PLC編程與應(yīng)用-全套課程課件

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第一章概述第二章PLC硬件結(jié)構(gòu)和工作原理第三章PLC的程序設(shè)計基礎(chǔ)第四章數(shù)字量控制系統(tǒng)梯形圖設(shè)計方法第五章順序控制梯形圖的設(shè)計方法第六章PLC的功能指令第七章PLC的通信及自動化通信網(wǎng)絡(luò)第八章PLC應(yīng)用中的一些問題2021/4/132第1章概述

定義分類特點應(yīng)用領(lǐng)域國內(nèi)外狀況發(fā)展趨勢2021/4/133第1章概述1．1可編程序控制器的定義可編程序控制器(ProgrammableController)簡稱為PC可編程序邏輯控制器(ProgrammableLogicCntroller)。簡稱為PLC一、可編程序控制器的歷史20世紀70年代前繼電器接觸器控制系統(tǒng)優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉。缺點：靈活性差、可靠性低。2021/4/134

1968年．美國最大的汽車制造廠家——通用汽車公司(GM)為了適應(yīng)汽車型號不斷更新的需要，提出了十條技術(shù)指標在社會上公開招標，制造一種新型的工業(yè)控制裝置，提出了研制可編程序控制器的基本設(shè)想，即

(1)能用于工業(yè)現(xiàn)場。

(2)能改變其控制“邏輯”，而不需要變動組成它的元件和修改內(nèi)部接線。

(3)出現(xiàn)故障時易于診斷和維修。

1969年，美國數(shù)字設(shè)備公司(DEC)研制出了世界上第一臺PLC。并在GM公司汽車生產(chǎn)線上首次應(yīng)用成功。（邏輯、計時、計數(shù)）

1980年美國電氣制造商協(xié)會（NEMA）正式將其命名為可編程序控制器（ProgrammableController），簡稱PC2021/4/135國際電工委員會（IEC）于1982.11月;1985.1和987.2發(fā)布了可編程序控制器標準草案的第1，2，3稿。在第3稿中對可編程序控制器作了如下的定義：可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(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)計?！?021/4/136定義強調(diào)了PLC是：

1數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)——也是一種計算機

2專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計

3面向用戶指令——編程方便

4邏輯運算、順序控制、定時計算和算術(shù)操作

5數(shù)字量或模擬量輸入輸出控制

6易及控制系統(tǒng)聯(lián)成一體

7易于擴充

2021/4/1371.2PLC的分類（1）按I／O點數(shù)分類I／O點數(shù)小于32為微型PLC；I／O點數(shù)在32～128為微小型PLC；I／O點數(shù)在128～256為小型PLC；I／O點九在256～1024為中型PLC；I／O點數(shù)大于1024為大型PLC；I／O點數(shù)在4000以上為超大型PLC。以上劃分不包括模擬量I／0點數(shù)，且劃分界限不是固定不變的。2021/4/138（2）按結(jié)構(gòu)形式分類整體式PLC：又稱單元式或箱體式。整體式PLC是將電源、CPU、I／0部件都集中裝在一個機箱內(nèi)。一般小型PLC采用這種結(jié)構(gòu)。模塊式PLC：將PLC各部分分成若干個單獨的模塊，如CPU模塊、I／0模塊、電源模塊和各種功能模塊。模塊式PLC由框架和各種模塊組成。模塊插在插座上。一般大、中型PLC采用模塊式結(jié)構(gòu)，有的小型PLC也采用這種結(jié)構(gòu)。有的PLC將整體式和模塊式結(jié)合起來，稱為疊裝式PLC。2021/4/139電源模塊CPU模塊底板IO模塊模塊式2021/4/13101.3PLC的特點優(yōu)點：1編程方法簡單易學2可靠性高,抗干擾能力強3通用性強4系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量少5維修工作量小，維修方便6體積小，能耗低

2021/4/1311缺點：1.主要是PLC的軟、硬件體系結(jié)構(gòu)是封閉而不是開放的：如專用總線、專家通信網(wǎng)絡(luò)及協(xié)議，I/O模板不通用，甚至連機柜、電源模板亦各不相同。2.編程語言雖多數(shù)是梯形圖，但組態(tài)、尋址、語言結(jié)構(gòu)均不一致，因此各公司的PLC互不兼容。SIEMENS等公司已經(jīng)開發(fā)出以個人計算機為基礎(chǔ)，在Windows平臺下，結(jié)合IEC1131－3國際標準的新一代開放體系結(jié)構(gòu)的PLC。

2021/4/13121.4PLC的應(yīng)用領(lǐng)域

PLC在工業(yè)自動化中起著舉足輕重的作用，在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于機械、冶金、石油、化工、輕工、紡織、電力、電子、食品、交通等行業(yè)。經(jīng)驗表明，80％以上的工業(yè)控制可以使用PLC來完成。主要有以下幾個方面：1.數(shù)字量邏輯控制2.運動控制3.閉環(huán)過程控制4.數(shù)據(jù)處理5.通信聯(lián)網(wǎng)2021/4/13131.4PLC的國內(nèi)外現(xiàn)狀1969年美國研制出世界上第一臺PLC以后，日本、德國、法國等國相繼研制了各自的PLC。70年代中期，PLC進入了實用化階段。70年代末和80年代初，PLC進入了成熟階段。2021/4/1314美國PLC發(fā)展得最快：1984年有48家，生產(chǎn)150多種PLC；1987年有63家，生產(chǎn)243種PLC；1996年有70余家，生產(chǎn)近300種PLC。著名廠家有A—B（Allen－Bradley）艾倫一布拉德利公司，MODICON莫迪康公司，GE－FSNUC公司，TI（TexasInstrument）德州儀器公司，WESTHOUSEElectric西屋電氣公司，IPM（InternationalParallelMachines）國際并行機器公司等。2021/4/1315

歐洲PLC的廠家有60余家:

西門子（Siemens）于1973年研制出第一臺PLC。法國的TE(Telemecanique）(施耐德）瑞士的Selectron公司等。2021/4/13161971年，日本從美國引進PLC技術(shù)，由日立公司研制成功日本第一臺PLC。日本生產(chǎn)PLC的廠家有40余家：三菱電機(MITSUBISHI),歐姆龍(OMRON),富士電機（FujiElectric）,東芝（TOSHIBA）,光洋（KOYO),松下電工（MEW）,和泉（IDEC）,夏普(SHARP）,安川等公司。2021/4/1317我國在70年代末和80年代初開始引進PLC。我國早期獨立研制PLC的單位有：北京機械工業(yè)自動化研究所，上海工業(yè)自動化儀表研究所，大連組合機床研究所，成都機床電器研究所，中科院北京計算機所及自動化所，長春一汽，上海起重電器廠，上海香島機電公司，上海自力電子設(shè)備廠等單位。以上諸單位都沒有形成規(guī)?；a(chǎn)2021/4/1318遼寧無線電二廠引進德國西門子技術(shù)生產(chǎn)PLC；無錫電器和日本光洋合資生產(chǎn)的PLC;中美合資的廈門A—B公司生產(chǎn)的PLC；上海香島機電公司引進技術(shù)生產(chǎn)的PLC;上海OMRON公司;西安Siemens公司等。2021/4/13191.5PLC的發(fā)展趨勢（1）向高速度、大存儲容量方向發(fā)展（CPU處理速度nS級；內(nèi)存2M字節(jié)）（2）向多品種方向發(fā)展和提高可靠性（超大型和超小型）（3）產(chǎn)品更加規(guī)范化、標準化（硬件、軟件兼容的PLC）（4）分散型、智能型、及現(xiàn)場總線兼容的I／0（5）加強聯(lián)網(wǎng)和通信的能力（6）控制的開放和模塊化的體系結(jié)構(gòu)OMAC（openModularArchitectureforControl2021/4/1320PLC著名品牌1993年中國PLC市場排行榜上的世界十大廠家：美國A－B公司（Allen－Bradley）德國西門子公司（Siemens）美國GE－Fanuc公司美國的莫迪康（Modicon）和法國的TE電器公司日本歐姆公司（OMRON）日本三菱電機株式會社（MITSUBISHI）日本富士電機株式會社（FujiElectric）日本東芝公司（TOSHIBA）日本的光洋電子（KOYO）和中國的華光電子(CKE）日本松下電工株式會社（MEW）：MatsushitaElectricWorksLtd）2021/4/1321根據(jù)美國AutomationResearchCo．（ARC）的商情調(diào)查，在1994年P(guān)LC市場上，最大的5家PLC制造商是:SIEMENS，Allen－Bradly，（Rockwell)AEGSchneider，三菱電機,OMRON(立石電機）（1996年中國PLC市場）2021/4/1322

