可编程控制器教案

可编程控制器教案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIANPAGEPAGE421、PLC的产生

教学内容绪论

注意点 配时2060年代末，在可编程控制器出现以前，继电器控制在工业领域作，若要改变控制顺序就要改变控制系统的硬件接线，通用性和灵活性较度大以及难于适用恶劣工业环境等原因，未能在工业控制领域获得推广。2060年代末，美国汽车制造工业竞争十分激烈。为了适应生产工1968年美国最大的汽车制造商――通用汽车公司主要内容是：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系统；体积小于继电器控制盘；数据可直接送入计算机管理；成本可与继电器控制盘竞争；输入可为市电；2A器、电磁阀等；扩展系统时，原系统变更少；4KB。这些条件实际上是将继电器控制的优点与计算机控制的优点结

PLC的 10产生10合起来，并将继电器控制的硬件接线逻辑转变为计算机的软件逻辑 PLC的设想。1969年，美国数字设备公司（DEC）成功研制出了世界上 发展第一台可编程控制器PDP14，用于通用汽车公司生产线，取得了满意的效果。2、PLC的发展PLC的出现引起了世界各国的普遍重视。日本日立公司从美国引进了PLC技术，于1971年试制成功了日本第一台PLC；1973年德国西门子公司独立研制成功了欧洲第一台PLC；我国从1974年开始研制PLC，1977年开始工业应用。从PLC产生到现在，经历了四次换代。其过程如下：第一代PLC（19691972）：采用1位机开发，用磁芯存储器存储，只具有单一逻辑控制功能，机种单一，没有形成系列化。第二代PLC（19731975）：采用8位微处理器及半导体存储器，增加了数字运算、传送、比较等功能，能实现模拟量的控制，开始具备自诊断功能，初步形成系列化。第三代PLC（19761983）：采用高性能8位微处理器及位片式微处理器，处理速度有所提高，向多功能及联网通信发展，增加了多种特殊功能，如浮点运算、三角函数运算、表处理、脉宽调制输出等，自诊断功能及容错技术发展迅速。第四代PLC（1983年至今）：采用16位、32位微处理器及高性能位片式微处理器，使第四代PLC产品成为具有逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数据处理功能、联网通讯功能的真正名符其实的多功能控制器。教学内容教学内容注意点配时3、PLC的应用开关量逻辑控制应用于注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线及电梯控制等。闭环过程控制及轻工、化工、机械、冶金、电力、建材等行业。运动控制应用于金属切削机床、金属成形机械、装配机械、电梯等场合。数据处理数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系

PLC的 15应用统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大 PLC的 20型控制系统。 分类通信及联网PLCPLCPLC与其它智能设备间的通信。4、PLC的分类（1）按控制规模分类PLC按控制规模（I/O点数）3类。I/O256点以下的为小型机。适合用于单机控制或小型系统的控制。I/O256点-1024PLC用于中型或大型控制系统的控制。I/O1024PLC。不仅可以用于对设备进行直接控制，可以对多个下一级的PLC进行监控，还可以完成现代化工厂的全面管理和控制任务。按结构分类PLC按结构分，可以分为整体式和模块式两大类。PLC把电源、CPUI/O个单元内，该单元叫做基本单元。一个基本单元就是一台完整的PLCI/O点数固PLCCPU出均为独立的模块。模块尺寸统一、安装整齐、I/OPLC的缺点是结构较复杂，价格较高。按功能分类PLC3类。（4）按产地分类按产地分，可分为日系、欧美、韩台、大陆等。其中日系具有代表性的为三菱、欧姆龙、松下、光洋等；欧美系列具有代表性的为西门子、A-B、通用电气、德州仪表等；韩台系列具有代表性的为LG、台达等；大陆系列具有代表性的为合利时、浙江中控等；教学内容教学内容注意点配时5、PLC的特点PLC把计算机控制技术和继电器控制技术融合在一起，兼具有单易懂、维修方便的特点，主要体现在以下几个方面。可靠性高，抗干扰能力强配套齐全，功能完善，适用性强系统的安装简单，维护方便，容易改造编程简单易学系统设计与调试周期短体积小，重量轻，能耗低模块一 从传统的电气控制到PLC一、PLC定义1985年，国际电工委员会（IEC）专门为可编程控制器下了严格的定义：“PLC算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”二、PLC（图，总结区别）L1L2 L3 FU2

PLC的 10特点PLC定 5义10PLC控制与继电器控制的比较QS FU1

SB1

I0.0I0.1

Q0.0KMSB2 SB21MKMSB1 KMFRKMM3~FU2

2ML+

~220VI0.0

Q0.0( )Q0.0***

( )常开触点 常闭触点 线圈教学内容教学内容注意点配时器件组成不同继：器件多、体积大，故障率高；PLC：器件少、体积小，结构紧凑继：硬触点、硬线（硬件控制，动作慢，弧光放电严重）PLC：软触点、软线（软件控制，动作快）工作方式不同继：并行PLC：串行实施控制的方式不同继：由硬接线完成功能PLC：通过程序完成功能功能改变时继：拆线、接线，更换元件，麻烦PLC：修改程序，方便系统开发周期（设计、施工与调试）继：长PLC：短触点数量继：有限PLC梯形图：无限对PLC自检与监控功能比继强PLC适用范围广PLC可靠性高

