接觸器電氣圖形符號及文字符號輔助常開觸點主觸點KM線圈

輔助常閉觸點熱繼電器電氣圖形符號及文字符號FR熱元件常開觸點常閉觸點速度繼電器的表示符號QFQF(1P)(3P)低壓斷路器(自動開關)時間繼電器觸頭類型斷電式常閉斷電后延時閉合常開斷電后延時斷開通電式瞬時動作延時動作常閉觸點常開觸點常開通電后延時閉合常閉通電后延時斷開＞I＞I＞I＜I＜I＜I電流繼電器電氣圖形符號及文字符號欠電流線圈過電流線圈常開觸點常閉觸點常開觸點常閉觸點KAKAU＜U＜U＜U＞U＞U＞電壓繼電器電氣圖形符號及文字符號常開觸點常閉觸點常開觸點常閉觸點欠電壓線圈過電壓線圈KVKV刀開關分為單刀、雙刀、三刀三種，擲向可分為單擲、雙擲兩種。QQQQ(1)刀開關QS（4）

按鈕開關常開(動合)按鈕電路符號SB常閉(動斷)按鈕電路符號SB復合按鈕電路符號SB通常用來短時間接通或斷開控制電路的手動電器。SQ常開觸頭SQ常閉觸頭SQ復合觸頭符號行程開關是利用運動部件的撞擊來閉合和切斷控制電路的。常開觸頭常閉觸頭運動部件結構示意圖閉合斷開（5）行程開關點動控制：按下按鈕時，電動機就得電運轉；松開按鈕時，電動機就斷電停止運轉。1、點動控制線路右圖中左側部分為主電路，三相電源靜開關QF熔斷器FU和接觸器KM的三對主觸點，街道電動機M上。主電路中流過的電流是電動機的工作電流，電流值較大。右側部分為控制電路，按鈕SB和接觸器線圈KM串聯而成，控制電流較小。2、連續運轉控制線路3、利用萬能轉換開關實現正反轉控制4、分析電路中的錯誤1.2PLC的主要性能指標和分類

1.PLC的主要性能指標

(1)輸入/輸出點數（I/O點數）(2)存儲容量（字節）指用戶程序存儲器容量。大約：1KB~2MB。(3)掃描速度指PLC執行程序的速度。有兩種表示方法執行1KB用戶程序所用的時間。執行一條布爾指令所用的時間。(4)編程指令的種類和條數(5)擴展能力和功能模塊種類

2.PLC的分類(1)按結構形式分類一體式PLC

將電源、CPU、I/O電路都集中裝在一個機箱內。

一般小型PLC采用這種結構。模塊式PLC

將PLC各部分分成若干個單獨的模塊，如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊、功能模塊。

一般大、中型PLC采用模塊式結構。(2)按數字量

I/O點數分類超小型機小型機中型機大型機超大型機≤6464~256256~20482048~8196≥81961~2KB2~4KB4~16KB16~64KB64~128KB分類I/O點數CPU存儲器8位處理器8位處理器8位字處理器和位處理器16位字、位浮點處理器32位或多個16位字、位浮點處理器低檔機中檔機高檔機具有邏輯運算、定時、計數、移位、自診斷、監控等基本功能，有的還具備AI/AO、數據傳送、運算、通訊等。除上述功能，還有數制轉換、子程序調用、通訊聯網功能，有的還具備中斷控制、PID回路控制等。除上述功能，還有較強的數據處理功能、模擬量調節、函數運算、監控、智能控制、通訊聯網功能等。分類主要功能

應用場合開關量控制、順序控制、定時/計數控制、少量模擬量控制等。

過程控制、位置控制等。大規模過程控制系統，構成分布式控制系統，實現全局自動化網絡。(3)按功能分類1.PLC與繼電器控制系統的比較PLC的梯形圖與繼電器控制線路圖十分相似，主要原因是PLC梯形圖的發明大致上沿用了繼電器控制的電路元件符號，僅個別處有些不同。信號的輸入/輸出形式及控制功能也是相同的，但是PLC是軟邏輯，繼電器是硬邏輯。PLC在性能上比繼電器控制邏輯優異，特別是可靠性高、設計施工周期短、調試修改方便，而且體積小、功耗低、維護方便，但價格高于繼電器。1.4PLC與其它控制系統的比較

