PLC编程、应用及设备维修

1、2022-6-12第一章 概述1 国际电工委员会国际电工委员会(IEC)在在1985年的可编程序控制器标准草年的可编程序控制器标准草案第案第3稿中，对可编程序控制器作了如下定义：稿中，对可编程序控制器作了如下定义：“可编程序控可编程序控制器是一种制器是一种数字运算操作的电子系统数字运算操作的电子系统，专为在，专为在工业环境工业环境下应下应用而设计。它采用用而设计。它采用可编程序的存储器可编程序的存储器，用来在其内部，用来在其内部存储存储执执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指指令令，并通过，并通过数字式、模拟式的输入和输出数字式

2、、模拟式的输入和输出，控制各种类型的，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于使于使工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设的原则设计。计。” 2022-6-12第一章 概述2CPUROM、RAM电源部件电源部件输输出出接接口口输输入入接接口口外设接口外设接口照明照明电磁装置电磁装置执行机构执行机构编程器编程器打印机打印机采用光电采用光电隔离装置隔离装置继电器、可控硅、继电器、可控硅、晶体管电路晶体管电路2022-6-12第一章 概述3 CPU模块相当于人的大脑，它不

3、断地。 PLC主要由电源模块、主要由电源模块、等等几部分组成。几部分组成。2022-6-12第一章 概述4 2 2存储器存储器 存储器存储器(内存内存)主要用于存储程序及数据。主要用于存储程序及数据。PLC中的存中的存储器一般包括储器一般包括系统程序存储器系统程序存储器和和用户程序存储器用户程序存储器两部分。两部分。系统程序存储器用于存储整个系统的监控程序，一般采用系统程序存储器用于存储整个系统的监控程序，一般采用只读存储器只读存储器(Read Only Memory，ROM)，具有掉电不丢，具有掉电不丢失信息的特性。用户程序存储器用于存储用户根据工艺要失信息的特性。用户程序存储器用于存储用户

4、根据工艺要求或控制功能设计的控制程序，早期一般采用随机读写存求或控制功能设计的控制程序，早期一般采用随机读写存储器储器(Random Access Memory，RAM)，需要后备电池在，需要后备电池在掉电后保存程序。目前则倾向于采用电可擦除的掉电后保存程序。目前则倾向于采用电可擦除的只读存储只读存储器器(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory，EEPROM或或E2PROM)或闪存或闪存(Flash Memory)，免去了后备电池的麻烦。，免去了后备电池的麻烦。2022-6-12第一章 概述5 。 数字量数字量(或称开关量或称开关量)

5、输入模块用来输入模块用来接收从按钮、选择开关、接收从按钮、选择开关、数字拨码开关、限位开关、接近开关、光电开关、压力继电器数字拨码开关、限位开关、接近开关、光电开关、压力继电器等来的数字量输入信号等来的数字量输入信号； ， 3 3I IO O模块模块2022-6-12第一章 概述6 编程装置用来编程装置用来生成用户程序，并对它进行编辑、检查和修改生成用户程序，并对它进行编辑、检查和修改。不能直接输入和编辑梯形图，不能直接输入和编辑梯形图，。 使用使用。程序可以存盘或打印，通过网络，还可以实。程序可以存盘或打印，通过网络，还可以实现远程编程和传送。现远程编程和传送。 给给S7-200编程时，应配

6、备一台安装有编程时，应配备一台安装有编编程软件的计算机和一根连接计算机和可编程序控制器的程软件的计算机和一根连接计算机和可编程序控制器的。4 4编程装置编程装置2022-6-12第一章 概述7 可编程序控制器使用可编程序控制器使用220V或或110V交流电源或交流电源或24V直流电源直流电源。内部的。内部的开关电源为各模块提供开关电源为各模块提供DC 5V、12V、24V等直流电源等直流电源。 5 5电源电源1数字量逻辑控制数字量逻辑控制2运动控制运动控制 3闭环过程控制闭环过程控制 4数据处理数据处理 5通信联网通信联网 2022-6-12第一章 概述81 1整体式整体式PLCPLC 整体式

7、整体式又叫做又叫做单元式单元式或或箱体式箱体式，小型可编程序控制器，小型可编程序控制器一般采用整体式结构。一般采用整体式结构。 整体式可编程序控制器将整体式可编程序控制器将CPUCPU模块、模块、I IO O模块和电源装模块和电源装在一个箱型机壳内，称为基本单元在一个箱型机壳内，称为基本单元，。 2022-6-12第一章 概述9 大、中型可编程序控制器大、中型可编程序控制器(如如S7-300和和S7-400系列系列)一般采用一般采用模块式结构，它模块式结构，它由机架和模块组成由机架和模块组成。模块插在模块插座上模块插在模块插座上，后，后者焊在机架中的总线连接板上。可编程序控制器厂家者焊在机架中

