西門子PLC第四章學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1西門子西門子PLC 第四章第四章第一頁，共97頁。 LAD（LAD:Ladder Diagram）簡稱梯形圖，LAD是使用最多的PLC編程語言。因與繼電器電路很相似(xin s)，具有直觀易懂的特點(diǎn)，很容易被熟悉繼電器控制的電氣人員所掌握，特別適合于數(shù)字量邏輯控制,也適合于熟悉繼電器電路的人員使用。LAD編程語言如圖4.1所示。 圖4.1LAD編程語言1、梯形圖（LAD）第2頁/共96頁第二頁，共97頁。2、語句表（STL） STL（STL:Statement List）簡稱語句表，STL是一種類似于微機(jī)匯編語言的一種文本編程語言，由多條語句組成一個(gè)程序段。語句表適合于經(jīng)驗(yàn)豐富的程序員

2、使用，可以實(shí)現(xiàn)某些梯形圖不能實(shí)現(xiàn)的功能。STL適用(shyng)于喜歡用匯編語言編程的人員使用。STL編程語言如圖4.2所示。 圖4.2STL編程語言第3頁/共96頁第三頁，共97頁。3、功能(gngnng)塊圖（FBD） FBD（FBD:Function Block Diagram）簡稱功能(gngnng)塊圖，功能(gngnng)塊圖使用類似于布爾代數(shù)的圖形邏輯符號來表示控制邏輯，一些復(fù)雜的功能(gngnng)用指令框表示。FBD適合于有數(shù)字電路基礎(chǔ)的編程人員使用。FBD編程語言如圖4.3所示。第4頁/共96頁第四頁，共97頁。圖4.3FBD編程語言第5頁/共96頁第五頁，共97頁。1、過

3、程映像輸入表/輸出表（I/Q） 過程映像輸入表（PII）：循環(huán)掃描開始時(shí)，存儲數(shù)字量輸入模塊的輸入信號的狀態(tài)。 過程映像輸出表（PIQ）：循環(huán)掃描結(jié)束時(shí)，存儲用戶程序計(jì)算的輸出值，并將PIQ的內(nèi)容(nirng)寫入數(shù)字量輸出模塊。2、內(nèi)部存儲器區(qū)（M） 內(nèi)部存儲器區(qū)（M），主要用于存儲中間變量。3、定時(shí)器（T）存儲器區(qū) 在CPU的存儲器中，有一個(gè)區(qū)域是專為定時(shí)器保留的。此存儲區(qū)域?yàn)槊總€(gè)定時(shí)器地址保留一個(gè)16位字。梯形圖邏輯指令集支持256個(gè)定時(shí)器。時(shí)間值可以用二進(jìn)制或BCD碼方式讀取。第6頁/共96頁第六頁，共97頁。4、計(jì)數(shù)器（C）存儲器區(qū) 在用戶CPU的存儲器中，有為計(jì)數(shù)器保留的存儲區(qū)。此

4、存儲區(qū)為每個(gè)計(jì)數(shù)器地址保留一個(gè)16位字。梯形圖指令集支持256個(gè)計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)值（0999）可以用二進(jìn)制或BCD碼方式讀取。5、數(shù)據(jù)塊/背景數(shù)據(jù)塊（DB） DB為共享數(shù)據(jù)塊，DBX2.3，DBB5，DBW10和DBD12。 DI為背景數(shù)據(jù)塊，DIX, DIB，DIW和DID。 6、外部I/O存儲區(qū)（PI/PQ） 外設(shè)輸入（PI）區(qū)和外設(shè)輸出（PQ）區(qū)允許(ynx)直接訪問本地的和分布式的輸入模塊和輸出模塊。第7頁/共96頁第七頁，共97頁。1、累加器（ACCUx） 累加器用于處理字節(jié)、字或雙字的寄存器。S7-300有兩個(gè)32位累加器（ACCU1和ACCU2）。2、狀態(tài)字寄存器（16位） 狀態(tài)字用