單片機具有結構簡單、使用方便、價格比較低等優點，一般用于數據采集和工業控制。PLC在數據采集、數據處理等方面不如單片機。PLC用于工業控制，穩定可靠，抗干擾能力強，使用方便，但單片機的通用性和適應性較強。2.可編程控制器與單片機控制的比較3.可編程控制器與個人計算機控制的比較使用環境、程序設計、運算速度、存儲容量、價格。應用范圍：微機除了用在控制領域外，還大量用于科學計算、數據處理、計算機通信等方面。PLC是專用微機控制系統，主要用于工業控制。輸入/輸出：微機系統的I/O設備與主機之間采用微電聯系，一般不需要電氣隔離。而PLC一般控制強電設備，需要電氣隔離，輸入輸出均用光電耦合，輸出還采用繼電器、可控硅或大功率晶體管進行功率放大。系統功能：微機系統一般配有較強的系統軟件和許多應用軟件。而PLC一般只有簡單的監控程序，能完成故障檢查、用戶程序的輸入和修改、用戶程序的執行與監視等。基于微處理器的工業控制系統1）集散控制DCS控制系統：由回路儀表控制系統發展而來，在模擬量處理、回路調節方面具有一定優勢；2）可編程序控制器PLC構成的控制系統：

由繼電器邏輯控制系統發展而來，它在數字處理、開關量控制和順序控制方面具有優勢。3）工控計算機IPC構成的控制系統。

三者相互滲透、互為補充，PLC、DCS和IPC的差別已不明顯，它們都能構成復雜的分級控制，從趨勢來看，三者的歸宿和統一將是全分布式計算機控制系統。本章小結

3.1S7-1200PLC工作模式（掌握）

三種模式

3.2存儲器及其尋址（掌握）

絕對地址表示方法

3.3數據格式及數據類型（掌握）

常用的幾種數據類型

3.4程序結構（重點）

OB,FC,FB,DB

3.5編程方法（掌握）

線性化編程，模塊化編程，結構化編程

3.6編程語言（了解）

3.1CPU的工作模式

CPU有三種工作模式：在STOP模式下，CPU不執行任何程序，而用戶可以下載項目。在

STARTUP

模式下，執行一次啟動OB(如果存在)。在RUN模式下，重復執行掃描周期。中斷事件可能會在程序循環階段的任何點發生并進行處理。處于RUN模式下時，無法下載任何項目。在RUN模式的啟動階段，不處理任何中斷事件。在STOP模式下，CPU①處理所有通信請求（如果適用）并②執行自診斷。在STOP模式下，CPU不執行用戶程序，過程映像也不會自動更新。3.1CPU的工作模式

上電后CPU進入STARTUP模式，進行上電診斷和系統初始化，檢查到某些錯誤時，將禁止CPU進入RUN模式，保持在STOP。STARTUP：A復位I存儲區B使用上一次RUN模式最后的值或替換值初始化輸出C執行啟動OBD將物理輸入的狀態復制到I存儲器E將所有中斷事件存儲到要在RUN模式下處理的隊列中F將過程映像輸出區(Q區)的值寫到物理輸出3.1CPU的工作模式

啟動階段結束后，進入RUN模式，CPU執行下圖所示的任務：RUN①將過程映像輸出區(Q區)的值寫到物理輸出②將物理輸入的狀態復制到I存儲器③執行程序循環OB④處理通信請求和進行自診斷⑤在掃描周期的任何階段處理中斷和通信3.1CPU的工作模式

