《PLC应用技术》课件(完整版)

1、PLC应用技术06-7月-22第一章 第1节 ：认识可编程序控制器主要内容：1.5 PLC的编程语言1.4 PLC 的输入输出接口类型1.2 PLC 的组成1.1 可编程序控制器概述1.3 PLC 的基本工作原理06-7月-221.1 可编程序控制器概述一、可编程序控制器的产生与发展1、PLC的诞生诞生的环境1）继电器控制系统体积大、触头多、维修困难；2）随着市场竞争的加剧，产品周期不断缩短，生产工艺参数不断发生变化，如果采用继电器控制系统采用改变接线的方法来满足工艺要求是非常困难的事情。 06-7月-22 1968年美国通用汽车公司（GM）公开招标，并从用户的角度提出了新一代控制器应具备的十

2、大条件，引起了开发热潮。编程方便，可现场修改程序；维修方便，采用插件式结构；可靠性高于继电器控制装置；体积小于继电器控制盘；数据可直接送入管理计算机；成本可与继电器控制盘竞争；输入输出电源供电扩展时原系统改变最小。这十大条件中比较主要的是：1969年，美国数字设备公司研制出第一台PLC-型号为PDP-14，并在GM公司汽车生产线上试用成功，取得满意的效果。06-7月-222、PLC的发展1969年，美国数字设备公司研制出第一台PLC1971年日本日立公司试制成了日本第一台PLC1973年德国西门子研制成功了欧洲州第一台PLC我国从1974年开始研制，1977年开始工业应用。二、继电器控制系统与

3、PLC控制系统的比较06-7月-221.2 PLC 的组成一、 PLC的硬件系统微处理器CPU存储器ROM/RAM微处理器I/O接口I/O扩展接口 通讯接口编程器电源 硬件系统 中央处理器单元 输入/输出接口输入接口输出接口 06-7月-221、中央处理单元 1）微处理器（CPU）是PLC的核心，它的主要任务是自诊断PLC内部电路故障和编程语法错误和外部设备（编程器、打印机、上位机等）通讯处理扫描输入装置状态和数据，并存入输入映像寄存器在PLC处于运行状态时，按顺序逐条执行用户程序， 根据执行结果更新有关的寄存器和输出映像寄存器将与输出相关的数据寄存器和输出映像寄存器的内容 送输出电路06-7

4、月-222）存储器（ROM/RAM） 是用来存放系统程序、用户程序及运行数据的可进行读写的随机存储器，掉电后状态随机。用来存放用户程序和运行数据的。存储器ROMRAMROM 掩膜只读存储器存放系统程序EPROM 紫外线擦除的可编程只读存储器 存放用户程序EEPROM 电擦除的可编程只读存储器 存放用户程序3）微处理器I/O接口：负责微处理器及存储器 与外部设备的信息交换。06-7月-22输入、输出接口是 PLC与外界输入/输出设备连接的接口电路。外设输入到PLC的各种控制信号，如限位开关、操作接钮、行程开关以及一些传感器的输出的开关量等，通过输入接口转换成中央处理单元能接收的信号；中央处理单元

5、输出的弱电控制信号通过输出接口变为电磁阀、接触器等执行元件的驱动信号。2、输入、输出接口 06-7月-22（3）电源PLC一般使用220V单相交流电源，也有24V直流电源。电源部件将外接电源转换为PLC的中央处理器、存储器等电路工作的5V直流电源。对于交流220V的小型整体式PLC，其内部有一个开关电源，此电源一方面为PLC内部电路提供5V工作电源，另一方面可为外部输入元件提供直流24V电源。对于组合式PLC，有的采用单独电源模块。06-7月-22（4） I/O扩展接口 小型PLC的输入输出接口是与中央处理单元CPU制造在一起的，为了满足被控制设备输入输出接口数点较多的要求，常需要扩展数字量输

6、入输出模块；为了满足模拟量控制要求，需要扩展模拟量输入输出模块，如A/D、D/A模块。06-7月-22（5）通讯接口用于与触摸屏等人机界面、上位PC机、其它PLC、打印机等外部设备通讯的接口。（6）编程器编程器一种是专用编程器，如手持式或台式专用编程器。另一种编程器是基于个人电脑+编程软件和监控软件的编程系统。06-7月-22二、 PLC的软件系统PLC使用者编写的，用于实现具体控制任务的。软件 系统程序用户程序PLC制造商编写的，固化在PLC内的ROM中，用以控制PLC本身的运作。06-7月-221.3 PLC的基本工作原理1PLC的工作流程 PLC虽然具有微机相以的结构特点，但它的工作方式

7、与微机不同。 微机一般是等待命令的工作方式，如键盘扫描方式或I/O扫描方式，当有键按下或I/O动作则转入相应的子程序。06-7月-22PLC采用循环扫描的工作方式， 整个工作过程可分为5个阶段PLC工作流程 每次扫描程序之前，都先执行故障自诊断程序。自诊断内容为I/O部分、存储器、CPU等，若发现异常停机，并显示出错；若正常，则继续向下扫描。PLC检查通讯接口的处设，如编程器、计算机、人机界面等是否有通讯请求，如有则进行通讯处理。然后进入下一步。 PLC的中央处理器对各个输入端进行扫描，并将输入状态送到输入映像寄存器。 如果PLC处于运行状态，中央处理器（CPU）将逐条执行用户指令程序，即按程

