第七讲 西门子PLC基本逻辑指令及其编程.ppt

1、第十讲 西门子S7-200基本逻辑指令及其编程,自动控制系 张海军,本讲主要内容,西门子S7-200PLC的基本逻辑指令 西门子S7-200PLC的程序编制实例,本讲重点,掌握堆栈的工作过程 掌握定时器和计数器的使用,了解S7-200PLC编程语言要点，理清S7-200的指令类型，掌握PLC的编程使用方法是进行PLC编程的基础。但最好的方法是实际操作。,一、西门子S7-200基本逻辑指令,国际电工委员会IEC规定了5种编程语言作为PLC编程语言的标准。,一、西门子S7-200基本逻辑指令,梯形图指令与语句表指令是PLC程序最常用的两种表述工具，它们之间有着密切的对应关系。,基本逻辑指令一般指位

2、逻辑指令、定时器指令和计数器指令。,逻辑控制指令是PLC最基本最常用的指令，是构成梯形图和语句表的基本成分。,PLC基本逻辑指令,1.标准触点与输出指令,1）标准触点,常开触点、常闭触点指令从存储器或过程映像寄存器中取值。,当位值为1时，常开触点闭合；当位值为0时，常闭触点闭合；,输出指令将新值写入输出点的过程映像寄存器。,当输出指令执行时，S7-200将输出过程映像寄存器中的位接通或者断开。,2）输出指令,例，写出梯形图对应的语句表,三菱PLC梯形图,LD X0 ANI X1 OR X2 AND X3 OR X5,OUT Y0 OUT Y1 ANI X4 OUT Y2,例，写出梯形图对应的语

3、句表,西门子PLC梯形图,LD I0.0 AN I0.1 O I0.2 A I0.3 O I0.5,= Q0.3 = Q1.4 AN I3.4 = Q2.6,2.立即触点与立即输出指令,在标准触点和输出指令后加I,立即触点并不依赖于S7-200的扫描周期刷新，它会立即刷新。,在程序执行过程中，常开立即触点指令与常闭立即触点指令读取物理输入值。,LDNI I0.5 OI I0.1 AI I1.4 = Q0.3,写出下面梯形图对应的语句表,LDI I0.4 ONI I0.2 ANI I0.0 =I Q3.4,3.其它指令,1）取反指令,取反指令改变能流的输入状态。,LD I0.1 A I0.0 =

4、 Q0.0 NOT = Q0.1,I0.0,I0.1,Q0.0,Q0.1,2）跳变指令,正跳变触点检测到一次正跳变时，触点接通一个扫描周期；,负跳变触点检测到一次负跳变时，触点接通一个扫描周期；,I0.4,Q0.4,Q0.5,LD I0.4 LPS EU = Q0.4 LPP ED = Q0.5,3）置位与复位 S,R,从指定地址开始的N（1-255）个点置位或者复位。,LD I0.1 S Q0.2, 6,LD I0.2 R Q0.2, 6,I0.1,I0.2,Q0.2,将从指定地址开始的N（1-128）个点置位或者复位。,4）立即置位与立即复位,新值会同时被写入物理输出和相应的过程映像寄存器

5、。,SI、RI,位逻辑指令-例题1,I0.1,M1.0,位逻辑指令-例题1,I0.1,M1.0,位逻辑指令-例题2,I0.4,Q0.3,Q0.4,Q0.5,位逻辑指令-例题4,起保停电路（异步电动机单向运转控制）,电动机直接起、停控制电路,起保停电路,4 堆栈指令,S7-200有一个9位堆栈，栈顶用来存储逻辑运算的结果，下面八位用来存储中间运算结果。,三菱PLC,西门子PLC,LD X0 MPS AND X3 OUT Y0,MRD ANI M0 OUT Y1,MPP INV SET Y10,LD I0.0 LPS A I0.1 = Q0.0,LRD AN M0.0 = Q0.1 LPP NOT

6、 S Q1.0, 3,4 堆栈指令,LDN I1.4 A I0.3 LD I3.2 AN T16 OLD LDN C24 ON I.2 ALD O Q3.4 = Q5.3,S3,S1,S2,S0,S4,OLD,S4=S2*S3,S2=S0+S1,ALD,1.4.1 块或指令：ORB OLD,两个或两个以上的触点串联连接叫串联电路块。 串联电路块并联连接时，分支开始时，用LD、LD指令，分支结束用ORB。,1.4.2 块或指令：ORB OLD （2）,ORB指令与下面介绍的ANB指令等均为无操作元件的指令。 每一块使用ORB指令个数无限制。 ORB指令也可以连续使用，但这种方法重复使用LD、LD

7、I指令的次数要限制在8次以下。 当一个梯形图的控制电路由若干个先串联、后并联的触点组成时，可将每组串联电路看成一个块。,1.4.1 块或指令：ORB OLD （3）,ORB指令编程方法有两种： 分散使用ORB指令，要在串联的每个串联电路后加ORB。 集中使用ORB指令，先编写每块的程序，然后再连续使用ORB指令。,1.4.2 块与指令：ANB ALD,两个或以上的触点并联连接的电路称为并联电路块。 分支电路并联电路块与前面电路串联连接时，使用ANB指令，要串联电路的起始点用LD、LDI指令。并联电路块结束后，使用ANB指令与前面电路串联起来。,1.4.2 块与指令：ANB ALD （2）,1.

