PLC考试重点,河南理工大学

接触器电气图形符号及文字符号辅助常开触点主触点KM线圈

辅助常闭触点热继电器电气图形符号及文字符号FR热元件常开触点常闭触点速度继电器的表示符号QFQF(1P)(3P)低压断路器(自动开关)时间继电器触头类型断电式常闭断电后延时闭合常开断电后延时断开通电式瞬时动作延时动作常闭触点常开触点常开通电后延时闭合常闭通电后延时断开＞I＞I＞I＜I＜I＜I电流继电器电气图形符号及文字符号欠电流线圈过电流线圈常开触点常闭触点常开触点常闭触点KAKAU＜U＜U＜U＞U＞U＞电压继电器电气图形符号及文字符号常开触点常闭触点常开触点常闭触点欠电压线圈过电压线圈KVKV刀开关分为单刀、双刀、三刀三种，掷向可分为单掷、双掷两种。QQQQ(1)刀开关QS（4）

按钮开关常开(动合)按钮电路符号SB常闭(动断)按钮电路符号SB复合按钮电路符号SB通常用来短时间接通或断开控制电路的手动电器。SQ常开触头SQ常闭触头SQ复合触头符号行程开关是利用运动部件的撞击来闭合和切断控制电路的。常开触头常闭触头运动部件结构示意图闭合断开（5）行程开关点动控制：按下按钮时，电动机就得电运转；松开按钮时，电动机就断电停止运转。1、点动控制线路右图中左侧部分为主电路，三相电源静开关QF熔断器FU和接触器KM的三对主触点，街道电动机M上。主电路中流过的电流是电动机的工作电流，电流值较大。右侧部分为控制电路，按钮SB和接触器线圈KM串联而成，控制电流较小。2、连续运转控制线路3、利用万能转换开关实现正反转控制4、分析电路中的错误1.2PLC的主要性能指标和分类

1.PLC的主要性能指标

(1)输入/输出点数（I/O点数）(2)存储容量（字节）指用户程序存储器容量。大约：1KB~2MB。(3)扫描速度指PLC执行程序的速度。有两种表示方法执行1KB用户程序所用的时间。执行一条布尔指令所用的时间。(4)编程指令的种类和条数(5)扩展能力和功能模块种类

2.PLC的分类(1)按结构形式分类一体式PLC

将电源、CPU、I/O电路都集中装在一个机箱内。

一般小型PLC采用这种结构。模块式PLC

将PLC各部分分成若干个单独的模块，如CPU模块、I/O模块、电源模块、功能模块。

一般大、中型PLC采用模块式结构。(2)按数字量

I/O点数分类超小型机小型机中型机大型机超大型机≤6464~256256~20482048~8196≥81961~2KB2~4KB4~16KB16~64KB64~128KB分类I/O点数CPU存储器8位处理器8位处理器8位字处理器和位处理器16位字、位浮点处理器32位或多个16位字、位浮点处理器低档机中档机高档机具有逻辑运算、定时、计数、移位、自诊断、监控等基本功能，有的还具备AI/AO、数据传送、运算、通讯等。除上述功能，还有数制转换、子程序调用、通讯联网功能，有的还具备中断控制、PID回路控制等。除上述功能，还有较强的数据处理功能、模拟量调节、函数运算、监控、智能控制、通讯联网功能等。分类主要功能

应用场合开关量控制、顺序控制、定时/计数控制、少量模拟量控制等。

过程控制、位置控制等。大规模过程控制系统，构成分布式控制系统，实现全局自动化网络。(3)按功能分类1.PLC与继电器控制系统的比较PLC的梯形图与继电器控制线路图十分相似，主要原因是PLC梯形图的发明大致上沿用了继电器控制的电路元件符号，仅个别处有些不同。信号的输入/输出形式及控制功能也是相同的，但是PLC是软逻辑，继电器是硬逻辑。PLC在性能上比继电器控制逻辑优异，特别是可靠性高、设计施工周期短、调试修改方便，而且体积小、功耗低、维护方便，但价格高于继电器。1.4PLC与其它控制系统的比较