8、序要求对数据进行逻辑、算术运算，再将结果送到状态寄存器中。当所有的指令执行完毕后，将输出映像寄存器中所有的输出寄存器的状态送到输出锁存器中，通过一定输出电路驱动外部负载。06-7月-222PLC的工作过程 PLC经过这5个阶段，称为一个扫描周期，一个扫描周期完成后，又重新执行上述过程，如此周而复始不断循环。 作为PLC的使用者来讲，我们所关心的PLC是怎样完成控制要求的，所以我们只详细分析一下“扫描输入”、“执行程序”和“刷新输出”三个阶段工作过程。06-7月-22输入采样阶段 扫描输入端子，将各输入状态存入对应的输入映像寄存器中，此时输入映像寄存器被刷新，其值保持到下一个扫描周期。执行程序阶

9、段 PLC根据从左到右，先上后下的顺序扫描原则，逐点扫描、逐条执行用户程序，并将执行的结果存入元件映像寄存器。刷新输出阶段 在所有的指令执行完之后，将元件映像寄存器中所有与输出相关的寄存器状态送输出锁存器。06-7月-22PLC控制系统是以反复扫描的方式工作的，它是循环地连续逐条执行程序，任一时刻只能执行一条指令，是“串行”的工作方式工作的；继电器控制系统是按“并行”的方式工作的，也就是说是按同时执行的工作方式工作的，只要形成电流通路，就可能有几个电器同时工作。循环扫描、分时工作是PLC控制系统工作的特点。PLC控制系统和继电器控制系统比较06-7月-22直流输入接口电路1）开关量输入接口电路

10、直流输入接口电路 图中只画出一个输入端口电路R1、R2分压，C滤波，T光电耦合器。IN 为输入，COM为输入共公端。当输入端开关S闭合时，光电耦合器T导通TTL高电平信号送PLC内部电路。它为DC1224V直流输入接口电路。1.4 输入输出接口类型06-7月-22交流输入接口电路交流输入接口电路 C为隔直电容。当输入端开关S闭合，双向光电耦合器T导通，TTL高电平信号送PLC内部电路。它为交流100120或者200240V交流输入接口电路。06-7月-22交、直流输入接口电路交、直流输入接口电路 为交、直流1224V输入接口。上述三种输入电路都采用了光电耦合电路，由于外部输入信号是通过光电耦合

11、送到PLC 内部电路的，没有电路上的联接，所以具有抗干扰能力。06-7月-222）开关量输出接口电路晶体管输出接口电路晶体管（直流）输出接口电路 虚线框内为PLC内部电路，框外为输出端与负载的联线。图中画出两个输出电路。晶体管输出接口电路只适用于直流负载，当负载为感性时，需要在负载两端并联释放电路。06-7月-22晶闸管输出接口电路晶闸管（交流）输出接口电路 图中只画出一个输出电路。当内部电路有输出时，固态继电器的晶闸管导通；当内部电路取消输出，晶闸管在下半周关断，所以晶闸管输出接口电路只适用交流负载。06-7月-22继电器输出接口电路继电器（交、直流）输出接口电路 继电器输出接口电路本身有隔

12、离的功能，当内部有输出时，相应的继电器吸合，使外部负载电路接通。继电器输出接口适用交、直流。当用于交流时，负载两端并联阻容吸收；当用于直流时，负载两端并联续流二极管。直流输入输出 DC交流输入输出 AC继电器输出 RelayCPU 224 AC/DC/RELAY1.5 PLC 的编程语言 1993年国际电工委员会为PLC编程语言制定了5种语言标准，即IEC1131-3标准，在这5种语言中，有3种是图形化语言，2种是文本化语言。图形化语言有梯形图、顺序功能图、功能块图，文本化语言有指令表和结构文本。其中语名表（STL）、梯形图（LAD）、功能图（FBD）为三种常用PLC编程语言。2022/7/6

13、梯形图（LAD）编程语句表（STL）编程LD I0.0 O Q0.0 AN I0.1 = Q0.0功能块（FBD）编程06-7月-22结束！PLC应用技术2022/7/6 10:042.1 S7-200系列PLC的构成 2.2 S7-200系列PLC内存结构第一章 第2节 认识S7-200PLC2.4 S7-200PLC的外部接线2.3 S7-200PLC的寻址方式2022/7/6 10:04CPU22X系列PLC主单元产品有 CPU221、CPU222、CPU224、CPU226 四种基本型号。2.1.1 CPU224型PLC的结构 2.1 S7200系列PLC的构成 CPU221：6路输入

14、，4路输出；I/O不可扩展；4路高速脉冲计数，2路高速脉冲输出，自带1个RS485通讯口，适合于小点数控制的微控制器。CPU222：8路输入，6路输出；I/O可扩展2个；4路高速脉冲计数，2路高速脉冲输出，自带1个RS485通讯口，具有PID控制器，是具有扩展功能的、实用性更广泛的全功能控制器。2022/7/6 10:04CPU224：14路输入，10路输出；I/O可扩展7个；6路高速脉冲计数，2路高速脉冲输出，自带1个RS485通讯口，具有PID功能；具有较强控制能力的PLC。CPU226：24路输入，16路输出；I/O可扩展7个；6路高速脉冲计数，2路高速脉冲输出，自带2个RS485通讯口

15、，具有PID功能；适用于较复杂的中小型控制系统设计。CPU221、CPU222、CPU224、CPU226 四种型号均具有PPI、MPI通信协议和自由方式通信能力。西门子公司近几年推出S7-200 Smart 系列PLC，以及S7-1200PLC2022/7/6 10:042022/7/6 10:04通信口状态指示灯程序存储卡输出接线端子输出指示灯输入指示灯输入接线端子工作方式开关IO扩展接口模拟电位计CPU 224 DC/DC/DC的外部结构 PLC供电电源现以CPU224为例介绍CPU22X系列结构CPU 224 DC/DC/DC的内部结构（a）上盖 （b）主板（c）输入输出板和接线端子排