5、于表示CPU執(zhí)行指令時(shí)所具有的狀態(tài)。一些指令是否執(zhí)行或以何方式執(zhí)行可能取決于狀態(tài)字中的某些位；執(zhí)行指令時(shí)也可能改變狀態(tài)字中的某些位，也能在位(ziwi)邏輯指令或字邏輯指令中訪問并檢測。狀態(tài)字的結(jié)構(gòu)如圖4.4所示。 圖4.4 狀態(tài)字的結(jié)構(gòu)(jigu)第8頁/共96頁第八頁，共97頁。 在STEP7中，大多數(shù)指令要與具有一定大小的數(shù)據(jù)對象一起操作，不同的數(shù)據(jù)類型具有不同的格式。編程所用的數(shù)據(jù)要指定數(shù)據(jù)類型，要確定數(shù)據(jù)大小和數(shù)據(jù)的位結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)類型分為3大類。1、基本數(shù)據(jù)類型 基本數(shù)據(jù)類型有很多種，每種數(shù)據(jù)類型在分配內(nèi)存空間(kngjin)時(shí)有確定的位數(shù)，如布爾型（BOOL）數(shù)據(jù)為1位，字節(jié)型（BY

6、TE）數(shù)據(jù)為8位，字型（WORD）數(shù)據(jù)為16位，雙字型（DWORD）數(shù)據(jù)為32位。基本數(shù)據(jù)類型見表4-1。第9頁/共96頁第九頁，共97頁。表4-1 STEP 7中常用(chn yn)的基本數(shù)據(jù)類型第10頁/共96頁第十頁，共97頁。2、復(fù)式數(shù)據(jù)類型 超過32位或由其他(qt)數(shù)據(jù)類型組成的數(shù)據(jù)為復(fù)式數(shù)據(jù)類型，STEP7允許4種復(fù)式數(shù)據(jù)類型，見表4-2。表4-2 STEP7中的復(fù)式數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型說明說明日期日期_ _時(shí)間時(shí)間 DT DT DATE_ADATE_AND_TIMND_TIME E定義定義6464位區(qū)（位區(qū)（8 8字節(jié)）。用字節(jié)）。用BCDBCD碼存儲時(shí)間信息：字節(jié)碼存儲時(shí)

7、間信息：字節(jié)0 0，年；字，年；字節(jié)節(jié)1 1，月；字節(jié)，月；字節(jié)2 2，日；字節(jié)，日；字節(jié)3 3，小時(shí)；字節(jié)，小時(shí)；字節(jié)4 4，分；字節(jié)，分；字節(jié)5 5，秒；字節(jié)秒；字節(jié)6 6和字節(jié)和字節(jié)7 7的高位，毫秒；字節(jié)的高位，毫秒；字節(jié)7 7的低位，星期幾的低位，星期幾字符串字符串STRINGSTRING可定義可定義254254個(gè)字符。字符串的默認(rèn)大小為個(gè)字符。字符串的默認(rèn)大小為256256字節(jié)（存放字節(jié)（存放254254個(gè)字個(gè)字符，外加雙字節(jié)字頭），可以通過定義字符串的實(shí)際數(shù)目來符，外加雙字節(jié)字頭），可以通過定義字符串的實(shí)際數(shù)目來減少預(yù)留值減少預(yù)留值數(shù)組數(shù)組ARRAYARRAY定義一種數(shù)據(jù)格式的多

8、維數(shù)組定義一種數(shù)據(jù)格式的多維數(shù)組構(gòu)造構(gòu)造STRUCTSTRUCT定義多種數(shù)據(jù)類型組合的數(shù)組定義多種數(shù)據(jù)類型組合的數(shù)組第11頁/共96頁第十一頁，共97頁。3、參數(shù)類型 參數(shù)類型用于向FB和FC傳送(chun sn)參數(shù)。STEP7提供的參數(shù)類型見表4-3。參數(shù)參數(shù)大小大小說明說明定時(shí)器（定時(shí)器（TimerTimer）2 2字節(jié)字節(jié)指定執(zhí)行邏輯塊時(shí)要使用的定時(shí)器，如指定執(zhí)行邏輯塊時(shí)要使用的定時(shí)器，如T1T1計(jì)數(shù)器（計(jì)數(shù)器（CounterCounter）2 2字節(jié)字節(jié)指定執(zhí)行邏輯塊時(shí)要使用的計(jì)數(shù)器，如指定執(zhí)行邏輯塊時(shí)要使用的計(jì)數(shù)器，如C1C1塊塊Block FBBlock FBBlock FCBl