器件组成10工作方式教学内容教学内容注意点配时三、PLC的基本结构输可编程控制器输入CPU出模模块模块块输可编程控制器输入CPU出模模块模块块按 钮 接触器选择开关 电磁阀限位开关 指示灯电 源 电源编程装置 1、CPU模块：大脑和心脏。PLC控制的中枢，其性能决定了PLC能。）微处理器：采集输入执行程序组成）存储器：RORAEPROEPRO）存程序和数据2、I/OCPU梁

基本结构 10201）输入模块：接收和采集输入信号1）开关量输入：按钮、选择开关、拨码开关、限位开关、接近开关等2）模拟量输入：电位器、测速发电机和各种变送器分为2）输出模块：控制输出1）开关量输出：接触器、电磁阀、电磁铁、指示灯、数字量显示报警装置2）模拟量输出：调节阀、变频器***注意***PLC干扰性能。1）两类2）交流输入型3种类型:）继电器输出：有触点输出方式，可通断开关频率较低的直流负载或交流负载种）晶闸管输出：无触点输出方式，可通断开关频率较高的交流负载）晶体管输出型：无触点输出方式，带直流负载3、编程器：对用户程序进行编制、编辑、调试和监视。1）PLC专用编程器（手持式、台式分为2）基于计算机的PLC编程器：编程软件4、电源：AC220VDC24V5PLC智能设备之间的连接。教学内容 注意点 配时四、PLC的软件 PLC的 15PLC软件系统和硬件系统共同构成了可编程控制系统。 软件1、软件构成1）分为2）用户程序：实现一定控制功能的程序2、编程语言PLC与个人计算机相比，PLCPLC无法兼容，19945IECPLCIEC611315成：通用信息、设备与测试要求、编程语言、用户指南和通信。IEC61131-3是世界上第一个，也是至今为止唯一的工业控制系统的5种编程语言。顺序功能图（ＳＦＣ） 25位于其他编程语言之上的图形语言，用来编制顺序控制的程序。提供了一种组织程序的图形方法。１）编写时，工艺过程被划分为若干个顺序出现的步，每步中包括控制输出的动作，从一步到另一步的转换由转换条件来控制，特别适合于生产制造过程。２）在顺序控制功能图中，可使用其他的语言嵌套编程。３）代表平台西门子Ｓ７－３００（S7-Gragh）功能图转成ＰＬＣ能识别的语言。（２）梯形图（ＬＡＤ）１）使用最多的ＰＬＣ语言 10２）属图形编程语言、直观易懂，不适合大型程序控制３）适合于熟悉继电器控制系统的电气人员４）组成元素 含 义 代表器件触 点 输入条件 开关、按钮、内部条件线 圈 输出结果 控制外部器件／内部输功能块 附加指令 定时器、计数器和数学运指令等５）梯形图中的概念能流：假想的电流（注：将能流的概念引入ＰＬＣ中）网络：由触点和线圈构成的独立电路（３）语句表／助记符（ＳＴＬ）是一种类似于微机汇编语言的文本编程语言，由多条语句组成一个程序段，可读性差，但是最基本的编程语言。由操作码（告知ＰＬＣ应做什么）和操作数（操作码操作的对象）组成。（４）功能块图（ＦＢＤ）用类似于“与门”“或门”的框图表示逻辑运算关系，方框的左侧为逻辑运算的输入变量，右侧为输出变量，输入输出端的小圆圈表示“非”运算，方框用导线连在一起，信号自左向右。教学内容教学内容注意点配时ＬＤ Ｉ０．０Ｏ Ｑ０．０ＡＮ Ｉ０．１＝ Ｑ０．０I0.0 I0.1 Q0.0( )Q0.0

I0.0Q0.0

ORI0.1

AND

10Q0.0梯形图 b)语句表 c)功能块图（５）结构化文本（ＳＴ）高级编程语言。与梯形图相比，它能实现复杂的数学运算，编写的程序非常简洁和紧凑。

结构化文本教学内容教学内容注意点配时五、PLC的工作原理1、工作方式继电器控制系统：并行。若这个继电器的线圈通电或断电，该继电器所有的触点无论在继电器控制线路的哪个位置上都会立即同时动作。PLC控制系统：串行。顺序逻辑扫描用户程序的方式。2、扫描过程PLC投入运行后，工作过程一般分为输入采样、执行程序、处理通讯请求、CPU自诊断和输出刷新五个阶段。完成上述五个阶段称为一个扫描周期。典型值1-100ms。输入采用阶段以扫描方式依次读入状态和数据存入输入映像寄存器。采样于一个扫描周期，才能保证在任何情况下该输入均能被读入。执行用户程序阶段PLC用户程序由若干条指令组成。该阶段，PLC指令开始，逐条顺序的执行用户程序。处理通讯请求阶段处理从通讯口和智能模块接收到的信息。CPU自诊断阶段自诊断测试包括定期检查CPU模块的操作和扩展模块状态是否正常，将监控定时器复位等。输出刷新阶段CPU按输出映像寄存器刷新输出锁存器，再经输出电路驱动相应外设。I/O响应时间：由输入延迟、输出延迟和程序执行三部分决定。原因：PLC采用扫描工作方式，且对输入、输出信号只在每个扫描

