項目二PLC基本指令的應用

任務一PLC系統簡介任務二STEP7—Micro/WIN編程軟件的使用任務三三相異步電動機連續運行控制線路任務四三相異步電動機的正反轉控制線路任務五兩臺電動機順序啟動控制線路任務六順序相連的傳送帶控制系統任務七

軋鋼機的控制線路任務八

十字路口交通信號燈PLC控制系統項目小結任務一PLC系統簡介知識點：·了解PLC的產生、定義、特點、應用范圍及發展趨勢·了解PLC的基本組成、工作原理、編程語言·S7-200PLC的硬件系統配置技能點：·PLC輸入/輸出接線任務一PLC系統簡介●

任務提出

●知識鏈接●

任務實施●思考與練習任務提出PLC系統是由繼電器接觸器控制系統發展而來的，怎樣把一個簡單的繼電器接觸器控制系統——異步電動機點動運行控制電路，改造成PLC控制系統呢？本任務研究用S7-200PLC來實現點動控制電路，達到掌握S7—200系列PLC的硬件接線的目的。知識鏈接

一、

PLC的產生、定義及應用領域二、

PLC的發展趨勢

三、

PLC的特點四、PLC控制系統五、PLC的基本組成六、PLC的基本工作原理七、編程語言八、S7-200系列PLC系統概述九、CPU224輸入/輸出接線十、取、取反指令和輸出指令一、PLC的產生、定義及應用領域

1、PLC定義：ProgrammableLogicalController2、應用領域：開關量邏輯控制

運動控制

閉環過程控制數據處理和通信聯網等

二、PLC的發展趨勢1、產品規模向大、小兩個方向發展2、編程工具豐富多樣，功能不斷提高，編程語言趨向標準化3、PLC發展的多樣化主要體現在三個方面：產品類型、編程語言和應用領域4、模塊化：PLC的擴展模塊發展迅速，明確化、專業化的復雜功能由專門模塊來完成5、網絡與通訊功能增強計算機與PLC之間以及各個PLC之間的聯網和通訊的能力不斷增強，使工業網絡可以有效地節省資源，降低成本，提高系統的可靠性和靈活性。6、工業軟件發展迅速三、PLC的特點1、可靠性高，抗干擾能力強(1)硬件措施(2)軟件措施2、通用性強，使用方便3、采用模塊化結構，使系統組合靈活方便4、編程語言簡單、易學，便于掌握5、系統設計周期短6、安裝簡單、調試方便、維護工作量小四、PLC的控制系統

圖2—2PLC控制系統的示意圖五、PLC的基本組成

1、中央處理單元(CPU)2、存儲器（系統程序存儲器、用戶程序存儲器）3、輸入／輸出模塊4、編程器(簡易編程器、圖形編程器、通用計算機編程）5、電源單元輸入／輸出模塊也稱I／O接口、I／O部件或I／O單元，作為CPU與工業生產現場的橋梁，進行信號電平的轉換（1）數字量（開關量）輸入模塊（2）數字量（開關量）輸出模塊（3）模擬量輸入模塊（4）模擬量輸出模塊開關量輸入接口開關量輸出接口

1、直流輸出接口——晶體管型2、交直流輸出接口——繼電器型六、PLC的基本工作原理

微型計算機：執行到END指令，程序運行結束PLC：循環掃描工作方式

PLC在開始執行程序之前，首先掃描輸入端子，按順序將所有輸入信號，讀入到寄存輸入狀態的輸入映像寄存器中，這個過程稱為輸入采樣，稱輸入刷新。PLC在運行程序時，所需的輸入信號不是現時取輸入端子上的信息，而是取輸入映像寄存器中的信息。在本工作周期內這個采樣結果的內容不會改變，只有到下一個掃描周期輸入采樣階段才被刷新。

PLC完成了輸入采樣工作后，按順序從0000號地址開始的程序進行逐條掃描執行，并分別從輸入映像寄存器、輸出映像寄存器以及輔助繼電器中獲得所需的數據進行運算處理，再將程序執行的結果寫入輸出映像寄存器中保存。但這個結果在全部程序未執行完之前不會送到輸出端子上。執行完用戶所有程序后，PLC將輸出映像寄存器中的內容送到輸出鎖存器中進行輸出，驅動用戶設備。六．PLC的編程語言和程序結構（1）編程語言：梯形圖語句表順序功能圖功能塊圖（2）程序結構：

主程序、子程序、中斷

（a）梯形圖（b）語句表七、S7-200系列PLC系統概述1．S7-200CPU模塊特性CPU221CPU222CPU224CPU226外形尺寸(mm)90×80×6290×80×62120.5×80×62196×80×62程序存儲區(字)2048204840968192數據存儲區(字)1024102440965120掉電保持時間(h)5050190190本機I/O6入/4出8入/6出14入/10出24入/16出擴展模塊數量(個)0277高速計數器：單相雙相4路30kHz2路20kHz4路30kHz2路20kHz6路30kHz4路20kHz6路30kHz4路20kHz脈沖輸出(DC)2路20kHz2路20kHz2路20kHz2路20kHz模擬電位器(個)1122實時時鐘配時鐘卡配時鐘卡內置內置通信口1RS-4851RS-4851RS-4852RS-485浮點數運算有I/O映像區256(128入/128出)布爾指令執行速度0.37μS/指令2．S7-200擴展模塊例：數字量輸入/出模塊EM221/EM222模擬量輸入/出模塊EM231/EM232工業以太網通信模塊CP243-1等。3．通信方式一種是直接使用PC/PPI電纜；另一種是用通信卡（CP）和MPI電纜。

