可编程控制器应用技术第2版西门子S7-1200（PLC）高职全套教学课件

可编程控制器应用技术全套可编辑PPT课件全课导航

可编程控制器基础项目一

位逻辑指令的应用项目二

功能指令的应用项目四

数字量控制系统的设计项目五

定时器与计数器指令的应用项目三

PLC的网络通信项目六

PLC的组态项目七

单部四层电梯控制系统的设计项目八项目一可编程控制器基础可编程控制器（PLC）自诞生以来，凭借其控制能力强、可靠性高、配置灵活、编程简单、使用方便、易于扩展等优点，成为当今工业自动化中重要的控制设备，广泛应用于各个领域。本项目将介绍可编程控制器的基础知识和西门子S7-1200PLC的相关知识。项目导读知识目标技能目标能够完成西门子S7-1200PLC的安装和接线。能够正确安装和使用TIA博途软件。素质目标感受中国科技的腾飞，增强民族自信心。培养崇尚技艺、求实创新的职业品质。了解PLC的产生、定义、发展历程和趋势。了解PLC的分类和应用。了解PLC的组成。了解西门子S7-1200PLC的硬件系统、工作原理和开发软件。项目导航初识可编程控制器任务一认识西门子S7-1200PLC任务二任务一初识可编程控制器什么是可编程控制器？可编程控制器有什么用途？这些都是初学者较为关注的问题。通过学习本任务，请完成任务实施中的竞赛。任务描述本任务需要先学习可编程控制器的基础知识，包括可编程控制器的产生、定义、发展、分类、主要应用及组成等，并认识市场上主流的可编程控制器，然后完成竞赛。任务分析可编程控制器是在继电器控制和计算机控制的基础上开发出来专门在工业环境中应用的控制器。它集成了计算机技术、控制技术、通信技术等多种技术，具备逻辑控制、过程控制、运动控制、数据处理和联网通信等功能，被公认为现代工业自动化的三大支柱之一。预备知识现代工业自动化的三大支柱可编程控制器计算机辅助设计/计算机辅助制造机器人技术知识库一、PLC的产生和定义1．PLC的产生（1）编程简单，可现场修改程序。（2）维护方便，最好是插件式。（3）可靠性高于继电器-接触器控制装置。（4）体积小于继电器-接触器控制装置。（5）数据可以直接送入管理计算机。（6）成本上可以和继电器-接触器控制装置相竞争。（7）输入可以是交流115V（美国的电网电压）。（8）输出为交流115V、2A以上，可以直接驱动电磁阀。（9）用户程序存储器容量至少能扩展到4KB。（10）系统功能扩展和升级方便。1968年，美国通用汽车公司公开招标，要求用新的控制装置取代生产线上的继电器-接触器控制装置，要求新的控制装置满足以下条件。1969年，美国数字设备公司根据上述要求，研制出了世界上第1台可编程序控制器PDP-14，并在通用汽车公司的自动生产线上试用成功。从此这项研究技术迅速发展，从美国迅速普及至全世界。因为这种新型工业控制装置可以通过编程改变控制方案，且专门用于逻辑控制，所以人们将其称为可编程序逻辑控制器（programmablelogiccontroller，PLC）。一、PLC的产生和定义1．PLC的产生一、PLC的产生和定义2．PLC的定义1980年，美国电气制造商协会将可编程序逻辑控制器正式命名为可编程控制器（programmablecontroller），简称PC。但人们为了与个人计算机相区别，仍称它为PLC。国际电工委员会（IEC）在1987年2月发布的可编程控制器第三稿标准草案中，对PLC做了如下定义：PLC是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入、输出来控制各种类型的机械或生产过程。二、PLC的发展历程和趋势1．PLC的发展历程20世纪70年代初，人们将微处理器技术引入到PLC中，增加了PLC的运算、数据传送及处理功能。此时的PLC成为了具有计算机特征的工业控制装置。20世纪70年代中末期，PLC进入了实用化发展阶段。此时，由于全面引入了计算机技术，PLC的性能有了大幅度提高。超快的运算速度，超小型的体积，可靠的工业抗干扰能力，强大的模拟量运算功能，以及较高的性价比，奠定了它在现代工业中的地位。20世纪80年代初，PLC进入了成熟阶段。在这个时期，PLC的发展呈现出大规模、高速度、高性能、产品系列化等特点。二、PLC的发展历程和趋势1．PLC的发展历程20世纪80年代至90年代中期，PLC进入发展最快的时期。在这个时期，PLC的模拟量处理能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力等都有了大幅度提高，并逐渐进入过程控制领域。如今，PLC技术已非常成熟，不仅控制功能增强，功耗和体积减小，成本下降，可靠性提高，而且编程和故障检测更为灵活方便。随着远程I/O、通信网络、数据处理及图像显示的发展，PLC已成为实现工业生产自动化的三大支柱之一。二、PLC的发展历程和趋势2．PLC的发展趋势随着计算机技术、人工智能技术、通信技术及网络技术的发展，PLC技术正朝着产品规模两极化、通信网络化、结构模块化和智能化的方向发展。（1）产品规模两极化。一方面，大力发展速度更快、性价比更高的小型和超小型PLC，以满足单机及小型自动控制的需要；另一方面，向高速度、大容量、技术完善的大型PLC方向发展，以满足大型工业自动化控制的需要。（2）通信网络化。网络控制是当前控制系统和PLC技术发展的主要趋势。目前，为了加强PLC的联网能力，制造商都在不断开发专用的通信模块和通信软件。（2）通信网络化。随着工业网络技术的发展，各PLC制造商之间也在寻求统一的通信标准，以构成更大的网络系统，实现更高效、灵活、可靠的自动化控制。（3）结构模块化和智能化。近年来，PLC厂家先后开发了不少智能器件和模块，如智能I/O模块、温度控制模块和专用智能模块等。这些智能模块本身就是一个小的微型计算机系统，具有很强的信息处理能力和较完善的控制功能，可以简化系统设计和编程，完成PLC的主CPU难以兼顾的功能，提高PLC的适应性和可靠性。二、PLC的发展历程和趋势2．PLC的发展趋势（续表）科技之光2021年6月17日，在第五届未来网络发展大会期间，华为携手紫金山实验室、上海交通大学、宝信软件正式发布了全球首个广域云化PLC技术试验成果。本次试验基于确定性广域网技术和下一代工业控制边缘计算架构，在未来网络试验设施（CENI）上实现了沪宁两地间传输距离近600公里的广域云化PLC工业控制系统的部署和稳定运行，为广域远程工业控制系统的应用铺平了道路。三、PLC的分类和应用1．PLC的分类