35式程20周期的固定时间集中输入和输出，所以会产生输出信号相对输入信号滞后的现象。扫描周期越长，滞后现象越严重。教学内容教学内容注意点配时3、工作原理

工作原 20读输入：S7-200将物理输入点上的状态复制到输入过程映像寄 理存器。执行程序：S7-200执行程序指令并将数据存在变量存储器中。CPU自诊断：执行通讯任务，检查硬件、程序存储器和扩展模块是否工作正常。

15性能指六、PLC的性能及选型 标1、性能指标I/O点数存储器容量指令的种类和数量扫描速度内部寄存器的种类和数量通讯能力智能模块扩展能力2、选型PLC的类型输入输出模块的选择电源的选择存储器的选择经济性的考虑教学内容教学内容注意点配时模块二认识S7-200系列PLC一、 S7-200系列PLC的硬1、5种型号CPU及I/O点数编址1）CPU 221 222 224 224XP 2266入/4出 8入/6出 14入/10出 14入/10出 24入/162AI/1AQ**以224XP为例**编址：I0.0 Q0.0

20PLC的硬件2）扩展能力CPU 221 222 224 224XP 226模块数 无 2 7 7 7数字I/O点无 78 168 168 248模拟I/O点无 10 35 38 352、S7-200PLC外部结构及各部件作用1）输入接线端子 2）输出接线端子3）CPU状态指示

I0.1 ……I1.5 AIW0 AIW2

扩展能 20力SF：系统故障 STOP：停止状态 RUN：运行状4）输入状态指示 5）输出状态指示6）扩展接口 7）通讯接口8）模拟电位器教学内容教学内容注意点配时3、给PLC供电有直流供电和交流供电两种方式。24VDC 85-265VAC

给PLC供电 104、输入输出接线

↓ M L+ DC N L1 AC直流供电 b)交流供电

输入输输入为直流双向光电耦合输入。输出有继电器和直流两种类型。例：CPU224DC/DC/DC：直流24V输入/提供直流24V直流/直流输出CPU224AC/DC/继电器：交流输入电源/24V给外元件/

出接线1M 0.0 0.1…...

1M 1L+ 0.0 0.1… 1L 0.0 0.1…25输入接线 b)直流输出接线 c)交流输出接线5、扩展模块（1）输入输出扩展模块I/O扩展模块EM2218入 EM222 8出 EM223 8入/8出16入/16出入/32出I/O扩展模块EM2313AI/4AI EM2322AO EM2353AI/1AO地址分配/a、编址规则①同类型I/O点的模块进行顺序编址。②其他类型模块的有无及所处位置不影响本类型模块编号。

扩展模块教学内容教学内容注意点配时③对数字量模块，CPU以字节为单元分配地址。本模块高位实际位数未满8位的未用位不能分配给I/O链的后续模块。④存储一个模拟量需要2个字节，CPU分配给模拟量模块的地址以两点（4个字节）方式递增。 15b、例题：给下列模块分配地址主机 模块0 模块1 模块2 模块3 模块4CPU224XP

44输

42

4输入 4AI1AO

4输I0.0Q0.0 I2.0Q2.0 AIW4AQW4 I3.0 AIW12 AQW8 Q3.0AIW2通讯扩展模块1）调制解调器EM241 2）PROFIBUS从站模块EM2773）ASCP243-24）CP243-15）CP243-1IT通讯扩展模块1）定位模块 2）温度检测模作业：如何给PLC进行供电

I0.1Q0.1I2.1Q2.1I0.1Q0.1I2.1Q2.1AIW6AQW6I3.1AIW14Q3.1I0.2Q0.2I2.2Q2.2AIW8I3.2AIW16Q3.2……I1.5I2.3 Q2.3Q1.1AIW10I3.3AIW18Q3.3AIW0AQW0通讯扩教学内容教学内容注意点配时任务二 S7-200系列PLC的内存结构与寻址方法PLC内存分为： 10程序存储区：存程序数据存储区：存放I/O状态及中间运行结果。是用户实现各种控制任务所必须掌握的内部资源。PLC运行时需要处理的数据类型和功能往往是不同的，这些不同类型的数据被存放在不同的存储空间，从而形成不同的数据区。S7-200的数据区分为：数字量输入/输出映像区、模拟量输入/输出映像区、变量存储器区、位存储器区、特殊存储器区、定时器存储器区、计数器存储器区、高速计数器区和累加器区。一、 S7-200的数据区1、数字量输入/输出映像区1）输入继电器I①为保存当前输入端信号状态开辟的一个存储区，用I表示；②当控制信号接通时，输入继电器线圈得电，对应的映像寄存器位为“1”，内部常开触点闭合，常闭触点断开；③寻址方式：位、字节、字或双字。*用位表示：I0.0I15.7共128点。例：I1.0表明这个输入点是第1个字节的第0位。*用字节表示：IB0IB15共16个字节。例：IB11807位是高位。*用字表示：IW0IW14共8个字节。88位。例：IW0中的IB0是高8位，IB1是低8位。

