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文档简介
1、Good is good, but better carries it.精益求精,善益求善。S7200培训教材-目录一前言-5二PLC基础部分1.PLC的硬件型号及选型方法-72.PLC工作原理-133.PLC接线原理-154.PLC控制与继电器控制的异同点-175.IEC61131-3标准编程语言说明-18三.PLC编程软件使用及常用程序的编程1.软件安装及注意点-192.软件使用技巧-233.简单案例分析-20四PLC软元件的用法及编程1.软元件的功能及应用输入继电器-23输出继电器-23辅助继电器-24定时器-28计数器-36变量存储器-40累加器-442.软元件的寻址-463.工程案例
2、中软元件的使用方法及技巧-52五PLC的指令系统及指令应用1.基本功能指令触点指令-60置位及复位指令-67上升沿及下降沿指令-70步进指令-732.应用指令传送与比较指令传送指令-86块传送指令-88字节交换指令-89比较指令-90转换指令-92算术运算指令加法指令-95减法指令-97乘法指令-98除法指令-99递增指令-100递减指令-101逻辑与指令-110逻辑或指令-111逻辑异或指令-112取反指令-113流程指令跳转指令-115循环指令-116有条件结束指令-117有条件停止指令-117移位指令左移位指令-119右移位指令-120填表指令-123先进先出指令-124后进先出指令-1
3、24填充指令-125查表指令-125六PLC编程步骤及编程技巧1.脉冲及控制次序类编程方法-1272.顺序动作控制类程序-1363.记忆+比较类编程技巧-144前言:在PLC诞生之前,传统的流水线及设备通过错综复杂的继电器电路控制,使设计工程师及其麻烦,并且在设备后续的改造、升级及维护工作中及其不便,基于此原因,美国数字公司于1969年发明了第一台可编程逻辑控制器(简称PLC),于美国通用汽车公司生产线上投产使用。随着计算机技术的不断改进,PLC技术也突飞猛进,目前PLC在工厂设计中的应用主要分为以下几点:1.开关量逻辑控制利用PLC最基本的逻辑运算、定时、计数等功能实现逻辑控制,可以取代传统
4、的继电器控制,用于单机控制、多机群控制、生产自动线控制等,例如:机床、注塑机、印刷机械、装配生产线、电镀流水线及电梯的控制等。这是PLC最基本的应用,也是PLC最广泛的应用领域。2.运动控制PLC通过自身的定位模块及其他运动控制器控制步进电机或伺服电机,实现单轴或多轴精确定位。这一功能广泛用于各种机械设备,如对各种机床、装配机械、机器人等进行运动控制。3.过程控制大多数PLC都具有多路模拟量I/O模块和PID控制功能。所以PLC可实现模拟量控制,而且具有PID控制功能的PLC可构成闭环控制,用于过程控制。这一功能已广泛用于锅炉、反应堆、水处理、酿酒以及闭环位置控制和速度控制等方面。4.数据处理
5、现代的PLC都具有数学运算、数据传送、转换、排序和查表等功能,可进行数据的采集、分析和处理,同时可通过通信接口将这些数据传送给其它智能装置,如计算机数值控制(CNC)设备,进行处理。5.通讯联网PLC的通信包括PLC与PLC、PLC与上位计算机、PLC与其它智能设备(变频器、现场测试仪器等)之间的通信,PLC系统与通用计算机可直接或通过通信处理单元、通信转换单元相连构成网络,以实现信息的交换,并可构成“集中管理、分散控制”的多级分布式控制系统,满足工厂自动化(FA)系统发展的需要。给PLC初学者的一点建议:1.养成良好的兴趣既然都对PLC编程没有兴趣,那怎么可能学好呢。因此可以把编程当成一项趣
6、味的智力游戏,这样就会促使你有足够及毅力耐心去完成编程。2.PLC学习注重实践,没有实践绝对学不好。这一点也是学习PLC的最关键的。因此编程时需要有PLC及相关硬件设备作为练习的对象,这样在检测程序时也能直观的反应程序与实际设备动作情况的关系,以便设备动作错误时可以很容易的找出故障点,否者没有控制对象,故障点难易分析,对编写的程序也难以判断正确与否。3.养成编程的好习惯在编写稍复杂的项目时,我们需要对项目的流程进行分析-即绘制流程图在编写程序时,使用的中间继电器要有顺序及规则,否则在编程时会非常紊乱,并且在以后的程序修改中及其麻烦。同时,在编写程序过程中,把每一步、每一个信号的作用及用意进行标
7、注,这样你就知道自己编程每一步的用意,并且在回看程序时也一目了然。4.经常与同行交流PLC的应用及其广泛,其控制功能也千变万化,与同行交流能促进知识面的拓展,并且在交流过程中能体现自身的不足。同时当你遇到问题时,交流尤为重要,自己不懂的技术,可能只要有人稍加提示,会变得很简单就可以解决5.最后目前在网络上有很多PLC的学习资料及相关技术,可以通过网络对相关技术进行了解,这样可以对各种技术都有所了解,以便以后使用时有针对性的学习。第一章PLC的硬件操作的软件使用技巧1.PLC硬件结构1.1PLC的型号目前PLC品牌繁多,常用的PLC如下:国外PLC:施耐德PLC,罗克韦尔(A-BPLC),德国西
8、门子公司S7-400/300/200GE公司,日本欧姆龙、三菱、富士、松下、东芝等国内PLC:PLC生产厂约30家:深圳德维森,深圳艾默生、无锡光洋、无锡信捷、北京和利时、北京凯迪恩、北京安控、黄石科威、洛阳易达、浙大中控、浙大中自,南京冠德、兰州全志等。S7-200系列小型PLC,控制功能也是相当完善,但控制点数最大为248点,价格经济,在小型控制设备中应用非常广泛。S7200系列PLC常用型号规格有:其中CPU224XP及CPU224XPsi自带2路模拟量输入和1路模拟量输出S7-200系列CPU的基本性能:*1.您必须计算电源消耗定额,从而确定S7-200CPU能为您的配置提供多少功率或
