項目三S7-1200PLC基本指令的編程及應用教學目標知識目標1.掌握編程元件I、Q、M的功能及使用方法2.掌握常開/常閉觸點、線圈輸出、置位復位輸出等位邏輯指令的編程及應用3.掌握定時器指令、計數器指令的編程及應用4.掌握移動值指令、循環移位指令的編程及應用5.掌握比較值指令的編程及應用6.掌握跳轉指令與標簽指令的編程及應用能力目標1.能正確安裝CPU模塊、數字量信號模塊2.能合理分配I/O地址，繪制I/O接線圖，并完成輸入/輸出的接線3.會使用博途編程軟件組態硬件設備、應用位邏輯指令、基本指令編制編制梯形圖并下載到CPU4.能進行程序的仿真和在線調試素質目標1.通過基本指令的學習及編程應用，培養腳踏實地、勤于思考的學習精神2.在任務實施過程中，逐步培養遵守安全規范、愛崗敬業、團結協作的職業素養教學重點觸點類指令、線圈驅動類指令、置位復位指令、接通延時定時器指令、加計數指令、移動值指令、循環移位指令、比較指令、跳轉指令與標簽指令的編程教學難點邊沿指令、跳轉指令與標簽指令、保持型接通延時定時器的編程參考學時28學時任務一三相異步電動機單向運行的PLC控制任務五8站小車呼叫的PLC控制項目三S7-1200PLC基本指令的編程及應用任務二三相異步電動機正反轉循環運行的PLC控制任務三三相異步電動機Y—△減壓起動單按鈕實現的PLC控制任務六搶答器的PLC控制任務七自動售貨機的PLC控制任務四流水燈的PLC控制任務一三相異步電動機單向運行的PLC控制在“電機與電氣控制”課程中我們已經學習了三相異步電動機起停控制，其主要是通過按鈕、熱繼電器、交流接觸器等低壓電器用導線連成的電路實現的。本任務我們將利用PLC實現對電動機的起停控制。當采用PLC控制三相異步電動機單向運行時，必須將按鈕的控制信號送到PLC的輸入端，經過程序運算，再將PLC的輸出去驅動接觸器KM線圈得電，電動機才能運行。那么，如何將輸入、輸出器件與PLC連接，如何編寫PLC控制程序？這就需要用到PLC內部的編程元件輸入繼電器I、輸出繼電器Q以及相關的位邏輯指令。一、任務導入S7-1200PLC提供了用于存儲用戶程序、數據和組態的存儲器，如裝載存儲器、工作存儲器及系統存儲器，各種存儲器見表3-1。二、知識鏈接

存儲器（一）S7-1200PLC的存儲器及尋址裝載存儲器動態裝載存儲器RAM可保持裝載存儲器E2PROM工作存儲器RAM用戶程序，如邏輯塊、數據塊系統存儲器RAM過程映像I/O表位存儲器局部數據堆棧、塊堆棧中斷堆棧、中斷緩沖區表3-1S7-1200PLC的存儲區

裝載存儲器裝載存儲器用于非易失性地的存儲用戶程序、數據和組態。項目被下載到CPU后，首先存儲在裝載存儲器中。每個CPU都具有內部裝載存儲器。該內部裝載存儲器的大小取決于所使用的CPU。該內部裝載存儲器可以用外部存儲卡替代。如果未插入存儲卡，CPU將使用內部裝載存儲器；如果插入了存儲卡，CPU將使用該存儲卡作為裝載存儲器。

工作存儲器工作存儲器是易失性存儲器，用于在執行用戶程序時存儲用戶項目的某些內容。CPU會將一些項目內容從裝載存儲器復制到工作存儲器中。該易失性存儲區將在斷電后丟失，而在恢復供電時由CPU恢復。存儲區名稱描述強制保持過程映像輸入（I）在掃描周期開始時從物理輸入復制無無物理輸入（I_:P）立即讀取CPU、SB和SM上的物理輸入點有無過程映像輸出（Q）在掃描周期開始時復制到物理輸出無無物理輸出（Q_:P）立即寫入CPU、SB和SM上的物理輸出點有無位存儲器（M）用于存儲用戶程序的中間運算結果或標志位無支持（可選）臨時存儲器（L）存儲塊的臨時數據，這些數據僅在該塊的本地范圍內有效無無

系統存儲器系統存儲器是CPU為用戶程序提供的存儲器組件，被劃分為若干個地址區域，見表3-2。使用指令在相應的地址區內對數據直接進行尋址。表3-2系統存儲器的存儲區

尋址西門子S7-1200CPU可以按照位、字節、字和雙字對存儲單元進行尋址。位數據的數據類型為Bool(布爾)型。8位二進制數組成1個字節(Byte,B)，其中的第0位為最低位(LSB)、第7位為最高位(MSB)。兩個字節組成1個字(Word，W)，其中的第0位為最低位。第15位為最高位。兩個字組成1個雙字(DoubleWord，DW)，其中的第0位為最低位。第31位為最高位。位、字節、字、雙字構成如圖3-1所示。S7-1200CPU不同的存儲單元都是以字節為單位，示意圖如圖3-2所示。圖3-1位、字節、字和雙字構成示意圖圖3-2存儲單元示意圖位存儲單元的地址由字節地址和位地址組成，如I1.3，其中的區域標識符“I”表示輸入(Input)映像區，字節地址為1，位地址為3，“.”為字節地址與位地址之間的分隔符，這種存取方式稱為“字節.位”尋址方式。如圖3-3所示。圖3-3位尋址舉例對字節、字和雙字數據的尋址時需要指明標識符、數據類型和存儲區域內的首字節地址。例如字節MB10表示由M10.7～M10.0這8位（高位地址在前，地位地址在后）構成的一個字節，M為存儲器的標識符，B表示字節,10為字節地址，即尋址位存儲區的第11個字節。相鄰的兩個字節構成一個字，如MW10表示由MB10和MB11組成，M為位存儲區域標識符，W表示尋址長度為一個字（兩個字節），10為起始字節的地址。MD10表示由MB10～MB13組成的雙字，M為位存儲區域標識符，D表示尋址長度為一個雙字（兩個字，4個字節），10表示尋址單位的起始字節地址。

過程映像輸入（I）（二）過程映像輸入（I）和過程映像輸出（Q）過程映像輸入是S7-1200CPU為輸入端信號設置的一個存儲區，過程映像輸入存儲器的標識符為I，在每次掃描周期開始，CPU會對每個物理輸入點進行集中采樣，并將采樣值寫入過程映像輸入存儲區中，這一過程可以形象地將過程映像輸入比作輸入繼電器來理解，如圖3-4所示。需要說明的是，過程映像輸入中的數值只能由外部信號驅動，不能由內部指令改寫；過程映像輸入有無數個常開常閉觸點供編程時使用，且在編寫程序時，只能出現過程映像輸入的觸點，不能出現其線圈。過程映像輸入是PLC接收外部輸入的開關量信號的窗口，可以按位、字節、字或雙字4種方式來存取。a）漏型