S7-200 10的数据区*用双字表示：

教学内容

注意点 配时ID0、ID4、ID8、ID12共4个双字。ID0中的IB0是高8位~IB3是低8位。 10SB1

I0.0 Q0.0KM

I0.0 I0.1 Q0.0SB2

I0.1 ( )1M2M Q0.0L+ 1L

~220V**先讲SB2用常开的情况，再讲用常闭的情况**2）输出继电器Q①为保存当前输出信号状态开辟的一个存储区，用Q表示；②通过程序可使其线圈通电，对应的常开触点闭合，常闭触点断开；③寻址方式：位、字节、字或双字。位：Q0.0~Q15.7共128个点字节：QB0~QB15共16个字节字：QW0~QW14共8个字双字：QD0~QD12共4个双字注：实际没有使用的输入端/输出端的映像区的存储单元可做中间继电器使用。2、模拟量输入/输出映像区AI区为模拟量输入信号开辟的一个存储区，数据类型：字（16bit），AIW0、AIW2~AIW30共16路AI。注：模拟量输入值为只读数据。AQ区

10模拟量输入/输出映像区为模拟量输出信号开辟的一个存储区，数据类型：字（16bit），AQW0、AQW2~AQW30共16路AQ。注：该区数据只写。教学内容教学内容注意点配时3、变量存储区（V区）为保存过程变量和数据而建立的一个存储区，用V寻址方式：位、字节、字和双字位：V0.0~V5119.7共40960个点字节：VB0~VB51195120字：VW0~VW51182560个字双字：VD0~VD5116共1280个双字注：该区数据可以是输入，也可以是输出。4、位存储器区（M区）中间继电器为保存标志位数据而建立的一个存储区，用M表示。寻址方式：位、字节、字和双字位：M0.0~M31.7256个点字节：MB0~MB3132字：MW0~MW3016个字双字：MD0~MD28共8个双字5、顺序控制继电器区（S区）S7-200CPUS表示。在顺序控制过程中用于组织步进过程的控制。寻址方式：位、字节、字和双字位：S0.0~S31.7共256个点字节：SB0~SB3132字：SW0~SW3016个字双字：SD0~SD28共8个双字6、局部变量存储器区（L区）S7-200有64个字节的局部变量存储器。**与变量存储器的区别：

变量存储区10位存储器区10教学内容教学内容注意点配时变量存储区：全局有效，同一存储器数据可在任何时间被任何程序存取。局部变量区：局部有效，存储器的数据只能在特定时间被特定程序存取。注：1）S7-200有64个字节的局部变量存储器。分时地分配给10主程序、子程序和中断程序使用。2）S7-200根据需要自动将局部变量分给相应的程序。即：主程配时，可重新使自己分配给不同子程序或中断程序的相同局部变量。位：L0.0~S63.7512个点字节：LB0~LB6364字：LW0~LW6232个字双字：LD0~LD60共16个双字7、定时器存储区（T）T0~T255共256个定时器。有两种数据结构：一是定时器的输出状态；二是定时器的设定值和当前值。8、计数器区（C）C0~C2552569HSC（6个）10、累加器区（AC区）4个32位的累加器（AC0~AC3）。寻址方式：字节、字或双字11、特殊存储器区（SM区）二、S7-200的寻址方式PLC编程语言基本单位是语句，组成语句的是指令。每条指令由两部分组成：操作码、操作数。操作码指出指令的功能，操作数指

定时器存储区10寻址方式明了操作码所需的数。寻址：寻找操作数的过程。寻址方式：立即寻址、直接寻址、间接寻址教学内容教学内容注意点配时1、立即寻址：操作数在指令中给出。MOVD2505，VD5002505VD500中2505为立即数，立即数可以为字节、字或双字注：CPU可以以二进制、十进制、ASII储，二进制：2#1001；十进制：2004716#4E4F；ASII码：‘good’。2、直接寻址在指令中，操作码后面的操作数以操作数所在地址的形式出现。MOVDVD400，VD5001）位寻址

10直接寻址I3.4区域标识符

位地址字节地址

字节、字、双字寻址格式：元件名+数据类型+存储区首字节地址。IB3由I3.0~I3.7共8个位组成。VW100=VB100+VB101高位 低位VD100=VB100~VB103高位 低位间接寻址在指令中，操作码后面的操作数以操作数所在地址的地址的形式出现，这种寻址方式叫间接寻址。

