1、S7-200 PLC基礎(chǔ)教程第2版第1章 概述1.1 PLC的基本概念與基本結(jié)構(gòu)1.1.1PLC的基本概念的基本概念 可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。圖1-1 PLC控制系統(tǒng)示意圖 1.1.2PLC的基本結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)1.2PLC的特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域1.2.1PLC的特點(diǎn)的特點(diǎn)1. 編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)2. 功能

2、強(qiáng)，性能價(jià)格比高3. 硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)4. 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)5. 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少6. 維修工作量小，維修方便7. 體積小，能耗低1.2.2PLC的應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用領(lǐng)域1. 開(kāi)關(guān)量邏輯控制2. 運(yùn)動(dòng)控制3. 閉環(huán)過(guò)程控制4. 數(shù)據(jù)處理5. 通信聯(lián)網(wǎng)PLC的物理結(jié)構(gòu)：整體式、模塊式 第2章 PLC的硬件與工作原理 2.1PLC的硬件2.1.1 PLC的物理結(jié)構(gòu)的物理結(jié)構(gòu) I/O LED(SF/DIAG)狀態(tài)LED系統(tǒng)錯(cuò)誤/診斷RUN( 運(yùn)行)STOP( 停止)可選卡插槽存儲(chǔ)器卡時(shí)鐘卡電池卡通信口前蓋下面有模式選擇開(kāi)關(guān)(RUN/STOP)模擬電位器擴(kuò)展端口接線

3、端子排用于在DIN導(dǎo)軌上安裝的卡子 PLC編程及應(yīng)用PLC編程及應(yīng)用圖2-1 S7-200 CPU模塊的外形圖 2.1.2 CPU模塊中的存儲(chǔ)器模塊中的存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)器分類與特點(diǎn)：RAM、ROM、EPROM、EEPROM2.1.3 I/O模塊模塊圖2-3 輸入電路 圖2-4 繼電器輸出電路 圖2-5 場(chǎng)效應(yīng)管輸出電路 2.2 PLC的工作原理2.2.1 用觸點(diǎn)和線圈實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算用觸點(diǎn)和線圈實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算 圖2-6 基本邏輯電路 圖2-7 電機(jī)控制電路 2.2.2 PLC的操作模式的操作模式 RUN模式執(zhí)行用戶程序，“RUN” LED亮。 STOP模式不執(zhí)行用戶程序，可將用戶程序和硬件設(shè)置信息下載到

4、PLC。TERM(終端)模式與通信有關(guān)。 CPU模塊上的模式開(kāi)關(guān)在RUN位置時(shí)，上電自動(dòng)進(jìn)入RUN模式。 PC - PLC之間建立起通信連接后，若模式開(kāi)關(guān)在RUN或TERM位置, 可用編程軟件中的命令改變CPU的工作模式。 2.2.3 PLC的工作原理的工作原理中斷程序的處理與立即I/O指令可提高響應(yīng)速度。 圖2-9 PLC外部接線圖與梯形圖 LDI0.1OQ0.0ANI0.2=Q0.0 2 . 0IQ0.0)(I0.1 Q0.0 外部輸入電路接通時(shí), 對(duì)應(yīng)的輸入映像寄存器為ON(1狀態(tài)), 梯形圖中對(duì)應(yīng)的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)。 梯形圖中Q0.0的線圈“通電”，對(duì)應(yīng)的硬件繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)

5、閉合，接在標(biāo)號(hào)為0.0的端子的外部負(fù)載工作。2.3 S7-200系列系列PLC 西門子PLC的分類：S7、M7、C7、WinAC。2.3.1CPU模塊模塊CPU 221/222/224/226 集成I/O點(diǎn)：10/14/24/40點(diǎn)；程序空間409624576B。最大DI/DO 256/256點(diǎn)；最大AI/AO 35/32點(diǎn)；最多7個(gè)擴(kuò)展模塊。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器256/256點(diǎn)；高速計(jì)數(shù)器4/6點(diǎn)30kHz，2點(diǎn)20kHz高速輸出；模擬電位器1/2個(gè)，實(shí)時(shí)鐘，1/2個(gè)RS-485接口；4點(diǎn)輸入中斷，2個(gè)定時(shí)中斷 (1255ms)。CPU 224XP：2AI、1AO，2通信口，高速輸入200kHz、

6、高速輸出100kHz。 PPI、MPI、自由通信口協(xié)議和PROFIBUS點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議；使用STEP 7-Micro/WIN編程軟件。2.3.2數(shù)字量擴(kuò)展模塊數(shù)字量擴(kuò)展模塊數(shù)字量I/O：8DI、16DI、4DO、8DO、4/4、8/8、16/16、32/32DI/DO。輸入有24V DC和230V AC兩種，輸出有24V DC和繼電器型。2.3.3 模擬量擴(kuò)展模塊與熱電偶熱電阻擴(kuò)展模塊模擬量擴(kuò)展模塊與熱電偶熱電阻擴(kuò)展模塊模擬量模塊的作用：A/D轉(zhuǎn)換與D/A轉(zhuǎn)換。模擬量I/O：12位4AI、2AO、4AI/1AO；15位4路熱電偶、2路熱電阻模塊。模擬量輸入模塊有多種量程（與模塊型號(hào)有關(guān)），用模塊上

