電工高級 PLC基礎(chǔ)知識

維修電工理論培訓模塊二電工基礎(chǔ)知識電子技術(shù)知識；PLC知識。PLC基礎(chǔ)知識主要內(nèi)容第1章概論第2章可編程控制器構(gòu)成原理

第3章S7-200可編程控制器的硬件系統(tǒng)第4章STEP7-Micro/WIN32編程軟件的使用與安裝第5章可編程控制器指令系統(tǒng)

第1章概論1.1可編程控制器的產(chǎn)生及定義1、PLC的產(chǎn)生及定義1968年由美國通用汽車公司（GE）提出，1969年有美國數(shù)字設備公司（DEC）研制成功，有邏輯運算、定時、計算功能稱為PLC（programmablelogiccontroller）。80年代，由于計算機技術(shù)的發(fā)展，PLC采用通用微處理器為核心，功能擴展到各種算術(shù)運算，PLC運算過程控制并可與上位機通訊、實現(xiàn)遠程控制。被稱為PC（programmablecontroller）即可編程控制器。國際電工委員會（IEC）1987年頒布的可編程邏輯控制器的定義如下：

“可編程邏輯控制器是專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的一種數(shù)字運算操作的電子裝置，是帶有存儲器、可以編制程序的控制器。它能夠存儲和執(zhí)行命令，進行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)的外圍設備，都應按易于工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體、易于擴展其功能的原則設計”。第1章概論92.>PLC的定義：把（）功能用特定的指令記憶在存儲器中，通過數(shù)字或模擬輸入、輸出裝置對機械自動化或過程自動化進行控制的數(shù)字式電子裝置。A．邏輯運算，順序控制B．計數(shù)，計時，算術(shù)運算C．邏輯運算、順序控制、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等習題C1.2可編程控制器的工作特點

1、可靠性高，抗干擾能力強。2、通用性強，使用方便。小型PLC為整體結(jié)構(gòu)，并可外接I/O擴展機箱構(gòu)成PLC控制系統(tǒng)。中大型PLC采用分體模塊式結(jié)構(gòu)，設有各種專用功能模塊（開關(guān)量、模擬量輸入輸出模塊，位控模塊，伺服、步進驅(qū)動模塊等）供選用和組合，由各種模塊組成大小和要求不同的控制系統(tǒng)。3、功能強，適應面廣。算術(shù)、邏輯運算、定時、計數(shù)、PID運算、過程控制、通訊等。4、使用、編程方便。（LAD）梯形圖、語句表（STL）、功能圖（FBD）、控制系統(tǒng)流程圖等編程語言通俗易懂，使用方便。5、PLC控制系統(tǒng)的設計、安裝、調(diào)試、維護方便。6、體積小、重量輕、功耗低。1.3可編程控制器的分類和發(fā)展

1、分類按I/O點數(shù)可分為大、中、小型三大類，通?？梢远x為：小型：I/O點數(shù)在256點以下；中型：I/O點數(shù)在256～1024點之間；大型：I/O點數(shù)在1024點以上。2、應用可編程控制器在多品種、小批量、高質(zhì)量的產(chǎn)品生產(chǎn)中得到廣泛的應用，PLC控制已成為工業(yè)控制的重要手段之一，與CAD/CAM，機器人技術(shù)一起成為實現(xiàn)現(xiàn)代自動化生產(chǎn)的三大支柱。通常可以認為，只要有控制要求的地方，都可以用到可編程控制器。1.3可編程控制器的分類和發(fā)展

3、發(fā)展方向發(fā)展方向分小型化和大型化兩個發(fā)展趨勢。小型PLC有兩個發(fā)展方向，即?。ㄎⅲ┬突蛯I(yè)化。大型化指的是大中型PLC向著大容量、智能化和網(wǎng)絡化發(fā)展，使之能與計算機組成集成控制系統(tǒng)，對大規(guī)模、復雜系統(tǒng)進行綜合性的自動控制。1.4可編程控制器與其他工業(yè)控制裝置的比較

1、PLC與繼電器控制系統(tǒng)的比較繼電器控制系統(tǒng)：針對一定的生產(chǎn)機械、固定的生產(chǎn)工藝設計的，采用硬接線方式裝配而成，只能完成既定的邏輯控制、定時、計數(shù)等功能，一旦生產(chǎn)工藝過程改變，則控制柜必須重新設計。PLC：應用了微電子技術(shù)和計算機技術(shù)，各種控制功能都是通過軟件來實現(xiàn)的，只要改變程序并改動少量的接線端子，就可適應生產(chǎn)工藝的改變。從適應性、可靠性、安裝維護等各方面比較，PLC都有顯著的優(yōu)勢。2、PLC與集散控制系統(tǒng)的比較PLC是由繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來，所以它在數(shù)字處理、順序控制方面具有一定優(yōu)勢，主要側(cè)重于開關(guān)量順序控制方面。集散控制系統(tǒng)是由單回路儀表控制系統(tǒng)發(fā)展而來，所以它在模擬量處理、回路調(diào)節(jié)方面具有一定優(yōu)勢，主要側(cè)重于回路調(diào)節(jié)功能。1.4可編程控制器與其他工業(yè)控制裝置的比較

