可编程控制器教案

精选文库 教学 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 注意点 配时 绪论1、PLC的产生20世纪60年代末，在可编程控制器出现以前，继电器控制在工业领域占主导地位，由此构成的控制系统都是按预先设定好的时间或条件顺序地工作，若要改变控制顺序就要改变控制系统的硬件接线，通用性和灵活性较差。当时，计算机技术也开始应用于工业控制领域，但由于价格高、编程难度大以及难于适用恶劣工业环境等原因，未能在工业控制领域获得推广。20世纪60年代末，美国汽车制造工业竞争十分激烈。为了适应生产工艺不断的更新，要求寻找一种比继电器控制更可靠、功能更齐全、响应速度更快的新型工业控制器，尽可能减少控制系统的设计制造时间和成本，以满足市场竞争需求。1968年美国最大的汽车制造商――通用汽车公司（GM）从用户角度提出了新一代控制器应具备的十大条件，立即引起了开发热潮。主要内容是：　　（1）编程方便，可现场修改程序；（2）维修方便，采用插件式结构；（3）可靠性高于继电器控制系统；（4）体积小于继电器控制盘；（5）数据可直接送入计算机管理；（6）成本可与继电器控制盘竞争；（7）输入可为市电；（8）输出可为市电，容量要求在2A以上，可直接驱动接触器、电磁阀等；（9）扩展系统时，原系统变更少；（10）用户存储器大于4KB。这些条件实际上是将继电器控制的优点与计算机控制的优点结合起来，并将继电器控制的硬件接线逻辑转变为计算机的软件逻辑的设想。1969年，美国数字设备公司（DEC）成功研制出了世界上第一台可编程控制器PDP-14，用于通用汽车公司生产线，取得了满意的效果。2、PLC的发展PLC的出现引起了世界各国的普遍重视。日本日立公司从美国引进了PLC技术，于1971年试制成功了日本第一台PLC；1973年德国西门子公司独立研制成功了欧洲第一台PLC；我国从1974年开始研制PLC，1977年开始工业应用。从PLC产生到现在，经历了四次换代。其过程如下：第一代PLC（1969-1972）：采用1位机开发，用磁芯存储器存储，只具有单一逻辑控制功能，机种单一，没有形成系列化。第二代PLC（1973-1975）：采用8位微处理器及半导体存储器，增加了数字运算、传送、比较等功能，能实现模拟量的控制，开始具备自诊断功能，初步形成系列化。第三代PLC（1976-1983）：采用高性能8位微处理器及位片式微处理器，处理速度有所提高，向多功能及联网通信发展，增加了多种特殊功能，如浮点运算、三角函数运算、表处理、脉宽调制输出等，自诊断功能及容错技术发展迅速。第四代PLC（1983年至今）：采用16位、32位微处理器及高性能位片式微处理器，使第四代PLC产品成为具有逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数据处理功能、联网通讯功能的真正名符其实的多功能控制器。 PLC的产生PLC的发展 1010 教学内容 注意点 配时 3、PLC的应用（1）开关量逻辑控制应用于注塑机、印刷机、订 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线及电梯控制等。（2）闭环过程控制应用于塑料挤压成型机、加热炉、热处理炉、锅炉等设备，以及轻工、化工、机械、冶金、电力、建材等行业。（3）运动控制应用于金属切削机床、金属成形机械、装配机械、电梯等场合。（4）数据处理数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。（5）通信及联网PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。4、PLC的分类（1）按控制规模分类PLC按控制规模（即I/O点数）可分为小型机、中型机和大型机3类。I/O点总数在256点以下的为小型机。适合用于单机控制或小型系统的控制。I/O点总数在256点-1024点之间的为中型PLC。适用于中型或大型控制系统的控制。I/O点总数在1024点以上的为大型PLC。不仅可以用于对设备进行直接控制，可以对多个下一级的PLC进行监控，还可以完成现代化工厂的全面管理和控制任务。(2)按结构分类PLC按结构分，可以分为整体式和模块式两大类。整体式结构的PLC把电源、CPU、存储器和I/O系统都集成在一个单元内，该单元叫做基本单元。一个基本单元就是一台完整的PLC。整体式结构的特点是结构紧凑、体积小、重量轻，容易装配在设备的内部，适合于设备的单机控制。其缺点是主机I/O点数固定，使用不够灵活，维修也不够方便。模块式结构的PLC是把PLC系统的各个组成部分按功能分成若干个模块特点是CPU、输入和输出均为独立的模块。模块尺寸统一、安装整齐、I/O点选型自由，并且安装调试、扩展和维修方便。模块式PLC的缺点是结构较复杂，价格较高。(3)按功能分类PLC按功能分，可以分为低档机、中档机和高档机3类。（4）按产地分类按产地分，可分为日系、欧美、韩台、大陆等。其中日系具有代表性的为三菱、欧姆龙、松下、光洋等；欧美系列具有代表性的为西门子、A-B、通用电气、德州仪表等；韩台系列具有代表性的为LG、台达等；大陆系列具有代表性的为合利时、浙江中控等； PLC的应用PLC的分类 1520 教学内容 注意点 配时 5、PLC的特点PLC把计算机控制技术和继电器控制技术融合在一起，兼具有计算机的功能完备、灵活性强、通用性好以及继电器控制系统的简单易懂、维修方便的特点，主要体现在以下几个方面。