第6章可编程序控制器简介解析

1、可编程控制器原理及应用浙江水利水电专科学校 孙平教授教材以小巾可编程控制器S7-200系列PLC为例，介绍可编程控制器的基本结 构，以及工作原理，耍求掌握常川指令的 格式和应用方法，熟练曲出可编程控制器 外部电路接线图，生握可编程控制器应用 的基本设计思想和设计方法。则I 可编程控制器原理及应用第1章概论第2总可编用控制器构成原理第3克S7-200可编和控制器第4帝SIMATIC S7200编稈软件 口第5 G： S7200 PLC卑本指令52算术、逻辑运算指令叫川i早I本苹叙述町编程控制器产生.定义及特点，分类和|发展方向 11可编程控制器的产生及定义 L PLC的产生及定义I1968年由矣

2、BI通用汽牟公J (GE)提山 1969年仃划H数7址备公(DEC)研制成功仆逻轲运鼻、定时、计炸功能祢为P1.C (1E198：年颁布的可編用逻钳茫制器的定义如2 呵编稈逻組控制蠢忌专为在工业环境下血用而设讼的-种数丫运好操作的电装置是带自存储瓠 可以編制程序的控制瓠 它能够存储和 执行命令_绑S门、.肿 彳等操作.并通过数字式和模拟式的输入维控制各种类魁的机披戒生产过杵S 町编程控制器及帧关的外卅设益.郝应按易于匸业控制系统形成 个 整体“摘于扩展其功能的原则逅I二1.3可编程控制器的工作特点1.4可编程控制器的分类和发展K使用于工业环境.抗干扰能力强。2.可靠性离。无故障工作时间（平均数

3、十万小时并可构成多机兀余系统3.控制能力概锁.药术逻糾运尬、定时.计数、PID 运算、过程控制、通讯等4使用编程方便.CLAD）悌形IS.语句表（STL）. 功能图（FBD、控制系统流程图等编程语言通俗易检 使用方使.5.组成破活。小型PLC为整体结构,并可外接I/O扩展机m构成PLC1中大型PLC采用分I未模块式結构设何各种专用功能模块（开关俎、模拟审输入输出模 決，位控模块.伺服.步进驱动I更块筲）供选川和组 合.山各种模块纽成大小和嬰求不同的控制系统。所以可编程控制器可以称为全功能工业控制计算机.按I/O点数可分为大、中.、吃 汰类.通常可以定义为？小型：I/O点数任256点以下中砒？

4、I/O点数在256-1024点之何A： I/O点数在1024点以上 2.应用町编程控制21在爹品肿.小批虽、髙质堕的产也生产中得到广泛的应用.PLC控制 已成为I业控制邓川嘤手段Z UCAD/CAM.机犠人技术 起成为实现现代门型化 生产的二大支柱.-通當町以认为，只塑有柠劃婪求的馳乩 都町以用至何编理桂制瓠 3、发展方向发展力向分小型化和人型化两个发睢豐始小PLCJ两个发展方向.脚小（融） 型化利专业化.大里化指的是大中熨PLC向首大容!d：、H能化和M绍化发展m 与计弊机爼成集戍柠制系统.对大规枫 父朵系统进行综介件的I动控制.第2草可编程控制器构成原理可编程控制器磴件系细 可編程控制器系

5、统曲输入部分、运算控制部 分和输岀部分组成C输入部分；将被控对綠冬种开关信息和操作台上的操作命令转换成可 編程控制器的标准输入信仍.然肩送到PLC的输入瑞小运算控制部分CPU八曲可編程控制器内部CPU按照用户程序的设定，完 成对输入仁息的处唱 并呵以实规貝术、逻艸迄算辱操作功能。输出部分r lIlPLC输山按口及外用现场设备构臥CPU的运炸給果通过PLC 的输出电路，從供洽被用制装置，2.1可编程控制器的基本组成可编程控制器主机的硬件电路：III CPU,存储器，基本I/O接口电路,外设接 口，电源等五大部分组成。，l|l|2.1可编程控制器的基本组成堆本1/0接口电路可編程控制器输入电路原理

6、图PLC内部输入电路作用肚将PLC外部信号送至PLC内部电路。 输入接点分为接fl.流输入代和仝流输入兀三人类。町编程控制签输出电域膜理图pix输出电路用来躯动被控负載（电確伙、继电、搖触器线am p比输出电路給构形式分为继电器儿 以极也和晶闸百式等 种.绷 2.2可编程控制器的工作原理CPUPLCIn 入 模 快PII0B1PIOf输出 模块町编秤拧制器通过循环扌描输入端口的状态.执行用户祚序实现 控制任务.PLC采用循环赖序扌I描方式匸作,CPU在毎个扫描Ml期的开始扫描 输入模块的伯号状态.并将H状念送入到输入映像寄仔器IK域：然応根据 用户程序中的程庁指令來处理传感器伫* 并将处理结采

