PLC編程、應(yīng)用及設(shè)備維修

1、2021-10-15第一章 概述1 國際電工委員會國際電工委員會(IEC)在在1985年的可編程序控制器標(biāo)準草年的可編程序控制器標(biāo)準草案第案第3稿中，對可編程序控制器作了如下定義：稿中，對可編程序控制器作了如下定義：“可編程序控可編程序控制器是一種制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在，專為在工業(yè)環(huán)境工業(yè)環(huán)境下應(yīng)下應(yīng)用而設(shè)計。它采用用而設(shè)計。它采用可編程序的存儲器可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部，用來在其內(nèi)部存儲存儲執(zhí)執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指指令令，并通過，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出數(shù)字

2、式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易機械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于使于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)的原則設(shè)計。計。” 2021-10-15第一章 概述2CPUROM、RAM電源部件電源部件輸輸出出接接口口輸輸入入接接口口外設(shè)接口外設(shè)接口照明照明電磁裝置電磁裝置執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)編程器編程器打印機打印機采用光電采用光電隔離裝置隔離裝置繼電器、可控硅、繼電器、可控硅、晶體管電路晶體管電路2021-10-15第一章 概述3 CPU模塊相當(dāng)于人的大腦

3、，它不斷地。 PLC主要由主要由電源模塊、電源模塊、等等幾部分組成。幾部分組成。2021-10-15第一章 概述4 2 2存儲器存儲器 存儲器存儲器(內(nèi)存內(nèi)存)主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)。主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)。PLC中的存中的存儲器一般包括儲器一般包括系統(tǒng)程序存儲器系統(tǒng)程序存儲器和和用戶程序存儲器用戶程序存儲器兩部分。兩部分。系統(tǒng)程序存儲器用于存儲整個系統(tǒng)的監(jiān)控程序，一般采用系統(tǒng)程序存儲器用于存儲整個系統(tǒng)的監(jiān)控程序，一般采用只讀存儲器只讀存儲器(Read Only Memory，ROM)，具有掉電不丟，具有掉電不丟失信息的特性。用戶程序存儲器用于存儲用戶根據(jù)工藝要失信息的特性。用戶程序存儲器用于

4、存儲用戶根據(jù)工藝要求或控制功能設(shè)計的控制程序，早期一般采用隨機讀寫存求或控制功能設(shè)計的控制程序，早期一般采用隨機讀寫存儲器儲器(Random Access Memory，RAM)，需要后備電池在，需要后備電池在掉電后保存程序。目前則傾向于采用電可擦除的掉電后保存程序。目前則傾向于采用電可擦除的只讀存儲只讀存儲器器(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory，EEPROM或或E2PROM)或閃存或閃存(Flash Memory)，免去了后備電池的麻煩。，免去了后備電池的麻煩。2021-10-15第一章 概述5 。 數(shù)字量數(shù)字量(或稱開關(guān)量或

5、稱開關(guān)量)輸入模塊用來輸入模塊用來接收從按鈕、選擇開關(guān)、接收從按鈕、選擇開關(guān)、數(shù)字撥碼開關(guān)、限位開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、壓力繼電器數(shù)字撥碼開關(guān)、限位開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、壓力繼電器等來的數(shù)字量輸入信號等來的數(shù)字量輸入信號； ， 3 3I IO O模塊模塊2021-10-15第一章 概述6 編程裝置用來編程裝置用來生成用戶程序，并對它進行編輯、檢查和修改生成用戶程序，并對它進行編輯、檢查和修改。不能直接輸入和編輯梯形圖，不能直接輸入和編輯梯形圖，。 使用使用。程序可以存盤或打印，通過網(wǎng)絡(luò)，還可以實。程序可以存盤或打印，通過網(wǎng)絡(luò)，還可以實現(xiàn)遠程編程和傳送?，F(xiàn)遠程編程和傳送。 給給S7-200

6、編程時，應(yīng)配備一臺安裝有編程時，應(yīng)配備一臺安裝有編編程軟件的計算機和一根連接計算機和可編程序控制器的程軟件的計算機和一根連接計算機和可編程序控制器的。4 4編程裝置編程裝置2021-10-15第一章 概述7 可編程序控制器使用可編程序控制器使用220V或或110V交流電源或交流電源或24V直流電源直流電源。內(nèi)部的。內(nèi)部的開關(guān)電源為各模塊提供開關(guān)電源為各模塊提供DC 5V、12V、24V等直流電源等直流電源。 5 5電源電源1數(shù)字量邏輯控制數(shù)字量邏輯控制2運動控制運動控制 3閉環(huán)過程控制閉環(huán)過程控制 4數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 5通信聯(lián)網(wǎng)通信聯(lián)網(wǎng) 2021-10-15第一章 概述81 1整體式整體式PL

7、CPLC 整體式整體式又叫做又叫做單元式單元式或或箱體式箱體式，小型可編程序控制器，小型可編程序控制器一般采用整體式結(jié)構(gòu)。一般采用整體式結(jié)構(gòu)。 整體式可編程序控制器將整體式可編程序控制器將CPUCPU模塊、模塊、I IO O模塊和電源裝模塊和電源裝在一個箱型機殼內(nèi)，稱為基本單元在一個箱型機殼內(nèi)，稱為基本單元，。 2021-10-15第一章 概述9 大、中型可編程序控制器大、中型可編程序控制器(如如S7-300和和S7-400系列系列)一般采用一般采用模塊式結(jié)構(gòu)，它模塊式結(jié)構(gòu)，它由機架和模塊組成由機架和模塊組成。模塊插在模塊插座上模塊插在模塊插座上，后，后者焊在機架中的總線連接板上?？删幊绦蚩刂?/p>