9、电流,如果超出CPU的电源定额值,那么,你可能无法将全部模块连上去,关于CPU和扩展模块要求,可参数S7-200系统手册的附录A扩展I/0模块扩展I/O模块是当PLC自身点数不够时,为了减少成本,无需从新购买点数跟多的PLC,可以通过购买扩展模块I/O来补充PLC的点数。除扩展I/O以外,S7-200系列PLC还具有其他的功能模块,如模拟量模块、温度模块、通讯模块、位置控制模块等,具体型号如下表所示:S7-200系列PLC的特殊功能扩展模块说明:扩展模块订货号PLC的选型:(讲解后,再作练习巩固)小型机选型规则(依据):I/O点数在满足I/O点数的情况下,一定要留有一定的裕量存储器容量不同机型
10、其存储器容量不一,如CPU221容量4096字节,CPU224容量8192字节,并且不同的编程人员,其编写的程序量也相差甚大。一般来讲,PLC容量都能满足控制要求。CPU性能不同的机型其控制功能不同,如CPU221不具备扩展能力,而CPU222以上都可以进行扩展,并且不同CPU之间在网络通讯、运算、编程等方面的功能也有所不同。经济性不同型号及点位的PLC其价格也各不相同,同时也应考虑应用的可扩展性、可操作性、稳定性等诸多因素。当然,在不同的行业,PLC选择的依据有所不同,比如在某些石化行业,大型炼钢厂,某些医药行业等的特殊要求决定了他们会从系统的稳定性、系统响应速度以及系统耐久性方面考虑选择高
11、端的PLC,因为一旦设备出现故障或停机,造成的损失不是说这些控制器所能比拟的。例:现有一套小单机,主要控制一些继电器、接触器、电磁阀、指示灯等开关量信号,并通过一些按钮、行程开关、接近开关、光电开关等开关量输入信号。统计后,输入信号需要18个,输出信号需要20个,请选择性价比较高的S7-200系列PLC?1.从功能上分析,本系统只需简单的开关量逻辑控制,并且点数较少,因此S7-200系列的PLC都能满足控制要求,因此我们从性价比较高的CPU221系列开始选型。2.根据要求,I/O总点数超过10点,而CPU221的PLC的I/O点数为10点,并且不能扩展,因此不能选择CPU221的PLC而CPU
12、222的I/O点数为14点,8入6出,显然点数不够,且相差较远。若用扩展模块补充,CPU222能扩展2个模块。则输入需10点以上,输出需14点以上,则可考虑买一个16入16出的EM233继电器输出,但是此模块对内部电源的功耗较大,若信号接通较多,则可能导致CPU功率不够而出现故障因此,比较合理的做法是选择CPU224的PLC本体I/O点数为14入10出输入点补充4点以上,输出点补充10点以上因此可加一个EM221的8点输入和两个8点的EM222继电器输出模块或者可加一个EM223的8入8出的模块和一个8点的EM222继电器输出模块1.2.PLC硬件结构PLC的硬件结构组成图如下:一个PLC主要
13、包括:中央处理器(CPU)、输入输出(I/O)、存储器、设备接口、电源等小型PLC是把以上硬件集成在一起,购买后可以直接使用,非常方便。中大型PLC主要是模块式的,其电源、CPU、I/O模块等都需要单独购买,并通过机架有机的组合在一起,编程时有时需要进行硬件组态。模拟定位器1.存储地址SMB28模拟定位器2.存储地址SMB292.PLC的工作原理PLC工作的基本步骤如下图所示:PLC从自诊断一直到输出刷新为一个扫描周期。即PLC的扫描周期为:自诊断、通讯、输入采样、用户程序执行、输出刷新等所有时间的总和。PLC是一遍又一遍的重复循环执行着扫描周期,即从自诊断到输出刷新,然后再从自诊断到扫描周期
14、。这样一直循环扫描。PLC的工作原理:PLC采用顺序扫描,不断循环的工作方式.1.自诊断:即PLC对本身内部电路、内部程序、用户程序等进行诊断,看是否又故障发生,若有异常,PLC不会执行后面通讯、输入采样、执行程序、输出刷新等过程,处于停止状态。2.通讯:PLC会对用户程序及内部应用程序进行数据的通讯过程3.输入采样:PLC每次在执行用户程序之前,会对所有的输入信号进行采集,判断信号是接通还是断开,然后把判断完的信号存入“输入映像寄存器”,然后开始执行用户程序,程序中信号的通与断就根据“输入映像寄存器”中信号的状态来执行。4.执行用户程序:即PLC对用户程序户逐步逐条的进行扫描的过程。5输出刷
15、新:PLC在执行过程中,输出信号的状态存入“输出映像寄存器”,即使输出信号为接通状态,不会立即使输出端子动作,一定要程序执行到END(即一个扫描周期结束)后,才会根据“输出映像寄存器”内的状态控制外部端子的动作。比较下二个程序的异同:程序1:程序2:这两段程序只是把前后顺序反了一下,但是执行结果却完全不同。程序1中的Q0.1在程序中永远不会有输出。程序2中的Q0.1当I0.1接通时就能有输出。这两个例子说明:同样的若干条梯形图,其排列次序不同,执行的结果也不同顺序扫描的话,在梯形图程序中,PLC执行最后面的结果。3PLC的配线(学员动手操作)1.输入点接线:每个输入点都有一个内部信号,若内部信
16、号得电,则PLC程序中的常开点接通,常闭点断开。若内部信号失电,则PLC程序中的常开点断开,常闭点。CPU22X型:输入信号极性可以相反,即NPN及PNP传感器都可以接接线图如下:2.输出点接线:当PLC内部程序中的输出点线圈接通时,对应的输出点的内部输出继电器接通,使对应的COM端则与输出端子导通。当PLC内部程序中的输出点线圈断开时,对应的输出点的内部触点断开,COM端则与输出端子断开。若是晶体管输出,则输出端M接(-),L端接(+),输出点为正电压,因此负载一端接输出点,另一端接(-)极若是继电器输出,则负载24V及220V都可以,并且极性可以相反(只要负载允许)输入输出点分配(讲解后再