7、的DIP開(kāi)關(guān)設(shè)置量程。 【例2-1】某發(fā)電機(jī)的電壓互感器的電壓比為10kV/100V（線電壓），電流互感器的電流比為1000A/5A，功率變送器的額定輸入電壓和額定輸入電流分別為AC 100V和5A，額定輸出電壓為 DC 10V，模擬量輸入模塊將DC 10V輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字32000 +32000。設(shè)轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字為N，求以kW為單位的有功功率值。 解：根據(jù)互感器額定值計(jì)算的原邊有功功率額定值為 圖2-10 模擬量輸入數(shù)據(jù)字的格式 )kW(17321)W(173210001000100003互感器原邊的有功功率與轉(zhuǎn)換后的數(shù)字之間的關(guān)系為17321 kW /32000。 使用定點(diǎn)數(shù)運(yùn)算時(shí)的計(jì)

8、算公式為P = N 17321 / 32000 （kW）【例2-3】某壓力變送器將600 Pa600 Pa的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為DC 420mA的輸出信號(hào)，模擬量輸入模塊將020mA轉(zhuǎn)換為數(shù)字032000，設(shè)轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字為N，試求以0.1Pa為單位的壓力值。 640032000)6000(60006400)6000(NP)Pa1 . 0(6000)6400(2561206000)6400(2560012000NNP032000-600PaN+600Pa P640020mA4mA0mA圖2-12 模擬量輸出數(shù)據(jù)字的格式 模擬量輸出模塊的量程有10V和020mA兩種： 2.4 I/O地址分配與外部接

9、線2.4.1 本機(jī)本機(jī)I/O與擴(kuò)展與擴(kuò)展I/O的地址分配的地址分配圖2-13 CPU 224XP的本地和I/O地址分配舉例 圖2-14 交流電源系統(tǒng)的外部接線 圖2-15 直流電源系統(tǒng)的外部接線 圖2-16 感性輸出電路的處理 2.1 填空(1) PLC主要由 、 、 和 組成。(2) 繼電器的線圈“斷電”時(shí)，其常開(kāi)觸點(diǎn) ，常閉觸點(diǎn) 。 (3) 外部輸入電路接通時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入過(guò)程映像寄存器I為 狀態(tài)，梯形圖中對(duì)應(yīng)的常開(kāi)觸點(diǎn) ，常閉觸點(diǎn)_。(4) 若梯形圖中輸出Q的線圈“斷電”，對(duì)應(yīng)的輸出過(guò)程映像寄存器為 狀態(tài)，在修改輸出階段后，繼電器型輸出模塊中對(duì)應(yīng)的硬件繼電器的線圈 ，其常開(kāi)觸點(diǎn) ，外部負(fù)載

10、 。 2.5 編程軟件概述2.5.1 軟件安裝與項(xiàng)目的組成軟件安裝與項(xiàng)目的組成1軟件的安裝2項(xiàng)目的組成 （1）程序塊：主程序(OB1)、可選的子程序和中斷程序。程序結(jié)束時(shí)不需要加入無(wú)條件結(jié)束或返回指令。 （2）數(shù)據(jù)塊：用于對(duì)V存儲(chǔ)器賦初值，由數(shù)據(jù)和注釋組成。 （3）系統(tǒng)塊：用來(lái)設(shè)置系統(tǒng)的參數(shù)，一般可采用默認(rèn)的參數(shù)值。 （4）符號(hào)表：用符號(hào)來(lái)代替存儲(chǔ)器的地址，使程序更容易理解。 （5）狀態(tài)表：用來(lái)監(jiān)視、修改和強(qiáng)制程序執(zhí)行時(shí)指定的變量的狀態(tài)。 （6）交叉引用表：列舉出各操作數(shù)出現(xiàn)的位置和指令的助記符。 (7) 項(xiàng)目中各部分的參數(shù)設(shè)置 2.5.2 通信參數(shù)的設(shè)置與在線連接的建立通信參數(shù)的設(shè)置與在線連

11、接的建立 1PC/PPI電纜的安裝與設(shè)置 2計(jì)算機(jī)與PLC在線連接的建立 3PLC中信息的讀取 4CPU事件的歷史記錄2.5.3 幫助功能的使用與幫助功能的使用與S7-200的出錯(cuò)處理的出錯(cuò)處理 1使用在線幫助 2從菜單獲得幫助 3 出錯(cuò)處理2.6 程序的編寫與傳送2.6.1 編程的準(zhǔn)備工作編程的準(zhǔn)備工作 1創(chuàng)建項(xiàng)目或打開(kāi)一個(gè)已有的項(xiàng)目 2設(shè)置或讀取PLC的型號(hào) 3選擇默認(rèn)的編程語(yǔ)言和指令助記符集 4設(shè)置程序編輯器的參數(shù) 如果沒(méi)有特殊的要求，可以全部采用系統(tǒng)塊的默認(rèn)值。短接啟動(dòng)停止過(guò)載電源1L0.00.1NL10.00.10.2 CPU 224DC 24VL+M220V1M 100T37Q0.