间接寻址V200 12V201 34V202 56V203 78

AC1VB202AC0

MOVD&VB202,AC1//先建指针VB202的地址送AC1V204A65678V205V206C32F所指的值传给AC0V204A65678V205V206C32F所指的值传给AC0V20789教学内容任务三认识S7-200系列PLC的软件一、STEP7-Micro/WIN编程软件介绍功能强大，主要用于开发程序，也可以实时监控用户程序的执行状态。1、窗口组件主界面分为：菜单条、工具条、浏览条、指令树、用户窗口、输出窗口和状态条。主菜单文件、编辑、检视、PLC、调试、工具、窗口、帮助工具条标准工具条、调试工具和公用工具条浏览条为编程提供按钮控制，可实现窗口的快速切换。包括：程序块、符号表、状态图表、数据块、系统块、交叉引用和通讯。指令树分为项目分支与指令分支。用户窗口交叉引用数据块状态表符号表程序编辑器指令语言的选择局部变量表输出窗口状态条

注意点 配时30窗口组件30二、STEP7-Micro/WIN主要编程功能1、编程元素及项目组件一个基本项目包括程序块、数据块、系统块、符号表、状态表、交叉引用表。教学内容教学内容注意点配时程序块、数据块、系统块须下载到PLC，而符号表、状态表、交叉引用表无须下载到PLC。2、梯形图程序的输入建立项目输入程序编辑程序程序的编译3、程序的下载、上传4、选择工作方式5、程序的调试与监控任务四编程软件使用实践一、要求1、认识S7-200PLC及其与PC机的通讯2、练习使用STEP7-Micro/WIN软件3、学会程序的输入和编程方法4二、实践指导1、认识PLC2、开机3、程序录入4、建立符号表5功。6、下载程序到PLC7、建立状态表8、运行程序9、进入状态表监控状态

15梯形图程序的输入15实践指导模块三PLC的编程基础

教学内容

注意点 配时任务一电动机的自锁运行任务提出：PLC1用基本逻辑指令构成启保停程序。1、相关指令（逻辑取/反、与/与反、或/或反）逻辑取及线圈驱动指令LD：取指令。用于网络块逻辑运算开始的常开触点与母线相连或分支电路的开始。LDN：取反指令。常闭触点与母线相连。=：线圈驱动指令。

15逻辑取及线圈驱动指令I0.0 Q0.0( )

LDI0.0=Q0.0I0.1

M0.0( M0.1(

LDNI0.1=

=M0.1注：1）“=”指令不能用于输入过程映像寄存器I；15“=”指令可以并联使用任意次，但不能串联使用；同一程序中同一线圈只能出现一次。触点串联指令A：与。单个常开触点的串联。ANI0.0 M0.0 M0.1 Q0.0( )LD A M0.0AN M0.1= Q0.0教学内容例题：使用三个开关同时控制一盏灯，要求三个开关全闭合时灯亮，其他情况灯灭。I0.0 I0.1 I0.2 Q0.0( )触点并联指令O：或。单个常开触点的并联。例题：使用三个开关控制一盏灯，需要在任何一个开关闭合时灯都亮

注意点 配时触点并 15联指令I0.0I0.1I0.2

Q0.0( )2、解决方案1I/O分配 10输入 输出热继电器FR I0.0 接触器KMQ0.0SB1I0.1SB2I0.2PLC硬件接线~220V

PE NKM

L~220VQS1L Q0.0 N LCPU2261M I0.0 I0.1 I0.2 M L+24V FR SB1 SB2

教学内容

注意点 配时I0.2 I0.0 I0.1 Q0.0( )Q0.0二、方案21、相关指令（置位/复位）

20置位指（1）置位指令，功能：从bit开始的N个连续的位地址置1并保 令持。bit(SN

S bit,N 复位指（2）复位指令，功能：从bit开始的N个连续 令的位地址清零并保持。bit(R)N

R bit,N例题：I0.0

Q0.0(S

I0.0I0.1

2 I0.1Q0.0(R 2LDI0.0

Q0.0Q0.1SQ0.0，2LDI0.1R Q0.0，2注意：S/R指令；令具有优先权；3）N的取值范围1~255；4）S、R通常成对使用，也可单独使用或与功能块配合使用。可用R指令对定时、计数器进行复位。教学内容教学内容注意点配时三、立即触点指令