b）源型圖3-4過程映像輸入等效電路

過程映像輸出（Q）過程映像輸出是S7-1200CPU為輸出端信號設置的一個存儲區，過程映像輸出的標識符為Q。在每個掃描周期結束時，CPU會將過程映像輸出中的數據傳輸PLC的物理輸出點，再由硬觸點驅動外部負載，這一過程可以形象地將過程映像輸出比作輸出繼電器，如圖3-5所示。需要指出的是，過程映像輸出的線圈只能由內部指令驅動，即過程映像輸出的數值只能由內部指令寫入；過程映像輸出有無數個常開常閉觸點供編程時使用，在編寫程序時，過程映像輸出的線圈、觸點均能出現，且線圈的通斷狀態表示程序的最終運算結果。過程映像輸出可以按位、字節、字或雙字4種方式來存取。圖3-5過程映像輸出等效電路圖1-5整體式PLC組成示意圖（三）位邏輯指令梯形圖符號功能描述梯形圖符號功能描述常開觸點置位優先型RS觸發器（復位/置位觸發器）常閉觸點取反RLO復位優先型SR觸發器（置位/復位觸發器）賦值賦值取反掃描RLO的信號上升沿置位輸出復位輸出掃描RLO的信號下降沿置位位域復位位域檢測信號上升沿掃描操作數的信號上升沿掃描操作數的信號下降沿檢測信號下降沿在信號上升沿置位操作數在信號下降沿置位操作數位邏輯指令用于二進制數的邏輯運算，位邏輯運算的結果簡稱為RLO。S7-1200PLC的位邏輯指令主要包括觸點和線圈指令、置位輸出和復位輸出指令及邊沿檢測指令，詳見表3-3。

常開觸點與常閉觸點觸點分為常開觸點和常閉觸點。常開觸點在指定的位為“1”狀態（Ture）時閉合，為“0”狀態（False）時斷開。常閉觸點在指定的位為“1”狀態（Ture）時斷開，為“0”狀態（False）時閉合。常開觸點符號中間加“/”表示常閉，觸點指令中變量的數據類型為位（Bool）型，在編程時觸點可以串聯也可以并聯使用，但不能放在梯形圖邏輯行的最后，兩個觸點串聯將進行“與”運算，兩個觸點并聯進行“或”運算。觸點指令的應用如圖3-6所示。

線圈輸出與取反線圈輸出指令線圈輸出指令又稱為賦值指令，該指令是將輸入的邏輯運算結果（RLO）的信號狀態即線圈狀態寫入到指定的操作數地址。

線圈輸出與取反線圈輸出指令取反線圈輸出指令又稱為賦值取反指令，賦值取反線圈中間有“/”符號。線圈輸出與取反線圈輸出指令可以放在梯形圖的任意位置，變量類型為Bool型。圖3-6觸點指令及線圈指令的應用a）與運算b）或運算（四）梯形圖編程的基本規則1）PLC過程映像輸入/輸出、位存儲器等軟元件的觸點在梯形圖編程時可多次重復使用。2）梯形圖按自上而下，從左向右的順序排列。每一邏輯行總是起于左母線，經觸點的連接，然后終止于線圈輸出或指令框，觸點不能放在線圈的右邊。3）S7-1200PLC線圈和指令盒可以直接與左母線相連，當然也可通過系統存儲器字節中的M1.2連接。4）應盡量避免雙線圈輸出。同一梯形圖程序中，同一地址的線圈使用兩次及兩次以上稱為雙線圈輸出。雙線圈輸出容易引起誤動作或邏輯混亂，因此一定要慎重。5）在梯形圖中，不允許出現PLC所驅動的負載（如接觸器線圈、電磁閥線圈和指示燈等），只能出現相應的PLC過程映像輸出的線圈。圖3-7雙線圈輸出例子

程序編輯器簡介打開博途編程軟件，選擇“創建新項目”，項目名稱“起保停程序”。在“設備組態”選項卡中選擇“添加新設備”，添加控制器“CPU1214CAC/DC/Rly（訂貨號為6ES7214-1BG40-0XB0）”，在項目視圖的項目樹中，依次單擊“PLC_1”→“程序塊”前下拉按鈕

，雙擊“程序塊”中的“Main[OB1]”選項，打開主程序視圖，如圖3-8所示，在程序編輯器中創建用戶程序。（五）編寫用戶程序圖3-8程序編輯器視圖①

對應區域為設備項目樹，在該區域用戶可以完成設備的組態、程序的編制、塊操作等，因此，此區域為項目的導航區，雙擊任意目錄，右側將展開目錄內容的工作區域。整個項目的設計主要圍繞本區域進行。②對應區域為詳細視圖，單擊①區域中的選項，則②區域展示相應的詳細視圖，如單擊“默認變量表”，則詳細視圖中顯示該變量表中的詳細變量信息。③對應區域為代碼塊的接口區，可通過鼠標將分隔條向上拉動將本區域隱藏。④對應區域為程序編輯區，用戶程序主要在此區域編輯生成。⑤對應區域是打開的程序塊巡視窗口，可以查看屬性、信息和診斷。⑥對應選項按鈕對應已經打開的窗口，鼠標單擊該選項按鈕跳轉至相應的界面。⑦對應區域是指令的收藏夾，用于快速訪問常用的編程指令。⑧對應區域是任務卡中的指令列表，可以將常用指令拖拽至收藏夾，收藏夾中可以通過單擊鼠標右鍵刪除指令。

“變量表”用來聲明和修改變量。PLC變量表包括整個CPU范圍內有效的變量和符號變量的定義。系統會為項目中使用的每個CPU自動創建一個“PLC變量”文件夾，包含“顯示所有變量”、“添加變量表”、“默認變量表”。也可以根據要求為每個CPU創建多個用戶自定義變量表以分組變量。還可以對用戶定義的變量表重命名、整理合并為組或刪除。

變量表

變量表的聲明與修改打開項目樹中的“PLC變量”文件夾，雙擊其中的“添加新變量表”，在“PLC變量”文件夾下生成一個新的變量表，名稱為“變量表_1[0]”,其中“0”表示目前變量表里沒有變量，當變量表中新增變量時，該數據隨之改變。圖3-9新建變量表聲明變量

變量的快速聲明

設置變量的斷電保持功能如果用戶要創建同類型的變量，可以使用快速聲明變量功能。在變量表中單擊選中已有的變量“起動按鈕SB1”左邊的標簽，用鼠標按住左下角的藍色小正方形不放，向下拖動，在空白行可聲明新的變量，且新的變量將繼承上一行變量的屬性。單擊工具欄上的“保持”圖標，可以用打開的對話框設置M區從MB0開始的具有斷電保持功能的字節數。設置后有保持功能的M區變量的“保持性”列選擇框中出現“√”。將項目下載到CPU后，M區變量的保持功能起作用。

變量表中的變量排序

全局變量與局部變量變量中的變量可以按照名稱、數據類型或者地址進行排序，如單擊變量表中的“地址”，該單元則出現向上的三角形，各變量按地址的第一個字母升序排序（A～Z）。再單擊一次，三角形向下，變量按名稱第一個字母降序排序?？梢杂猛瑯拥姆椒ǜ鶕Q和數據類型進行排序。在PLC變量中定義的變量可用于整個PLC中所有的代碼塊，具有相同的意義和唯一的名稱。在變量表中，可以輸入I、輸出Q和位存儲器M的位、字節、雙字等定義為全局變量。全局變量在程序中被自動地添加雙引號標識，如“SB1”。

全局變量與局部變量局部變量只能在它被定義的塊中使用，而且只能通過符號地址訪問，同一變量的名稱可以在不同的塊中分別使用一次?？梢栽趬K的接口區定義塊的輸入/輸出參數（Input、Output和Inout參數）和臨時數據（Temp），以及定義函數塊（FB）的靜態變量（Static）。在程序中，局部變量被自動添加#號，如“#起動按鈕”。

