plc原理與應用完整教案

1、可編程控制器原理及應用,The Principle and Application of Programmable Logic Controller 主講：章優(yōu)仕ucer@163.com2024/4/2,專題一、基本概念與工作原理專題二、基本邏輯指令專題三、定時器與計數(shù)器專題四、應用指令系統(tǒng)專題五、復雜控制系統(tǒng)的設計專題六、設計實訓,主要內(nèi)容,專題一、基本概念與工作原理,主要內(nèi)容,基本概念：PLC產(chǎn)生、生產(chǎn)廠家、分類、

2、應用工作原理: 硬件組成、掃描過程、典型輸入輸出結構編程元件：編程語言、編程元件Step7軟件：S7軟件定位、PLC程序結構、S7軟件使用,專題二、基本邏輯指令,S7-300硬件系統(tǒng)S7-300基本邏輯指令實例：起保停、電機正反轉、傳送帶控制,專題三、定時器與計數(shù)器,主要內(nèi)容,SP、SE、SD、SS、SFCU、CD延時開關電路方波電路長延時電路,專題四、應用指令系統(tǒng),裝載指令比較指令算術運算指令字邏輯指令控制指

3、令：跳轉指令、循環(huán)指令、調(diào)用指令、主控指令,專題五、復雜控制系統(tǒng)的設計,主要內(nèi)容,十字路口交通信號燈控制系統(tǒng)送料小車控制系統(tǒng),專題六、設計實訓,三菱PLC基本邏輯指令學習及實訓FX-TRN-BEG-CL軟件學習及實訓三菱PLC步進順控指令學習及實訓,可編程序控制器（Programmable Logic Controller）簡稱PLC，是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存

4、儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令。并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。,,專題一、基本概念與工作原理,1.1、PLC的概念,專題一、基本概念與工作原理,繼電器,線圈,常開觸點,常閉觸點,PLC的產(chǎn)生,傳統(tǒng)的生產(chǎn)機械自動控制裝置→繼電器控制系統(tǒng) 優(yōu)點→結構簡單、價格低廉、容易操作 。缺點→體積龐大、生產(chǎn)周期長、接線復雜、故障率高、可靠性及靈活性差 。應用→比較適用于工作模式固定，

5、控制邏輯簡單等工業(yè)應用場合。,PLC的產(chǎn)生,用戶迫切需要一種先進的自動控制裝置,,繼電器控制系統(tǒng),先進自動控制系統(tǒng),PLC的產(chǎn)生,對先進自動控制裝置提出設想：,,,工業(yè)控制單板機（計算機） 繼電器控制系統(tǒng) 先進控制裝置,把計算機的功能完善、通用、靈活等優(yōu)點和繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優(yōu)點結合起來，制成一種通用控制裝置。把計算機的編程方法和程序輸入方式加以簡化，采用面向控制過程、面向對

6、象的語言編程。,PLC的產(chǎn)生,1969年，美國數(shù)字設備公司（GEC） ：第一臺PLC,,,,,,,,,,,X1,X2,Y0,,,,,,,,,Y0,,專題一、基本概念與工作原理,PLC的產(chǎn)生,,,,,,,SB1,SB2,KM,KM,,,,,,,SB1,SB2,KM,KM,,,,,,,SB1,SB2,KM,KM,,,,,,,SB1,SB2,KM,KM,德國西門子：S5系列，S7系列美國GE、施奈德、AB、IPM 日本三菱、日立、東芝、O

7、MRON、富士 國內(nèi)PLC 廠家,專題一、基本概念與工作原理,PLC的生產(chǎn)廠家,小型PLC——I/O點數(shù)< 256點；單CPU、8位或16位處理器、用戶存儲器容量4K字以下,如：GE-I型 美國通用電氣（GE）公司 TI100 美國德洲儀器公司 F、F1、F2 日本三菱電氣公司 C20 C40 日本立石公司（歐姆龍） S7-200 德國西門子公司 EX20

8、 EX40 日本東芝公司 SR-20/21 中外合資無錫華光電子工業(yè)有限公司,專題一、基本概念與工作原理,PLC的分類,中型PLC——I/O點數(shù)256～2048點；雙CPU，用戶存儲器容量2～8K,如：S7-300 德國西門子公司 SR-400 中外合資無錫華光電子工業(yè)有限公司 SU-5、SU-6 德國西門子公司 C-500 日本立石公司 GE-Ⅲ

9、 GE公司,專題一、基本概念與工作原理,PLC的分類,大型PLC——I/O點數(shù)> 2048點；多CPU，16位、32位處理器，用戶存儲器容量8～16K,如：S7-400 德國西門子公司 GE-Ⅳ GE公司 C-2000 立石公司 K3 三菱公司等,專題一、基本概念與工作原理,PLC的分類,按結構形式分類,整體式:GE-I/J系列(GE)模塊式:S7-300,S7-400(SIMEN