8、器廠家者焊在機架中的總線連接板上?？删幊绦蚩刂破鲝S家備有不同備有不同槽數(shù)的機架供用戶選用槽數(shù)的機架供用戶選用，如果一個機架容納不下所選用的模塊，如果一個機架容納不下所選用的模塊，可以增設(shè)一個或數(shù)個擴展機架，各機架之間用可以增設(shè)一個或數(shù)個擴展機架，各機架之間用I0擴展電纜相擴展電纜相連連。 整體式整體式可編程序控制器每一可編程序控制器每一IO點的平均價格比模塊點的平均價格比模塊式的式的便宜便宜，在小型控制系統(tǒng)中一般采用整體式結(jié)構(gòu)。但是，在小型控制系統(tǒng)中一般采用整體式結(jié)構(gòu)。但是模塊模塊式式可編程序控制器的硬件組態(tài)方便可編程序控制器的硬件組態(tài)方便靈活靈活，維修時更換模塊、判斷故障范圍也很方便，因此較

9、復(fù)雜的、，維修時更換模塊、判斷故障范圍也很方便，因此較復(fù)雜的、要求較高的系統(tǒng)一般選用模塊式可編程序控制器。要求較高的系統(tǒng)一般選用模塊式可編程序控制器。 2 2模塊式可編程序控制器模塊式可編程序控制器2021-10-15第一章 概述102021-10-15第一章 概述11PLC模塊中的存儲器模塊中的存儲器 隨機存取存儲器（隨機存取存儲器（RAM） RAM是易失性的存儲器，它的電源中斷后，儲存的信息將會丟失?？捎娩囯姵乇４鍾AM中的用戶程序和某些數(shù)據(jù)。鋰電池可用13年，需要更換鋰電池時，由PLC發(fā)出信號，通知用戶?，F(xiàn)在部分PLC仍用RAM來儲存用戶程序。 只讀存儲器（只讀存儲器（ROMROM） R

10、OM的內(nèi)容只能讀出，不能寫入。電源切斷后，仍能保存儲存的內(nèi)容。ROM一般用來存放PLC的系統(tǒng)程序。 可電擦除可編程的只讀存儲器（可電擦除可編程的只讀存儲器（EEPROMEEPROM）它是非易失性的，兼有ROM的非易失性和RAM的隨機存取優(yōu)點，但是將信息寫入它所需的時間比RAM長得多。2021-10-15第一章 概述12 輸入電路中設(shè)有輸入電路中設(shè)有，以防止由于輸入觸點抖動或，以防止由于輸入觸點抖動或外部干擾脈沖引起錯誤的輸入信號。外部干擾脈沖引起錯誤的輸入信號。 下圖是某直流輸入模塊的內(nèi)部電路和外部接線圖，圖中只下圖是某直流輸入模塊的內(nèi)部電路和外部接線圖，圖中只畫出了畫出了一路輸入電路一路輸入

11、電路，。S7-200可以用可以用，它還可以為接近開關(guān)、光電開關(guān)之類的傳感器提供，它還可以為接近開關(guān)、光電開關(guān)之類的傳感器提供24V直流直流電源。電源。 1 1輸入模塊輸入模塊2021-10-15第一章 概述132 2輸出模塊輸出模塊 輸出模塊的功率放大元件有輸出模塊的功率放大元件有、，以及既，以及既。輸出電流的典型值為。輸出電流的典型值為05-2A，負，負載電源由外部現(xiàn)場提供。載電源由外部現(xiàn)場提供。 。 2021-10-15第一章 概述14 可編程序控制器有兩種工作方式，即可編程序控制器有兩種工作方式，即RUN(運行運行)方式與方式與STOP(停止停止)方式。方式。 在在在在CPU模塊的面板上

12、用模塊的面板上用“RUN”LED顯示當(dāng)前的工作顯示當(dāng)前的工作方式。方式。 在在，設(shè)置可編程序控制器的硬件功能，并將用戶程，設(shè)置可編程序控制器的硬件功能，并將用戶程序和硬件設(shè)置信息下載到可編程序控制器。序和硬件設(shè)置信息下載到可編程序控制器。 返回返回2021-10-15第一章 概述15 可編程序控制器通電后，需要可編程序控制器通電后，需要。為了使可編程序控制器的輸出及時地響應(yīng)各種輸。為了使可編程序控制器的輸出及時地響應(yīng)各種輸入信號，入信號，初始化后反復(fù)不停地分階段處理各種不同的任務(wù)，初始化后反復(fù)不停地分階段處理各種不同的任務(wù)，這種周而復(fù)始的循環(huán)工作方式稱為這種周而復(fù)始的循環(huán)工作方式稱為。 RUN

13、狀態(tài)狀態(tài)讀取輸入讀取輸入通信信息處理通信信息處理自診斷檢查自診斷檢查修改輸出修改輸出STOP狀態(tài)狀態(tài)返回返回讀取輸入讀取輸入通信信息處理通信信息處理自診斷檢查自診斷檢查修改輸出修改輸出執(zhí)行用戶程序執(zhí)行用戶程序2021-10-15第一章 概述16返回返回21X21X和和CPU22XCPU22X兩代產(chǎn)品，其中兩代產(chǎn)品，其中CPU22XCPU22X型型PLCPLC有有CPU221CPU221，CPU CPU 222222，CPU 224CPU 224和和CPU 226CPU 226四種基本型號。四種基本型號。2021-10-15第一章 概述17S7-200S7-200系列系列CPUCPU的應(yīng)用區(qū)別的

14、應(yīng)用區(qū)別2021-10-15第一章 概述18 S7-200系列系列PLC為方便工程使用，提供了種類豐富的數(shù)字量擴展模塊為方便工程使用，提供了種類豐富的數(shù)字量擴展模塊，有單獨的輸入模塊，有單獨的輸入模塊EM221(8路擴展輸入路擴展輸入)；有單獨的輸出模塊；有單獨的輸出模塊EM222(8路路擴展輸出擴展輸出)；有；有I/O混合模塊混合模塊EM223(具有具有8I/O 、16I/O、32I/O等多種配置等多種配置)。2. 數(shù)字量模塊的型號與性能數(shù)字量模塊的型號與性能2021-10-15第一章 概述192021-10-15第一章 概述202021-10-15第一章 概述21數(shù)字量數(shù)字量輸出輸出擴展模