16、 （d）电源板和底壳2022/7/6 10:042.2 S7-200系列PLC内存结构数据存储器PLC内存程序存储器字节存储器双字存储器字存储器 输入映像寄存器I输出映像寄存器Q 变量寄存器 V 内部位存储器 M特殊存储器 SM顺序控制状态寄存器 S局部变量寄存器 L定时器 T计数器 C模拟量输入寄存器 AI模拟量输出寄存器 AQ累加器 AC高速计数器HC2022/7/6 10:041输入映像寄存器 （输入继电器）输入映像寄存器 I存放CPU在输入扫描阶段采样外部送到输入端子的结果。由接到输入接线端子控制信号驱动，不能由程序指令驱动。当输入回路接通，输入继电器复电，相应的输入映像寄存器位状态为

17、“1”态。反之，当输入回路断开，相应的输入映像寄存器位状态为“0”。输入继电器地址的范围为：I0.0I15.7 16个字节，128位CPU224 PLC的输入为：I0.0I0.7、I1.0I1.5 共14点2022/7/6 10:042022/7/6 10:042输出映像寄存器（输出继电器）输出映像寄存器 Q 存放CPU执行的结果，并在输出扫描阶段，将其复制到输出接线端子上。输出映像寄存器以称为输出继电器。连到输出接线端子的负载（接触器线圈、电磁阀等）由PLC控制其得电与失电。输出继电器地址范围为：Q0.0Q15.7 16个字节，128位。CPU224 PLC的输出为：Q0.0Q0.7、Q1.

18、0Q1.1 共10点。2022/7/6 10:042022/7/6 10:043变量存储器 变量存储器 V用于存放用户程序执行的中间结果，也可用来保存与工序或任务相关的其它数据。CPU224与CPU226的存储容量为：V0V5119 共5200个字节（5K）。4内部位存储器 （中间继电器）内部位存储器M又称中间继电器，用于存储中间操作状态或其它控制信息，其作用相当于继电控制系统中的中间继电器。内部位存储器地址的范围为：M0.0M31.7 32个字节，256位。5特殊存储器 S特殊存储器 用于CPU与用户交换交换信息。特殊存储器是只读存储器，其定义是固定的，是由CPU在每个扫描周期结束时来更新的

19、。CPU224 PLC特殊存储器地址的范围为：SM0.0SM549.7 共550个字节。常用位的定义：SM0.0运行监控。PLC运行时始终为“1”SM0.1初始化脉冲，仅在执行用户程序的第一个扫描周期为1状态，用于初始化程序。SM0.4周期为1min,占空比50%的时钟脉冲。SM0.5周期为1S,占空比50%的时钟脉冲。SM1.0零标志位SM1.1溢出标志位SM1.2负数标志位SMB28、SMB29用于存放模拟量电位器0和存放模拟量电位器1的调节结果。6顺序控制状态寄存器 S顺序控制状态寄存器S 又称状态元件，与顺序控制指令配合使用，用于组织设备的顺序操作。地址编号范围为：S0.0S31.7

20、共32个字节。7局部变量寄存器 L 局部变量寄存器 L用来存放局部变量，它和变量存储器 V很相似，主要区别在于V全局变量全局有效，即同一个变量可以被任何程序访问；局部变量只在局部有效，即变量只和特定的程序相关联。S7-200有64个局部变量存储器，其中60个可以作为暂时存储器或给予程序传递参数，后4个字节作为系统的保留字节。编址范围：LB0.0LB63.7 共64个字节。8定时器定时器相当于继电器控制系统中的时间继电器，用于延时控制。S7-200有三种定时器，分别是“通电延时”、“断电延时”和“保持式通电延时”。定时时基有1ms、10ms、100ms三种。S7-200定时器有256个，地址编号

21、为：T0T255。9计数器 C计数器用来累计输入端收到的脉冲个数，S7-200有3种计数器：加计数器、减计数器、加减计数器。S7-200计数器有256个，地址编号为：C0C255。10模拟量输入寄存器AI模拟量输入寄存器AI用于接收模拟量输入模块转换后的16位数字量。地址编号以偶数表示，如AIW0、AIW2、AIW4AIW62共32个模拟量输入点。11模拟量输出寄存器AQ模拟量输出寄存器AQ用于暂存模拟量输出模块的输出值，该值经过模拟量输出模块（D/A）转换为现场所需要的标准电压和电流信号。其地址编号为：AQW0、AQW2AQW62共32个模拟量输出点。模拟量输出寄存器只写数据，不能读取。12

22、累加器 AC累加器是用来暂存数据的寄存器，它可以用来存放运算数据、中间数据和结果，S7-200CPU提供4个32位的累加器，其地址编号为：AC0AC3。累加器支持以字节（B）、字（W）、双字（DW）的存取。按字节或字为单位存取时，累加器只用低8位或低16位。13高速计数器 高速计数器用来累计比CPU的扫描速率更快的事件，计数过程与扫描周期无关。CPU224、CPU226有6个高速计数器，编号为：HC0HC5。2022/7/6 10:041. 编址方式2.3 S7-200系列PLC的寻址方式计算机中使用的数据均为二进制数，8位二进制组成1个字节，2个字节组成1个字，2个字组成1个双字。存储器的单

