电子课件《可编程序控制器及其应用(西门子)》A041368课题二基本控制指令应用

1、任务三相异步电动机单向连续运转PLC控制任务2三相异步电动机正反转PLC 控制任务3 三相异步电动机Y降压启动PLC控制任务4 工作台自动往返循环PLC控制任务花式喷泉PLC控制1.掌握编程元件I、Q、M 及SM 的功能和使用方法。2.掌握标准触点指令、输出指令及S/R指令的表示形式及使用方法。3.掌握启保停电路编程与使用S/R指令编程的对应关系。4.能用启保停电路及S/R指令设计简单电路的程序。5.能采用语句表程序输入法输入PLC控制程序。任务三相异步电动机单向连续运转PLC控制一、输入继电器I和输出继电器Q1.输入继电器I输入继电器就是PLC数据存储区中的输入过程映像寄存器，其作用是接收来

2、自现场的控制按钮、行程开关及各种传感器等发出的开关量输入信号。2.输出继电器Q输出继电器就是PLC数据存储区中的输出过程映像寄存器，用来存放CPU 执行程序的数据结果。二、LD、LDN、A、AN、O、ON、指令1.LD、LDN、指令（1）LD 指令即装载指令，也可以称为取指令，在梯形图上表示从左母线取常开触点，以常开触点开始的分支电路块也使用这一指令。（2）LDN 指令即装载非指令，也可以称为取非指令，在梯形图上表示从左母线取常闭触点，以常闭触点开始的分支电路块也使用这一指令。（3）指令称为输出指令，可以并联使用多次，称为并行输出。但是，在同一程序中不能使用双线圈输出，即同一个元器件在同一程序

3、中只能使用一次指令。另外，指令不能用于输入继电器I，因为输入继电器的状态是由输入信号决定的；T和C也作为输出线圈，但在S7 200系列PLC中输出时不是以指令形式出现。A、AN、O、ON 指令()A (And)、AN (AndNot)指令是单个触点的串联连接指令，可连续使用.其中，A 指令是与指令，完成逻辑与运算;AN 指令是与非指令，完成逻辑与非运算.()O (Or)、ON (OrNot)指令是单个触点的并联连接指令，紧接在装载指令之后用，即对其前面装载指令所取的触点再并联一个触点，可以连续使用.其中，O指令是或指令，完成逻辑或运算;ON 指令是或非指令，完成逻辑或非运算.三、S/R 指令1

4、.S指令S Set)指令称为置位指令或置“”指令。执行S指令时，把从指令操作数指定的位地址(bit)开始的N 个元件都置位并且保持。置位后即使“能流”断，仍保持置位。2.R 指令R 指令称为复位指令或置“”指令。执行R指令时，把从指令操作数指定的位地址(bit)开始的N 个元件都复位并且保持。复位后即使“能流”断，仍保持复位。四、梯形图的编程规则合理优化的梯形图及语句表梯形图中的触点可以串联或并联，但继电器线圈只能并联而不能串联，如图19所示.一、分配I/O 地址二、绘制并安装PLC控制线路三、设计梯形图程序1.创建项目2.编辑符号表3.编写并输入程序4.编译程序单击工具栏中的“编译”按钮 ，

5、编译用户程序。5.保存项目单击工具栏中的“保存项目”按钮 ，保存用户程序。四、模拟调试1.语句表程序状态监控未按下启动按钮SB1按下启动按钮SB1松开启动按钮SB1按下停止按钮SB22.语句表程序状态监控时的强制因为是在没有实际的I/O接线情况下，利用强制功能模拟调试用户程序，所以要断开启动按钮SB1、停止按钮SB2和热继电器KH常闭触点分别与CPU模块输入端子I0.0、I0.1和I0.2的连接。五、联机调试1.掌握逻辑堆栈指令的功能、表示形式和使用方法。2.熟练掌握使用启保停电路编程与使用S/R指令编程的对应关系。3.会进行互锁电路的编程。4.能采用启保停电路、S/R 指令以及逻辑堆栈指令设

6、计电动机正反转PLC控制程序。任务2三相异步电动机正反转PLC 控制 在梯形图中，当所有的触点都是简单的串联、并联关系时，可以通过LD、LDN、A、AN、O、ON 等简单的位逻辑指令编程实现。然而，如果梯形图中的触点呈现比较复杂的连接关系(即复杂的逻辑关系)，就要涉及逻辑堆栈指令编程。 PLC的堆栈与一般计算机的堆栈结构是一致的，它是一组存取数据的临时存储单元。在编程软件STEP7Micro/WIN 中， 使用菜单命令“工具/选项”，在“选项”对话框的选项树中选择“程序编辑器”，再选择“STL状态监控”标签后，可选择在使用语句表程序状态监控功能时，是否监控逻辑堆栈以及监控逻辑堆栈位的个数，最多