15、塊擴展模塊接線圖接線圖2021-10-15第一章 概述22 (1) 不同的主機最大可擴展模塊數(shù)量有限，不同的主機最大可擴展模塊數(shù)量有限，CPU221不能擴展，不能擴展，CPU222只能擴展兩個模塊，只能擴展兩個模塊，CPU224、CPU226能夠擴展能夠擴展7個模塊。個模塊。 (2) 擴展模塊消耗的總電流不能超過擴展模塊消耗的總電流不能超過CPU模塊能夠提供的最大電流。模塊能夠提供的最大電流。 (3) 擴展總點數(shù)不能大于擴展總點數(shù)不能大于I/O映像寄存器的總數(shù)。因為映像寄存器的總數(shù)。因為CPU模塊對數(shù)字模塊對數(shù)字量的尋址都是以量的尋址都是以8位寄存器為一個單位的，對數(shù)字量擴展模塊也是相同的。位

16、寄存器為一個單位的，對數(shù)字量擴展模塊也是相同的。若某一模塊的數(shù)字量若某一模塊的數(shù)字量I/O不是不是8的整倍數(shù)，則余下的空地址也不會分配給其他的整倍數(shù)，則余下的空地址也不會分配給其他模塊。例如對于模塊。例如對于CPU224模塊，本機輸入地址為模塊，本機輸入地址為I0.0I0.7和和I1.0I1.5，輸，輸出地址為出地址為Q0.0Q0.7和和Q1.0Q1.1。若擴展一個。若擴展一個4輸入、輸入、4輸出的輸出的EM223數(shù)數(shù)字量擴展模塊，則擴展模塊輸入地址為字量擴展模塊，則擴展模塊輸入地址為I2.0I2.3，輸出地址為，輸出地址為Q2.0Q2.3。地址。地址I1.6I1.7與與Q1.2Q1.7都不能

17、與外部接口對應(yīng)，即它們是未用位。都不能與外部接口對應(yīng)，即它們是未用位。對于輸出寄存器中沒有使用的位，可以像使用內(nèi)部存儲器標(biāo)志位一樣使用。對于輸出寄存器中沒有使用的位，可以像使用內(nèi)部存儲器標(biāo)志位一樣使用。但對于輸入寄存器中沒有使用的位，由于每次輸入更新時都把未用位清但對于輸入寄存器中沒有使用的位，由于每次輸入更新時都把未用位清0，所以不能作為內(nèi)部存儲器標(biāo)志位使用。所以不能作為內(nèi)部存儲器標(biāo)志位使用。3. 限制數(shù)字量模塊擴展數(shù)量的幾個因素限制數(shù)字量模塊擴展數(shù)量的幾個因素2021-10-15第一章 概述23 模擬量模塊種類模擬量模塊種類 2021-10-15第一章 概述242021-10-15第一章

18、概述252021-10-15第一章 概述262021-10-15第一章 概述27返回返回2021-10-15第一章 概述28垂直安裝時，注意允許的環(huán)境溫度比水平安裝要低垂直安裝時，注意允許的環(huán)境溫度比水平安裝要低10攝氏度，攝氏度，CPU應(yīng)安裝在所有擴展模塊的下方。應(yīng)安裝在所有擴展模塊的下方。2021-10-15第一章 概述29交流電源系統(tǒng)的外部接線交流電源系統(tǒng)的外部接線直流電源系統(tǒng)的外部接線直流電源系統(tǒng)的外部接線 第三部分第三部分 PLC PLC的外部接線的外部接線2021-10-15第一章 概述30 第四部分第四部分 編程編程： (1)順序功能圖順序功能圖(Sequential Funct

19、ion Chart) (2)梯形圖梯形圖(Ladder Diagram) (3)功能塊圖功能塊圖(Function Block Diagram) (4)指令表指令表(Instruction List)。 (5)結(jié)構(gòu)文本結(jié)構(gòu)文本(Structured Text)。 順序功能圖順序功能圖梯形圖梯形圖功能塊圖功能塊圖指令表指令表結(jié)構(gòu)文本結(jié)構(gòu)文本PLCPLC的編程語言的編程語言2021-10-15第一章 概述31 PLC的程序結(jié)構(gòu)的程序結(jié)構(gòu) 主程序是程序的主體，主程序是程序的主體，。 。返回返回2021-10-15第一章 概述32 。同一地方被多次調(diào)用，使用子程序可以簡化程。同一地方被多次調(diào)用，使用子

20、程序可以簡化程序代碼和減少掃描時間。設(shè)計得好的子程序容易移植到別序代碼和減少掃描時間。設(shè)計得好的子程序容易移植到別的項目中去。的項目中去。 中斷程序是指令的一個可選集合，中斷程序不是被主程中斷程序是指令的一個可選集合，中斷程序不是被主程序調(diào)用，序調(diào)用，。中斷程序用來處理預(yù)先規(guī)定的中斷事件，。中斷程序用來處理預(yù)先規(guī)定的中斷事件， 2021-10-15第一章 概述33 ，如，如I3.2，其中，其中的區(qū)域標(biāo)識符的區(qū)域標(biāo)識符“I表示輸入表示輸入(Input)，字節(jié)地址為，字節(jié)地址為3，位地址為，位地址為2(見見圖圖)。這種存取方式稱為。這種存取方式稱為“”尋址方式。尋址方式。 輸入字節(jié)輸入字節(jié)(B是是

21、Byte的縮寫的縮寫)由由這這8位組成。位組成。位數(shù)據(jù)的存放位數(shù)據(jù)的存放 數(shù)據(jù)在存儲器中存取的方式數(shù)據(jù)在存儲器中存取的方式 2021-10-15第一章 概述34 圖圖 字、字節(jié)和雙字對同一地址存取操作的比較字、字節(jié)和雙字對同一地址存取操作的比較 a)VB100 b)VWl00 c)VDl002021-10-15第一章 概述35 PLC的的存儲區(qū)存儲區(qū) 返回返回 輸出映像寄存器的標(biāo)識符為輸出映像寄存器的標(biāo)識符為，。2021-10-15第一章 概述36 在程序執(zhí)行的過程中在程序執(zhí)行的過程中。 。雖然名為。雖然名為“位存儲器區(qū)位存儲器區(qū)”，表示按位存取，但是也可以按字節(jié)、字或雙字來存取。表示按位存取