8、的总线连接板上。可编程序控制器厂家备有不同备有不同槽数的机架供用户选用槽数的机架供用户选用，如果一个机架容纳不下所选用的模块，如果一个机架容纳不下所选用的模块，可以增设一个或数个扩展机架，各机架之间用可以增设一个或数个扩展机架，各机架之间用I0扩展电缆相扩展电缆相连连。 整体式整体式可编程序控制器每一可编程序控制器每一IO点的平均价格比模块点的平均价格比模块式的式的便宜便宜，在小型控制系统中一般采用整体式结构。但是，在小型控制系统中一般采用整体式结构。但是模块模块式式可编程序控制器的硬件组态方便可编程序控制器的硬件组态方便灵活灵活，维修时更换模块、判断故障范围也很方便，因此较复杂的、，维修时更

9、换模块、判断故障范围也很方便，因此较复杂的、要求较高的系统一般选用模块式可编程序控制器。要求较高的系统一般选用模块式可编程序控制器。 2 2模块式可编程序控制器模块式可编程序控制器2022-6-12第一章 概述102022-6-12第一章 概述11PLC模块中的存储器模块中的存储器 随机存取存储器（随机存取存储器（RAM） RAM是易失性的存储器，它的电源中断后，储存的信息将会丢失。可用锂电池保存RAM中的用户程序和某些数据。锂电池可用13年，需要更换锂电池时，由PLC发出信号，通知用户。现在部分PLC仍用RAM来储存用户程序。 只读存储器（只读存储器（ROMROM） ROM的内容只能读出，不

10、能写入。电源切断后，仍能保存储存的内容。ROM一般用来存放PLC的系统程序。 可电擦除可编程的只读存储器（可电擦除可编程的只读存储器（EEPROMEEPROM）它是非易失性的，兼有ROM的非易失性和RAM的随机存取优点，但是将信息写入它所需的时间比RAM长得多。2022-6-12第一章 概述12 输入电路中设有输入电路中设有，以防止由于输入触点抖动或，以防止由于输入触点抖动或外部干扰脉冲引起错误的输入信号。外部干扰脉冲引起错误的输入信号。 下图是某直流输入模块的内部电路和外部接线图，图中只下图是某直流输入模块的内部电路和外部接线图，图中只画出了画出了一路输入电路一路输入电路，。S7-200可以

11、用可以用，它还可以为接近开关、光电开关之类的传感器提供，它还可以为接近开关、光电开关之类的传感器提供24V直流直流电源。电源。 1 1输入模块输入模块2022-6-12第一章 概述132 2输出模块输出模块 输出模块的功率放大元件有输出模块的功率放大元件有、，以及既，以及既。输出电流的典型值为。输出电流的典型值为05-2A，负，负载电源由外部现场提供。载电源由外部现场提供。 。 2022-6-12第一章 概述14 可编程序控制器有两种工作方式，即可编程序控制器有两种工作方式，即RUN(运行运行)方式与方式与STOP(停止停止)方式。方式。 在在在在CPU模块的面板上用模块的面板上用“RUN”L

12、ED显示当前的工作显示当前的工作方式。方式。 在在，设置可编程序控制器的硬件功能，并将用户程，设置可编程序控制器的硬件功能，并将用户程序和硬件设置信息下载到可编程序控制器。序和硬件设置信息下载到可编程序控制器。 返回返回2022-6-12第一章 概述15 可编程序控制器通电后，需要可编程序控制器通电后，需要。为了使可编程序控制器的输出及时地响应各种输。为了使可编程序控制器的输出及时地响应各种输入信号，入信号，初始化后反复不停地分阶段处理各种不同的任务，初始化后反复不停地分阶段处理各种不同的任务，这种周而复始的循环工作方式称为这种周而复始的循环工作方式称为。 RUN状态状态读取输入读取输入通信信

13、息处理通信信息处理自诊断检查自诊断检查修改输出修改输出STOP状态状态返回返回读取输入读取输入通信信息处理通信信息处理自诊断检查自诊断检查修改输出修改输出执行用户程序执行用户程序2022-6-12第一章 概述16返回返回21X21X和和CPU22XCPU22X两代产品，其中两代产品，其中CPU22XCPU22X型型PLCPLC有有CPU221CPU221，CPU CPU 222222，CPU 224CPU 224和和CPU 226CPU 226四种基本型号。四种基本型号。2022-6-12第一章 概述17S7-200S7-200系列系列CPUCPU的应用区别的应用区别2022-6-12第一章

14、概述18 S7-200系列系列PLC为方便工程使用，提供了种类丰富的数字量扩展模块为方便工程使用，提供了种类丰富的数字量扩展模块，有单独的输入模块，有单独的输入模块EM221(8路扩展输入路扩展输入)；有单独的输出模块；有单独的输出模块EM222(8路路扩展输出扩展输出)；有；有I/O混合模块混合模块EM223(具有具有8I/O 、16I/O、32I/O等多种配置等多种配置)。2. 数字量模块的型号与性能数字量模块的型号与性能2022-6-12第一章 概述192022-6-12第一章 概述202022-6-12第一章 概述21数字量输出扩展模块接线图数字量输出扩展模块接线图2022-6-12第