PC/PPI電纜將S7-200的編程口與計算機的RS-232相連接。PC/PPI電纜也可用于其他設備與S7-200的連接。如果使用MPI電纜，必須先在計算機上安裝通信卡。使用這種方式時，可以用較高的波特率進行通信。4．編程元件元件名稱符

號編號范圍功能說明輸入寄存器II0.0～I1.5共14點接受外部輸入設備的信號輸出寄存器QQ0.0～Q1.1共10點輸出程序執行結果并驅動外部設備模擬量輸入（只讀）AIWAIW0～AIW62接收模擬量輸入模塊轉換后的16位數字量模擬量輸出（只寫）AQWAQW0～AQW62暫存模擬量輸出模塊的輸入值位存儲器MM0.0～M31.7在程序內部使用，不能提供外部輸出定時器256(T0～T255)T0、T64保持型通電延時1msT1～T4、T65～T68保持型通電延時10msT5～T31、T69～T95保持型通電延時100msT32、T96ON/OFF延時，1msT33～T36、T9～T100ON/OFF延時，10msT37～T63、T101～T255ON/OFF延時，100ms計數器CC0～C255加法計數器，觸點在程序內部使用高速計數器HCHC0～HC5用來累計比CPU掃描速率更快的事件順控繼電器SS0.0～S31.7提供控制程序的邏輯分段變量存儲器VVB0.0～VB5119.7數據處理用的數值存儲元件局部存儲器LLB0.0～LB63.7使用臨時的寄存器，作為暫時存儲器特殊存儲器SMSM0.0～SM549.7CPU與用戶之間交換信息特殊存儲器SM(只讀)SM0.0～SM29.7接受外部信號累加寄存器ACAC0～AC3用來存放計算的中間值5．指令尋址方式(1)編址方式在計算機中使用的數據均為二進制數，二進制數的基本單位是1個二進制位，8個二進制位組成1個字節，2個字節組成一個字，2個字組成一個雙字。存儲器的單位可以是位(bit)、字節(Byte)、字(Word)、雙字(DoubleWord)，編址方式也可以是位、字節、字、雙字。存儲單元的地址由區域標識符、字節地址和位地址組成。

位編址：寄存器標識符+字節地址+．+位地址，如I0.0、M0.1、Q0.2等。字節編址：寄存器標識符+字節長度B+字節號，如IB1、VB20、QB2等。字編址：寄存器標識符+字長度W+起始字節號，如VW20表示VB20和VB21這2個字節組成的字。雙字編址：寄存器標識符+雙字長度D+起始字節號，如VD20表示從VB20到VB23這4個字節組成的雙字。

(2)尋址方式（立即數尋址、直接尋址、間接尋址）①立即數尋址對立即數直接進行讀寫操作的尋址稱為立即數尋址。

二進制格式：用二進制數前加2#表示，如2#1001；十進制格式：直接用十進數表示，如20047；十六進制格式：用十六進制數前加16#表示，如16#4E4F；ASCII碼格式：用單引號ASCII碼文本表示，如‘goodby’。數據大小無符號整數范圍有符號整數范圍十進制十六進制十進制十六進制字節B(8位)0～2550～FF-128～+12780～7F字W(16位)0～65,5350～FFFF-32,768～+32,7678000～7FFF雙字D(32位)0～4,294,967,2950～FFFFFFFF-2,147,483,648～+2,147,483,647800000000～7FFFFFFF圖7．17CPU存儲器中位數據表示方法(字節、位尋址)②直接尋址方式

S7—200將信息存儲在存儲器中，存儲單元按字節進行編址，無論所尋址的是何種數據類型，通常應指出它所在存儲區域內的字節地址。每個單元都有惟一的地址，這種直接指出元件名稱的尋址方式稱為直接尋址。按位尋址時的格式為：Ax．y，使用時必須指定元件名稱、字節地址和位號，如圖7.17所示。

③間接尋址間接尋址時操作數不提供直接數據位置，而是通過使用地址指針來存取存儲器中的數據。在S7-200系列PLC中允許使用指針對I、Q、M、V、S、T(僅當前值)、C(僅當前值)寄存器進行間接尋址。MOVD&VB202，AC1

MOVW*AC1，AC0

圖2-20使用指針的間接尋址八、CPU224輸入/輸出接線九、取、取反指令和輸出指令LD(Load)：取指令，用于網絡塊邏輯運算開始的常開觸點與母線的連接。LDN(LoadNot)：取反指令，用于網絡塊邏輯運算開始的常閉觸點與母線的連接。=(Out)：線圈驅動指令。使用說明如下：LD/LDN可取I、Q、M、SM、T、C、V、S的觸點?！?”可驅動Q、M、SM、T、C、V、S的線圈，但不能驅動輸入映像寄存器I。當PLC輸出端不帶負載時，盡量使用M或其他控制線圈?！?”可以并聯使用任意次，但不能串聯。例2-1：合上電源開關，沒有按下點動按鈕時指示燈不亮；按下點動按鈕時指示燈點亮。適用PLC實現上述功能。LDI0.0=Q0.0（a）梯形圖（b）語句表解：點動按鈕SB0與PLC輸入端子I0.0連接，指示燈與PLC輸出端子Q0.0連接。則可以通過圖2-22所示的梯形圖來實現上述功能。任務實施一、工具、材料準備二、任務分析三、操作方法四、注意事項任務分析