9、ock FCBlock DBBlock DBBlock SDBBlock SDB2 2字節(jié)字節(jié)如：如：FB1FB1FC1FC1DB1DB1SDB1SDB1指針（指針（Pointer)Pointer)6 6字節(jié)字節(jié)定義內(nèi)存單元，如定義內(nèi)存單元，如P#M30.0P#M30.0ANYANY1010字字節(jié)節(jié)如果實(shí)參的數(shù)據(jù)類型未知，或可以使用任如果實(shí)參的數(shù)據(jù)類型未知，或可以使用任何數(shù)據(jù)類型時(shí)，如何數(shù)據(jù)類型時(shí)，如P#M30.0P#M30.0，byte 10byte 10表4-3 STEP7的參數(shù)(cnsh)類型第12頁/共96頁第十二頁，共97頁。PLC編程應(yīng)該(ynggi)遵循以下基本原則：第13頁/共

10、96頁第十三頁，共97頁。儲區(qū)類型，輔助標(biāo)識符則用來指定操作數(shù)的單位（如：位、字節(jié)、字、雙字等）。主標(biāo)識符有：I（輸入過程映像寄存器）、Q（輸出過程映像寄存器）、M（位存儲器）、PI（外部輸入寄存器）、PQ（外部輸出寄存器）、T（定時(shí)器）、C（計(jì)數(shù)器）、DB（數(shù)據(jù)塊寄存器）和L（本地?cái)?shù)據(jù)寄存器）；輔助標(biāo)識符有：X（位）、B（字節(jié)）、W（字）、D（雙字）。尋址方式所謂尋址方式就是指令執(zhí)行時(shí)獲取操作數(shù)的方式，可以直接或間接方式給出操作數(shù)。S7-300有4種尋址方式：立即尋址、存儲器直接尋址、存儲器間接尋址和寄存器間接尋址。第14頁/共96頁第十四頁，共97頁。T DBD 12 /把累加器1中的內(nèi)容

11、傳送給數(shù)據(jù)雙字DBD 12中第15頁/共96頁第十五頁，共97頁。圖4.5 寄存器間接尋址的指針(zhzhn)格式第16頁/共96頁第十六頁，共97頁。圖4.6觸點(diǎn)(ch din)符號的表示方式第17頁/共96頁第十七頁，共97頁。第18頁/共96頁第十八頁，共97頁。 （a）帶中間(zhngjin)輸出的梯形圖 (b) 不帶中間(zhngjin)輸出的等效梯形圖圖4.7 帶中間(zhngjin)輸出和不帶中間(zhngjin)輸出的梯形圖程序第19頁/共96頁第十九頁，共97頁。圖4.8 “與”邏輯(lu j)指令第20頁/共96頁第二十頁，共97頁。圖4.9 “或”和“或非”邏輯(lu j

12、)梯形圖第21頁/共96頁第二十一頁，共97頁。圖4.10“異或”邏輯(lu j)梯形圖第22頁/共96頁第二十二頁，共97頁。LAD指令STL指令功能操作數(shù)類型存儲區(qū)( )=邏輯串賦值輸出BOOLQ、M、D、L( # )中間結(jié)果賦值輸出BOOLQ、M、D、L表4.4 輸出(shch)指令第23頁/共96頁第二十三頁，共97頁。圖4.11 電機(jī)啟停控制(kngzh)梯形圖程序第24頁/共96頁第二十四頁，共97頁。LAD指令STL指令功能操作數(shù)數(shù)據(jù)類型存儲區(qū)( R )R復(fù)位輸出BOOLQ、M、D、LTIMERTCOUNTERC位地址( S )S置位輸出BOOLQ、M、D、L第25頁/共96頁第