使用幫助TIA博途為用戶提供了系統幫助，幫助被稱為信息系統，可以通過菜單命令“幫助”中的“顯示幫助”，或者選中某個對象，按<F1>鍵打開。另外，還可以通過目錄查找到感興趣的幫助信息。

生成用戶程序首先選擇程序段1中水平線，依次單擊程序編輯區上工具欄“

”中的

、

和

指令，水平線上出現從左到右串聯的常開觸點、常閉觸點和線圈，此時，觸點、線圈上面紅色的問號

表示地址未編輯，同時在“程序段1”的左邊出現

符合，表示該段程序正在編輯中，或有錯誤，如圖3-10a所示。然后選中左母線（最左邊垂直線），依次單擊工具欄中的

、

和

，生成一與上面常開觸點并聯的常開觸點，如圖3-10b所示。圖3-10生成的起保停梯形圖a）b）c）在編輯各指令對應操作數時，雙擊指令上方處，在彈出的輸入框中單擊其右側的“變量表”圖標，在打開的變量表中選擇對應操作數的地址；若沒有編輯變量表，在彈出的輸入框中輸入對應操作數的地址（不區分大小寫），并重命名變量。程序段編輯完成且正確后，程序段左邊的符號會自動消失，如圖3-10c所示。插入程序段，先選擇需要插入程序段的位置，然后單擊程序編輯器工具欄上的“插入程序段”圖標，即可插入一程序段，也可以在需要插入程序段的位置，單擊右鍵，在彈出的下拉列表欄中單擊“插入程序段”，同樣可以在該位置下方插入一程序段。若要刪除某一程序段，首先單擊選中需刪除程序段的塊標題，然后單擊程序編輯器工具欄上的“刪除程序段”圖標，即可刪除該程序段，也可以選中需要刪除程序段的塊標題，單擊右鍵，在彈出的下拉列表欄中單擊“刪除”，同樣可以刪除該程序段。如果程序中需要對操作數的地址格式進行改變，可以單擊程序編輯器工具欄上的“絕對/符號操作數”圖標使操作數在不同的地址格式之間切換。程序編譯。程序編寫完成后，需要編譯。單擊工具欄上的“編譯”圖標或選擇菜單命令“編輯”→“編譯”執行，對項目進行編譯。如果程序有錯誤，編譯后在編輯器下方巡視窗口中將會出現錯誤的具體信息，必須改正程序中所有的錯誤信息才能下載。如果沒有編譯程序，在下載之前博途編程軟件將會自動地對程序進行編譯。程序保存。用戶編寫或修改程序后，應進行保存，即使程序塊沒有編寫完整，或者有錯誤，也可以對其保存，單擊工具欄上的“保存項目”圖標即可。

程序下載程序編寫完成并編譯后，設置好CPU和計算機的以太網地址后，在項目樹欄選中“PLC_1”，單擊工具欄上的“下載到設備”圖標（或執行菜單命令“在線”→“下載到設備”），打開“擴展下載到設備”對話框，執行下載操作。完成程序下載后，將CPU切換到RUN模式，此時，RUN/STOPLED指示燈變為綠色。

程序調試與運行

監控程序在菜單欄依次選擇“在線”→“轉至在線”選項，或者單擊工具欄上的“轉至在線”圖標，PLC即可轉為在線監視狀態，如圖3-11所示。當PLC轉為在線預覽狀態后，項目樹一行就會呈現黃色，項目樹欄其他選項由不同的顏色進行標識。選項標識為綠色的和圖標標識正常，否則必須進行診斷或重新下載。圖3-11選擇“轉至在線”選項進入在線預覽狀態圖3-13程序進入運行狀態圖3-12程序塊的在線調試

使用監控與強制表圖3-14變量設定后的PLC監控表圖3-15PLC監控表的在線監控圖3-16“在線訪問”對話框

項目上傳為了上傳PLC中的程序塊，首先創建一個新項目，在該項目中組態一臺PLC設備，其型號和訂貨號與實際的硬件相同。在項目樹中，單擊“PLC_1”文件夾下的“在線和診斷”選項，打開“在線訪問”對話框，如圖3-16所示

上傳程序塊①②③圖3-17“上傳預覽”對話框打開“上傳預覽”對話框如圖3-17所示，勾選對話框中“繼續”前面復選框，然后再單擊“從設備中”上傳按鈕，這樣就把PLC中的當前程序上傳到計算中，此時，依次打開“PLC_1”→“程序塊”→“Main[OB1]”，便可在“Main[OB1]”中查看到從PLC中讀取的程序。①②

上傳硬件配置1）將CPU連接到編程設備上，創建一個新項目。2）添加一個新設備，但選擇“非特定的CPU1200”，而不是選擇具體的CPU。3）執行菜單命令“在線”→“硬件檢測”，打開“PLC_1的硬件檢測”對話框。選擇“PG/PC接口的類型”為“PN/IE”和“PG/PC接口”為“RealtekPCLeGBEFamilyController”，然后單擊“開始搜索”按鈕，找到CPU后，單擊選中“所選接口的兼容可訪問節點”列表中的設備，單擊右下角的“檢測”按鈕，此時在設備視圖窗口便可看到已上傳的CPU和所有模塊（SM、SB或CM）的組態信息。如果已為CPU分配了IP地址，將會上傳該IP地址，但不會上傳其他設置（如模擬量I/O屬性），必須在設備視圖中手動組態CPU的各模塊的配置。

程序仿真調試將編寫好的程序編譯并保存后，選中項目樹中的PLC_1，單擊工具欄上的“啟動仿真”圖標，或選擇菜單命令“在線”→“仿真”→“啟動”執行，啟動S7-PLCSIM，如圖3-18所示。圖3-18啟動PLCSIM軟件打開仿真軟件后，出現“擴展到下載設備”對話框，單擊“開始搜索”按鈕，搜索到下載的設備后，單擊“下載”按鈕，彈出“下載預覽”對話框，如圖3-19所示。單擊“裝載”按鈕，將程序下載到仿真PLC，并使其進入RUN模式。圖3-19“下載預覽”對話框圖3-20PLCSIM項目視圖圖3-21PLCSIM的SIM表格_1圖3-22PLCSIM的仿真按鈕及變量狀態（一）任務目標三、任務實施1）會繪制三相異步電動機單向運行控制的I/O接線圖及主電路圖。2）會S7-1200PLCI/O接線。3）掌握常開/常閉觸點和線圈輸出指令的應用。4）學會用S7-1200PLC位邏輯指令編制電動機單向運行控制的程序。5）熟練掌握使用博圖軟件進行設備組態、編制梯形圖程序，并下載至CPU進行調試運行。6）通過分組實施任務操作，培養學生安全意識、規范操作意識及團隊合作的職業素養。表3-4所需設備與器材（二）設備與器材序號名稱符號型號規格數量備注1常用電工工具

十字螺釘旋具、一字螺釘旋具、尖嘴鉗、剝線鉗等1套表中所列設備與器材的型號規格僅供參考2計算機（安裝博圖編程軟件）

1臺3西門子S7-1200PLC

CPUCPU1214CAC/DC/Rly，訂貨號：6ES7214-1AG40-0XB01臺4三相異步電動機起停控制面板

1個5三相異步電動機MWDJ26，PN=40W，UN=380V，IN=0.3A，nN-1430r/min

1臺6以太網通信電纜

1根7連接導線

若干（三）內容與步驟

任務要求三相異步電動機單向運行控制面板如圖3-23所示，要求按下起動按鈕電動機直接起動并運行，在運行過程中，若按下停止按鈕或電動機出現過載，則電動機停止運行。圖3-23三相異步電動機單向運行控制面板輸入輸出設備名稱符號I元件地址設備名稱符號Q元件地址起動按鈕SB1I0.0接觸器KM1Q0.0停止按鈕SB2I0.1