15、一章 概述22 (1) 不同的主机最大可扩展模块数量有限，不同的主机最大可扩展模块数量有限，CPU221不能扩展，不能扩展，CPU222只能扩展两个模块，只能扩展两个模块，CPU224、CPU226能够扩展能够扩展7个模块。个模块。 (2) 扩展模块消耗的总电流不能超过扩展模块消耗的总电流不能超过CPU模块能够提供的最大电流。模块能够提供的最大电流。 (3) 扩展总点数不能大于扩展总点数不能大于I/O映像寄存器的总数。因为映像寄存器的总数。因为CPU模块对数字模块对数字量的寻址都是以量的寻址都是以8位寄存器为一个单位的，对数字量扩展模块也是相同的。位寄存器为一个单位的，对数字量扩展模块也是相同

16、的。若某一模块的数字量若某一模块的数字量I/O不是不是8的整倍数，则余下的空地址也不会分配给其他的整倍数，则余下的空地址也不会分配给其他模块。例如对于模块。例如对于CPU224模块，本机输入地址为模块，本机输入地址为I0.0I0.7和和I1.0I1.5，输，输出地址为出地址为Q0.0Q0.7和和Q1.0Q1.1。若扩展一个。若扩展一个4输入、输入、4输出的输出的EM223数数字量扩展模块，则扩展模块输入地址为字量扩展模块，则扩展模块输入地址为I2.0I2.3，输出地址为，输出地址为Q2.0Q2.3。地址。地址I1.6I1.7与与Q1.2Q1.7都不能与外部接口对应，即它们是未用位。都不能与外部

17、接口对应，即它们是未用位。对于输出寄存器中没有使用的位，可以像使用内部存储器标志位一样使用。对于输出寄存器中没有使用的位，可以像使用内部存储器标志位一样使用。但对于输入寄存器中没有使用的位，由于每次输入更新时都把未用位清但对于输入寄存器中没有使用的位，由于每次输入更新时都把未用位清0，所以不能作为内部存储器标志位使用。所以不能作为内部存储器标志位使用。3. 限制数字量模块扩展数量的几个因素限制数字量模块扩展数量的几个因素2022-6-12第一章 概述23 模拟量模块种类模拟量模块种类 2022-6-12第一章 概述242022-6-12第一章 概述252022-6-12第一章 概述262022

18、-6-12第一章 概述27返回返回2022-6-12第一章 概述28垂直安装时，注意允许的环境温度比水平安装要低垂直安装时，注意允许的环境温度比水平安装要低10摄氏度，摄氏度，CPU应安装在所有扩展模块的下方。应安装在所有扩展模块的下方。2022-6-12第一章 概述29交流电源系统的外部接线交流电源系统的外部接线直流电源系统的外部接线直流电源系统的外部接线 第三部分第三部分 PLC PLC的外部接线的外部接线2022-6-12第一章 概述30 第四部分第四部分 编程编程： (1)顺序功能图顺序功能图(Sequential Function Chart) (2)梯形图梯形图(Ladder Di

19、agram) (3)功能块图功能块图(Function Block Diagram) (4)指令表指令表(Instruction List)。 (5)结构文本结构文本(Structured Text)。 顺序功能图顺序功能图梯形图梯形图功能块图功能块图指令表指令表结构文本结构文本PLCPLC的编程语言的编程语言2022-6-12第一章 概述31 PLC的程序结构的程序结构 主程序是程序的主体，主程序是程序的主体，。 。返回返回2022-6-12第一章 概述32 。同一地方被多次调用，使用子程序可以简化程。同一地方被多次调用，使用子程序可以简化程序代码和减少扫描时间。设计得好的子程序容易移植到别

20、序代码和减少扫描时间。设计得好的子程序容易移植到别的项目中去。的项目中去。 中断程序是指令的一个可选集合，中断程序不是被主程中断程序是指令的一个可选集合，中断程序不是被主程序调用，序调用，。中断程序用来处理预先规定的中断事件，。中断程序用来处理预先规定的中断事件， 2022-6-12第一章 概述33 ，如，如I3.2，其中，其中的区域标识符的区域标识符“I表示输入表示输入(Input)，字节地址为，字节地址为3，位地址为，位地址为2(见见图图)。这种存取方式称为。这种存取方式称为“”寻址方式。寻址方式。 输入字节输入字节(B是是Byte的缩写的缩写)由由这这8位组成。位组成。位数据的存放位数据

21、的存放 数据在存储器中存取的方式数据在存储器中存取的方式 2022-6-12第一章 概述34 图图 字、字节和双字对同一地址存取操作的比较字、字节和双字对同一地址存取操作的比较 a)VB100 b)VWl00 c)VDl002022-6-12第一章 概述35 PLC的的存储区存储区 返回返回 输出映像寄存器的标识符为输出映像寄存器的标识符为，。2022-6-12第一章 概述36 在程序执行的过程中在程序执行的过程中。 。虽然名为。虽然名为“位存储器区位存储器区”，表示按位存取，但是也可以按字节、字或双字来存取。表示按位存取，但是也可以按字节、字或双字来存取。 。S7-200有三种有三种定时器，

22、它们的时基增量分别为定时器，它们的时基增量分别为，定时，定时器的当前值寄存器是器的当前值寄存器是16位有符号整数，用于存储定时器累位有符号整数，用于存储定时器累计的时基增量值计的时基增量值(132 767)。2022-6-12第一章 概述37。，带位，带位操作数的指令存取定时器位，带字操作数的指令存取当前值。操作数的指令存取定时器位，带字操作数的指令存取当前值。计数器用来累计其计数输入端脉冲电平由低到高的次数，计数器用来累计其计数输入端脉冲电平由低到高的次数，CPU提供提供。计数器的当。计数器的当前值为前值为16位有符号整数，用来存放累计的脉冲数位有符号整数，用来存放累计的脉冲数(132 76