7、可监控逻辑堆栈位4个，即监控逻辑堆栈上面的4级。一、ALD、OLD 指令1.ALD 指令ALD 指令即栈装载与指令，该指令执行时，将堆栈中的第一级和第二级中的数值进行逻辑与操作，结果置于栈顶，并将堆栈中的第三级至第九级的值依次上弹一级，操作过程如右图所示。其中栈顶值IV0andIV10，X为栈底生成的随机数。ALD指令的操作过程使用ALD指令时要注意以下几点:（1）并联电路块与前面电路串联连接时，使用ALD 指令。分支的起点用LD/LDN 指令，并联电路结束后使用ALD指令与前面电路串联。（2）可以顺次使用ALD指令串联多个并联电路块，支路数量没有限制。（3）ALD指令无操作数。2.OLD 指

8、令OLD 指令即栈装载或指令，该指令执行时，将堆栈第一级和第二级中的数值进行逻辑或操作，结果存放于栈顶，并将堆栈中的其余各级内容依次上弹一级，操作过程如下图所示，其中栈顶值IV0orIV11，X 为栈底生成的随机数。OLD指令的操作过程使用OLD指令时要注意以下几点:（1）并联连接几个串联支路时，其支路的起点以LD/LDN 开始，并联结束后用OLD。（2）可以顺次使用OLD指令并联多个串联电路块，支路数量没有限制。（3）OLD指令无操作数。二、LPS、LRD、LPP、LDS指令一个触点同时控制两个线圈的梯形图LPS、LRD、LPP、LDS指令操作过程一个触点同时控制三个线圈的梯形图1.LPS指

9、令LPS 指令即逻辑进栈指令，用于梯形图分支电路开始编程。在梯形图中的分支结构中，它用于生成一条新的母线，其左侧为原来的主逻辑块，右侧为若干个新的从逻辑块。2.LRD 指令LRD 指令即逻辑读栈指令。在梯形图分支结构中，当新母线左侧为主逻辑块时，经过右侧第一个新的从逻辑块的运算，主逻辑块运算结果已经不存在，要进行后续的从逻辑块编程时，就需要使用LRD 指令从堆栈中读回主逻辑块运算结果，所以LRD指令用于第二个以后的从逻辑块编程。3.LPP指令LPP 指令即逻辑出栈指令。在梯形图分支结构中，LPP用于LPS产生的新母线右侧的最后一个从逻辑块编程，它在读取完离它最近一次通过LPS指令压入堆栈的内容

10、的同时复位该条新母线。4.LDS指令LDS 指令即装载堆栈指令。执行LDS指令时，将复制堆栈中的第n级的值到栈顶，原堆栈各级栈值依次下压一级，栈底值丢失， LDS指令不常用。一、分配I/O 地址二、绘制并安装PLC控制线路电动机正反转PLC控制线路图三、设计梯形图程序1.编辑符号表2.采用标准触点指令和输出指令编程两个单向连续运转控制程序增加按钮互锁环节3.采用置位和复位指令编程4.采用逻辑堆栈指令编程四、模拟调试五、联机调试1.掌握定时器指令的功能、表示形式和使用方法。2.掌握根据继电接触器控制电路设计PLC梯形图的方法。3.能根据继电接触器控制电路设计PLC梯形图程序。4.能采用定时器指令

11、设计三相异步电动机Y降压启动程序。任务3 三相异步电动机Y降压启动PLC控制一、定时器T1.定时器种类接通延时定时器TON、保持型接通延时定时器TONR 和断开延时定时器TOF。2.定时器的工作原理 S7200系列PLC的每个定时器均有一个16位的当前值寄存器、一个16位的预置值寄存器以及一个状态位。其中，当前值寄存器用以存放当前值SV，预置值寄存器用以存放时间的预置值PT ，状态位反映其触点的状态。当前值和预置值均为16位有符号整数（INT），数值范围是132767。每个定时器可提供无数对常开触点和常闭触点供编程使用，其设定时间可以在程序中直接设置，还可以通过PLC内部的模拟电位器或PLC外

12、接的拨码开关方便地随时修改。3.定时器当前值的刷新方式S7200系列PLC定时器的分辨率有1ms、10ms、100ms三种，这三种定时器当前值的刷新方式是完全不同的，这是在使用定时器时要特别注意的问题。二、接通延时定时器指令TON三、根据继电接触器电路设计PLC梯形图的方法1.设计步骤（1）了解和熟悉被控设备的工艺过程和机械的动作情况，根据继电接触器控制电路图分析和掌握控制系统的工作原理，做到在设计和调试控制系统时心中有数。（2）确定PLC的输入信号和输出负载，以及在梯形中与它们对应的输入位和输出位的地址，画出PLC的外部接线图。（3）确定与继电接触器控制电路图中的中间继电器、时间继电器对应的