（1）可靠性高，抗干扰能力强（2）配套齐全，功能完善，适用性强（3）系统的安装简单，维护方便，容易改造（4）编程简单易学（5）系统设计与调试周期短（6）体积小，重量轻，能耗低模块一从传统的电气控制到PLC一、PLC定义1985年，国际电工委员会（IEC）专门为可编程控制器下了严格的定义：“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”二、PLC控制与继电器控制的比较（复习继电器控制系统、讲解下图，总结区别）***强调***常开触点常闭触点线圈 PLC的特点PLC定义PLC控制与继电器控制的比较 10510 教学内容 注意点 配时 （1）器件组成不同（2）工作方式不同（3）实施控制的方式不同功能改变时（4）系统开发周期（设计、施工与调试）（5）触点数量（6）PLC自检与监控功能比继强（7）PLC适用范围广（8）PLC可靠性高 器件组成工作方式 10 教学内容 注意点 配时 三、PLC的基本结构PLC主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程装置等组成，如图所示。PLC的特殊功能模块用来实现某些特殊功能。1、CPU模块：大脑和心脏。PLC控制的中枢，其性能决定了PLC的性能。2、I/O模块：眼、耳、手、脚。联系外部现场设备和CPU模块的桥梁***注意***（1）输入接口采用光电耦合器将PLC与现场设备隔离起来，提高抗干扰性能。（2）输出接口有3种类型:3、编程器：对用户程序进行编制、编辑、调试和监视。4、电源：AC220V或DC24V5、通讯接口：用于PLC与编程器、计算机、变频器、触摸屏及其他智能设备之间的连接。 基本结构 1020 教学内容 注意点 配时 四、PLC的软件PLC软件系统和硬件系统共同构成了可编程控制系统。1、软件构成2、编程语言　PLC与个人计算机相比，PLC硬件，软件是封闭的，各PLC设备无法兼容，1994年5月IEC公布了PLC标准IEC61131，有5部分组成：通用信息、设备与测试要求、编程语言、用户 指南 验证指南下载验证指南下载验证指南下载星度指南下载审查指南PDF 和通信。IEC61131-3是世界上第一个，也是至今为止唯一的工业控制系统的编程语言标准。详细的说明了句法、语义和下述5种编程语言。（1）顺序功能图（ＳＦＣ）　位于其他编程语言之上的图形语言，用来编制顺序控制的程序。提供了一种组织程序的图形方法。　１）编写时，工艺过程被划分为若干个顺序出现的步，每步中包括控制输出的动作，从一步到另一步的转换由转换条件来控制，特别适合于生产制造过程。　２）在顺序控制功能图中，可使用其他的语言嵌套编程。　３）代表平台西门子Ｓ７－３００（S7-Gragh）可实现将顺序功能图转成ＰＬＣ能识别的语言。　（２）梯形图（ＬＡＤ）　源自于继电器电气原理图。　１）使用最多的ＰＬＣ语言　２）属图形编程语言、直观易懂，不适合大型程序控制　３）适合于熟悉继电器控制系统的电气人员　４）组成：由触点、线圈和用方框表示的功能块组成　组成元素　含　　义　　　　　代表器件　触　点　线　圈　功能块　输入条件　　　开关、按钮、内部条件　输出结果　　　控制外部器件／内部输出　附加指令　　　定时器、计数器和数学运算指令等５）梯形图中的概念　能流：假想的电流（注：将能流的概念引入ＰＬＣ中）　网络：由触点和线圈构成的独立电路（３）语句表／助记符（ＳＴＬ）　是一种类似于微机汇编语言的文本编程语言，由多条语句组成一个程序段，可读性差，但是最基本的编程语言。　由操作码（告知ＰＬＣ应做什么）和操作数（操作码操作的对象）组成。（４）功能块图（ＦＢＤ）　用类似于“与门”“或门”的框图表示逻辑运算关系，方框的左侧为逻辑运算的输入变量，右侧为输出变量，输入输出端的小圆圈表示“非”运算，方框用导线连在一起，信号自左向右。 PLC的软件 152510 教学内容 注意点 配时 ＬＤ　Ｉ０．０Ｏ　Ｑ０．０ＡＮ　Ｉ０．１＝　Ｑ０．０EMBEDVisio.Drawing.11　　a)梯形图　　　　　　　b)语句表　　　　　　　c)功能块图（５）结构化文本（ＳＴ）　高级编程语言。与梯形图相比，它能实现复杂的数学运算，编写的程序非常简洁和紧凑。 结构化文本 10 教学内容 注意点 配时 五、PLC的工作原理1、工作方式继电器控制系统：并行。若这个继电器的线圈通电或断电，该继电器所有的触点无论在继电器控制线路的哪个位置上都会立即同时动作。PLC控制系统：串行。顺序逻辑扫描用户程序的方式。2、扫描过程PLC投入运行后，工作过程一般分为输入采样、执行程序、处理通讯请求、CPU自诊断和输出刷新五个阶段。完成上述五个阶段称为一个扫描周期。典型值1-100ms。1）输入采用阶段以扫描方式依次读入状态和数据存入输入映像寄存器。采样后，转入下几个阶段，在下几个阶段将不读取输入，即使输入有变化，输入映像寄存器内容也不变，因此，要求输入信号宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下该输入均能被读入。2）执行用户程序阶段PLC用户程序由若干条指令组成。该阶段，PLC总是从第一条指令开始，逐条顺序的执行用户程序。3）处理通讯请求阶段处理从通讯口和智能模块接收到的信息。4）CPU自诊断阶段自诊断测试包括定期检查CPU模块的操作和扩展模块状态是否正常，将监控定时器复位等。5）输出刷新阶段CPU按输出映像寄存器刷新输出锁存器，再经输出电路驱动相应外设。I/O响应时间：由输入延迟、输出延迟和程序执行三部分决定。原因：PLC采用扫描工作方式，且对输入、输出信号只在每个扫描周期的固定时间集中输入和输出，所以会产生输出信号相对输入信号滞后的现象。扫描周期越长，滞后现象越严重。 工作方式扫描过程 3520 教学内容 注意点 配时 3、工作原理1）读输入：S7-200将物理输入点上的状态复制到输入过程映像寄存器。2）执行程序：S7-200执行程序指令并将数据存在变量存储器中。3）处理通讯请求及执行CPU自诊断：执行通讯任务，检查硬件、程序存储器和扩展模块是否工作正常。4）写输出：将输出映像寄存器中存储的数据复制到物理输出点。