17、作练习巩固)S7-200PLC本身带有一定数量的输入、输出点。其输入点信号从I0.0开始往后以8进制排列,I0.0I0.7、I1.0I1.7。其输出点信号从Q0.0开始往后以8进制排列,Q0.0Q0.7、Q1.0Q1.7。当用到扩展模块时,输入点的扩展模块第一个信号应按前面输入信号占用的字节通道往后排序同样输出点扩展模块的信号也按前面输出信号的占用的字节通道往后排序I/O分配举例:如下图所示:主机模块1模块2模块3模块4模块5I0.0Q0.0I2.0Q2.0AIW0I3.0Q3.0AIW8I0.1Q0.1I2.1Q2.1AIW2I3.1Q3.1AIW10I0.2Q0.2I2.2Q2.2AIW4
18、I3.2Q3.2AIW12I0.3Q0.3I2.3Q2.3AIW6I3.3Q3.3AQW2I0.4Q0.4I2.4Q2.4AQW0I0.5Q0.5I2.5Q2.5I0.6Q0.6I2.6Q2.6I0.7Q0.7I2.7Q2.7I1.0Q1.0I1.1Q1.1I1.2I1.3I1.4I1.54正反转的PLC控制以下为继电器控制电机正反转的控制电路当按下SBf按钮,继电器KMf线圈得电,其常开触点吸合,电机正转。当按下SBr按钮,继电器KMr线圈得电,其常开触点吸合,电机反转梯形图,其中I0.1是SBf按钮,I0.2是SBR按钮,I0.3是SB1按钮从以上继电器图与PLC梯形图可以看出,他们两者非
19、常类似,除了触点、线圈符号不同,其他都很相似。值得提出的是继电器接线与PLC接线的方法不同,PLC梯形图内的常开、常闭触点用法也不同。5.PLC的编程语言PLC的编程语言主要有:指令表编程、梯形图编程、顺序功能图、功能块图、结构化文本等1指令表IL:此语言类似于计算机的汇编语言,但比汇编语言通俗、易懂,并且在各种编程语言中应用最早。部分梯形图及其他语言无法表示的程序,必须用指令表才能编程。2梯形图LD:梯形图沿用了继电器的触点、线圈、连线等图形与符号,是编程语言中应用最为广泛的一种。3顺序功能图SFC:是一种新颖的、按照工艺流程图进行编程的图形编程语言,这是一种”IEC”标准推荐的首选编程语言
20、,近年来开始逐步的普及与推广4功能块图FBD:此语言在三菱PLC中应用较少,在西门子PLC中应用为多5结构化文本ST:在一些大型、复杂的控制系统中,需要将开关量控制、模拟量控制、数值计算、通信等功能和为一体,此时PLC需要通过计算机中常用的BASIC、PASCAL、C等语言进行结构化编程,才能完成设计第四节PLC编程软件的使用4.1S7-200编程软件MicroWINSP6版本安装详细说明1首先打开安装软件文件夹“”如下图所示:2.注意,在安装的时候,最好把其他应用程序关掉,包括杀毒软件,防火墙,IE,办公软件。因为这些软件可能会调用系统的其他文件,影响安装的正常进行。4.3逻辑顺控程序案例分
21、析1.容器注水项目,如下图所示:说明:容器初始状态是空的,水位传感器FL1悬空断开,进水阀打开,这样水开始流入容器。当容器逐渐的注满了水,浮球被抬起,水位传感器接通,从而控制进水阀关闭,停止注水。当容器开始防水,水位降低,进水阀从新打开。程序如下:2.多点起停程序:如下图:前端有两个按钮I0.0和I0.1,后端也有两个按钮I0.2和I0.3,从前端及后端都能通过相应的按钮控制Q0.0的通断。程序如下:3.智力抢答项目:要求:主持人宣布开始答题,则三人开始抢答谁先按下按钮,主持人面前的灯就亮。迟按的人,主持人面前的灯不会亮主持人按下复位按钮,把灯熄灭。4.马达正反转:要求:按下正转按钮I0.1,
22、马达立刻正转Q0.1按下反转按钮I0.2,马达立刻反转Q0.2同时按下正反转按钮,马达立刻停止程序如下:第二章软元件的功能与用法1.软元件的功能及应用输入继电器-I输出继电器-Q位存储器-M定时器-T计数器-C变量存储器-V累加器-AC2.软元件的寻址3.工程案例中软元件的使用方法及技巧金属板收料系统案例全自动洗衣机控制系统交通信号灯控制系统1软元件功能及应用目的:熟练掌握各软元件的功能、用法FX系列PLC主要的内部软元件有:输入寄存器(I)、输出寄存器(Q)、位存储区(M),、变量存储区(V)、局部存储区(L)、定时器(T)、计数器(C)、累加器(AC)、特殊存储区(SM)。这些软元件是PL
23、C编程时的必须元件,编程就是利用这些软元件进行的。因此,熟练掌握这些软元件是编程的前提。下表中S7-200CPU的内存地址范围:存取类型CPU221CPU222CPU224CPU226位V0.0-2047.70.0-2047.70.0-5119.70.0-5119.7I0.0-15.70.0-15.70.0-15.70.0-15.7Q0.0-15.70.0-15.70.0-15.70.0-15.7M0.0-31.70.0-31.70.0-31.70.0-31.7SM0.0-179.70.0-299.70.0-549.70.0-549.7S0.0-31.70.0-31.70.0-31.70.0-