23、位可以是位（bit）、字节（Byte）、字（Word）、双字（Double Word）,编址方式也可以是位、字节、字、双字。存储单元的地址由区域标识符、字节地址和位地址组成。2022/7/6 10:04位编址：寄存器标识符字节地址位地址。 如：I0.0、M0.1、Q0.2等。字节编址：寄存器标识等字节长度B字节号。 如 IB1、VB20、QB2等。字编址：寄存器标识符字长度W起始字节号。 如 VW20表示VB20和VB21这2个字节组成的字。 双字编址：寄存器标识等双字长度D起始字节号。 如 VD20表示VB20到VB23这4个字节组成的双字。2022/7/6 10:04图1-4 字节、字、双

24、字编址方式V100.2V100.22022/7/6 10:04数据类型： S7-200 PLC的数据类型有3种：布尔型（BOOL）整数型（INT）实数型（REAL）布尔型数据数指字节型无符号整数， 整数有单字长（16）符号整数和双字长（32）符号整数。实数型数据（浮点数）采用32位单精度数表示。数据大小无符号整数范围有符号整数范围十进制十六进制十进制十六进制字节B（8位）02550FF-12812780字W（16位）0655350FFFF-327683276780007FFF双字（32位）065535*655370FFFFFFFF-21474836482147483647800000007FF

25、FFFFF2022/7/6 10:04（1）立即寻址2. 寻址方式立即数寻址的数据在指令中是以常数的形式出现。常数的长度由二进制的位数决定，常数的格式有二进制、十进制、十六进制、ASCII码等。如:二进制数：21001十进制数：20047十六进制数:16#3EB52022/7/6 10:04（2）直接寻址方式 图1-5 直接寻址 直接寻址是指在指令中直接使用存储器或寄存器的地址编号，直接到指定的区域读取或写入数据，如 I7.4、MB20、 VW100等。2022/7/6 10:04（3）间接寻址方式 间接寻址时操作数不提供直接数据位置，而是通过使用地址指针来存取存储器中的数据。间接寻址前，先创

26、建一个指向数据位置的地址指针，地址指针为双字节，只能用VD、LD或AC做指针。建立指针时用双字节传送指令。例如：MOVD &VB202，AC1 将VB202的地址（而不VB202的值）送累加器AC1中。2022/7/6 10:04图1-6 使用指针间接寻址指针建立好了之后，利用指令存取数据时，操作前面加“*”号，表示该操作数为一个指针，例如：MOVW *AC1,AC0 表示将AC1中的内容为起始地址的一个字长的数据（即VB202、VB203的内容）送累加器AC0中。2.4 S7-200PLC的外部接线1、CPU 224 DC/DC/DC 接线端子图DC/DC/DC表示PLC直流电源供电，直流输

27、入接口电路，晶体管直流输出接口（只能负直流负载）。输入为直流输入，1M为输入I0.0I0.7公共端，2M为输入I1.0I1.5公共端。M、L+为PLC内部提供给输入传感器用直流24V的电源，额定输出电流为280MA。PLC由DC24V供电。其输出为晶体管直流输出，输出分两组，每组的公共端为本组的电源供给端，Q0.0Q0.4共用1M、1L+，Q0.5Q1.1共用2M、2L+。2、CPU-224 AC/DC/Relay接线端子图 PLC由220V交流电源供电。输出为继电器输出电路，负载由继电器驱动，所以既可以选用直流电源为负载供电，也可以采用交流电源为负载供电。 输出分为3组，每组的公共端为本组的

28、电源供给端,Q0.0Q0.3共用1L，Q0.4Q0.6共用2L,Q0.7Q1.1共用3L,各组之间可接入不同电压等级、不同电流性质的负载电源。2022/7/6 10:042022/7/6 10:04PLC应用技术2022/7/6 10:043.1 STEP7-Mincro/WIN编程软件的 介绍第一章 第3节 STEP7编程软件的应用3.2 STEP7的布尔指令及其应用3.3 STEP7仿真软件的应用3.4 PLC和电脑的通信连接2022/7/6 10:043.1 S7 -Micro/WIN编程软件的介绍3.1.1 S7-Micro/WIN编程界面 S7-200系列PLC使用STEP- Mic

29、ro/WIN编程软件进行编程。 STEP-Micro/WIN编程软件是基于Windows的应用软件，功能强大，主要用于开发程序，也用于实时监控用户程序的执行状态。2022/7/6 10:041主菜单新建、打开、关闭、保存、另存、导入、导出、上载、下载等操作。用于剪切、复制、粘贴、插入、查找、替换等操作。LAD/STL/FBD的转换，编辑程序、数据块、符号表、状态图，交叉引用表的查看，系统块和通讯参数设定等。用于与PLC联机时的操作。当PLC的方式开关位于“TERM”位置时，可以控制PLC的运行和停止；对用户程序进行编译，清除PLC程序，上电复位，查看PLC信息，对存储卡、时钟的操作等。用于联机

30、时的动态测试。调试时可以指定PLC对程序执行有限次数扫描（165535）。提供复杂指令向导（PID、HSC、NETR/NETW指令）；提供文本显示器TD200设置向导；可以设置窗口的排放方式，如层叠、水平、垂直。可以提供S7-200的指令系统及编程软件所有信息，并提供在线帮助。2022/7/6 10:042工具条（1）标准工具条新建项目、打开现有项目、保存当前项目、打印、打印预缆、剪切、复制、粘贴、撒销最后一个条目、编译程序块或数据块、全部编译（程序块、数据块和系统块）、将项目从PLC上传至STEP7-Mincro/WIN、从STEP7-Mincro/WIN下载到PLC、符号表名称列按A-Z从