六、PLC的性能及选型1、性能指标1）I/O点数2）存储器容量3）指令的种类和数量4）扫描速度5）内部寄存器的种类和数量6）通讯能力7）智能模块8）扩展能力2、选型1）PLC的类型2）输入输出模块的选择3）电源的选择4）存储器的选择5）经济性的考虑 工作原理性能指标 2015 教学内容 注意点 配时 模块二认识S7-200系列PLC1、S7-200系列PLC的硬件1、5种型号CPU及I/O点数编址1）CPU221222224224XP2266入/4出8入/6出14入/10出14入/10出24入/16出2AI/1AQ**以224XP为例**编址：I0.0Q0.0I0.1Q0.1……I1.5Q1.1AIW0AQW0AIW22）扩展能力CPU221222224224XP226模块数无2777数字I/O点无78168168248模拟I/O点无103538352、S7-200PLC外部结构及各部件作用1）输入接线端子2）输出接线端子3）CPU状态指示SF：系统故障STOP：停止状态RUN：运行状态4）输入状态指示5）输出状态指示6）扩展接口7）通讯接口8）模拟电位器 PLC的硬件扩展能力 2020 教学内容 注意点 配时 3、给PLC供电有直流供电和交流供电两种方式。a)直流供电b)交流供电4、输入输出接线输入为直流双向光电耦合输入。输出有继电器和直流两种类型。例：CPU224DC/DC/DC：直流24V输入/提供直流24V直流/直流输出CPU224AC/DC/继电器：交流输入电源/提供直流24V给外元件/继电器输出a)输入接线b)直流输出接线c)交流输出接线5、扩展模块（1）输入输出扩展模块1）数字量I/O扩展模块EM2218入EM2228出EM2238入/8出16入/16出32入/32出2）模拟量I/O扩展模块EM2313AI/4AIEM2322AOEM2353AI/1AO3）地址分配/扩展a、编址规则①同类型I/O点的模块进行顺序编址。②其他类型模块的有无及所处位置不影响本类型模块编号。 给PLC供电输入输出接线扩展模块 1025 教学内容 注意点 配时 ③对数字量模块，CPU以字节为单元分配地址。本模块高位实际位数未满8位的未用位不能分配给I/O链的后续模块。④存储一个模拟量需要2个字节，CPU分配给模拟量模块的地址以两点（4个字节）方式递增。b、例题：给下列模块分配地址主机模块0模块1模块2模块3模块4CPU224XP4输入4输出4AI2AO4输入4AI1AO4输出I0.0Q0.0I2.0Q2.0AIW4AQW4I3.0AIW12AQW8Q3.0I0.1Q0.1I2.1Q2.1AIW6AQW6I3.1AIW14Q3.1I0.2Q0.2I2.2Q2.2AIW8I3.2AIW16Q3.2……I2.3Q2.3AIW10I3.3AIW18Q3.3I1.5Q1.1AIW0AQW0AIW2（2）通讯扩展模块1）调制解调器EM2412）PROFIBUS从站模块EM2773）AS接口模块CP243-24）以太网模块CP243-15）工厂模块CP243-1IT（3）通讯扩展模块1）定位模块2）温度检测模块作业：如何给PLC进行供电？ 通讯扩展模块 15 教学内容 注意点 配时 任务二S7-200系列PLC的内存结构与寻址方法PLC内存分为：PLC运行时需要处理的数据类型和功能往往是不同的，这些不同类型的数据被存放在不同的存储空间，从而形成不同的数据区。S7-200的数据区分为：数字量输入/输出映像区、模拟量输入/输出映像区、变量存储器区、位存储器区、特殊存储器区、定时器存储器区、计数器存储器区、高速计数器区和累加器区。1、S7-200的数据区1、数字量输入/输出映像区1）输入继电器I①为保存当前输入端信号状态开辟的一个存储区，用I表示；②当控制信号接通时，输入继电器线圈得电，对应的映像寄存器位为“1”，内部常开触点闭合，常闭触点断开；③寻址方式：位、字节、字或双字。*用位表示：I0.0---I15.7共128点。例：I1.0表明这个输入点是第1个字节的第0位。*用字节表示：IB0---IB15共16个字节。例：IB1表明这个输入字节是第1个字节，共8位，第0位是地位，第7位是高位。*用字表示：IW0---IW14共8个字节。一个字包含两个连续的字节，低位字节是高8位，高位字节是低8位。例：IW0中的IB0是高8位，IB1是低8位。 S7-200的数据区 1010 教学内容 注意点 配时 *用双字表示：ID0、ID4、ID8、ID12共4个双字。ID0中的IB0是高8位~IB3是低8位。**先讲SB2用常开的情况，再讲用常闭的情况**2）输出继电器Q①为保存当前输出信号状态开辟的一个存储区，用Q表示；②通过程序可使其线圈通电，对应的常开触点闭合，常闭触点断开；③寻址方式：位、字节、字或双字。位：Q0.0~Q15.7共128个点字节：QB0~QB15共16个字节字：QW0~QW14共8个字双字：QD0~QD12共4个双字注：实际没有使用的输入端/输出端的映像区的存储单元可做中间继电器使用。2、模拟量输入/输出映像区1）AI区为模拟量输入信号开辟的一个存储区，数据类型：字（16bit），AIW0、AIW2~AIW30共16路AI。注：模拟量输入值为只读数据。2）AQ区为模拟量输出信号开辟的一个存储区，数据类型：字（16bit），AQW0、AQW2~AQW30共16路AQ。注：该区数据只写。 模拟量输入/输出映像区 1010 教学内容 注意点 配时 3、变量存储区（V区）为保存过程变量和数据而建立的一个存储区，用V表示。寻址方式：位、字节、字和双字位：V0.0~V5119.7共40960个点字节：VB0~VB5119共5120个字节字：VW0~VW5118共2560个字双字：VD0~VD5116共1280个双字注：该区数据可以是输入，也可以是输出。4、位存储器区（M区）中间继电器为保存标志位数据而建立的一个存储区，用M表示。