23、7)。2022-6-12第一章 概述38 位逻辑指令 触点指令触点指令 输出指令输出指令 其他指令其他指令 返回返回 定时器指令定时器指令 2022-6-12第一章 概述39计数器指令计数器指令 图 加计数器 返回返回2022-6-12第一章 概述40 一、经验法编程一、经验法编程例例 4组抢答器设计组抢答器设计 控制要求控制要求1：设计一个：设计一个4组抢答器，任一组抢先按下抢答按钮后，组抢答器，任一组抢先按下抢答按钮后，对应指示灯指示抢答结果，同时锁定抢答器，使其他组抢答按钮无效对应指示灯指示抢答结果，同时锁定抢答器，使其他组抢答按钮无效。在按下复位开关后，可重新开始抢答。在按下复位开关后

24、，可重新开始抢答。 (1) I/O分配：分配：I/O分配表见表。分配表见表。输入触点输入触点功能说明功能说明输出线圈输出线圈功能说明功能说明I0.1第一组抢答按钮第一组抢答按钮Q0.1第一组抢答指示灯第一组抢答指示灯I0.2第二组抢答按钮第二组抢答按钮Q0.2第二组抢答指示灯第二组抢答指示灯I0.3第三组抢答按钮第三组抢答按钮Q0.3第三组抢答指示灯第三组抢答指示灯I0.4第四组抢答按钮第四组抢答按钮Q0.4第四组抢答指示灯第四组抢答指示灯I0.5复位按钮复位按钮2022-6-12第一章 概述41 (3) 要点说明。要点说明。 由于抢答按钮一般均为非自锁按钮，为保持抢答输出结果，就需要输由于抢

25、答按钮一般均为非自锁按钮，为保持抢答输出结果，就需要输出线圈所带触点并联在输入触点上，实现自锁功能。出线圈所带触点并联在输入触点上，实现自锁功能。 要实现一组抢答后，其他组不能再抢答的功能，就需要在其他组控制要实现一组抢答后，其他组不能再抢答的功能，就需要在其他组控制线路中串联本组输入触点或输出线圈的常闭触点，从而形成互锁关系。线路中串联本组输入触点或输出线圈的常闭触点，从而形成互锁关系。2022-6-12第一章 概述42(2) 程序如图所示。程序如图所示。 (3) 要点说明。这一程序又称为二分频电路。在控制过程要点说明。这一程序又称为二分频电路。在控制过程中，若按钮为点动按钮中，若按钮为点动

26、按钮(非自锁按钮非自锁按钮)时，可由该程序控制时，可由该程序控制实现第一次按下启动，第二次按下停止的功能。实现第一次按下启动，第二次按下停止的功能。2022-6-12第一章 概述43例例 运料车自动装、卸料控制运料车自动装、卸料控制 控制要求：某运料车如图所示，可在控制要求：某运料车如图所示，可在A、B两地分别启动。运料车启动两地分别启动。运料车启动后，自动返回后，自动返回A地停止，同时控制料斗门的电磁阀地停止，同时控制料斗门的电磁阀Y1打开，开始下料。打开，开始下料。1分钟分钟后，电磁阀后，电磁阀Y1断开，关闭料斗门，运料车自动向断开，关闭料斗门，运料车自动向B地运行。到达地运行。到达B地后

27、停止，地后停止，小车底门由电磁阀小车底门由电磁阀Y2控制打开，开始卸料。控制打开，开始卸料。1分钟后，运料车底门关闭，开分钟后，运料车底门关闭，开始返回始返回A地。之后重复运行。地。之后重复运行。 运料车在运行过程中，可用手动开关使其停车。再次启动后，可重复运料车在运行过程中，可用手动开关使其停车。再次启动后，可重复中内容。中内容。 2022-6-12第一章 概述44I/O分配：分配：输入触点输入触点功能说明功能说明输出线圈输出线圈功能说明功能说明I0.0正转启动按钮正转启动按钮Q0.0正转输出正转输出I0.1反转启动按钮反转启动按钮Q0.1反转输出反转输出I0.2A点行程开关点行程开关Q0.