（a）欧姆龙CPM1A系列PLC（b）西门子S7-200系列PLC（c）三菱FX2N系列PLC整体式PLC（1）按照结构形式分类。整体式PLC是将电源、CPU、存储器、输入/输出单元等集中在一个机壳内，形成一个整体。PLC整体式模块式三、PLC的分类和应用1．PLC的分类

（a）欧姆龙CQM1H系列PLC（b）西门子S7-300系列PLC（c）三菱Q系列PLC模块式PLC（1）按照结构形式分类。模块式PLC按照各组成部分功能的不同分成若干个模块，如电源模块、CPU模块、I/O模块、通信模块等。用户可以根据系统要求，组合不同的模块，形成不同用途的PLC系统。PLC整体式模块式三、PLC的分类和应用1．PLC的分类

（2）按照输入/输出点数分类。小型PLC：输入/输出点数在256点以下，如西门子S7-1200系列；中型PLC：输入/输出点数在256～2048之间，如西门子S7-300系列；大型PLC：输入/输出点数在2048以上，如西门子S7-400系列。（3）按照功能分类。低档机(大多是小型PLC)中档机（大多是中型PLC），高档机（大多是大型PLC）。三、PLC的分类和应用2．PLC的应用目前，PLC已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，其应用方向主要有以下几类。

（1）开关量逻辑控制。这是PLC最基本、最广泛的应用领域。PLC可以取代传统的继电器-接触器控制装置，实现逻辑控制和顺序控制，它既可以用于单台设备的控制，也可以用于多机群控及自动化流水线，如注塑机、数控机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。三、PLC的分类和应用2．PLC的应用（2）模拟量控制。在工业生产过程中，常存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量（即模拟量），PLC通常采用相应的A/D和D/A转换模块及各种各样的控制算法来处理这些模拟量，完成闭环控制。PLC的模拟量控制功能广泛应用于冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合。三、PLC的分类和应用2．PLC的应用

（3）运动控制。目前，大多数PLC制造商都提供步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。在多数情况下，PLC将描述目标位置的数据送给位置控制模块，位置控制模块控制电机移动一轴或多轴到目标位置。当轴移动时，位置控制模块保持适当的速度和加速度，确保运动平滑。PLC的运动控制功能广泛应用于机床、机器人、电梯等各种机械设备中。三、PLC的分类和应用2．PLC的应用