立即触 15立即指令是为了提高PLC对输入/输出的响应速度而设的，不受 点指令PLC扫描方式的影响，允许对输入/输出点进行快速直接存取。IQ进行操作，新值同PLC的物理输出点和相应映像寄存器。立即指令名称和使用说明指令名 STL LAD 使用说立即取 LDI bit立即取反LDNIbit立即或OIbit立即或反ONIbit立即或OIbit立即或反ONIbit立即与AIbit立即与反ANIbit立即输出=Ibit立即置位SIbit,N立即复位RIbit,NIbit/Ibit(I)bit

bit只能为Q1、bit只能为Q(SI)N 2、N1~128bit(RIN例题

3、N操作数同S/R指令I0.5 I1.4 Q0.3/I I0.1I

(I)I0.4

I0.0

Q0.4I /I (I)I0.2/ILDNI I0.5 =I Q0.3 ANI I0.0OII0.1LDII0.4=IQ0.4AII1.4ONII0.2教学内容任务二改进的电动机自锁运行引入：任务一的梯形图中存在这样的问题：当启动按钮按下后电动机开始运行，若启动按钮出现故障不能如何解决？11、相关指令正跳变指令P EU功能：在EU指令前的逻辑运算结果的上升沿产生一个脉冲，驱动后面的输出线圈。负跳变指令N ED功能：在ED指令前的逻辑运算结果的下降沿产生一个脉冲，驱动后面的输出线圈。取反指令NOT NOT功能：将左侧电路的逻辑运算结果取反。

注意点 配时5正跳变指令 15负跳变指令取反指令I0.0I0.0I0.0

PNNOT

M0.0( M0.1( M0.2(

I0.0M0.0M0.1M0.2LDI0.3 = EU LD I0.3= M0.0 NOTLDI0.3 =ED注意：

教学内容

注意点 配时注意EU、ED宽度为一个扫描周期；对于开机时就为接通状态的输入条件，EU指令不被执行；EU、ED指令无操作数；取反指令无操作数，执行该指令时，能流到大该触点时立即停止；若能流未到达该触点，该触点为其右侧提供能流。 102、解决方案I0.0PQ0.0二、方案21、相关指令

I0.1 Q0.0( )

相关指 15令bitS1SRR

OUT

bitRS

OUT置位优先触发器指令 复位优先触发器指令真值表指令 S1

输 出00SR0100SR011011SR100RS011011注：11保持011符号 表示是一个可选的能流，可级联或串联；bit、Q、V、M、S。2、解决方案I0.0PI0.1

Q0.0S1SRR

教学内容

注意点 配时解决方15案I0.0S11，Q0.0I0.1R1，Q0.0断电，电动机停止运行。例题： 151SB1SB1SB2，两台电动机同时停止。解：I/O分配输入 输出I0.0 启动SB1 Q0.0电动机1输出KM1I0.1 停止SB2 Q0.1 电动机1输出I0.0PQ0.1

I0.1

Q0.1( ) 10I0.0NQ0.2

I0.1

Q0.2( )电机注意：使用跳变指令可以使两台电动机的启动时间分开，从而防止 反转电动机同时启动对电网造成不良影响。2、电机正反转I0.1I0.0I0.2I0.0

Q0.2PQ0.1P

Q0.1S1 SRRQ0.2S1 SRR教学内容教学内容注意点配时3、单钮启停I0.0 M0.1 M0.0( )(M0.1)

单钮启停 5M0.0 Q0.0

Q0.0( )M0.0 Q0.0教学内容教学内容注意点配时任务三保护电动机的正反转引入：电动机正反转控制中，按下正转按钮，电动机开始正转，按下反转按钮，电动机马上停止正转，开始反转，这样改变电动机的转向会对电动机有所损伤。为了保护电动机，通常要求：I1.0I0.1，2s后电动机开始正转，如果按下反转按钮，电动机停止正转，2s后开始反I0.2，电动机开始反转，如果按下正转按钮，电动机停止正转，2s停止转动，这种控制要求在传统继电器控制中，需要使用时间继电PLC控制则需要使用定时器指令。一、 相关指令定时器：T0~T255共256增量进行计时。1、分类、符号及指令TON：接通延时型

10定时器10IN PT

TON Tхх，PT注：PT为16位有符号数，1~32767。TOF：断开延时型TONR：有记忆接通延时型2、编号、分辨率与定时时间的计算分辨率：定时器单位时间的时间增量，也称时基增量。3种：1ms、10ms、100ms刷新方式也不同。定时时间=х分辨率（3）设定值：16位有符号数，1~32767。

分辨率例：P543.8

教学内容

注意点 配时IN100 PT

T33TONT=10010ms=1s。3、定时器指令使用说明位有符号数1~32767。②定时器位用来描述定时器延时动作触点的状态，位ON时，其常开触点闭合，常闭触点断开。TON接通延时型定时器（5s后灯亮动作特点：首次扫描时复位。开始1）输入端接通 定时； 常开触点闭合2）时间到位2）时间到 常闭触点断开当前值继续增大327673）输入端断复位位OFF当前值0