22、，但是也可以按字節(jié)、字或雙字來存取。 。S7-200有三種有三種定時器，它們的時基增量分別為定時器，它們的時基增量分別為，定時，定時器的當(dāng)前值寄存器是器的當(dāng)前值寄存器是16位有符號整數(shù)，用于存儲定時器累位有符號整數(shù)，用于存儲定時器累計的時基增量值計的時基增量值(132 767)。2021-10-15第一章 概述37。，帶位，帶位操作數(shù)的指令存取定時器位，帶字操作數(shù)的指令存取當(dāng)前值。操作數(shù)的指令存取定時器位，帶字操作數(shù)的指令存取當(dāng)前值。計數(shù)器用來累計其計數(shù)輸入端脈沖電平由低到高的次數(shù)，計數(shù)器用來累計其計數(shù)輸入端脈沖電平由低到高的次數(shù)，CPU提供提供。計數(shù)器的當(dāng)。計數(shù)器的當(dāng)前值為前值為16位有符號

23、整數(shù)，用來存放累計的脈沖數(shù)位有符號整數(shù)，用來存放累計的脈沖數(shù)(132 767)。2021-10-15第一章 概述38 位邏輯指令 觸點指令觸點指令 輸出指令輸出指令 其他指令其他指令 返回返回 定時器指令定時器指令 2021-10-15第一章 概述39計數(shù)器指令計數(shù)器指令 圖 加計數(shù)器 返回返回2021-10-15第一章 概述40 一、經(jīng)驗法編程一、經(jīng)驗法編程例例 4組搶答器設(shè)計組搶答器設(shè)計 控制要求控制要求1：設(shè)計一個：設(shè)計一個4組搶答器，任一組搶先按下?lián)尨鸢粹o后，組搶答器，任一組搶先按下?lián)尨鸢粹o后，對應(yīng)指示燈指示搶答結(jié)果，同時鎖定搶答器，使其他組搶答按鈕無效對應(yīng)指示燈指示搶答結(jié)果，同時鎖定

24、搶答器，使其他組搶答按鈕無效。在按下復(fù)位開關(guān)后，可重新開始搶答。在按下復(fù)位開關(guān)后，可重新開始搶答。 (1) I/O分配：分配：I/O分配表見表。分配表見表。2021-10-15第一章 概述41 (3) 要點說明。要點說明。 由于搶答按鈕一般均為非自鎖按鈕，為保持搶答輸出結(jié)果，就需要輸由于搶答按鈕一般均為非自鎖按鈕，為保持搶答輸出結(jié)果，就需要輸出線圈所帶觸點并聯(lián)在輸入觸點上，實現(xiàn)自鎖功能。出線圈所帶觸點并聯(lián)在輸入觸點上，實現(xiàn)自鎖功能。 要實現(xiàn)一組搶答后，其他組不能再搶答的功能，就需要在其他組控制要實現(xiàn)一組搶答后，其他組不能再搶答的功能，就需要在其他組控制線路中串聯(lián)本組輸入觸點或輸出線圈的常閉觸點

25、，從而形成互鎖關(guān)系。線路中串聯(lián)本組輸入觸點或輸出線圈的常閉觸點，從而形成互鎖關(guān)系。2021-10-15第一章 概述42(2) 程序如圖所示。程序如圖所示。 (3) 要點說明。這一程序又稱為二分頻電路。在控制過程要點說明。這一程序又稱為二分頻電路。在控制過程中，若按鈕為點動按鈕中，若按鈕為點動按鈕(非自鎖按鈕非自鎖按鈕)時，可由該程序控制時，可由該程序控制實現(xiàn)第一次按下啟動，第二次按下停止的功能。實現(xiàn)第一次按下啟動，第二次按下停止的功能。2021-10-15第一章 概述43例例 運料車自動裝、卸料控制運料車自動裝、卸料控制 控制要求：控制要求：某運料車如圖所示，可在某運料車如圖所示，可在A、B兩

26、地分別啟動。運料車啟動兩地分別啟動。運料車啟動后，自動返回后，自動返回A地停止，同時控制料斗門的電磁閥地停止，同時控制料斗門的電磁閥Y1打開，開始下料。打開，開始下料。1分鐘分鐘后，電磁閥后，電磁閥Y1斷開，關(guān)閉料斗門，運料車自動向斷開，關(guān)閉料斗門，運料車自動向B地運行。到達地運行。到達B地后停止，地后停止，小車底門由電磁閥小車底門由電磁閥Y2控制打開，開始卸料?？刂拼蜷_，開始卸料。1分鐘后，運料車底門關(guān)閉，開分鐘后，運料車底門關(guān)閉，開始返回始返回A地。之后重復(fù)運行。地。之后重復(fù)運行。 運料車在運行過程中，可用手動開關(guān)使其停車。再次啟動后，可重復(fù)運料車在運行過程中，可用手動開關(guān)使其停車。再次啟

27、動后，可重復(fù)中內(nèi)容。中內(nèi)容。 2021-10-15第一章 概述44I/O分配：分配：2021-10-15第一章 概述452021-10-15第一章 概述46T322021-10-15第一章 概述47例例 展廳人數(shù)控制系統(tǒng)展廳人數(shù)控制系統(tǒng) 控制要求：現(xiàn)有一展廳，最多可容納控制要求：現(xiàn)有一展廳，最多可容納50人同時參觀。展廳進口與出口各人同時參觀。展廳進口與出口各裝一傳感器，每有一人進出，傳感器給出一個脈沖信號。試編程實現(xiàn)，當(dāng)展裝一傳感器，每有一人進出，傳感器給出一個脈沖信號。試編程實現(xiàn)，當(dāng)展廳內(nèi)不足廳內(nèi)不足50人時，綠燈亮，表示可以進入；當(dāng)展廳滿人時，綠燈亮，表示可以進入；當(dāng)展廳滿50人時，紅燈