13、二十五頁，共97頁。（a）復(fù)位指令(zhlng)操作（b）置位操作指令(zhlng)圖4.12 置位復(fù)位指令(zhlng)第26頁/共96頁第二十六頁，共97頁。圖4.13傳送帶示意圖第27頁/共96頁第二十七頁，共97頁。梯形圖程序(chngx) 圖4.14 控制(kngzh)傳送帶程序第28頁/共96頁第二十八頁，共97頁。復(fù)位優(yōu)先RS置位優(yōu)先型RS參數(shù)數(shù)據(jù)類型存儲區(qū) BOOLQ、M、D、L需要置位、復(fù)位的位S允許置位輸入R允許復(fù)位輸入Q的狀態(tài)表 4.6 RS觸發(fā)器第29頁/共96頁第二十九頁，共97頁。圖4.15 置位優(yōu)先(yuxin)型RS觸發(fā)器第30頁/共96頁第三十頁，共97頁。第

14、31頁/共96頁第三十一頁，共97頁。LAD指令STL指令功 能操作數(shù)數(shù)據(jù)類型存儲區(qū)FPRLO正跳沿檢測BOOLI、Q、M、D、L(P)FNRLO負(fù)跳沿檢測BOOLI、Q、M、D、L(N)觸點(diǎn)正跳沿檢測觸點(diǎn)跳沿檢測參數(shù)數(shù)據(jù)類型存儲區(qū)被檢測的位(觸點(diǎn))BOOLI、Q、M、D、LM_BIT存儲被檢測位上一個(gè)掃描周期的狀態(tài)BOOLQ、M、DQ單穩(wěn)輸出BOOLI、Q、M、D、L表4.7 跳變(tio bin)沿檢測指令第32頁/共96頁第三十二頁，共97頁。圖4.16 RLO正跳沿檢測(jin c)第33頁/共96頁第三十三頁，共97頁。圖4.17 觸點(diǎn)(ch din)負(fù)跳沿檢測第34頁/共96頁第三

15、十四頁，共97頁。圖4.18 故障信息顯示(xinsh)梯形圖程序第35頁/共96頁第三十五頁，共97頁。第36頁/共96頁第三十六頁，共97頁。圖4.19累加器1低字的內(nèi)容(nirng)（定時(shí)值127，時(shí)基1s）第37頁/共96頁第三十七頁，共97頁。設(shè)置定時(shí)時(shí)間，用戶需給累加器1裝入需要的數(shù)值，為避免格式錯(cuò)誤，用戶可以按下列的形式將時(shí)間預(yù)置值裝入累加器的低位字：1）十六進(jìn)制數(shù)W#16#wxyz，其中，w = 時(shí)間基準(zhǔn)，取值為0，1，2或3，分別表示時(shí)基為10ms，100ms，1s或10s；xyz為定時(shí)值，取值范圍(fnwi)為1999；2）直接使用S5中的時(shí)間表示法裝入定時(shí)數(shù)值，例如：S5

16、T#aH_bM_cS_dMS，其中，H = 小時(shí)，M = 分鐘，S = 秒，MS = 毫秒；a、b、c、d為用戶設(shè)置的值?？奢斎氲淖畲髸r(shí)間值為9990s或2H-46M_30S。例如S5T#1H_12M_18S為1h12min18s；S5T#18S為18秒。第38頁/共96頁第三十八頁，共97頁。圖4.19 脈沖(michng)定時(shí)器指令第39頁/共96頁第三十九頁，共97頁。圖4.20 脈沖(michng)定時(shí)器時(shí)序第40頁/共96頁第四十頁，共97頁。圖4.21擴(kuò)展脈沖(michng)定時(shí)器指令 在啟動(dòng)輸入信號S的上升沿，脈沖(michng)定時(shí)器開始定時(shí)，在定時(shí)期間，Q輸出端為1狀態(tài)，直到