表2—1

電動機點動運行控制電路中邏輯變量

表2—2輸入輸出點分配表輸入輸出輸入繼電器輸入元件作用輸出繼電器輸出元件作用I0.0SB啟動按鈕Q0.0KM控制電動機用交流接觸器思考與練習1．PLC有哪些特點?2．PLC內部結構有哪幾部分構成?3．CPU芯片的作用是什么?CPU模塊有哪幾部分組成?4．開關量輸入接口有哪幾種類型?各有哪些特點?5．開關量輸出接口有哪幾種類型?各有哪些特點?6．請舉例PLC控制系統中常用的輸入輸出設備?7．有哪些因素能影響PLC的輸入／輸出滯后時間。8．詳細說明PLC的掃描工作原理。在掃描工作過程中，輸入映像寄存器和輸出映像寄存器各起什么作用？任務三三相異步電動機連續運行控制電路知識點：了解S7-200系列PLC編程軟件的安裝掌握STEP7-Micro/WIN編程軟件的操作，會錄入、修改、調試程序會連接PLC與計算機，會進行系統設置了解軟元件常開、常閉觸點的使用掌握觸點串聯、并聯指令，置位、復位指令技能點：·會利用基本邏輯指令與輸入、輸出繼電器編寫梯形圖程序·

會對PLC進行輸入、輸出接線·會利用觸點串并聯指令和置位、復位指令編寫“啟—保—停”作用的梯形圖。任務三三相異步電動機連續運行控制電路

●

任務提出

●知識鏈接

●

任務實施●思考與練習

任務提出

如圖所示是三相異步電動機連續運行電路，KM為交流接觸器，SBl為啟動按鈕，SB2為停止按鈕，FR為過載保護熱繼電器。當按下SBl時，KM的線圈通電吸合，KM主觸點閉合，電動機開始運行，同時KM的輔助常開觸點閉合而使KM線圈保持吸合，實現了電動機的連續運行，直到按下停止按鈕SB2。本任務就是研究用PLC來實現如圖所示的控制電路。知識鏈接一、指令

1、觸點串聯指令2、觸點并聯指令3、置位S、復位R指令4、RS觸發器指令5、邊沿脈沖指令任務實施一、工具、材料準備二、任務分析三、操作方法四、注意事項一、指令1、觸點串聯指令(A／AN)

LDI0.0AM0.0=Q0.0LDM0.1ANI0.2=M0.3AT5=Q0.3ANM0.4=Q0.1觸點串聯指令的使用說明：①觸點串聯指令都是指單個觸點串聯連接的指令，串聯次數沒有限制，可反復使用。②觸點串聯指令的目標元件為I、Q、M、SM、T、C、V、S。2、觸點并聯指令(O／ON)LDM0.0OM0.1ONM0.2AI0.0OI0.1=Q0.0觸點并聯指令的使用說明：①觸點并聯指令都是指單個觸點并聯連接的指令，并聯次數沒有限制，可反復使用。②觸點并聯指令的目標元件為I、Q、M、SM、T、C、V、S。

3、置位S、復位R指令

表2-6置位/復位指令功能表LADSTL功能置位指令Sbit,N從bit開始N個元件置1并保持復位指令Rbit,N從bit開始N個元件清0并保持LDI0.0SQ0.0,2LDI0.1RQ0.0,2置位復位指令的使用說明：①對位元件來說一旦被置位，就保持在通電狀態，除非對它復位；而一旦被復位就保持在斷電狀態，除非對它再置位。②S/R指令可以互換次序使用，但由于PLC采用掃描工作方式，所以寫在后面的指令有優先權。如圖3-3中，若I0.0和I0.1同時為1，則Q0.0、Q0.1肯定處于復位狀態。③如果對計數器和定時器復位，則計數器和定時器的當前值被清零。④N的范圍為1~255，N可為：VB、IB、QB、MB、SMB、SB、LB、AC、常數、*VD、*AC和*LD。一般情況下使用常數。⑤S/R指令的操作數為：I、Q、M、SM、T、C、V、S和L。4、RS觸發器指令圖2-41RS觸發器指令表2-8RS觸發器指令的真值表指令S1/SR/R1輸出(bit)指令S1/SR/R1輸出(bit)00保持前一狀態00保持前一狀態置位優先SR010復位優先010101RS101111110RS觸發器指令的輸入/輸出操作數為：I、Q、V、M、SM、S、T、C。bit的操作數為：I、Q、V、M和S。5、邊沿脈沖指令表2-7邊沿脈沖指令的名稱及使用說明STLLAD功能操作元件EU（EdgeUp）上升沿微分輸出無ED（EdgeDown）下降沿微分輸出無LDI0.0EU=M0.0LDM0.0SQ0.0,1LDI0.1ED=M0.1LDM0.1RQ0.0,1一個掃描周期任務分析1、輸入輸出點分配輸入輸出輸入繼電器輸入元件作用輸出繼電器輸出元件作用I0.0SBl啟動按鈕Q0.0KM運行用交流接觸器I0.1SB2停止按鈕I0.2FR過載保護2、編寫梯形圖3、操作方法1．按圖2-43（a）接線，檢查線路正確性，確保無誤。2．輸入圖2-43b所示的梯形圖或指令表，進行程序調試，檢查是否實現了連續運行的功能。3．輸入圖2-43c所示的梯形圖或指令表，進行程序調試，檢查是否實現了連續運行的功能。4．按圖2-44（a）接線，輸入如圖2-44b所示的梯形圖或如圖2-44c所示的指令表，進行程序調試，檢查是否實現了連續運行的功能。5．PLC控制電路同上一步，把如圖2-44所示的用啟一保一停方法編寫的梯形圖改用置位復位指令編寫的梯形圖，進行程序調試，直到完成連續運行的功能。6．按圖2-45接線，輸人如圖2-45b所示的梯形圖或如圖2-45c所示的指令表，進行程序調試，檢查是否完成了連續運行的功能。7．PLC控制電路同上一步，把如圖2-43所示用啟一保一停方法編寫的梯形圖改用置位復位指令編寫的梯形圖，進行程序調試，直到完成連續運行的功能。8．上述實訓中，4個梯形圖中所用的觸點都是電平觸發的，它們可以改為邊沿觸發嗎？試著修改，并進行調試。思考與練習1、在某一控制系統中，SB0為停止按鈕，SB1、SB2為點動按鈕，當SB1按下時電動機M1啟動，此時再按下SB2，電動機M2啟動而電動機M1仍然工作，如果按下SB0，則兩個電動機都停止工作，試用PLC實現這一控制功能。2、在兩人搶答系統中，當主持人允許搶答時，先按下搶答按鈕地進行回答，且指示燈亮，主持人可隨時停止回答，分別使用PLC梯形圖、基本指令實現這一控制功能。任務四三相異步電動機的正反轉控制●任務提出