28、亮，表示人時，紅燈亮，表示不準進入。不準進入。(1) I/O分配：分配：2021-10-15第一章 概述48定時器應(yīng)用電路定時器應(yīng)用電路例延時接通例延時接通/斷開電路斷開電路2021-10-15第一章 概述49用計數(shù)器設(shè)計長延時電路用計數(shù)器設(shè)計長延時電路 如果需要更長的延時時間，可用計數(shù)器和特殊位存儲如果需要更長的延時時間，可用計數(shù)器和特殊位存儲器組成長延時電路。器組成長延時電路。圖中圖中SM0.4的常的常開觸點為加計數(shù)器開觸點為加計數(shù)器C0提供周期為提供周期為1 min的的時鐘脈沖。當(dāng)計數(shù)器時鐘脈沖。當(dāng)計數(shù)器復(fù)位輸入復(fù)位輸入I0.0斷開，斷開，C0開始計數(shù)延時。圖開始計數(shù)延時。圖中延時時間為

29、中延時時間為30 000 min。2021-10-15第一章 概述50例閃爍電路（例閃爍電路（ 圖圖4-4）。 2021-10-15第一章 概述51梯形圖的經(jīng)驗設(shè)計法梯形圖的經(jīng)驗設(shè)計法經(jīng)驗設(shè)計法經(jīng)驗設(shè)計法:在典型電路的基礎(chǔ)上，根據(jù)對控制系在典型電路的基礎(chǔ)上，根據(jù)對控制系統(tǒng)要求，不斷地修改和完善梯形圖。統(tǒng)要求，不斷地修改和完善梯形圖。特點：無規(guī)律可循，結(jié)果不唯一，設(shè)計所用的時間、特點：無規(guī)律可循，結(jié)果不唯一，設(shè)計所用的時間、設(shè)計的質(zhì)量與設(shè)計者的經(jīng)驗有很大的關(guān)系，它可以設(shè)計的質(zhì)量與設(shè)計者的經(jīng)驗有很大的關(guān)系，它可以用于較簡單的梯形圖用于較簡單的梯形圖(如手動程序如手動程序)的設(shè)計。的設(shè)計。 起動保持

30、和停止電路起動保持和停止電路2021-10-15第一章 概述52 二、二、順序控制設(shè)計法與順序功能圖順序控制設(shè)計法與順序功能圖1.經(jīng)驗設(shè)計法存在的問題：經(jīng)驗設(shè)計法存在的問題：用經(jīng)驗設(shè)計法設(shè)計梯用經(jīng)驗設(shè)計法設(shè)計梯形圖時，沒有一套同定的方法和步驟可以遵循，形圖時，沒有一套同定的方法和步驟可以遵循，具有很大的試探性和隨意性，對于不同的控制系具有很大的試探性和隨意性，對于不同的控制系統(tǒng)，沒有一種通用的容易掌握的設(shè)計方法。梯形統(tǒng)，沒有一種通用的容易掌握的設(shè)計方法。梯形圖往往很難閱讀，系統(tǒng)的維修和改進困難圖往往很難閱讀，系統(tǒng)的維修和改進困難。2.定義：定義： 所謂順序控制，就是按照生產(chǎn)工藝預(yù)先所謂順序控制

31、，就是按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的順序，在各個輸入信號的作用下，根據(jù)內(nèi)規(guī)定的順序，在各個輸入信號的作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時間的順序，在生產(chǎn)過程中各個執(zhí)行機部狀態(tài)和時間的順序，在生產(chǎn)過程中各個執(zhí)行機構(gòu)自動地有秩序地進行操作。首先根據(jù)系統(tǒng)的工構(gòu)自動地有秩序地進行操作。首先根據(jù)系統(tǒng)的工藝過程藝過程,畫出順序功能圖畫出順序功能圖,然后根據(jù)順序功能圖畫出然后根據(jù)順序功能圖畫出梯形圖。梯形圖。2021-10-15第一章 概述532021-10-15第一章 概述54基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)1）單序列）單序列2）選擇序列）選擇序列3）并列序列）并列序列4）順序功能圖舉例）順序功能圖舉例2021-10-15第一章 概述552

32、021-10-15第一章 概述56返回返回 根據(jù)順序功能圖設(shè)計梯形圖時根據(jù)順序功能圖設(shè)計梯形圖時,可以用存儲器位可以用存儲器位M來代表步。來代表步。某一步為活動步時某一步為活動步時,對應(yīng)的存儲器位為對應(yīng)的存儲器位為1,某某一轉(zhuǎn)換實現(xiàn)時一轉(zhuǎn)換實現(xiàn)時,該轉(zhuǎn)換的后續(xù)步變?yōu)榛顒硬皆撧D(zhuǎn)換的后續(xù)步變?yōu)榛顒硬?前級步變前級步變?yōu)椴换顒硬?。為不活動步。很多轉(zhuǎn)換條件都是短信號很多轉(zhuǎn)換條件都是短信號,即它存在的時即它存在的時間比它激活的后續(xù)步為活動步的時間短間比它激活的后續(xù)步為活動步的時間短,因此應(yīng)使用有因此應(yīng)使用有記憶功能記憶功能的電路或指令的電路或指令(如起保停電路和置位、復(fù)位指如起保停電路和置位、復(fù)位指令令

33、)來控制代表步的存儲器位。來控制代表步的存儲器位。 使用起保停電路設(shè)計順序控制梯形圖的方法使用起保停電路設(shè)計順序控制梯形圖的方法 后步后步當(dāng)前步當(dāng)前步前步前步M0.1M0.0M0.2( ) I0.1M0.1轉(zhuǎn)換條件轉(zhuǎn)換條件M0.0M0.1I0.1M0.22021-10-15第一章 概述57圖中的波形圖給出了鍋爐鼓風(fēng)機和引風(fēng)機的控制圖中的波形圖給出了鍋爐鼓風(fēng)機和引風(fēng)機的控制要求。當(dāng)按下起動按鈕要求。當(dāng)按下起動按鈕I0.0后，應(yīng)先開引風(fēng)機，延時后，應(yīng)先開引風(fēng)機，延時15 s后再開鼓風(fēng)機。按下停止按鈕后再開鼓風(fēng)機。按下停止按鈕I0.1后，應(yīng)先停鼓風(fēng)后，應(yīng)先停鼓風(fēng)機，機，20s后再停引風(fēng)機。后再停引風(fēng)