17、定時(shí)結(jié)束。在定時(shí)期間即使S輸入變?yōu)?狀態(tài)，仍繼續(xù)定時(shí)，Q輸出端為1狀態(tài)，直到定時(shí)結(jié)束。在定時(shí)期間，如果S輸入又由0變?yōu)?狀態(tài)，定時(shí)器被重新啟動(dòng)，開始以預(yù)置的時(shí)間值定時(shí)。第41頁/共96頁第四十一頁，共97頁。圖4.22 擴(kuò)展(kuzhn)脈沖定時(shí)器時(shí)序第42頁/共96頁第四十二頁，共97頁。圖4.23 開通(kitng)延時(shí)定時(shí)器指令第43頁/共96頁第四十三頁，共97頁。圖4.24 開通(kitng)延時(shí)計(jì)時(shí)器時(shí)序第44頁/共96頁第四十四頁，共97頁。圖4.25 保持(boch)型開通延時(shí)定時(shí)器第45頁/共96頁第四十五頁，共97頁。圖4.26 保持型開通延時(shí)定時(shí)器時(shí)序5)S5斷開延時(shí)定時(shí)

18、器 定時(shí)器各輸入端和輸出端的意義與S5脈沖延時(shí)器相同，如圖4.27。在啟動(dòng)輸入信號S的上升沿，定時(shí)器的Q輸出信號變?yōu)?狀態(tài)，當(dāng)前時(shí)間(shjin)值為0。在S輸入的下降沿，定時(shí)器開始定時(shí)。定時(shí)時(shí)間(shjin)到時(shí)，輸出Q變?yōu)?狀態(tài)，正在定時(shí)的時(shí)候，如果S信號由0變?yōu)?，定時(shí)器的時(shí)間(shjin)值保持不變，停止定時(shí)。如果輸入S重新變?yōu)?，定時(shí)器從預(yù)置值開始重新定時(shí)。第46頁/共96頁第四十六頁，共97頁。圖4.27 斷開(dun ki)延時(shí)定時(shí)器第47頁/共96頁第四十七頁，共97頁。5、定時(shí)器線圈指令1)脈沖定時(shí)器線圈 脈沖定時(shí)器線圈的功能和時(shí)序圖和S5脈沖定時(shí)器的相同，定時(shí)器位為1時(shí)，定

19、時(shí)器的常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。在圖4.29中，當(dāng)I0.0的常開觸點(diǎn)由斷開變?yōu)榻油〞r(shí)，定時(shí)器開始定時(shí)，T0的常開觸點(diǎn)閉合。定時(shí)時(shí)間到時(shí)，T0的常開觸點(diǎn)斷開。在定時(shí)期間，如果I0.0變?yōu)?狀態(tài)，或者復(fù)位(f wi)輸入I0.1變?yōu)?狀態(tài)，T0的常開觸點(diǎn)都將斷開，定時(shí)器的當(dāng)前值被清0。第48頁/共96頁第四十八頁，共97頁。第49頁/共96頁第四十九頁，共97頁。圖4.30 擴(kuò)充的脈沖(michng)定時(shí)器線圈第50頁/共96頁第五十頁，共97頁。圖4.31 接通(ji tn)延時(shí)定時(shí)器線圈第51頁/共96頁第五十一頁，共97頁。圖4.32保持(boch)型接通延時(shí)定時(shí)器線圈第52頁/共96頁第

20、五十二頁，共97頁。圖4.33 斷開(dun ki)延時(shí)定時(shí)器線圈第53頁/共96頁第五十三頁，共97頁。圖4.32搶答器示意圖第54頁/共96頁第五十四頁，共97頁。圖4.33搶答器端子(dun z)接線圖第55頁/共96頁第五十五頁，共97頁。圖4.34搶答器I/O地址(dzh)分配表 第56頁/共96頁第五十六頁，共97頁。第57頁/共96頁第五十七頁，共97頁。初中(chzhng)組搶答控制第58頁/共96頁第五十八頁，共97頁。圖4.35搶答器的梯形圖程序(chngx)高三組(sn z)搶答控制第59頁/共96頁第五十九頁，共97頁。圖4.36電動(dòng)機(jī)延時(shí)自動(dòng)關(guān)閉(gunb)控制梯形圖