31、小到大排序、符号表名称列按Z-A从大到小排序、选项（配制程序编辑窗口）。2022/7/6 10:04（2）调试工具条将PLC设为运行模式、将PLC设为停止模式、程序状态监控、暂停程序状态监控、 状态表监控、暂停趋势图、 状态图表单次读取、状态图表全部写入 强制PLC数据、取消强制PLC数据、 取消全部强制、全部读取强制数据。2022/7/6 10:04（3）公用工具条插入网络、删除网络、程序注解显示与隐藏之间切换、网络注解显示与隐藏之间切换、符号与信息表显示与隐藏之间切换、切换书签、下一个书签、上一个书签、清除全部书签2022/7/6 10:04（4）LAD指令工具条插入向下直线、插入向上直线

32、、插入左行、插入右行、插入接点、插入线圈、插入指令盒。2022/7/6 10:043浏览条为编程提供按钮控制，可以实现窗口的快速切换，包括程序块、符号表、状态图、数据块、系统块、交叉引用表、和通讯。单击上述任意按钮，则主窗口切换成此按钮对应的窗口。2022/7/6 10:044指令树以树的形式提供编程时用到的所有的快捷命令和PLC指令，可分为项目分支和指令分支。指令分支用于输入程序，项目分支用于组织程序项目。2022/7/6 10:041.编程元素及项目组件3.2 S7-Micro/WIN布尔指令及其应用STEP7-Mincro/WIN一个基本的项目包括 程序块、数据块、系统块、符号表、状态图

33、和交叉引用表。程序块、数据块、系统块须下载到PLC，而符号表、状态图和交叉引用表不下载到PLC。 程序块 由可执行代码和注释组成，可执行代码由一个主程序和可选子程序组成或中断程序组成。 程序代码被编译后下载到PLC,程序注释被忽略。数据块 由数据（包括初始内存值和常数）和注释两部分组成。数据被编译后下载到PLC，注释被忽略。系统块 用来设置系统参数，包括通讯口配制信息、保存范围、模拟和数字输入过滤器、背景时间、密码表、脉冲截取位和输出表等选项。2022/7/6 10:042. 梯形图程序的输入以电动机的启动与停止为例说明程序的编写、下载、调试与监控过程为例。（1）连接PLC与PC机（2）建立项

34、目 文件新建（3）建立符号表，输入程序 （4）给程序图加POU注释、网络标题、网络注释（5）程序的编译、下载（6）选择PLC到运行方式 （7）程序状态监控（8）建立状态图， 并状态图监控2022/7/6 10:043.2.1 布尔指令及应用布尔指令即位操作指令，运算结果用二进制数字1和0表示。梯形图LAD语句表 STL梯形图含义语句表含义LD bit将一常开触点bit与母线相连 将 bit装入栈顶LDN bit将一常闭触点bit与母线相连将 bit取反装入栈顶A bit将一常开触点bit与上一触点串联将 bit与栈顶相与后存入装入栈顶 AN bit将一常闭触点bit与上一触点串联将 bit取反

35、与栈顶相“与”后存入装入栈顶 O bit将一常开触点bit与上一触点并联将 bit与栈顶相“或”后存入装入栈顶ON bit将一常闭触点bit与上一触点并联将 bit取反与栈顶相“或”后存入装入栈顶 表中操作数bit指寻址寄存器I、Q 、M、SM、T、C、V、S、L的位值。梯形图中的常开和常闭触点，类似于继电器控制系统电器接点，可以自由地串并联。1、触点指令2022/7/6 10:042、输出线圈指令梯形图LAD语句表 STL功能操作码操作数梯形图含义语句表含义 bit（ ）=bit当能流流进线圈时，线圈对应的操作数bit置“1”复制栈顶值到bit表中操作数bit寻址寄存器Q 、M、T、C、V、

36、S、L的位值。在同一程序中，同一线圈只能输出一次。输出线圈指令代表CPU对存储器的写操作， 若线圈左侧的运算结果为“0”，则表示能流不能够到达线圈，CPU将该线圈对就的存储器的位写入“0” 。2022/7/6 10:04例1三个开关控制一只灯，三个开关分别接入输入点I0.0、I0.1和I0.2，灯接PLC的输出点Q0.0。要求当3个开关全部闭合时灯才能点亮,否则灯不亮。 LD I0.0 A I0.1 A I0.2 = Q0.02022/7/6 10:04例2三个开关控制一只灯，三个开关分别接入输入点I0.1、I0.3和I0.4，灯接入PLC的输出点Q0.0。要求当3个开关任意一个闭合时，均可使

37、灯点亮。LD I0.1 O I0.3 O I0.4 = Q0.02022/7/6 10:043、逻辑取反指令梯形图LAD语句表 STL功能操作码操作数NOTNOT无对该指令前面的逻辑运算结果取反将该指令前面的运算结果取反。 能流流进该触点的，则没有流出该触点的；若未能流进该触点，则能流出该触点。2022/7/6 10:04例3取反指令编程假定输入I0.0闭合，输出Q0.0失电；输入I0.0断开，输出Q0.0得电。LD I0.0 NOT = Q0.02022/7/6 10:04例4起动保持停止电路是生产实践中应用非常广泛的实例，即按下启动按钮SB1，电触器KM1得电，松开SB1，KM1保持得电状

38、态，电动机单向连续运行。按下停止按钮SB2，KM1线圈失电。2022/7/6 10:04I0.0 SB1 启动按钮I0.1 SB2 停止按钮Q0.0 KM1 电机运行 接触器2022/7/6 10:04例5互锁电机电路，程序的输入分别是I0.0和I0.1，若I0.0 先接通，M0.0有输出并自保持，同时M0.0的常闭触点断开，即使I0.1接通，也不能使M0.1 动作。若I0.1先接通，则情形与前述相反。此程序的这种约束控制称为互锁控制。LD I0.0 O M0.0 AN M0.1 = M0.0 LD I0.1 O M0.1 AN M0.0 = M0.1思考题：观察PLC接线和程序，在表格中填写