第二章PLC基本組成和工作原理

●PLC的基本組成●PLC的工作原理2021/4/13232.1PLC的基本組成

2021/4/13241.中央處理單元（CPU）：(1)從程序存儲器讀取程序指令，編譯、執(zhí)行指令(2)將各種輸入信號取入(3)把運算結(jié)果送到輸出端(4)響應(yīng)各種外部設(shè)備的請求

（1）通用處理器：8086、80286、80386（2）單片機芯片：8031、8096（3）位片式微處理器：AMD-2900小型PLC多采用8位微處理器或單片機作為CPU中型PLC多采用16位微處理器或單片機作為CPU大型PLC多采用高速位片式微處理器2021/4/13252.存儲器：作用：存放系統(tǒng)程序，用戶程序和數(shù)據(jù)。系統(tǒng)程序：決定PLC的基本智能，由廠家設(shè)計，并存入ROM、EEPROM。用戶不能修改。用戶程序：根據(jù)要求，用PLC的編程語言，編制的程序，用戶用編程器寫入RAM或EEPROM。2021/4/1326類型

(1)隨機存取存儲器(RAM)用戶可以用編程裝置讀出RAM中的內(nèi)容，也可以將用戶程序?qū)懭隦AM，它是易失性的存儲器，它的電源中斷后，儲存的信息將會丟失。

(2)只讀存儲器(ROM)ROM的內(nèi)容只能讀出，不能寫入。它是非易失的，它的電源消失后，仍能保存儲存的內(nèi)容。ROM一般用來存放可編程序控制器的系統(tǒng)程序。2021/4/1327(3)可電擦除可編程的只讀存儲器(EEPROM)

它是非易失性的，但是可以用編程裝置對它編程．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。EEPROM用來存放用戶程序和需長期保存的重要數(shù)據(jù)。2021/4/1328

3.輸入、輸出接口采用光電隔離，實現(xiàn)了PLC的內(nèi)部電路及外部電路的電氣隔離，減小了電磁干擾。輸入接口作用：將按鈕、行程開關(guān)或傳感器等產(chǎn)生的信號，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送入主機輸出接口作用：將主機向外輸出的信號轉(zhuǎn)換成可以驅(qū)動外部執(zhí)行電路的信號，以便控制接觸器線圈等電器通斷電；另外輸出電路也使計算機與外部強電隔離。輸出三種形式：繼電器--低速大功率 可控硅--高速大功率 晶體管--高速小功率2021/4/1329（1）輸入接口電路：采用光電耦合器，防止強電干擾。COM光電三極管發(fā)光二極管直流電源輸入端子+–PLCXn+24V–發(fā)光二極管2021/4/1330繼電器輸出（2）輸出接口電路：以繼電器形式為例：PLC內(nèi)部電路內(nèi)部電路J+交流電源或直流電源YCOM-2021/4/13314.電源單元把外部供應(yīng)的電源變換成系統(tǒng)內(nèi)部各單元所需的電源。有的電源單元還向外提供24v隔離直流電源，可供開關(guān)量輸入單元連接的現(xiàn)場無源開關(guān)等使用。可編程序控制器使用220V交流電源或24V直流電源。內(nèi)部的開關(guān)電源為各模塊提供DC5V、±12V、24V等直流電源?？删幊绦蚩刂破鞯碾娫匆话悴捎瞄_關(guān)式電源，其特點是輸入電壓范圍寬、體積小、重量輕、效率高、抗干擾性能好。2021/4/1332各種接口、高功能模塊：便于擴展

小型機：一體機。有接口可擴展。

2021/4/1333PowerinaSmallPackage!!電源模塊CPU模塊IO模塊底板中、大型機：模塊式?？筛鶕?jù)需要在主板上隨意組合。2021/4/1334編程設(shè)備可以是專用的手持式的編程器；也可以是安裝了專門的編程通訊軟件的個人計算機。5.編程設(shè)備用戶可以通過鍵盤輸入和調(diào)試程序；另外在運行時，還可以對整個控制過程進行監(jiān)控。PCFPPROGRAMMER(HELP)CLRWRTFN/PFLSTKIX/IYNOTDT/LdREADOTLWLORRWRANYWYSTXWXSRC(-)OP(BIN)K/HSCCTCEVTMTSVACLRENTBAFEDC

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4(DELT)CLR手持式的編程器2021/4/13351）.手持式編程器：不能直接輸人和編輯梯形圖，只能輸入和編輯指令表程序，因此又叫做指令編程器。2）.編程軟件編程：在屏幕上直接生成和編輯梯形圖、指令表、功能塊圖和順序功能圖程序，并可以實現(xiàn)不同編程語言的相互轉(zhuǎn)換。2021/4/1336PLC的物理結(jié)構(gòu)2021/4/13372021/4/1338PLC的外部接線2021/4/13392.2可編程序控制器的工作原理