寻址方式：位、字节、字和双字位：M0.0~M31.7共256个点字节：MB0~MB31共32个字节字：MW0~MW30共16个字双字：MD0~MD28共8个双字5、顺序控制继电器区（S区）根据顺序控制的特点和要求设计的，是S7-200CPU为顺序控制继电器的数据而建立的一个存储区，用S表示。在顺序控制过程中用于组织步进过程的控制。寻址方式：位、字节、字和双字位：S0.0~S31.7共256个点字节：SB0~SB31共32个字节字：SW0~SW30共16个字双字：SD0~SD28共8个双字6、局部变量存储器区（L区）S7-200有64个字节的局部变量存储器。**与变量存储器的区别： 变量存储区位存储器区 1010 教学内容 注意点 配时 注：1）S7-200有64个字节的局部变量存储器。分时地分配给主程序、子程序和中断程序使用。2）S7-200根据需要自动将局部变量分给相应的程序。即：主程序之行时，分配给子程序和中断程序的局部变量是不存在的。出现中断或调用一个子程序时，需要分配局部变量。新的局部变量在分配时，可重新使自己分配给不同子程序或中断程序的相同局部变量。寻址方式：位、字节、字和双字位：L0.0~S63.7共512个点字节：LB0~LB63共64个字节字：LW0~LW62共32个字双字：LD0~LD60共16个双字7、定时器存储区（T）T0~T255共256个定时器。有两种数据结构：一是定时器的输出状态；二是定时器的设定值和当前值。8、计数器区（C）C0~C255共256个计数器。具有计数功能的元件。9、高速计数器HSC（6个）10、累加器区（AC区）4个32位的累加器（AC0~AC3）。寻址方式：字节、字或双字11、特殊存储器区（SM区）二、S7-200的寻址方式PLC编程语言基本单位是语句，组成语句的是指令。每条指令由两部分组成：操作码、操作数。操作码指出指令的功能，操作数指明了操作码所需的数。寻址：寻找操作数的过程。寻址方式：立即寻址、直接寻址、间接寻址 定时器存储区寻址方式 1010 教学内容 注意点 配时 1、立即寻址：操作数在指令中给出。MOVD2505，VD500；将2505传到了VD500中2505为立即数，立即数可以为字节、字或双字注：CPU可以以二进制、十进制、ASII码方式和浮点数方式存储，二进制：2#1001；十进制：20047；十六进制16#4E4F；ASII码：‘good’。2、直接寻址在指令中，操作码后面的操作数以操作数所在地址的形式出现。MOVDVD400，VD5001）位寻址2）字节、字、双字寻址 格式 pdf格式笔记格式下载页码格式下载公文格式下载简报格式下载 ：元件名+数据类型+存储区首字节地址。IB3由I3.0~I3.7共8个位组成。VW100=VB100+VB101高位低位VD100=VB100~VB103高位低位3）间接寻址在指令中，操作码后面的操作数以操作数所在地址的地址的形式出现，这种寻址方式叫间接寻址。MOVD&VB202,AC1//先建指针VB202的地址送AC1MOVW*AC1，AC0//指针AC1所指的值传给AC0 直接寻址间接寻址 10 教学内容 注意点 配时 任务三认识S7-200系列PLC的软件一、STEP7-Micro/WIN编程软件介绍功能强大，主要用于开发程序，也可以实时监控用户程序的执行状态。1、窗口组件主界面分为：菜单条、工具条、浏览条、指令树、用户窗口、输出窗口和状态条。（1）主菜单文件、编辑、检视、PLC、调试、工具、窗口、帮助（2）工具条标准工具条、调试工具和公用工具条（3）浏览条为编程提供按钮控制，可实现窗口的快速切换。包括：程序块、符号表、状态图表、数据块、系统块、交叉引用和通讯。（4）指令树分为项目分支与指令分支。（5）用户窗口1）交叉引用2）数据块3）状态表4）符号表5）程序编辑器6）指令语言的选择7）局部变量表（6）输出窗口（7）状态条二、STEP7-Micro/WIN主要编程功能1、编程元素及项目组件一个基本项目包括程序块、数据块、系统块、符号表、状态表、交叉引用表。 窗口组件 3030 教学内容 注意点 配时 程序块、数据块、系统块须下载到PLC，而符号表、状态表、交叉引用表无须下载到PLC。2、梯形图程序的输入1）建立项目2）输入程序3）编辑程序4）程序的编译3、程序的下载、上传4、选择工作方式5、程序的调试与监控任务四编程软件使用实践一、要求1、认识S7-200PLC及其与PC机的通讯2、练习使用STEP7-Micro/WIN软件3、学会程序的输入和编程方法4、初步了解程序调试步骤二、实践指导1、认识PLC2、开机3、程序录入4、建立符号表5、编辑程序并观察编译结果，若指示错误，则修改，直到编译成功。6、下载程序到PLC7、建立状态表8、运行程序9、进入状态表监控状态 梯形图程序的输入实践指导 1515 教学内容 注意点 配时 模块三PLC的编程基础任务一电动机的自锁运行任务提出：用PLC控制电动机单向连续运转。一、方案1用基本逻辑指令构成启保停程序。1、相关指令（逻辑取/反、与/与反、或/或反）（1）逻辑取及线圈驱动指令LD：取指令。用于网络块逻辑运算开始的常开触点与母线相连或分支电路的开始。LDN：取反指令。常闭触点与母线相连。=：线圈驱动指令。LDI0.0=Q0.0LDNI0.1=M0.0=M0.1注：1）“=”指令不能用于输入过程映像寄存器I；2）“=”指令可以并联使用任意次，但不能串联使用；3）同一程序中同一线圈只能出现一次。（2）触点串联指令A：与。单个常开触点的串联。AN：与反。单个常闭触点的串联。LDI0.0AM0.0ANM0.1=Q0.0 逻辑取及线圈驱动指令 1515 教学内容 注意点 配时 例题：使用三个开关同时控制一盏灯，要求三个开关全闭合时灯亮，其他情况灯灭。（3）触点并联指令O：或。单个常开触点的并联。ON：或反。单个常闭触点的并联。