39、 的 灯的亮/灭情况状态程序执行后状态程序执行后PLC上电第一个扫描周期HL1只按下按钮SB2HL1HL2HL2HL3HL3HL4HL4只按下按钮SB1HL1同时按下按钮SB1和SB2HL1HL2HL2HL3HL3HL4HL42022/7/6 10:043.2.2 置位复位指令与触发指令1、置位复位指令可直接实现对指定的寄存器进行置“1”和清“0”操作。梯形图LAD语句表STL功能操作码操作数 bit（ S ） NSBit N条件满足时，从bit开始的N个位被置“1” bit（ R ） NRbit N条件满足时，从bit开始的N个位被置“0”表中操作数bit，寻址寄存器Q 、M、V、S、L的位

40、值，指定操作的起始位地址。N 指定操作的位数，其值范围是0255， 可用立即操作数，也可用寄存器寻址（IB、QB、SMB、SB、VB、LB、*AC、*VD）2022/7/6 10:04例6置位复位指令编程起保停程序可由置位复位指令编写LD I0.0S Q0.0，1LD I0.1R Q0.0，1 2022/7/6 10:042、触发器指令有复位优先RS触发指令和置位优先SR触发器两个梯形图指令梯形图LAD功能复位优先（RS）触发器的置位信号S和复位信号R1同时为1时，使bit位0置位优先（SR）触发器的置位信号S1和复位信号R同时为1时，使bit位1bit 指定被操作的寄存器的位，位寻址可以是Q

41、、M、V、S的位。2022/7/6 10:04例7RS触发指令编程的梯形图及波形图如下图所示2022/7/6 10:043、正负跳变指令（边沿触发指令）当信号从0变1时，将产生一个上升沿，也称正跳变；当信号从1变0时，将产生一个下降沿，也称负跳变。 正负跳变指令检测信号上升或下降沿时，将产生一个扫描周期宽度的脉冲。梯形图LAD语句表STL功能操作码操作数PEU无正跳变指令检测到每一次正跳变，让能流接通一个扫描周期NED无负跳变指令检测到每一次负跳变，让能流接通一个扫描周期2022/7/6 10:04 例8正负跳变指令编程举例采用一个按钮控制两台电动机的顺序起动，控制要求是：按下按钮，第一台电动

42、机起动，松开按钮，第二台电动机起动。两台电动机起动时间分开，减少两台电机同时起动对电网的不良影响，设I0.0为起动按钮，I0.1为停止按钮。要求绘制：PLC外部接线图、程序梯形图、语句表2022/7/6 10:04 2022/7/6 10:04LD I0.0 EDEU = M0.1= M0.0 LD M0.1LD M0.0 O Q0.1O Q0.0 AN I0.1AN I0.1 = Q0.1LD I0.02022/7/6 10:043.2.3 布尔指令上机实践控制要求按下“正转”按钮SB2，KM1线圈得电，电机正转；按下“反转”按钮SB3，KM2线圈得电，电机反转。按下“停止”按钮SB1，KM

43、1（KM2）失电。同时具有过载热继电器保护，防KM1、KM2同时得电互锁功能。实践1 三相异步电动机的正反转控制2022/7/6 10:04PLC输入输出变量表和接线端子图PLC地址功能输入I0.0停止按钮SB1I0.1正转按钮SB2I0.2反转按钮SB3I0.3过载保护继电器FR输出Q0.0接触器KM1Q0.1接触器KM22022/7/6 10:041PLC输入输出接线，启动STEP7-Micro/MIN编程软件。上机步骤2打开符号编辑器，根据输入输出变量表分别录入符号表的符号栏和地址栏。如符号栏写“反转按钮”，地址栏写“I0.2”。3 打开梯形图编辑器，录入程序并下载到PLC，使PLC进入

44、运行状态。4使PLC处于梯形图监控状态：不做任何操作，观察输入、输出变量的状态。交替按下正反转及停止按钮，观察输入、输出变量的状态。5操作过程中同时观察输入输出输出指示灯的亮灭情况。3.3 STEP7仿真软件的应用 该仿真软件可以仿真大量的S7-200指令（支持常用的位触点指令、定时器指令、计数器指令、比较指令、逻辑运算指令和大部分的数学运算指令等，但部分指令如顺序控制指令、循环指令、高速计数器指令和通讯指令等尚无法支持。 仿真程序提供了数字信号输入开关、两个模拟电位器和LED输出显示，仿真程序同时还支持对TD-200文本显示器的仿真，在实验条件尚不具备的情况下，完全可以作为学习S7-200的

45、一个辅助工具。 仿真软件不提供源程序的编辑功能，因此必须和STEP7 Micro/Win程序编辑软件配合使用，即在STEP7 Micro/Win中编辑好源程序后，然后加载到仿真程序中执行。准备工作：（1）在STEP7 Micro/Win中编辑好梯形图；（2）利用File|Export（文件/导出）命令将梯形图程序导出为扩展名为awl的文件；程序仿真：（1）启动仿真程序。（2）利用Configuration|CPU Type选择合适的CPU类型（3）模块扩展（不需要模块扩展的程序该步骤可以省略）（4）程序加载（5）点击工具栏 按钮，启动仿真。（6）仿真启动后，利用工具栏中的状态监控 可以非常方便