24、31.7T0-2550-2550-2550-255C0-2550-2550-2550-255L0.0-59.70.0-59.70.0-59.70.0-59.71.输入及输出寄存器的编号及功能I、Q输入输出点的作用与功能:1输入:输入寄存器是PLC接受外部传感器的信号,其状态只能由外部开关决定,PLC不能改变输入信号状态。常见的输入元器件:按钮,选择开关,光电开关,行程开关,传感器等。2输出:输出寄存器是PLC通过运行用户程序,控制输出端子的状态,从而通过输出端子来控制外部负载的通与断常见的输出元器件:电磁阀,继电器,接触器,指示灯,显示器等。注:输入继电器只能由外部信号驱动,而不能由PLC指令
25、来驱动输出继电器只能由PLC指令来驱动,外部信号不能直接驱动PLC的输出继电器。但是,为了方便用户调试,在PLC编程软件内设有“强制”功能,可以通过软件改变信号的状态,从而模拟现场信号。2.位存储区M(又称中间继电器)可编程控制器内偶许多中间继电器。这类中间继电器与实际的继电器原理类似,有线圈,也有触点。不同的是PLC内部的中间继电器是嵌入在PLC软件内,用户可以随意使用的软继电器,但是,中间继电器不能直接驱动外部负载,它只供PLC内部使用,外部负载的驱动要通过输出继电器进行。而实际的继电器需要用户购买,并可以直接驱动负载。中间继电器的一般用法说明:中间继电器M一般由线圈、常开触点、常闭触点组
26、成。线圈可以通过PLC内的软元件的触点驱动,而其触点根据线圈的状态而动作。当中间继电器线圈得电输出时,其常开触点接通,常闭触点断开当中间继电器线圈失电断开时,其常开触点断开,常闭触点接通注:某些特殊辅助继电器线不需要驱动线圈,其触点就会动作。下面会列举几个。下面举例说明中间继电器的几种用法:中间继电器的一般用法举例:应用程序举例:案例1.在自动控制系统中,按下启动按钮I0.0,系统启动,Q0.0输出,为了防止操作员勿动作,因此停止按钮做成2个,I0.1及I0.2,即同时按下I0.1及I0.2,系统才能停止。程序如下:2.特殊存储区SM特殊存储器标志位提供大量的状态和控制功能。下表列出了部分常用
27、的特殊存储器特殊存储器SM的应用举例:案例1.按下启动按钮I0.0,指示灯Q0.0以1秒的周期闪烁,按下停止按钮I0.1,指示灯灭。位存储器的综合案例:松开按钮I0.0,启动水泵Q0.0.(即按下按钮I0.0,水泵不启动,松开后才会启动)松开按钮I0.1,停止水泵Q0.0.(即按下按钮I0.1,水泵不停止,松开后才会停止)1.启动水泵程序:3状态继电器的编号和功能S状态继电器S是对工序步进控制简易编程的一种常用软元件,经常与步进梯形图指令STL结合使用。注:在后面讲解步进梯形图时,还会重点介绍状态继电器,这里不具体展开。4定时器的编号及功能定时器:定时器参数表:定时器类型分辨率最大值定时器号码
28、TONR1ms32.767T0,T6410ms327.67T1-T4,T65-T68100ms3276.7T5-T31,T69-T95TON、TOF1ms32.767T32,T9610ms327.67T33-T36,T97-T100100ms3276.7T37-T63,T101-T255接通延时定时器(TON)TON功能及用法:TON指令在启用输入端使能后,开始计时。当前值(Txxx)大于或等于预设时间(PT)时,定时器触点接通。当输入端断开时,接通延时定时器当前值被清除,触点断开达到预设值后,定时器仍继续计时,达到最大值32767时,停止计时。用法举例:此例中,定时器号是T37,因此此定时器
29、为100ms的定时器定时器预设值为60,即定时时间为:60*100ms=6s初始时,I0.1断开,定时器当前值为0当I0.1接通,则定时器开始计时,当前值到达60后,定时器常开点接通。到达预设值后若I0.1还是接通,则定时器继续计时,直到当前值到达32767在定时过程中,只要I0.1断开,则定时器当前值清0,触点断开。掉电保护性接通延时定时器(TONR)TONR功能及用法:TONR指令在启用输入端使能后,开始计时。当前值到达80后,触点接通。到达预设值后若I0.1还是接通,则定时器继续计时,直到当前值到达32767若在计时过程中I0.1断开,则定时器保持当前值不变。TONR指令功能与TON指令
30、类似,TONR指令带保持功能若要使定时器复位,清0,则需用复位指令断开延时定时器(TOF)TOF功能及用法:TOF指令用于在输入关闭后,延迟固定的一段时间再关闭输出。当输入信号I0.1使能后,定时器触点T38立刻接通,当前值被清0,并保持此状态。当输入信号I0.1由接通断开时,定时器开始计时,当前值到达设定值,定时器触点断开。当前值停止计时。若在定时器计时过程中,输入信号I0.1接通,则定时器仍保持接通状态。当前值清0.注:使用定时器时,不管是哪种类型的定时器(TON,TONR,TOF),定时器号不能重复案例程序分析:案例1.延时启动程序按下按钮I0.0,马达Q0.Y0延时6秒后启动,按下停止
31、按钮I0.1,马达立即停止。注:程序通定时器不是直接由I0.0来定时,因为当按下启动按钮I0.0时,定时器可以计时,但是一旦按钮松开,定时器就会清0,停止计时,这样就不能启动马达了。案例2.闪烁程序按下启动按钮I0.0,指示灯以2秒的频率闪烁,按下停止按钮I0.1,指示灯灭。写法1:写法2:读者可以比较两种写法的不同点。案例3延时启动、停止程序:按下启动按钮I0.0,启动指示灯Q0.0闪烁,放开按钮5秒后,正式启动,启动指示灯Q0.0一直亮。按下停止按钮I0.1,5秒后,系统停止,启动指示灯Q0.0灭。例题4:喷泉控制喷泉控制要求如下:有A,B,C,三组喷头,要求启动后A喷5秒,之后B,C同时