单片机具有结构简单、使用方便、价格比较低等优点，一般用于数据采集和工业控制。PLC在数据采集、数据处理等方面不如单片机。PLC用于工业控制，稳定可靠，抗干扰能力强，使用方便，但单片机的通用性和适应性较强。2.可编程控制器与单片机控制的比较3.可编程控制器与个人计算机控制的比较使用环境、程序设计、运算速度、存储容量、价格。应用范围：微机除了用在控制领域外，还大量用于科学计算、数据处理、计算机通信等方面。PLC是专用微机控制系统，主要用于工业控制。输入/输出：微机系统的I/O设备与主机之间采用微电联系，一般不需要电气隔离。而PLC一般控制强电设备，需要电气隔离，输入输出均用光电耦合，输出还采用继电器、可控硅或大功率晶体管进行功率放大。系统功能：微机系统一般配有较强的系统软件和许多应用软件。而PLC一般只有简单的监控程序，能完成故障检查、用户程序的输入和修改、用户程序的执行与监视等。基于微处理器的工业控制系统1）集散控制DCS控制系统：由回路仪表控制系统发展而来，在模拟量处理、回路调节方面具有一定优势；2）可编程序控制器PLC构成的控制系统：

由继电器逻辑控制系统发展而来，它在数字处理、开关量控制和顺序控制方面具有优势。3）工控计算机IPC构成的控制系统。

三者相互渗透、互为补充，PLC、DCS和IPC的差别已不明显，它们都能构成复杂的分级控制，从趋势来看，三者的归宿和统一将是全分布式计算机控制系统。本章小结

3.1S7-1200PLC工作模式（掌握）

三种模式

3.2存储器及其寻址（掌握）

绝对地址表示方法

3.3数据格式及数据类型（掌握）

常用的几种数据类型

3.4程序结构（重点）

OB,FC,FB,DB

3.5编程方法（掌握）

线性化编程，模块化编程，结构化编程

3.6编程语言（了解）

3.1CPU的工作模式

CPU有三种工作模式：在STOP模式下，CPU不执行任何程序，而用户可以下载项目。在

STARTUP

模式下，执行一次启动OB(如果存在)。在RUN模式下，重复执行扫描周期。中断事件可能会在程序循环阶段的任何点发生并进行处理。处于RUN模式下时，无法下载任何项目。在RUN模式的启动阶段，不处理任何中断事件。在STOP模式下，CPU①处理所有通信请求（如果适用）并②执行自诊断。在STOP模式下，CPU不执行用户程序，过程映像也不会自动更新。3.1CPU的工作模式

上电后CPU进入STARTUP模式，进行上电诊断和系统初始化，检查到某些错误时，将禁止CPU进入RUN模式，保持在STOP。STARTUP：A复位I存储区B使用上一次RUN模式最后的值或替换值初始化输出C执行启动OBD将物理输入的状态复制到I存储器E将所有中断事件存储到要在RUN模式下处理的队列中F将过程映像输出区(Q区)的值写到物理输出3.1CPU的工作模式

启动阶段结束后，进入RUN模式，CPU执行下图所示的任务：RUN①将过程映像输出区(Q区)的值写到物理输出②将物理输入的状态复制到I存储器③执行程序循环OB④处理通信请求和进行自诊断⑤在扫描周期的任何阶段处理中断和通信3.1CPU的工作模式

