。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。

西门子S7-1200PLC的工作原理任务二：认识西门子S7-1200PLC在程序执行阶段和输出刷新阶段，输入映像寄存器与外界隔离，无论输入信号如何变化，其内容保持不变，直到下一个扫描周期的输入采样阶段，才重新写入输入端的新内容。提示

西门子S7-1200PLC的工作模式任务二：认识西门子S7-1200PLCSTOPSTARTUPRUNSTOP模式下，CPU不执行任何程序，此时用户可以编辑、修改、下载和上传程序STARTUP模式下，CPU将执行一次“启动OB”程序（如果存在）RUN模式下，CPU重复执行PLC程序.用户可以监视和修改输入接口的状态和数据，但无法修改和下载程序

西门子S7-1200PLC的开发环境任务二：认识西门子S7-1200PLCTIA博途（TIAProtal）软件将所有的自动化软件工具都统一到一个开发环境中，是自动化行业内首个采用统一工程组态和软件项目环境的自动化软件。TIA博途软件包含TIA博途STEP7、TIA博途WinCC、TIA博途Startdrive和TIA博途SCOUT等，用户可以根据实际应用情况，购买一种或几种软件产品的组合。

安装西门子S7-1200PLC任务二：认识西门子S7-1200PLC安装西门子S7-1200PLC前，需先将DIN导轨固定到安装板上。S7-1200PLC可以方便地安装在标准导轨或面板上，并且可以采用水平或垂直两种安装方式。CPU的安装25cm3312（a）DIN导轨安装方式（b）面板安装方式（c）水平安装方式（d）垂直安装方式1—卡夹处于锁紧位置；2—卡夹处于伸出位置；3—模块前端与机柜内壁间的深度(b)(c)(d)(a)

安装时，要注意几点：①

垂直安装时，允许的最大环境温度比水平安装时低10℃；②

在安装或拆卸任何模块（含引线）之前，要确保电源处于断开状态；③S7-1200PLC必须安装在外壳、控制柜或电控室内；④S7-1200PLC必须与热辐射、高压和电噪声隔离开。提示

安装西门子S7-1200PLC任务二：认识西门子S7-1200PLC（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。S7-1200PLC的接线直流电源接线方法

交流电源接线方法

安装西门子S7-1200PLC任务二：认识西门子S7-1200PLC（2）数字量模块接线包括数字量输入模块和数字量输出模块接线S7-1200PLC的接线漏型输入时数字量输入公共端1M接24V直流电源的负极源型输入时，数字量输入公共端1M接24V直流电源的正极S7-1200PLC的数字量输入方式

安装西门子S7-1200PLC任务二：认识西门子S7-1200PLC（2）数字量模块接线包括数字量输入模块和数字量输出模块接线S7-1200PLC的接线晶体管输出的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S7-1200PLC的数字量输出方式

安装西门子S7-1200PLC任务二：认识西门子S7-1200PLC（2）模拟量模块接线包括模拟量输入模块和模拟量输出模块接线S7-1200PLC的接线四线制信号接线

三线制信号接线

二线制信号接线模拟量输入模块可以采用标准电流和电压信号，其接线方式根据模拟量仪表或设备线缆个数分为下面这3种

安装西门子S7-1200PLC任务二：认识西门子S7-1200PLC（2）模拟量模块接线包括模拟量输入模块和模拟量输出模块接线S7-1200PLC的接线模拟量输出模块可以输出标准电流和电压信号，其接线方式（以SM1232模块为例）在对任何电气设备进行接地或接线前，须确保已切断该设备的电源。同时，还要确保已切断所有相关设备的电源。

另外，在使用感性负载时，要加入抑制电路。抑制电路可以限制输出通断时电压的高压瞬变，保护输出，并可以限制感性负载开关时产生的电子噪声。

西门子S7-1200PLC的工作原理和工作模式任务二：认识西门子S7-1200PLCTIA博途STEP7有两种版本，一种为基础版（STEP7Basic），用于组态S7-1200PLC；另一种是专业版（STEP7Professional），用于组态目前西门子品牌中除S7-200之外所有的PLC及WinAC。扫码观看安装和初步使用TIA博途的详细步骤