熱繼電器FRI0.2

（三）內容與步驟表3-5I/O地址分配表

I/O地址分配與接線圖圖3-24三相異步電動機單向運行控制I/O接線圖

創建工程項目打開博途編程軟件，在Portal視圖中選擇“創建新項目”，輸入項目名稱“3RW_1”選擇項目保存路徑，然后單擊“創建”按鈕創建項目完成。

硬件組態在Portal視圖中選擇“設備組態”選項卡，然后單擊“添加新設備”選項，在打開的“添加新設備”窗口中單擊“控制器”按鈕，在“設備名稱”對應的輸入框中輸入用戶定義的設備名稱，也可使用系統指定名稱“PLC_1”，在中間的目錄樹中，依次單擊“SIMATICS7-1200”→“CPU”→“CPU1214CAC/DC/Rly”各選項前下拉按鈕

，或依次雙擊選項名稱“SIMATICS7-1200”→“CPU”→“CPU1214CAC/DC/Rly”，在打開的“CPU1214CAC/DC/Rly”文件夾中選擇與硬件相對應訂貨號（在此選擇訂貨號為6ES7214-1BG40-0XB0）的CPU，單擊窗口右下角的“添加”按鈕，添加新設備完成。圖3-25三相異步電動機單向運行PLC控制變量表

編輯變量表進入項目視圖，在項目樹中，依次雙擊“PLC_1”下“PLC變量”→“添加新變量表”選項，生成“變量表_1[0]”,雙擊打開該變量表，根據I/O分配表編輯變量表如圖3-25所示。圖3-26三相異步電動機單向運行控制梯形圖

編寫程序在項目樹中，依次雙擊“PLC_1”→“程序塊”→“Main[OB1]”，打開程序編輯器，在程序編輯區根據控制要求編寫梯形圖，如圖3-26所示。

調試運行將設備組態及圖3-26所示的梯形圖程序編譯后下載到CPU中，啟動CPU，將CPU切換至RUN模式下。按圖3-24所示PLC的I/O接線圖正確連接輸入設備、輸出設備，首先進行系統的空載調試，觀察交流接觸器能否按控制要求動作（按下起動按鈕SB1時，KM1動作，運行過程中，按下停止按鈕SB2，KM1返回，運行過程結束），在監視狀態下，觀察Q0.0的動作狀態是否與KM1動作一致，否則，檢查電路接線或修改程序，直至交流接觸器能按控制要求動作；然后連接電動機（電動機按星形連接），進行帶載動態調試。（四）分析與思考1）本任務三相異步電動機過載保護是如何實現的？如果將熱繼電器過載保護作為PLC的硬件條件，試繪制I/O接線圖，并編制梯形圖程序。2）若將本任務中三相異步電動機連續運行改為點動控制，I/O接線圖及梯形圖應如何修改？???四、任務考核表2-6任務實施考核表序號考核內容考核要求評分標準配分得分1電路及程序設計（1）能正確分配I/O地址，并繪制I/O接線圖（2）設備組態（3）根據控制要求，正確編制梯形圖（1）I/O地址分配錯或少，每個扣5分（2）I/O接線圖設計不全或有錯，每處扣5分（3）CPU組態、數字量信號模塊組態與現場設備型號不匹配，每項扣10分（4）梯形圖表達不正確或畫法不規范，每處扣5分40分2安裝與連線根據I/O地址分配，正確連接電路（1）連線錯一處，扣5分（2）損壞元器件，每只扣5～10分（3）損壞連接線，每根扣5～10分20分3調試與運行能熟練使用編程軟件編制程序下載至CPU，并按要求調試運行（1）不能熟練使用編程軟件進行梯形圖的編輯、修改、編譯、下載及監視，每項2分（2）不能按照控制要求完成相應的功能，每項扣5分20分4安全操作確保人身和設備安全違反安全文明操作規程，扣10～20分20分合計100分

置位輸出與復位輸出指令五、知識拓展置位輸出指令。S（Set，置位輸出）指令將指定的位操作數置位（變為1狀態并保持）。復位輸出指令。R（Reset，復位輸出）指令將指定的位操作數復位（變為0狀態并保持）。如果同一操作數的S線圈和R線圈同時斷電（線圈輸入端的RLO為“0”），則指定操作數的信號狀態保持不變。置位輸出指令和復位輸出指令最主要的特點是記憶和保持功能。a）梯形圖b）時序圖圖3-27置位輸出與復位輸出指令的應用圖3-28置位位域與復位位域域指令的應用

置位位域指令與復位位域指令置位位域指令（SET_BF）將指定的地址開始的連續的若干個位地址置位（變為1狀態并保持）。如圖3-28所示，I0.0的上升沿（從0狀態變為1狀態），從Q0.0開始的3個連續的位被置位為1狀態并保持該狀態不變。復位位域指令（RESET_BF）將指定的地址開始的連續的若干個位地址復位（變為0狀態并保持）。如圖3-28所示，I0.1的下降沿（從1狀態變為0狀態），從Q0.3開始的4個連續的位被復位為0狀態并保持該狀態不變。

置位/復位觸發器與復位/置位觸發器置位/復位觸發器。圖3-29中的SR方框是置位/復位（復位優先）觸發器，其輸入/輸出關系見表3-7。在置位（S）和復位（R1）信號同時為1時，圖3-29的SR方框上面的輸出位M0.0被復位為0?？蛇x的輸出Q反映了M0.0的狀態。復位/置位觸發器。圖3-29中的RS方框是復位/置位（置位優先）觸發器，其輸入/輸出關系見表3-7。在置位（S1）和復位（R）信號同時為1時，圖3-29的RS方框上面的輸出位M0.1被置位為1?？蛇x的輸出Q反映了M0.1的狀態。觸發器方框上面的M0.0和M0.1稱為標志位，R、S輸入端首先對標志位進行復位和置位，然后再將標志位的狀態送到輸出端。SR觸發器RS觸發器SR1輸出位S1R輸出位00保持前一狀態00保持前一狀態010010101101110111表3-7SR觸發器與RS觸發器的功能圖3-29SR觸發器與RS觸發器的應用圖3-30例2-1程序【例2-1】搶答器有SB1、SB2和SB3三個搶答按鈕，搶答成功對應指示燈分別為HL1、HL2和HL3，復位按鈕為SB4。要求：三人可以任意搶答，但誰先按搶答按鈕，誰先搶答成功，對應的指示燈亮，且每次只允許一人搶答成功，搶答完成后主持人按復位按鈕，進入下一問題搶答。程序如圖3-30所示。圖3-31用置位輸出/復位輸出指令實現三相異步電動機起停控制梯形圖