PLC使用的物理存储器类型：RAM,ROM,FlashEPROM(简称为FEPROM)装载存储器：非易失性的存储区，用于保存用户程序（项目等）、数据和组态信息。所有的CPU都有内部的装载存储器，CPU插入存储卡后，用存储卡做装载存储器。类似于计算机的硬盘，具有断电保持功能。工作存储器：易失性，集成在CPU中的高速存取的RAM。用于在执行用户程序时存储用户项目的某些内容。CPU也会将一些项目内容从装载存储器复制到工作存储器中。类似于计算机的内存，断电时内容丢失，而在恢复供电时由CPU恢复。系统存储器：用来存储用户程序的操作数据，被划分为若干个地址区域，如过程映像输入/输出，位存储器，数据块，局部数据，I/O输入输出区域和诊断缓冲区等。使用指令可以在相应的地址区域内对数据直接进行寻址。

用来防止在电源关闭时丢失数据，可以用不同方法设置变量的断电保持功能。3.2存储器及其寻址地址区说明输入过程映像I每一位对应一个数字量输入点。在每个扫描周期的开始阶段，CPU对输入点进行采样，并将采样值存于输入映像寄存器中。CPU在本周期内不再改变本区数据。输出过程映像Q每一位对应一个数字量输出点。在每个扫描周期的最开始，CPU将输出过程映像区的数据传送给输出模块，并驱动外部负载。位存储区M用来保存控制继电器的中间操作状态或其他控制信息。数据块DB在程序执行过程中存放中间结果，或用来保存于工序或任务有关的其他数据。需要定义：全局数据块（所有程序可访问），背景数据块（制定的FB或SFB）局部数据L暂时存储器或给子程序传递参数，局部变量只能在本单元有效。I/O输入区域可以直接访问集中式和分布式输入模块I/O输出区域可以直接访问集中式和分布式输入模块3.2存储器及其寻址不管使用变量（例如，“Start”或“Stop”）还是绝对地址（例如，“I0.3”或“Q1.7”），对输入(I)或输出(Q)存储区的引用都会访问过程映像而非物理输出。要立即访问或强制用户程序中的物理（外围设备）输入或输出，请在引用后面添加“:P”（例如，“Stop:P”或“Q0.3:P”）。

局部数据L：只要调用代码块，CPU就会分配要在执行块期间使用的临时或本地存储器(L)。代码块执行完毕后，CPU将重新分配本地存储器，以用于执行其它代码块。3.2存储器及其寻址存储区描述强制保持过程映像输入(I)在扫描循环开始时，从物理输入复制的输入值NoNo物理输入(I_:P)通过该区域立即读取物理输入YesNo过程映像出(Q)在扫描循环开始时，将输出值写入物理输出NoNo物理输出(Q_:P)通过该区域立即写物理输出YesNo位存储器(M)用于存储用户程序的中间运算结果或标志位NoYes临时局部存储器(L)块的临时局部数据，只能供块内部使用，只可以通过符合方式来访问NoNo数据块(DB)数据存储器与FB的参数存储器NoYes3.2存储器及其寻址变量类型符号位数取值范围常数举例位Bool11,0TRUE,FALSE或1,0字节Byte816#0016#FF16#12,16#AB字Word1616#000016#FFFF16#ABCD，16#0001双字DWord3216#0000000016#FFFFFFFF16#02468ACE字符Char816#0016#FF‘A’,‘t’,‘@’有符号字节SInt8-128127123,-123整数Int16-3276832767123,-123双整数Dint32-21474836482147483647123,-123无符号字节USInt80255123无符号整数UInt16065535123无符号双整数UDInt3204294967295123浮点数(实数)Real321.17549510-383.402823103812.45,-3.4,-1.2E+3双精度浮点数LReal642.225073858507202010-3081.79769313486231571030812345.12345-1,2E+40时间Time321T#-24d20h31m23s648msT#24d20h31m23s648msT#1d_2h_15m_30s_45ms3.3系统存储区与数据类型——基本数据类型结构简单，不带分支，一个程序包含了所有指令。所有的指令都在OB1中----每个扫描周期都要扫描执行所有的指令，不断循环执行。即使某些不用的部分代码也需要执行。因此CPU效率低，没有充分利用。需要多次执行相同或类似的操作，需要重复编写相同或类似的程序。程序结构不清晰----管理和测试不便大型程序编写时避免采用线性化编程线性化编程模块化程序根据功能分为不同的逻辑块。在OB1中可根据条件决定块的调用和执行；特点是控制任务被分成不同的块，易于团队分工合作同时编程，调试方便；不同的程序块只有在需要时OB1才去调用，因此每次循环中不是所有的块都执行，CPU利用效率高。模块化编程中，被调用快和调用快之间没有数据交换。3.4编程方法