项目实训任务二：认识西门子S7-1200PLC一、实训题目撰写PLC市场调查报告。二、实训目的及要求（1）了解市场中的主流PLC。（2）了解国产PLC的优势和不足。（3）了解各品牌PLC常用的编程软件。三、实训内容市场调查报告内容主要包括：①PLC市场发展现状分析；②PLC应用状况分析；③

国际主流PLC主要性能和应用；④

国产PLC的主要产品及其特点；⑤

列举各品牌PLC常用的编程软件。谢谢观看可编程控制器应用技术位逻辑指令的应用项目二位逻辑指令的应用西门子S7-1200PLC通过指令控制继电器、接触器、电机等低压电器，在工业生产中有着广泛的应用。从本项目开始，将重点介绍PLC的编程指令。在介绍PLC编程前，需首先介绍PLC的存储器和编址寻址方式，在此基础上，再介绍位逻辑指令的应用。项目导读了解西门子S7-1200PLC的存储器了解西门子S7-1200PLC的数据类型和地址格式掌握梯形图编程规则掌握西门子S7-1200PLC的基本位逻辑指令位逻辑指令的应用知识目标掌握PLC控制电机顺序启停的设计方法。能够运用位逻辑指令设计简单的PLC控制程序。技能目标通过了解PLC的编程规则，树立正确的技能观，努力提升自己的职业技能。通过学习继电器控制和逻辑表达式向梯形图的转换，理解事物之间的联系是普遍存在的，学会用类比的方法进行知识的迁移素质目标项目二初设计三相异步电机的正、反转控制电路任务一设计电机的顺序启动逆序停止控制系统任务二任务三设计故障报警指示灯信号控制系统任务四设计四组抢答器请设计三相异步电机的正、反转控制电路。控制要求如下：在停止状态下，按下正转启动按钮，三相异步电机正转，此时禁止电机反转；按下反转启动按钮，三相异步电机反转，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。任务描述任务一：设计三相异步电机的正、反转控制电路任务一：设计三相异步电机的正、反转控制电路三相异步电机正、反转控制电路如有图所示：在电机正转的控制电路中，增加了KM2和SB3的常闭触点，而在电机反转的控制电路中，增加了KM1和SB2的常闭触点，形成了相互制约的电路，称为互锁电路。该电路在任何时候只能允许一个接触器通电工作，避免了电机同时正转和反转。提示三相异步电机的正、反转控制电路任务一：设计三相异步电机的正、反转控制电路（1）分析三相异步电机的正、反转控制电路工作过程（2）根据三相异步电机的正、反转控制电路的工作过程，完成I/O地址分配（3）根据I/O地址分配表，绘制三相异步电机的正、反转控制电路的硬件接线图，并完成接线（4）根据I/O地址分配表，绘制三相异步电机的正、反转控制电路的硬件接线图，并完成接线（5）将梯形图程序下载到PLC中，改变SB1、SB2和SB3的状态，观察三相异步电机的工作状态任务分析一、西门子S7-1200PLC的存储器任务一：设计三相异步电机的正、反转控制电路010203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S7-1200PLC提供了3个基本存储区域工作存储器：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。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

一、西门子S7-1200PLC的存储器任务一：设计三相异步电机的正、反转控制电路系统存储器（1）输入映像寄存器（I）：输入映像寄存器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，在本扫描周期结束之前都不再改变输入映像寄存器的值，直到下一个扫描周期进行更新（2）输出映像寄存器（Q）：输出映像寄存器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（3）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（4）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