●知識鏈接●

任務實施●思考與練習任務提出

如圖2—47所示是三相異步電動機連續運行電路，KMl為電動機正向運行交流接觸器，KM2為電動機反向運行交流接觸器，SBl為正向啟動按鈕，SB3為反向起動按鈕，SB2為停止按鈕，FR為過載保護熱繼電器。本任務研究用PLC實現三相異步電動機的正反轉控制電路。

圖2一47三相異步電動機連續運行電路主電路b)控制電路c)正向運行時序圖d)反向運行時序圖知識鏈接

一、指令

1、電路塊的串并聯指令

2、

棧存儲器指令

二、梯形圖畫法規則與梯形圖的優化1、梯形圖畫法規則

2、梯形圖優化

電路塊的串并聯指令

1、OLD塊或指令：兩個或兩個以上串聯電路塊之間的并聯

2、ALD塊與指令：兩個或兩個以上并聯電路塊之間的串聯

使用說明：①除在網絡塊邏輯運算的開始使用LD、LDN指令外，在塊電路的開始也要使用LD、LDN指令。②每完成一次塊電路的并聯時要寫上OLD指令。③OLD指令無操作數。圖2-48OLD指令使用舉例使用說明：①在塊電路開始時要使用LD和LDN指令。②在每完成一次塊電路的串聯連接后要寫上ALD指令。③ALD指令無操作數。

圖2-49ALD指令使用舉例棧存儲器指令S7-200系列PLC使用一個9層堆棧來處理所有邏輯操作，它和計算機中的堆棧結構相同。堆棧是一組能夠存儲和取出數據的暫存單元，其特點是“先進后出”。每一次進行入棧操作，新值放入棧頂，棧底值丟失；每一次進行出棧操作，棧頂值彈出，棧底值補進隨機數。邏輯堆棧指令主要用來完成對觸點進行的復雜連接。邏輯進棧（LPS）指令：復制堆棧中的頂值并使該數值進棧。堆棧底值被推出棧并丟失。邏輯出棧（LPP）指令：將堆棧中的一個數值出棧。第二個堆棧數值成為堆棧新頂值。邏輯讀?。↙RD）指令：將第二個堆棧數值復制至堆棧頂部。不執行進棧或出棧，但舊堆棧頂值被復制破壞。載入堆棧（LDS）指令：復制堆棧中的堆棧位n，并將該數值置于堆棧頂部。堆棧底值被推出棧并丟失。

圖2-50邏輯堆棧指令應用程序梯形圖畫法規則1、觸點電路塊畫在梯形圖的左邊，線圈畫在梯形圖的右邊。

2、觸點應畫在水平線上，不能畫在垂直分支線上。3、梯形圖程序中的觸點可以任意串、并聯，而輸出線圈只能并聯不能串聯。

圖2-51驅動線圈右邊無觸點梯形圖的優化

圖2-52改變電路結構圖例

梯形圖優化1、在有幾個串聯電路相并聯時，應將觸點最多的支路放在梯形圖的最上面。

2、在有幾個并聯回路相串聯時，應將觸點最多的并聯回路放在梯形圖的最左邊，這樣的安排使程序簡潔明了，指令語句也較少。3、在有線圈的并聯電路中，將單個線圈放在上面。

圖2-53先串后并梯形圖的優化

圖2-54先并后串梯形圖的優化

圖2-55梯形圖優化(a)不推薦的梯形圖(b)推薦的梯形圖任務實施一、工具、材料準備二、任務分析三、操作方法四、注意事項任務分析表2-11輸入輸出點分配表輸入輸出輸入繼電器輸入元件作用輸出繼電器輸出元件作用I0.0SBl正向啟動按鈕Q0.0KMl正向運行用交流接觸器I0.1SB2停止按鈕Q0.1KM2反向運行用交流接觸器I0.2SB3反向啟動按鈕I0.3FR過載保護

(a)I/O接線圖

（b）梯形圖圖2-56PLC實現電動機正反轉運行電路

1．按圖2-56（a）接線，檢查線路正確性，確保無誤。2．輸入如圖2-56（b）所示的梯形圖或指令表，進行程序調試，檢查是否實現了正反轉運行的功能。3．把如圖2-56（b）所示用啟一保一停方法編寫的梯形圖改用置位復位指令，進行程序調試，直到完成正反轉運行的功能。操作方法注意事項