32、喷,5秒后B停止,再过5秒后C停止,而A,B同时喷,再过2秒,C也喷,A,B,C,同时喷5秒后全部停止,再过3秒后重复前面的过程,当按下停止按钮后,马上停止。分析:这是一个关于时序循环的问题,这一类的问题编程有一定的规则,掌握这个规则,编程很简单。第一步:根据各个负载发生的变化,确定所需要的定时器及定时时间,第二步:由于各个定时器是按先后循序接通的,所以前一个定时器的触点接通后一个定时器的线圈,再用后一个定时器的触点断开前一个定时器的线圈,这样就可以循环起来。第三步:编写驱动负载的程序,根据时序图各负载的上升沿和下降沿的变化,上升沿表示负载接通,下降沿表示负载断开,用相应的常闭触点,在一个扫描
33、周期中负载多次接通可以用并联电路。编写程序如下:1启动程序此程序按以上编写,其控制过程没有问题,只不过程序中输出信号Q0.0、Q0.1、Q0.2使用多次,即出现双线圈。此问题很容易解决,这里不作处理,在后面的学习中会涉及此问题,轻松解决。课后练习题:1按下按钮I0.1,红灯Q0.1延时5秒后变亮,红灯接通6秒后绿灯Q0.2也变亮,红绿灯一起亮了7秒后都熄灭。2按下按钮I0.0,指示灯Q0.0接通1秒,断开2秒,如此循环动作,按下停止按钮I0.1,等Q0.0断开后就不再启动。5计数器的编号及功能(C)计数器范围:Cxxx=C0至C255计数最大值为327671.增计数器CTU初始时,计数器当前值
34、为0,触点断开每次计数信号输入端接通时,计数器当前值加1,当计数器当前值=设定值后,计数器接通。最大计数到32767时,停止计数。当复位信号接通时,计数器立刻复位,当前值清0,触点断开。2.减计数器CTD初始时最好用SM0.1复位计数器,复位后计数器当前值=设定值当计数输入端每次由OFFON时,计数器当前值减1,当计数器减为0时,计数器触点接通,此时若输入信号再次由OFFON,则计数器不再计数。当前值保持0.3.增减计数器CTUD增计数输入端由OFFON时,作增计数,直到32767后,若再由OFFON,则变为-32768减计数输入端由OFFON时,作减计数,直到-32768后,若再由OFFON
35、,则变为32767当前值=设定值PV后,计数器触点接通。否则计数器断开。复位输入端信号接通,计数器复位,触点断开,计数器清0注:使用不同类型的计数器时,计数器编号不能重复使用计数器应用案例1:要求:按下按钮I0.0,水泵Q0.0启动,24小时后水泵自动停止。分析:普通定时器定时范围为032767*100ms,因此远远不够24小时的定时时间,若用好几个定时器进行累加,则需太多的定时器,非常麻烦。此例可用定时器及计数器的组合来实现。定时器每隔30分钟(半小时),计数器进行记一次数,计数后把定时器复位,重新计时,如此,24小时需计数48次就可以。程序如下:计数器应用案例2:实验内容:对生产的汽缸进行
36、耐久测试:实验要求:按下启动按钮I0.0,控制汽缸作伸缩动作。要求汽缸伸出2秒,然后缩回2秒,如此循环动作。这样来回动作10次后,汽缸测试结束。若要测试其他汽缸,再次按下启动按钮。伸出信号Q0.0,缩回信号Q0.1程序如下:注:次程序中,计数器到达设定值后,应首先把启动断开,再把计数器复位。6变量存储区V变量存储区V可以用来存储程序执行的过程中逻辑操作的中间结果,也可以用来存储程序的相关数据,并且可以按位、字节、字、双字来存取。变量存储区V的内存范围如下表所示:存取类型内存范围大小CPU221CPU222CPU224(V2.00)CPU224XPCPU226(V2.00)字节V0-20470-
37、20470-81910-102390-10239变量存储区的存取方式:按位存取:如V2.1,表示通道2内的第1位2.按字节存取:如VB2,表示整个2通道内的8位的组合3.按字存取:如VW2,表示VB21及VB3两个通道内16位的组合,并且VB2存放于高字节,VB3存放于低字节4.按双字存取:如VD2,表示VB2、VB3、VB4、VB5四个通道内32位的组合从高字节至低字节的排序:VB2、VB3、VB4、VB5数据寄存器的一般用法:一旦在数据寄存器中写入数据,只要不再写入其它数据,其内容就不会变化。在PLC停电时,数据都能被保存。(在PLC数据块中,默认的V区都是断电保持数据,用户可以根据需要修
38、改其范围)变量存储器的功能举例:变量存储器可以处理各种数值数据,利用它,可以进行各种控制。下面举例说明有效的利用变量存储器的方法:1.通过间接指定定时器的设定值此例中VW1作为定时器的设定值,但是注意,使用变量作为定时器的设定值时,数据类型一定要为字2.通过间接指定计数器的设定值此例中VW1作为计数器的设定值,但是注意,使用变量作为计数器的设定值时,数据类型一定要为字注:一般使用数据寄存器时,常会与传送指令,比较指令,运算指令一起用,达到程序控制目的。变量存储器基本案例1:起保停程序要求:按下启动按钮I0.0,指示灯Q0.0一直保持亮,按下停止按钮I0.1,指示灯断开。此程序一般的写法:最基本
39、的起、保、停程序写法2:注:比较指令的简单说明其中的“=B”为“字节等于”比较指令,“VB1”及“2”是比较的两个数据把VB1与2进行比较,符合比较条件“=B”时,条件成立接通。(可以把它当作一个常开点,当满足比较条件时,此常开点接通)程序说明:初始状态时,VB1内数据是0,比较指令不成立,指示灯不会输出当按下启动按钮I0.0,传送指令将1写入VB1,此时VB1等于1因此比较指令条件成立,指示灯Q0.0就接通了。当按下停止按钮I0.1后,传送指令又将0写入VB1,因此比较指令又不满足,Q0.0也就断开了。变量存储器应用案例2:闪烁周期程序按下按钮I0.1,指示灯以3S的频率闪烁,按下按钮I0.