一、西门子S7-1200PLC的存储器系统存储器（5）局部变量寄存器（L）:局部变量寄存器与全局数据块相似，都是作为中间变量的存储空间。主要区别在于全局数据块是全局有效的，而局部变量只在本单元有效。（6）定时器（T）：PLC的定时器是模拟继电器控制系统中的时间继电器，其定时值由程序赋予，用定时器地址来存取当前值和定时器的状态值。（7）计数器（C）：PLC的计数器是用来累计其输入端脉冲由低到高（上升沿）的次数，当计数值达到由程序设置的数值时，执行特定功能。任务一：设计三相异步电机的正、反转控制电路

一、西门子S7-1200PLC的存储器时间继电器是指在感受外界信号后，经过一段时间才能执行某个动作的继电器。时间继电器按照延时方式不同，可分为通电延时继电器和断电延时继电器两类。通电延时继电器接收输入信号后，延迟一定的时间，输出信号才发生变化。当输入信号消失后，输出瞬间复原，其图形及文字符号如下图断电延时继电器接收输入信号时，瞬时产生相应的输出信号。当输入信号消失后，延迟一定的时间，输出才复原，其图形及文字符号如下图任务一：设计三相异步电机的正、反转控制电路

二、PLC的数据类型和地址格式数据类型符号位数取值范围举例位Bool10、10、1、TRUE、FALSE字节Byte80～25516#01、2#00011110字Word160～

16#0100、123双字DWord320～

16#12AB、

字符Char8ASCII码16#00～16#7F‘a’、CHRA#‘A’双字符WChar16UNICODE码16#0000～16#7FFF‘中’、WCHAR#‘国’整数Int16−

～

−12、23双整数DInt32−

～

−122345、12345无符号整数UInt160～

16#123、32无符号双整数UDInt320～

16#12FED、536325浮点数Real32−

～−

0.0

～

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。常见的数据类型包括基本数据类型、复杂数据类型和PLC数据类型，其中最常用的是基本数据类型数据类型1任务一：设计三相异步电机的正、反转控制电路

二、PLC的数据类型和地址格式S7-1200PLC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。地址格式2任务一：设计三相异步电机的正、反转控制电路

二、PLC的数据类型和地址格式位地址

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。任务一：设计三相异步电机的正、反转控制电路

二、PLC的数据类型和地址格式字节地址格式：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为定时器号任务一：设计三相异步电机的正、反转控制电路

三、梯形图编程规则

梯形图是S7-1200PLC编程中使用最多的语言，它与传统控制系统（继电器-接触器控制系统）的电路图相似，具有直观易懂的优点。

在梯形图中，程序由一个或多个程序段构成，每个程序段由左、右两条垂直线之间的触点、线圈和功能块有序组合而成。

如下图所示，在梯形图程序中，左、右垂直线称为左、右母线，触点表示逻辑输入条件，如开关、按钮和寄存器等；线圈通常表示逻辑输出结果，用来控制外部的指示灯、接触器、电磁阀和寄存器输出等；功能块包括定时器、计数器及数学运算等。S7-1200PLC的梯形图程序任务一：设计三相异步电机的正、反转控制电路

三、梯形图编程规则任务一：设计三相异步电机的正、反转控制电路规则（4）线圈不允许串联，且同一个编号的线圈不能多次使用。（3）触点不能放在线圈的右侧，且不能与右母线直接相连。（1）梯形图常采用程序段结构。（2）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，每行都是从左母线开始，到右母线结束。用梯形图编写程序时，应遵循的规则

四、基本触点指令和线圈指令任务一：设计三相异步电机的正、反转控制电路位逻辑指令属于基本逻辑控制指令，是专门针对位逻辑量进行处理的指令。它包括触点指令、输出指令、置位/复位指令等。本任务介绍触点指令中的基本触点指令、输出指令中的基本输出指令、与指令和或指令，其他指令将在后面的任务中介绍。

四、基本触点指令和线圈指令任务一：设计三相异步电机的正、反转控制电路基本触点指令名称梯形图符号功

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”无梯形图中的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，如下表。注：取反指令没有操作数

四、基本触点指令和线圈指令任务一：设计三相异步电机的正、反转控制电路基本输出指令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，如下表名称梯形图符号功