1．觸點電路塊畫在梯形圖的左邊，線圈畫在梯形圖的右邊。2．觸點應畫在水平線上，不能畫在垂直分支線上。3．在有幾個串聯電路相并聯時，應將觸點最多的支路放在梯形圖的最上面。4．在有幾個并聯回路相串聯時，應將觸點最多的并聯回路放在梯形圖的最左邊。思考與練習寫出圖2-57所示梯形圖的語句表程序。2、寫出語句表對應的梯形圖。3、有些生產機械如龍門刨床、導軌磨床的工作臺需要在一定距離內自動往復運行，以使工件能得到連續的加工，如圖2-58所示，工作臺在SQl和SQ2之間自動往復運行，SQl和SQ2行程開關起限位作用，SQ3和SQ4行程開關起限位保護作用，試著將其改造成PLC控制系統。要求：(1)主電路不變，各器件的功能不變。(2)進行PLC輸人輸出點分配，畫出輸入輸出點分配表。(3)畫出PLC接線圖。(4)根據接線圖和功能要求，設計出梯形圖，寫出指令表。調試程序，直至完成功能。圖2-58a)主電路b)控制電路c)工作示意圖任務五兩臺電動機的順序啟動控制知識點：·掌握編程元件（定時器），了解各類定時器的工作原理技能點：·會利用所學定時器指令編寫通電延遲、斷電延遲梯形圖●任務提出

●知識鏈接●

任務實施●思考與練習任務五兩臺電動機的順序啟動控制任務提出在實際工作中，常常需要兩臺或多臺電動機順序啟動，如圖2-59所示，兩臺交流異步電動機M1和M2，按下啟動按鈕SBl后，第一臺電動機M1啟動，5s后第二臺電動機M2啟動，完成相關工作后按下停止按鈕SB2，兩臺電動機同時停止。本任務研究用PLC實現兩臺電動機的順序啟動控制。

圖2-59兩臺電動機順序啟動及運行a)主電路b)控制電路c)時序圖知識鏈接

一、編程元件：定時器二、★★定時器指令的工作原理三、定時器的基本應用實例一、編程元件：定時器1、概述：定時器是根據預先設定的定時值，按一定的時間單位（內部時鐘1ms、10ms、100ms）進行計時的PLC內部裝置。2、★★定時器的結構：每個定時器均有一個16位的當前值寄存器用以存放當前值（16位符號整數）；一個16位的預置值寄存器用以存放時間的設定值；還有一個狀態位，反應其觸點的狀態。3、分類：通電延時型(TON)、斷電延時型(TOF)、記憶型通電延時定時器(TONR)4、★★

CPU224XP內部定時器的資源分配工作方式mss定時器號TONR132.767T0，T6410327.67T1-T4，T65-T681003276.7T5-T31，T69-T95TON/TOF132.767T32，T9610327.67T33-T36，T97-T1001003276.7T37-T63，T101-T255二、定時器指令的工作原理（1）定時器指令格式LADSTL說明TONT××，PTTON—TONR—記憶型通電延時定時器TOF—斷電延時型定時器IN是使能輸入端，指令盒上方輸入定時器的編號（T××），范圍為T0-T255；PT是預置值輸入端，最大預置值為32767；PT的數據類型：INT；PT操作數有：IW，QW，MW，SMW，T，C，VW，SW，AC，常數TONRT××，PTTOFT××，PT（2）通電延時型的定時器工作原理當I0.0接通時即使能端（IN）輸入有效時，驅動T37開始計時，當前值從0開始遞增，計時到設定值PT時，T37狀態位置1，其常開觸點T37接通，驅動Q0.0輸出，其后當前值仍增加，但不影響狀態位。當前值的最大值為32767。當I0.0分斷時，使能端無效時，T37復位，當前值清0，狀態位也清0，即回復原始狀態。若I0.0接通時間未到設定值就斷開，T37則立即復位，Q0.0不會有輸出。

（3）記憶型通電延時定時器的工作原理使能端（IN）輸入有效時（接通），定時器開始計時，當前值遞增，當前值大于或等于預置值（PT）時，輸出狀態位置1。使能端輸入無效（斷開）時，當前值保持（記憶），使能端（IN）再次接通有效時，在原記憶值的基礎上遞增計時。

注意：TONR記憶型通電延時型定時器采用線圈復位指令R進行復位操作，當復位線圈有效時，定時器當前位清零，輸出狀態位置0。（4）斷電延時型的定時器工作原理斷電延時型定時器用來在輸入斷開，延時一段時間后，才斷開輸出。使能端（IN）輸入有效時，定時器輸出狀態位立即置1，當前值復位為0。使能端（IN）斷開時，定時器開始計時，當前值從0遞增，當前值達到預置值時，定時器狀態位復位為0，并停止計時，當前值保持。如果輸入斷開的時間，小于預定時間，定時器仍保持接通。IN再接通時，定時器當前值仍設為0。

三、定時器指令的基本使用實例1）以上介紹的3種定時器具有不同的功能。接通延時定時器（TON）用于單一間隔的定時；有記憶接通延時定時器（TONR）用于累計時間間隔的定時；斷開延時定時器（TOF）用于故障事件發生后的時間延時。2）TOF和TON共享同一組定時器，不能重復使用。即不能把一個定時器同時用作TOF和TON。例如，不能既有TONT32，又有TOFT32。注意點：任務實施一、工具、材料準備二、任務分析三、操作方法四、注意事項任務分析表2-14輸入輸出點分配表輸入資源內部與輸出資源輸入繼電器輸入元件作用內部與輸出資源元件作用I0.0SBlM1啟動按鈕Q0.lKMlM1用交流接觸器I0.1SB2停止按鈕Q0.2KM2M2用交流接觸器I0.2FRlM1過載保護T37KT5s延時I0.3FR2M2過載保護

圖2-64PLC控制二臺電動機順序啟動及運行a）PLC接線圖b)梯形圖c)指令表操作方法1．把圖2—64a所示PLC控制電路的接線圖接線，檢查線路正確性，確保無誤。2．輸入如圖2—64b所示的梯形圖或指令表，進行程序調試，檢查是否實現了順序啟動的功能。3．自行設計接線圖和操作步驟，調試如圖2—60所示的程序，觀察是否實現了斷電延時的功能。4．自行設計接線圖和操作步驟，調試如圖2—61所示的程序，觀察通用定時器無斷電保持的功能。5．自行設計接線圖和操作步驟，調試如圖2—62所示的程序，觀察有記憶的通電延時型定時器的斷電保持功能。6．自行設計接線圖和操作步驟，調試如圖2—63所示的程序，觀察各個定時器的當前值的變化。