例题：使用三个开关控制一盏灯，需要在任何一个开关闭合时灯都亮2、解决方案1（1）I/O分配输入输出热继电器FRI0.0接触器KMQ0.0停止按钮SB1I0.1启动按钮SB2I0.2（2）绘制PLC硬件接线 触点并联指令 1510 教学内容 注意点 配时 （3）程序二、方案21、相关指令（置位/复位）（1）置位指令，功能：从bit开始的N个连续的位地址置1并保持。Sbit,N（2）复位指令，功能：从bit开始的N个连续的位地址清零并保持。Rbit,N例题：LDI0.0SQ0.0，2LDI0.1RQ0.0，2注意：1）对于同一元件可多次使用S/R指令；2）与扫描方式有关，当置位、复位指令同时有效时，位于后面的指令具有优先权；3）N的取值范围1~255；4）S、R通常成对使用，也可单独使用或与功能块配合使用。可用R指令对定时、计数器进行复位。 置位指令复位指令 20 教学内容 注意点 配时 三、立即触点指令立即指令是为了提高PLC对输入/输出的响应速度而设的，不受PLC扫描方式的影响，允许对输入/输出点进行快速直接存取。当用立即指令读取输入点状态时，对I进行操作，相应的映像寄存器并未更新；当用立即指令访问输出点时，对Q进行操作，新值同时写到PLC的物理输出点和相应映像寄存器。立即指令名称和使用说明指令名STLLAD使用说明立即取LDIbit立即取反LDNIbit立即或OIbit立即或反ONIbit立即与AIbit立即与反ANIbitbit只能为I立即输出=Ibitbit只能为Q立即置位SIbit,N1、bit只能为Q2、N范围1~1283、N操作数同S/R指令立即复位RIbit,N例题LDNII0.5=IQ0.3ANII0.0OII0.1LDII0.4=IQ0.4AII1.4ONII0.2 立即触点指令 15 教学内容 注意点 配时 任务二改进的电动机自锁运行引入：任务一的梯形图中存在这样的问题：当启动按钮按下后电动机开始运行，若启动按钮出现故障不能弹起，按下停止按钮电动机能够停止转动，一旦松开停止按钮，电动机又马上开始运行了。这种情况在实际生产时时不允许存在的，如何解决？一、方案11、相关指令（1）正跳变指令功能：在EU指令前的逻辑运算结果的上升沿产生一个脉冲，驱动后面的输出线圈。（2）负跳变指令功能：在ED指令前的逻辑运算结果的下降沿产生一个脉冲，驱动后面的输出线圈。（3）取反指令功能：将左侧电路的逻辑运算结果取反。LDI0.3=M0.1EULDI0.3=M0.0NOTLDI0.3=M0.2ED 正跳变指令负跳变指令取反指令 515 教学内容 注意点 配时 注意：1）EU、ED指令只有在输入信号发生变化时有效，其输出信号脉冲宽度为一个扫描周期；2）对于开机时就为接通状态的输入条件，EU指令不被执行；3）EU、ED指令无操作数；4）取反指令无操作数，执行该指令时，能流到大该触点时立即停止；若能流未到达该触点，该触点为其右侧提供能流。2、解决方案二、方案21、相关指令置位优先触发器指令复位优先触发器指令真值表指令S1R输出（bit）SR00011011保持011RSSR100011011保持011注：（1）符号表示是一个可选的能流，可级联或串联；（2）bit端操作数包括I、Q、V、M、S。 注意相关指令 1015 教学内容 注意点 配时 2、解决方案按下启动按钮I0.0，置位S1端为1，Q0.0得电，电动机开始运行；按下停止按钮I0.1，复位R端为1，Q0.0断电，电动机停止运行。例题：1、采用一个按钮控制两台电动机依次启动。要求：按下SB1，第一台电动机启动，松开SB1，第二台电动机启动；按下SB2，两台电动机同时停止。解：I/O分配输入输出I0.0启动SB1Q0.0电动机1输出KM1I0.1停止SB2Q0.1电动机1输出KM2注意：使用跳变指令可以使两台电动机的启动时间分开，从而防止电动机同时启动对电网造成不良影响。2、电机正反转 解决方案电机正反转 151510 教学内容 注意点 配时 3、单钮启停 单钮启停 5 教学内容 注意点 配时 任务三保护电动机的正反转引入：电动机正反转控制中，按下正转按钮，电动机开始正转，按下反转按钮，电动机马上停止正转，开始反转，这样改变电动机的转向会对电动机有所损伤。为了保护电动机，通常要求：按下启动按钮I1.0，系统启动，按下正转按钮I0.1，2s后电动机开始正转，如果按下反转按钮，电动机停止正转，2s后开始反转；如果先按下反转按钮I0.2，电动机开始反转，如果按下正转按钮，电动机停止正转，2s后开始正转；如果按下停止按钮，电动机停止转动，这种控制要求在传统继电器控制中，需要使用时间继电器，而使用PLC控制则需要使用定时器指令。1、相关指令定时器：T0~T255共256个定时器，用于对内部时钟累计时间增量进行计时。1、分类、符号及指令（1）TON：接通延时型注：PT为16位有符号数，1~32767。（2）TOF：断开延时型（3）TONR：有记忆接通延时型2、编号、分辨率与定时时间的计算（1）分辨率：定时器单位时间的时间增量，也称时基增量。3种：1ms、10ms、100ms。分辨率不同，定时精度、定时范围和刷新方式也不同。（2）定时时间=设定值х分辨率（3）设定值：16位有符号数，1~32767。 定时器分辨率 1010 教学内容 注意点 配时 例：P54表3.8。定时时间T=100х10ms=1s。3、定时器指令使用说明①当前值寄存器用于存储定时器累计的时基增量值，存储值是16位有符号数1~32767。②定时器位用来描述定时器延时动作触点的状态，位ON时，其常开触点闭合，常闭触点断开。（1）TON接通延时型定时器（例：按下按钮5s后灯亮）动作特点：首次扫描时复位。1）输入端接通定时；2）时间到3）输入端断LDI0.0TONT37，10LDT37=Q0.0 定时器指令使用说明 10 教学内容 注意点 配时 （2）TOF断开延时定时器动作特点：首次扫描时，位OFF，当前值为0。1）输入端通；2）输入端断定时；3）时间到注：可用复位指令进行复位。