13、梯形图中的辅助继电器和定时器的地址。（4）根据上述对应关系画出梯形图。一、分配I/O 地址二、绘制并安装PLC控制线路三、设计梯形图程序1.编辑符号表2.采用启保停电路设计程序（1）控制电动机电源的接触器KM 线圈的控制程序设计（2）Y形启动的控制程序设计（3）形启动延时5s的控制程序设计（4）形运行的控制程序设计（5）添加停止功能及必要的互锁保护，完善控制程序3.采用S/R 指令设计程序根据启保停电路编程与使用S/R 指令编程的对应关系可知，采用启保停电路的程序中的启动保持条件就是采用S/R指令的程序中的置位条件（接S指令），停止条件就是复位条件（接R指令）；采用启保停电路的程序中停止条件的

14、常开触点应改为采用S/R指令的程序中的常闭触点，且触点由串联改为并联。4.采用逻辑堆栈指令设计程序四、模拟调试五、联机调试1.掌握计数器指令的功能、表示形式和使用方法。2.掌握功能添加法设计程序的原则。3.能使用计数器指令设计计数程序。4.能使用功能添加法设计较复杂的PLC控制程序。任务4 工作台自动往返循环PLC控制一、计数器C 计数器累计其计数脉冲输入端的计数脉冲由低到高变化的次数。S7200系列CPU 提供了3种类型的计数器，即增计数器、减计数器和增/减计数器。计数器总数有256个，地址编号范围为C0C255。 S7200系列PLC每个计数器都由一个16位的当前值寄存器、一个16位的预置

15、值寄存器以及一个状态位组成。二、增计数器指令CTU使用增计数器指令CTU 时应该注意以下几点:1.增计数器指令CTU 用语句表表示时，要注意计数输入（第一个LD）、复位信号输入（第二个LD）和增计数器指令CTU 的先后顺序不能颠倒。2.在同一个程序中，不能使用两个相同的计数器编号，否则会导致程序执行时出错，无法实现控制目的。3.使用计数器时，如果将计数器位的常开触点作为复位输入信号，则可以实现循环计数，这种复位方法称为自复位。例1使用CTU 指令构成的增计数器例2计数器扩展电路例3计数器和特殊辅助继电器组成的长延时电路例4计数器和定时器配合扩展延时的梯形图一、分配I/O 地址二、绘制安装PLC

16、控制线路并三、设计梯形图程序1.编辑符号表2.根据控制对象， 设计基本控制环节的程序3.添加自动往返功能添加了自动往返功能的梯形图程序4.添加“点动/自动选择” 功能添加了点动功能的梯形图程序5.添加单次循环控制功能添加了单次循环功能的梯形图程序6.添加循环计数控制功能添加了循环计数功能的梯形图程序7.添加“工作台在两端停留5s后再返回” 控制功能添加了“工作台在两端停留5s后再返回”功能的梯形图程序8.添加必要的保护环节 工作台自动往返循环PLC控制程序四、模拟调试五、联机调试1.掌握边沿检测指令的功能、表示形式和使用方法。2.熟练掌握PLC程序设计中典型的基本控制环节，并掌握经验设计法的工

17、艺步骤。3.能综合运用位逻辑指令、定时器指令及计数器指令编写较复杂的PLC控制程序。4.能灵活运用经验设计法设计较复杂的PLC控制系统。任务花式喷泉PLC控制一、边沿检测指令1.EU 指令 EU 指令即上升沿检测指令，也称为正跳变指令，用于检测输入信号由OFF到ON 的变化。EU 指令的梯形图形式由常开触点与上升沿检测指令标识符“P”构成，这里的“P”表示正跳变。EU 指令的语句表形式由上升沿检测指令操作码“EU”构成，无操作数。 在梯形图中，执行EU 指令，在检测到每一次正跳变时，让能流接通一个扫描周期。2.ED 指令 ED指令即下降沿检测指令，也称为负跳变指令，用于检测输入信号由ON 到O

18、FF的变化。ED指令的梯形图形式由常开触点与下降沿检测指令标识符“N”构成，这里的“N”表示负跳变。ED 指令的语句表形式由下降沿检测指令操作码“ED”构成，无操作数。 在梯形图中，执行ED指令，在检测到每一次负跳变时，让能流接通一个扫描周期。3.使用注意事项（1）EU、ED指令不能直接与左侧母线连接，必须接在常开或常闭触点之后。（2）当条件满足时，EU、ED 指令的常开触点只接通一个扫描周期，接受控制的元件应接在这一触点之后。二、经验设计法 数字量控制系统又称开关量控制系统，继电接触器控制系统就是典型的数字量控制系统。可以用设计继电接触器电路图的方法来设计比较简单的数字量控制系统的梯形图，即在一些典型电路的基础上，根据被控对象对控制系统的具体要求，不断地修改和完善梯形图。1.经验设计法的特点 经验设计法对于一些逻辑关系比较简单的梯形图程序设计是比较奏效的，可以收到快速、简单的效果。但是，由于这种方法主要是依靠设计人员的经验进行设计，所以对设计人员的要求也就比较高，特别是要求设计者有一定的实践经验，对工业控制系统和工业上常用的各