结构化编程将过程要求类似的或相关的任务归类，形成通用的解决方案，在相应的程序块中解决。可以在OB1中或其他程序块中调用；该程序块编程时采用形式参数，可以通过不用的实际参数调用相同的程序块。被调用快和调用块之间有数据交换，需要对数据进行管理。结构化编程必须对系统功能进行合理的分析、分解和综合，对编程设计人员的要求较高。创建用于自动化任务的用户程序时，需要将程序的指令插入代码块中：●组织块(OB)对应于CPU中的特定事件，并可中断用户程序的执行。用于循环执行用户程序的默认组织块(OB1)为用户程序提供基本结构，是唯一一个用户必需的代码块。如果程序中包括其它OB，这些OB会中断OB1的执行。其它OB可执行特定功能，如用于启动任务、用于处理中断和错误或者用于按特定的时间间隔执行特定的程序代码。●功能块(FB)是从另一个代码块（OB、FB或FC）进行调用时执行的子例程。调用块将参数传递到FB，并标识可存储特定调用数据或该FB实例的特定数据块(DB)。更改背景DB可使通用FB控制一组设备的运行。例如，借助包含每个泵或阀门的特定运行参数的不同背景DB，一个FB可控制多个泵或阀。●功能(FC)是从另一个代码块（OB、FB或FC）进行调用时执行的子例程。FC不具有相关的背景DB。调用块将参数传递给FC。FC中的输出值必须写入存储器地址或全局DB中。●数据块（D

B）用于存放执行用户程序时所需的变量数据的数据区。用户程序中除了逻辑程序外，还需要对存储过程状态和信号信息的数据进行处理，数据是以变量的形式存储，通过存储地址和数据类型来确定数据的唯一性功能块(FB)与功能(FC)检验FC、FB重要指标是可移植性（可重用性）。编程员在长期的编程过程中，不断积累了大量的FC和FB。如果它们内部全部使用局部变量，不用全局变量，不作任何修改，就可以将它们移植到其他项目，通过调用与被调用的关系，可以迅速生成新的项目程序。把相同功能的工作编制成FB，然后在FC里调用，程序修改起来方便。

例子：有10台电机，编制启动，停止逻辑，报警，复位逻辑。

FB+FC:FB+背景数据块+FC调用(把这些电机对应的I/O点添到FB的管脚上)

FC:1)要写10遍，2)如果用粘贴和复制的话，有可能有的I/O点忘记修改或其他一些错误，3)程序的结构性不强，维护起来浪费时间。如果子程序的任务不能在一个扫描周期完成，需要在两次调用之间保存某些变量的值，则应选用FB，而不是FC。因为这种情况下FC需要用全局变量（例如共享数据块和M区）来保存这些变量的值，但是这样会影响FC的可移植性。如果块的内部使用了全局变量，在移植时需要考虑每个块使用的全局变量是否会与别的块产生地址冲突（同一地址重复使用）。如果这样的FC很多，移植是附加的工作量将会很大，也很容易出错。一、触点指令bitbit

当bit=1

时，常开触点闭合、常闭触点断开。当bit=0

时，常开触点断开、常闭触点闭合。输出线圈：如果“真”值（电流或“信号流”）被传送到线圈，则CPU将通过接通线圈来激活线圈（设置为“1”）。可以在程序段中间插入输出线圈，而不仅局限于程序段末尾。此外，CPU还支持取反线圈，该线圈反映信号流反向流入线圈。如果没有能流流入NOT触点，则会有能流流出如果有能流流入NOT触点，则没有能流流出。5.1基本指令-----