PLC使用的物理存儲器類型：RAM,ROM,FlashEPROM(簡稱為FEPROM)裝載存儲器：非易失性的存儲區，用于保存用戶程序（項目等）、數據和組態信息。所有的CPU都有內部的裝載存儲器，CPU插入存儲卡后，用存儲卡做裝載存儲器。類似于計算機的硬盤，具有斷電保持功能。工作存儲器：易失性，集成在CPU中的高速存取的RAM。用于在執行用戶程序時存儲用戶項目的某些內容。CPU也會將一些項目內容從裝載存儲器復制到工作存儲器中。類似于計算機的內存，斷電時內容丟失，而在恢復供電時由CPU恢復。系統存儲器：用來存儲用戶程序的操作數據，被劃分為若干個地址區域，如過程映像輸入/輸出，位存儲器，數據塊，局部數據，I/O輸入輸出區域和診斷緩沖區等。使用指令可以在相應的地址區域內對數據直接進行尋址。

用來防止在電源關閉時丟失數據，可以用不同方法設置變量的斷電保持功能。3.2存儲器及其尋址地址區說明輸入過程映像I每一位對應一個數字量輸入點。在每個掃描周期的開始階段，CPU對輸入點進行采樣，并將采樣值存于輸入映像寄存器中。CPU在本周期內不再改變本區數據。輸出過程映像Q每一位對應一個數字量輸出點。在每個掃描周期的最開始，CPU將輸出過程映像區的數據傳送給輸出模塊，并驅動外部負載。位存儲區M用來保存控制繼電器的中間操作狀態或其他控制信息。數據塊DB在程序執行過程中存放中間結果，或用來保存于工序或任務有關的其他數據。需要定義：全局數據塊（所有程序可訪問），背景數據塊（制定的FB或SFB）局部數據L暫時存儲器或給子程序傳遞參數，局部變量只能在本單元有效。I/O輸入區域可以直接訪問集中式和分布式輸入模塊I/O輸出區域可以直接訪問集中式和分布式輸入模塊3.2存儲器及其尋址不管使用變量（例如，“Start”或“Stop”）還是絕對地址（例如，“I0.3”或“Q1.7”），對輸入(I)或輸出(Q)存儲區的引用都會訪問過程映像而非物理輸出。要立即訪問或強制用戶程序中的物理（外圍設備）輸入或輸出，請在引用后面添加“:P”（例如，“Stop:P”或“Q0.3:P”）。

局部數據L：只要調用代碼塊，CPU就會分配要在執行塊期間使用的臨時或本地存儲器(L)。代碼塊執行完畢后，CPU將重新分配本地存儲器，以用于執行其它代碼塊。3.2存儲器及其尋址存儲區描述強制保持過程映像輸入(I)在掃描循環開始時，從物理輸入復制的輸入值NoNo物理輸入(I_:P)通過該區域立即讀取物理輸入YesNo過程映像出(Q)在掃描循環開始時，將輸出值寫入物理輸出NoNo物理輸出(Q_:P)通過該區域立即寫物理輸出YesNo位存儲器(M)用于存儲用戶程序的中間運算結果或標志位NoYes臨時局部存儲器(L)塊的臨時局部數據，只能供塊內部使用，只可以通過符合方式來訪問NoNo數據塊(DB)數據存儲器與FB的參數存儲器NoYes3.2存儲器及其尋址變量類型符號位數取值范圍常數舉例位Bool11,0TRUE,FALSE或1,0字節Byte816#0016#FF16#12,16#AB字Word1616#000016#FFFF16#ABCD，16#0001雙字DWord3216#0000000016#FFFFFFFF16#02468ACE字符Char816#0016#FF‘A’,‘t’,‘@’有符號字節SInt8-128127123,-123整數Int16-3276832767123,-123雙整數Dint32-21474836482147483647123,-123無符號字節USInt80255123無符號整數UInt16065535123無符號雙整數UDInt3204294967295123浮點數(實數)Real321.17549510-383.402823103812.45,-3.4,-1.2E+3雙精度浮點數LReal642.225073858507202010-3081.79769313486231571030812345.12345-1,2E+40時間Time321T#-24d20h31m23s648msT#24d20h31m23s648msT#1d_2h_15m_30s_45ms3.3系統存儲區與數據類型——基本數據類型結構簡單，不帶分支，一個程序包含了所有指令。所有的指令都在OB1中----每個掃描周期都要掃描執行所有的指令，不斷循環執行。即使某些不用的部分代碼也需要執行。因此CPU效率低，沒有充分利用。需要多次執行相同或類似的操作，需要重復編寫相同或類似的程序。程序結構不清晰----管理和測試不便大型程序編寫時避免采用線性化編程線性化編程模塊化程序根據功能分為不同的邏輯塊。在OB1中可根據條件決定塊的調用和執行；特點是控制任務被分成不同的塊，易于團隊分工合作同時編程，調試方便；不同的程序塊只有在需要時OB1才去調用，因此每次循環中不是所有的塊都執行，CPU利用效率高。模塊化編程中，被調用快和調用快之間沒有數據交換。3.4編程方法