能操作数线圈线圈输入端接通时，操作数的状态为“1”；线圈输入端断开时，操作数的状态为“0”Q、M、L反向输出线圈线圈输入端接通时，操作数的状态为“0”；线圈输入端断开时，操作数的状态为“1”

四、基本触点指令和线圈指令任务一：设计三相异步电机的正、反转控制电路例1请分析右图所示梯形图中Q0.0～Q0.3的状态I0.0Q0.0Q0.1Q0.2Q0.30011111000解答

四、基本触点指令和线圈指令任务一：设计三相异步电机的正、反转控制电路例2现有一台水泵，请用梯形图设计该水泵的控制程序，控制要求如下：开关按下后，水泵工作，开关抬起后，水泵停止工作。解答

四、基本触点指令和线圈指令任务一：设计三相异步电机的正、反转控制电路

与指令和或指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。位逻辑指令使用“0”和“1”两个布尔操作数对信号的状态进行逻辑操作，逻辑操作结果（RLO）送入存储器的状态位中。常用逻辑控制如下表所示。名称梯形图符号功

能操作数与操作数1和操作数2同时接通时，输出端接通I、Q、M、L或操作数1或操作数2接通时，输出端接通

四、基本触点指令和线圈指令任务一：设计三相异步电机的正、反转控制电路例3将例2中的主控元件断路器改为按钮，设控制要求如下：按下启动按钮，电机开始运转，按钮弹起后，电机持续运转；按下停止按钮，电机停止运转，按钮弹起后，电机仍停止运转解答电机控制系统的时序图电机控制系统的梯形图程序

任务实施任务一：设计三相异步电机的正、反转控制电路

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程序设计与调试项目二初设计三相异步电机的正、反转控制电路任务一设计电机的顺序启动逆序停止控制系统任务二任务三设计故障报警指示灯信号控制系统任务四设计四组抢答器

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。

请设计该电机的顺序启动逆序停止控制系统。任务描述任务二：设计电机的顺序启动逆序停止控制系统任务二：设计电机的顺序启动逆序停止控制系统任务分析（1）分析车床主轴运转的工作过程。车床的两台电机必须严格按照顺序工作，即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；按下主电路的停止按钮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，其时序图如下图所示车床主轴运转的时序图任务二：设计电机的顺序启动逆序停止控制系统（2）根据车床主轴运转的工作过程，填写I/O地址分配表。（3）根据I/O地址分配表，绘制车床主轴运转的硬件接线图，并完成接线。（4）根据车床主轴运转的工作过程和I/O地址分配表，设计梯形图程序。（5）将梯形图程序下载到PLC中，顺序按下按钮SB0、SB2、SB3和SB1，观察M1和M2的工作状态。任务二：设计电机的顺序启动逆序停止控制系统预备知识

一、置位指令置位指令的功能是使操作数的状态置“1”，其格式为置位指令梯形图程序如下图所示当按下按钮I0.0时，Q0.0的状态置为“1”；按钮弹起时，I0.0已经断开，Q0.0的状态仍为“1”，从而实现了自锁功能。任务二：设计电机的顺序启动逆序停止控制系统预备知识

二、复位指令复位指令的功能是使操作数的状态置为“0”，其格式为复位指令的梯形图程序如下图所示当按下按钮I0.1时，Q0.0的状态置为“0”；按钮弹起后，I0.1已经断开，Q0.0的状态仍为“0”，直到有置位信号（使Q0.0置为“1”）出现。任务二：设计电机的顺序启动逆序停止控制系统预备知识

二、复位指令置位和复位指令的时序图置位和复位指令大多数情况下是成对出现的，在程序的一个地方使用了置位，在另一个地方就会用到复位。置位和复位指令的操作数可以多次使用，置位和复位指令的时序图如下图所示。