（3）TONR有记忆接通延时定时器：累计输入电路接通的若干个时间间隔。动作特点：1）输入端接通定时；2）累计时间到3）用复位指令对其复位注：输入端断开时当前值保持不变。 TOFTONR 1010 教学内容 注意点 配时 注意：（1）TON与TOF不能共享同一个定时器编号；（2）TOF可以用复位指令进行复位；（3）TONR只能用复位指令进行复位。4、定时器的刷新方式和正确使用（1）定时器的刷新方式1）1ms定时器1ms定时器由系统每隔1ms刷新一次，与扫描周期及程序处理无关。它采用的是中断刷新方式。因此，当扫描周期大于1ms时，在一个周期中可能被多次刷新，其当前值在一个扫描周期内不一定保持一致。2）10ms定时器10ms定时器由系统在每个扫描周期开始时自动刷新，由于是每个扫描周期只刷新一次，故在一个扫描周期内定时器位和定时器的当前值保持不变。3）100ms定时器100ms定时器在定时器指令执行时被刷新，因此，若100ms定时器被激活后，如果不是每个扫描周期都执行定时器指令或在一个扫描周期内多次执行定时器指令，则都会造成计时失准，所以在跳转指令和循环指令段中使用定时器时，要格外小心。100ms定时器仅用在定时器指令在每个扫描周期执行一次的程序中。 刷新方式和正确使用 10 教学内容 注意点 配时 （2）定时器的正确使用定时器计时时间到时产生一个宽度为一个扫描周期的脉冲。1）1ms定时器错误正确1ms定时器，在使用错误方法时，只有当定时器的刷新发生在T32的常闭触点执行以后到T32的常开触点执行以前的区间内，Q0.0才能产生一个扫描周期的脉冲，而这种可能性是极小的。2）10ms定时器错误正确10ms定时器T33，使用错误方法时，Q0.0永远产生不了这个脉冲。因为当定时器时间到时，定时器在每次扫描开始时刷新，该例中T33被置位，但执行到定时器指令时，定时器将被复位。2）100ms定时器正确最好100ms定时器在执行指令时刷新。 1ms定时器10ms定时器100ms定时器 1010 教学内容 注意点 配时 二、解决方案1、I/O分配输入输出I1.0：系统启动I0.1：正转Q0.1：正转I0.0：停止I0.2：反转Q0.2：反转2、程序例3.7：使用接在I0.0的光电开关检测传输带上有无产品通过，有产品通过时I0.0为ON，若10s内没有产品通过，由Q0.0发出报警信号，用I0.1解除报警信号。 解决方案 10 教学内容 注意点 配时 三、计数器指令：对输入信号上升沿进行计数。1、分类（1）加计数器（CTU）CTUCхх，PV（2）加减计数器（CTUD）CTUDCхх，PV（3）减计数器（CTD）CTDCхх，PV2、编号计数器编号范围为C0~C255。不同类型的计数器不能共用。PV：1~32767。3、使用说明（1）加计数器（ＣＴＵ）　　　　ＬＤ　　Ｉ０．０　　　　ＬＤ　　Ｉ０．２　　　　ＣＴＵ　Ｃ４，４　　　　ＬＤ　　Ｃ４　　　　＝　　　Ｑ０．０ 分类编号ＣＴＵ 1515 教学内容 注意点 配时 开始计数：①Ｒ端断开②ＣＵ端接通计数器位：当前值≥ＰＶ时，置１；复位：Ｒ端接通或用复位指令；首次扫描时，计数器为ＯＦＦ。（２）减计数器（ＣＴＤ）ＬＤ　　Ｉ０．０ＬＤ　　Ｉ０．１ＣＴＤ　Ｃ１，３ＬＤ　　Ｃ１＝　　　Ｑ０．０开始计数：①ＣＤ上升沿②ＬＤ为ＯＦＦ，计数器从当前值减１；复位：ＬＤ端ＯＮ或复位指令；计数器ＯＮ：当前值减为０；首次扫描时，计数器位为ＯＮ，当前值为０。 ＣＴＤ 1515 教学内容 注意点 配时 （３）加减计数器（ＣＴＵＤ）ＬＤ　　　Ｉ０．０ＬＤ　　　Ｉ０．１ＬＤ　　　Ｉ０．２ＣＴＵＤ　Ｃ４８，４ＬＤ　　　Ｃ４８＝　　　　Ｑ０．０例：１、用计数器设计长延时电路ＳＭ０．４：周期为1min脉冲定时时间３０００min。２、用计数器扩展定时器定时范围 ＣＴＵＤ 1515 教学内容 注意点 配时 任务四需要掌握的其他指令S7-200PLC使用一个堆栈来处理所有逻辑操作，它和计算机中的堆栈结构相同。堆栈：是一组能够存储和取出数据的暂存单元，特点是：“先进后出”。进栈，新值入栈顶，栈底值丢失；出栈，栈顶值弹出，栈底值补进随机数。逻辑堆栈指令，用来完成对触点进行的复杂连接。西门子公司系统手册中把ALD、OLD、LPS、LRD、LPP、LDS指令都归纳为栈操作指令。1、串联电路块的并联连接串联电路块：两个以上触点串联形成的支路。OLD：或块指令。用于串联电路块的并联。无操作数。例：LDI0.0AM0.0LDI0.1ANM0.1OLDLDNI0.2AM0.2OLDAM0.3=Q0.0 OLD 2020 教学内容 注意点 配时 练习：2、并联电路块的串联连接并联电路块：两条以上支路并联形成的电路。ALD：与块指令。用于并联电路块的串联。无操作数。例：LDI0.0OI0.1LDM0.0AM0.1LDM0.2ANM0.3OLDALD=Q0.03、入栈LPS（LogicPush）：分支电路开始指令从梯形图分支结构中可以看出，它用于生成一条新母线，其左侧为原来的主逻辑块，右侧为新的从逻辑块，从堆栈使用上来讲，LPS指令作用：把栈顶值复制后压入堆栈。4、LRD（LogicRead）：读栈在梯形图分支结构中，当新母线左侧为主逻辑块时，LPS开始左侧的第一个从逻辑块编程，LRD开始第二个以后的从逻辑块编程。从使用上讲，LRD读取最近的LPS压入堆栈的内容。 ALDLPSLRD 2010 教学内容 注意点 配时 5、LPP（LogicPop）：出栈（分支电路结束指令）在梯形图分支结构中，LPP用于LPS产生的新母线右侧的最后一个从逻辑块编程。从堆栈使用上来讲，LPP把堆栈弹出一级，堆栈内容依次上移。例题：（1）LDI0.0OLDLPSALDLDM0.0=Q0.1OM0.1LPPALDAM1.0=Q0.0=Q0.2LRDLDM1.1LDM0.2ONM1.2AM0.3ALDLDNM0.4=Q0.3AM0.56、装入堆栈指令LDS（LoadStack）功能：复制堆栈中的第n个值到栈顶，而栈底丢失，该指令使用较少。