2.2.1可編程序控制器的工作模式工作模式：STOP：創(chuàng)建和編輯用戶程序，設(shè)置PLC的硬件功能，并可下栽到PLC。

RUN:執(zhí)行用戶程序?qū)崿F(xiàn)控制功能。改變工作模式:1.用模式開關(guān)2.用編程軟件3.在程序中插入stopPLC在RUN狀態(tài)時，執(zhí)行一次的掃描操作所需的時間稱為掃描周期，其典型值為1~100ms。2021/4/13402.2.2PLC的工作原理—建立I/O映像區(qū)輸入點總有輸入映象區(qū)的某一位及之相對應(yīng)I/O映象區(qū)的大小及系統(tǒng)控制的規(guī)模有關(guān)PLC工作時，將采集到的輸入信號狀態(tài)存放在輸入映象區(qū)對應(yīng)的位上；將運算的結(jié)果存放到輸出映象區(qū)對應(yīng)的位上。PLC在執(zhí)行用戶程序時所需“輸入繼電器”、“輸出繼電器”的數(shù)據(jù)取用于I/O映象區(qū)，而不直接及外部設(shè)備發(fā)生關(guān)系。2021/4/1341PLC工作過程定期檢查用戶程序存儲器、I/O單元的連接、I/O總線是否正常，定期復位監(jiān)控定時器WDTPLC之間以及PLC及PC之間；PLC與其他帶微處理器的智能裝置通信編程器、終端設(shè)備、彩色圖形顯示器、打印機以掃描的方式按順序逐句掃描處理，運算結(jié)果存入輸出映象區(qū)對應(yīng)位中掃描的方式輸入信號的狀態(tài)存入輸入映象區(qū)；結(jié)果存入輸出映象區(qū)，直至傳送到外部被控設(shè)備。清除內(nèi)部繼電器區(qū)，復位定時器等，并進行自診斷，對電源、PLC內(nèi)部電路、用戶程序的語法進行檢查。2021/4/1342用戶程序的循環(huán)掃描過程可編程序控制器對用戶程序進行循環(huán)掃描可分為三個階段進行，即輸入采樣階段，程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。2021/4/1343輸入、輸出延遲響應(yīng)①輸入電路濾波時間，它由RC濾波電路的時間常數(shù)決定。改變時間常數(shù)可調(diào)整輸入延遲時間。③PLC循環(huán)掃描的工作方式⑤用戶程序中語句的安排④PLC對輸入采樣、輸出刷新的集中處理方式②輸出電路的滯后時間，它及輸出電路的輸出方式有關(guān)。繼電器輸出方式的滯后時間為10ms左右；雙向晶閘管輸出方式，在接通負載時滯后時間約為1ms，切斷負載時滯后時間小于10ms；晶體管輸出方式的滯后時間小于1ms。是指可編程序控制器的外部輸入信號發(fā)生變化的時刻至它控制的有關(guān)外部輸出信號發(fā)生變化的時刻之間的時間間隔，幾十毫秒。2021/4/1344CPU讀輸入輸入輸出延遲時間——最短響應(yīng)時間輸入/輸出刷新時間最短響應(yīng)時間=輸入延遲時間+一個掃描周期+輸出延遲時間2021/4/1345CPU讀輸入輸入/輸出刷新時間輸入輸出延遲時間——最長響應(yīng)時間最長響應(yīng)時間=輸入延遲時間+兩個掃描時間+輸出延遲時間2021/4/13462021/4/13472.3S7-200系列可編程序控制器2.3.1S7-200PLC的系統(tǒng)配置2021/4/1348S7-200CPU2021/4/13491.基本單元(S7-200CPU模塊)

基本單元（S7-200CPU模塊）也稱為主機，它包括一個中央處理單元（CPU）、電源、數(shù)字量輸入輸出單元。基本單元可以構(gòu)成一個獨立的控制系統(tǒng)。2021/4/1350組成CPU模塊的頂部端子蓋內(nèi)：電源及輸出端子底部端子蓋內(nèi)：輸入端子及傳感器電源中部右側(cè)前蓋內(nèi)：CPU工作方式開關(guān)（RUN/STOP）、模擬調(diào)節(jié)電位器和擴展I/O接口左側(cè)：狀態(tài)指示燈LED、存儲卡、及通訊口2021/4/1351狀態(tài)指示燈

——顯示CPU的工作方式、本機I/O的狀態(tài)、系統(tǒng)錯誤狀態(tài)。存儲卡（EEPOM卡）可以存儲CPU程序。RS-485的串行通訊端口

——PLC主機實現(xiàn)人一機對話、機—機對話的通道。實現(xiàn)PLC及上位計算機的連接，實現(xiàn)PLC與PLC、編程器、彩色圖形顯示器、打印機等外部設(shè)備的連接。擴展接口

——PLC主機與輸入、輸出擴展模塊的接口，作擴展系統(tǒng)之用。主機與擴展模塊之間由導軌固定，并用擴展電纜連接。2021/4/1352（主機及擴展模塊）

2021/4/13532.個人計算機（PC）或編程器

個人計算機（PC）或編程器需裝上STEP7-Micro/WIN32編程軟件后，才可供用戶進行程序的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視等。要求個人計算機CPU為80586或更高的處理器，16M內(nèi)存（最低要求為：CPU80486，8M內(nèi)存）。2021/4/13543．STEP7-Micro/WIN32編程軟件

STEP7-Micro/WIN32編程軟件的基本功能是創(chuàng)建、編輯、調(diào)試用戶程序、組態(tài)系統(tǒng)等。編程軟件的使用環(huán)境：支持Windows的應(yīng)用軟件。2021/4/13554．通訊電纜

通訊電纜是PLC用來及個人計算機（PC）實現(xiàn)通訊的?？梢杂肞C/PPI電纜（RS232—RS485），也可用一個通訊處理器（CP）和多點接口（MP1）電纜，或者用一塊MPI卡及隨MP1卡提供的一根通訊電纜。2021/4/13565．人機界面

人機界面主要指專用操作員界面，例如操作員面板、觸摸屏、文本顯示器等，這些設(shè)備可以使用戶通過友好的操作界面輕松地完成各種調(diào)整和控制的任務(wù)?；竟δ懿僮鲉T面板和觸摸屏：過程狀態(tài)和過程控制的可視化。可以用Protool軟件組態(tài)它們的顯示及控制功能文本顯示器：文本顯示和實施操作。還可以擴展PLC的輸入、輸出端子數(shù)2021/4/13572.3.2S7-200PLC主機簡介

S7-200CPU22X系列產(chǎn)品：

CPU221模塊、CPU222模塊、CPU224模塊、CPU226模塊、CUP226XM模塊。

CPU226模塊I/O總點數(shù)為40點（24/16點），可帶7個擴展模塊；用戶程序存儲器容量為6.6K字；內(nèi)置高速計數(shù)器，具有PID控制的功能；有2個高速脈沖輸出端和2個RS-485通訊口；具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由口協(xié)議的通訊能力。2021/4/1358CPU226AC/DC/繼電器模塊輸入、輸出單元的接線圖2021/4/13592.3.3S7-200PLC的接口模塊S7-200PLC的接口模塊有數(shù)字量模塊、模擬量模塊、智能模塊等。一、數(shù)字量模塊1.數(shù)字量輸入模塊分為直流輸入模塊和交流輸入模塊。每一個輸入點可接收一個來自用戶設(shè)備的離散信號（ON/OFF）。

輸入設(shè)備：按鈕、限位開關(guān)、選擇開關(guān)、繼電器觸點等。2021/4/1360a.直流輸入模塊外部接線圖：

直流輸入模塊（EM2218×24VDC）有8個數(shù)字量輸入端子。接線圖中，8個數(shù)字量輸入點分成2組。1M、2M分別是2組輸入點內(nèi)部電路的公共端，每組需用戶提供一個24VDC電源。2021/4/1361b．交流輸入模塊

外部接線圖：有8個分隔式數(shù)字量輸入端子，每個輸入點都占用二個接線端子。它們各自使用1個獨立的交流電源（由用戶提供）。這些交流電源可以不同相。（交流I/O都是分隔式的）2021/4/13622.數(shù)字量輸出模塊

分為直流輸出模塊、交流輸出模塊、交直流輸出模塊三種（晶體管、晶閘管、繼電器輸出方式）。數(shù)字量輸出模塊的每一個輸出點能控制一個用戶的離散型（ON/OFF）負載。典型的負載包括：繼電器線圈，接觸器線圈、電磁閥線圈、指示燈等。每一個輸出點及一個且僅與一個輸出電路相連，輸出電路把CPU運算處理的結(jié)果轉(zhuǎn)換成能夠驅(qū)動現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)的各種大功率的開關(guān)信號。PLC的輸出端子是PLC向外部負載發(fā)出控制命令的窗口。2021/4/1363a.直流輸出模塊

外部接線圖：

直流輸出模塊（EM2228×24VDC），有8個數(shù)字量輸出點，接線圖中8個數(shù)字量輸出點分成2組。1L+、2L+分別是兩組輸出點內(nèi)部電路的公共端，每組需用戶提供一個DC24V的電流。2021/4/1364b．交流輸出模塊外部接線圖：