28、2电磁阀电磁阀Y1I0.3B点行程开关点行程开关Q0.3电磁阀电磁阀Y2I0.4停止按钮停止按钮2022-6-12第一章 概述452022-6-12第一章 概述46T322022-6-12第一章 概述47例例 展厅人数控制系统展厅人数控制系统 控制要求：现有一展厅，最多可容纳控制要求：现有一展厅，最多可容纳50人同时参观。展厅进口与出口各人同时参观。展厅进口与出口各装一传感器，每有一人进出，传感器给出一个脉冲信号。试编程实现，当展装一传感器，每有一人进出，传感器给出一个脉冲信号。试编程实现，当展厅内不足厅内不足50人时，绿灯亮，表示可以进入；当展厅满人时，绿灯亮，表示可以进入；当展厅满50人时

29、，红灯亮，表示人时，红灯亮，表示不准进入。不准进入。(1) I/O分配：分配：输入触点输入触点功能说明功能说明输出线圈输出线圈功能说明功能说明I0.0系统启动按钮系统启动按钮Q0.0绿灯输出绿灯输出I0.1进口传感器进口传感器S1Q0.1红灯输出红灯输出I0.2出口传感器出口传感器S22022-6-12第一章 概述48定时器应用电路定时器应用电路例延时接通例延时接通/断开电路断开电路2022-6-12第一章 概述49用计数器设计长延时电路用计数器设计长延时电路 如果需要更长的延时时间，可用计数器和特殊位存储如果需要更长的延时时间，可用计数器和特殊位存储器组成长延时电路。器组成长延时电路。图中图

30、中SM0.4的常的常开触点为加计数器开触点为加计数器C0提供周期为提供周期为1 min的的时钟脉冲。当计数器时钟脉冲。当计数器复位输入复位输入I0.0断开，断开，C0开始计数延时。图开始计数延时。图中延时时间为中延时时间为30 000 min。2022-6-12第一章 概述50例闪烁电路（例闪烁电路（ 图图4-4）。 2022-6-12第一章 概述51梯形图的经验设计法梯形图的经验设计法经验设计法经验设计法:在典型电路的基础上，根据对控制系在典型电路的基础上，根据对控制系统要求，不断地修改和完善梯形图。统要求，不断地修改和完善梯形图。特点：无规律可循，结果不唯一，设计所用的时间、特点：无规律可

31、循，结果不唯一，设计所用的时间、设计的质量与设计者的经验有很大的关系，它可以设计的质量与设计者的经验有很大的关系，它可以用于较简单的梯形图用于较简单的梯形图(如手动程序如手动程序)的设计。的设计。 起动保持和停止电路起动保持和停止电路2022-6-12第一章 概述52 二、顺序控制设计法与顺序功能图二、顺序控制设计法与顺序功能图1.经验设计法存在的问题：经验设计法存在的问题：用经验设计法设计梯用经验设计法设计梯形图时，没有一套同定的方法和步骤可以遵循，形图时，没有一套同定的方法和步骤可以遵循，具有很大的试探性和随意性，对于不同的控制系具有很大的试探性和随意性，对于不同的控制系统，没有一种通用的

32、容易掌握的设计方法。梯形统，没有一种通用的容易掌握的设计方法。梯形图往往很难阅读，系统的维修和改进困难图往往很难阅读，系统的维修和改进困难。2.定义：定义： 所谓顺序控制，就是按照生产工艺预先所谓顺序控制，就是按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间的顺序，在生产过程中各个执行机部状态和时间的顺序，在生产过程中各个执行机构自动地有秩序地进行操作。首先根据系统的工构自动地有秩序地进行操作。首先根据系统的工艺过程艺过程,画出顺序功能图画出顺序功能图,然后根据顺序功能图画出然后根据顺序功能图画出梯形图。梯形图。2022-6-12

33、第一章 概述532022-6-12第一章 概述54基本结构基本结构1）单序列）单序列2）选择序列）选择序列3）并列序列）并列序列4）顺序功能图举例）顺序功能图举例2022-6-12第一章 概述552022-6-12第一章 概述56返回返回 根据顺序功能图设计梯形图时根据顺序功能图设计梯形图时,可以用存储器位可以用存储器位M来代表步。来代表步。某一步为活动步时某一步为活动步时,对应的存储器位为对应的存储器位为1,某某一转换实现时一转换实现时,该转换的后续步变为活动步该转换的后续步变为活动步,前级步变前级步变为不活动步。为不活动步。很多转换条件都是短信号很多转换条件都是短信号,即它存在的时即它存在

34、的时间比它激活的后续步为活动步的时间短间比它激活的后续步为活动步的时间短,因此应使用有因此应使用有记忆功能记忆功能的电路或指令的电路或指令(如起保停电路和置位、复位指如起保停电路和置位、复位指令令)来控制代表步的存储器位。来控制代表步的存储器位。 使用起保停电路设计顺序控制梯形图的方法使用起保停电路设计顺序控制梯形图的方法 后步后步当前步当前步前步前步M0.1M0.0M0.2( ) I0.1M0.1转换条件转换条件M0.0M0.1I0.1M0.22022-6-12第一章 概述57图中的波形图给出了锅炉鼓风机和引风机的控制图中的波形图给出了锅炉鼓风机和引风机的控制要求。当按下起动按钮要求。当按下

35、起动按钮I0.0后，应先开引风机，延时后，应先开引风机，延时15 s后再开鼓风机。按下停止按钮后再开鼓风机。按下停止按钮I0.1后，应先停鼓风后，应先停鼓风机，机，20s后再停引风机。后再停引风机。单序列的编程方法单序列的编程方法 2022-6-12第一章 概述58根据根据Q0.0和和Q0.1接通接通/断开状断开状态的变化，其工态的变化，其工作期间可以分为作期间可以分为3步，分别用步，分别用M0.1、M0.2、M0.3来代来代表这表这3步，用步，用M0.0来代表等待起动来代表等待起动的初始步。的初始步。起动按钮起动按钮I0.0，停止按，停止按钮钮I0.1的常开触点、定时器的常开触点、定时器延时