結構化編程將過程要求類似的或相關的任務歸類，形成通用的解決方案，在相應的程序塊中解決。可以在OB1中或其他程序塊中調用；該程序塊編程時采用形式參數，可以通過不用的實際參數調用相同的程序塊。被調用快和調用塊之間有數據交換，需要對數據進行管理。結構化編程必須對系統功能進行合理的分析、分解和綜合，對編程設計人員的要求較高。創建用于自動化任務的用戶程序時，需要將程序的指令插入代碼塊中：●組織塊(OB)對應于CPU中的特定事件，并可中斷用戶程序的執行。用于循環執行用戶程序的默認組織塊(OB1)為用戶程序提供基本結構，是唯一一個用戶必需的代碼塊。如果程序中包括其它OB，這些OB會中斷OB1的執行。其它OB可執行特定功能，如用于啟動任務、用于處理中斷和錯誤或者用于按特定的時間間隔執行特定的程序代碼。●功能塊(FB)是從另一個代碼塊（OB、FB或FC）進行調用時執行的子例程。調用塊將參數傳遞到FB，并標識可存儲特定調用數據或該FB實例的特定數據塊(DB)。更改背景DB可使通用FB控制一組設備的運行。例如，借助包含每個泵或閥門的特定運行參數的不同背景DB，一個FB可控制多個泵或閥。●功能(FC)是從另一個代碼塊（OB、FB或FC）進行調用時執行的子例程。FC不具有相關的背景DB。調用塊將參數傳遞給FC。FC中的輸出值必須寫入存儲器地址或全局DB中。●數據塊（D

B）用于存放執行用戶程序時所需的變量數據的數據區。用戶程序中除了邏輯程序外，還需要對存儲過程狀態和信號信息的數據進行處理，數據是以變量的形式存儲，通過存儲地址和數據類型來確定數據的唯一性功能塊(FB)與功能(FC)檢驗FC、FB重要指標是可移植性（可重用性）。編程員在長期的編程過程中，不斷積累了大量的FC和FB。如果它們內部全部使用局部變量，不用全局變量，不作任何修改，就可以將它們移植到其他項目，通過調用與被調用的關系，可以迅速生成新的項目程序。把相同功能的工作編制成FB，然后在FC里調用，程序修改起來方便。

例子：有10臺電機，編制啟動，停止邏輯，報警，復位邏輯。

FB+FC:FB+背景數據塊+FC調用(把這些電機對應的I/O點添到FB的管腳上)

FC:1)要寫10遍，2)如果用粘貼和復制的話，有可能有的I/O點忘記修改或其他一些錯誤，3)程序的結構性不強，維護起來浪費時間。如果子程序的任務不能在一個掃描周期完成，需要在兩次調用之間保存某些變量的值，則應選用FB，而不是FC。因為這種情況下FC需要用全局變量（例如共享數據塊和M區）來保存這些變量的值，但是這樣會影響FC的可移植性。如果塊的內部使用了全局變量，在移植時需要考慮每個塊使用的全局變量是否會與別的塊產生地址沖突（同一地址重復使用）。如果這樣的FC很多，移植是附加的工作量將會很大，也很容易出錯。一、觸點指令bitbit

當bit=1

時，常開觸點閉合、常閉觸點斷開。當bit=0

時，常開觸點斷開、常閉觸點閉合。輸出線圈：如果“真”值（電流或“信號流”）被傳送到線圈，則CPU將通過接通線圈來激活線圈（設置為“1”）。可以在程序段中間插入輸出線圈，而不僅局限于程序段末尾。此外，CPU還支持取反線圈，該線圈反映信號流反向流入線圈。如果沒有能流流入NOT觸點，則會有能流流出如果有能流流入NOT觸點，則沒有能流流出。5.1基本指令-----