格式：LDSn(n为0~8的整数)例：LDS3入栈前入栈后iv0iv1iv2iv3iv4iv5iv6iv7iv8iv3iv0iv1iv2iv3iv4iv5iv6iv7 LPPLDS 1010 教学内容 注意点 配时 任务五根据继电器电路设计梯形图的方法接触器-继电器法：依据所控制设备的接触器-继电器控制电路的原理图，用PLC对应的符号和功能相当的器件，把原来的接触器-继电器系统的控制电路直接“翻译”成梯形图程序的设计方法。在分析PLC控制系统的功能时，可以将PLC想象成一个继电器控制系统中的控制箱，其外部接线图描述了这个控制箱的外部接线，梯形图是这个控制箱的内部“线路图”，梯形图中的I和Q是这个控制箱与外部世界联系的“接口继电器”，这样就可以用分析继电器电路图的方法来分析PLC控制系统。分析步骤：（１）读懂现有设备接触器－继电器的控制电路原理图首先划分好现有设备的主电路和控制电路，找出主电路和控制电路的关键元件及相互关联的元件和电路。然后对主电路进行识图分析，逐一分析各电动机控制主电路中的每一个元器件在电路中的作用、功能。最后对控制电路进行识图分析，逐一分析各电动机对应的控制电路中每一个元器件在电路中的作用、功能等。弄清楚各控制的逻辑关系。（２）对照ＰＬＣ的Ｉ／Ｏ接线端，将现有接触器－继电器控制电路图上的控制器（如按钮、行程开关、光电开关、其他传感器等）进行编号并换成对应的输入点；将现有电路图上的被控制器件（如线圈、指示灯、数码管等）进行编号并换成对应输出点。（３）将现有电路图中的中间继电器、定时器用ＰＬＣ的辅助继电器、定时器代替。（４）完成“翻译”后，将梯形图进行简化和修改。　　例：４台电动机Ｍ１～Ｍ４。要求：前级电动机不启动，后级电动机也无法启动；前级电动机停止时；后级电动机也停止。 分析步骤 3015 教学内容 注意点 配时 硬件接线程序 151515 教学内容 注意点 配时 模块四顺序控制设计法任务一学会画系统的顺序控制功能图一、顺序控制设计法1、定义：按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间的顺序，在生产过程中各个执行机构自动地有序地进行操作。2、顺序功能图（SFC）描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，是设计PLC的顺序控制程序的有力工具。3、顺序功能图的组成步、有向连线、转换、转换条件、动作二、步与动作1、步的定义顺序控制由若干步组成，每个步骤称为一个工步或工作状态，而顺序控制在任何时刻只能处于一种工作状态。S7-200用顺序控制继电器S或位存储器M作为顺序控制元件。2、表示3、与步对应的动作或命令控制系统=被控系统+施控系统将“命令”和“动作”统称为动作。用矩形框中的文字或符号表示动作，该矩形框应与相应的步的符号相连。若一步有几个动作，有两种画法表示： 定义组成 1515 教学内容 注意点 配时 4、活动步当系统处于某一步所在的阶段时，该步处于活动状态，称为“活动步”，步处于活动状态时，相应的动作被执行，处于不活动状态时，相应的非存储型动作被停止执行。三、有向连线与转换条件1、有向连线步的活动状态习惯的进展方向从上到下或从左到右，在这两个方向上的有向连线上的箭头可省略。2、转换用有向连线上与有向连线垂直的短划线表示。3、转换条件使当前步进入下一步的信号称为转换条件。例：四、顺序功能图中转换实现的基本原则1、转换实现的条件（１）所有前级步都是活动步（２）相应的转换条件得到满足　缺一不可。２、转换实现应完成的操作（１）使所有由有向连线与相应转换符号相连的后续步都变为活动步；（２）使所有由有向连线与相应转换符号相连的前级步都为不活动步。 有向连线与转换条件 151515 教学内容 注意点 配时 ３、注意事项（1）两步之间必须有转换（2）两转换之间必须用步分隔（3）不能遗漏初始步4、本质（1）经验设计法：用I直接控制Q；（2）顺序控制设计法：用I控制代表各步的编程元件M，再用它们控制输出Q。 注意事项本质 15 教学内容 注意点 配时 任务二学会使用启保停电路设计顺序功能图的梯形图程序一、单序列的编程方法 单序列的编程方法 2520 教学内容 注意点 配时 二、选择序列的编程方法初始：容器空，各阀门关闭，各传感器均为0状态。按下启动按钮，打开阀A，中限位ON，关闭A，打开B。液体升到上限位，关闭B，M开始搅拌，60s后停，打开C放出混合液，液面降至下限位，再过5s，容器放空，关闭C，打开A，又开始下一周期操作。 选择序列的编程方法 2520 教学内容 注意点 配时 三、并列序列的编程方法两钻头同时钻两孔。初始：两钻头在最上面，I0.3、I0.5ON。按下启动I0.0，工件夹紧，两钻头工作，到I0.2、I0.4分别上行回到I0.3、I0.5停，两个都到位后工件被松开，松开到位后，加工结束，返回初始。 并列序列的编程方法 2525 教学内容 注意点 配时 练习 程序 2515 教学内容 注意点 配时 复习一、PLC基础知识1、定义2、基本结构3、工作原理4、编程语言5、性能指标6、电源、I/O接线7、编址二、基本指令1、逻辑位指令2、定时器指令3、计数器指令4、堆栈指令三、编程方法1、经验设计法2、顺序功能图3、继电器线路的PLC改造四、高级指令1、传送2、比较3、移位4、运算 基础知识基本指令编程方法高级指令 