10、S)疊裝式:S7-200(SIMENS）,專題一、基本概念與工作原理,PLC的分類,整體式,模塊式,專題一、基本概念與工作原理,PLC的分類,交通工業(yè)制造業(yè)娛樂業(yè)醫(yī)療環(huán)境,專題一、基本概念與工作原理,PLC的應用,基本部件 ：中央處理單元（CPU板）、存儲器、輸入輸出（I/O）部件和電源部件可選部件：編程器、外存儲器、模擬I/O盤、通信接口、擴展接口及測試設備等。,專題一、基本概念與工作原理,PLC的硬件組成,掃描輸入

11、端子用掃描方式接收現(xiàn)場輸入裝置的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入映象寄存器或數(shù)據(jù)寄存器 ；輸入用戶程序接收并存儲從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)； 診斷內(nèi)部電路診斷電源和PC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)及編程過程中的語法錯誤； 執(zhí)行用戶程序執(zhí)行用戶程序數(shù)據(jù)處理更新輸出狀態(tài),專題一、基本概念與工作原理,PLC的硬件：CPU,類型：RAM、ROM、EPROM、EEPROM PLC存儲空間分配系統(tǒng)程序存儲區(qū)（ROM）：存放系統(tǒng)程序，包括WDT（

12、監(jiān)控程序）、功能子程序、管理程序、命令解釋程序、系統(tǒng)診斷程序，大小確定，不能訪問，不能更改；系統(tǒng)RAM存儲區(qū)（RAM）：包括I/O映像區(qū)以及邏輯線圈、數(shù)據(jù)寄存器、計數(shù)器、定時器等各類軟設備的存儲區(qū)，中間數(shù)據(jù)。用戶程序存儲區(qū)（EPROM）：存放用戶程序，所需大小取決于被控對象的控制復雜性；,專題一、基本概念與工作原理,PLC的硬件：存儲器,專題一、基本概念與工作原理,PLC的硬件：輸入單元,專題一、基本概念與工作原理,PLC的硬件：輸

13、出單元,輸入端子,輸入映像寄存器,輸出映像寄存器,輸出鎖存器,輸出端子,集中輸入，集中輸出，從上到下，從左到右，循環(huán)掃描，周而復始,專題一、基本概念與工作原理,PLC的工作原理,輸入采樣階段 CPU發(fā)出采樣“允許”信號，輸入信號便進入輸入映像存儲器——刷新輸入映像存儲器每周期刷新一次程序執(zhí)行階段WDT：執(zhí)行程序前，復位監(jiān)控定時器t1，執(zhí)行程序開始t1計時，完畢后立即復位t1，表示程序執(zhí)行正常。PLC按先左后右，先上后下的步序逐

14、句掃描輸出刷新階段處理的結果存放在輸出映像存儲器中 所有程序執(zhí)行完畢，才將輸出映像區(qū)的內(nèi)容經(jīng)輸出鎖存器（稱為輸出狀態(tài)刷新）送到輸出端子輸出映像存儲器——隨時刷新 ；輸出鎖存器——每周期刷新一次,專題一、基本概念與工作原理,PLC的工作原理,專題一、基本概念與工作原理,PLC的工作原理,專題一、基本概念與工作原理,PLC的工作原理,專題一、基本概念與工作原理,PLC的工作原理,專題一、基本概念與工作原理,PLC的工作原理,專題一、

15、基本概念與工作原理,PLC的工作原理,(1)梯形圖(Ladder Diagram) 。 (2)順序功能圖(Sequential Function Chart) 。 (3)功能塊圖(Function Block Diagram)。 (4)指令表(Instruction List)。 (5)結構文本(structured Text),專題一、基本概念與工作原理,PLC的編程語言,從繼電器控制系統(tǒng)原理圖的基礎上

16、演變而來的組成：由觸點、線圈和用方框表示的功能塊。,專題一、基本概念與工作原理,PLC的編程語言：梯形圖,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”(Power Flow)，從左向右流動。3）邏輯解算，從左至右，從上至下。4）觸點放在左邊，線圈和其他輸出類指令放在最右邊。每一支路只能有一個線圈輸出或其他輸出指令。5）觸點可無限次使用。6) 編程原則：“上重下輕，左重右輕，避免混聯(lián)