8、4.2 块与指令：ANB ALD （3）,ANB为无操作元件的指令。 若多个并联电路块顺次用ANB指令将电路串联连接，则ANB使用次数没有限制。 ANB指令也可以连续使用，但重复使用LD、LDI指令的次数要限制在8次以下。,堆栈指令 例,LD I0.0 O Q2.5 AN I2.3 LDN M4.5 O Q0.3 A T1 LDN M5.6 A C5 OLD ALD O M3.2 = Q0.3,画出与下列语句表对应的梯形图,二、定时器与计数器指令,1. 定时器指令,接通延时定时器,有记忆的接通延时定时器,断开延时定时器,使用定时器可以完成基于时间的计数功能，S7-200提供了下述3种定时器指令

9、。,定时器号与分辨率,(1)接通延时定时器,当使能输入接通时，TON开始计时，当定时器的当前值大于预设值时，该定时器位被置位。,当使能输入断开时，TON复位，清除当前值，定时器位变为OFF。,当到达预设时间后，接通延时定时器继续计时，一直计 到最大值32767。,使能输入端,预设值,定时器位,当前值,(1)接通延时定时器 TON,(2)有记忆的接通延时定时器,当使能输入接通时，TONR开始计时，当定时器的当前值大于预设值时，该定时器位被置位。,当使能输入断开时，TONR当前值保持不变（累计时间）。,当到达预设时间后，接通延时定时器继续计时，一直计 到最大值32767。,使能输入端,预设值,定时

10、器位,T1,T1,当前值,(2)有记忆的接通延时定时器 TONR,TONR 定时器只能通过复位指令进行复位操作。,(3) 断开延时定时器 TOF,断开延时定时器用于在输入断开后延时一段时间断开输出；,定时器当前值未到达预设时间时，定时器位保持接通，当到达预设时间时，定时器位断开，并停止计时当前值。,使能输入端,预设值,定时器位,T33,T1,当输入接通时，定时器位立即接通，并把当前值设为0。当输入断开时，定时器开始定时，直到达到预设的时间。,T33,当前值,(3)断开延时定时器 TOF,定时器指令的操作数,定时器使用的注意事项,(1),例：设计控制程序，使指示灯以4秒为周期闪烁。,例：设计控制

11、程序，使指示灯以4秒为周期闪烁。,例：设计控制程序，使指示灯以4秒为周期闪烁。,2 计数器指令,CTU CTD CTUD,C0-C255,增/减计数器 CTUD,S7-200基本指令总结,标准触点指令、立即触点指令 取反指令 跳变指令,1. 触点指令,2. 输出指令,输出 立即输出 置位与复位 立即置位与复位,3. 定时器指令,接通延时定时器 断开延时定时器 有记忆的接通延时定时器,4. 计数器指令,增计数器 减计数器 增/减计数器,例 在PLC中实现单按钮控制启动/停止方法,1、采用正跳变指令实现的方法 （一）,例 在PLC中实现单按钮控制启动/停止方法,1、采用正跳变指令实现的方法 （二）

12、,例 在PLC中实现单按钮控制启动/停止方法,2、采用正跳变指令和置位/复位指令 （一）,例 在PLC中实现单按钮控制启动/停止方法,2、采用正跳变指令和置位/复位指令 （二）,例 在PLC中实现单按钮控制启动/停止方法,3、采用计数器实现的方法,三、PLC用户程序的编制,PLC用户程序是用户根据控制要求，利用PLC厂家提供的程序编制语言编写的应用程序。 PLC的控制作用是靠执行用户程序实现的，因此须将控制要求的形式表示出来。 程序编制就是通过特定的语言将一个控制要求描述出来的过程。,3.1 梯形图编程规则,梯形图是根据控制要求连接而成的表示PLC输入和输出之间逻辑关系的图形。 1、两个基本概

13、念： 软继电器 能流,3.2、梯形图的格式要求,梯形图按行从上到下编写，每一行从左到右顺序编写。触点应画在水平线上，不能画在垂直分支上；,图中左、右垂直线分别称为起始母线（左）和终止母线（右）。每一逻辑行必须从左母线开始画起。右母线可以省略。 不包含触点的分支应放在垂直方向，不可放在水平位置以便识别触点的组合和对输出线圈的控制路径；,每个梯形图由多个梯级组成，每个输出元素可构成一个梯级，每个梯级可由多个支路组成。每个梯级必须有一个输出元件。 梯形图的最右侧必须是输出元件。不能将触点画在线圈的右边。,梯形图的触点由两种，动合和动断。每个触点有其特殊标记以示区别。 梯形图的触点可以任意串、并联，而