30301515�EMBEDVisio.Drawing.11����EMBEDVisio.Drawing.11����EMBEDVisio.Drawing.11����EMBEDVisio.Drawing.11����EMBEDVisio.Drawing.11����EMBEDVisio.Drawing.11����EMBEDVisio.Drawing.11����EMBEDVisio.Drawing.11����EMBEDVisio.Drawing.11����EMBEDVisio.Drawing.11����EMBEDVisio.Drawing.11����EMBEDVisio.Drawing.11����EMBEDVisio.Drawing.11����EMBEDVisio.Drawing.11���PAGE1--_1327045774.vsdS1RSROUTbit_1327053315.unknown_1328097789.vsd�ORANDI0.0Q0.0I0.1Q0.0_1328099669.vsdI0.5/II1.4II0.1I()IQ0.3I0.4II0.0/II0.2/I()IQ0.4_1328784494.vsd��AC���输入模块输出模块CPU模块�按钮选择开关限位开关电源编程装置接触器电磁阀指示灯电源可编程控制器_1328784651.unknown_1328111518.vsd10000hI0.2Q0.0_1328780702.vsd�������FU1_1328110375.vsdNOTI0.0I0.0PN()()M0.1M0.0I0.0()M0.2I0.0M0.0M0.2M0.1_1328099107.vsdQ0.0R2()()I0.1Q0.0I0.0S2_1328099119.vsdI0.0I0.1Q0.1Q0.0_1328098450.unknown_1327656500.vsdINPTT2100TONRI0.0（）Q0.0T2（）T2I0.3R1_1327746205.vsd��������SB1-1SB1-2KM1KM1FR1FR2FR3FR4SB2-1SB2-2SB3-1SB3-2SB4-1SB4-2KM2KM2KM3KM3KM4KM4KM1KM2KM3_1327760010.vsdM0.0步初始步：与系统初始状态相对应的步_1327764771.vsd梯形图IQ控制电路IM输出电路Q_1327775648.vsd�I0.3大钻头I0.2Q0.2Q0.1Q0.4小钻头I0.4I0.5Q0.3_1328097780.vsd_1327772777.vsdM0.4M0.5Q0.3T38Q0.3I0.2下限位放液放液搅拌进液B进液AM1.0·T38M1.0·T38M0.0M0.1M0.2M0.3I0.3启动I0.0中限位I0.1上限位T37SM0.1Q0.0Q0.1Q0.2T37_1327774081.vsdM0.4M0.5Q0.3M0.5M0.6I0.4已钻完I0.5上升到位Q0.3Q0.4M0.7M0.0M0.1M0.2M0.3I0.3·I0.5·I0.0I0.1已夹紧I0.2已钻完I0.3上升到位SM0.1Q0.0=1I0.7已松开Q0.1Q0.2_1327768120.vsdI0.1上限位I0.2中限位I0.1下限位M_1327760500.vsd5动作A动作B5或动作A动作B_1327763148.vsdI0.0Q0.0引风机鼓风机5s5sQ0.1M0.0M0.1M0.2M0.3I0.0T37I0.1T38SM0.1Q0.0T37Q0.0Q0.1Q0.0T38_1327749673.vsd���1L2MQ0.0Q0.1Q0.2Q0.3SB1-1I0.0�_1327759784.unknown_1327677172.vsdI0.0123032C1位,Q0.0I0.1C1当前值_1327679548.vsd0I0.0C48位,Q0.01234543I0.1C48当前值45I0.2_1327661994.vsd??????CUCDCTUDPVR_1327670784.vsdI0.0123456C4位,Q0.0I0.2C4当前值_1327662118.vsd???PVCDLDCTD???_1327661774.vsd??????CURCTUPV_1327652518.unknown_1327655163.vsdI0.0T37当前值T37位、Q0.0100_1327656283.vsdI0.0I0.3T2当前值T2位100_1327652683.vsdINPTT33100TOFI0.0（）Q0.0T33_1327057578.vsdI0.0T37当前值T37位、Q0.03276710_1327652491.unknown_1327053960.vsdINPT10TONT37I0.0（）Q0.0T37_1327052126.vsdINPT100TONT33_1327053073.vsd开始_1327053194.unknown_1327047894.vsd_1327048940.vsd_1327051708.vsdINPT???TON???TONTхх，PT_1327048430.vsd_1327046295.vsd_1327046675.vsdS1RSRQ0.0PI0.0I0.1_1327045841.vsdRSOUTbit_1326029023.vsd�AC�NL1AC85-265VAC�_1326263303.vsd()I0.0I0.2Q0.0I0.1_1326723481.vsdEUP_1326723743.vsdNOTNOT_1326725268.vsd_1326723591.vsdNED_1326717265.vsd()bitSN_1326722366.vsd()bitI_1326722539.vsdbitIbit/I_1326722176.vsd()bitSIN_1326722206.vsd()bitRIN_1326717425.vsd()bitRN_1326716169.vsd���������I0.0I0.11MI0.2L+Q0.01LKM~220V_1326716387.vsd()I0.2I0.1Q0.0I0.0Q0.0_1326714199.vsd()I0.0I0.2Q0.0I0.1_1326036685.vsd����_1326044066