40、2,指示灯以1S的频率闪烁。闪烁程序:闪烁时间VW1程序分析:首先控制要求是一个闪烁程序,因此以上程序中下面2步程序为闪烁程序,闪烁时间是VW1.因为闪烁时间会变动,所以这里用一个变址寄存器表示。若要以1秒钟闪烁,只要让VW1=10就可以了。若要以3秒钟闪烁,只要让VW1=30就可以了。因此上两步程序即为改变频率的程序。读者可以自己分析此程序的缺点(当VW1=0时,也就是没有按下任何按钮,此程序中(指示灯)会怎样动作)这里再加一个停止按钮,按下停止按钮,指示灯断开。请读者自己写出完整的程序7累加器ACS7-200系列PLC提供4个32位的累加器(AC0,AC1,AC2,AC3),用户可以按字节
41、、字、双字的形式来存取累加器中的数值累加器数据存取举例:8用指针对S7-200存储器间接寻址变址寄存器除了与数据寄存器一样使用外,在应用指令的操作数中,还可以同其它的软元件编号或数值组合使用,可在程序中改变软元件编号或数值内容,是一个特殊的寄存器。下面举例说明间接寻址的过程;本例中用LD10作为VB0的地址指针,然后可以利用VD1004中存储的地址偏移量来改变指针值。经过改变后,LD10指向V区中的另外一个地址(VB0+偏移量)。然后将LD10指向的V区地址中存储的数值复制到VB1900中。通过改变VD1004中的数值,可以访问V存储器中的任意单元。2.数据类型及数据格式的转换1.数据类型及数
42、据换算学习目的:掌握PLC之间的数据格式,数据转换,为以后讲指令及数据的显示等作好基础。PLC通常使用5种类型的数值:二进制,八进制,十进制,十六进制,BCD码。在PLC内部,都是用二进制处理软元件数据的。但是在外围设备上监控时,这些软元件数据会自动变化为十进制(也可切换为16进制)各种数据类型的转化及表示形式见下表:其中二进制与十进制的转化尤为重要十进制数据十进制数是普遍最常数用数据类型,其正数数据从0开始,满10向高位进位,因此数据位从低到到依次为:“个位”-“十位”-“百位”-“千位”等举例:十进制数据3246的意义如下:千位(10)百位(10)十位(10)个位(10)3246上面的数据
43、表示方法人人都能看懂,其中“3”是千位即3*10,“2”是百位即2*10,“4”是十位即4*10,“6”是个位即6*10所以3246=3*10+2*10+4*10+6*10即十进制数从低位到高位的排列依次为:10、10、10、10。二进制数据二进制数的1位(bit)只能取0和1这两个不同的值,用来表示开关量的两种不同的状态。该位的值与线圈、触点的关系。ON/OFF,TURE/FALSE。二进制常数:2#1111_0110_1001_0001以上了解了10进制数据的原理,二进制则可以类比举例:二进制数据10110的意义如下:位2位2位2位2位10110所以二进制数10110=1*+0*2+1*2
44、+1*2+0*2以上的计算即为二进制转成十进制的算法例题:二进制数100111转成十进制数是多少?演算过程:原式=1*+0*+0*2+1*2+1*2+1*2=32+0+0+4+2+1=39八进制数据八进制数据是从0开始,满8即向高位进位,因此,在八进制数据中没有“8”和“9”这两个数字。八进制数据的计算原理也与上面相同。八进制数据从低位到高位的排列以此为:8、8、8、8。在三菱PLC里面很少遇到八进制与其他数据的转换,因此这里不作详细介绍。举例:八进制数2631转成十进制数据是多少?演算:原式=2*8+6*8+3*8+1*8=2*512+6*64+3*8+1*1=1433十六进制数据八进制数据
45、是从0开始,满16即向高位进位,在还没满16之前都只能是个位数,而阿拉伯数字里面数字只有09,所以用A,B,C,D,E,F来表示后面的几个数字。A表示10,B表示11,C表示12,D表示13,E表示14,F表示15。十六进制数的计算原理也是和上面一样。十六进制数据从低位到高位的排列以此为:16、16、16、16。举例:十六进制数3A5D的的意义:16位16位16位16位3A5D十六进制数3258=3*16+10*16+5*16+13*16=3*4096+10*256+5*16+13*1=14941注:以上是二进制,八进制,十六进制转成十进制数若要把十进制数转成二进制,八进制,十六进制,即为以上
46、的逆过程我们三菱PLC里只要掌握简单的十进制转成二进制会转换就可以数据计算举例1:十进制数7转成二进制数7可以转换为:7=4+2+1=2+2+2而二进制数的每一位的意义为:2位2位2位2位0000所以7的二进制数为111数据计算举例1:十进制数9转成二进制数9=8+1=2+2即9的二进制数为1001BCD数据BCD码用4位二进制数表示一位十进制数,十进制数9对应的二进制数为1001最高4位用来表示符号,16/32位BCD码的范围。BCD码实际上是十六进制数,但是各位之间逢十进一举例:十进制数3297转成BCD数据即32970011001010010111所以十进制数3297转成BCD数为001