1.4.3PLC與工業(yè)控制計算機的比較工業(yè)控制計算機是通用微型計算機適應工業(yè)生產(chǎn)控制要求發(fā)展起來的一種控制設備。硬件結(jié)構(gòu)方面總線標準化程度高、兼容性強，而軟件資源豐富，特別是具有實時操作系統(tǒng)的支持，故對要求快速、實時性強、模型復雜、計算工作量大的工業(yè)對象的控制占有優(yōu)勢。PLC使用技術(shù)人員熟悉的梯形圖語言編程，易學易用，便于推廣應用。1.4可編程控制器與其他工業(yè)控制裝置的比較

16.>PLC控制和繼電接觸器控制比較：傳統(tǒng)的繼電器控制線路的控制作用是通過許多導線與繼電器硬連接實現(xiàn)的，而PLC控制系統(tǒng)的控制作用是通過軟件編程實現(xiàn)的，PLC控制系統(tǒng)可以通過軟件編程改變其控制作用，繼電器控制線路就很難做到。與微機控制的比較：編成簡單，組成控制系統(tǒng)快捷、靈活、可靠性高。習題16.>PLC控制和繼電接觸器控制、微機控制的優(yōu)缺點。第2章可編程控制器構(gòu)成原理

可編程控制器硬件系統(tǒng)：可編程控制器系統(tǒng)由輸入部分、運算控制部分和輸出部分組成。輸入部分：將被控對象各種開關(guān)信息和操作臺上的操作命令轉(zhuǎn)換成可編程控制器的標準輸入信號，然后送到PLC的輸入端點。

運算控制部分（CPU）：由可編程控制器內(nèi)部CPU按照用戶程序的設定，完成對輸入信息的處理，并可以實現(xiàn)算術(shù)、邏輯運算等操作功能。

輸出部分：由PLC輸出接口及外圍現(xiàn)場設備構(gòu)成。CPU的運算結(jié)果通過PLC的輸出電路，提供給被控制裝置。2.1可編程控制器的基本組成93.>PLC邏輯部分的主要作用是（）。A．收集并保存被控對象實際運行的數(shù)據(jù)和信息B．處理輸入部分所取得的信息，并按照被控對象實際的動作要求作出反應C.提供正在被控制的設備需要實時操作處理的信息 B習題可編程控制器硬件系統(tǒng)由（）、（）和（）組成。輸入部分運算控制部分輸出部分2.1可編程控制器的基本組成PLC控制器的等效電路圖15.>為什么稱PLC的內(nèi)部繼電器為軟繼電器？和硬件繼電器相比，軟繼電器的觸點在使用上有何特點？習題15.>PLC內(nèi)部的繼電器并不是實際的硬繼電器，而是PLC內(nèi)部的存儲單元。因此，稱為“軟繼電器”，梯形圖是由這些“軟繼電器”組成的梯形圖控制線路圖，它們并不是真正的物理連接，而是邏輯關(guān)系的連接，稱為“軟連接”。當存儲單元某位狀態(tài)為1時，相當于某個繼電器線圈得電；當該位狀態(tài)為0時，相當于該繼電器線圈斷電。軟繼電器的常開觸點、常閉觸點可以在程序中使用無數(shù)多次。96.>可編程控制器的輸入、輸出，輔助繼電器，計時、計數(shù)的觸點是（）無限地重復使用。A.無限的能B.有限的能C.無限的不能D.有限的不能A2.1可編程控制器的基本組成

可編程控制器主機的硬件電路：由CPU單元，存儲器，基本I/O接口電路，外設接口，電源等五大部分組成。CPU(CenterProcessUnit)單元，又稱中央處理單元，是PLC的核心。它除CPU芯片外，還包含外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路等。CPU單元的功能：讀入現(xiàn)場狀態(tài);控制存儲器和解讀用戶邏輯;執(zhí)行各種算術(shù)運算;輸入、輸出運算結(jié)果;執(zhí)行系統(tǒng)診斷程序;與外部設備或計算機通訊。2.1可編程控制器的基本組成1.CPU單元2.1可編程控制器的基本組成2.存儲器單元在PLC系統(tǒng)中存儲器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序及工作數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)程序是由PLC的制造廠家研制的，它是PLC的一部分，在PLC使用過程中是不變的。因此，系統(tǒng)程序在機器出廠時由制造廠固化于PROM存儲器中，用戶不能訪問、修改這一部分存儲器內(nèi)容。