交流輸出模塊（EM2228×120V/230VAC），有8個分隔式數(shù)字量輸出點，接線圖中每個輸出點占用二個接線端子，且它們各自都由用戶提供一個獨立的交流電源，這些交流電源可以不同相。2021/4/1365c.交、直流輸出模塊（繼電器輸出方式）外部接線圖：交直流輸出模塊（EM2228×繼電器）有8個輸出點，分成2組，1L、2L是每組輸出點的公共端。每組需用戶提供一個外部電源（可以是直流或交流電源）。2021/4/13663數(shù)字量輸入輸出模塊

組合模塊或輸入輸出模塊：在一塊模塊上既有數(shù)字量輸入點又有數(shù)字量輸出點。特點：使系統(tǒng)配置更加靈活例如：若有CPU226：主機I/O24/16；欲擴展至27/19；缺3/3；配I/O4/4。數(shù)字量輸入輸出模塊的輸入電路及輸出電路的類型及上述介紹的相同。在同一塊模塊上，輸入、輸出電路類型的組合有多種多樣，用戶可根據(jù)控制需求選用。2021/4/1367二、模擬量模塊（A/D）

模擬量模塊有模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊。1.模擬量輸入模塊（A/D）

作用：PLC只能接收數(shù)字量信號，模擬量信號是一種連續(xù)變化的物理量。為實現(xiàn)模擬量控制，必須先對模擬量進行模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換，將模擬信號轉(zhuǎn)換成PLC所能接受的數(shù)字信號。模擬量輸入模塊的功能就是實現(xiàn)模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換。2021/4/1368組成

由濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換A/D，光電耦合等部分組成。光電耦合器起防止電磁干擾的作用。對多通道的模擬量輸入單元，通常設(shè)置多路轉(zhuǎn)換開關(guān)進行通道的切換，且在輸出端設(shè)置信號寄存器。2021/4/1369使用及特性

一般先用信號變送器把它們變換成統(tǒng)一的標準信號（如4-20mA的直流電流信號，1-5V的直流電壓信號等），然后再送入模擬量輸入模塊。模擬量輸入模塊（EM231）具有4個模擬量輸入通道。

2021/4/1370外部接線圖：2021/4/1371

模塊上部共有12個端子，每3個點為一組，共4組。每組可作為一路模擬量的輸入通道（電壓信號或電流信號），電壓信號用兩個端子（A+、A—），電流信號用3個端子（RC，C+，C—），其中RC及C+端子短接。未用的輸入通道應(yīng)短接（B+、B—）。該模塊需要直流24V供電（M、L+端）。可由CPU模塊的傳感器電源24VDC/400mA供電，也可由用戶提供外部電源。右端分別是校準電位器和配置DIP設(shè)定開關(guān)。2021/4/13722.模擬量輸出模塊（D/A）

模擬量輸出模塊由光電耦合器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A和信號驅(qū)動等環(huán)節(jié)組成。光電耦合器防止電磁干擾。2021/4/1373外部接線圖：

左端起的每3個點為一組，共二組。每組可作為一路模擬量輸出（電壓或電流信號）。第一組V0端接電壓負載、I0端接電流負載，M0為公共端。第二組的接法及第一組類同。該模塊需要直流24V供電。2021/4/13743.模擬量輸入輸出模塊（EM235）EM235具有4個模擬量輸入通道、1個模擬量輸出通道。模擬量輸入功能同EM231模擬量輸入模塊，技術(shù)參數(shù)基本相同。電壓輸入范圍有所不同，單極性為0~10V、0~5V、0~1V、0~500mv、0~100mv、0~50mv。雙極性為±10V、±5V、±2.5V、±1V、±500mV、±250mv、±100mv、±50mv、±25mv。該模塊的模擬量輸出功能同EM232模擬量輸出模塊。技術(shù)參數(shù)也基本相同。該模塊需要直流24V供電?？捎蒀PU模塊的傳感器電源24VDC/400mA供電。也可由用戶提供外部電源。2021/4/13752.3.4本機I／0及擴展l／O

本機I／O有固定的地址，擴展I／0點的地址由模塊的類型和模塊在同類I／O模塊鏈中的位置來決定。規(guī)則：

1）同類型輸入或輸出點的模塊進行順序編址。

2）數(shù)字量I／0模塊的地址以字節(jié)(8位)為單位，未用的位不會分配給I／0鏈中的后續(xù)模塊。

3）模擬量擴展模塊以2字節(jié)遞增的方式來分配地址。

CPU224的I／0地址分配舉例。2021/4/13762021/4/1377第3章可編程序控制器程序設(shè)計基礎(chǔ)

PLC的編程語言及程序結(jié)構(gòu)存儲器的數(shù)據(jù)類型與尋址方式位邏輯指令定時器與計數(shù)器指令2021/4/13783．1可編程序控制器的編程語言及程序結(jié)構(gòu)3.1.1可編程序控制器編程語言的國際標準1994年5月可編程序控制器標準(IECll31).組成：通用信息，設(shè)備與測試要求，編程語言，用戶指南和通信。編程語言標準。(IECll31．3)(1)順序功能圖(SequentialFunctionChart)。

(2)梯形圖(LadderDiagram)。

(3)功能塊圖(FunctionBlockDiagram)。

(4)指令表(InstructionList)。

(5)結(jié)構(gòu)文本(structuredText)2021/4/13791順序功能圖(SFC)

這是一種位于其他編程語言之上的圖形語言，用來編制順序控制程序。順序功能圖提供了一種組織程序的圖形方法，在順序功能圖中可以用別的語言嵌套編程。步、轉(zhuǎn)換和動作是順序功能圖中的三種主要元件。可以用順序功能圖來描述系統(tǒng)的功能。2021/4/13802梯形圖(LAD)

組成：由觸點、線圈和用方框表示的功能塊。特點:1）沿用繼電器這一名稱，但不是真實繼電器，而是軟件中編程元件。2）假想的“能流”(POWeYFlow)，從左向右流動。3）邏輯解算，從左至右，從上至下。4）線圈放在最右邊，觸點可無限次使用。

2021/4/13812021/4/1382

3功能塊圖(FBD)4語句表（STL）指令表程序：一種及微機的匯編語言中的指令相似的助記符表達式。

5結(jié)構(gòu)文本(ST)

結(jié)構(gòu)文本(ST)是為IECll31—3標準創(chuàng)建的一種專用的高級編程語言。與梯形圖相比，它能實現(xiàn)復雜的數(shù)學運算，編寫的程序非常簡潔和緊湊。

2021/4/13832021/4/13843．2存儲器的數(shù)據(jù)類型及尋址方式

3．2．1數(shù)據(jù)在存儲器中存取的方式

1位、字節(jié)、字和雙字位(bit)：二進制數(shù)的1位只有O和1兩種不同的取值。字節(jié)(Byte)：8位二進制數(shù)組成1個字節(jié)。字(Word)：兩個字節(jié)。雙字（DoubleWord）：兩個字。。2021/4/13852數(shù)據(jù)的存取方式

I3.2IB3(圖3-5)。VBl00VWl00VDl002021/4/13862021/4/13873．2．2不同存儲區(qū)的尋址

1輸入過程映像寄存器(I)(I0.0-I15.7)，在每個掃描周期的開始，CPU對輸入點進行采樣，并將采樣值存于輸入映像寄存器中。

I、O、V、M、S、SM、L均可按位、字節(jié)、字和雙字來存取2021/4/13882輸出過程映像寄存器(Q)(QO.O～Q15.7)，在掃描周期的末尾，CPU將輸出映像寄存器的數(shù)據(jù)傳送給輸出模塊，再由后者驅(qū)動外部負載。3變量存儲區(qū)(v)