12、1 T37Q0.0Q0.0I0.2I0.1I0.0KM1KM2 INPTTON 100ms圖2-23 電阻降壓?jiǎn)?dòng)控制的PLC外部接線圖與梯形圖2.6.2 程序的編寫與傳送舉例程序的編寫與傳送舉例 1確定程序結(jié)構(gòu) 2定義符號(hào)地址 3編寫用戶程序 4對(duì)網(wǎng)絡(luò)的操作 5符號(hào)的顯示 6注釋與符號(hào)信息表 7編譯程序 8下載程序 9上載程序 10運(yùn)行與調(diào)試程序2.6.3 數(shù)據(jù)塊的使用數(shù)據(jù)塊的使用VB225, 134/ 從VB2開(kāi)始的兩個(gè)字節(jié)數(shù)值VD4100.5/ 地址為VD4的雙字實(shí)數(shù)數(shù)值VW10-1357, 418, 562/ 從VW10開(kāi)始的3個(gè)字?jǐn)?shù)值2567, 5328 / 數(shù)據(jù)值的地址為VW16和

13、VW182.7 用編程軟件監(jiān)控與調(diào)試程序 2.7.1 基于程序編輯器的程序狀態(tài)監(jiān)控基于程序編輯器的程序狀態(tài)監(jiān)控 1梯形圖程序的程序狀態(tài)監(jiān)控 2語(yǔ)句表程序的程序狀態(tài)監(jiān)控2.7.2 用狀態(tài)表監(jiān)控與調(diào)試程序用狀態(tài)表監(jiān)控與調(diào)試程序 1創(chuàng)建新的狀態(tài)表 2打開(kāi)和編輯狀態(tài)表 3起動(dòng)和關(guān)閉狀態(tài)表的監(jiān)控功能圖2-26 調(diào)試程序用的工具條 讀取全部強(qiáng)制取消全部強(qiáng)制取消強(qiáng)制強(qiáng)制全部寫入單次讀取狀態(tài)表監(jiān)控暫停程序狀態(tài)監(jiān)控程序狀態(tài)監(jiān)控趨勢(shì)圖暫停趨勢(shì)圖 4單次讀取狀態(tài)信息 5趨勢(shì)圖2.7.3 用狀態(tài)表強(qiáng)制改變數(shù)值用狀態(tài)表強(qiáng)制改變數(shù)值 1強(qiáng)制的基本概念 顯式、隱式和部分隱式強(qiáng)制 2強(qiáng)制的操作方法 全部寫入，強(qiáng)制 對(duì)單個(gè)操作

14、數(shù)取消強(qiáng)制 全部取消強(qiáng)制，讀取全部強(qiáng)制 3在STOP模式下寫入和強(qiáng)制輸出2.7.4 調(diào)試用戶程序的其他方法調(diào)試用戶程序的其他方法 1在RUN模式下程序編輯。 2使用書(shū)簽 3單次掃描 4多次掃描1S7-200保存程序和數(shù)據(jù)的方法 RAM和EEPROM的特點(diǎn)1) 用CPU中的超級(jí)電容器保存RAM中的V、M、T、C存儲(chǔ)區(qū)數(shù)據(jù)（50h或100h）。2) 用可選的電池卡延長(zhǎng)RAM保持信息的時(shí)間。3) 在CPU模塊掉電時(shí)，設(shè)置為斷電保持的MB0MB13自動(dòng)地被保存在EEPROM中。4) 數(shù)據(jù)塊指定的V存儲(chǔ)區(qū)的值下載后保存在EEPRM中。5)使用EEPROM存儲(chǔ)卡。2用系統(tǒng)塊設(shè)置PLC斷電后的數(shù)據(jù)保存方式3

15、開(kāi)機(jī)后數(shù)據(jù)的恢復(fù)4用程序?qū)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)復(fù)制到EEPROM2.8 使用系統(tǒng)塊設(shè)置PLC的參數(shù)2.8.1 S7-200保存程序和數(shù)據(jù)的方法與有關(guān)的設(shè)置保存程序和數(shù)據(jù)的方法與有關(guān)的設(shè)置 2.8.2 創(chuàng)建創(chuàng)建CPU密碼密碼 1密碼的作用 默認(rèn)的是1級(jí)（無(wú)密碼）。2級(jí)禁止寫，3級(jí)禁止讀寫，4級(jí)有密碼也不能上載程序。 2密碼的設(shè)置 3忘記密碼的處理 執(zhí)行菜單命令“PLC”“清除”，在對(duì)話框中輸入“CLEARPLC”（不區(qū)分大小寫），清除密碼和程序。 4POU和項(xiàng)目文件的加密2.8.3 輸出表與輸入濾波器的設(shè)置輸出表與輸入濾波器的設(shè)置 1輸出表的設(shè)置 2數(shù)字量輸入濾波器的設(shè)置 3模擬量輸入濾波器的設(shè)置2.

16、8.4 其他參數(shù)的設(shè)置其他參數(shù)的設(shè)置 1脈沖捕捉功能 2后臺(tái)通信時(shí)間1仿真軟件不需要安裝，不能模擬S7-200的全部指令和全部功能。2硬件設(shè)置執(zhí)行菜單命令“配置”“CPU型號(hào)”，選擇CPU的型號(hào)。雙擊緊靠已配置的模塊右側(cè)的方框，可添加I/O擴(kuò)展模塊。3生成ASCII文本文件在編程軟件中打開(kāi)編譯成功的OB1，執(zhí)行菜單命令“文件”“導(dǎo)出”。4下載程序5模擬調(diào)試程序如果用戶程序中有仿真軟件不支持的指令或功能，點(diǎn)擊【運(yùn)行】按鈕后，“RUN”LED的狀態(tài)不變。用鼠標(biāo)點(diǎn)擊模塊下面的小開(kāi)關(guān)產(chǎn)生輸入信號(hào)。6監(jiān)視變量執(zhí)行菜單命令“查看”“內(nèi)存監(jiān)視”，在出現(xiàn)的對(duì)話框中，可以監(jiān)視V、M、T、C等內(nèi)部變量的值。用二進(jìn)