用戶的應用程序是按PLC的應用對象而設計的，隨著生產(chǎn)工藝的不同而變化，是由使用者根據(jù)應用對象的工藝要求編制的，一般存放在EPROM或E2PROM中。78.>在PLC中，可以通過編程器修改或增刪的是（）。A．系統(tǒng)程序B．用戶程序C．工作程序D．任何程序BPLC的對外功能主要通過各類接口單元實現(xiàn)對工業(yè)設備或生產(chǎn)過程的檢測與控制。通過各種輸入輸出接口電路，PLC即可檢測到所需要的過程信息，又可以將處理后的結(jié)果傳送給外部過程，驅(qū)動各種執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程的自動控制。2.1可編程控制器的基本組成3.輸入/輸出接口單元PLC內(nèi)部輸入電路作用是將PLC外部信號送至PLC內(nèi)部電路。輸入接點分為直流輸入式，交流輸入式和交直流輸入式三大類。2.1可編程控制器的基本組成2.1可編程控制器的基本組成PLC輸出電路用來驅(qū)動被控負載（電磁鐵、繼電、接觸器線圈等）。PLC輸出電路結(jié)構(gòu)形式分為繼電器式，晶體管式和晶閘管式等三種。可編程控制器輸出電路原理圖可編程控制器輸出電路原理圖2.1可編程控制器的基本組成2.2可編程控制器的工作原理

PLC的循環(huán)掃描工作過程:PLC的CPU是采用分時操作的原理，每一時刻執(zhí)行一個操作，隨著時間的延伸一個動作接一個動作順序地進行。這種分時操作進程稱為CPU對程序的掃描。PLC的用戶程序由若干條指令組成，指令在存儲器中按序號順序排列。CPU從第一條指令開始，順序逐條地執(zhí)行用戶程序，直到用戶程序結(jié)束。然后，返回第一條指令開始新的一輪掃描。PLC就是這樣周而復始地重復上述的掃描循環(huán)，如圖4-14所示。PLC的循環(huán)掃描工作過程PLC的工作過程示意圖電源接通YYYN(STOP)有無故障CPU是否RUN輸入采樣執(zhí)行用戶程序輸出刷新上電初始化是否致命錯誤異常警示燈亮存放自診斷出錯信號停止掃描錯誤排除與編程器交換信息修改編程和調(diào)試用戶程序STOP方式N自診斷與外設通信125.>PLC可編程序控制器，整個工作過程分五個階段，當PLC通電運行時，第一個階段應為（）。A.與編程器通訊B.執(zhí)行用戶程序C.讀入現(xiàn)場信號D.自診斷D習題2.2可編程控制器的工作原理

可編程序控制器的工作過程一般可分為三個主要階段：輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。如圖1-2所示：現(xiàn)場輸入輸入模板輸入映像區(qū)執(zhí)行用戶程序輸出映像區(qū)輸出模板輸出裝置輸入采樣階段掃描程序階段輸出刷新階段圖PLC的工作過程（1）輸入采樣階段。PLC以掃描工作方式，按順序?qū)⑺行盘栕x入到寄存輸入狀態(tài)的輸入映像區(qū)中存儲，這一過程稱為采樣。（2）程序執(zhí)行階段。PLC按順序?qū)Τ绦驋呙瑁磸纳系较?，從左到右地掃描每條指令，并分別從輸入映像區(qū)和輸出映像區(qū)中獲得所需的數(shù)據(jù)進行運算、處理，再將程序執(zhí)行的結(jié)果寫入寄存執(zhí)行結(jié)果的輸出映像區(qū)中保存。（3）輸出刷新階段。在執(zhí)行完用戶所有程序后，PLC將輸出映像區(qū)中的內(nèi)容送到寄存輸出狀態(tài)的輸出鎖存器中，再去驅(qū)動用戶設備。2.2可編程控制器的工作原理

3.1S7-200系列PLC的構(gòu)成

S7-200小型可編程控制系統(tǒng)由主機（基本單元）、I/O擴展單元、功能單元（模塊）和外部設備（文本／圖形顯示器、編程器）等組成。

第3章S7-200可編程控制器的硬件系統(tǒng)S7-22x系列CPU設計輸出PPI連接本機DI狀態(tài)指示模式選擇器電位器I/O擴展存儲器卡輸入狀態(tài)指示本機DO狀態(tài)指示模塊/擴展模塊(EM)I/O模塊功能模塊(FM)通訊處理器(CP)3.1S7-200系列PLC的構(gòu)成