注意事項

1．使用定時器時要注意編號的選用，編號不同，定時器的功能不同（普通型、記憶型）、定時器的脈沖周期不同（1ms、10ms、100ms）。2．有記憶的通電延時型定時器具備斷電保持的功能，只有將定時器復位，當前值才變為0。

思考與練習1.試用PLC實現電動機的Y-△轉換控制。要求：按下啟動按鈕SB1后，電動機以Y型方式運轉，30秒后轉入△型全壓運行。按下停止按鈕SB2后，電動機停止運轉。2.I0.0外接自鎖按鈕，當按下自鎖按鈕后，Q0.0、Q0.1、Q0.2外接的燈循環點亮，每過一秒點亮一盞燈，點亮一盞燈的同時熄滅另一盞燈，請設計程序并調試。3．PLC控制三臺交流異步電動機M1、M2和M3順序啟動，按下啟動按鈕SB1后，第一臺電動機M1啟動運行，5s后第二臺電動機M2啟動運行，第二臺電動機M2運行8s后第三臺電動機M3啟動運行，完成相關工作后按下停止按鈕SB2，三臺電動機一起停止。要求：(1)畫出主電路。(2)進行PLC資源分配，寫出資源分配表。(3)畫出PLC接線圖。(4)根據接線圖和功能要求，設計出梯形圖。調試程序，直至實現功能。

4．按如圖2-65所示的時序圖，設計出梯形圖程序。

圖2-65任務六順序相連的傳送帶控制系統知識點：·掌握編程元件（輔助繼電器），了解雙線圈的含義·掌握常用電路的編程技能點：·會利用所學指令和編程元件編寫需暫存中間狀態的梯形圖·進一步熟悉定時器指令的使用任務六順序相連的傳送帶控制系統●任務提出

●知識鏈接●

任務實施●思考與練習任務提出如圖2—66a所示為某車間兩條順序相連的傳送帶，為了避免運送的物料在2號傳送帶上堆積，按下啟動按鈕后，2號傳送帶開始運行，5s后1號傳送帶自動啟動。而停機時，則是l號傳送帶先停止，10s后2號傳送帶才停止。本任務研究用PLC實現順序相連的傳送帶控制系統。

圖2—66兩條順序相連的傳送帶a)工作原理示意圖b)時序圖知識鏈接

一、定時器的應用擴展二、編程元件——位存儲器

1、通用位存儲器(M0.0～M31.7)

2、特殊位存儲器器(SM0.0~SM179.7)一、定時器指令的擴展應用1、一個機器掃描周期的時鐘脈沖發生器圖2-67自身常閉接使能輸入1ms時基定時器，每隔1ms定時器刷新一次當前值10ms時基定時器，當前值在每個掃描周期開始刷新時基為100ms的定時器，當前指令執行時刷新2、延時斷開電路

3、閃爍電路（振蕩電路）二、編程元件—位存儲器1、內部標志位存儲器：用來保存控制繼電器的中間操作狀態，其作用相當于繼電器控制中的中間繼電器，內部標志位存儲器在PLC中沒有輸入/輸出端與之對應，其線圈的通斷狀態只能在程序內部用指令驅動，其觸點不能直接驅動外部負載，只能在程序內部驅動輸出繼電器的線圈，再用輸出繼電器的觸點去驅動外部負載。2、內部標志位存儲器可采用位、字節、字或雙字來存取。其位存取的地址編號范圍為M0.0~M31.7共32個字節。3、作用：（1）在梯形圖中，若多個線圈都受某一觸點串并聯電路的控制，為了簡化電路，在梯形圖中可設置該電路控制的存儲器的位，如圖2-72所示，這類似于繼電器電路中的中間繼電器。圖2-72設置中間單元（2）解決雙線圈問題A、雙線圈：在同一個程序中同一元件的線圈在同一個掃描周期中，輸出了兩次或多次，稱為雙線圈輸出。若在程序中，進行線圈的雙重輸出，則前面的輸出無效，而后面的輸出是有效的。B、采用位存儲器來解決三、特殊位存儲器PLC中還有若干特殊標志位存儲器,特殊標志位存儲器位提供大量的狀態和控制功能，用來在CPU和用戶程序之間交換信息，特殊標志位存儲器能以位、字節、字或雙字來存取，CPU224的SM的位地址編號范圍為SM0.0~SM179.7共180個字節。其中SM0.0～SM29.7的30個字節為只讀型區域。特殊存儲器SM的只讀字節SMB0為狀態位，在每個掃描周期結束時，由CPU更新這些位。各位的定義如下：SM0.0：運行監視。SM0.0始終為“1”狀態，當PLC運行時可以利用其觸點驅動輸出繼電器。SM0.1：初始化脈沖，僅在執行用戶程序的第一個掃描周期為1狀態，可以用于初始化程序。SM0.2：當RAM中數據丟失時，導通1個掃描周期，用于出錯處理。SM0.3：PLC上電進入RUN方式，導通一個掃描周期，可用在啟動操作之前給設備提供一個預熱時間。SM0.4：該位是1個周期為1min、占空比為50％的時鐘脈沖。SM0.5：該位是1個周期為1s、占空比為50％的時鐘脈沖。SM0.6：該位是1個掃描時鐘脈沖。本次掃描時置1，下次掃描時置0?？捎米鲯呙栌嫈灯鞯妮斎?。SM0.7：該位指示CPU工作方式開關的位置。在TERM位置時為0，可同編程設備通信；在RUN位置時為1，可使自由端口通信方式有效。特殊存儲器SM的只讀字節SMB1提供了不同指令的錯誤提示，部分位的定義如下：SM1.0：零標志位，運算結果等于0時，該位置1。SM1.1：溢出標志，運算溢出或查出非法數值時，該位置1。SM1.2：負數標志，數學運算結果為負時，該位置1。特殊存儲器SM字節SMB28和SMB29用于存儲模擬量電位器0和模擬量電位器1的調節結果。其他特殊存儲器的用途可參閱相關手冊。