47、1001010010111以上即为几种数据的转换,能熟练掌握以上几点数据的转换就可以了。例题:1二进制的01011100转成十进制-答案:原式=+2+2=922十进制的13转成二进制-答案:原式=8+4+1=2+2+2=11013十进制的34转成BCD码-答案:3转成4个二进制数为0011,4转成4个二进制数为0100,所以34的BCD数据为001101004十六进制的23转成十进制-答案:原式=2*16+3*16=35S7200的数据类型数据的寻址:整个变量存储区V区域用户可以以“位”来使用,此时只用到某个通道内的一个位,其作用类似中间继电器用于也可以以“字节”来使用,作为数据地址,此占用了
48、整个通道,可以存储0255之间的数值用于也可以以“字”来使用,作为数据地址,此时占用了2个通道,可以存储065535之间的数值用于可以以“双字”来使用,作为数据地址,此时占用的4个通道。存储更大的数值综合试验部分:1.金属板收料实验如下图所示:控制要求:按下启动按钮I0.1后,系统启动,马达1启动,并带动金属板往下掉,当金属板掉下后,光电感应器I0.0就会感应到并计数,当金属板累计10块后,马达1停止,马达2转动5秒后停止,马达1继续带动金属板往下掉,依次循环动作。当按下停止按钮I0.2后,系统停止。分析:1整个系统分为启动与停止,2启动后,马达1先动作,并通过光电传感器I0.0对金属板计数3
49、计数满后马达2启动,马达1停止,此过程为5秒45秒后,应对计数器复位,马达2停止,马达1启动,开始新一轮的动作根据控制动作,画出的流程图如下所示:根据控制流程图,控制程序如下:2.全自动洗衣机系统1,按启动按纽后开始供水2,当水满到水满传感器就停止供水3,水满之后,洗衣机开始执行漂洗过程,开始正转5秒,然后倒转5秒,执行此循环动作10分钟4,漂洗结束之后,出水阀开始放水5,放水10秒后结束放水,同时发出声光报警叫工作人员来取衣服6,按停止按扭声光报警器停止,并结束整个工作过程。信号分配:I0.0:启动按钮Q0.0:供水水泵I0.1:水位满信号Q0.1:漂洗电机正转I0.2:停止按钮(复位按钮)
50、Q0.2:漂洗电机反转Q0.3:出水控制阀门电机Q0.4:声光报警器程序说明:启动后供水程序说明:水位满了后,先停止供水,然后执行漂洗程序说明:漂洗马达的正反转控制当总时间T37接通,则正反转全部断开。3.交通灯信号控制现有一个十字路口的交通信号控制时序图如下:南北方向:红灯亮25秒,转到绿灯亮25秒,再按1秒/次的规律闪烁3次,然后转到黄灯亮2秒。东西方向:绿灯亮20秒,再按1秒/次的规律闪一烁3次,转到黄灯亮2秒,然后红灯亮30秒。完成一个周期,如此循环运行。交通灯的控制时序图编程思路:此案例编程方式很多,编程顺序也各有不同,以下程序按照如下顺序进行:1启动2南北方向信号3东西方向信号程序
51、注意每次循环到初始状态南北方向要与东西方向同步,否则会因PLC扫描周期的影响,导致程序中的时间累计误差变大,而使南北及东西方向不同步启动程序2.南北方向控制灯程序:五PLC的指令系统及指令应用一基本顺控指令1.触点、线圈指令及双线圈2置位及复位指令3触点上升沿、下降沿指令4.脉冲上升沿及下降沿指令一基本顺控指令1触点及线圈指令1输入信号的程序举例:说明:如上图所示,同一个输入点(上图为I0.1)的常开、常闭点可以在程序里重复循环使用,只要在内存容量内,可以重复使用。没有使用数量的限制。但是使用常开点还是常闭点,应根据外部接线及控制要求来定。常开、常闭触点用法:当外部开关信号接通时,程序中的常开
52、点接通,常闭点断开当外部开关信号断开时,程序中的常开点断开,常闭点接通2输出信号的程序举例:说明:如上图所示,同一个输出点的线圈在程序里一般只能使用一次。但是线圈的常开点及常闭点可以在程序里重复多次使用,没有数量限制。输出点线圈及触点一般用法:当输出点线圈接通时,它的常开触点接通,常闭触点断开当输出点线圈断开时,它的常开触点断开,常闭触点接通2双线圈输出及处理方法1什么是双线圈输出?在用户程序中,同一编程元件的线圈使用了两次或多次,称为双线圈输出。程序举例:如上程序,Q0.1这个输出线圈在程序中用了两次。在梯形图程序中,一般情况下是不允许同一个线圈在一个程序中使用多次的。为了满足控制要求,可能
53、在不同的条件下,需要多次对同一个线圈输出,若在编写程序时,也是按照要求输出几个相同的线圈的话,多个线圈在梯形图中使用时,程序可能达不到预期的控制要求.如上面的程序,I0.1及I0.2都接通,则Q0.1线圈接通。I0.1、I0.3及I0.4都接通,则Q0.1线圈也接通。根据PLC的工作原理及扫描原理,在程序执行完后,才对输出的ON/OFF状态送到外部信号端子。此例中对于Q0.1控制的外部负载来说,真正起作用的是最后一个Q0.1的线圈的状态。而前面的Q0.1的线圈只在程序执行过程中,有ON/OFF的信号。我们可以通过一些对策来避免双线圈的错误。下面举例介绍一般上线圈输出的对策举例:控制要求如下:同