第3章S7-200可編程控制器的硬件系統(tǒng)工作方式開關(guān)，模擬電位器，I/O擴展接口，工作狀態(tài)指示和用戶程序存儲卡，I/O接線端子排及發(fā)光指示等。主機箱體外部的RS-485通訊接口，用以連接編程器（手持式或PC機）、文本／圖形顯示器、PLC網(wǎng)絡等外部設備。CPU224外部電路接線電路圖CPU224外部電路接線電路圖輸入電路采用了雙向光電耦合器，24VDC極性可任意選擇，1M、2M為輸入端子的公共端。1L、2L為輸出公共端。CPU224另有24V、280mA電源供PLC輸入點使用。CPU226AC/DC/繼電器模塊輸入、輸出單元的接線圖3.2S7-200數(shù)據(jù)存儲區(qū)1.輸入／輸出映像寄存器輸入映像寄存器（該區(qū)域可以按位操作又稱輸入繼電器）S7-200PLC編址范圍（I0.0~I15.7）輸入繼電器線圈由外部信號驅(qū)動，常開觸點和常閉觸點供用戶編程使用。輸出映像寄存器：S7-200PLC編址范圍（Q0.0~Q15.7）輸出映像寄存器（又稱輸出繼電器）是用來將PLC的輸出信號傳遞給負載，線圈用程序指令驅(qū)動。PLC的每一個I/O點都是一個確定的物理點。CPU224主機有I0.0～I0.7，I1.0～I1.5共14個數(shù)字量輸入端點，Q0.0～Q0.7、Q1.0、Q1.1共10個數(shù)字量輸出端點。2.變量存儲器V用以存儲運算的中間結(jié)果和其它數(shù)據(jù)。CPU224有VB0.0～VB5119.7的5K存儲字節(jié)?？砂次?、字節(jié)、字或雙字使用。3.內(nèi)部標志位（M）存儲區(qū)M作為控制繼電器（又稱中間繼電器），用來存儲中間操作數(shù)或其它控制信息。S7-200PLC編址范圍M0.0~M31.7，可以按位、字節(jié)、字或雙字來存取存儲區(qū)的數(shù)據(jù)。4.順序控制繼電器（S）存儲區(qū)S又稱狀態(tài)元件，以實現(xiàn)順序控制和步進控制。S7-200PLC編址范圍S0.0～S31.7，可以按位、字節(jié)、字或雙字來存取數(shù)據(jù)。3.2S7-200數(shù)據(jù)存儲區(qū)

CPU224編址范圍SM0.0～SM179.7，共180個字節(jié)。其中SM0.0～SM29.7的30個字節(jié)為只讀型區(qū)域。

①SMB0為狀態(tài)位字節(jié)，在每次掃描循環(huán)結(jié)尾由S7-200CPU更新，定義如下：SM0.0RUN狀態(tài)監(jiān)控，PLC在運行RUN狀態(tài)，該位始終為1。SM0.1首次掃描時為1，PLC由STOP轉(zhuǎn)為RUN狀態(tài)時，ON（1態(tài)）一個掃描周期，用于程序的初始化。SM0.2當RAM中數(shù)據(jù)丟失時，ON一個掃描周期，用于出錯處理。SM0.3PLC上電進入RUN方式，ON一個掃描周期。SM0.4分脈沖，該位輸出一個占空比為50％的分時鐘脈沖。用作時間基準或簡易延時。5.特殊標志位（SM）存儲器

CPU224編址范圍SM0.0～SM179.7，共180個字節(jié)。其中SM0.0～SM29.7的30個字節(jié)為只讀型區(qū)域。

①SMB0為狀態(tài)位字節(jié),在每次掃描循環(huán)結(jié)尾由S7-200CPU更新,定義如下：SM0.5秒脈沖，該位輸出一個占空比為50％的秒時鐘脈沖?？捎米鲿r間基準。SM0.6掃描時鐘，一個掃描周期為ON（高電平），另一為OFF（低電平）循環(huán)交替。SM0.7工作方式開關(guān)位置指示，0為TERM位置，1為RUN位置。為1時，使自由端口通訊方式有效。5.特殊標志位（SM）存儲器

CPU224編址范圍SM0.0～SM179.7，共180個字節(jié)。其中SM0.0～SM29.7的30個字節(jié)為只讀型區(qū)域。

②SMB1為指令狀態(tài)位字節(jié)，常用于表及數(shù)學操作，部分位定義如下：SM1.0零標志，運算結(jié)果為0時，該位置1。SM1.1溢出標志，運算結(jié)果溢出或查出非法數(shù)值時，該位置1。SM1.2負數(shù)標志，數(shù)學運算結(jié)果為負時，該位為1。5.特殊標志位（SM）存儲器6.局部存儲器（L）

S7-200有64個字節(jié)的局部存儲器，編址范圍LB0.0~LB63.7，其中60個字節(jié)可以用作暫時存儲器或者給子程序傳遞參數(shù)，最后4個字節(jié)為系統(tǒng)保留字節(jié)。