36、接通的常开触点为各延时接通的常开触点为各步之间的转换条件，顺序步之间的转换条件，顺序功能图如图所示。功能图如图所示。2022-6-12第一章 概述59 鼓风机和引风机的梯形图程序鼓风机和引风机的梯形图程序2022-6-12第一章 概述601选择序列分支开始的编程方法选择序列分支开始的编程方法图中步图中步M0.0之后有之后有1个选择序列的分支开始，设个选择序列的分支开始，设M0.0为活动步时，后面有两条支路供选择，若转换条为活动步时，后面有两条支路供选择，若转换条件件I0.0先满足，则后续步先满足，则后续步M0.1将变为活动步，而将变为活动步，而M0.0变为不活动步。变为不活动步。 选择序列的编

37、程方法选择序列的编程方法2022-6-12第一章 概述612选择序列分支合并的编程方法选择序列分支合并的编程方法图中，步图中，步M0.3之前有一个选择序列分支的合并。之前有一个选择序列分支的合并。2022-6-12第一章 概述621并行序列分支开始的编程方法并行序列分支开始的编程方法图中步图中步M0.3之后有一个并行序列的分支。之后有一个并行序列的分支。并行序列的编程方法并行序列的编程方法 2022-6-12第一章 概述632并行序列分支合并的编程方法并行序列分支合并的编程方法图中步图中步M1.0之前有一个并行序列的合并，该转换之前有一个并行序列的合并，该转换实现的条件是所有的前级步（即实现的

38、条件是所有的前级步（即M0.5和和M0.7）都是活）都是活动步和转换条件动步和转换条件I0.7满足就可以使步满足就可以使步M1.0为活动步。为活动步。2022-6-12第一章 概述64返回返回液体混合装置如图液体混合装置如图5-6所示所示,上限位、下限位和中限位液位传感器被液体上限位、下限位和中限位液位传感器被液体淹没时为淹没时为1状态状态,阀阀A、阀、阀B和阀和阀C为电磁阀为电磁阀,线圈通电时打开线圈通电时打开,线圈断电时关线圈断电时关闭。开始时容器是空的闭。开始时容器是空的,各阀门均关闭各阀门均关闭,各传感器均为各传感器均为0状态。按下起动按状态。按下起动按钮后钮后,打开阀打开阀A,液体液

39、体A流人容器流人容器,中限位开关变为中限位开关变为ON时时,关闭阀关闭阀A,打开阀打开阀B,液体液体B流人容器。液面升到上限位开关时流人容器。液面升到上限位开关时,关闭阀关闭阀B,电机电机M开始运行开始运行,搅拌搅拌液体液体,60s后停止搅拌后停止搅拌,打开阀打开阀C,放出混合液放出混合液,当液面降至下限位开关之后再当液面降至下限位开关之后再过过5s,容器放空容器放空,关闭阀关闭阀C,打开阀打开阀A，又开始下一周期的操作。按下停止按，又开始下一周期的操作。按下停止按钮钮,当前工作周期的操作结束后当前工作周期的操作结束后,才停止操作才停止操作(返回并停在初始状态返回并停在初始状态)。 选择序列应

40、用举例选择序列应用举例2022-6-12第一章 概述65返回返回 图图5-6中的中的M1.0用来实现在按下停止按钮后不马上停止工作用来实现在按下停止按钮后不马上停止工作,而是在当前而是在当前工作周期的操作结束后工作周期的操作结束后,才停止运行。才停止运行。M1.0用起动按钮用起动按钮I0.3和停止按钮和停止按钮I0.4来控制。运行时它处于来控制。运行时它处于0N状态状态,系统完成一个周期的工作后，步系统完成一个周期的工作后，步M0.5到到M0.1的转换条件的转换条件M1.0T38满足满足,转到步转到步M0.1后继续运行。按了停止按后继续运行。按了停止按钮钮I0.4之后之后,M1.0变为变为OF

41、F，要等系统完成最后一步，要等系统完成最后一步M0.5的工作后的工作后,转换条转换条件件M1.0T38满足满足,才能返回初始步才能返回初始步,系统停止运行。图系统停止运行。图5-6中步中步M0.5之后有之后有一个选择序列的分支一个选择序列的分支,当它的后续步当它的后续步M0.0或或M0.1变为活动步时变为活动步时,它都应变它都应变为不活动步，所以应将为不活动步，所以应将M0.0和和M0.1的常闭触点与的常闭触点与M0.5的线圈串联。的线圈串联。2022-6-12第一章 概述66返回返回步步M0.1之前有一个选择序列的合并之前有一个选择序列的合并,当当M0.0为活动步并且转换条件为活动步并且转换