定时器指令使用说明10I0.0T37

T37IN 10 Q0.0

LD I0.0TON LD T37= Q0.0（）I0.010T37当前值T37位、Q0.0

32767教学内容教学内容注意点配时TOF断开延时定时器动作特点：首次扫描时，位OFF，当前值为0。

TOF 10输入端通位：通；当前值0输入端断 开始 定时；时间到位：断当前值不变注：可用复位指令进行复位。I0.0

T33IN TOFT33

100 PTQ0.0（）I0.0T37当前值T37位、Q0.0

100

TONR 10TONR间间隔。动作特点：1）输入端接通 开始 定时； 常开触点闭合2）累计时间到位2）累计时间到 常闭触点断开当前值继续增大327673）用复位指令对其复位注：输入端断开时当前值保持不变。I0.0 T2INTONR100T2

PTQ0.0I0.3

（）T2（R）1教学内容 注意点 配时I0.0100T2当前值T2位I0.3注意：TONTOF不能共享同一个定时器编号；TOF可以用复位指令进行复位；TONR只能用复位指令进行复位。4、定时器的刷新方式和正确使用定时器的刷新方式1）1ms定时器1ms1ms刷新一次，与扫描周期及程序处理无1ms一个周期中可能被多次刷新，其当前值在一个扫描周期内不一定保持一致。2）10ms定时器10ms定时器由系统在每个扫描周期开始时自动刷新，由于是每个扫描周期只刷新一次，故在一个扫描周期内定时器位和定时器的当前值保持不变。3）100ms定时器100ms定时器在定时器指令执行时被刷新，因此，若100ms定时器被激活后，如果不是每个扫描周期都执行定时器指令或在一个扫描周期内多次执行定时器指令，则都会造成计时失准，所以在跳转指令和循环指令段中使用定时器时，要格外小心。100ms定时器仅用在定时器指令在每个扫描周期执行一次的程序中。

刷新方 10式和正确使用教学内容教学内容注意点配时定时器的正确使用定时器计时时间到时产生一个宽度为一个扫描周期的脉冲。1）1ms定时器错误 正确1ms定时器，在使用错误方法时，只有当定时器的刷新发生在T32的常闭触点执行以后到T32的常开触点执行以前的区间内，Q0.0才能产生一个扫描周期的脉冲，而这种可能性是极小的。2）10ms定时器错误 正确10ms定时器T33，使用错误方法时，Q0.0永远产生不了这个脉冲。因为当定时器时间到时，定时器在每次扫描开始时刷新，该例中T33被置位，但执行到定时器指令时，定时器将被复位。2）100ms定时器正确 最好100ms定时器在执行指令时刷新。教学内容

1ms定时器 1010ms定时器10100ms定时器注意点 配时43二、解决方案解决方1、I/O分配 案10输入 输出系统启动 I0.1：正转 Q0.1：正I0.0：停止 I0.2：反转 Q0.2：反转2、程序3.7I0.0I0.0ON10s内没有产品通过，由Q0.0发出报I0.1解除报警信号。教学内容 注意点 配时44三、计数器指令：对输入信号上升沿进行计数。1、分类（1）加计数器（CTU）

分类 15CU CTU CTUCхх，PVRPV（2）加减计数器（CTUD）CUCDRPV（3）减计数

CTUDCхх，PV器（CTD）CTDCхх，2、编号

CD CTD PVLDPV

编号 15C0~C255。不同类型的计数器不能共用。1~32767。3、使用说明（1）加计数器（ＣＴＵ）

ＣＴＵＬＤＩ０．０ＬＤＩ０．２ＣＴＵＣ４，４ＬＤＣ４＝ Ｑ０．０教学内容 注意点 配时45I0.0 15I0.2C4当前值

4 5 61 2 3C4位,Q0.0复位：Ｒ端接通或用复位指令；首次扫描时，计数器为ＯＦＦ。（２）减计数器（ＣＴＤ）

ＣＴＤ 15ＬＤＩ０．０ＬＤＩ０．１ＣＴＤＣ１，３ＬＤＣ１＝ Ｑ０．０I0.0I0.1C1当前值C1位,Q0.0

3 2 3 2101开始计数：①ＣＤ上升沿②ＬＤ为ＯＦＦ，计数器从当前值减１；复位：ＬＤ端ＯＮ或复位指令；计数器ＯＮ：当前值减为０；首次扫描时，计数器位为ＯＮ，当前值为０。46教学内容（３）加减计数器（ＣＴＵＤ）ＬＤ Ｉ０．０ＬＤ Ｉ０．１ＬＤ Ｉ０．２ＣＴＵＤ ＬＤ Ｃ４８＝ Ｑ０．０

注意点 配时ＣＴＵ 15ＤI0.0I0.1I0.2C48当前值

3 4 5 4 3 4 5012152C48位,Q0.0例：１、用计数器设计长延时电路ＳＭ０．４：周期为1min脉冲定时时间３０００min。２、用计数器扩展定时器定时范围I0.2Q0.0