位逻辑指令

一、触点指令1）可将触点相互连接并创建用户自己的组合逻辑。2）如果用户指定的输入位使用存储器标识符I（输入）或Q（输出），则从过程映像寄存器中读取位值。

通过在I偏移量后加入“:P”，可指定立即读取物理输入（例如：“%I3.4:P”）。对于立即读取，直接从物理输入读取位数据值，而非从过程映像中读取。立即读取不会更新过程映像。通过在Q偏移量后加入“:P”，可指定立即写入物理输出（例如：“%Q3.4:P”）。对于立即写入，将位数据值写入过程映像输出并直接写入物理输出。5.1基本指令-----

位逻辑指令

一、触点指令可组合多个电路来执行逻辑运算。例如，将两个触点串联可以创建两个输入的AND运算。第一个开关和第二个开关必须闭合，才能通电。在LAD中，通过按序组合两个指令来表示AND运算。对于OR逻辑，可将两个触点并联。为了传递电流，必须闭合第一个开关“或”第二个开关。要创建并联电路（OR逻辑），可在LAD程序段中创建分支。5.1基本指令-----

位逻辑指令

一、触点指令如果要从接触器技术转换到PLC技术，可能会遇到无法直接转换为梯形图表示的开关组合。（1）桥接电路：例1：电机启动控制例2：电机启保停控制图为三相笼型异步电动机全压起动单向运行控制电路。例3：电机正反转控制图为三相笼型异步电动机正反转控制电路。例4：多地点控制

有些电气设备，如大型机床、起重运输机等，为了操作方便，常要求能在多个地点对同一台电动机实现控制。这种控制方法叫做多地点控制。多地点控制的接线原则是：起动按钮应并联连接，停止按钮应串联连接。例5：顺序启动控制

在生产实际中，有时要求一个系统中多台电动机按一定顺序实现起动和停止，如磨床上的电动机就要求先起动液压泵电动机，再起动主轴电动机。例5：顺序启动控制一对启动和停止按钮，顺序启动多台电机如何控制？二、置位/复位指令●S（置位）激活时，OUT地址处的数据值设置为1。S不激活时，OUT不变。●R（复位）激活时，OUT地址处的数据值设置为0。R不激活时，OUT不变。●SET_BF（置位域）激活时，从OUT地址处开始的“n”位数据值设置为1。

SET_BF不激活时，OUT不变。●RESET_BF

（复位域）激活时，从OUT地址处开始的“n”位数据值设置为0。R不激活时，OUT不变。必须位于最右侧。“n”是否能缺省？触发器置位复位指令：置位优先/复

位于下面的输入端优先若给定输入I0.2，则三个输出Q0.3、Q0.4和Q0.5的时序图为：I0.0Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6

【例2-1】阅读以下程序，理解位逻辑指令。

有I0.0，I0.1和I0.2三个抢答输入，对应输出分别为Q4.0，Q4.1和Q4.2。要求：三人任意抢答，谁先按动瞬时按钮，睡得指示灯优先亮，且只能亮一盏灯，进入下一个问题时，主持人按复位按钮，抢答重新开始。5.1基本指令-----

位逻辑指令

【例2-2】抢答器设计P触点指令在检测到每一次正跳变（从OFF到ON）时，让能流接通一个扫描周期。N触点指令在检测到每一次负跳变（从ON到OFF）时，让能流接通一个扫描周期。三、边沿指令PN触点指令可放置在程序段除分支结尾外的任何位置1.触点指令P线圈指令在检测到一次正跳变（从OFF到ON）时，线圈对应的位地址接通一个扫描周期。N线圈指令在检测到一次负跳变（从ON到OFF）时，线圈对应的位地址接通一个扫描周期。三、边沿指令bit(P)

bit(N)