17、”,專題一、基本概念與工作原理,PLC的編程語言,為了滿足順序邏輯控制而設計的編程語言。 一種圖形化的編程方法，亦稱功能圖。程序結構清晰，易于閱讀及維護，大大減輕編程的工作量，縮短編程和調(diào)試時間。用于系統(tǒng)的規(guī)模校大，程序關系較復雜的場合。,專題一、基本概念與工作原理,PLC的編程語言:順序功能圖,與數(shù)字邏輯電路類似的一種PLC編程語言。采用功能模塊圖的形式來表示模塊所具有的功能，不同的功能模塊有不同的功能 。,專題一、基本概念與工

18、作原理,PLC的編程語言：功能塊圖,與匯編語言類似的一種助記符編程語言，和匯編語言一樣由操作碼和操作數(shù)組成。 在無計算機的情況下，適合采用PLC手持編程器對用戶程序進行編制 指令表編程語言與梯形圖編程語言圖一一對應，在PLC編程軟件下可以相互轉換。,專題一、基本概念與工作原理,PLC的編程語言：指令表語句,用結構化的描述文本來描述程序的一種編程語言。它是類似于高級語言的一種編程語言。在大中型的PLC系統(tǒng)中，常采用結構化文本來描述描

19、述功能，功能塊和程序的行為，還可以在順序功能流程圖中描述步、動作和轉變的行為主要用于其他編程語言較難實現(xiàn)的用戶程序編制。,FB(par1:=1;par2:=2); d:=10 if d<e then f:=1 else if d=e then f:=2 else f:=3 end if return,專題一、基本概念與工作原理,PLC的編程語言：結構化文本語言,常數(shù)：2#00010100,W#16#13A

20、F,B#16#FF,L#5, S5T#4S30MS,C#55位(bit)：二進制數(shù)的1位,只有O和1兩種不同的取值。如 M3.2字節(jié)(Byte)：8位二進制數(shù)組成1個字節(jié)。如MB3字(Word)：兩個字節(jié)。如 MW4雙字（Double Word）：兩個字MD6,專題一、基本概念與工作原理,PLC的編程元件：數(shù)據(jù)類型,專題一、基本概念與工作原理,PLC的編程元件：數(shù)據(jù)類型,專題一、基本概念與工作原理,PLC的編程元件：數(shù)據(jù)類型,專

21、題一、基本概念與工作原理,PLC的編程元件：數(shù)據(jù)類型,高有效字節(jié),低有效字節(jié),最高有效字節(jié),最低有效字節(jié),1、輸入映像寄存器(I) 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。2、輸出映像寄存器(Q) 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，再由后者驅動外部負載。,專題一、基本概念與工作原理,PLC的編程元件,3、位存儲區(qū)(M) 用來保存控制繼

22、電器的中間操作狀態(tài)或其他控制信息。4、外設存儲區(qū)寄存器(P) 用戶可以通過外設存儲區(qū)寄存器直接訪問模擬量輸入輸出模塊，以便接收現(xiàn)場的模擬量輸入信號或將模擬量輸出信號送給現(xiàn)場執(zhí)行機構。 可以“字節(jié)”、“字”和“雙字”格式訪問，但不可以“位”方式訪問,專題一、基本概念與工作原理,PLC的編程元件,5、定時器(T) 為定時器提供存儲區(qū) 當前值單元、設定值單元、繼電器單元6、計數(shù)器(C)

23、 為計數(shù)器提供存儲區(qū) 當前值單元、設定值單元、繼電器單元,專題一、基本概念與工作原理,PLC的編程元件,7、臨時本地數(shù)據(jù)(L) 在FB、FB和OB等程序塊運行時有效。在邏輯塊變量聲明表中聲明的暫時變量存在該存儲區(qū)中，提供空間以傳送某些類型參數(shù)和存放梯形圖中間結果。邏輯塊結束執(zhí)行時，臨時本地存儲區(qū)再行分配。不同的CPU提供不同數(shù)量的臨時本地存儲區(qū) 8、數(shù)據(jù)塊(DB) 存放程序數(shù)據(jù)信息，可被所

24、有邏輯塊公用（“共享”數(shù)據(jù)塊）或（被FB特定占用“背景”數(shù)據(jù)塊）,專題一、基本概念與工作原理,PLC的編程元件,2.1、數(shù)據(jù)類型,2.1、數(shù)據(jù)類型,,位定義值含義0/FC20首次檢查位1RLO21邏輯運算結果 2STA22狀態(tài)位3OR23或4OS24保存溢出5OV25溢出6CC 026條件代碼7CC 127條件代碼8BR28二進制結果9.