程序執(zhí)行的過程中存放中間結(jié)果，或用來保存及工序或任務(wù)有關(guān)的其他數(shù)據(jù)。2021/4/13894位存儲區(qū)(M)(MO.0～M31.7)作為控制繼電器用來存儲中間操作狀態(tài)或其他控制信息。

5特殊存儲器(SM)

特殊存儲器用于CPU及用戶之間交換信息，如SMO.O、SMO.l、SMO.4和SMO.56局部存儲器(L)S7-200有64個字節(jié)的局部存儲器，其中60個可以作為暫時存儲器，或給子程序傳遞參數(shù)。2021/4/13907定時器存儲區(qū)(T)S7-200有三種時基增量分別為1ms、lOms和lOOms定時器，定時器的當前值寄存器是16位有符號整數(shù)，用于存儲定時器累計的時基增量，定時器位用來描述定時器的延時動作觸電狀態(tài)。8計數(shù)器存儲區(qū)(c)

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提供加計數(shù)器、減計數(shù)器和加減計數(shù)器。9順序控制繼電器(s)

順序控制繼電器(SCR)位用于組織機器的順序操作，SCR提供控制程序的邏輯分段。2021/4/139110模擬量輸入(AI)S7-200將現(xiàn)實世界連續(xù)變化的模擬量(如溫度、壓力、電流、電壓等)用A／D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為1個字長(16位)的數(shù)字量，用區(qū)域標識符AI、數(shù)據(jù)長度(w)和字節(jié)的起始字節(jié)地址來表示模擬量輸入的地址。AIW211模擬量輸出(AQ)S7-200將1個字長的數(shù)字用D／A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為現(xiàn)實世界的模擬量，用區(qū)域標識符AQ、數(shù)據(jù)長度(w)和字節(jié)的起始地址來表示存儲模擬量輸出的地址。AQW22021/4/139212累加器(AC)

累加器是可以像存儲器那樣使用的讀／寫單元，例如可以用它向子程序傳遞參數(shù)，或從子程序返回參數(shù)，以及用來存放計算的中間值。4個32位累加器(AC0-AC3)，可以按字節(jié)、字和雙字來存取累加器中的數(shù)據(jù)13高速計數(shù)器(HC)

高速計數(shù)器用來累計比CPU的掃描速率更快的事件，其當前值和設(shè)定值為32位有符號整數(shù)，當前值為只讀數(shù)據(jù)。14常數(shù)的表示方法及范圍常數(shù)值可以是字節(jié)、字或雙字，CPU以二進制方式存儲常數(shù)，常數(shù)也可以用十進制、十六進制ASCII碼或浮點數(shù)形式來

2021/4/13933．2．3直接尋址及間接尋址

1直接尋址在指令中直接使用存儲器或寄存器的元件名稱和地址編號，直接查找數(shù)據(jù)，如VW790、VBl00。2.間接尋址使用地址指針來存取存儲器中的數(shù)據(jù)，使用前，首先將數(shù)據(jù)所在單元的內(nèi)存地址放入地址指針寄存器中，然后根據(jù)此地址指針存取數(shù)據(jù)2021/4/1394可間接尋址：I、Q、V、M、S、T（僅當前值）、C（僅當前值）、AI、AQ。不可間接尋址：位（bit)地址、HC、L存儲區(qū)。1）.建立指針只能用V、L或ACl、AC2和AC3作指針。例如：MOVD＆VB200，AC1MOVD＆C3，VD6MOVD＆MB4，LD82021/4/1395

2）用指針來存取數(shù)據(jù)（圖3-7）例如：MOVD＆VB200，AC1MOVW*AC1,AC03）修改指針例：INCDAC1指針增加兩次，指向下一個字。

INCDAC1MOVW*AC1,AC0將AC1所指向的字的數(shù)值送AC02021/4/13962021/4/13973.3位邏輯指令

3.3.1觸點指令1.標準觸點指令

LD(Load裝載)、A(And，及)和0(Or，或)：LDN(LoadNot)、AN(AndNot)和0N(OrNot)2.堆棧的基本概念

S7—200有1個9位的堆棧，棧頂用來存儲邏輯運算的結(jié)果．下面的8位用來存儲中間運算結(jié)果。堆棧中的數(shù)據(jù)一般按“先進后出”的原則存取。(表3-6）2021/4/13981標準觸點指令邏輯關(guān)系梯形圖助記符I0.0I0.1LD I0.0A I0.1= Q0.0LD I0.0O I0.1= Q0.0LDNI0.1= Q0.0與或非ANDORNOT當I0.0及I0.1

都“ON”時，則輸出Q0.0

“ON”(1)。當I0.0

或I0.0

“ON”時,則輸出Y0

“ON”(1)當I0.1

“OFF”時則輸出Q0.0

“ON”(1)Q0.0I0.0I0.1Q0.0Q0.0I0.1I0.0**I0.1Q0.02021/4/13993OLD(0rLoad)指令串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接。（兩個以上觸點串聯(lián)形成的支路叫串聯(lián)電路塊）

OLD指令不需要地址，它相當于需并聯(lián)的兩塊電路右端的一段垂直連線。

4ALD(AndLoad)指令并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接。（兩條以上支路并聯(lián)形成的電路叫并聯(lián)電路塊）圖3-9中OLD后面的兩條指令將兩個觸點并聯(lián)。例3.2（圖3-13）2021/4/13100邏輯關(guān)系梯形圖助記符LD X0O X1LD X2O X3ALD= Y0LD X0A X1LD X2ANX3OLD= Y0當“X0

或X1”及“X2

或X3”

都“ON”時，則輸出Y0

“ON”。區(qū)塊與ALD（AndStack）區(qū)塊或OLD（OrStack）當“X0

及X1”或“X2

與X3非”

“ON”時，則輸出Y0

“ON”。X0X1X2X3Y0X0X2X1X3Y02021/4/131012021/4/131025其他堆棧操作指令邏輯入棧(LPS，LogicPush)指令復制棧頂?shù)闹挡⑵鋲喝攵褩５南乱粚樱瑮Ｖ性瓉淼臄?shù)據(jù)依次向下一層推移，棧底值被推出丟失。邏輯讀棧(LRD，LogicRead)指令將第2層的數(shù)據(jù)復制到棧頂，第2~9層的數(shù)據(jù)不變，但原棧頂值消失。邏輯出棧(LPP，LogicPop)指令使棧中各層的數(shù)據(jù)向上移動一層，第2層的數(shù)據(jù)成為堆棧新的棧頂值，棧頂原來的數(shù)據(jù)從棧內(nèi)消失。裝載堆棧(LDSn，LoadStack，n=1~8)（見圖3-11）2021/4/13103

6立即觸點立即(Immediate)觸點指令只能用于輸入I，執(zhí)行立即觸點指令時，立即讀人物理輸人點的值，根據(jù)該值決定觸點的接通／斷開狀態(tài)，但是并不更新該物理輸人點對應(yīng)的映像寄存器。2021/4/131042021/4/131053.3.3輸出指令

1輸出(=)

驅(qū)動線圈（S、M、Q)2立即輸出(=I)