任務實施一、工具、材料準備二、任務分析三、操作方法四、注意事項輸入資源內部與輸出資源輸入繼電器輸入元件作用內部與輸出資源元件作用I0.0SBl啟動按鈕Q0.0KMl1號傳送帶接觸器I0.1SB2停止按鈕Q0.1KM22號傳送帶接觸器I0.2FRlM1過載保護T37KTl5s通電延時I0.3FR2M2過載保護T38KT210s斷電延時任務分析

表2-15PLC資源分配表

圖2-76PLC控制二條順序相連的傳送帶a)接線圖b)錯誤梯形圖

圖2-77PLC控制二條順序相連傳送帶的梯形圖

注意事項

1．雙線圈輸出不可取。2．出現雙線圈可以采用內部標志位存儲器M、局部存儲器L或變量存儲器V來解決。

思考與練習1．試用PLC實現三相交流異步電動機正反轉的Y-△轉換控制?？刂埔笕缦拢喊聪抡D按鈕SBl，電動機以Y一△方式正向啟動，Y形連接運行30s后轉換為△形運行。按下停止按鈕SB3，電動機停止運行。按下反轉按鈕SB2，電動機以Y一△方式反向啟動，Y形連接運行30s后轉換為△形運行。按下停止按鈕SB3，電動機停止運行。（1）試畫出電動機正反轉的Y-△轉換控制的主電路。（2）進行PLC資源分配，寫出資源分配表。（3）畫出PLC接線圖。（4）根據接線圖和功能要求，設計出梯形圖。調試程序，直至實現功能。2．PLC控制三臺交流異步電動機M1、M2和M3順序啟動，按下啟動按鈕SB1后，三臺電動機順序自動啟動,間隔時間為10S，完成相關工作后按下停止按鈕SB2，三臺電動機逆序自動停止,間隔時間為5S。若遇緊急情況，按下急停按鈕SB3，運行的電動機立即停止。要求：(1)進行PLC資源分配，寫出資源分配表。(2)畫出PLC接線圖。(3)根據接線圖和功能要求，設計出梯形圖。調試程序，直至實現功能。3．設計一報警電路，要求具有聲光報警。當故障發生時，報警指示燈閃爍，報警電鈴或蜂鳴器響。操作人員指導故障發生后，按消鈴按鈕，把電鈴關掉，報警指示燈從閃爍變為常亮。故障消失后，報警燈熄滅。另外，還設置了試燈、試鈴按鈕，用于平時檢測報警指示燈和電鈴的好壞。（故障信號I0.0；消鈴按鈕I1.0；試燈按鈕I1.1；報警燈Q0.0；報警電鈴Q0.7）任務七軋鋼機的控制知識點：·掌握編程元件（計數器）技能點：·會利用所學計數器指令完成相關控制系統的設計、調試任務七軋鋼機的控制電路●任務提出

●知識鏈接●

任務實施●思考與練習任務提出某一軋鋼機的模擬控制如圖2-78所示。圖中S1為檢測傳送帶上有無鋼板傳感器，S2為檢測傳送帶上鋼板是否到位傳感器；M1、M2為傳送帶電動機；M3F和M3R為傳送電動機M3正轉和反轉指示燈；Y1為鍛壓機。按下啟動按鈕，電動機M1、M2運行，待加工鋼板存儲區中的鋼板自動往傳送帶上運送。若S1表示檢測到物件，電動機M3正轉，即M3F亮。當傳輸帶上的鋼板已過S1檢測信號且S2檢測到鋼板到位時，電動機M3反轉，即M3R亮，同時電磁閥Y1動作。Y1鍛壓機向鋼板沖壓一次，S2信號消失。當S1再檢測到有信號時，電動機M3正轉，重復經過三次循環，停機一段時間（3s），取出成品后，繼續運行，不需要按啟動。按下停止按鈕時，必須按啟動后方可運行?！咀⒁釹1沒動作，則S2將不會動作】

圖2-78軋鋼機的模擬控制示意圖知識鏈接

一、計數器指令1、概述2、結構3、分類4、資源分配5、指令用法6、工作原理二、計數器的應用擴展一、計數器指令1、定義：計數器的使用和定時器基本相似，編程時輸入它的計數設定值，計數器累計它的脈沖輸入端信號上升沿的個數。當計數達到設定值時，計數器發生動作，以便完成計數控制任務。2、結構：一個16位的預置值寄存器、一個16位的當前值寄存器和一位狀態位組成。當前值寄存器用以累計脈沖個數，計數器當前值大于或等于預置值時，狀態位置1。3、分類：CTU-加計數器，CTUD-加/減計數器，CTD-減計數。4、資源分配：C0～C2555、計數器指令：