用置位輸出/復位輸出指令實現的三相異步電動機起停控制六、任務總結本任務主要介紹了S7-1200PLC的過程映像輸入（I）、過程映像輸出（Q）兩個軟繼電器的含義與具體用法，以及常開觸點/常閉觸點指令、賦值指令等10條位邏輯指令的編程。在此基礎上使用相關位邏輯指令通過博圖編程軟件編寫三相異步電動機單向運行的PLC控制梯形圖，下載至CPU，然后進行I/O接線并調試運行，從而達到會使用編程軟件進行設備組態、編寫程序并下載至CPU進行調試運行的目標。任務二三相異步電動機正反轉循環運行的PLC控制在“電機與電氣控制”課程中，利用低壓電器構建的繼電-接觸器控制電路實現對三相異步電動機正反轉的控制。本任務要求用PLC來實現對三相異步電動機正、反轉循環運行的控制，即按下起動按鈕，三相異步電動機正轉5s、停2s，反轉5s、停2s，如此循環5個周期，然后自動停止，運行過程中按下停止按鈕電動機立即停止。要實現上述控制要求，除了使用上一任務介紹的位邏輯指令外，還需要定時器、計數器指令。一、任務導入二、知識鏈接S7-1200PLC提供了4種IEC定時器。（一）定時器指令脈沖定時器（TP）：脈沖定時器可生成具有預設寬度時間的脈沖接通延時定時器（TON）：接通延時定時器輸出Q在預設的延時時間到時設置為ON關斷延時定時器（TOF）：關斷延時定時器輸出Q在預設的延時時間到時設置為OFF保持型接通延時定時器（TONR）：保持型接通延時定時器輸出Q在預設的延時時間到時設置為ON圖3-32脈沖定時器及其時序圖a）脈沖定時器梯形圖b）時序圖

脈沖定時器脈沖定時器及其時序圖如圖3-32所示。在圖3-32a中“%DB1”表示定時器的背景數據塊（此處只顯示了絕對地址，也可以設置顯示符號地址），TP表示脈沖定時器，PT（PresetTime）為預設時間值，ET（ElapsedTime）為定時開始后經過的時間，稱為當前時間值，它們的數據類型為32位的Time，單位為ms，最大定時時間為T#24D_20H_31M_23S_647MS，D、H、M、S、MS分別為日、小時、分、秒和毫秒，可以不給輸出Q和ET指定地址。IEC定時器沒有編號，在使用對定時器復位的RT（ResetTime）指令時，可以用背景數據塊的編號或符號名來指定復位的定時器。如果沒有必要，不用對定時器使用RT指令。圖3-33脈沖定時器的應用【例3-2】

按下起動按鈕SB1（I0.0），三相異步電動機直接起動并運行，工作2.5h后自動停止，在運行過程中若按下停止按鈕SB2（I0.1），或發生故障（如過載）（I0.2），三相異步電動機立即停止，程序如圖3-33所示。接通延時定時器用于將輸出Q的置位操作延時PT指定的一段時間。接通延時定時器及其時序圖如圖3-34所示。在圖3-34a中，TON表示接通延時定時器，“%DB2”為接通延時定時器的背景數據塊。

接通延時定時器a）接通延時定時器梯形圖b）時序圖圖3-34接通延時定時器及其時序圖圖3-35接通延時定時器的應用【例3-3】按下起動按鈕SB1（I0.0），三相異步電動機M1直接起動并運行，20s后三相異步電動機M2直接起動并運行，在運行過程中若按下停止按鈕SB2（I0.1），M2立即停止，10s后M1自動停止，程序如圖3-35所示。圖3-36閃爍控制的程序【例3-4】按下起動按鈕SB1（I0.0），信號燈HL（Q0.0）按亮3s滅2s的規律閃爍，在閃爍過程中若按下停止按鈕SB2（I0.1），指示燈立即熄滅，程序如圖3-36所示。應當指出，如果閃爍電路的通斷時間相等，例如周期為1s或2s時，可以啟用PLC時鐘存儲器字節MB0，這樣就可以在程序中直接使用M0.5（周期1s）、M0.7（周期2s）的常開觸點產生周期是1s和2s的閃爍程序。

關斷延時定時器關斷延時定時器用于將輸出Q的復位操作延時PT指定的一段時間。關斷延時定時器及其時序圖如圖3-37所示。在圖3-37a中，TOF表示關斷延時定時器，“%DB3”為關斷延時定時器的背景數據塊。a）關斷延時定時器梯形圖b）時序圖圖3-37關斷延時定時器及其時序圖

保持型接通延時定時器保持型接通延時定時器及其時序圖如圖3-38所示。在圖3-38a中，TONR表示保持型接通延時定時器，“%DB4”為保持型接通延時定時器的背景數據塊，R表示復位輸入端。保持型接通延時定時器的工作原理如下：a）保持型接通延時定時器梯形圖b）時序圖圖3-38保持型接通延時定時器及其時序圖

復位及加載持續時間指令S7-1200PLC有專用的定時器復位指令RT和加載持續時間指令PT，其應用如圖3-40所示，圖中當I0.2為“1”時，執行RT指令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。當I0.3為“1”時，執行可加載持續時間指令為定時器設定時間，將接通延時定時器的預設時間值設定為30s。如果該指令輸入邏輯運算結果（RLO）的信號狀態為“1”，則每個掃描周期都執行該指令。該指令將指定時間寫入指定定時器的結構中。如果在指令執行時指定定時器正在計時，指令將覆蓋該指定定時器的當前值，從而改變定時器的狀態。圖3-39定時器復位及加載持續時間指令的應用（二）計數器指令

S7-1200PLC有三種IEC計數器：加計數器（CTU）、減計數器（CTD）和加減計數器（CTUD）。它們屬于軟件計數器，其最大計數頻率受到OB1的掃描周期的限制。如果需要頻率更高的計數器，可以使用CPU內置的高速計數器。

加計數器加計數器（CTU）。當加計數輸入CU（CountUp）端輸入上升沿脈沖時，計數器當前值就會增加1，計數器當前值大于等于預設值PV（PresetValue）時，計數器狀態位置1。當計數器復位（R）端閉合時，計數器狀態位復位，計數器當前值清零。當計數器當前值CV（CountValue）達到指定數據類型的上限值（+32767）時，計數器停止計數。a）加計數器梯形圖b）時序圖圖3-40加計數器及其時序圖加計數器及其時序圖如圖3-40所示。在圖3-40a中，“%DB1”表示計數器的背景數據塊，CTU表示加計數器，圖中計數器數據類型是整數，預設值PV為3，其工作過程如下。

減計數器減計數器（CTD）從預設值開始，在每一個輸入端CD（CountDown）上升沿時，計數器的當前值就會減1，計數器的當前值等于0時，計數器狀態位置1，此后，計數輸入端CD每輸入一個脈沖上升沿，計數器當前值減1，直到CV達到指定的數據類型的下限值（-32768），計數器停止計數。當裝載輸入LD閉合時，計數器復位，計數器狀態位置0，預設值PV被裝載到計數器當前值寄存器中。減計數器及其時序圖如圖3-41所示。在圖3-41a中，“%DB2”表示計數器的背景數據塊，CTD表示減計數器，圖中計數器數據類型是整數，預設值PV為3，LD（LOAD）表示裝載端，CV為當前計數值，其工作過程如下。a）減計數器梯形圖b）時序圖圖3-41減計數器及其時序圖