只能用于輸出量(Q)，執(zhí)行該指令時，將棧頂值立即寫入指定的物理輸出位和對應(yīng)的輸出映像寄存器。

3置位及復位（S、R）

4立即置位與立即復位（Sl、Rl）

5其他指令

1取反(NOT)2跳變觸點(EU、ED)3空操作指令(NOP)2021/4/13106立即I/O指令—立即輸入直接讀取物理輸入點的值，輸入映象寄存器內(nèi)容不更新。指令操作數(shù)僅限于輸入物理點的值。2021/4/13107立即I/O指令—立即輸出執(zhí)行立即輸出指令時，則將結(jié)果同時立即復制到物理輸出點和相應(yīng)的輸出映象寄存器2021/4/13108置位、復位指令2021/4/13109立即I/O指令—立即置位和復位指令須指出：立即I/O指令是直接訪問物理輸入輸出點的，比一般指令訪問輸入輸出映象寄存器占用CPU時間要長，因而不能盲目地使用立即指令，否則，會加長掃描周期時間，反而對系統(tǒng)造成不利影響。2021/4/13110空操作正跳變負跳變能流到達取非觸點時，能流就停止；能流未到達取非觸點時，能流就通過。檢測到每一次正跳變（信號后，讓能流通過一個掃描周期的時間

檢測到每一次負跳變信號后，讓能流通過一個掃描周期的時間

取非輸入映象寄存器I0.0輸出映象寄存器Q0.0輸出映象寄存器Q0.1輸出映象寄存器Q0.2一個周期一個周期空操作指令（NOPN）不影響程序的執(zhí)行。操作數(shù)N是常數(shù)0~2552021/4/13111編程中應(yīng)注意的幾個問題X0Y0X1Y0X1Y0X0Y0一、用電路變換簡化程序(減少指令的條數(shù)）2021/4/13112二、邏輯關(guān)系應(yīng)盡量清楚(避免左輕右重)X3X2X5X4X6X8X7Y0X9X3X2X5X4X6X8X7Y0X9X5X6X2X2LDX2ANX3AX4LDX2AX5ANX6AX7LDX2AX5ANX6AX8ANX9OLD=Y0ED2021/4/13113三、避免出現(xiàn)無法編程的梯形圖X5X1X3X2Y1X4Y2LDX3AX5OX1ANX2=Y1LDX1AX5OX3ANX4=Y2EDX1X3X2Y1X5X3X1X4Y2X52021/4/131143.4定時器及計數(shù)器指令3.4.1定時器指令輸入接點設(shè)定值:1~32767定時器號碼（0～255）INPTT37TON定時器分辨率（時基）有三種：1ms、10ms、100ms。定時器的分辨率由定時器號決定定時器的實際設(shè)定時間T=設(shè)定值PT×分辨率TON：接通延時定時器

TOF：斷開延時定時器

TONR：有記憶接通延時定時器類型2021/4/13115

1.通電延時定時器(TON)2021/4/131162.斷電延時定時器(TOF)。2021/4/13117

3．保持型通電延時定時器(TONR)(圖3-18)。

2021/4/131184．定時器當前值刷新的方法1).1ms定時器:由系統(tǒng)每隔1ms刷新一次，及掃描周期及程序處理無關(guān)。2)10ms定時器：由系統(tǒng)在每個掃描周期開始時自動刷新，由于只是每個掃描周期只刷新一次，故在一個掃描周期內(nèi)定時器位和當前值保持不變。3100ms定時器：在定時器指令被執(zhí)行時被刷新，因此，如果啟動了100ms定時器但不是每個掃描周期都執(zhí)行定時器指令或在一個掃描周期內(nèi)多次執(zhí)行定時器指令，則會造成計時失準。100ms定時器僅用在定時器指令在每個掃描周期執(zhí)行一次的程序中。2021/4/13119自復位式的定時器T33T33T33錯誤正確2021/4/131203.4.2.計數(shù)器指令定時器是對PLC內(nèi)部的時鐘脈沖進行計數(shù)，而計數(shù)器是對外部的或由程序產(chǎn)生的計數(shù)脈沖進行計數(shù)。當前值：計數(shù)器累計計數(shù)的當前值（16位有符號整數(shù)），它存放在計數(shù)器的16位（bit）當前值寄存器中。每個計數(shù)器只有一個16位的當前值寄存器地址。在一個程序中，同一計數(shù)器號不要重復使用，更不可分配給幾個不同類型的計數(shù)器。2021/4/131211.增計數(shù)器設(shè)定值:-32768~32767CUPVC20CTUR復位計脈沖數(shù)2021/4/131222.增/減計數(shù)器增計數(shù)減計數(shù)復位C(0~255)I0.1I1.1I1.2當前值輸出端當前值2021/4/131233.減計數(shù)器CUPVC(0~255)CTDLD復位，裝設(shè)定值計脈沖數(shù)I1.3I1.4當前值輸出21計數(shù)器當前值等于0時，停止計數(shù)，同時計數(shù)器位被置位“1”設(shè)定值2021/4/13124

計數(shù)器應(yīng)用舉例：產(chǎn)品數(shù)量檢測產(chǎn)品通過檢測器PH機械手KM1KM2傳送帶電機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(chǎn)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C10—計數(shù)器，初始值24（每24個產(chǎn)品機械手動作1次）機械手動作后，延時2秒，將機械手電磁鐵切斷，同時將C20復位。C20復位后，Q0.1和T37也復位 2021/4/13125電機起動后，R1產(chǎn)生寬度為一個掃描周期的正脈沖，使C20和T37復位起、停傳送帶電機計數(shù)器應(yīng)用舉例：產(chǎn)品數(shù)量檢測Q0.0Q0.0I0.224C20T3720C20Q0.1每檢測到一個產(chǎn)品，X2產(chǎn)生一個正脈沖，使C20計一個數(shù)C20每計24個數(shù)，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C20復位。C20

復位后，Q0.1和T37也復位 ()I0.0I0.1C20CUPVCTUR()INPTTONT37T37PQ0.02021/4/13126第4章數(shù)字量控制系統(tǒng)梯形圖程序設(shè)計方法

數(shù)字量控制系統(tǒng)又稱開關(guān)量控制系統(tǒng)，繼電器控制系統(tǒng)就是典型的數(shù)字量控制系統(tǒng)

4.1梯形圖的經(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、設(shè)計的質(zhì)量及設(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(如手動程序)的設(shè)計。4.1.1起動保持和停止電路2021/4/13127直接啟動停車控制繼電器控制電路圖I/O分配：I0.0：停車I0.1：啟動Q0.1：KM梯形圖：語句表LDI0.1OQ0.0AI0.0=Q0.0停止優(yōu)先Q0.0I0.0Q0.0I0.1啟動優(yōu)先2021/4/13128I/O分配決定PLC的端子接線圖PLC的端子接線方式又決定編程語言I/O分配：I0.0：停車I0.1：啟動Q0.1：KMQ0.0I0.0Q0.0I0.12021/4/131294.1.2定時器應(yīng)用電路例4.1延時接通/斷開電路例4.2定時范圍擴展2021/4/13130例4.3閃爍電路（圖4-4）。2021/4/131314.1.3經(jīng)驗設(shè)計法舉例小車自動往返運動的梯形圖設(shè)計2021/4/131322021/4/131332021/4/131344.1.4常閉觸點輸入信號的處理例：SB1(I0.2);FR(I0.5)

如果在PLC的外部接線圖中SB1或FR的觸點類型用常閉觸點，則使繼電器電路圖和梯形圖中對應(yīng)的觸點類型剛好相反，給梯形圖的分析帶來不便。為了使梯形圖和繼電器電路圖中觸點的類型相同，建議盡可能地常開觸點作PLC的輸入信號。如果某些信號只能用常閉觸點輸入，可以按輸入全部為常開觸點來設(shè)計，然后將梯形圖中相應(yīng)的輸入位的觸點改為相反的觸點。2021/4/13135

