1海南風光清華大學電機系電工學教研組唐慶玉2003年10月16日編禁止盜版剽竊第9章可編程序控制器（S7-200型PLC）清華大學電機系電工學教研室唐慶玉編2第9章可編程控制器9.1PLC的結構和工作原理

9.1.1PLC控制系統

9.1.2PLC的結構

9.1.3PLC的存儲器類型及尋址方式9.2PLC的編程語言及工作方式

9.2.1梯形圖

9.2.2語句表

9.2.3PLC的工作方式9.3PLC的基本指令

9.3.1位邏輯指令

9.3.2邏輯堆棧指令

9.3.3定時器指令

9.3.4計數器指令9.3.5跳變檢測指令

9.3.6置位和復位指令

9.3.7數據傳送指令

9.3.8移位和循環移位指令9.4PLC的應用舉例

9.4.1三相異步電動機Y-起動PLC控制

9.4.2十字路口交通燈PLC控制（不講）39.3.3定時器及定時器指令時間常數（1-32767）定時器編號37時鐘周期100ms（1）當輸入觸點斷開，IN＝0，定時器復位，當前值＝0。（2）當輸入觸點接通，IN＝1，定時器開始定時，每一個時鐘，當前值加1。（3）當當前值設定值時間常數時，定時器常開觸點ON，常閉觸點OFF。（4）定時時間=時鐘周期時間常數。（5）若IN仍為1，則當前值仍繼續計數，直到最大值32767。（6）若輸入觸點斷開，定時器復位(常開觸點斷開，常閉觸點閉合，當前值清0)。（7）當前值、設定值都是16位有符號整數。（8）時鐘周期有三種，見下表：說明：通電延時定時器通電延時定時器TON斷電延時定時器TOF保持型通電延時定時器TONR輸入觸點INTONPT100T37個數：共256個，T0~T255三種類型：4定時器及定時器指令（續）類型分辨率最大定時定時器號TONR1ms32.767sT0,T6410ms327.67sT1~T4,T65~T68100ms3276.7sT5~T31,T69~T95TON1ms32.767sT32,T96TOF10ms327.67sT33~T36,T97~T100100ms3276.7sT37~T63,T101~T255定時器特性表注：