位邏輯指令

一、觸點指令1）可將觸點相互連接并創建用戶自己的組合邏輯。2）如果用戶指定的輸入位使用存儲器標識符I（輸入）或Q（輸出），則從過程映像寄存器中讀取位值。

通過在I偏移量后加入“:P”，可指定立即讀取物理輸入（例如：“%I3.4:P”）。對于立即讀取，直接從物理輸入讀取位數據值，而非從過程映像中讀取。立即讀取不會更新過程映像。通過在Q偏移量后加入“:P”，可指定立即寫入物理輸出（例如：“%Q3.4:P”）。對于立即寫入，將位數據值寫入過程映像輸出并直接寫入物理輸出。5.1基本指令-----

位邏輯指令

一、觸點指令可組合多個電路來執行邏輯運算。例如，將兩個觸點串聯可以創建兩個輸入的AND運算。第一個開關和第二個開關必須閉合，才能通電。在LAD中，通過按序組合兩個指令來表示AND運算。對于OR邏輯，可將兩個觸點并聯。為了傳遞電流，必須閉合第一個開關“或”第二個開關。要創建并聯電路（OR邏輯），可在LAD程序段中創建分支。5.1基本指令-----

位邏輯指令

一、觸點指令如果要從接觸器技術轉換到PLC技術，可能會遇到無法直接轉換為梯形圖表示的開關組合。（1）橋接電路：例1：電機啟動控制例2：電機啟保停控制圖為三相籠型異步電動機全壓起動單向運行控制電路。例3：電機正反轉控制圖為三相籠型異步電動機正反轉控制電路。例4：多地點控制

有些電氣設備，如大型機床、起重運輸機等，為了操作方便，常要求能在多個地點對同一臺電動機實現控制。這種控制方法叫做多地點控制。多地點控制的接線原則是：起動按鈕應并聯連接，停止按鈕應串聯連接。例5：順序啟動控制

在生產實際中，有時要求一個系統中多臺電動機按一定順序實現起動和停止，如磨床上的電動機就要求先起動液壓泵電動機，再起動主軸電動機。例5：順序啟動控制一對啟動和停止按鈕，順序啟動多臺電機如何控制？二、置位/復位指令●S（置位）激活時，OUT地址處的數據值設置為1。S不激活時，OUT不變。●R（復位）激活時，OUT地址處的數據值設置為0。R不激活時，OUT不變。●SET_BF（置位域）激活時，從OUT地址處開始的“n”位數據值設置為1。

SET_BF不激活時，OUT不變。●RESET_BF

（復位域）激活時，從OUT地址處開始的“n”位數據值設置為0。R不激活時，OUT不變。必須位于最右側。“n”是否能缺省？觸發器置位復位指令：置位優先/復

位于下面的輸入端優先若給定輸入I0.2，則三個輸出Q0.3、Q0.4和Q0.5的時序圖為：I0.0Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6

【例2-1】閱讀以下程序，理解位邏輯指令。

有I0.0，I0.1和I0.2三個搶答輸入，對應輸出分別為Q4.0，Q4.1和Q4.2。要求：三人任意搶答，誰先按動瞬時按鈕，睡得指示燈優先亮，且只能亮一盞燈，進入下一個問題時，主持人按復位按鈕，搶答重新開始。5.1基本指令-----

位邏輯指令

【例2-2】搶答器設計P觸點指令在檢測到每一次正跳變（從OFF到ON）時，讓能流接通一個掃描周期。N觸點指令在檢測到每一次負跳變（從ON到OFF）時，讓能流接通一個掃描周期。三、邊沿指令PN觸點指令可放置在程序段除分支結尾外的任何位置1.觸點指令P線圈指令在檢測到一次正跳變（從OFF到ON）時，線圈對應的位地址接通一個掃描周期。N線圈指令在檢測到一次負跳變（從ON到OFF）時，線圈對應的位地址接通一個掃描周期。三、邊沿指令bit(P)

bit(N)