7.定時器（相當于時間繼電器）

S7-200CPU中的定時器是對內(nèi)部時鐘累計時間增量的設備，用于時間控制。編址范圍T0～T255（22X）；T0～T127(21X)。3.2S7-200數(shù)據(jù)存儲區(qū)8.計數(shù)器

計數(shù)器主要用來累計輸入脈沖個數(shù)。有16位預置值和當前值寄存器各一個，以及1位狀態(tài)位，當前值寄存器用以累計脈沖個數(shù)，計數(shù)器當前值大于或等于預置值時，狀態(tài)位置1。S7-200CPU提供有三種類型的計數(shù)器，增計數(shù)、減計數(shù)、增／減計數(shù)。編址范圍C0～C255（22X），C0～C127（21X）。3.2S7-200數(shù)據(jù)存儲區(qū)9.模擬量輸入／輸出映像寄存器（AI/AQ）

S7-200的模擬量輸入電路將外部輸入的模擬量（如溫度、電壓）等轉(zhuǎn)換成1個字長（16位）的數(shù)字量，存入模擬量輸入映像寄存器區(qū)域。AI編址范圍AIW0，AIW2，……AIW62，起始地址定義為偶數(shù)字節(jié)地址，共有32個模擬量輸入點。S7-200模擬量輸出電路用來將模擬量輸出映像寄存器區(qū)域的1個字長（16位）數(shù)字值轉(zhuǎn)換為模擬電流或電壓輸出。AQ編址范圍AQW0，AQW2，……AQW62，起始地址也采用偶數(shù)字節(jié)地址，共有32個模擬量輸出點。3.2S7-200數(shù)據(jù)存儲區(qū)10.累加器（AC）

累加器是用來暫存數(shù)據(jù)，S7-200PLC提供了4個32位累加器AC0～AC3。累加器支持以字節(jié)（B）、字（W）和雙字（D）的存取。11.高速計數(shù)器（HC）

CPU22X提供了6個高速計數(shù)器HC0、HC1……HC5（每個計數(shù)器最高頻率為30KHz）用來累計比CPU掃描速率更快的事件。高速計數(shù)器的當前值為雙字長的符號整數(shù)。3.2S7-200數(shù)據(jù)存儲區(qū)第4章STEP7-MicroWIN編程軟件的安裝與使用

4.1SIMATICS7-200編程軟件SIMATICS7-200編程軟件是指西門子公司為S7-200系列可編程控制器編制的工業(yè)編程軟件的集合，其中STEP7-MicroWIN軟件是基于Windows的應用軟件。本章以2001年版本的S7-200PLC編程軟件為例，介紹編程軟件的安裝、功能和使用方法，并結(jié)合應用實例講解用戶程序的輸入、編輯、調(diào)試及監(jiān)控運行的方法。1.STEP7-MicroWIN軟件

在Windows平臺上運行的SIMATICS7-200軟件簡單、易學;能夠解決復雜的自動化任務;可以快速進入，節(jié)省編程時間;具有擴展功能;基于標準的Windows軟件(類似于Winword,Outlook等標準應用軟件;STEP7-MicroWIN編程軟件為用戶開發(fā)、編輯和監(jiān)控自己的應用程序提供了良好的編程環(huán)境。4.1SIMATICS7-200編程軟件軟件基本功能:STEP7-MicroWIN是在Windows平臺上運行的SIMATICS7-200PLC編程軟件，簡單、易學，能夠解決復雜的自動化任務。適用于所有SIMATICS7-200PLC機型軟件編程。支持IL、LAD、FBD三種編程語言，可以在三者之間隨時切換。具有密碼保護功能。STEP7-MicroWIN提供軟件工具幫助您調(diào)試和測試您的程序。這些特征包括：監(jiān)視S7-200正在執(zhí)行的用戶程序狀態(tài)，為S7-200指定運行程序的掃描次數(shù)，強制變量值等。指令向?qū)Чδ埽篜ID自整定界面；PLC內(nèi)置脈沖串輸出(PTO)和脈寬調(diào)制(PWM)指令向?qū)?；?shù)據(jù)記錄向?qū)В慌浞较驅(qū)?。支持TD200和TD200C文本顯示界面(TD200向?qū)?。4.1SIMATICS7-200編程軟件2.軟件的安裝1）安裝條件操作系統(tǒng)：MicrosoftWindows2000(SP3以上)；MicrosoftWindowsXP；MicrosoftVista硬件要求：任何能夠運行上述操作系統(tǒng)的PC機或PG（西門子編程器）至少350MB以上硬盤空間推薦顯示設備的最小分辨率為1024×768通信電纜：用一條PC/PPI電纜實現(xiàn)可編程控制器與計算機的通信。2.軟件的安裝2）放入光盤，雙擊編程軟件中的安裝程序SETUP.EXE，根據(jù)安裝提示完成安裝。打開軟件，選擇菜單Tools-Options-General-Chinese，完成漢化補丁的安裝。3.建立S7-200CPU的通訊1)PC/PPI電纜通訊PLC用PC/PPI電纜與個人計算機連接。2)MPI通訊多點接口（MPI）卡提供了一個RS485端口，可以用直通電纜和網(wǎng)絡相連3.建立S7-200CPU的通訊3.建立S7-200CPU的通訊3）通訊參數(shù)設置2）退出方法方法一：從菜單文件（File）—退出（Exit）；方法二：單擊右上角關(guān)閉按鈕；方法三：雙擊左上角控制圖標；方法四：按組合鍵ALT+F4。1）啟動方法方法一：雙擊桌面快捷圖標。方法二：單擊開始-Simatic-STEP7-MicroWINV4.0-STEP7-MicroWIN。4.STEP7-MicroWIN的啟動與退出4.2STEP7-MicroWIN軟件介紹STEP7-MicroWIN窗口組件及功能