42、条件I0.3满足满足,或步或步M0.5为活动步并且转换条件为活动步并且转换条件M1.0T38满足满足,步步M0.1都应变为活都应变为活动步动步,即代表该步的存储器位即代表该步的存储器位M0.1的的起动条件起动条件应为应为M0.0I0.3+M0.5M1.0T38 对应的起动电路由两条并联支路组成，每条支路分别由对应的起动电路由两条并联支路组成，每条支路分别由M0.0、I0.3和和M0.5、M1.0、T38的常开触点串联而成的常开触点串联而成(见图见图5-6)。 2022-6-12第一章 概述672022-6-12第一章 概述68返回返回并行序列应用举例并行序列应用举例 某专用钻床用两只钻头同时钻

43、两个孔。操作人员放好工件后某专用钻床用两只钻头同时钻两个孔。操作人员放好工件后,按下起按下起动按钮动按钮I0.0,工件被夹紧后两只钻头同时开始工作，钻到由限位开关工件被夹紧后两只钻头同时开始工作，钻到由限位开关I0.2和和I0.4设定的深度时分别上行设定的深度时分别上行,回到由限位开关回到由限位开关I0.3和和I0.5设定的起始位设定的起始位置时停止上行。两个都到位后置时停止上行。两个都到位后,工件被松开工件被松开,松开到位后松开到位后,加工结束加工结束,系统系统返回初始状态。返回初始状态。 2022-6-12第一章 概述69返回返回 图图5-7中系统的顺序功能图用存储器位中系统的顺序功能图用

44、存储器位M0.0M1.0代表各步。两只钻头和代表各步。两只钻头和各自的限位开关组成了两个子系统，这两个子系统在钻孔过程中并行工各自的限位开关组成了两个子系统，这两个子系统在钻孔过程中并行工作，因此用并行序列中的两个子序列来分别表示这两个子系统的内部工作，因此用并行序列中的两个子序列来分别表示这两个子系统的内部工作情况。作情况。在步在步M0.1,Q0.0为为1,夹紧电磁阀的线圈通电夹紧电磁阀的线圈通电,工件被夹紧后工件被夹紧后,压力继电器压力继电器I0.1的常开触点的常开触点ON,使步使步M0.1变为不活动步变为不活动步,步步M0.2和步和步M0.5同时变为活动同时变为活动步步,Q0.1、Q0.

45、3为为1,大、小钻头向下进给大、小钻头向下进给,开始钻孔。当大、小孔分别钻完开始钻孔。当大、小孔分别钻完了了,Q0.2、Q0.4分别变为分别变为1,钻头向上运动，返回初始位置后钻头向上运动，返回初始位置后,限位开关限位开关I0.3与与I0.5均为均为ON,等待步等待步M0.4与与M0.7分别变为活动步。分别变为活动步。2022-6-12第一章 概述70返回返回它们之后的它们之后的“=1”表示转换条件总是满足表示转换条件总是满足,即只要即只要M0.4和和M0.7都变为都变为活动步活动步,就会实现步就会实现步M0.4、M0.7到步到步M1.0的转换。在步的转换。在步M1.0，控制工，控制工件松开的

46、件松开的Q0.5为为1,工件被松开后工件被松开后,限位开关限位开关10.7为为ON,系统返回初始步系统返回初始步M0.0。步步M1.0之前有一个并行序列的合并之前有一个并行序列的合并,转换条件转换条件 “=1”表示该转换条件表示该转换条件总是满足总是满足。所以只需将前级步。所以只需将前级步M0.4和和M0.7的常开触点串联后作为控制的常开触点串联后作为控制M1.0的起保停电路的起动电路。的起保停电路的起动电路。M1.0变为活动步后变为活动步后,其常闭触点断开其常闭触点断开,使使M0.4和和M0.7的线圈断电的线圈断电,步步M0.4和和M0.7变为不活动步。变为不活动步。2022-6-12第一章

47、 概述712022-6-12第一章 概述72返回返回从图从图5-8可以看出以转换为中心的编程方法的顺序功可以看出以转换为中心的编程方法的顺序功能图与梯形图的对应关系。实现图中能图与梯形图的对应关系。实现图中I0.0对应的转换对应的转换需要同时满足两个条件需要同时满足两个条件,即该转换的前级步是活动步即该转换的前级步是活动步(M0.0=1)和转换条件满足和转换条件满足(I0.0=1)。在梯形图中在梯形图中,可以可以用用M0.0和和I0.0的常开触点组成的串联电路来表示上的常开触点组成的串联电路来表示上述条件。该述条件。该电路接通时电路接通时,两个条件同时满足，此时应两个条件同时满足，此时应将该转

48、换的后续步变为活动步将该转换的后续步变为活动步(用用SM0.1，1指令将指令将M0.1置位置位)和将该转换的前级步变为不活动步和将该转换的前级步变为不活动步(用用R M0.0，1指令将指令将M0.0复位复位)，这种编程方法与转换实这种编程方法与转换实现的基本规则之间有着严格的对应关系现的基本规则之间有着严格的对应关系,用它编制复用它编制复杂的顺序功能图的梯形图时杂的顺序功能图的梯形图时,更能显示出它的优越性。更能显示出它的优越性。 以转换为中心的顺序控制梯形图设计方法以转换为中心的顺序控制梯形图设计方法2022-6-12第一章 概述73返回返回M0.0M0.0M0.1( S ) I0.1前步前