34、機。單序列的編程方法單序列的編程方法 2021-10-15第一章 概述58根據(jù)根據(jù)Q0.0和和Q0.1接通接通/斷開狀斷開狀態(tài)的變化，其工態(tài)的變化，其工作期間可以分為作期間可以分為3步，分別用步，分別用M0.1、M0.2、M0.3來代來代表這表這3步，用步，用M0.0來代表等待起動來代表等待起動的初始步。的初始步。起動按鈕起動按鈕I0.0，停止按，停止按鈕鈕I0.1的常開觸點、定時器的常開觸點、定時器延時接通的常開觸點為各延時接通的常開觸點為各步之間的轉(zhuǎn)換條件，順序步之間的轉(zhuǎn)換條件，順序功能圖如圖所示。功能圖如圖所示。2021-10-15第一章 概述59 鼓風(fēng)機和引風(fēng)機的梯形圖程序鼓風(fēng)機和引風(fēng)

35、機的梯形圖程序2021-10-15第一章 概述601選擇序列分支開始的編程方法選擇序列分支開始的編程方法圖中步圖中步M0.0之后有之后有1個選擇序列的分支開始，設(shè)個選擇序列的分支開始，設(shè)M0.0為活動步時，后面有兩條支路供選擇，若轉(zhuǎn)換條為活動步時，后面有兩條支路供選擇，若轉(zhuǎn)換條件件I0.0先滿足，則后續(xù)步先滿足，則后續(xù)步M0.1將變?yōu)榛顒硬?，而將變?yōu)榛顒硬剑鳰0.0變?yōu)椴换顒硬?。變?yōu)椴换顒硬健?選擇序列的編程方法選擇序列的編程方法2021-10-15第一章 概述612選擇序列分支合并的編程方法選擇序列分支合并的編程方法圖中，步圖中，步M0.3之前有一個選擇序列分支的合并。之前有一個選擇序列分

36、支的合并。2021-10-15第一章 概述621并行序列分支開始的編程方法并行序列分支開始的編程方法圖中步圖中步M0.3之后有一個并行序列的分支。之后有一個并行序列的分支。并行序列的編程方法并行序列的編程方法 2021-10-15第一章 概述632并行序列分支合并的編程方法并行序列分支合并的編程方法圖中步圖中步M1.0之前有一個并行序列的合并，該轉(zhuǎn)換之前有一個并行序列的合并，該轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的條件是所有的前級步（即實現(xiàn)的條件是所有的前級步（即M0.5和和M0.7）都是活）都是活動步和轉(zhuǎn)換條件動步和轉(zhuǎn)換條件I0.7滿足就可以使步滿足就可以使步M1.0為活動步。為活動步。2021-10-15第一章 概述

37、64返回返回液體混合裝置如圖液體混合裝置如圖5-6所示所示,上限位、下限位和中限位液位傳感器被液體上限位、下限位和中限位液位傳感器被液體淹沒時為淹沒時為1狀態(tài)狀態(tài),閥閥A、閥、閥B和閥和閥C為電磁閥為電磁閥,線圈通電時打開線圈通電時打開,線圈斷電時關(guān)線圈斷電時關(guān)閉。開始時容器是空的閉。開始時容器是空的,各閥門均關(guān)閉各閥門均關(guān)閉,各傳感器均為各傳感器均為0狀態(tài)。按下起動按狀態(tài)。按下起動按鈕后鈕后,打開閥打開閥A,液體液體A流人容器流人容器,中限位開關(guān)變?yōu)橹邢尬婚_關(guān)變?yōu)镺N時時,關(guān)閉閥關(guān)閉閥A,打開閥打開閥B,液體液體B流人容器。液面升到上限位開關(guān)時流人容器。液面升到上限位開關(guān)時,關(guān)閉閥關(guān)閉閥B,

38、電機電機M開始運行開始運行,攪拌攪拌液體液體,60s后停止攪拌后停止攪拌,打開閥打開閥C,放出混合液放出混合液,當(dāng)液面降至下限位開關(guān)之后再當(dāng)液面降至下限位開關(guān)之后再過過5s,容器放空容器放空,關(guān)閉閥關(guān)閉閥C,打開閥打開閥A，又開始下一周期的操作。按下停止按，又開始下一周期的操作。按下停止按鈕鈕,當(dāng)前工作周期的操作結(jié)束后當(dāng)前工作周期的操作結(jié)束后,才停止操作才停止操作(返回并停在初始狀態(tài)返回并停在初始狀態(tài))。 選擇序列應(yīng)用舉例選擇序列應(yīng)用舉例2021-10-15第一章 概述65返回返回 圖圖5-6中的中的M1.0用來實現(xiàn)在按下停止按鈕后不馬上停止工作用來實現(xiàn)在按下停止按鈕后不馬上停止工作,而是在當(dāng)

39、前而是在當(dāng)前工作周期的操作結(jié)束后工作周期的操作結(jié)束后,才停止運行。才停止運行。M1.0用起動按鈕用起動按鈕I0.3和停止按鈕和停止按鈕I0.4來控制。運行時它處于來控制。運行時它處于0N狀態(tài)狀態(tài),系統(tǒng)完成一個周期的工作后，步系統(tǒng)完成一個周期的工作后，步M0.5到到M0.1的轉(zhuǎn)換條件的轉(zhuǎn)換條件M1.0T38滿足滿足,轉(zhuǎn)到步轉(zhuǎn)到步M0.1后繼續(xù)運行。按了停止按后繼續(xù)運行。按了停止按鈕鈕I0.4之后之后,M1.0變?yōu)樽優(yōu)镺FF，要等系統(tǒng)完成最后一步，要等系統(tǒng)完成最后一步M0.5的工作后的工作后,轉(zhuǎn)換條轉(zhuǎn)換條件件M1.0T38滿足滿足,才能返回初始步才能返回初始步,系統(tǒng)停止運行。圖系統(tǒng)停止運行。圖5-