25、..15未定義29 ..210,,,狀態(tài)字各位的含義,,專題一、基本概念與工作原理,PLC的編程元件：狀態(tài)字,工業(yè)控制系統(tǒng)三層結構 車間級：PLC---Step7---采集數(shù)據(jù)，執(zhí)行命令現(xiàn)場級：現(xiàn)場工作站---WinCC---監(jiān)控現(xiàn)場，上傳數(shù)據(jù)，下發(fā)命令監(jiān)控中心：視頻工作站---第三方軟件---監(jiān)控全局，下發(fā)命令,專題一、基本概念與工作原理,Step7軟件定位,操作系統(tǒng)處理暖起動和熱起動 刷新輸入的過程映象表和輸出的過程映

26、象表 調(diào)用用戶程序 檢測中斷并調(diào)用中斷OB 檢測并處理錯誤 管理存儲區(qū)域 與編程設備和其它通訊伙伴之間的通訊。,專題一、基本概念與工作原理,Step7程序結構:CPU中的程序,用戶程序 指定在CPU上暖起動和熱起動的條件（例如，帶有某個特定值的初始化信號） 處理過程數(shù)據(jù)（例如，二進制信號的邏輯組合、讀入并處理模擬信號、為輸出指定二進制信號、輸出模擬值） 指定對中斷的響應 處理程序的正常運行中的干擾,專題一、

27、基本概念與工作原理,Step7程序結構:CPU中的程序,用戶程序中的塊結構,專題一、基本概念與工作原理,Step7程序結構:用戶程序中的塊,啟動SIMATIC管理器,啟動SIMATIC管理器,專題一、基本概念與工作原理,SIMATIC管理器界面,專題一、基本概念與工作原理,STEP 7項目結構,第1層：項目 項目代表了自動化解決方案中的所有數(shù)據(jù)和程序的整體，它位于對象體系的最上層。 第2層：子網(wǎng)、站 SIMATIC 300/4

28、00站用于存放硬件組態(tài)和模塊參數(shù)等信息，站是組態(tài)硬件的起點。 第3層和其他層：與上一層對象類型有關。,專題二、基本邏輯指令,位邏輯指令,A And 邏輯“與”AN And Not 邏輯“與非”O(jiān) Or 邏輯“或”O(jiān)N Or Not 邏輯“或非”X

29、 Exclusive Or 邏輯“異或”XN Exclusive Or Not 邏輯“異或非”= Assign 賦值指令NOT Negate RLO RLO取反SET Set RLO (=1) RLO=1CLR Clear RLO (=0) RLO

30、=0SAVE Save RLO in BR Register 將RLO的狀態(tài)保存到BR。R Reset 復位指令S Set 置位指令,專題二、基本邏輯指令,位邏輯指令,---| |--- Normally Open Contact (Address) 常開觸點 ---|/|--- Normally Closed C

31、ontact (Address) 常閉觸點---(SAVE) Save RLO into BR Memory 將RLO的狀態(tài)保存到BRXOR Bit Exclusive OR 邏輯“異或”---( ) Output Coil 輸出線圈---( # )--- Midline Output

32、 中間標志輸出---|NOT|--- Invert Power Flow RLO取反---( S ) Set Coil 線圈置位指令---( R ) Reset Coil 線圈復位指令,專題二、基本邏輯指令,位邏輯指令,1．邏輯“與”操作 當所

33、有的輸入信號都為“1”，則輸出為“1”；只要輸入信號有一個不為“1”，則輸出為“0”。例2.1.1：功能圖（FBD）語言如下：,梯形圖（LAD）語言如下：,語句表（STL）語言如下：,A I 0.0A I 0.1= Q 4.0,專題二、基本邏輯指令,位邏輯指令,2．邏輯“或”操作 只要有一個輸入信號為“1”，則輸出為“1”；所有輸入信號都為“0”，輸出才為“0”。例2.1.2：功能圖（FBD）語言如下：,梯形

34、圖（LAD）語言如下：,語句表（STL）語言如下：,O I 0.0 O I 0.1 = Q 4.0,專題二、基本邏輯指令,位邏輯指令,3．邏輯“異或”操作 當兩個輸入信號其中一個為“1”而另一個為“0”時，輸出信號為“1”；當兩個輸入信號都為“0”或者都為“1”時，輸出信號為“0”。例2.1.3：功能圖（FBD）語言如下：,

35、梯形圖（LAD）語言如下：,語句表（STL）語言如下：,X I 0.0 X I 0.2 = Q 3.1,A I 0.0 AN I 0.1 = Q 4.0,邏輯塊的操作,專題二、基本邏輯指令,位邏輯指令,4．邏輯“取反”操作 邏輯取反操