任务实施

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程序设计与调试任务二：设计电机的顺序启动逆序停止控制系统项目二初设计三相异步电机的正、反转控制电路任务一设计电机的顺序启动逆序停止控制系统任务二任务三设计故障报警指示灯信号控制系统任务四设计四组抢答器任务描述任务三：设计故障报警指示灯信号控制系统

用3个按钮模拟3处故障信号，请用PLC实现故障报警指示灯的控制，控制要求如下。（1）当系统无故障时，绿灯常亮。（2）系统出现1处故障时，黄灯常亮。（3）系统出现2处故障时，红灯常亮。（4）系统出现3处故障时，红灯闪烁。（5）按下复位按钮后，所有灯灭。任务三：设计故障报警指示灯信号控制系统任务分析1

由控制要求可知，此故障报警指示灯信号控制系统有4个输入和4个输出，设输入为SB0（复位按钮）、SB1（故障1）、SB2（故障2）和SB3（故障3），输出为Q1（绿灯常亮）、Q2（黄灯常亮）、Q3（红灯常亮）和Q4（红灯闪烁）。

设系统无故障为“0”，有故障为“1”，则输出与输入之间的逻辑关系如右表所示。

则输出和输入之间的逻辑表达式为1．分析故障报警指示灯信号控制系统的工作过程输入输出SB0SB1SB2SB3Q1Q2Q3Q400001000000101000010010001000100001100100101001001100010011100011×××0000任务三：设计故障报警指示灯信号控制系统任务分析2．根据故障报警指示灯信号控制系统的工作过程，填写I/O地址分配表。3．根据I/O地址分配表，绘制故障报警指示灯信号控制系统的硬件接线图，并完成接线。4．根据故障报警指示灯信号控制系统的工作过程和I/O地址分配表，设计梯形图程序。5．将梯形图程序下载到PLC中，按照表2-8改变SB0、SB1、SB2和SB3的状态，观察指示灯的工作状态。一、扫描操作数信号边沿指令预备知识名称梯形图符号功

能操作数上升沿检测检测到“IN”为正跳变（由“0”到“1”）时，输出状态为“1”。M_BIT为上升沿存储位，用来存储上个扫描周期中“IN”位的状态。该指令可以放置在程序段中除分支结尾外的任何位置I、Q、M、L下降沿检测检测到“IN”为负跳变（由“1”到“0”）时，输出状态为“1”。M_BIT为下降沿存储位，用来存储上个扫描周期中“IN”位的状态。该指令可以放置在程序段中除分支结尾外的任何位置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，如下表所示。任务三：设计故障报警指示灯信号控制系统一、扫描操作数信号边沿指令例4分析下图所示梯形图程序中，I0.0接通和断开时Q0.0和Q0.1的状态当I0.0由断开到接通时，触发Q0.0维持一个扫描周期的高电平；当I0.0由接通到断开状态时，触发Q0.1维持一个扫描周期的高电平，故其时序图如右图所示。分析任务三：设计故障报警指示灯信号控制系统一、扫描操作数信号边沿指令例5分析请设计一个故障信息显示控制系统，控制要求如下：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。I0.0由“0”变为“1”时，Q0.0开始闪烁（2Hz）。I0.1输入一个脉冲后，Q0.0停止闪烁，若此时I0.0为“0”，则Q0.0为“0”，若I0.0为“1”，则Q0.0为“1”，故其时序图如图所示。任务三：设计故障报警指示灯信号控制系统一、扫描操作数信号边沿指令根据上一页时序图所示，故障信息显示控制系统的设计思路为，用扫描操作数信号边沿指令检测I0.0的上升沿，并设置时钟存储器（方法见以下知识库），利用M10.3提供的2Hz脉冲信号控制Q0.0的闪烁频率，故其梯形图程序如图所示。任务三：设计故障报警指示灯信号控制系统一、扫描操作数信号边沿指令设置时钟存储器字节时钟存储器输出脉冲信号控制故障指示灯的闪烁频率，具体方法如下：在CPU属性窗口区中，选择“常规”→“系统和时钟存储器”选项，在“时钟存储器位”组中勾选“启用时钟存储器字节”复选框，在“时钟存储器字节的地址（MBx）”编辑框中输入时钟的字节地址，如图所示。任务三：设计故障报警指示灯信号控制系统