40、6中步中步M0.5之后有之后有一個選擇序列的分支一個選擇序列的分支,當(dāng)它的后續(xù)步當(dāng)它的后續(xù)步M0.0或或M0.1變?yōu)榛顒硬綍r變?yōu)榛顒硬綍r,它都應(yīng)變它都應(yīng)變?yōu)椴换顒硬?，所以?yīng)將為不活動步，所以應(yīng)將M0.0和和M0.1的常閉觸點與的常閉觸點與M0.5的線圈串聯(lián)。的線圈串聯(lián)。2021-10-15第一章 概述66返回返回步步M0.1之前有一個選擇序列的合并之前有一個選擇序列的合并,當(dāng)當(dāng)M0.0為活動步并且轉(zhuǎn)換條件為活動步并且轉(zhuǎn)換條件I0.3滿足滿足,或步或步M0.5為活動步并且轉(zhuǎn)換條件為活動步并且轉(zhuǎn)換條件M1.0T38滿足滿足,步步M0.1都應(yīng)變?yōu)榛疃紤?yīng)變?yōu)榛顒硬絼硬?即代表該步的存儲器位即代表該步的

41、存儲器位M0.1的的起動條件起動條件應(yīng)為應(yīng)為M0.0I0.3+M0.5M1.0T38 對應(yīng)的起動電路由兩條并聯(lián)支路組成，每條支路分別由對應(yīng)的起動電路由兩條并聯(lián)支路組成，每條支路分別由M0.0、I0.3和和M0.5、M1.0、T38的常開觸點串聯(lián)而成的常開觸點串聯(lián)而成(見圖見圖5-6)。 2021-10-15第一章 概述672021-10-15第一章 概述68返回返回并行序列應(yīng)用舉例并行序列應(yīng)用舉例 某專用鉆床用兩只鉆頭同時鉆兩個孔。操作人員放好工件后某專用鉆床用兩只鉆頭同時鉆兩個孔。操作人員放好工件后,按下起按下起動按鈕動按鈕I0.0,工件被夾緊后兩只鉆頭同時開始工作，鉆到由限位開關(guān)工件被夾緊

42、后兩只鉆頭同時開始工作，鉆到由限位開關(guān)I0.2和和I0.4設(shè)定的深度時分別上行設(shè)定的深度時分別上行,回到由限位開關(guān)回到由限位開關(guān)I0.3和和I0.5設(shè)定的起始位設(shè)定的起始位置時停止上行。兩個都到位后置時停止上行。兩個都到位后,工件被松開工件被松開,松開到位后松開到位后,加工結(jié)束加工結(jié)束,系統(tǒng)系統(tǒng)返回初始狀態(tài)。返回初始狀態(tài)。 2021-10-15第一章 概述69返回返回 圖圖5-7中系統(tǒng)的順序功能圖用存儲器位中系統(tǒng)的順序功能圖用存儲器位M0.0M1.0代表各步。兩只鉆頭和代表各步。兩只鉆頭和各自的限位開關(guān)組成了兩個子系統(tǒng)，這兩個子系統(tǒng)在鉆孔過程中并行工各自的限位開關(guān)組成了兩個子系統(tǒng)，這兩個子系統(tǒng)

43、在鉆孔過程中并行工作，因此用并行序列中的兩個子序列來分別表示這兩個子系統(tǒng)的內(nèi)部工作，因此用并行序列中的兩個子序列來分別表示這兩個子系統(tǒng)的內(nèi)部工作情況。作情況。在步在步M0.1,Q0.0為為1,夾緊電磁閥的線圈通電夾緊電磁閥的線圈通電,工件被夾緊后工件被夾緊后,壓力繼電器壓力繼電器I0.1的常開觸點的常開觸點ON,使步使步M0.1變?yōu)椴换顒硬阶優(yōu)椴换顒硬?步步M0.2和步和步M0.5同時變?yōu)榛顒油瑫r變?yōu)榛顒硬讲?Q0.1、Q0.3為為1,大、小鉆頭向下進給大、小鉆頭向下進給,開始鉆孔。當(dāng)大、小孔分別鉆完開始鉆孔。當(dāng)大、小孔分別鉆完了了,Q0.2、Q0.4分別變?yōu)榉謩e變?yōu)?,鉆頭向上運動，返回初始

44、位置后鉆頭向上運動，返回初始位置后,限位開關(guān)限位開關(guān)I0.3與與I0.5均為均為ON,等待步等待步M0.4與與M0.7分別變?yōu)榛顒硬?。分別變?yōu)榛顒硬健?021-10-15第一章 概述70返回返回它們之后的它們之后的“=1”表示轉(zhuǎn)換條件總是滿足表示轉(zhuǎn)換條件總是滿足,即只要即只要M0.4和和M0.7都變?yōu)榛疃甲優(yōu)榛顒硬絼硬?就會實現(xiàn)步就會實現(xiàn)步M0.4、M0.7到步到步M1.0的轉(zhuǎn)換。在步的轉(zhuǎn)換。在步M1.0，控制工件，控制工件松開的松開的Q0.5為為1,工件被松開后工件被松開后,限位開關(guān)限位開關(guān)10.7為為ON,系統(tǒng)返回初始步系統(tǒng)返回初始步M0.0。步步M1.0之前有一個并行序列的合并之前有一個

45、并行序列的合并,轉(zhuǎn)換條件轉(zhuǎn)換條件 “=1”表示該轉(zhuǎn)換條件總表示該轉(zhuǎn)換條件總是滿足是滿足。所以只需將前級步。所以只需將前級步M0.4和和M0.7的常開觸點串聯(lián)后作為控制的常開觸點串聯(lián)后作為控制M1.0的起保停電路的起動電路。的起保停電路的起動電路。M1.0變?yōu)榛顒硬胶笞優(yōu)榛顒硬胶?其常閉觸點斷開其常閉觸點斷開,使使M0.4和和M0.7的線圈斷電的線圈斷電,步步M0.4和和M0.7變?yōu)椴换顒硬?。變?yōu)椴换顒硬健?021-10-15第一章 概述712021-10-15第一章 概述72返回返回從圖從圖5-8可以看出以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法的順序功可以看出以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法的順序功能圖與梯形圖的對應(yīng)關(guān)系