加減計數器加減計數器及其時序圖如圖3-42所示。在圖3-42a中，“%DB3”表示加減計數器的背景數據塊，CTUD表示加減計數器，圖中計數器數據類型是整數，預設值PV為3，其工作原理如下。a）加減計數器梯形圖b）時序圖圖3-42加減計數器及其時序圖在加計數器輸入CU的上升沿，加減計數器的當前值CV值加1，直到CV達到指定的數據類型的上限值（+2147483647），此時，加減計數器停止計數，CV的值不再增加。在減計數輸入CD上升沿，加減計數器的的當前值CV值減1，直到CV達到指定的數據類型的下限值（-2147483648），此時，加減計數器停止計數，CV的值不再減小。如果同時出現計數脈沖CU和CD的上升沿，CV值保持不變。CV大于等于預設值PV時，輸出QU為1狀態，反之為0狀態。CV值小于等于0時，輸出QD為1狀態，反之為0狀態。裝載輸入LD為1狀態，預設值PV被裝入當前值CV，輸入QU變為1狀態，QD被復位為0狀態。復位輸入R為1狀態時，計數器被復位，CU、CD、LD不起作用，同時當前計數值CV被清零，輸出QU變為0狀態，QD被復位為1狀態。三、任務實施（一）任務目標1）會繪制三相異步電動機正反轉循環運行控制的I/O接線圖。2）會S7-1200PLCI/O接線。3）掌握定時器、計數器指令的編程與應用。4）學會用S7-1200PLC的位邏輯指令及定時器、計數器指令編制三相異步電動機正反轉循環運行控制的梯形圖。5）熟練掌握使用博圖編程軟件進行設備組態、編制梯形圖，并下載至CPU進行調試運行。6）通過分組實施任務操作，培養學生安全意識、規范操作意識及團隊合作的職業素養。（二）設備與器材表3-9所需設備與器材序號名稱符號型號規格數量備注1常用電工工具

十字螺釘旋具、一字螺釘旋具、尖嘴鉗、剝線鉗等1套表中所列設備與器材的型號規格僅供參考2計算機（安裝博圖編程軟件）

1臺3西門子S7-1200PLC

CPUCPU1214CAC/DC/Rly，訂貨號：6ES7214-1AG40-0XB01臺4三相異步電動機正反轉循環運行控制面板

1個5三相異步電動機MWDJ26，PN=40W，UN=380V，IN=0.3A，nN-1430r/min

1臺6以太網通信電纜

1根7連接導線

若干（三）內容與步驟

任務要求按下起動按鈕SB1，三相異步電動機先正轉5s，停2s，再反轉5s，停2s，如此循環5個周期，然后自動停止。運行過程中，若按下停止按鈕SB2，電動機立即停止。實現上述控制，并要有必要的保護環節，其控制面板如圖3-43所示。圖3-43三相異步電動機正反轉循環運行控制面板輸入輸出設備名稱符號I元件地址設備名稱符號Q元件地址起動按鈕SB1I0.0正轉控制接觸器KM1Q0.0停止按鈕SB2I0.1反轉控制接觸器KM2Q0.1熱繼電器FRI0.2

表3-10I/O地址分配表

I/O地址分配與接線圖圖3-44I/O接線圖

創建工程項目打開博途編程軟件，在Portal視圖中選擇“創建新項目”，輸入項目名稱“3RW_2”選擇項目保存路徑，然后單擊“創建”按鈕創建項目完成，并完成項目硬件組態。

編輯變量表在項目樹中，打開“PLC變量”文件夾，雙擊“添加新變量表”，生成“變量表_1[0]”，在該變量表中根據I/O地址分配表編輯變量表如圖3-45所示。圖3-45三相異步電動機正反轉循環運行控制表量表圖3-46三相異步電動機正反轉循環運行控制梯形圖

編寫程序

圖3-46三相異步電動機正反轉循環運行控制梯形圖（續）

調試運行將設備組態及圖3-46所示的梯形圖程序編譯后下載到CPU中，啟動CPU，將CPU切換至RUN模式下。按圖3-45所示PLC的I/O接線圖正確連接輸入設備、輸出設備，首先進行系統的空載調試，觀察交流接觸器能否按控制要求動作（按下起動按鈕SB1時，KM1動作，5s后，KM1復位，2s后，KM2動作，再過5s,KM2復位，等待2s后，重新開始循環，完成5次循環后，自動停止；運行過程中，按下停止按鈕SB2或電動機出現過載故障，KM1或KM2斷電），在運行監視狀態下，觀察Q0.0、Q0.1的動作狀態是否與KM1、KM2動作一致，否則，檢查電路接線或修改程序，直至交流接觸器能按控制要求動作；然后連接電動機（電動機按星形連接），進行帶載動態調試。（四）分析與思考1）本任務的軟硬件互鎖保護是如何實現的？2）本任務如果將熱繼電器的過載保護作為硬件條件，試繪制I/O接線圖，并編制梯形圖程序。四、任務考核表3-11任務實施考核表序號考核內容考核要求評分標準配分得分1電路及程序設計（1）能正確分配I/O地址，并繪制I/O接線圖（2）設備組態（3）根據控制要求，正確編制梯形圖（1）I/O地址分配錯或少，每個扣5分（2）I/O接線圖設計不全或有錯，每處扣5分（3）CPU組態、數字量信號模塊組態與現場設備型號不匹配，每項扣10分（4）梯形圖表達不正確或畫法不規范，每處扣5分40分2安裝與連線根據I/O地址分配，正確連接電路（1）連線錯一處，扣5分（2）損壞元器件，每只扣5～10分（3）損壞連接線，每根扣5～10分20分3調試與運行能熟練使用編程軟件編制程序下載至CPU，并按要求調試運行（1）不能熟練使用編程軟件進行梯形圖的編輯、修改、編譯、下載及監視，每項2分（2）不能按照控制要求完成相應的功能，每項扣5分20分4安全操作確保人身和設備安全違反安全文明操作規程，扣10～20分20分合計100分五、知識拓展（一）定時器的應用

瞬時接通/延時斷開電路圖3-48瞬時接通/延時斷開電路的梯形圖及時序圖

a）梯形圖b）時序圖

延時接通/延時斷開電路圖3-49延時接通/延時斷開電路的梯形圖及時序圖

a）梯形圖b）時序圖

脈沖寬度可控制電路圖3-50脈沖寬度可控制電路的梯形圖及時序圖

a）梯形圖

b）時序圖

報警電路圖3-50標準報警電路的梯形圖及時序圖

a）梯形圖

b）時序圖（二）計數器的應用圖3-51計數器擴展電路的梯形圖

計數器的擴展圖3-52定時器與計數器組合實現的長延時控制梯形圖

定時器與計數器組合實現的長延時程序在圖3-52梯形圖中，復位端有初始化脈沖M1.0（在啟用系統存儲器字節時有效）和外部復位按鈕信號I0.1。初始化脈沖完成在PLC上電時對計數器的復位操作。如果所用的計數器不是設置為斷電保護模式，則不需要初始化復位，CTU具有自復位功能。在定時時間很長，定時精度要求不高的場合，如小于1s或1min的誤差可忽略不計時，則可使用時鐘脈沖M0.5（1s脈沖）等時鐘存儲器來構成延時程序。當然，也可用INC等功能指令完成延時的程序。這里需要注意的是，定時器與計數器組合實現的長延時程序中，需要啟用系統存儲器字節和時鐘存儲器字節，這樣MB0、MB1在程序中就不能作為其它的位存儲器使用。六、任務總結本任務主要介紹了定時器指令、計數器指令的編程及應用，用經驗設計法編寫PLC梯形圖程序。在此基礎上使用相關位邏輯指令、接通延時定時器指令、加計數器指令，通過博圖編程軟件編寫三相異步電動機正反轉循環運行的PLC控制梯形圖，下載至CPU，然后進行I/O接線并調試運行，從而達到會使用編程軟件進行設備組態、編寫程序并下載至CPU進行調試運行的目標。任務三三相異步電動機Y-△減壓起動單