4.2根據(jù)繼電器控制電路設(shè)計梯形圖的方法例：是某三速異步電動機起動和自動加速的繼電器控制電路圖。2021/4/131362021/4/131372021/4/13138注意事項1.遵守梯形圖語言中的語法規(guī)定。a.線圈必須放在電路的最右邊。b.兩條包含觸點和線圈的串聯(lián)電路并聯(lián)，可以將各線圈的控制電路分開設(shè)計。（也可不分開）2.置中間單元。若多個線圈都受某一觸點串并聯(lián)電路的控制，為了簡化電路，在梯形圖中可以設(shè)置用該電路控制的存儲器位（M0.1)3.盡量減少可編程序控制器的輸入信號和輸出信號。

a.在繼電器電路中，如果幾個輸入器件觸點的串并聯(lián)電路總是作為一個整體出現(xiàn)，可以將它們作為PLC的一個輸入信號，只占用PLC的一個輸入點。

b.某些器件的觸點如果在繼電器電路中只出現(xiàn)一次，并且及PLC輸出端的負載串聯(lián)，不必將它們作為PLC的輸入信號，可以將它們放在PLC的外部輸出回路，仍與相應(yīng)的外負載串聯(lián)。

c.繼電器控制系統(tǒng)中某些相對獨立且比較簡單的部分，可以用繼電器電路控制。2021/4/131394.外部聯(lián)鎖電路的設(shè)立。為了防止控制正反轉(zhuǎn)的兩個接觸器同時動作造成三相電源短路，應(yīng)在PLC外部設(shè)置硬件聯(lián)鎖電路。（KM1~KM3)5.梯形圖的優(yōu)化設(shè)計為了減少語句表指令條數(shù)，在串聯(lián)電路中單個觸點應(yīng)放在右邊，在并聯(lián)電路中單個觸點應(yīng)放在下向。

6.外部負載的額定電壓。

PLC的繼電器輸出模塊和雙相可控硅輸出模塊只能驅(qū)動額定電壓AC220V的負載。2021/4/131404．3順序控制設(shè)計法及順序功能圖

4．3．1順序控制設(shè)計法1.經(jīng)驗設(shè)計法存在的問題：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，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。梯形圖往往很難閱讀，系統(tǒng)的維修和改進困難。2.定義：所謂順序控制，就是按照生產(chǎn)工藝預先規(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,畫出順序功能圖,然后根據(jù)順序功能圖畫出梯形圖。2021/4/131412021/4/13142

3.順序控制設(shè)計法的基本思想：將系統(tǒng)的一個工作周期劃分為若干個順序相連的階段，這些階段稱為步(step)，并用編程元件(M和S)來代表各步。a.步的劃分:根據(jù)輸出量的狀態(tài),在任何一步之內(nèi)，各輸出量的ON／OFF狀態(tài)不變，但是相鄰兩步輸出量的狀態(tài)是不同的。b.轉(zhuǎn)換條件:使系統(tǒng)由當前步進入下一步的信號。4．3．2順序功能圖1．順序功能圖的由來功用：描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能和特性的一種圖形，也是設(shè)計可編程序控制器的順序控制程序的有力工具。組成：步、有向連線、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條件、動作2021/4/131432.步

1）表示方法：用矩形方框，方框中可以用數(shù)字，編程元件的地址作為步的編號。

2）初始步：及系統(tǒng)的初始狀態(tài)相對應(yīng)的步稱為初始步，初始步用雙線方框表示。

3）與步對應(yīng)的動作或命令。

4）活動步：系統(tǒng)正處于某一步所在的階段時．該步處于活動狀態(tài)。3．有向連線與轉(zhuǎn)換條件

1）有向連線：從上到下或從左至右箭頭不標，反之標出。

2）轉(zhuǎn)換：用有向連線上與有向連線垂直的短劃線來表示，將相鄰兩步隔開。

3）轉(zhuǎn)換條件：轉(zhuǎn)換條件是與轉(zhuǎn)換相關(guān)的邏輯命題，轉(zhuǎn)換條件可以用文字語言、布爾代數(shù)表達式或圖形符號標注在表示轉(zhuǎn)換的短線的旁邊。2021/4/13144

4．基本結(jié)構(gòu)1）單序列2）選擇序列3）并列序列4）順序功能圖舉例2021/4/131452021/4/131465．轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的基本規(guī)則

1）轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的條件

(1)該轉(zhuǎn)換所有的前級步都是活動步。

(2)相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件得到滿足。

2）轉(zhuǎn)換實現(xiàn)應(yīng)完成的操作

(1)使所有由有向連線及相應(yīng)轉(zhuǎn)換符號相連的后續(xù)步都變?yōu)榛顒硬健?/p>

(2)使所有由有向連線與相應(yīng)轉(zhuǎn)換符號相連的前級步都變?yōu)椴换顒硬健?．注意事項

(1)兩個步絕對不能直接相連必須用一個轉(zhuǎn)換將它們隔開。

(2)兩個轉(zhuǎn)換也不能直接相連必須用一個步將它們隔開。

2021/4/13147(3)初始步一般對應(yīng)于系統(tǒng)等待起動的初始狀態(tài)，始步是必不可少。(4)自動控制系統(tǒng)應(yīng)能多次重復執(zhí)行同一工藝過程，一般應(yīng)有由步和有向連線組成的閉環(huán)，即在完成一次工藝過程的全部操作之后，應(yīng)從最后一步返回初始步，系統(tǒng)停留在初始狀態(tài)(單周期，圖4-12)，在連續(xù)循環(huán)工作方式時，將從最后一步返回下一工作周期開始運行的第一步(圖4-17)。(5)只有當某一步的前級步是活動步時，該步才有可能變成活動步2021/4/13148第5章順序控制梯形圖的設(shè)計方法

定義:根據(jù)順序功能圖設(shè)計梯形圖的方法。方法:使用起保停電路；以轉(zhuǎn)換為中心；使用控制繼電器。5.1使用起保停電路設(shè)計順序控制梯形圖的方法特點:起保停電路僅僅使用觸點和線圈有關(guān)指令,任何一種PLC的指令系統(tǒng)都有這一類指令，因此這是一種通用的編程方法，可以用于任意型號的PLC.方法：根據(jù)轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的基本規(guī)則，轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的條件是它的前步為活動步，并且滿足相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件，（步M0.1變?yōu)榛顒硬降臈l件是它的前級步M0.0為活動步，且轉(zhuǎn)換條件I0.0為１）轉(zhuǎn)換實現(xiàn)應(yīng)完成的操作是后續(xù)步都變?yōu)榛顒硬?，前級步都變?yōu)椴换顒硬健＃ú組0.1變?yōu)榛顒硬?，M0.0變?yōu)椴换顒硬剑?.1.1單序列的編程方法例.鍋爐的鼓風機和引風機梯形圖設(shè)計

2021/4/131492021/4/13150順序控制電路電路的設(shè)計方法

M0.1:起動M0.0及I0.0的常開觸點串聯(lián)，停止M0.2的常閉觸點與M0.1的線圈串聯(lián)，保持M0.1的常開觸點與M0.0與I0.0的常開觸點串聯(lián)電路并聯(lián)。輸出電路的設(shè)計方法

1）某一輸出量僅在某一步中為ON，將它的線圈與對應(yīng)步的存儲器位（M0.2）的線圈并聯(lián)。

2）某一輸出在幾步中都為ON，將代表各有關(guān)步的存儲器位的常開觸點并聯(lián)后，驅(qū)動該輸出的線圈。（M0.1～MO.3的常開觸點并聯(lián)驅(qū)動Q0.O的線圈）2021/4/13151５.１.２選擇序列的編程方法1.選擇序列分支的編程2.選擇序列合并的編程