线圈指令可放置在程序段的任何位置2.线圈指令“CLK”输入端检测到正跳变或负跳变时，输出端接通一个扫描周期。3.TRIG边沿指令P_TRIGN_TRIG例3-1若给定输入I0.0和I0.1，则三个输出Q0.0、Q0.1和Q0.2的时序图为：

I0.0I0.1Q0.0Q0.1Q0.2接通一个扫描周期三、边沿指令例3-2分析并说明该程序所实现的逻辑功能。

网络2网络3I0.0M0.0M0.1Q0.0t1t2t3t4t5t6t7t8若给定输入I0.0，时序图为：例3-3按动一次瞬时按钮I0.0，输出Q4.0亮，再按动一次按钮，输出Q4.0灭，重复以上过程。例3-4若故障信号I0.0为1，使Q4.0控制的指示灯以1HZ的频率闪烁。操作人员按复位按钮I0.1后，如果故障已经消失，则指示灯熄灭，如果没有消失，则指示灯转为常亮，直至故障消失。注：

M1.5为CPU的时钟存储器MB1的第五位，其时钟频率为1HZ.S7-1200提供五种定时器指令：

(1)接通延迟定时器指令TON输出Q在预设的延时过后设置为ON。(2)保持型接通延迟定时器指令TONR

输出Q在预设的延时过后设置为ON。在使用R输入重置经过的时间之前，会跨越多个定时时段一直累加经过的时间。(3)断开延迟定时器指令TOF输出Q在预设的延时过后重置为OFF。

(4)脉冲定时器指令TP可生成具有预设宽度时间的脉冲。

(5)复位定时器指令RT

通过清除存储在指定定时器背景数据块中的时间数据来重置定时器。二、定时器5.1基本指令二、定时器5.1基本指令输入端定时器名称背景数据块定时器类型预设值时间计时时间计时时间存储地址输出端1）接通延迟定时器1）接通延迟定时器1）接通延迟定时器例1：按下瞬时启动按钮I10.0，延时5s后电动机Q4.0启动，按下瞬时停止按钮I10.1，延时10s后电动机Q4.0停止。R1）接通延迟定时器例2：用接通延迟定时器实现一个周期振荡电路。1）接通延迟定时器2）保持型接通延迟定时器输入端定时器名称背景数据块定时器类型预设值时间计时时间计时时间存储地址输出端复位输入主要用于累计定时时间的场合，如记录一台设备（制动器，开光等）运行的时间。2）保持型接通延迟定时器3）关断延迟定时器输入端定时器名称背景数据块定时器类型预设值时间计时时间计时时间存储地址输出端3）关断延迟定时器4）脉冲定时器输入端定时器名称背景数据块定时器类型预设值时间计时时间计时时间存储地址输出端4）脉冲定时器4）定时脉冲器例：用脉冲定时器实现一个周期振荡电路t1t2t3t4

5s10sM0.0M0.1Q0.05）复位脉冲器

清除存储在背景数据块中的时间数据来重置定时器。定时器PT和IN参数值变化TP定时器运行期间，更改PT

没有任何影响。定时器运行期间，更改IN

没有任何影响。TON定时器运行期间，更改PT

没有任何影响。定时器运行期间，将IN更改为

FALSE会复位并停止定时器。TONR定时器运行期间更改PT

没有任何影响，但对定时器中断后继续运行会有影响。定时器运行期间将IN更改为FALSE

会停止定时器但不会复位定时器。将IN改回TRUE

将使定时器从累积的时间值开始定时。TOF定时器运行期间，更改PT

没有任何影响。定时器运行期间，将IN更改为TRUE

会复位并停止定时器。二、定时器PT（预设时间）和ET（经过的时间）值以表示毫秒时间的有符号双精度整数形式存储在存储器中。

TIME数据使用T#标识符，可以简单时间单元“T#200ms”或复合时间单元“T#2s_200ms”的形式输入。

在定时器指令中，无法使用上面所示