線圈指令可放置在程序段的任何位置2.線圈指令“CLK”輸入端檢測到正跳變或負跳變時，輸出端接通一個掃描周期。3.TRIG邊沿指令P_TRIGN_TRIG例3-1若給定輸入I0.0和I0.1，則三個輸出Q0.0、Q0.1和Q0.2的時序圖為：

I0.0I0.1Q0.0Q0.1Q0.2接通一個掃描周期三、邊沿指令例3-2分析并說明該程序所實現的邏輯功能。

網絡2網絡3I0.0M0.0M0.1Q0.0t1t2t3t4t5t6t7t8若給定輸入I0.0，時序圖為：例3-3按動一次瞬時按鈕I0.0，輸出Q4.0亮，再按動一次按鈕，輸出Q4.0滅，重復以上過程。例3-4若故障信號I0.0為1，使Q4.0控制的指示燈以1HZ的頻率閃爍。操作人員按復位按鈕I0.1后，如果故障已經消失，則指示燈熄滅，如果沒有消失，則指示燈轉為常亮，直至故障消失。注：

M1.5為CPU的時鐘存儲器MB1的第五位，其時鐘頻率為1HZ.S7-1200提供五種定時器指令：

(1)接通延遲定時器指令TON輸出Q在預設的延時過后設置為ON。(2)保持型接通延遲定時器指令TONR

輸出Q在預設的延時過后設置為ON。在使用R輸入重置經過的時間之前，會跨越多個定時時段一直累加經過的時間。(3)斷開延遲定時器指令TOF輸出Q在預設的延時過后重置為OFF。

(4)脈沖定時器指令TP可生成具有預設寬度時間的脈沖。

(5)復位定時器指令RT

通過清除存儲在指定定時器背景數據塊中的時間數據來重置定時器。二、定時器5.1基本指令二、定時器5.1基本指令輸入端定時器名稱背景數據塊定時器類型預設值時間計時時間計時時間存儲地址輸出端1）接通延遲定時器1）接通延遲定時器1）接通延遲定時器例1：按下瞬時啟動按鈕I10.0，延時5s后電動機Q4.0啟動，按下瞬時停止按鈕I10.1，延時10s后電動機Q4.0停止。R1）接通延遲定時器例2：用接通延遲定時器實現一個周期振蕩電路。1）接通延遲定時器2）保持型接通延遲定時器輸入端定時器名稱背景數據塊定時器類型預設值時間計時時間計時時間存儲地址輸出端復位輸入主要用于累計定時時間的場合，如記錄一臺設備（制動器，開光等）運行的時間。2）保持型接通延遲定時器3）關斷延遲定時器輸入端定時器名稱背景數據塊定時器類型預設值時間計時時間計時時間存儲地址輸出端3）關斷延遲定時器4）脈沖定時器輸入端定時器名稱背景數據塊定時器類型預設值時間計時時間計時時間存儲地址輸出端4）脈沖定時器4）定時脈沖器例：用脈沖定時器實現一個周期振蕩電路t1t2t3t4

5s10sM0.0M0.1Q0.05）復位脈沖器

清除存儲在背景數據塊中的時間數據來重置定時器。定時器PT和IN參數值變化TP定時器運行期間，更改PT

沒有任何影響。定時器運行期間，更改IN

沒有任何影響。TON定時器運行期間，更改PT

沒有任何影響。定時器運行期間，將IN更改為

FALSE會復位并停止定時器。TONR定時器運行期間更改PT

沒有任何影響，但對定時器中斷后繼續運行會有影響。定時器運行期間將IN更改為FALSE

會停止定時器但不會復位定時器。將IN改回TRUE

將使定時器從累積的時間值開始定時。TOF定時器運行期間，更改PT

沒有任何影響。定時器運行期間，將IN更改為TRUE

會復位并停止定時器。二、定時器PT（預設時間）和ET（經過的時間）值以表示毫秒時間的有符號雙精度整數形式存儲在存儲器中。

TIME數據使用T#標識符，可以簡單時間單元“T#200ms”或復合時間單元“T#2s_200ms”的形式輸入。

在定時器指令中，無法使用上面所示