46、的监控程序的执行情况。2022/7/6 10:04仿真软件运行后的界面介绍： 关于仿真软件的应用请参照教材4.2.3.3 STEP7仿真软件的应用，同时教师结合实例进行讲解。3.4 PLC与电脑的通信连接 当编写完成PLC程序并编译无错后，可以通过编程电缆将程序从电脑传输到PLC中。下面以RS232/PPI电缆为例看一下通讯连接过程： 1、打开Communications（通信）界面2、设置PC/PPI电缆属性3、检查本地计算机通信口设置 4、双击图1中的g.图标，寻找与计算机连接的S7-200站 PLC应用技术第1节 电机正反转的PLC控制学习目标124掌握电机正反转控制的 PLC 电气原理

47、图设计方法，合理选用 PLC 类型；能够编写工作台往复运动的 PLC 梯形图程序，理解行程限位的应用要点。能够在理解继电器控制电路的基础上完成梯形图程序的编写，并仿真调试或在线调试；3理解工作台往返控制的工作过程，完成 PLC 电气原理图设计； 2.1.1 电机正反转控制介绍 控制三相交流电动机正反向运转。按下正转启动按钮SB2，电机正转；按下反转按钮SB3，电机反转；按下停止按钮SB1，电机停转，同时按下SB2和SB3，电机不能启动，电气原理图如下图2-1所示，要求按照控制原理图实现该项目的PLC控制，PLC选用S7-200 CPU224。图2-1 电机正反转控制电路电机正反转的主电路分析K

48、M2吸合？KM1吸合？两者不可以同时吸合本项目是将原来继电器电路控制改为可编程控制器PLC控制。与继电器控制相比，PLC控制中电机的主电路是不改变的，要将输入和输出送PLC。机械互锁将正反转启动按钮的常闭触头串在对方接触器线圈中，这种互锁称按钮互锁或机械互锁。电气互锁通常在控制电路中将KM1、KM2正反转接触器常闭辅助触头串在对方线圈电路中，形成相互制约的控制，这种相互制约的控制关系称为互锁。电机正反转的控制电路分析经过分析，此电路控制中有3个输入点（开关量），2个输出点，共5点。表2-1 电机正反转控制电路I/O分配表2.1.2 PLC的I/O分配和电气原理图设计序号器件名称器件符号PLC地

49、址输入元件停止按钮SB1正向启动SB2反向启动SB3输出元件接触器KM1接触器KM2请大家根据上表中的I/O地址分配补充完整下图所示的电气原理图，绘制输入输出元器件，并给出各部分的供电电压。注意：CPU224DC/DC/DC它的输出接口是直流输出，电机正反转控制的对象是交流接触器KM，可不可以直接把接触器线圈接到PLC输出口上？ 2.1.3 项目实施主电路18根线控制电路18根线1、备料（网孔板、元器件、线槽、导轨、固定螺丝、接线端子、接线工具）2、元器件布局3、安装接线4、编程调试2.1.4 项目测试及总结刨床工作台的往复运动由电动机正反转实现。要求实现以下控制：按下正转启动按钮SB2，工作

50、台前进，碰到行程开关SQ2，延时3S后切换到后退，碰到行程开关SQ1，延时3S后切换到右移，往复循环直至按下停止按钮SB1停止；按下反转启动按钮SB3，工作台首先后退，往复运动过程同上，按下停止按钮停止。请设计并调试此控制电路，要求电路应具有短路和过载保护。 图2-1 刨床工作台实物图和示意图2.1.5 工作台往返运动的PLC控制-电路分析行程开关由机械的行程向开关发出动作命令，开关的输出控制机械的方向和行程的长短。若行程开关装于机械行程的终点，则称为限位开关。有触点行程开关按结构分：有直动式、滚轮式、和微动式三种。直动式行程开关旋转式行程开关 微动开关 电气符号正停-反电路电机正反转的控制电

51、路分析经过分析，此电路控制中有5个输入点（开关量），2个输出点，共7点。表2-4 I/O分配表序号器件名称器件符号PLC地址输入元件停止按钮SB1正向启动SB2反向启动SB3行程开关SQ1行程开关SQ2输出元件接触器KM1接触器KM2请大家根据上表中的I/O地址分配补充完整下图所示的电气原理图，绘制输入输出元器件，并给出各部分的供电电压。2.1.6 编程调试PLC应用技术第2节 电机星三角减压起动的PLC控制学习目标124熟悉电动机星三角减压起动的控制原理； 巩固PLC编程应用。掌握定时器指令的编程方法3掌握PLC电气原理图设计和安装接线； 2.2.1 星三角减压起动项目介绍 一台皮带运输机的

52、电动机为三角形运行，功率4KW，额定电流8.8A，由于供电变压器的容量比较小，现要求采用星三角减压起动，请完成电动机PLC控制电路的设计、编程和安装调试。电机减压气动电路分析按下启动按钮SB2KM1、KM3和KT得电，电机Y形启动KM1、KM2得电，电机三角形全压运行延时5S思考：如何将星三角减压起动继电器控制替换为PLC控制？问题：PLC有哪些输入输出点？序号器件名称器件符号PLC地址输入元件启动按钮SB2停止按钮SB1热继保护FR输出元件接触器KM1接触器KM2接触器KM3S7-200系列PLC的软定时器的时基标准（分辨率）:有1ms、10ms、100ms三种，取决于定时器号码，如下表所示

53、。2.2.2 定时器指令工作方式时基/ms最大定时范围/S定时器号TONR132.767T0,T6410327.76T1-T4,T65-T681003276.7T5-T31,T69-T95TON/TOF132.767T32,T9610327.76T33-T36,T97-T1001003276.7T37-T63,T101-T255梯形图LAD语句表STL功能操作码操作数TONTxxx , PT当使能输入端IN为“1”时，TON定时器开始定时，当定时器的当前值大于或等于预定值PT时，定时器位状态变为ON；当定时器的输入端由“1”变为“0”时，定时器复位。（1）通电延时定时器（TON）指令格式及功能