49、步前前步步转换条件转换条件当前步当前步( R ) 11M0.0M0.1I0.12022-6-12第一章 概述74返回返回I0.2I0.3Q0.0M0.1M0.2M0.3Q0.2Q0.1M0.0SM0.1I0.0I0.1I0.2I0.3Q0.1I0.12022-6-12第一章 概述75返回返回2022-6-12第一章 概述76返回返回图是前面介绍过的剪板机的顺序功能图，和以转换为中心的编程方法编图是前面介绍过的剪板机的顺序功能图，和以转换为中心的编程方法编制的梯形图程序。制的梯形图程序。2022-6-12第一章 概述77返回返回2022-6-12第一章 概述78返回返回使用使用SCRSCR指令的

50、顺序控制梯形图设计方法指令的顺序控制梯形图设计方法 S7-200中的顺序控制继电器中的顺序控制继电器S专门用于编制顺序控专门用于编制顺序控制程序。制程序。顺序控制程序被顺序控制继电器指令顺序控制程序被顺序控制继电器指令SCR划分为划分为LSCR与与SCRE指令之间的若干个指令之间的若干个SCR段，一个段，一个SCR段对应于顺序功能图中的一步。段对应于顺序功能图中的一步。 装载顺序控制继电装载顺序控制继电(LoadSequenceControlRelay)指令指令LSCRn用来表示一个用来表示一个SCR段即顺序功能图中段即顺序功能图中的步的开始。指令中的操作数的步的开始。指令中的操作数n为顺序控

51、制继电为顺序控制继电器器S(BOOL型型)的地址，顺序控制继电器为的地址，顺序控制继电器为1状态状态时，对应的时，对应的SCR段中的程序被执行，反之则不被段中的程序被执行，反之则不被执行。执行。2022-6-12第一章 概述79LADSTL功能功能操作数操作数LSCR S-bit顺序状态顺序状态开始开始S（位）（位）SCRT S-bit顺序状态顺序状态转移转移S（位）（位）SCRE顺序状态顺序状态结束结束无无Load Sequential Countrol Relay Sequential Countrol Relay Transition Conditional Sequential Cou

52、ntrol End2022-6-12第一章 概述802022-6-12第一章 概述81下图是剪板机的结构示意图，开始时压钳和剪刀在上限位置，限位开关下图是剪板机的结构示意图，开始时压钳和剪刀在上限位置，限位开关I0.0I0.0和和I0.1I0.1为为ONON，按下启动按钮，按下启动按钮I1.0,I1.0,工作过程如下工作过程如下: :首先板料右行首先板料右行(Q0.0(Q0.0为为ON)ON)至限位开关至限位开关I0.3I0.3动作动作, ,然后压钳下行然后压钳下行(Q0.1(Q0.1为为ONON并保持并保持),),压紧板料后压紧板料后, ,压力开压力开关关I0.4I0.4为为ON,ON,压钳

53、保持压紧压钳保持压紧, ,剪刀开始下行剪刀开始下行(Q0.2(Q0.2为为ON).ON).剪断板料后剪断板料后,I0.2,I0.2变变为为ON,ON,压钳和剪刀同时上行压钳和剪刀同时上行(Q0.3(Q0.3和和Q0.4Q0.4为为ON),ON),它们分别碰到限位开关它们分别碰到限位开关I0.0I0.0和和I0.1I0.1后后, ,分别停止上行分别停止上行. .都停止后都停止后, ,又开始下一周期的工作又开始下一周期的工作, ,剪完剪完1010块料后块料后, ,停止工作并停在初始状态停止工作并停在初始状态. .2022-6-12第一章 概述82输入信号输入信号电器元件名称电器元件名称地址地址压钳

54、上限位压钳上限位BG1BG1I0.0I0.0剪刀上限位剪刀上限位BG2BG2I0.1I0.1剪刀下限位剪刀下限位BG3BG3I0.2I0.2板料右行限位板料右行限位BG4BG4I0.3I0.3压钳压紧开关压钳压紧开关I0.4I0.4启动按钮启动按钮SFSFI1.0I1.0顺序功能图的编程步骤顺序功能图的编程步骤:（1）分析控制要求，找出控制设备现场的实际输入和输出点，）分析控制要求，找出控制设备现场的实际输入和输出点，选择选择PLC型号型号并分配并分配I/O 地址地址（2）PLC端子接线端子接线-省略省略输出信号输出信号电器元件名称电器元件名称地址地址板料右行板料右行Q0.0Q0.0压钳下行压

55、钳下行Q0.1Q0.1剪刀下行剪刀下行Q0.2Q0.2压钳上行压钳上行Q0.3Q0.3剪刀上行剪刀上行Q0.4Q0.42022-6-12第一章 概述83（3）剪板机控制系统顺序功能图）剪板机控制系统顺序功能图将功能图转化成梯形图将功能图转化成梯形图? ?2022-6-12第一章 概述84并行分支结构的功能图和梯形图并行分支结构的功能图和梯形图2022-6-12第一章 概述85并行分支举例并行分支举例2 2：某化学反应的装置由四个容器组成，容器之间用泵连接，以此进行化学反应。某化学反应的装置由四个容器组成，容器之间用泵连接，以此进行化学反应。每个容器都装有检测容器已满、已空的传感器，每个容器都装有检测容器