46、。實現(xiàn)圖中能圖與梯形圖的對應(yīng)關(guān)系。實現(xiàn)圖中I0.0對應(yīng)的轉(zhuǎn)換對應(yīng)的轉(zhuǎn)換需要同時滿足兩個條件需要同時滿足兩個條件,即該轉(zhuǎn)換的前級步是活動步即該轉(zhuǎn)換的前級步是活動步(M0.0=1)和轉(zhuǎn)換條件滿足和轉(zhuǎn)換條件滿足(I0.0=1)。在梯形圖中在梯形圖中,可以可以用用M0.0和和I0.0的常開觸點組成的串聯(lián)電路來表示上的常開觸點組成的串聯(lián)電路來表示上述條件。該述條件。該電路接通時電路接通時,兩個條件同時滿足，此時應(yīng)兩個條件同時滿足，此時應(yīng)將該轉(zhuǎn)換的后續(xù)步變?yōu)榛顒硬綄⒃撧D(zhuǎn)換的后續(xù)步變?yōu)榛顒硬?用用SM0.1，1指令將指令將M0.1置位置位)和將該轉(zhuǎn)換的前級步變?yōu)椴换顒硬胶蛯⒃撧D(zhuǎn)換的前級步變?yōu)椴换顒硬?用用R

47、 M0.0，1指令將指令將M0.0復(fù)位復(fù)位)，這種編程方法與轉(zhuǎn)換實這種編程方法與轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的基本規(guī)則之間有著嚴格的對應(yīng)關(guān)系現(xiàn)的基本規(guī)則之間有著嚴格的對應(yīng)關(guān)系,用它編制復(fù)用它編制復(fù)雜的順序功能圖的梯形圖時雜的順序功能圖的梯形圖時,更能顯示出它的優(yōu)越性。更能顯示出它的優(yōu)越性。 以轉(zhuǎn)換為中心的順序控制梯形圖設(shè)計方法以轉(zhuǎn)換為中心的順序控制梯形圖設(shè)計方法2021-10-15第一章 概述73返回返回M0.0M0.0M0.1( S ) I0.1前步前步前前步步轉(zhuǎn)換條件轉(zhuǎn)換條件當(dāng)前步當(dāng)前步( R ) 11M0.0M0.1I0.12021-10-15第一章 概述74返回返回I0.2I0.3Q0.0M0.1M0.2

48、M0.3Q0.2Q0.1M0.0SM0.1I0.0I0.1I0.2I0.3Q0.1I0.12021-10-15第一章 概述75返回返回2021-10-15第一章 概述76返回返回圖是圖是前面前面介紹過的剪板機的順序功能圖，和以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法編介紹過的剪板機的順序功能圖，和以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法編制的梯形圖程序。制的梯形圖程序。2021-10-15第一章 概述77返回返回2021-10-15第一章 概述78返回返回使用使用SCRSCR指令的順序控制梯形圖設(shè)計方法指令的順序控制梯形圖設(shè)計方法 S7-200中的順序控制繼電器中的順序控制繼電器S專門用于編制順序控專門用于編制順序控制程序。制程序

49、。順序控制程序被順序控制繼電器指令順序控制程序被順序控制繼電器指令SCR劃分為劃分為LSCR與與SCRE指令之間的若干個指令之間的若干個SCR段，一個段，一個SCR段對應(yīng)于順序功能圖中的一步。段對應(yīng)于順序功能圖中的一步。 裝載順序控制繼電裝載順序控制繼電(LoadSequenceControlRelay)指令指令LSCRn用來表示一個用來表示一個SCR段即順序功能圖中段即順序功能圖中的步的開始。指令中的操作數(shù)的步的開始。指令中的操作數(shù)n為順序控制繼電為順序控制繼電器器S(BOOL型型)的地址，順序控制繼電器為的地址，順序控制繼電器為1狀態(tài)狀態(tài)時，對應(yīng)的時，對應(yīng)的SCR段中的程序被執(zhí)行，反之則不

50、被段中的程序被執(zhí)行，反之則不被執(zhí)行。執(zhí)行。2021-10-15第一章 概述79Load Sequential Countrol Relay Sequential Countrol Relay Transition Conditional Sequential Countrol End2021-10-15第一章 概述802021-10-15第一章 概述81下圖是剪板機的結(jié)構(gòu)示意圖，開始時壓鉗和剪刀在上限位置，限位開關(guān)下圖是剪板機的結(jié)構(gòu)示意圖，開始時壓鉗和剪刀在上限位置，限位開關(guān)I0.0I0.0和和I0.1I0.1為為ONON，按下啟動按鈕，按下啟動按鈕I1.0,I1.0,工作過程如下工作過程如下

51、: :首先板料右行首先板料右行(Q0.0(Q0.0為為ON)ON)至限位開關(guān)至限位開關(guān)I0.3I0.3動作動作, ,然后壓鉗下行然后壓鉗下行(Q0.1(Q0.1為為ONON并保持并保持),),壓緊板料后壓緊板料后, ,壓力開壓力開關(guān)關(guān)I0.4I0.4為為ON,ON,壓鉗保持壓緊壓鉗保持壓緊, ,剪刀開始下行剪刀開始下行(Q0.2(Q0.2為為ON).ON).剪斷板料后剪斷板料后,I0.2,I0.2變變?yōu)闉镺N,ON,壓鉗和剪刀同時上行壓鉗和剪刀同時上行(Q0.3(Q0.3和和Q0.4Q0.4為為ON),ON),它們分別碰到限位開關(guān)它們分別碰到限位開關(guān)I0.0I0.0和和I0.1I0.1后后, ,分別停止上行分別停止上行. .都停止后都停止后, ,又開始下一周期的工作又開始下一周期的工作, ,剪完剪完1010塊料