36、作對邏輯運算結果RLO取反。 例2.1.4：只有當I 1.0 和I 1.1相與的結果為“0”并且I 1.2 和I 1.3相與的結果為“0”或I 1.4為“1”時，輸出Q 4.0才為“1”；否則Q 4.0為“0”。 功能圖（FBD）語言如下：,專題二、基本邏輯指令,位邏輯指令,梯形圖（LAD）語言如下：,語句表（STL）語言如下：,A I 1.0 A I 1.1

37、 NOT A( A I 1.2,A I 1.3 NOT O I 1.4) = Q 4.0,專題二、基本邏輯指令,位邏輯指令,5．中間輸出符號 中間輸出指令用于存儲RLO的中間值，該值是中間輸出指令前的位邏輯操作結果。中間輸出指令不能用于結束一個邏輯

38、串，因此，中間輸出指令不能放在邏輯串的結尾或分支的結尾處。,例2.1.5：,專題二、基本邏輯指令,位邏輯指令,M 0.0的緩存器中存放著I 1.0和I 1.1相與后取反的結果；M 1.1的緩存器中存放著I 1.2和I 1.3相與后取反的結果；M 2.2的緩存器中存放著I 1.4的邏輯運算結果；M 3.3的緩存器中存放上述整個邏輯運算的結果。,例2.1.6：,M 0.0的緩存器中存放著I 1.0和I 1.1相與的結果；M 1.1的

39、緩存器中存放著I 1.0、I 1.1、I 1.2和I 1.3四個輸入信號相與后取反的結果；M 2.2的緩存器中存放著整個邏輯運算的結果。,專題二、基本邏輯指令,位邏輯指令,兩處開關電路,三處開關電路,實例練習,專題二、基本邏輯指令,位邏輯指令,6.1．置位線圈 例 2.2.1：當I 0.0和I 0.1輸入都為“1”或者I 0.2輸入為“0”時，Q 4.0被置位，即輸出為“1”；不滿足上述條件時，Q 4.0的輸出狀態(tài)不變

40、 功能圖（FBD）語言如下：,梯形圖（LAD）語言如下：,語句表（STL）語言如下：,A I 0.0 A I 0.1 ON I 0.2 S Q 4.0,專題二、基本邏輯指令,位邏輯指令,6.2．復位線圈 例 2.2.2：當I 0.0和I 0.1輸入都為“1”或者I 0.2輸入為“0”

41、時，Q 4.0被復位，即輸出為“0”；不滿足上述條件時，Q 4.0的輸出狀態(tài)不變 功能圖（FBD）語言如下：,梯形圖（LAD）語言如下：,語句表（STL）語言如下：,A I 0.0 A I 0.1 ON I 0.2 R Q 4.0,專題二、基本邏輯指令,位邏輯指令,7．邊沿信號識別指

42、令,當信號狀態(tài)變化時就產(chǎn)生跳變沿，當從0變到1時，產(chǎn)生一個上升沿（或正跳沿）；若從1變到0，則產(chǎn)生一個下降沿（或負跳沿）。跳變沿檢測的原理是：在每個掃描周期中把信號狀態(tài)和它在前一個掃描周期的狀態(tài)進行比較，若不同則表明有一個跳變沿。因此，前一個周期里的信號狀態(tài)必須被存儲，以便能和新的信號狀態(tài)相比較。,專題二、基本邏輯指令,位邏輯指令,7.1．下降沿信號識別指令,若CPU檢測到輸入有一個負跳沿，將使得輸出線圈在一個掃描周期內(nèi)通電。對輸入掃描

43、的RLO值存放在存儲位中。 在OB1的掃描周期中，CPU掃描并形成RLO值，若該RLO值是0且上次RLO值是1，這說明FN指令檢測到一個RLO的負跳沿，那么FN指令把RLO位置1。如果RLO在相鄰的兩個掃描周期中相同（全為1或0），那么FN語句把RLO位清0。,專題二、基本邏輯指令,位邏輯指令,例 2.2.3：,若CPU檢測到輸入I1.0有一個負跳沿，將使得輸出Q4.0的線圈在一個掃描周期內(nèi)通電。對輸入I1.0常開觸點掃描的RL

44、O值存放在存儲位M1.0中。 在OB1的掃描周期中，CPU對I1.0信號狀態(tài)掃描并形成RLO值，若該RLO值是0且存放在M1.0中的上次RLO值是1，這說明FN指令檢測到一個RLO的負跳沿，那么FN指令把RLO位置1。如果RLO在相鄰的兩個掃描周期中相同（全為1或0），那么FN語句把RLO位清0。,專題二、基本邏輯指令,位邏輯指令,7.2．上升沿信號識別指令,若CPU檢測到輸入有一個正跳沿，將使得輸出線圈在一個掃描周期內(nèi)通電。對