17、制格式監(jiān)視字節(jié)、字和雙字，可以在一行中同時(shí)監(jiān)視多個(gè)位變量。2.9 S7-200仿真軟件的使用圖2-38 仿真軟件畫面 第3章 PLC程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 3.1 PLC的編程語(yǔ)言與程序結(jié)構(gòu)3.1.1 PLC編程語(yǔ)言的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)編程語(yǔ)言的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)的5種編程語(yǔ)言：1) 順序功能圖(Sequential Function Chart)；2) 梯形圖(Ladder Diagram)；3) 功能塊圖(Function Block Diagram)；4) 指令表(Instruction List)；5) 結(jié)構(gòu)文本(Structured Text)。 圖3-1 PLC的編程語(yǔ)言 圖3-2梯形

18、圖與語(yǔ)句表 圖3-3 功能塊圖 “能流”(Power Flow)只能從左向右流動(dòng)。1個(gè)網(wǎng)絡(luò)（Network）中只能放1塊獨(dú)立電路。功能塊圖（FBD）類似于數(shù)字邏輯門電路，“LOGO！”使用FBD。STEP 7-Micro/WIN的IEC 61131-3指令集只提供梯形圖、功能塊圖。 3.1.2 S7-200的程序結(jié)構(gòu)的程序結(jié)構(gòu)S7-200的程序由主程序、子程序和中斷程序組成。1主程序：每次掃描都要執(zhí)行主程序。每個(gè)項(xiàng)目都必須且只能有一個(gè)主程序（OB1）。2子程序：可以多次調(diào)用，簡(jiǎn)化程序代碼、減少掃描時(shí)間、容易移植到別的項(xiàng)目。3中斷程序：在中斷事件發(fā)生時(shí)由PLC的操作系統(tǒng)調(diào)用。 3.2 存儲(chǔ)器的數(shù)

19、據(jù)類型與尋址方式3.2.1 數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中存取的方式數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中存取的方式 1用1位二進(jìn)制數(shù)表示開(kāi)關(guān)量。 I3.2：“字節(jié). 位”尋址方式。 2多位二進(jìn)制數(shù)：2#101012302212102010。 3十六進(jìn)制數(shù)：用于簡(jiǎn)化二進(jìn)制數(shù)的表示方法，“逢16進(jìn)1”，用09和AF來(lái)表示16個(gè)數(shù)，16#2F對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)為21611516047。 4字節(jié)、字與雙字 圖3-5 字節(jié)、字與雙字 以起始字節(jié)的地址作為字和雙字的地址。起始字節(jié)為最高位的字節(jié)。I、Q、V、M、S、SM、L均可按位、字節(jié)、字和雙字來(lái)存取。5負(fù)數(shù)的表示方法用二進(jìn)制補(bǔ)碼表示有符號(hào)數(shù)，最高位為符號(hào)位，最大的16位正數(shù)為16#7FFF（3

20、2767）。6BCD碼BCD碼用4位二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示1位十進(jìn)制數(shù)。十進(jìn)制數(shù)23對(duì)應(yīng)的BCD碼為16#23。BCD碼用于輸入輸出設(shè)備。3.2.2 CPU的存儲(chǔ)區(qū)的存儲(chǔ)區(qū)1輸入過(guò)程映像寄存器（I）2輸出過(guò)程映像寄存器（Q）3變量存儲(chǔ)區(qū)V是全局存儲(chǔ)器，可以被所有的POU存取。4位存儲(chǔ)區(qū)（M）5定時(shí)器存儲(chǔ)區(qū)（T）6計(jì)數(shù)器存儲(chǔ)區(qū)（C）7高速計(jì)數(shù)器（HC）832位累加器（AC0AC3）可以按字節(jié)、字和雙字來(lái)存取。按字節(jié)、字只能存取累加器的低8位或低16位。9特殊存儲(chǔ)器（SM）特殊存儲(chǔ)器（SM）標(biāo)志位：SM0.0一直為1狀態(tài)；SM0.1僅在執(zhí)行用戶程序的第一個(gè)掃描周期為1狀態(tài)。SM0.4和SM0.5分別提供周

21、期為1分鐘和1秒的時(shí)鐘脈沖。SM1.0、SM1.1和SM1.2分別為零標(biāo)志、溢出標(biāo)志和負(fù)數(shù)標(biāo)志。10局部存儲(chǔ)器L作為暫時(shí)存儲(chǔ)器，或給子程序傳遞參數(shù)。11模擬量輸入字(AI)從偶數(shù)字節(jié)地址開(kāi)始（例如AIW2），為只讀數(shù)據(jù)。12模擬量輸出字(AQ)從偶數(shù)字節(jié)地址開(kāi)始（例如AQW2），用戶不能讀取。13順序控制繼電器（S）：順序控制編程用。14常數(shù)的表示方法與范圍15實(shí)數(shù)（浮點(diǎn)數(shù)）：在編程軟件中，用小數(shù)表示浮點(diǎn)數(shù)。 16字符串的格式 I0.0為絕對(duì)地址，%I0.0是IEC編輯器中的地址。 #INPUT1：局部變量符號(hào)地址；“INPUT1”：全局符號(hào)地址。“#”號(hào)和雙引號(hào)是編程軟件自動(dòng)添加的。3.2.