TON通電延時定時器（輸入觸點斷開時，定時器位復位，當前值清0。輸入觸點接通時開始定時，定時時間到，定時器位置位）

TOF斷電延時定時器（輸入觸點接通時，定時器位復位，當前值清0。輸入觸點斷開時開始定時，定時時間到，定時器位置位）

T0NR保持型通電延時定時器（輸入觸點接通時開始定時，輸入觸點斷開時，定時器位復位，當前值不清0。若輸入觸點又接通，則繼續定時，定時時間到，定時器位置位）5動作說明：當I0.1閉合后，定時器T37開始定時。經過100ms×100=10s后，T37的常開觸點閉合,Q0.0=1，同時T37的常閉觸點斷開,Q0.1=0。定時器指令舉例：LDI0.1TONT37,100LDT37=Q0.0LDNT37=Q0.1助記符語句表INTONPT100T37(Q0.0)I0.1T37(Q0.1)T376例3：定時器應用舉例(高頻加熱時間控制）PLC分配I/OI0.0SB1I0.1SB2Q0.0KMT37KTQSFU1KM主電路接觸器控制電路（對照用）KTKTKMSB1SB2KMKM定時8秒PLC外部接線圖I0.1I0.0COMOQ0.0COMIKMSB2SB1~220V24VPLCPLC梯形圖T37I0.0I0.1(Q0.0)I0.0Q0.0Q0.080INTONPTT37LDI0.1OQ0.0ANI0.0ANT37=Q0.0LDQ0.0ANI0.0TONT37,80語句表7例4：定時器應用舉例：三相異步電動機Y-起動PLC控制（9.4.1)I/O分配：SB1I0.0SB2I0.1KMQ0.0KMYQ0.1KMQ0.2KTT33（時鐘周期10ms）時間常數=500延時：0.01s×500=5s主電路（與繼電器控制方案相同）ABCQSM3FU1FRKMV1W2U1V2W1U2KMYKMPLC接線圖I0.1I0.0COMOQ0.0COMIKMSB2SB1~220V24VQ0.1KMYFRQ0.2KM8繼電器控制電路（對照用）KMYKMKMKTKMKMYKTKMKMFRSB1KMSB2KTPLC梯形圖T33Q0.2T33Q0.1Q0.2(Q0.1)I0.1(Q0.2)(Q0.0)I0.0Q0.0INTONPT500T33Q0.2例4（續）三相異步電動機Y-起動PLC控制梯形圖9LPPLDT33OQ0.2ALDANQ0.1=Q0.2；塊與PLC梯形圖T33Q0.2T33Q0.1Q0.2(Q0.1)I0.1(Q0.2)(Q0.0)I0.0Q0.0INTONPT500T33Q0.2LPS：復制棧頂第0層的值，向下壓一層LRD：復制第1層的值，裝到第0層LPP：將第0層的值彈出，其他層依次上移一層語句表LDI0.1OQ0.0ANI0.0LPS=Q0.0LRDANT33ANQ0.2=Q0.1ANQ0.2TONT33,500例4（續）三相異步電動機Y-起動PLC控制編程109.3.4計數器及計數器指令個數：共256個，C0~C255三種類型：加計數器CTU，減計數器CTD，加減計數器CTUD說明：當復位輸入（R）電路斷開，CU端電路接通，CU輸入有一個上升沿，計數器當前值加1。當當前值設定值PV時，計數器常開觸點閉合，常閉觸點打開。當R端ON時，計數器復位，當前值清0。LDI0.0LDI0.2CTDC5,100LDI0.0LDI0.2CTUC4,100LDI0.0LDI0.1LDI0.2CTUDC6,100說明：當CD端電路接通，CD輸入有一個上升沿，從設定值開始，當前值減1。當當前值減至0時，停止計數，計數器常開觸點閉合，常閉觸點打開。當LD端ON時，計數器復位，設定值PV重裝入當前值。說明：CU端的上升沿，當前值加1；CD端的上升沿，當前值減1。當當前值設定值PV時，計數器位置位。當R端ON時，計數器復位，當前值清0。I0.0I0.2CUCTUPV100C4R加計數器I0.0I0.2CDCTDPV100C5LD減計數器I0.0I0.2CUCTUDPV100C6RCDI0.1加減計數器111235049I0.0C4I0.2計數器指令時序圖語句表LDI0.0LDI0.2CTUC4,50LDC4=Q0.1C4(Q0.1)I0.0I0.2CUCTUPV50C4R加計數器計數到50，C4位置1在I0.2的上升沿，C4復位129.3.5跳變檢測指令P，N語句表LDI0.0EU=M0.0LDI0.1ED=M0.1I0.0接通瞬間（上升沿），M0.0觸點接通一個掃描周期T。I0.1斷開瞬間（下降沿），M0.1觸點接通一個掃描周期T。功能解釋：M0.0I0.0TI0.1M0.1TP指令：檢測正跳變N指令：檢測負跳變注：M—位存儲器，用于保存繼電器的中間操作狀態，位尋址地址M0.0~M31.7

P

NI0.0I0.1(M0.1)(M0.0)T掃描周期13清華大學電機系電工學教研組唐慶玉編2003年10月16日PLC的I/O分配：I0.0—傳送帶停機按鈕I0.1—傳送帶起動按鈕I0.2—產品通過檢測器PHQ0.0—傳送帶電機KM1Q0.1—機械手KM2T37—定時器,定時2秒C100—計數器，設定值24例5.計數器應用舉例：產品數量檢測KM2KM1產品通過檢測器PH機械手傳送帶電機每24個產品機械手動作1次,每次持續時間2秒。I0.214電機起動后，M0.0產生寬度為一個掃描周期的正脈沖，使C100復位手動起、停傳送帶電機例5（續）產品數量檢測PLC控制梯形圖每檢測到一個產品，I0.2產生一個正脈沖，使C100計一個數C100每計24個數，機械手動作一次機械手動作后，延時2秒，將機械手電磁鐵切斷，同時將C100復位。C100