45、輸入掃描的RLO值存放在存儲位中。 在OB1的掃描周期中，CPU掃描并形成RLO值，若該RLO值是1且上次RLO值是0，這說明FN指令檢測到一個RLO的正跳沿，那么FP指令把RLO位置1。如果RLO在相鄰的兩個掃描周期中相同（全為1或0），那么FP語句把RLO位清0。,專題二、基本邏輯指令,位邏輯指令,例 2.2.4：,若CPU檢測到輸入I1.0有一個正跳沿，將使得輸出Q4.0的線圈在一個掃描周期內(nèi)通電。對輸入I1.0常開觸點掃

46、描的RLO值存放在存儲位M1.0中。 在OB1的掃描周期中，CPU對I1.0信號狀態(tài)掃描并形成RLO值，若該RLO值是1且存放在M1.0中的上次RLO值是0，這說明FN指令檢測到一個RLO的正跳沿，那么FP指令把RLO位置1。如果RLO在相鄰的兩個掃描周期中相同（全為1或0），那么FP語句把RLO位清0。,專題二、基本邏輯指令,位邏輯指令,8．RLO置位/清零,置位指令 符號： SET 功能：　　

47、RLO = 1復位指令 符號： CLR 功能：　　 RLO = 0,例 2.2.5：,專題二、基本邏輯指令,位邏輯指令,實例一,起保停電路,用R/S指令實現(xiàn)起保停電路功能,傳送帶控制系統(tǒng),練習：,符號表的使用,專題二、基本邏輯指令,位邏輯指令,實例二：電機正反轉電路,繼電器控制線路：,專題二、基本邏輯指令,位邏輯指令,實例二：電機正反轉電路,I/O 分配及硬件接線：,專題二、基本邏輯指令,位邏輯指令,實例

48、二：電機正反轉電路,I/O 分配及硬件接線：,專題二、基本邏輯指令,位邏輯指令,實例三：風機監(jiān)控系統(tǒng),某設備有三臺風機，該設備起動按鈕SB1，停止按鈕SB2；當設備處于運行狀態(tài)時，如果風機至少有兩臺以上轉動，則指示燈L1亮；如果僅有一臺風機轉動，則指示燈L2亮；如果沒有任何風機轉動，則指示燈L3。當設備不運行時，指示燈不亮。,專題二、基本邏輯指令,S7-300系列PLC硬件構成,圖3.4 CPU模塊面板布置示意圖,專題二、基本邏輯指令

49、,S7-300系列PLC硬件構成,表3.4 用于狀態(tài)和故障顯示LED的含義,SIMATIC S7-300系列PLC是模塊化結構設計，各種單獨模塊之間可進行廣泛組合和擴展。其系統(tǒng)構成如圖3.1所示。它的主要組成部分有導軌(RACK)、電源模塊(PS)、中央處理單元模塊(CPU)、接口模塊(IM)、信號模塊(SM)、功能模塊(FM)等。它通過MPI網(wǎng)的接口直接與編程器PG、操作員面板OP和其它S7 PLC相連。,專題二、基本邏輯指令,S7

50、-300系列PLC硬件構成,部件,功能,,專題二、基本邏輯指令,S7-300系列PLC硬件構成,導軌,返回上級,系統(tǒng)背版總線,導軌（機架）,S7-300模塊,返回上級,,返回本節(jié),電源模塊（選項）,后備電池（CPU313以上）,24V DC連接器,CPU工作模式選擇開關,CPU模塊,CPU狀態(tài)及故障指示燈,MMC存儲卡（CPU313以上）,MPI多點接口,信號模塊的前連接器,前門,信號模塊,返回上級,,,,返回本節(jié),典型系統(tǒng)結

51、構,§2.1.2 S7-300系統(tǒng)結構,信號模塊（SM）,數(shù)字量輸入（DI）：SM321數(shù)字量輸出（DO）：SM322數(shù)字量輸入輸出（DIO）：SM323模擬量輸入（AI）：SM331模擬量輸出（AO）：SM332模擬量輸入輸出（AIO）：SM334/SM335,專題二、基本邏輯指令,S7-300系列PLC硬件構成,功能模塊（FM）,計數(shù)模塊：FM350定位：FM351/FM353/FM354電子凸輪控制器：F

52、M352閉環(huán)控制：FM355,接口模塊（IM）：,接口模塊：IM360/IM361,圖3.1 S7-300系列PLC系統(tǒng)構成框圖,專題二、基本邏輯指令,S7-300系列PLC硬件構成,,,專題二、基本邏輯指令,S7-300系列PLC硬件構成,3.多機架組態(tài),返回本節(jié),圖3.2 S7-300機架和槽位圖,,,,導軌,總線連接器,固定螺絲,,,,,專題二、基本邏輯指令,S7-300系列PLC硬件構成,S7-300模塊地址的確定