54、见下表：通电延时定时器的程序和波形图如图所示（2）断电延时定时器（TOF）指令格式及功能见下表：梯形图LAD语句表STL功能操作码操作数TOFTxxx , PT当（IN）输入有效时,位变ON,当前值被清零；当输入端IN为“0”时，TOF定时器开始计时，当前值达到预定值PT时，定时器位状态变为OFF（该位为0）。例 系统正常工作I0.1接通,系统出现故障I0.1断开。要求系统故障1S时，通过Q0.1发出报警信号。对应的PLC程序及时序图如图4-31所示。梯形图LAD语句表STL功能操作码操作数TONRTxxx , PTTONR定时器当输入端IN为“1”时，定时器计时，当输入端为“0”时,停止计时

55、，并保持当前值不变。当前值达到预定值PT时，定时器位状态变为ON（该位为1）。（3）保持型通电延时定时器（TONR）指令格式及功能见下表：说明: TONR定时器只能用复位指令来复位. TONR定时器指令用于对多次输入接通时间的累加.例 某设备间歇性工作,要求总工作时间达到300S后系统发出报告信息。工作时,I0.1得电，工作时间达到由Q0.1报告信息, 由I0.2复位报告信息。其PLC的控制程序及时序图如下:（4）定时器刷新方式和编程技巧1ms时基定时器每隔1ms刷新一次,与扫描周期无关。当扫描周期较长时,定时器的当前值在一个周期内多次刷新，和普通计数器一样，当计数值等于预置值时，一旦定时器中

56、断允许，CPU响应中断，执行被连接的中断服务程序。10ms时基定时器在每个扫描周期开始自动刷新,当前值在每个扫描周期内不变；100ms时基定时器是定时器指令执行时被刷新，下一条执行的指令即可使用刷新后的结果。2.2.3 电气原理图设计+编程1、PLC电路原理图2、项目程序2.2.4 项目实施1、备料（网孔板、元器件、线槽、导轨、固定螺丝、接线端子、接线工具）2、元器件布局3、安装接线4、编程调试PLC应用技术第3节 电动机反接制动的PLC控制学习目标12掌握速度继电器的结构和工作原理；掌握电机单向反接制动的工作原理和控制电路；3掌握反接制动控制的PLC接线和编程调试。 车床主轴的旋转运动由三相

57、异步电机来带动，加工时按下正/反向启动按钮主轴可以正/反向旋转运行，按下停止按钮时主轴通过反接制动迅速停车。要求完成车床主轴电机的反接制动电路的设计、接线和调试。图3-1 车床实物图2.3.1 电机反接制动的介绍 反接制动：把正向旋转电动机的正向电源切除，给定子加上一个反相序的电源，产生反向的旋转磁场，在转子中产生反向制动转矩，让正向旋转的转子迅速停止。在反接制动开始时，转子与定子的旋转磁场的相对转速接近2倍的同步转速。所以电动机定子绕组中产生的制动电流是全压启动电流的2倍，制动迅速，电流冲击大。因此反接制动基本要素是：（1）10KW以下电动机；（2）在电动机回路中必须串反接制动电阻；（3）为

58、了防止反向再启动，必须加装速度继电器，及时切除反向电源。速度继电器速度继电器属非电量的继电器，是将电动机的速度信号经输入比较机构变为触头输出信号。速度继电器外形及其结构原理图速度继电器的图形和文字符号请大家思考串接电阻R的作用？继电器控制电路分析2.3.2 电机反接制动电气原理图设计及编程1、I/O地址分配对照控制电路图，给出PLC控制所用到的输入输出点。序号器件名称器件符号PLC地址12345序号器件名称器件符号PLC地址12345输入地址分配表 输出地址分配表 输入/输出序号器件名称器件符号PLC地址输入1停止按钮SB1I0.02启动按钮SB2I0.13速度继电器KSI0.24热继电器FR

59、I0.3输出1运行接触器KM1Q0.12制动接触器KM2Q0.2PLC输入/输出地址分配2、电气原理图请大家根据上表中的I/O地址分配补充完整下图所示的电气原理图，绘制输入输出元器件，并给出各部分的供电电压。F3、编程调试请大家根据上表中的I/O地址分配和控制要求编写程序。2.3.3 接线完成的实物2.3.4 项目调试PLC应用技术第三章 第1节 彩灯的PLC控制学习目标12掌握S7-200定时器指令的应用； 掌握灯闪烁控制和顺序控制的编程逻辑；3掌握灯顺序控制的电气原理图设计；4掌握循环控制程序的编程技巧。3.1.1 任务要求 按下启动按钮SB2指示灯循环工作，按下停止按钮SB1停止，指示灯

60、顺序过程如S7-200 CPU224。图3-1 彩灯控制过程经过分析，此电路控制中有2个输入点（开关量），3个输出点，共5点。表3-1 PLCI/O分配表3.1.2 PLC的I/O分配序号器件名称器件符号PLC地址输入元件停止按钮SB1启动按钮SB2输出元件灯L1灯L2灯L3请大家根据上表中的I/O地址分配补充完整下图所示的电气原理图，绘制输入输出元器件，并给出各部分的供电电压。注意：CPU224DC/DC/DC它的输出接口是直流输出，电机正反转控制的对象是交流接触器KM，可不可以直接把接触器线圈接到PLC输出口上？ 3.1.3 电气原理图3.1.4 输出口编程注意事项 按下启动按钮SB2指示