22、3 直接尋址與間接尋址直接尋址與間接尋址 直接尋址指定了存儲(chǔ)器的區(qū)域、長(zhǎng)度和位置，例如VB200。圖3-8 使用指針的間接尋址 【例3-1】某發(fā)電機(jī)在計(jì)劃發(fā)電時(shí)每個(gè)小時(shí)有一個(gè)有功功率給定值，從0時(shí)開(kāi)始，這些給定值依次存放在VW100VW146中，共24個(gè)字。從實(shí)時(shí)時(shí)鐘讀取的小時(shí)值保存在VD20中，用間接尋址取出當(dāng)時(shí)的功率給定值。 LD SM0.0MOVD &VB100, VD10 /表的起始地址送VD10+D VD20, VD10+D VD20, VD10/起始地址加偏移量MOVW *VD10, VW30/讀取表中的數(shù)據(jù)，/*VD10為當(dāng)前的有功功率給定值 3.3 位邏輯指令3.3.1

23、 觸點(diǎn)指令與賦值指令觸點(diǎn)指令與賦值指令 并聯(lián)觸點(diǎn)總是并在它前面已經(jīng)連好的電路的兩端。 圖3-9 觸點(diǎn)與輸出指令 圖3-10上升沿檢測(cè) 圖3-11 ALD與OLD指令的堆棧操作 圖3-12 ALD與OLD指令 圖3-13 語(yǔ)句表與梯形圖 【例3-3】 已知圖3-13中的語(yǔ)句表程序，畫出對(duì)應(yīng)的梯形圖。 圖3-14 堆棧指令 圖3-15 堆棧指令的應(yīng)用 圖3-16 堆棧在雙重分支電路中的應(yīng)用 圖3-17 立即觸點(diǎn)與立即輸出指令 圖3-18 置位指令與復(fù)位指令 圖3-20 取反與跳變指令 3.3.2 輸出類指令與其他指令輸出類指令與其他指令 圖3-19 置位優(yōu)先與復(fù)位優(yōu)先觸發(fā)器 3.4 定時(shí)器與計(jì)數(shù)器

24、指令3.4.1 定時(shí)器指令 圖3-21 接通延時(shí)定時(shí)器 圖3-22 上升沿觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路圖3-23 保持型接通延時(shí)定時(shí)器 圖3-22 斷開(kāi)延時(shí)定時(shí)器 圖3-25 加計(jì)數(shù)器 圖3-26 減計(jì)數(shù)器 圖3-27 加減計(jì)數(shù)器 裝載輸入（LD）為ON時(shí)，計(jì)數(shù)器位被復(fù)位，并把設(shè)定值裝入當(dāng)前值。減至0時(shí)，停止計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器位被置1。 3.4.2 計(jì)數(shù)器指令 習(xí)習(xí) 題題1填空(1) 接通延時(shí)定時(shí)器（TON）的輸入（IN）電路 時(shí)開(kāi)始定時(shí)，當(dāng)前值大于等于設(shè)定值時(shí)其定時(shí)器位變?yōu)?，其常開(kāi)觸點(diǎn) ，常閉觸點(diǎn) ，(2) 接通延時(shí)定時(shí)器（TON）的輸入（IN）電路 時(shí)被復(fù)位，復(fù)位后其常開(kāi)觸點(diǎn) ，常閉觸點(diǎn) ，當(dāng)前值等于 。(

25、3) 接在斷開(kāi)延時(shí)定時(shí)器IN輸入端的輸入電路接通時(shí)，定時(shí)器位變?yōu)?，當(dāng)前值被 。輸入電路斷開(kāi)后，開(kāi)始 。當(dāng)前值等于設(shè)定值時(shí)，輸出位變?yōu)?，當(dāng)前值 。(4) 保持型接通延時(shí)定時(shí)器的輸入電路斷開(kāi)時(shí)，當(dāng)前值 。(5) 若加計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)輸入電路（CU） 、復(fù)位輸入電路（R） ，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值加1。當(dāng)前值大于等于設(shè)定值（PV）時(shí)，其常開(kāi)觸點(diǎn) ，常閉觸點(diǎn) 。復(fù)位輸入電路 時(shí)，計(jì)數(shù)器被復(fù)位，復(fù)位后其常開(kāi)觸點(diǎn) ，常閉觸點(diǎn) ，當(dāng)前值為 。(6) 賦值指令（=）不能用于 過(guò)程映像寄存器。(7) SM 在首次掃描時(shí)為ON，SM0.0一直為 。圖3-34 梯形圖改錯(cuò) 第4章 數(shù)字量控制系統(tǒng)梯形圖程序設(shè)計(jì)方法 4.1

26、梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法與繼電器電路轉(zhuǎn)換法4.1.1 梯形圖中的基本電路梯形圖中的基本電路 圖4-1 起保停電路與置位復(fù)位電路 圖4-2 定時(shí)范圍的擴(kuò)展 圖4-3 閃爍電路 4.1.2 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法圖4-4 異步電動(dòng)機(jī)主電路 圖4-5 PLC外部接線圖 Q0.0 KM1KM2 Q0.1I0.3 SQ1I0.4 SQ2 4.1.3 根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)梯形圖的方法根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)梯形圖的方法圖4-6 自耦減壓?jiǎn)?dòng)電路 圖4-8 梯形圖 4.1.4 設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題 1設(shè)計(jì)PLC外部接線圖應(yīng)注意的問(wèn)題 （1）正確確定PLC的輸入信號(hào)和輸出負(fù)載 （2）輸入觸點(diǎn)類型的選擇 （