二、边沿检测线圈指令名称梯形图符号功

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。该指令可以放置在程序段中的任何位置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。该指令可以放置在程序段中的任何位置I、Q、M、L

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，如表所示。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。任务三：设计故障报警指示灯信号控制系统

二、边沿检测线圈指令例6分析下图所示梯形图程序中，I0.0接通和断开时各存储器的状态当I0.0由断开到接通时，线圈的输入（左端）状态由“0”变为“1”，M0.0输出一个扫描周期的高电平，线圈输出（右端）状态持续为“1”，即Q0.2的状态为“1”；当I0.0由接通到断开时，线圈的输入（左端）状态由“1”变为“0”，M0.2输出一个扫描周期的高电平，线圈输出（右端）状态变为“0”，即Q0.2的状态为“0”，故其时序图如右图分析任务三：设计故障报警指示灯信号控制系统

三、扫描ROL边沿指令名称梯形图符号功

能操作数上升沿检测当检测到输入端CLK的信号为正跳变时，输出端Q输出一个扫描周期的高电平。该指令不能放置在程序段的开头或结尾M下降沿检测当检测到输入端CLK的信号为负跳变时，输出端Q输出一个扫描周期的高电平。该指令不能放置在程序段的开头或结尾M扫描ROL边沿指令主要用来检测CLK输入端状态的变化，分为上升沿检测（P_TRIG）和下降沿检测（N_TRIG）两类，如表所示。任务三：设计故障报警指示灯信号控制系统

三、扫描ROL边沿指令例7分析分析下图所示梯形图程序中，I0.0接通和断开时各存储器的状态。

当I0.0由断开到接通时，P_TRIG的输入端CLK接收到一个上升沿信号，其输出端Q输出一个扫描周期的高电平，Q0.0输出一个扫描周期的高电平；当I0.0由接通到断开时，N_TRIG指令的输入端CLK接收到一个下降沿信号，Q0.1输出一个扫描周期的高电平，故其时序图如右图所示。任务三：设计故障报警指示灯信号控制系统

三、扫描ROL边沿指令各抒己见

以小组为单位讨论，当输入条件相同时，边沿检测线圈指令和扫描ROL边沿指令的输出结果是否一样？为什么任务三：设计故障报警指示灯信号控制系统

任务实施

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程序设计与调试任务三：设计故障报警指示灯信号控制系统项目二初设计三相异步电机的正、反转控制电路任务一设计电机的顺序启动逆序停止控制系统任务二任务三设计故障报警指示灯信号控制系统任务四设计四组抢答器任务四：设计四组抢答器试设计四组抢答器，参赛者通过按抢答器回答问题，控制要求如下：主持人按下开始按钮后各组才能抢答。某组参赛者抢先按下按钮，对应按钮的指示灯点亮，其他组再按下按钮无效。回答完毕后，主持人按下复位按钮，所有指示灯熄灭。任务描述任务四：设计四组抢答器务分析任分析四组抢答器的工作过程。按下开始按钮（SB0），四组参赛队伍按下各自的抢答按钮（SB1～SB4）后，抢先按下的队伍对应指示灯点亮（L1～L4），即指示灯的状态变为“1”；按下复位按钮（SB5）后，指示灯熄灭（状态变为“0”）。根据四组抢答器的工作过程，填写I/O地址分配表。根据I/O地址分配表，绘制四组抢答器的硬件接线图，并完成接线。根据四组抢答器的工作过程分析和I/O地址分配表，设计梯形图程序。将梯形图程序下载到PLC中，根据控制要求改变SB0～SB5的状态，观察L1～L4的工作状态。。在设计时要注意：四组参赛队的指示灯不能同时点亮，即它们之间必须进行互锁。一、置位/复位触发器指令和复位/置位触发器指令任务四：设计四组抢答器预备知识名称梯形图符号功