1、主菜單及子目錄的狀態(tài)信息2、工具條及瀏覽條和指令樹3、程序編輯器窗口可編程控制器的程序設計就是用一定的編程語言對一個控制任務進行描述。程序由操作系統(tǒng)和用戶程序組成。操作系統(tǒng)由可編程控制器的生產(chǎn)廠家提供,它支持用戶程序運行；用戶程序是用戶為完成特定的控制任務而編寫的應用程序。程序的表達方式:梯形圖、指令表、邏輯功能圖、高級語言。梯形圖：由繼電接觸器轉(zhuǎn)化而來，形象直觀、易于被熟悉繼電接觸器控制系統(tǒng)的人接受。指令表：不如梯形圖形象直觀，程序的輸入和輸出不如其他圖形方式簡單，但其功能最強。邏輯功能圖：形象直觀，適合熟悉邏輯電路的用戶。4.3程序編制及運行

下圖是一個典型的梯形圖。左右兩條垂直的線稱作母線。母線之間是觸點的邏輯連接和線圈的輸出。梯形圖梯形圖的一個關(guān)鍵概念是“能流”(PowerFlow)，這僅是概念上的“能流”。圖中，把左邊的母線假想為電源“火線”，而把右邊的母線(虛線所示)假想為電源“零線”。如果有“能流”從左至右流向線圈，則線圈被激勵；如果沒有“能流”，則線圈未被激勵?！澳芰鳌笨梢酝ㄟ^被激勵(ON)的常開接點和未被激勵(OFF)的常閉接點自左向右流?！澳芰鳌痹谌魏螘r候都不會通過接點自右向左流。如圖中，當A、B、C接點都接通后，線圈M才能接通(被激勵)，只要其中一個接點不接通，線圈就不會接通；而D、E、F接點中任何一個接通，線圈Q就被激勵。梯形圖

注意：引入“能流”的概念，僅僅是為了和繼電接觸器控制系統(tǒng)相比較，以對梯形圖有一個深入的認識，其實“能流”在梯形圖中是不存在的。有的PLC的梯形圖有兩根母線，但大部分PLC現(xiàn)在只保留左邊的母線了。在梯形圖中，觸點代表邏輯“輸入”條件，如開關(guān)、按鈕、內(nèi)部條件等；線圈通常代表邏輯“輸出”結(jié)果，如燈、電機接觸器、中間繼電器等。對S7-200系列PLC來說，還有一種輸出——“盒”(方塊圖)，它代表附加的指令，如定時器、計數(shù)器和功能指令等。梯形圖語言簡單明了，易于理解，是所有編程語言的首選。梯形圖下圖是一個簡單的PLC程序，圖(a)是梯形圖程序，圖(b)是相應的指令表。一般來說，指令表編程適合于熟悉PLC和有經(jīng)驗的程序員使用。指令表下圖為FBD的一個簡單實例。邏輯功能圖4.3程序編制及運行

1.建立項目（用戶程序）

1)程序的輸入、編輯通常利用LAD進行程序的輸入，程序的編輯包括程序的剪切、拷貝、粘貼、插入和刪除，字符串替換、查找等。還可以利用符號表對POU中的符號賦值。2)程序的編譯及上、下載①編譯程序的編譯，能明確指出錯誤的網(wǎng)絡段，編程者可以根據(jù)錯誤提示對程序進行修改，然后再次編譯，直至編譯無誤。4.3程序編制及運行

1.建立項目（用戶程序）②下載用戶程序編譯成功后，將下載塊中選中下載內(nèi)容下載到PLC的存儲器中。③載入（上載）載入可以將PLC中未加密的程序或數(shù)據(jù)向上送入編程器（PC機）。將選擇的程序塊、數(shù)據(jù)塊、系統(tǒng)塊等內(nèi)容上載后，可以在程序窗口顯示上載的PLC內(nèi)部程序和數(shù)據(jù)信息。2.梯形圖編輯器