7、送到输出映像寄 器区域，在每个打描周期结束时.送入输出模块。I第3章S7-200可编程控制器 S7系列PLC分为S7-400. S7-300和S7200等人、中、 小（微）一:个子系列。木电以S72（X）系列PLC为例，叙述小型PLC系统的构 成，编程用的元器件，？址方式，I/O扩展，编程语言等 PLC应用的基础知识。 3.1 S7-200系列PLC的构成S7-200小型可编程控制系统由上机（基木单元）、I/O 扩展单元、功能单元（模块）和外部设器（文木/图形显 示器、编程器）等组成。CPU 224主机的结构外形IS 卿& PJfi Il渺及输iL/rRUN/STOP开X；怡电位农Frt I/

8、O 4iR咲椁端子K斩人端了及也密蛊电网匚作方式开关,模拟电位臥I/O扩展接1匸作状态指示和用户程 序存储E, I/O接线端子排及发比布示等。二丄机箱体外部的RS-4X5通讯按口.用以连接编程器（于持式或PC机）、文本/图形显示器、PLC网络等外部设济。CPU 224外部电路接线电路图W VOC u. tfEhrMI F件；Z.3.怙良w tl- M Q 07 C D00.9HIC )，l|l| II第5章S7-200PLC基木指令 1|15基木逻辑指令 5.1.丿比本位操作指令LAD功能 STLLD BIT I.DN BIT；用于网络段起始的常开/常闭触点 A BITAN BIT :常开/常

9、闭触点申联，逻供与/与令 O BITON BIT ；常开/常闭触点并联.逻轲或/或非指令 = BIT:线圈输出，逻辑置位指令播本位操作折令操作数J址范IH； I, Q,儿SM, T, C, S, E 指令助记符,LD (Load)、LDN (Load Not) 、 A (And) AM (And Not) 0 (Or)、ON (Or Not) = (Oul)置位指令，线圈输出。例5.1位操作指令程序应用NETWORK 1LD 0ANE10(11(小10 MOO/装入帝开触点 /威常开牲点 / J jWWttZC/输出线岡NETWORK 2LD10.2/装入當开酸点O103/ /或站”触点AN|

10、6.4/J马常闭触点=Q0/ /ttmn工作原理分析：口 网络段I M0.0= (I0.0 + M0.0) *10.1网络段2 Q0.1= (I0.2+I0.3) *10.45 II 2.编程相关问题 (i) PLCI/O端点的分配方法彳y .个开关输入对应个确応的输入点每个负我刈应个 确定的输出点。外部按钮(包括起动和停车)一般用常开触点. (2)输HI继电器的使用方仏输出端不带负瑕时.控制线13应使用内部继电器M或其他.不 耍便用输岀继电器Q的线圈。 (3)梯形图稈序绘制方法梯形图程疗:触点的并联网络多连在加侧舞线，线圈位f最右侧 (4)梯形国网络段结构：梯形图网络段的结构不增加程序长度.

11、软件编译结果可以朗确 指出W误语旬所在的网络段,涓Bff的M络结构有利于程序的调 试止确的使川网络段.有利程序的结构化设计.使程序简明 易懂。3STL指令对较复杂梯形图的描述方法MiNETWORK 1LD10.1AW.2LDMO.OAN103OIJ5MOO0! 011 1MX | 11|ciormoT I1 F-)wa03! I1 1 I1NE7ICFX 2LD10. 1/彼入姑开邕立0M3. 1/威翕开牲点LD10.2J儀入席开U点0MO. 2/ /或常Jf独点ALE/缺勺援作=l. !/ ZttHlttH/ /块或慢世/ f NtMlMM(1块“或”操作指令格式:OLD (Jt操作元件)块

12、或操作.吐将梯形阳中柑耗的两个以LD起始的屯路块并联起來. (2块“与蟻作描令格式：ALD (无操竹兀什)块诚操作是将梯彤图中和邻的两个以LD起始的电路块郞联起來。LD装戟指令是从梯形图加左侧母线画起的，如果変生 成条分支的母线，则需要利用语句表的栈操作指令来描 述.栈操作语句表指令格式；LPS （无操作元件）：（Logic Push）逻辑堆栈操作指令。LRD （无操作元件）:（Logic Read）逻辑读栈指令LPP （无操作尤件）:（Logic Pop逻徘弹栈指令。LRD. LPP指令的操作过程堆栈操作时将斯点的地址用入找区.栈区内容！l动下移（tt/it内容忑失八 滾找悚作时将存储器栈I