按鈕實現的PLC控制在任務一和任務二中，我們學習了用兩個按鈕控制電動機起動和停止，本任務要求只用一個按鈕控制三相異步電動機Y-△減壓起動停止，即第一次按下按鈕，電動機實現從Y聯結起動再到△聯結的正常運行，第二次按下按鈕，電動機停止。分析上述控制要求，我們之前所學的位邏輯指令是不能完成這一要求的，要實現控制要求，必須使用位邏輯指令中的邊沿檢測指令和梯形圖程序設計的轉化法。一、任務導入二、知識鏈接（一）邊沿檢測指令

邊沿檢測觸點指令邊沿檢測觸點指令又稱為掃描操作數信號邊沿的指令，包括P觸點和N觸點指令，是當觸點地址位的值由“0”變為“1”（上升沿或正邊沿，Positive）或由“1”變為“0”（下降沿或負邊沿，Negative）變化時，該觸點地址保持一個掃描周期高電平，即對應的常開觸點接通一個掃描周期。邊沿檢測觸點指令可以放置在程序段中除分支結尾外的任何位置。邊沿檢測觸點指令的應用如圖3-53所示，圖中當I0.0為1，且當I0.1有0→1的上升沿時，Q0.0接通一個掃描周期。當I0.2有1→0下降沿時，Q0.1接通一個掃描周期。圖中M2.0、M2.2分別邊沿存儲位。用于存儲上一掃描周期I0.1、I0.2的狀態。圖3-53邊沿檢測觸點指令的應用圖1-82PLS、PLF指令應用

邊沿檢測線圈指令邊沿檢測線圈指令又稱為在信號邊沿置位操作指令，包括P線圈和N線圈指令，是當進入線圈的能流中檢測到上升沿或下降沿變化時，線圈對應的位地址接通一個掃描周期。線圈邊沿指令可以放置在程序段中的任何位置。邊沿檢測線圈指令應用如圖3-54所示，圖中當I0.0從0→1時，Q0.0接通一個掃描周期。當I0.1=1，M0.1=0時，M0.2=1，Q0.1被置位，此時M0.3=0，當I0.1從1→0時，M0.3接通一個掃描周期，Q0.1仍為1。圖中M0.0、M0.2分別為保存P線圈、N線圈輸入端的RLO的邊沿存儲位。圖3-54邊沿檢測線圈指令應用（二）二分頻電路程序圖3-55二分頻電路梯形圖和時序圖對于上述二分頻控制程序，當按鈕對應PLC的過程映像輸入I0.0，負載（如信號燈或控制電動機的交流接觸器）對應PLC的過程映像輸出Q0.0，則實現的即為單按鈕起停的控制。a）梯形圖（一）b）梯形圖（二）

c）時序圖二分頻是指輸出信號的頻率是輸入信號頻率的二分之一。（三）根據繼電-接觸器器控制電路設計梯形圖的方法根據繼電-接觸器控制電路設計梯形圖的方法又稱為轉化法或移植法。根據繼電-接觸器控制電路設計PLC梯形圖時，關鍵的要抓住它們一一對應關系，即控制功能的對應、邏輯功能的對應，以及繼電器硬件元件和PLC軟元件的對應。

轉化法設計的步驟

基本方法1）了解和熟悉被控設備的工藝過程和機械動作的情況，根據繼電-接觸器電路圖分析和掌握控制系統的工作原理。2）確定PLC的輸入信號和輸出信號，畫出PLC外部I/O接線圖。3）建立其他元器件的對應關系。4）根據對應關系畫出PLC的梯形圖。

注意事項1）應遵守梯形圖語言的語法規定。2）常閉觸點提供的輸入信號的處理。在繼電-接觸器控制電路使用的常閉觸點，如果在轉換為梯形圖時仍采用常閉觸點，使其與繼電-接觸器控制電路相一致，那么在輸入信號接線時就一定要連接該觸點的常開觸點。3）外部聯鎖電路的設定。為了防止外部兩個不可能同時動作的接觸器等同時動作，除了在PLC梯形圖中設置軟件互鎖外，還應在PLC外部設置硬件互鎖。4）通電延時型時間繼電器瞬動觸點的處理。對于有瞬動觸點的通電延時型時間繼電器，可以在梯形圖中接通延時定時器指令框的兩端并聯位存儲器，該位存儲器的觸點可以作為通電延時型時間繼電器的瞬動觸點使用。5）熱繼電器過載信號的處理。如果熱繼電器為自動復位型，其觸點提供的過載信號就必須通過輸入點將信號提供給PLC；如果熱繼電器為手動復位型，可以將其常閉觸點串聯在PLC輸出回路的交流接觸器線圈支路上。三、任務實施（一）任務目標1）會繪制三相異步電動機Y-△減壓起停單按鈕實現的PLC控制的I/O接線圖及主電路圖。2）會S7-1200PLCI/O接線。3）掌握邊沿檢測指令的編程及應用。4）學會用邊沿檢測指令編制三相異步電動機Y-△減壓起停單按鈕實現的PLC控制的程序。5）熟練掌握使用博途編程軟件進行設備組態、編制梯形圖，并下載至CPU進行調試運行。6）通過分組實施任務操作，培養學生安全意識、規范操作意識及團隊合作的職業素養。表3-12所需設備與器材（二）設備與器材序號名稱符號型號規格數量備注1常用電工工具

十字螺釘旋具、一字螺釘旋具、尖嘴鉗、剝線鉗等1套表中所列設備與器材的型號規格僅供參考2計算機（安裝博途編程軟件）

1臺3西門子S7-1200PLC

CPUCPU1214CAC/DC/Rly，訂貨號：6ES7214-1AG40-0XB01臺4三相異步電動機MWDJ26，PN=40W，UN=380V，IN=0.3A，nN-1430r/min

1臺5三相異步電動機Y-△減壓起動單按鈕控制面板

1個6以太網通信電纜

1根7連接導線

若干（三）內容與步驟

任務要求首先根據轉化法，將圖3-56所示三相異步電動機Y-△減壓起動控制電路圖轉換為PLC控制梯形圖，同時電路要有必備的軟件與硬件保護環節，然后再進行三相異步電動機Y-△減壓起停單按鈕實現的PLC控制，其控制面板如圖3-57所示。圖3-56三相異步電動機Y-△減壓起動控制電路a）主電路b）控制電路圖3-57三相異步電動機Y-△減壓起動單按鈕實現控制面板表3-13I/O地址分配表輸入輸出設備名稱符號I元件地址設備名稱符號Q元件地址起停按鈕SB1I0.0控制電源接觸器KM1Q0.0熱繼電器FRI0.2△聯結接觸器KM2Q0.1

Y聯結接觸器KM3Q0.2

I/O地址分配與接線圖圖3-58三相異步電動機Y-△減壓起動單按鈕實現的I/O接線圖

創建工程項目打開博途編程軟件，在Portal視圖中選擇“創建新項目”，輸入項目名稱“3RW_3”選擇項目保存路徑，然后單擊“創建”按鈕創建項目完成，并完成項目硬件組態。

編輯變量表在項目樹中，打開“PLC變量”文件夾，雙擊“添加新變量表”，生成“變量表_1[0]”，在該變量表中根據I/O地址分配表編輯變量表如圖3-59所示。圖3-59三相異步電動機Y-△減壓起動單按鈕實現的變量表圖3-60Y-△減壓起動控制梯形圖