能操作数RS触发器RS是置位优先触发器指令。如果置位（S1）和复位（R）信号都为真，则输出端OUT为“1”I、Q、M、LSR触发器SR是复位优先触发器指令。如果置位（S）和复位（R1）信号都为真，则输出端OUT为“0”I、Q、M、L复位/置位（RS）触发器也叫置位优先触发器，置位/复位（SR）

触发器也叫复位优先触发器，其指令格式如表所示。一、置位/复位触发器指令和复位/置位触发器指令任务四：设计四组抢答器例8设Q0.0和Q0.1的初始状态均为“0”，分析右图所示梯形图程序，判断Q0.0和Q0.1的状态。（a）RS触发器指令

（b）SR触发器指令一、置位/复位触发器指令和复位/置位触发器指令任务四：设计四组抢答器分析

在RS和SR触发器指令中，

若置位输入端和复位输入端的状态均为“0”，则输出信号状态保持不变；若复位输入端状态为“1”，则输出端状态为“0”；

若置位输入端状态为“1”，则输出端状态为“1”；

若两个输入端的状态均为“1”，将按照优先级顺序执行置位或复位指令，即RS触发器的输出端状态为“1”，SR触发器的输出端状态为“0”，故图2-35中Q0.0和Q0.1的状态如图所示。二、置位位域指令与复位位域指令任务四：设计四组抢答器

单独置位或复位一个位地址的变量时，通常使用置位和复位指令，而置位或复位多个位地址变量时，通常会使用置位位域指令和复位位域指令。置位位域指令的主要功能是为从地址“OUT”处开始的“n”位地址置位，其指令格式为

；复位位域指令的主要功能是为从地址“OUT”处开始的“n”位地址复位，其指令格式为

，它们的梯形图程序如图a,b所示。（a）置位位域指令

（b）复位位域指令在I0.0的上升沿时，从Q0.0开始的连续8位数据，即Q0.0～Q0.7（QB0），全部置位为1，即QB0=FFH；在I0.0的下降沿时，QB0复位，即QB0=00H，其时序图如右图所示。

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程序设计与调试任务四：设计四组抢答器

项目实训一、实训题目设计三相异步电机的两地控制系统。二、实训目的及要求（1）熟悉PLC控制系统中I/O引脚的接线方法。（2）初步掌握PLC位逻辑指令的使用方法。（3）掌握博途软件的基本使用方法，能够运用该软件进行程序的编写和调试。三、实训器材（1）PLC实验台1台（含CPU1214CDC/DC/DC）。（2）上位机1台（已安装博途软件）。（3）导线若干。

项目实训四、实训内容1．分析控制要求用PLC实现三相异步电机的两地控制，其特点是操作人员能够在A、B两地同时控制三相异步电机M的启停。当按下启动按钮SB0或SB1时，三相异步电机M启动运转，当按下停止按钮SB2或SB3时，三相异步电机M停止运转。2．分配I/O地址根据以上分析，填写的I/O地址分配表如表所示。输入输出元件I/O地址备注元件I/O地址备注SB0I0.0A地启动按钮KMQ0.0电机SB1I0.1B地启动按钮