2021/4/131523.僅有兩步的閉環(huán)的處理2021/4/131534.選擇序列應(yīng)用舉例2021/4/13154５.１.３并行序列的編程方法1.并行序列分支的編程2.并行序列合并的編程3.并行序列應(yīng)用舉例2021/4/131555.2以轉(zhuǎn)換為中心的順序控制梯形圖設(shè)計方法

５.２.１單序列的編程方法1.梯形圖及順序功能圖的對應(yīng)關(guān)系：方法：用該轉(zhuǎn)換所有前級步對應(yīng)的存儲器位的常開觸點與轉(zhuǎn)換對應(yīng)的觸點或電路串聯(lián)，用它作為使所有后續(xù)步對應(yīng)的存儲器位置位，和使所有前級步對應(yīng)的存儲器位復位的條件。特點：這種設(shè)計方法特別有規(guī)律。梯形圖與轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的基本規(guī)則之間有著嚴格的對應(yīng)關(guān)系，在設(shè)計復雜的順序功能圖的梯形圖時既容易掌握，又不容易出錯。2.某組合機床的動力頭控制系統(tǒng)梯形圖設(shè)計注意：使用這種編程方法時，不能將輸出位的線圈與置位指令和復位指令并聯(lián)。2021/4/131562021/4/13157５.２.２選擇序列的編程方法５.２.３并行序列的編程方法５.２.４應(yīng)用舉例2021/4/131582021/4/131595.3使用SCR指令的順序控制梯形圖設(shè)計方法

5．3．1順序控制繼電器指令順序控制繼電器S專門用于編制順序控制程序。裝載順序控制繼電器(LoadSequenceControlRelay)指令LSCRS_bit：表示一個SCR段即順序功能圖中的步的開始。順序控制繼電器結(jié)束(sequenceControlRelayEnd)指令SCRE：表示SCR段的結(jié)束。順序控制繼電器轉(zhuǎn)換(sequenceControlRelayTransition)指令SCRTS_bit:表示SCR段之間的轉(zhuǎn)換，即步的活動狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。使用SCR時有如下的限制：不能在不同的程序中使用相同的s位；不能在SCR段中使用JMP及LBL指令，即不允許用跳轉(zhuǎn)的方法跳人或跳出SCR段；不能在SCR段中使用FOR、NEXT和END指令2021/4/131605.３.2單序列編程方法某小車運動的梯形圖設(shè)計。5.3.３選擇序列及并行序列的編程方法5.3.４應(yīng)用舉例2021/4/131612021/4/131622021/4/131632021/4/131642021/4/131655．4具有多種工作方式的系統(tǒng)的順序控制梯形圖設(shè)計方法

5.4.1系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)及工作方式1.硬件結(jié)構(gòu)多種工作方式：手動和自動(包括連續(xù)、單周期、單步、自動返回初始狀態(tài)等)手動程序比較簡單，一般用經(jīng)驗法設(shè)計，復雜的自動程序一般根據(jù)系統(tǒng)的順序功能圖用順序控制法設(shè)計。2021/4/13166例：某機械手用來將工件從A點搬運到B點(圖5-16)，控制面板（圖5-17），外部接線圖（圖5-18）。2.工作方式：系統(tǒng)設(shè)有手動、單周期、單步、連續(xù)和回原點5種工作方式。2.程序的總體結(jié)構(gòu)圖5-19是主程序OB1,SM0.0的常開觸點一直閉合，公用程序是無條件執(zhí)行的。方式選擇開關(guān)在不同位置時，執(zhí)行相應(yīng)的子程序。2021/4/131672021/4/131682021/4/131692021/4/131702021/4/131715．4．1使用起保停電路的編程方法

1公用程序功用：用于處理各種工作方式都要執(zhí)行的任務(wù)，以及處理不同的工作方式之間相互切換。2手動程序3.自動程序順序功能圖（圖5-20）梯形圖（圖5-21）單周期、連續(xù)、和單步這3種工作方式主要是用“連續(xù)”標志M0.7和“轉(zhuǎn)換允許”標志M0.6來區(qū)分2021/4/131722021/4/13173（1）單步及非單步的區(qū)分M0.6的常開觸點接在每一個控制代表步的存儲器位的起動電路中，它們斷開時禁止步的活動狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。（2）單周期與連續(xù)的區(qū)分連續(xù)，I2.4為1狀態(tài)。按I2.6，M0.7為1狀態(tài)，系統(tǒng)返回步M2.0,反復連續(xù)地工作下去。按I2.7，在完成當前工作周期的全部操作后，返回初始步。單周期，M0.7為一直處于0狀態(tài)，系統(tǒng)返回并停留在初始步。（3）單周期工作過程（4）單步工作過程（5）輸出電路4.自動回原點程序

2021/4/13174

2021/4/131752021/4/131762021/4/13177第6章可編程序控制器的功能指令

概述為了滿足工業(yè)控制的需要，PLC生產(chǎn)廠家為PLC增添了過程控制，數(shù)據(jù)處理和特殊功能指令，這些指令我們稱為功能指令。類型：傳送、移位及填充指令；算術(shù)運算及邏輯運算指令；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令；高速處理指令；通信指令；PID指令。2021/4/131786．１程序控制指令

6．１．1循環(huán)指令

FOR指令表示循環(huán)的開始，NEXT指令表示循環(huán)的結(jié)束.注意事項：

(1)如果啟動了FOR／NEXT循環(huán)，除非在循環(huán)內(nèi)部修改了結(jié)束值，否則循環(huán)就一直進行，直到循環(huán)結(jié)束。

(2)再次啟動循環(huán)時，它將初始值INIT傳送到指針I(yè)NDX中。

FOR指令必須及NEXT指令配套使用。允許循環(huán)嵌套，最多可嵌套8層。（圖6-3）2021/4/131792021/4/131806．１．2跳轉(zhuǎn)及標號指令跳轉(zhuǎn)指令JMP(Jump)可使程序流程轉(zhuǎn)移到同一程序的標號(n)處。標號指令LBL(Label)，用來指示跳轉(zhuǎn)指令的目的位置。JMP與LBL指令中的操作數(shù)n為常數(shù)0～255。2021/4/131816３數(shù)據(jù)處理指令

6．３．2SIMATIC數(shù)據(jù)傳送指令1.字節(jié)、字、雙字和實數(shù)的傳送將輸人的數(shù)據(jù)(IN)傳送到輸出(OUT)，傳送過程中不改變數(shù)的大小。

2.字節(jié)、字、雙字的塊傳送指令將從輸入地址(IN)開始的N個數(shù)據(jù)傳送到輸出地址(OUT)開始的N個單元，N=l~255，N為字節(jié)變量2021/4/131823.字節(jié)交換指令字節(jié)交換SWAP(swapBytes)指令交換輸人字(IN)的高字節(jié)及低字節(jié)。

4.宇節(jié)立即讀寫指令字節(jié)立即讀MOV_BIR(MoveByteImmediateRead)指令讀取IN輸入端給出的1個字節(jié)的物理輸入點(IB)，并將結(jié)果寫入OUT。字節(jié)立即寫MOV_BIW(MoveByteImmediateWrite)指令將輸入(IN)給出的1字節(jié)數(shù)值寫入OUT端給出的物理輸出點(QB)。兩條指令的IN和OUT都是字節(jié)變量。2021/4/131832021/4/13184

6.3.3移位及循環(huán)移位指令

1.字節(jié)、字、雙字右移位和左移位指令將輸入IN中的數(shù)的各位向右或向左移動N位后，送給輸出OUT.2.字節(jié)、字、雙宇循環(huán)