54、时按下按钮I0.1及I0.2,指示灯Q0.1要亮。按下按钮I0.4,则5秒Q0.1也要亮错误的程序:如上程序对初学者来讲,好像一点问题都没有,能满足控制要求。但实际上,此程序是不能满足上面给出的控制要求的,因为程序中两次使用了同一个线圈Q0.1,根据前面的讲述,程序对Q0.1起作用的只有下面的线圈。因此,上面的程序是不能用来满足控制要求的。以下是正确的满足控制要求的程序:说明:根据控制要求,程序在M0.1处应该输出Q0.1,在M0.2处也应该输出Q0.1如果在M0.1及M0.2处直接输出Q0.1,则就范了上面程序双线圈错误,因此在需要输出Q0.1的地方,输出不同的中间继电器,然后把中间继电器的
55、常开点并联起来,再集中输出一个Q0.1的线圈,这样就能避免双线圈的问题。或者下面的程序也能正确的满足控制要求:说明:把满足Q0.1输出的条件并联起来,再集中输出一个Q0.1的线圈,也能避免双线圈的问题,满足控制要求。触点指令应用案例1:基本起保停控制按下正转按钮I0.0,马达正转Q0.0按下反转按钮Q0.1,马达反转Q0.1根据要求编程的下列程序:程序简单分析:按下按钮I0.0后,I0.0的常开点接通,常闭点断开常开点使Q0.0的线圈接通,并通过Q0.0的常开点自锁保持常闭点使Q0.1的线圈断开。同样的道理按下按钮I0.1后,I0.1的常开点接通,常闭点断开常开点使Q0.1的线圈接通,并通过Q
56、0.1的常开点自锁保持常闭点使Q0.0的线圈断开。触点指令应用案例2:设计一个可用于四支比赛队伍的抢答器。系统至少需要4个抢答按钮、1个复位按钮和4个指示灯。如下图所示:具体要求如下:主持人宣布答题后,4组人A,B,C,D开始抢答,谁最先按下按钮,主持人面前对应的灯就会亮,其他队伍再按,主持人面前的灯也不会亮(即主持人面前的等每次答题只会只亮一个),答题完毕后,主持人按下复位按钮I0.0,灯灭掉。开始下一轮的抢答。分析:若A先按下按钮,则Q0.1灯要亮,并且一直亮,直到主持人按下复位按钮I0.0,灯才会灭。其他人按下按钮,对应的灯也不会亮。若B先按下按钮,则Q0.2灯要亮,并且一直亮,直到主持
57、人按下复位按钮I0.0,灯才会灭。其他人按下按钮,对应的灯也不会亮。同理,C、D一样以下程序是分析后得出的:触点指令应用案例3:用一个按钮(I0.1)来控制三个输出(Q0.1、Q0.2、Q0.3)。当Q0.1、Q0.2、Q0.3都为OFF时,按第一下I0.1,则Q0.1变为ON,按第二下I0.1,则Q0.1、Q0.2变为ON,按第三下I0.1,则Q0.1、Q0.2、Q0.3都变ON按第四下I0.1,则Q0.1、Q0.2、Q0.3都变为OFF状态。按第五下I0.1,重复执行如上动作。试用两种不同的程序设计方法设计其梯形图程序。以下是分析后得出的程序:此程序正式运行时可能会出现一些问题,但是程序的
58、分析过程就应该如上面所述。2置位,复位S,R设置(S)和复原(R)指令设置(打开)或复原指定的点数(N)从指定的地址(位)开始。您可以设置和复原1至255个点。如果复位指令指定一个定时器位(T)或计数器位(C),指令复原定时器或计数器位,并清除定时器或计数器的当前值。指令用法举例:如上程序,当条件I0.1接通,则从Q0.0开始的3个线圈(Q0.1、Q0.2、Q0.3)被置位接通。即使I0.0断开,3个线圈还是保持输出,(S)指令相当于自锁功能。一旦I0.2接通,Q0.1开始的2个线圈(Q0.1、Q0.2)被复位而断开。对于同一软元件(S),(R)可以多次使用,顺序也可以随意,但最后执行者有效。
59、置位复位指令应用案例1:延时启动,延时断开基本程序实验目的:熟练掌握置位,复位指令的应用实验内容如下:按下启动按钮I0.0,则5秒后指示灯Q0.0才亮,按下停止按钮I0.1,则3秒后指示灯灯灭。程序分析:此案例为标准的延时启动,延时断开程序。这里通过置位及复位指令来完成此程序的编程程序如下:置位复位指令应用案例2:单按钮控制程序试验目的:掌握置位复位指令的应用及程序的先后循序。要求:当第一次按下I0.0后,指示灯Q0.0亮,并保持亮,当第二次按下I0.0后,Q0.0灭,第三次按下后,Q0.0又亮,第四次又灭。如此循环动作程序如下:程序分析:当Q0.0断开时,按下I0.0,第一个扫描周期内“条件
60、1”接通,把M0.1置位接通。此时“条件2”因Q0.0还没接通,所以不满足,不会把M0.1复位。所以最后M0.1驱动Q0.0接通,以后的周期内因有一个上升沿P不会接通,所以M1不会有变化,一直保持原来接通的状态。当Q0.0接通后,再按下I0.0,第一个扫描周期内,“条件1”断开,“条件2”满足,把M0.1复位断开,最后M0.1断开,则Q0.0也断开,以后的周期内因上升沿不会接通,所以M0.1不会有变化,一直保持原来断开的状态。注:S及R指令在程序中经常使用,是一个常用的,好用的指令。使用了S指令后,要注意在适当的条件下把对应的元件R3上升沿P,下降沿N上升沿指令是进行上升沿检出的触点指令,仅在
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