27、3）硬件互鎖電路 （4）外部負(fù)載的額定電壓 2梯形圖結(jié)構(gòu)的選擇 3應(yīng)考慮PLC的工作特點(diǎn) 4時(shí)間繼電器瞬動(dòng)觸點(diǎn)的處理 5盡量減少PLC的輸入信號(hào)和輸出信號(hào) 6梯形圖的優(yōu)化設(shè)計(jì)4.2 順序控制設(shè)計(jì)法與順序功能圖4.2.1 順序控制設(shè)計(jì)法順序控制設(shè)計(jì)法4.2.2 步與動(dòng)作步與動(dòng)作 1步的基本概念 2初始步 3活動(dòng)步 4與步對(duì)應(yīng)的動(dòng)作或命令 圖4-9 波形圖 圖4-10 順序功能圖 圖4-11 動(dòng)作 4.2.3 有向連線與轉(zhuǎn)換條件有向連線與轉(zhuǎn)換條件 圖4-12 轉(zhuǎn)換條件圖4-13 單序列、選擇序列與并行序列 4.2.4 順序功能圖的基本結(jié)構(gòu)順序功能圖的基本結(jié)構(gòu) 圖4-14 順序功能圖 4.2.5 順

28、序功能圖中轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的基本規(guī)則順序功能圖中轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的基本規(guī)則 1轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的條件 1) 該轉(zhuǎn)換所有的前級(jí)步都是活動(dòng)步。 2) 相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件得到滿足。 2轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)應(yīng)完成的操作 1) 使所有的后續(xù)步變?yōu)榛顒?dòng)步。 2) 使所有的前級(jí)步變?yōu)椴换顒?dòng)步。 圖4-15 轉(zhuǎn)換的同步實(shí)現(xiàn) 圖4-16 信號(hào)關(guān)系圖 3繪制順序功能圖時(shí)的注意事項(xiàng) (1) 兩個(gè)步絕對(duì)不能直接相連，必須用一個(gè)轉(zhuǎn)換將它們分隔開(kāi)。(2) 兩個(gè)轉(zhuǎn)換也不能直接相連，必須用一個(gè)步將它們分隔開(kāi)。(3) 不要漏掉初始步。(4) 在順序功能圖中一般應(yīng)有由步和有向連線組成的閉環(huán)。4順序控制設(shè)計(jì)法的本質(zhì)圖4-33 改錯(cuò) 第5章 順序控制梯形圖的設(shè)計(jì)方法5.1

29、 使用起保停電路的順序控制梯形圖設(shè)計(jì)方法 圖5-2 順序功能圖和梯形圖 圖5-3 選擇序列與并行序列 圖5-4 人行橫道交通燈波形圖與順序功能圖 圖5-6 僅有兩步的閉環(huán)的處理 5.2 5.2 以轉(zhuǎn)換為中心的順序控制梯形圖設(shè)計(jì)方法以轉(zhuǎn)換為中心的順序控制梯形圖設(shè)計(jì)方法 圖5-7 運(yùn)輸帶控制系統(tǒng)順序功能圖與梯形圖 圖5-8 選擇序列與并行序列 圖5-9 轉(zhuǎn)換的同步實(shí)現(xiàn) 圖5-10 順序功能圖5.3 使用SCR指令的順序控制梯形圖設(shè)計(jì)方法 圖5-12 順序功能圖與梯形圖 圖5-13 順序功能圖與梯形圖 圖5-15 剪板機(jī)控制的順序功能圖 圖5-15 剪板機(jī)控制的梯形圖 5.4 具有多種工作方式的系統(tǒng)

30、的順序控制梯形圖設(shè)計(jì)方法5.4.1 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)與工作方式系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)與工作方式 圖5-16 機(jī)械手示意圖 圖5-17 操作面板 圖5-18 外部接線圖 5.4.2 使用起保停電路的編程方法使用起保停電路的編程方法 圖5-19 OB1程序結(jié)構(gòu) 圖5-20 公用程序 圖5-21 手動(dòng)程序 圖5-25 自動(dòng)返回原點(diǎn)的順序功能圖與梯形圖 第第6章章 PLC的功能指令的功能指令 6.1 功能指令概述6.1.1 功能指令的學(xué)習(xí)方法功能指令的學(xué)習(xí)方法6.1.2 使能輸入與使能輸出使能輸入與使能輸出圖6-1 EN與ENO LD I2.4SQRT VD0, VD4AENOMOVB VB8, QB2 VD0

31、為負(fù)數(shù)時(shí)無(wú)能流流出。刪除AENO后兩個(gè)方框變?yōu)椴⒙?lián)。 6.1.3 梯形圖中的網(wǎng)絡(luò)與指令梯形圖中的網(wǎng)絡(luò)與指令 一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中只能有一塊獨(dú)立電路。 輸入語(yǔ)句表指令時(shí)必須使用英文的標(biāo)點(diǎn)符號(hào)。 6.2 程序控制指令 1條件結(jié)束指令與停止指令 2監(jiān)控定時(shí)器復(fù)位指令 3循環(huán)指令【例6-1】在I0.0 = 1的上升沿，求VW100VW108中5個(gè)字的累加和。 網(wǎng)絡(luò)1 LD I0.0EUMOVB 0, AC0/ 清累加器0MOVD &VB100, AC1/ 累加器1（存儲(chǔ)區(qū)指針）指向VB100FOR VW0, 1, 5/ 循環(huán)開(kāi)始網(wǎng)絡(luò)2LDSM0.0+I*AC1, AC0/ 字累加+D 2, AC1/ 指