編寫程序圖3-61三相異步電動機Y-△減壓起動單按鈕實現的梯形圖將設備組態及圖3-61所示的梯形圖程序編譯后下載到CPU中，啟動CPU，將CPU切換至RUN模式下。按圖3-58所示PLC的I/O接線圖正確連接輸入設備、輸出設備，首先進行系統的空載調試，觀察交流接觸器能否按控制要求動作（按下起停按鈕SB1時，KM1、KM3動作，延時10s時間到，首先KM3復位，然后KM2動作，當三相異步電動機出現過載使FR動作或第二次按下SB1，KM1～KM3立即復位），在運行監視狀態下，觀察Q0.0、Q0.2及Q0.1的動作狀態是否與交流接觸器KM1、KM3及KM2的動作相對應。否則，檢查電路接線或修改程序，直至交流接觸器能按控制要求動作；然后按圖3-58所示連接電動機，進行帶負載動態調試。

調試運行注意：在調試過程中，如果修改了程序，則必須編譯并重新下載。（四）分析與思考1）在Y-△減壓起動控制電路中，如果將熱繼電器過載保護作為PLC的硬件條件，其I/O接線圖及梯形圖應如何繪制？2）在Y-△減壓起動控制電路中，如果控制Y聯結的KM3和控制△聯結的KM2同時得電會出現什么問題？本任務在硬件和程序上采取了那些措施？四、任務考核表2-14任務實施考核表序號考核內容考核要求評分標準配分得分1電路及程序設計（1）能正確分配I/O地址，并繪制I/O接線圖（2）設備組態（3）根據控制要求，正確編制梯形圖（1）I/O地址分配錯或少，每個扣5分（2）I/O接線圖設計不全或有錯，每處扣5分（3）CPU組態、數字量信號模塊組態與現場設備型號不匹配，每項扣10分（4）梯形圖表達不正確或畫法不規范，每處扣5分40分2安裝與連線根據I/O地址分配，正確連接電路（1）連線錯一處，扣5分（2）損壞元器件，每只扣5～10分（3）損壞連接線，每根扣5～10分20分3調試與運行能熟練使用編程軟件編制程序下載至CPU，并按要求調試運行（1）不能熟練使用編程軟件進行梯形圖的編輯、修改、編譯、下載及監視，每項2分（2）不能按照控制要求完成相應的功能，每項扣5分20分4安全操作確保人身和設備安全違反安全文明操作規程，扣10～20分20分合計100分五、知識拓展

取反RLO指令RLO是邏輯運算結果的簡稱，圖3-62中間有“NOT”的觸點為取反RLO觸點，它用來轉換能流輸入的邏輯狀態，如果有能流流入取反RLO觸點，該觸點輸入端的RLO為“1”狀態，反之為“0”狀態。如果沒有能流流入取反RLO觸點，則有能流流出。如果有能流流入取反RLO觸點,則沒有能流流出。在圖3-63中，若I0.0為1，I0.1為0，則有能流流入NOT觸點，經過NOT觸點后，則無能流流向Q0.0；反之若為1，或I0.0、I0.1均為0，則無能流流入NOT觸點，經過NOT觸點后，則有能流流向Q0.0。圖3-62取反RLO指令的應用

掃描RLO的信號邊沿指令掃描RLO的信號邊沿指令包括掃描RLO的信號上升沿指令（P_TRIG指令）和掃描RLO的信號下降沿指令（N_TRIG指令）。P_TRIG指令的功能是在流進掃描RLO的信號上升沿指令的CLK輸入端的能流（即RLO）的上升沿（能流剛流進），Q端輸出脈沖寬度為一個掃描周期的能流。N_TRIG指令的功能是在流進掃描RLO的信號下降沿指令的CLK輸入端的能流（即RLO）的下降沿（能流剛消失），Q端輸出脈沖寬度為一個掃描周期的能流。P_TRIG指令和N_TRIG指令的應用如圖3-63所示。在圖3-63中，當I0.0和I0.1等于1的瞬間，P_TRIG指令的CLK輸入端有上升沿能流流入，Q端輸出脈沖寬度為一個掃描周期的能流，使Q0.0置位。指令方框下面的M2.0是保存上一次查詢的RLO的邊沿存儲位。當I0.0=1、I0.1由1→0或I0.1=1、I0.0由1→0時，N_TRIG指令的CLK輸入端有下降沿能流流入，Q端輸出脈沖寬度為一個掃描周期的能流，使Q0.1復位。指令方框下面的M2.2是保存上一次查詢的RLO的邊沿存儲位。注意：P_TRIG指令和N_TRIG指令不能放在程序段的開始處和結束處。圖3-63掃描RLO的信號邊沿指令的應用六、任務總結本任務主要介紹了邊沿檢測指令的編程及應用、二分頻電路程序（單按鈕起停控制程序）以及利用轉化法將三相異步電動機Y-△減壓起動繼電器控制電路圖轉換為PLC控制的梯形圖。在此基礎上，通過博途編程軟件利用位邏輯指令及定時器指令編制了三相異步電動機Y-△減壓起動單按鈕實現的PLC控制梯形圖，下載至CPU，然后進行I/O接線并調試運行，從而達到會使用編程軟件進行設備組態、編寫程序并下載至CPU進行調試運行的目標。任務四流水燈的PLC控制一、任務導入在日常生活中，經常看到廣告牌上的各種彩燈在夜晚時滅時亮、有序變化，形成一種絢爛多姿的效果。本任務將以8組LED組成循環點亮的流水燈為例，圍繞其控制系統的實現介紹移動值指令、循環移位指令的編程應用。（一）數制與基本數據類型二、知識鏈接

數制

二進制制數二進制數的一位（bit）只有0和1兩種不同的取值，可用來表示開關量（或稱數字量）的兩種不同的狀態，如觸點斷開或接通，線圈的斷電或通電等。如果該位為1，則正邏輯情況下表示梯形圖中對應的編程軟件的線圈“通電”，其常開觸點接通。常閉觸點斷開，反之，則相反。二進制數用2#表示，2#1111_1001_0110_0001是一個16位二進制數。十六進制數十六進制數的表示方法：十六進制數的16個數字由0～9這十個數字以及A、B、C、D、E、F（對應十進制數10～15）6個字母構成的，其運算規則為逢十六進一，在西門子S7-1200PLC中B#16#、W#16#、DW#16#分別表示十六進制字節、十六進制字和十六進制雙字常數，例如16#3D5F。在數字后面加H也可以表示十六進制數，例如16#3D5F可以表示為3D5FH。十六進制數的與其他數制的轉換：十六進制與十進制的轉換按照其運算規則進行，例如B#16#2E=2×16+14×1=46；十進制轉換為十六進制則采用除16方法，1234=4×162+13×16+2=4D2H。十六進制與二進制的轉換則注意十六進制中每個數字占二進制數的4位即可，例如2B7FH=0010_1011_0111_1111。補碼有符號二進制整數用補碼來表示，其最高位為符號位，正數的符號位為0，負數的符號位為1。正數的補碼就是它本身，最大的16位二進制正數為32767。將正數的補碼逐位取反后加1，得到絕對值與它相等的負數的補碼。例如：1158對應的補碼為2#0000010010000110，-1158對應的補碼為2#1111101101111010。BCD碼BCD碼是將一個十進制數的每一位都用4位二進制數表示，即0～9分別用0000～1001表示，而剩余6種組合（1010～1111）則沒有在BCD碼中使用。BCD碼的最高4位二進制數用來表示符號（“-”用1111表示，“+”用0000表示），16位BCD碼字的范圍為-999～