14、输出线圈只能并联。 一个完整的梯形图程序必须用“END”结束。,3.3 梯形图的编程技巧,同一编号的输出元件在一个程序中使用两次，即形成双线圈输出，容易引起误操作，应尽量避免。但不同编号的输出元件可以并行输出。 线圈不能直接与左母线相连，如需要，可以通过一个没有使用元件的动断触点或者特殊辅助继电器M8000（常ON）相连。 不能编程的电路应进行等效变换后编程。 对复杂电路，用AND、ORB等指令难以编程，可重复使用一些触点画出等效电路，然后进行编程。,适当安排编程顺序，减少程序步数，简明。在有几个串联回路相并联时，应将触头最多的那个串联回路放在最上面；在有几个并联回路相串联时，应将触头最多的那

15、个并联回路放在最左面；,编程顺序,四、西门子S7-200程序编制实例,把PLC应用于工业控制首先需解决以下几个问题：,将PLC接入控制系统,工业控制系统通常由三大部分组成，主令及传感器部分用于发布命令及检测；控制器接受主令及传感器信号并按照既定的控制要求发出执行命令；而执行器最终完成工作任务。,主令及传感器件,控制器,执行器,PLC作为控制器件，必须在其输入口上接入按钮、开关、各类传感器；在其输出口上接上接触器及电磁阀等执行器。,PLC的输入、输出端口分配,为控制程序安排机内软元件,一是决定选用元件的类型： 如：为某个按键安排了输入口。,二是安排选用元件的编号：,安排软元件的实质即决定程序中要

16、用到的编程软元件的地址。,编制控制程序,四、西门子S7-200程序编制实例,例1：用接在I0.0输入端的光电开关检测传送带上通过的产品，有产品通过时I0.0位ON，如果在10s内没有产品通过，由Q0.0发出报警信号，用I0.1输入端的开关解除报警信号。试画出梯形图。,例1：用接在I0.0输入端的光电开关检测传送带上通过的产品，有产品通过时I0.0位ON，如果在10s内没有产品通过，由Q0.0发出报警信号，用I0.1输入端的开关解除报警信号。试画出梯形图。,例2 简单的3组抢答器,儿童2人、青年学生1人和教授2人组成3组抢答。儿童任一人按钮均可抢答；教授二人同时按可抢得，在主持人按钮同时宣布开始

17、后5s内有人抢答则幸运球转动。,端子分配,例2 简单的3组抢答器,例2 简单的3组抢答器,例3 较复杂的抢答器,主持人设有总台灯及总音响，分台设有分台灯及分台抢答按钮。抢答在主持人给出题目、宣布开始并按下开始按钮后的10s内进行。如提前，总台灯及分台灯亮，总台音响发生，表示“违例”。10s无人答，总台灯亮、总台音响发声，表示应答时间到，该题作废。正常抢答时，分台灯亮，总台音响发生。抢得答题需在20s内完成，20s到时，总台灯亮、总台音响发声，表示答题超时。一个题目终了时，按下总台复位按钮，抢答器恢复原是状态，为下一轮强大作出准备。,例3 较复杂的抢答器,关键点,主持人是否按下过开始按钮，这是正

18、常抢答及违例的界限（M1.1）； 是否有抢答（M1.2）； 应答时间是否到时（M1.1，T37）； 答题时间是否到时（M1.3，T38）；,例4 自动台车的控制电路,下图是自动台车控制示意图，台车在启动前位于导轨的中部。一个工作周期的控制工艺如下： 按下启动按钮SB，台车电动机M正转，台车前进；碰到限位开关SQ1后，台车电动机M反转，台车后退； 台车后退碰到限位开关SQ2后，台车电动机M停转，台车停车；停5s，第二次前进，碰到限位开关SQ3后，再次后退； 当后退再次碰到限位开关SQ2后，台车停止。,例4 自动台车的控制电路,台车由电动机M控制，正转由输出Q0.0控制，反转由Q0.1控制。 输入有启动按钮SB及限位开关SQ1、SQ2、SQ3，分别接到I0.0、I0.1、I0.2和I0.3。定时器T37。 前进和后退的条件： 第一次前进：启动按钮SB（I0.0）按下开始到碰到SQ1（I0.1）； 第二次前进：由SQ2（I0.2）接通引起的定时器T37延时时间到开始至SQ3（I0.3）被接通为止。 第一次后退：从SQ1（I0.1）接通时起，到SQ2（I0.2）被接通止； 第二次后退：从SQ3（I0.3）接通时起，到SQ2（I0.2 ）被接通止；,例5 三电机顺序启动控制,三电机相隔5s启动，各运行10s停止，循环往复。,电机1（0.1）,电机2（0.2）,电机