1)梯形圖元素的工作原理觸點代表電流（能量流）的控制開關(guān)，線圈代表由電流充電的中繼或輸出；框盒（指令盒）代表能量流到達此框時執(zhí)行指令盒的功能。2)梯形圖排布規(guī)則網(wǎng)絡必須從觸點開始，以線圈或框盒（沒有ENO端）結(jié)束。注：每個用戶程序，一個線圈或指令盒只能使用一次，并且不允許多個線圈串聯(lián)使用。3)在梯形圖中輸入指令（編程元件）光標、階梯的開始、繼續(xù)輸入元件等標志的識別。4)程序的編輯及參數(shù)設定5)程序注釋6)程序的編譯及上、下載PLC編程的基本原則輸入/輸出繼電器、內(nèi)部繼電器、定時器、計數(shù)器等器件的觸點可以重復使用；梯形圖的每個程序段都是從左邊開始，依次向右排列，輸出的結(jié)果放在最右邊；輸出不能與左母線直接相連；盡量避免線圈重復使用；輸出線圈可以并聯(lián)使用；串聯(lián)觸點多的電路編在梯形圖上方；橋式電路應分解后進行編程。79.>在PLC的梯形圖中，線圈（）。A．必須放在最左邊B．必須放在最右邊C．可放在任意位置D．可放在所需處B3.程序的監(jiān)視、運行、調(diào)試

1)程序運行方式的設置將CPU的工作方式開關(guān)置在RUN位置。或?qū)㈤_關(guān)置在TERM（暫態(tài)）位置時，操作STEP7-MicroWIN菜單命令或快捷按鈕對CPU工作方式進行軟件設置。2)程序運行狀態(tài)的監(jiān)視運用監(jiān)視功能，在程序狀態(tài)打開下，觀察PLC運行時，程序執(zhí)行的過程中各元件的工作狀態(tài)及運行參數(shù)的變化。上圖是在SIEMENSS7-200系列PLC設計界面的截圖，圖中標出了（1）~（6）6個位置，請回答以下問題：1）說明分別點擊（1）~（5）5個位置是要做什么？2）果要輸入一個計時器(通電延時)，有幾種途徑？習題31.>答：1）點擊1是下載，把梯形圖下載到plc。點擊2是載入，把plc里的程序上傳。點擊3把輸入的程序進行編譯。點擊4使plc到運行狀態(tài)。點擊5使plc到停止狀態(tài)。2）輸入計時器(通電延時)可以點擊(6）,找TON。也可以點擊“指令”，在計時器里找TON。習題第5章可編程控制器指令系統(tǒng)

1、指令的基本格式5.1S7-200指令系統(tǒng)

助記符（操作碼）用來指定要執(zhí)行的操作；操作數(shù)內(nèi)包含為執(zhí)行該操作所必須的信息。2、操作數(shù)的表示方法

標識符出了該操作輸存放在存儲器的哪個區(qū)域及操作數(shù)的位數(shù)；標識參數(shù)則進一步指明了操作數(shù)所在的存儲區(qū)的具體位置。主標識符有：I（輸入過程映像存儲區(qū)），Q（輸出過程映像存儲區(qū)），M（位存儲區(qū)），PI（外部輸入），PQ（外部輸出），T（定時器），C（計數(shù)器），DB（數(shù)據(jù)塊），L（本地數(shù)據(jù)）；輔助標識符有：X（位），B（字節(jié)），W（字-2字節(jié)），D（雙字-4字節(jié)）。第5章可編程控制器指令系統(tǒng)

第5章可編程控制器指令系統(tǒng)

3、S7-200基本指令5.1S7-200指令系統(tǒng)1)輸入輸出（I/O）指令①LD：裝入常開觸點（Load）②LDN：裝入常閉觸點（LoadNot）LDI0.0I0.0I0.0LDNI0.0第5章可編程控制器指令系統(tǒng)

3、S7-200基本指令5.1S7-200指令系統(tǒng)2)位邏輯指令A邏輯“與”AN邏輯“與非”O(jiān)邏輯“或”O(jiān)N邏輯“或非”＝賦值指令NOT取反SETRLO=1RESETRLO=0I0.2I0.3Q0.2I0.0I0.1Q0.0Q0.1邏輯“與”邏輯“或”LDI1.0