10000h47教学内容任务四需要掌握的其他指令S7-200PLC使用一个堆栈来处理所有逻辑操作，它和计算机中的堆栈结构相同。堆栈：是一组能够存储和取出数据的暂存单元，特点是：“先进后出”。进栈，新值入栈顶，栈底值丢失；出栈，栈顶值弹出，栈底值补进随机数。逻辑堆栈指令，用来完成对触点进行的复杂连接。西门子公司系统手册中把ALD、OLD、LPS、LRD、LPP、LDS指令都归纳为栈操作指令。1、串联电路块的并联连接串联电路块：两个以上触点串联形成的支路。OLD：或块指令。用于串联电路块的并联。无操作数。例：LD I0.0A M0.0LD I0.1AN OLDLDNI0.2A M0.2OLDA M0.3= Q0.0教学内容

注意点 配时20OLD20注意点 配时48练习：2、并联电路块的串联连接并联电路块：两条以上支路并联形成的电路。ALD：与块指令。用于并联电路块的串联。无操作数。例：LD I0.0O I0.1LD M0.0A M0.1LD M0.2AN OLDALD= Q0.03、入栈LPS（LogicPush）：分支电路开始指令从梯形图分支结构中可以看出，它用于生成一条新母线，其左侧为原来的主逻辑块，右侧为新的从逻辑块，从堆栈使用上来讲，LPS指令作用：把栈顶值复制后压入堆栈。4、LRD（LogicRead）：读栈在梯形图分支结构中，当新母线左侧为主逻辑块时，LPS开始左侧的第一个从逻辑块编程，LRD开始第二个以后的从逻辑块编程。从使用上讲，LRD读取最近的LPS压入堆栈的内容。教学内容

20ALD10LPSLRD注意点 配时495、LPP（LogicPop）：栈（分支电路结束指令）在梯形图分支结构中，LPPLPS产生的新母线右侧的最后一个从逻辑块编程。从堆栈使用上来讲，LPP把堆栈弹一级，堆栈内容依次上移。例题：（1）LDLPSI0.0OLDALDLDM0.0=Q0.1OM0.1LPPALD=LRDLDQ0.0M0.2A=LDONM1.0Q0.2M1.1M1.2AM0.3ALDLDNM0.4=Q0.3AM0.56、装入堆栈指令LDS（LoadStack）功能：复制堆栈中的第n个值到栈顶，而栈底丢失，该指令使用较少。格式：LDSn(n为0~8的整数)例：LDS3

LPP 10LDS 10入栈前iv0iv1iv2iv3iv4iv5iv6iv7iv8

入栈后iv3iv0iv1iv2iv3iv4iv5iv6iv750PAGEPAGE52教学内容任务五根据继电器电路设计梯形图的方法接触器-继电器法：依据所控制设备的接触器-继电器控制电路PLC-继电器系统的控制电路直接“翻译”成梯形图程序的设计方法。在分析PLC控制系统的功能时，可以将PLC想象成一个继电器控制系统中的控制箱，其外部接线图描述了这个控制箱的外部接线，梯形图是这个控制箱的内部“线路图”，梯形图中的I和Q是这个控制箱与外部世界联系的“接口继电器”，这样就可以用分析继电器电路图的方法来分析PLC控制系统。分析步骤：（１）读懂现有设备接触器－继电器的控制电路原理图首先划分好现有设备的主电路和控制电路，找出主电路和控制电路的关键元件及相互关联的元件和电路。然后对主电路进行识图分析，逐一分析各电动机控制主电路中的每一个元器件在电路中的作用、功能。最后对控制电路进行识图分析，逐一分析各电动机对应的控制电路中每一个元器件在电路中的作用、功能等。弄清楚各控制的逻辑关系。（２）对照ＰＬＣ的Ｉ／Ｏ接线端，将现有接触器－继电器控制电路图上的控制器（如按钮、行程开关、光电开关、其他传感器等）进行编号并换成对应的输入点；将现有电路图上的被控制器件（如线圈、指示灯、数码管等）进行编号并换成对应输出点。（３）将现有电路图中的中间继电器、定时器用ＰＬＣ的辅助继电器、定时器代替。（４）完成“翻译”后，将梯形图进行简化和修改。例：４台电动机Ｍ１～Ｍ４。要求：前级电动机不启动，后级电动机也无法启动；前级电动机停止时；后级电动机也停止。

注意点 配时30分析步骤15教学内容教学内容注意点配时FR1 SB1-1 SB2-1 SB3-1 SB4-1 15FR2

SB1-2

KM1SB2-2 KM2SB3-2 KM3SB4-2 KM4FR3FR4 KM1 KM2 KM3KM1 KM2 KM3

硬件接线 15SB1-1I0.0SB1-1I0.0Q0.0SB1-2I0.1Q0.1SB2-1SB2-2I0.2I0.3Q0.2Q0.32MSB3-1I0.4SB3-2SB4-1I0.5I0.6SB4-2I0.7

KM1KM2KM3KM4

FR1FR2FR3FR415程序教学内容 注意点 配时53PAGEPAGE57模块四顺序控制设计法任务一学会画系统的顺序控制功能图15一、顺序控制设计法1、定义：按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用 定下，根据内部状态和时间的顺序，在生产过程中各个执行机构自