13、K顶部的内容社入的地址拆针寄存跖 闵K内容 保持不变。弹栈找作时栈的内容依次按難后刘尢岀的腺则弹岀将栈顶内容弹入用序 的地址指针奇存器栈的内容依次上移.例5.4栈操作指令应用程序IP10. 0!/装入亦幵触点LPSJ /建“梅益什（堆WDLD10. 1!/北入常开独点010.2/ /或常开Ik点ALP/块与慄作=MO.0/输出线岡LRD/ 7 WttU10.3/ /技入能开融点010.4i/或常开融点ALDJ /块与操作=M01/ /输出餓剧1肿/押松A10.5/ f F盘开触点=QO.O/丿输出践風逻辑堆栈指令（LPS）可以嵌套使用.厳多为9层.为保证程序地址 指针不发生错瓯 堆栈和弹栈折令

14、必须成对便用.最后次读栈操作应 便用弹找指令5. 1.2取非和空操作指令取非和空操作指令格式（SD、STL、功能）3. AFKO指令NOT 取能NOP N 空换作指令次数M=0255梯形图的指令盘指令右侧的输出连线为使陡输出加ENS用丁折 令盒或输出线圈的串联（与逻辑）不串联元件时.作为指令行 的结束AENO指令（And ENO）该指令的作用是丹前面的指令盒输出刪 ENOtllU.只能在语句表中使用.I例5.5取非指令和空操作指令应用举例2010.0|not|NOPS ti tCTNC LDN 10.0 NOT / /求反匚NOF 20 / /条件满足时空操作20次 加一例题5.1.3置位/复

15、位指令S S-BIT, N：从起始位(S-BIT) 开始的N个元件置I。R S-BIT, N :从起始位:(S-BIT)开始的N个元件清0。M810 1I 11Q00I 1J1NETWORK ILD 10.0S Q().INETWORK 5LD 10.1R Q0Q I515.1.4边沿触发指令用途；触发足指用边沿触发倍号产生个机2SAMJW的打描咏冲.逋常用作脉冲 整形（脉冲生成）分类：边沿触发指令分为正眺变触发（h 升沿）和负跳变触发（卜降沿）两大类.正跳变触发指输入脉冲的上升沿.使触 白on 个Ji描周期负挑找触发指输入脉 冲的下降沿使触点ON 个和播周期._ EU （Edge Up）止跳

16、变.无操作元件ED ( Edgp Down )负跳1(H)M0.0I10. iI IMO I小.f-制周IB无操作兀件例5.7 ill沿总发程序示例.Ff序运行购3必韓UU曲000IU0MBI8 )NETWORK ILD !()./ /装入常开粒点EUf / iE变三 M0.J / /怖III NETWORK 2LD MO.O / /装入 5 QOQI / /輸出就侍 NETWORK 3LD 10 f /农入ED/ /皱跳变w M0.1/ / 愉出NETWORK 4LD MO. I / /歿入 R QO.i). 1/ /IIIIU位10.0的上踽沿.EUr生-个十1描周期时钟脉冲.M0唸圏通电

17、.M0.0常开触点闭 合个扫描周期便输出m昭0（）0統发有效（输tHttMQO.Orl）八优持10.1 b跳沿.ED产生一个扫描周期的时钟脉冲.報动输岀线圈M0通电一个打描 周期.M0.I常开触点闭合.使输出线MQO.Cfi位仃效（Q0.（=0）并保牯.，l|l|ll5.1.5 定时器I 囲箫TON）、育记忆的逋电延时型（保持即（TONR）、断电延 时型（TOF W三类。 2 时基标准分类Ims. 10ms. 100ms-肿类TU不同的时菇标卅.宜时轿度定时范围和定 时器的剧新方式不同.u （1）迟的WU加 （2）定时范僧：定时时何丁=时基啲总值时甚越大，宦时时何越K,但粘度越毘.及55定时器

18、【作方忒及炎型丁作方式分旃率最大定时范用定时席号TONR1ms32.767sIQ. T6410ms327.67sT1 T T65T68100ms3276.7sT5-T31, T69T95TON/TOF1ms32. 767s132. T9610ms32L67sT33 T36.T97 T100100ms_ 3276. 7s T63.T101-T255，1|1|3.定时器指令格式TON 通电延时型TONR冇记忆通电延时世TOF 断电延时世IN_使能输入端；编程范|同T0T255； PT是预置值输入端，最大预置值32767； PT数据类型：INT。 PT寻址范围见附表1。(1)4. 丁作原理分析12延时型(TON)大值为32767 o使能 (IN)输入冇效时,定时器开始计时，当前值从0开始递増.犬于或 等r预誉值(PT)时.定忖器输岀状态位置1 (输出触点有效)当询值的最使能端无效(斷开)时，定时器貝位半前值清零,输出状态位5E0) 例5.8通电延时型定时器应用程