AI1.1

=Q0.0=Q0.1邏輯關(guān)系梯形圖助記符LDI0.2

OI0.3

=Q0.2邏輯“非”LDN

I0.1=Q0.0邏輯“與”、“或”、“非”()Q4.0I1.0I1.1LDI1.0

AI1.1

=Q4.0(S)Q4.1I1.2I1.3LDI1.2

AI1.3

SQ4.1(R)Q4.1I1.4I1.5LDI1.4

OI1.5

RQ4.1賦值，置位，復位邏輯關(guān)系梯形圖助記符賦值置位復位I0.4I0.5I0.4I0.5Q4.0A I0.4AN I0.5OAN I0.4A I0.5= Q4.0邏輯“異或”邏輯關(guān)系梯形圖助記符邏輯異或PI1.0I1.1M1.0M8.0RLO-邊沿檢測NI1.0I1.1M1.1M8.1

LD I1.0 A I1.1 EU M1.0 = M8.0

LD I1.0

A I1.1

ED M1.1

= M8.1I1.0I1.1RLOM1.0M8.0M8.1M1.1

循環(huán)例如上升沿檢測下降沿檢測輸入接點設定值: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。定時器的實際設定時間T=設定值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3)定時器指令3)定時器指令TS=1200*0.1=120S①延時接通定時器TON其工作波形圖如下：I0.1Q0.1計時值設定值TS設定值使能輸入TONPTINT38T38TONPTINI0.11200()T38Q0.1②延時斷開定時器TOF其工作波形圖如下：I0.1Q0.1計時值設定值TSTS=1200*0.1=120ST38TOFPTINI0.11200()T38Q0.1設定值使能輸入TOFPTINT38③保持型定時器TONR其工作波形圖如下：輸入端Q0.1當前值設定值TSTS=120*10msM0.1T4輸入端設定值TONRPTINTONRPTINI0.1120T4()T4Q0.1()T4R1M0.1最大值32767120定時器分析要點（1）通電延時型（TON）

使能端（IN）輸入有效時，當前值從0開始遞增，大于或等于預置值（PT）時，輸出狀態(tài)位置1。使能端無效（斷開）時，定時器復位（當前值清零，輸出狀態(tài)位置0）。（2）有記憶通電延時型（TONR）

使能端（IN）輸入有效時（接通），當前值從0遞增，當前值大于或等于預置值（PT）時，輸出狀態(tài)位置1。使能端輸入無效（斷開）時，當前值保持（記憶），使能端（IN）再次接通有效時，在原記憶值的基礎(chǔ)上遞增計時。(TONR)定時器采用線圈的復位指令（R）進行復位操作，當復位線圈有效時，定時器當前值清零，輸出狀態(tài)位置0。定時器分析要點（3）斷電延時型(TOF)

使能端（IN）輸入有效時，定時器輸出狀態(tài)位立即置1，當前值復位（為0）。使能端（IN）斷開時，開始計時，當前值從0遞增，當前值達到預置值時，定時器狀態(tài)位復位置0，并停止計時，當前值保持。

4)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。計數(shù)器有三種類型：遞增計數(shù)器（CTU）、遞減計數(shù)器（CTD）和增減計數(shù)器（CTUD），共計256個（C0~C255）。①增計數(shù)器設定值:-32768~32767復位計脈沖數(shù)CUPVC20CTUR②減計數(shù)器復位，裝設定值計脈沖數(shù)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”。

設定值CDPVC(0~255)CTDLD②減計數(shù)器③增/減計數(shù)器增計數(shù)減計數(shù)復位當前值C(0~255)計數(shù)器分析要點（1）增計數(shù)指令（CTU）

增計數(shù)指令在CU端輸入脈沖上升沿，當前值增1計數(shù)。當前值大于或等于預置值（PV）時，計數(shù)器狀態(tài)位置1。復位輸入（R）有效時，計數(shù)器狀態(tài)位復位（置0），當前計數(shù)值清零。（2）減計數(shù)指令（CTD）

復位輸入（LD）有效時，計數(shù)器把預置值（PV）裝入當前值存儲器，計數(shù)器狀態(tài)位置0。CD端輸入脈沖上升沿，減計數(shù)器當前值從預置值開始遞減計數(shù)，當前值等于0時，計數(shù)器狀態(tài)位置1，停止計數(shù)。計數(shù)器分析要點（3）增／減計數(shù)指令（CTUD）增／減計數(shù)器有兩個脈沖輸入端，CU/CD端的計數(shù)脈沖上升沿增1／減1計數(shù)。當前值大于或等于預置值（PV）時，計數(shù)器狀態(tài)位置1。復位輸入（R）有效或執(zhí)行復位指令時，計數(shù)器狀態(tài)位置0，當前值清零。

81.>當電源掉電時，計數(shù)器（）。A.復位B.不復位C.計數(shù)器前值保持不變D.開始計數(shù)C5)比較指令

比較指令用于兩個操作數(shù)按一定條件的比較。操作數(shù)可以是整數(shù)，也可以是實數(shù)（浮點數(shù)）。在梯形圖中用帶參數(shù)和運算符的觸點表示比較指令，比較條