復位后，Q0.1和T37也復位 I0.0I0.1Q0.0Q0.0T37M0.0I0.2Q0.0C100T37C100CTU24CDPVC100RINTONPT20T37P()Q0.0()M0.0()Q0.115例5（續）產品數量檢測PLC控制語句表LDI0.1OQ0.0ANI0.0=Q0.0LDQ0.0EU=M0.0LDI0.2AQ0.0LDM0.0OT37CTUC100,24LDC100ANT37=Q0.1LDC100TONT37,20I0.0I0.1Q0.0Q0.0T37M0.0I0.2Q0.0C100T37C100CTU24CDPVC100RINTONPT20T37P()Q0.0()M0.0()Q0.1169.3.6置位指令（S）和復位指令（R）

如果I0.0閉合，從Q0.0開始的N位都被置位并保持該狀態，既使I0.O又斷開。N=1～255

如果I0.1閉合，從Q0.0開始的N位都被復位并保持該狀態，既使I0.1又斷開。N=1～255I0.0Q0.0I0.1LDI0.0SQ0.0,1LDI0.1RQ0.0,1格式：I0.0I0.1()Q0.0SN()Q0.0RNI0.0I0.1()Q0.0S1()Q0.0R1例：17例6（例9.7）已知梯形圖和I0.0的波形，畫出Q0.0的波形PC4I0.0Q0.0I0.0M0.1M0.0100()INTONPTT37M0.1SM0.5T37CUCTUPV80C4RQ0.0M0.2()M0.1R1NM0.1S1()M0.0()M0.2()Q0.0SM0.5提供周期為1秒的時鐘脈沖，即每1秒此觸點閉合一次0102030405060708090100I0.0Q0.0M0.0M0.1T37C4t/sC4開始計數T37定時時間到T37開始定時C4計數80滿I0.0=1時Q0.0=1檢測I0.0的正跳變，使M0.0接通一個掃描周期M0.0=1時使M0.1置1189.3.7數據傳送指令

如果I0.0的常開觸點閉合，VB0單元中的一個8位數被傳送到VB24單元。IN輸入端可以是立即數。（傳送后，VB0單元中的數不變）

如果I0.0的常開觸點閉合，VB0、VB1連續兩個單元中的一個16位數被傳送到VB24、VB25單元。IN輸入端可以是立即數。（傳送后，VB0、VB1單元中的數不變）LDI0.0MOVBVB0,VB24LDI0.0MOVWVW0,VW24字節傳送I0.0VB0ENINMOV-BENOOUTVB24字傳送I0.0VW0ENINMOV-WENOOUTVW24199.3.8移位和循環移位指令功能：輸入VB0的值，循環左移1位，輸出到QB0字節循環左移指令（RLB）LDI0.0MOVBVB0,QB0RLBQB0,1LDI0.1MOVBVB1,QB1RRBQB1,2功能：輸入VB1的值，循環右移2位，輸出到QB1字節循環右移指令（RRB）高位低位低位高位若VB0改為QBO,此條語句取消I0.0VB0ENINROLBENOOUTQB0N1I0.1VB1ENINRORBENOOUTQB1N220例7.數據傳送指令、移位指令應用舉例：LED指示燈循環左移（Q0.0QO.7)顯示（教材P289例9.8）圖示實驗板上的插線孔插接導線PLC上的指示LED外部接線圖I0Q0輸入指示燈輸出指示燈輸入按鍵S7-200型PLC控制器24V.0.1.2.3.4.5.6.7Q1.0.1.2.3.4.5.6.7I1S1S2COMI24V+24VCOMSCOMII0.0I0.1RUNTERMSTOP停止起動CPU22421字節傳送指令（MOVB）字節循環左移指令（RLB）LDI0.0OM0.0ANI0.1=M0.0LDM0.0EU=M0.1LDM0.0AM0.1MOVB1,QB0QB0.7.6.5.4.3.2.1.0例7（續）LED指示燈循環左移顯示LDSM0.5EU=M0.2LDM0.0AM0.2RLBQB0,1將M0,0作為中間繼電器SM0.5提供周期為1秒的時鐘脈沖，即每1秒此觸點閉合一次I0.1I0.0M0.0M0.0QB0M0.0M0.0P1ENINMOV-BENOOUTQBOSM0.5QB0ENINROLBENOOUTN1M0.2M0.1()M0.0()M0.1()M0.2P22第一部分上機操作練習第二部分

1.三相異步電機正反轉控制

2.三相異步電機Y-起動

3.運料小車控制（用按鈕代替行程開關）

4.補充設計題：PLC上輸出LED指示燈循環右移顯