53、 根據(jù)機架上模塊的類型，地址可以為輸入(I)或輸出(O)。數(shù)字I/O模塊每個槽劃分為4 B(等于32個I/O點)。模擬I/O模塊每個槽劃分為16 B(等于8個模擬量通道)，每個模擬量輸入通道或輸出通道的地址總是一個字地址。表3.1為S7-300信號模板的起始地址。,專題二、基本邏輯指令,S7-300系列PLC硬件構成,表3.1 S7-300信號模板的起始地址,專題二、基本邏輯指令,S7-300系列PLC硬件構成,4.S7-3

54、00數(shù)字量模塊地址的確定,返回本節(jié),5.S7-300模擬量模塊地址的確定,返回本節(jié),6.S7-300數(shù)字量模塊位地址的確定,返回本節(jié),專題二、基本邏輯指令,實例與練習,實例一：搶答器控制系統(tǒng),4個搶答器按鈕信號(X0-X3)對應4個指示燈（Y0-Y4）,僅接收最先一個按鈕信號并點亮相應指示燈，其后的按鈕信號不接收；主持人可用復位按鈕（SB1）復位本次搶答。,硬件組態(tài),專題二、基本邏輯指令,實例二：傳送帶方向檢測,裝備有兩個光電傳感器(P

55、EB1和PEB2)的傳送帶，該設計能夠檢測傳送帶上物件的運動方向，并通過左右兩端的指示燈（LEFT燈和RIGHT燈）顯示。,實例與練習,定時器是PLC中的重要部件，它用于實現(xiàn)或監(jiān)控時間序列。定時器是一種由2個字單元和1個位單元組成的復合單元:,專題三、定時器與計數(shù)器,定時器,設定值單元(2B)：存儲定時器的設定時長當前值單元(2B)：存儲定時過程中的當前值狀態(tài)位(1bit)：表示定時器的輸出電平,在S7-300中，最多允許使用256

56、個定時器。,在CPU的存儲器中留出了設定值單元，用于存儲定時器的定時時間值。每個定時器為2 B，稱為定時字。 S7中定時時間設定值由時基和定時范圍兩部分組成，定時時間等于時基與定時范圍的乘積。采用減計時。定時時間到（當前值單元為0）后會引起定時器觸點的動作。 定時器的第0位到第11位存放二進制格式的定時值，第12、13位存放二進制格式的時基(如圖4.18所示)。表4.11給出了可能出現(xiàn)的組合情況。,專題三

57、、定時器與計數(shù)器,定時字的組成,圖4.18 累加器1低字的內(nèi)容(定時值127，時基l s),表4.11 時基與定時范圍,專題三、定時器與計數(shù)器,定時器的設定值單元,設置定時時間，用戶需給累加器1裝入需要的數(shù)值，避免格式錯誤，推薦采用下述直觀的句法： L W#16#wxyz其中，w為時基，取值為0，1，2或3，分別表示時基為10 ms，l00 ms，1 s或10 s；xyz為定時值，取值范圍為1～999。,使用S5中的

58、時間表示法裝入定時數(shù)值，例如： L S5T#aH_bbM_ccS_dddMS其中，a：小時，bb：分鐘，cc：秒，ddd：毫秒，時基是自動選擇的，原則是能滿足定時范圍要求的最小時基。,專題三、定時器與計數(shù)器,定時器的設定時間,S7中的定時器與時間繼電器的工作特點相似，對定時器同樣要設置定時時間，也要啟動定時器(使定時器線圈通電)。除此之外，定時器還增加了一些功能，如隨時復位定時器、隨時重置定時時間(定時器再啟動)、查看

59、當前剩余定時時間等。S7中的定時器不僅功能強，而且類型多。圖4.19給出了為定時作業(yè)如何正確選擇定時器的示意圖。以下將以LAD方塊圖為主詳細介紹定時器的運行原理及使用方法。,專題三、定時器與計數(shù)器,定時器的啟動與運行,圖4.19 五種類型定時器總覽,專題三、定時器與計數(shù)器,定時器總覽,定時過程中，定時器繼電器位輸出電平：,SP/SE：定時過程輸出高電平，定時結束輸出低電平SD/SS：定時過程輸出低電平，定時結束輸出高電平,定時過程是

60、否依賴輸入高電平：,SP/SD：定時過程依賴輸入高電平SE/SS：定時過程不依賴輸入高電平,定時器復位方式：,SP/SD/SE：自動復位：輸入信號低電平(SE結束后) 強制復位：復位信號高電平SS：強制復位：復位信號高電平,圖4.20 脈沖定時器指令,A I0.0 L S5T#2S SP T5 A I0.1 R T5