21、第60頁/共96頁第六十頁，共97頁。（方法1：使用(shyng)接通延時(shí)定時(shí)器） （方法(fngf)2：使用脈沖定時(shí)器） 第61頁/共96頁第六十一頁，共97頁。第62頁/共96頁第六十二頁，共97頁。圖4.38電機(jī)(dinj)順序起?？刂剖疽鈭D第63頁/共96頁第六十三頁，共97頁。圖4.39電機(jī)順序起?？刂?kngzh)接線端子圖 第64頁/共96頁第六十四頁，共97頁。第65頁/共96頁第六十五頁，共97頁。圖4.42信號燈閃爍(shn shu)控制程序第66頁/共96頁第六十六頁，共97頁。圖4.43兩個(gè)(lin )定時(shí)器級聯(lián)梯形圖第67頁/共96頁第六十七頁，共97頁。圖4.44振

22、蕩電路(zhn dn din l)梯形圖第68頁/共96頁第六十八頁，共97頁。第69頁/共96頁第六十九頁，共97頁。第70頁/共96頁第七十頁，共97頁。圖4.45加計(jì)數(shù)器梯形圖 在“設(shè)置(shzh)”輸入信號I0.1的上升沿，將預(yù)置值PV指定的值送入計(jì)數(shù)器字。在“加計(jì)數(shù)脈沖”輸入信號I0.0的上升沿，如果計(jì)數(shù)值小于999，計(jì)數(shù)值加1。“復(fù)位”輸入信號I0.2為1時(shí)，計(jì)數(shù)器被復(fù)位，計(jì)數(shù)值被清0。計(jì)數(shù)值大于0時(shí)計(jì)數(shù)器位即輸出Q為1；計(jì)數(shù)值為0時(shí)，計(jì)數(shù)器復(fù)位也為0。第71頁/共96頁第七十一頁，共97頁。圖4.46加計(jì)數(shù)(j sh)線圈第72頁/共96頁第七十二頁，共97頁。圖4.47減計(jì)數(shù)器

23、梯形圖第73頁/共96頁第七十三頁，共97頁。圖4.48減計(jì)數(shù)器線圈(xinqun)第74頁/共96頁第七十四頁，共97頁。圖4.49定時(shí)器范圍(fnwi)的擴(kuò)展第75頁/共96頁第七十五頁，共97頁。圖4.50加減(ji jin)計(jì)數(shù)器梯形圖方塊第76頁/共96頁第七十六頁，共97頁。第77頁/共96頁第七十七頁，共97頁。圖4.52選擇(xunz)CPU模板第78頁/共96頁第七十八頁，共97頁。第79頁/共96頁第七十九頁，共97頁。第80頁/共96頁第八十頁，共97頁。第81頁/共96頁第八十一頁，共97頁。第82頁/共96頁第八十二頁，共97頁。圖4.55傳送指令梯形圖控制程序轉(zhuǎn)換指令轉(zhuǎn)換指令是將累加器1中的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換的結(jié)果仍存放在累加器1中。STEP7能夠?qū)崿F(xiàn)的轉(zhuǎn)換操作(cozu)有：BCD碼和整數(shù)到其他類型轉(zhuǎn)換指令；整數(shù)和實(shí)數(shù)的變換指令；實(shí)數(shù)取整指令；累加器1調(diào)整指令。第83頁/共96頁第八十三頁，共97頁。第84頁/共96頁第八十四頁，共97頁。4.7運(yùn)算指令 STEP7的運(yùn)算指令包括算數(shù)運(yùn)算指令、字邏輯運(yùn)算指令和比較指令。算數(shù)運(yùn)算指令 算術(shù)運(yùn)算指令包括整數(shù)（INT）運(yùn)算指令、雙整數(shù)（DINT）運(yùn)算指令和實(shí)數(shù)（REAL）運(yùn)算指令。無論是哪種數(shù)據(jù)類型均