32、針AC1的值加2，指向下一個(gè)變量存儲(chǔ)器字網(wǎng)絡(luò)3NEXT/ 循環(huán)結(jié)束網(wǎng)絡(luò)4LD I0.0EU MOVDAC0, VD10/ 保存運(yùn)算結(jié)果 圖6-3 跳轉(zhuǎn)與標(biāo)號(hào)指令 I2.1 JMPLBL44 .6.3 局部變量表與子程序6.3.1 局部變量表局部變量表 1局部變量與全局變量 程序中的每個(gè)程序組織單元POU（Program Organizational Unit）均有由64字節(jié)L存儲(chǔ)器組成的局部變量表。局部變量只在它被創(chuàng)建的POU中有效，全局符號(hào)在各POU中均有效。局部變量有以下優(yōu)點(diǎn)： 1) 盡量使用局部變量的子程序易于移植到別的項(xiàng)目。 2) 如果使用臨時(shí)變量（TEMP），同一片物理存儲(chǔ)器可以在不

33、同的程序中重復(fù)使用。 2局部變量的類型 TEMP (臨時(shí)變量)：暫時(shí)保存在局部數(shù)據(jù)區(qū)中的變量。主程序或中斷程序的局部變量表只有TEMP變量。 IN (輸入變量)：由調(diào)用它的POU提供的傳入子程序的輸入?yún)?shù)。 OUT(輸出變量)：子程序返回給調(diào)用它的POU的輸出參數(shù)。 IN_OUT(輸入_輸出變量)：其初始值由調(diào)用它的POU提供，并用同一變量將子程序的執(zhí)行結(jié)果返回給調(diào)用它的POU。 3局部變量的地址分配 4在局部變量表中增加新的變量 6.3.2 6.3.2 子程序的編寫與調(diào)用子程序的編寫與調(diào)用 1子程序的作用 子程序?qū)⒊绦蚍殖扇菀坠芾淼男K，使程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單清晰，易于查錯(cuò)和維護(hù)。子程序調(diào)用是有條件

34、的，可以多次調(diào)用，使用子程序可以減少掃描時(shí)間。 2子程序的創(chuàng)建 3子程序的調(diào)用舉例分裂條圖6-4 局部變量表與模擬量計(jì)算子程序 圖6-5 在主程序中調(diào)用子程序 LD I0.4 CALL 模擬量計(jì)算, AIW2, VW20, +2356, VD40 【例6-2】 設(shè)計(jì)求V存儲(chǔ)區(qū)連續(xù)的若干個(gè)字的累加和的子程序。下面是名為“求和”的子程序的局部變量表和STL程序代碼。子程序中的*#POINT是地址指針POINT指定的地址中字變量的值。 網(wǎng)絡(luò)1 LD SM0.0MOVD 0, #RESULT / 清結(jié)果單元FOR #COUNT, 1, #NUMB / 循環(huán)開(kāi)始網(wǎng)絡(luò)2LD SM0.0ITD *#POIN

35、T, #TMP1 / 將待累加的整數(shù)轉(zhuǎn)換為雙整數(shù)+D #TMP1, #RESULT / 雙整數(shù)累加+D 2, #POINT / 指針值加2，指向下一個(gè)字網(wǎng)絡(luò)3NEXT/ 循環(huán)結(jié)束圖6-7 在OB1中調(diào)用子程序 6.4 數(shù)據(jù)處理指令數(shù)據(jù)處理指令6.4.1 比較指令比較指令 圖6-8 比較觸點(diǎn)指令圖6-9 自復(fù)位接通延時(shí)定時(shí)器 6.4.2 數(shù)據(jù)傳送指令數(shù)據(jù)傳送指令 1字節(jié)、字、雙字和實(shí)數(shù)的傳送 2字節(jié)立即讀指令MOV_BIR讀取1個(gè)字節(jié)的物理輸入，字節(jié)立即寫指令MOV_BIW寫1個(gè)字節(jié)的物理輸出。 3字節(jié)、字、雙字的塊傳送指令“BMB VB20, VB100, 4”指令將VB20VB23中的數(shù)據(jù)被

36、傳送到VB100VB103。 4字節(jié)交換指令6.4.3 移位與循環(huán)指令移位與循環(huán)指令 1右移位和左移位指令 2循環(huán)右移位和循環(huán)左移位指令 圖7-12 移位與循環(huán)移位指令 6.4.4 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令 1段譯碼指令, 2數(shù)字轉(zhuǎn)換指令 3實(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換為雙整數(shù)的指令：ROUND將實(shí)數(shù)四舍五入后轉(zhuǎn)換為雙字整數(shù)，TRUNC是截位取整指令。 4譯碼指令5編碼指令6.4.5 表功能指令表功能指令 1填表指令圖6-14 填表指令舉例 圖6-15 查表指令舉例命令參數(shù)CMD = 14，分別代表“=”、“”(不等于)、“”。 圖6-16 先入先出指令舉例 圖6-17 存儲(chǔ)器填充指令 6.4.6 讀寫實(shí)時(shí)時(shí)鐘指