SB2I0.2A地停止按钮

SB3I0.3B地停止按钮

3．硬件接线根据表2-15绘制PLC的硬件接线图（见图2-42），并按照接线图完成接线。

项目实训3．硬件接线根据表绘制PLC的硬件接线图，并按照接线图完成接线。4．程序设计与调试将下图的梯形图程序输入到博途软件中并下载调试程序，按下启动按钮SB0或SB1，观察电机是否运转，然后按下停止按钮SB2或SB3，观察电机是否能够停止。谢谢观看可编程控制器应用技术定时器与计数器指令的应用项目三定时器与计数器指令的应用定时器和计数器在PLC控制中有着非常重要的作用，如灯光控制、抢答器的定时、生产线产品数量检测、景区人流量检测等。本项目将重点介绍定时器和计数器指令的使用方法和技巧，并带领读者学习如何设计指示灯循环点亮系统、带有定时功能的四组抢答器、饮料罐装生产线产品数量检测系统和景区人流量检测系统。项目导读定时器与计数器指令的应用知识目标掌握定时器指令的基本用法。掌握计数器指令的基本用法。技能目标能够根据要求选用不同的定时器和计数器。能够运用定时器和计数器指令完成简单的PLC编程。素质目标通过学习定时器，能够明白时间的意义，学会珍惜时间。通过学习计数器，能够理解积少成多的含义，理解学习要从一点一滴积累。项目三设计指示灯循环点亮系统任务一设计带有定时功能的四组抢答器任务二任务三设计饮料灌装生产线产品数量检测系统任务四设计景区人流量检测系任务一：设计指示灯循环点亮系统任务描述请设计一个指示灯循环点亮系统。控制要求如下：按下启动按钮后，3个指示灯循环点亮，每个灯的点亮时间为10s，如此往复，直到按下停止按钮。任务一：设计指示灯循环点亮系统任务分析（2）根据指示灯循环点亮系统的工作过程，填写I/O地址分配表。（3）根据I/O地址分配表，完成硬件电路接线图的设计，并完成接线。（4）根据指示灯循环点亮系统的工作过程和I/O地址分配表，设计梯形图程序。（5）将梯形图程序下载到PLC中，更改SB0和SB1的状态，观察3个指示灯的工作状态。（1）分析指示灯循环点亮系统的工作过程。按下启动按钮SB0或第三个指示灯L2点亮10s后，第一个指示灯L0立即点亮；10s后，第二个指示灯L1点亮，L0熄灭；再经过10s，第三个指示灯L2点亮，L1熄灭；10s后，重复点亮过程，直至按下停止按钮SB1，所有灯熄灭，其时序图如图所示。其中“1”为高电平，“0”为低电平。任务一：设计指示灯循环点亮系统

预备知识定时器是控制系统实现自动运行功能的基本元件之一，能够实现较复杂的控制任务。使用前，首先要设定定时器的预设值，用以确定定时时间。当定时器的输入端满足一定条件时，当前值以ms为单位增加，当增加到预设值时，定时器发生动作，此时对应的常开触点闭合，常闭触点断开S7-1200系列PLC的定时器指令包括接通延时定时器指令、断开延时定时器指令、脉冲定时器指令和保持型接通延时定时器指令4种类型，本任务介绍前两种，后两种将在任务二中介绍。任务一：设计指示灯循环点亮系统一、接通延时定时器指令接通延时定时器指令（TON）主要用于单一时间间隔的定时，其指令格式如图所示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。任务一：设计指示灯循环点亮系统一、接通延时定时器指令当使能输入端IN由低电平转为高电平时，接通延时定时器的当前值ET从0开始增加；当增加到预设值PT时，当前值ET保持不变，输出端Q的状态从“0”变为“1”；当使能输入端IN从高电平转为低电平时，当前值ET清零，输出端Q的状态从“1”变为“0”，如下图所示。接通延时定时器指令的时序图定时器的预设值PT可以是常数，也可以是时间类型数据块（time）。任务一：设计指示灯循环点亮系统一、接通延时定时器指令【分析】若生产线中有两台电机，按下启动按钮，第一台电机运行30s后第二台电机开始启动；按下停止按钮，两台电机同时停止。请编程实现该生产线的电机启停控制。【例1】设I0.0为启动按钮，I0.1为停止按钮，第一台电机（Q0.0）工作30s后第二台电机（Q0.1）开始工作，因此需要延时接通定时器指令进行定时，且预设值PT为30s。则梯形图程序如图所示。两台电机顺序启动同时停止的梯形图程序任务一：设计指示灯循环点亮系统二、断开延时定时器指令断开延时定时器（TOF）用于输入端断开后的单一时间间隔定时，其指令格式如图所示任务一：设