STLLAD指令使用說明CTUCxxx，PV（1）梯形圖指令符號中：CU為加計數脈沖輸入端；CD為減計數脈沖輸入端；R為加計數復位端；LD為減計數復位端；PV為預置值。（2）Cxxx為計數器的編號，范圍為：C0~C255（3）PV預置值最大范圍：32767；PV的數據類型：INT；PV操作數為：VW,T,C,IW,QW,MW,SMW,AC,AIW,K（4）CTU/CTUD/CD指令使用要點：STL形式中CU，CD，R，LD的順序不能錯；CU，CD，R，LD信號可為復雜邏輯關系。CTDCxxx，PV

CTUDCxxx，PV

6、計數器指令工作原理分析（1）加計數器指令（CTU）當R=0時，計數脈沖有效；當CU端有上升沿輸入時，計數器當前值加1。當計數器當前值大于或等于設定值（PV）時，該計數器的狀態位C-bit置1，即其常開觸點閉合。計數器仍計數，但不影響計數器的狀態位。直至計數達到最大值（32767）。當R=1時，計數器復位，即當前值清零，狀態位C-bit也清零。加計數器計數范圍：0~32767。(2)加/減計數指令（CTUD）當R=0時，計數脈沖有效；當CU端（CD端）有上升沿輸入時，計數器當前值加1（減1）。當計數器當前值大于或等于設定值時，C-bit置1，即其常開觸點閉合。當R=1時，計數器復位，即當前值清零，C-bit也清零。加減計數器計數范圍：–32768~32767。（3）減計數指令（CTD）當復位LD有效時，LD=1，計數器把設定值（PV）裝入當前值存儲器，計數器狀態位復位（置0）。當LD=0，即計數脈沖有效時，開始計數，CD端每來一個輸入脈沖上升沿，減計數的當前值從設定值開始遞減計數，當前值等于0時，計數器狀態位置位（置1），停止計數。

【例4-4】加減計數器指令應用示例。I0.1I0.2I0.3C50當前值.C50狀態位LDI0.1LDI0.2LDI0.3CTUDC50，4

【例4-5】減計數指令應用示例。

LDI0.1LDI1.0CTDC4,3LDC4=Q0.0二、計數器應用擴展1、計數擴展該電路的計數值為兩個計數器設定值的乘積，即C總=C1×C2。2、定時擴展

設T37和C4的設定值分別為KT和KC，對于100ms定時器總的定時時間為：T=0.1KTKC(s)。

任務實施一、工具、材料準備二、任務分析三、操作方法四、注意事項（1）控制要求分析：該設計有兩個檢測信號，S1專用于檢測待加工物件是否已在傳送帶上，S2用于檢測待加工物件是否到達加工點。S1有效時M1、M2工作，M3正轉。S2有效時，M3反轉，Y1動作。軋鋼機重復3次，取出成品后，繼續運行，不需要按啟動。（2）I/O點分配輸入輸出功能元件PLC地址功能元件PLC地址啟動按鈕SB1I0.0控制M1電動機KM1Q0.0停止按鈕SB2I0.1控制M2電動機KM2Q0.1S1檢測信號S1I0.2Y1鍛壓控制KM3Q0.2S2檢測信號S2I0.3M3正轉指示M3FQ0.3M3反轉指示M3RQ0.4（3）I/O接線圖（4）程序設計小結

1、計數器的使用2、系統調試時輸入設備動作的先后次序思考與練習1．畫出圖2-85梯形圖的輸出波形。2．設計滿足如圖2-86所示三個時序的梯形圖。3．如圖2-87所示，X0閉合后Y0變為ON并自保持，T0定時7s后，用C0對X1輸入的脈沖計數，計滿4個脈沖后，Y0變為OFF，同時C0和T0被復位，在PLC剛開始執行用戶程序時，C0也被復位，設計出梯形圖。調試程序，直至實現功能。

4．有3臺電動機，要求啟動時，每隔10min依次啟動1臺，每臺運行8h后自動停機。在運行中可用停止按鈕將3臺電動機同時停止。任務八十字路口交通信號燈PLC控制系統知識點：·了解PLC控制系統設計的基本內容

·掌握PLC控制系統設計的基本原則、設計步驟技能點：·會設計PLC控制系統，利用基本指令編寫梯形圖任務八十字路口交通信號燈PLC控制系統●任務提出

●知識鏈接●

任務實施●思考與練習任務提出本任務研究十字路口交通信號燈PLC控制系統的設計。如圖2—88是十字路口交通信號燈示意圖。在十字路口的東、西、南、北方向裝設紅、綠、黃燈，信號燈受一個起動開關控制，當起動開關接通時，信號燈系統開始工作，且先南北紅燈亮，東西綠燈亮。當起動開關關斷時，所有信號燈都熄滅。南北紅燈亮維持25秒，在南北紅燈亮的同時東西綠燈也亮，并維持20秒。到20秒時，東西綠燈閃亮，閃亮3秒后熄滅，在東西綠燈熄滅時，東西黃燈亮，并維持2秒。到2秒時，東西黃燈熄滅，東西紅燈亮，同時，南北紅燈熄滅，綠燈亮。東西紅燈亮維持30秒。南北綠燈亮維持25秒，然后閃亮3秒后熄滅，同時南北黃燈亮，維持2秒后熄滅。這時南北紅燈又亮，東西綠燈又同時亮，如此周而復始。

圖2-88交通燈控制知識鏈接

一、PLC控制系統設計的基本原則二、PLC控制系統設計的基本內容

三、PLC控制系統設計的一般步驟

一、PLC控制系統設計的基本原則1、最大限度地滿足被控對象的控制要求。

2、在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統簡單、經濟、實用，維修方便。

3、保證控制系統的安全、可靠。4、考慮到生產發展和工藝的改進，在選擇PLC容量時，應適當留有余量。二、PLC控制系統設計的基本內容1、選擇用戶輸入設備、輸出設備以及由輸出設備驅動的控制對象。2、PL