37、令讀寫實(shí)時(shí)時(shí)鐘指令 讀實(shí)時(shí)時(shí)鐘指令TODR從實(shí)時(shí)鐘讀取當(dāng)前時(shí)間和日期，并把它們裝入以T為起始地址的8字節(jié)緩沖區(qū)，依次存放年、月、日、時(shí)、分、秒、0和星期, 1為星期日，27為星期16。寫實(shí)時(shí)時(shí)鐘指令TODW將起始地址為T的 8字節(jié)緩沖區(qū)中的時(shí)間和日期寫入實(shí)時(shí)鐘。 圖6-18 時(shí)鐘指令 【例6-5】出現(xiàn)事故時(shí)，I0.0的上升沿產(chǎn)生中斷，使輸出Q1.0立即置位，同時(shí)將事故發(fā)生的日期和時(shí)間保存在VB10VB17中。 /主程序 OB1LD SM0.1 / 第一次掃描時(shí)ATCH 0, 0 / 指定在I0.0的上升沿執(zhí)行0號(hào)中斷程序ENI / 允許全局中斷/中斷程序0（INT_0）LD SM0.0 / 該

38、位總是為ONSIQ1.0, 1/ 使Q1.0立即置位TODRVB10/ 讀實(shí)時(shí)時(shí)鐘【例6-6】用實(shí)時(shí)時(shí)鐘指令控制路燈的定時(shí)接通和斷開(kāi)，20：00開(kāi)燈，06：00關(guān)燈，下面是語(yǔ)句表程序。LDSM0.0TODRVB0/ 讀實(shí)時(shí)時(shí)鐘，小時(shí)值在VB3LDB= VB3, 16#20/如果在 20點(diǎn)0點(diǎn)(日期、時(shí)間值用BCD碼表示)OBVB3, 16#06/ 或0點(diǎn)6點(diǎn)=Q0.0/ 點(diǎn)亮路燈6.5 數(shù)學(xué)運(yùn)算指令與邏輯運(yùn)算指令6.5.1 數(shù)學(xué)運(yùn)算指令數(shù)學(xué)運(yùn)算指令 梯形圖：IN1 + IN2 = OUT， IN1-IN2 = OUT IN1 * IN2 = OUT， IN1 / IN2 = OUT 語(yǔ)句表：I

39、N1 + OUT = OUT，OUT-IN1 = OUT IN1 * OUT = OUT，OUT / IN1 = OUT 16位整數(shù)運(yùn)算、32位雙整數(shù)運(yùn)算、實(shí)數(shù)運(yùn)算和加1、減1指令。 整數(shù)乘、除法的操作數(shù)為兩個(gè)16位整數(shù)，乘積或商均為16位，不保留余數(shù)。雙整數(shù)乘、除法的操作數(shù)和運(yùn)算結(jié)果均為32位。此外還有 MUL：整數(shù)乘法產(chǎn)生雙整數(shù)指令。 DIV：整數(shù)除法產(chǎn)生雙整數(shù)指令。兩個(gè)16位整數(shù)相除，結(jié)果的高16位為余數(shù)，低16位為商。 【例6-7】 在輸入信號(hào)I0.4的上升沿，用模擬電位器0來(lái)設(shè)置定時(shí)器T37的設(shè)定值（520s），即從SMB28讀出的數(shù)字0255對(duì)應(yīng)于520s。設(shè)讀出的數(shù)字為N，100

40、ms定時(shí)器的設(shè)定值為(20050)N / 25550 =150N / 25550 （0.1s）網(wǎng)絡(luò)1LD I0.4 EU / 在I0.4的上升沿MOVB SMB28, AC0MUL +150, AC0 / 150乘以模擬電位器的轉(zhuǎn)換值/D +255, AC0 / 除以255，雙整數(shù)除法+I +50, AC0/ 加偏移量50（5s）MOVW AC0, VW10網(wǎng)絡(luò)2LD I0.5TON T37, VW10/ T37以VW10中的數(shù)值為設(shè)定值 6.5.2 浮點(diǎn)數(shù)函數(shù)運(yùn)算指令浮點(diǎn)數(shù)函數(shù)運(yùn)算指令 包括正弦指令SIN、余弦指令COS和正切指令TAN，自然對(duì)數(shù)指令LN和自然指數(shù)指令EXP。角度的單位為弧度

41、。6.5.3 邏輯運(yùn)算指令邏輯運(yùn)算指令 【例6-8】在I4.0的上升沿執(zhí)行下面程序中的邏輯運(yùn)算。LD I4.0EUINVB VB0/ 字節(jié)取反指令A(yù)NDB VB1, VB2/ 字節(jié)與指令ORB VB3, VB4/ 字節(jié)或指令XORB VB5, VB6/ 字節(jié)異或指令6.6 中斷程序與中斷指令6.6.1 中斷程序中斷程序 中斷允許指令ENI允許處理所有被連接的中斷事件。禁止中斷指令DISI禁止處理所有中斷事件。進(jìn)入RUN模式時(shí)自動(dòng)禁止中斷，中斷程序越短越好。 6.6.2 中斷事件與中斷指令中斷事件與中斷指令 中斷連接指令A(yù)TCH建立中斷事件(EVNT)與對(duì)應(yīng)的中斷程序(INT)的聯(lián)系。中斷事件由中斷事件號(hào)指定（見(jiàn)表7-12），中斷程序由中斷程序號(hào)指定。中斷分離指令DTCH斷開(kāi)中斷事件與中斷程序之間的聯(lián)系。 中斷優(yōu)先級(jí)（見(jiàn)表7-12）分組：通信（最高優(yōu)先級(jí)）、I/O中斷和定時(shí)中斷。 I/O中斷：I0.0I0.3上升沿、下降沿中斷；HSC當(dāng)前值等于設(shè)定值、計(jì)數(shù)方向改變和計(jì)數(shù)器外部復(fù)位中斷；輸出完指定的脈沖數(shù)時(shí)產(chǎn)生的中斷。圖6-22 中斷指令 定時(shí)中斷0/1