61、 A T5 ＝ Q4.0,專題三、定時器與計數(shù)器,脈沖定時器（SP）,圖4.21 脈沖定時器時序,圖4.24 擴展脈沖定時器線圈指令,A I0.0 L S5T#2S SE T5 A I0.1 R T5 A T5 ＝ Q4.0,專題三、定時器與計數(shù)器,擴展脈沖定時器（SE）,圖4.22

62、　延時接通定時器指令,,A I0.0 L S5T#2S SD T5 　 A I0.1 R T5 A T5 ＝ Q4.0,專題三、定時器與計數(shù)器,延時接通定時器（SD）,圖4.23 延時接通定時器時序,圖4.22　保持型延時接通定時器指令,A I0.0 L S5T#2S SS T5 　 A I0.1 R

63、 T5 A T5 ＝ Q4.0,專題三、定時器與計數(shù)器,保持型延時接通定時器（SS）,圖4.22　保持型延時接通定時器時序,圖4.22 延時關斷定時器指令,A I0.0 L S5T#2S SF T5 　 A I0.1 R T5 A T5 ＝ Q4.0,專題三、定時器與計數(shù)器,延時關斷定時器（SF）,圖4.22　延時關斷定

64、時器時序,A I2.1 L S5T#2S SP T1 A I2.0 FR T1　 A I2.2 R T1 A T1 ＝ Q4.0,專題三、定時器與計數(shù)器,定時器重啟指令（FR）,實例一,脈沖發(fā)生器（方波電路）,專題三、定時器與計數(shù)器,實例與練習,尖脈沖發(fā)生器,專題三、定時器與計數(shù)器,實例與練習,練習：風

65、機監(jiān)控系統(tǒng),某設備有三臺風機，該設備起動按鈕SB1，停止按鈕SB2；當設備處于運行狀態(tài)時，如果風機至少有兩臺以上轉動，則指示燈L1亮；如果僅有一臺風機轉動，則指示燈L1以0.5 Hz的頻率閃爍；如果沒有任何風機轉動，則指示燈L1以2 Hz的頻率閃爍。當設備不運行時，指示燈不亮。,利用系統(tǒng)時鐘脈沖產(chǎn)生方波信號,專題三、定時器與計數(shù)器,實例與練習,時鐘脈沖是一些可供用戶程序使用的占空比為1:1的方波信號,在CPU硬件屬性對話框中可設置一個字

66、節(jié)的時鐘存儲器，時鐘存儲器每一位對應的一個脈沖如下:,專題三、定時器與計數(shù)器,實例與練習,實例二：頻率監(jiān)測器,專題三、定時器與計數(shù)器,實例與練習,練習：傳送帶產(chǎn)品連續(xù)檢測,若傳送帶上30s內(nèi)無產(chǎn)品通過，檢測器下的檢測點則報警，試編寫其梯形圖程序,實例三：跑馬燈程序,當X0接通，燈Y0亮；經(jīng)5s后，燈Y0滅，燈Y1亮；經(jīng)5s后，燈Y1滅，燈Y2亮，再過5s后，燈Y2滅，燈Y0亮，如此順序循環(huán)，其時序圖如下。；,專題三、定時器與計數(shù)器,實例

67、與練習,專題三、定時器與計數(shù)器,實例與練習,練習：,試編寫PLC梯形圖程序具備下述功能：（a）按鈕接通后A燈先亮，過5s后B燈亮；（b）B燈亮5s后，自動關閉；（c）B燈滅5s后，A燈關閉。,實例四：分段傳送帶的電動機按制程序,只載有物體的傳送帶運轉，沒有載物的傳送帶停止運行。 金屬板正在傳送帶上輸送，其位置由相應的傳感器檢測。傳感器安放在兩段傳送帶相鄰近的地方，一旦金屬板進入傳感器的檢測范圍，PLC便發(fā)出相應的輸出

68、信號，使后一段傳送帶的電動機投入工作；當金屬板被送出檢測范圍時，PLC內(nèi)部定時器立即開始計時，在達到預定的延時時間后，前一段傳送帶電動機便停止運行。,專題三、定時器與計數(shù)器,實例與練習,專題三、定時器與計數(shù)器,實例與練習,* S7中的計數(shù)器用于:對RLO正跳沿計數(shù)。* 計數(shù)器是由表示字單元及位單元組成的復合單元。,專題三、定時器與計數(shù)器,計數(shù)器,當前值單元(2B)：存儲計數(shù)過程中的當前值狀態(tài)位(1bit)：表示計數(shù)器的輸出電