（4）数据处理。PLC具有数学运算（包含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信模块传送到指定的智能装置中进行处理。PLC的数据处理功能广泛应用于造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统中。三、PLC的分类和应用2．PLC的应用

（5）通信联网。PLC的通信通常包括PLC与PLC之间、PLC与上位机之间、PLC与其他智能设备（如变频器、数控装置）之间的通信。PLC与其他智能设备一起，可以构成“集中管理、分散控制”的分布式控制系统，建立工厂的自动化网络。四、PLC的组成

PLC硬件系统软件系统四、PLC的组成1．PLC的硬件系统

图为整体式PLC的硬件组成，所有部件在同一机壳内；整体式PLC的硬件组成四、PLC的组成1．PLC的硬件系统

图为模块式PLC的硬件组成，各部件独立封装成模块，各模块通过总线连接。模块式PLC的硬件组成四、PLC的组成1．PLC的硬件系统

尽管整体式PLC与模块式PLC的结构不太一样，但其各部分的功能是相同的，下面简单介绍PLC的主要硬件组成。（1）CPU。CPU的主要功能是完成PLC内所有的控制和监视操作。CPU一般由控制器、运算器和寄存器等组成，通过数据总线、地址总线、控制总线与存储器、输入/输出接口电路连接。整体式PLC的硬件组成四、PLC的组成1．PLC的硬件系统

尽管整体式PLC与模块式PLC的结构不太一样，但其各部分的功能是相同的，下面简单介绍PLC的主要硬件组成。（2）存储器。PLC中的存储器按照读写方式的不同，可分为只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM）；按照用途和功能的不同，可分为系统程序存储器和用户存储器。系统程序存储器主要用于存放PLC生产厂家编写的系统程序并固化在只读存储器（ROM）中，用户不能访问和修改；而用户存储器主要用于存储用户的程序和数据，常存放在电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）和随机存储器（RAM）中。整体式PLC的硬件组成知识库

由于系统程序存储器与用户无直接联系，所以在PLC产品样本或使用手册中所列的存储器形式及容量是指用户存储器。为避免出现用户存储器容量不够用的情况，许多PLC提供了存储器扩展功能。四、PLC的组成1．PLC的硬件系统

整体式PLC的硬件组成（3）输入/输出单元。输入/输出单元也称I/O单元或I/O模块，是PLC与工业生产现场相连接的部件。输入单元的作用是将外部电路的信息，通过光电耦合电路送至PLC内部电路中。输出单元的作用是将PLC的输出信号转换为可以驱动外部电路的信号，以便控制执行元件（如接触器线圈、电机、阀门、水泵等）。四、PLC的组成1．PLC的硬件系统

（4）外设I/O接口。外设I/O接口与监视器、打印机、其他PLC、计算机等设备实现信息交互。例如，PLC可以通过PROFIBUS通信接口与其他PLC连接，组成多机系统或连成网络，实现更大规模的控制；可以通过以太网通信接口与计算机连接，组成多级分布式控制系统，实现控制与管理相结合。整体式PLC的硬件组成四、PLC的组成1．PLC的硬件系统

整体式PLC的硬件组成（5）I/O扩展接口。为了适应较复杂的控制需要，PLC还有一些I/O扩展接口。通过I/O扩展接口PLC可以与PID控制、高速计数器、温度控制等模块连接。这类模块大多带有单独的CPU，有一定的数据处理能力。四、PLC的组成2．PLC的软件系统

PLC的软件系统系统程序是用来控制和完成PLC各种功能的程序，一般包括系统诊断程序、输入处理程序、编译程序、信息传送程序、监控程序等。用户程序是用户根据控制要求编写的应用程序，一般包括开关量逻辑控制程序、模拟量运算控制程序、闭环控制程序、工作站初始化程序等。知识库

PLC用户程序通常采用相对简单、易懂、形象的专用语言。PLC编程语言的表达方式采用字符表达的编程语言如语句表、文本语言等；采用图形符号表达的编程语言如梯形图、功能块图、顺序功能图等。五、市场上主流的PLC

目前，市场上主流的PLC按照地域的不同可分成3大流派。美国PLC欧洲PLC是在相互隔离的情况下独立研究开发的，因此它们的产品有明显的差异日本PLC是由美国引进的，故日本PLC继承了美国PLC的一些特点。五、市场上主流的PLC1．美国PLC

美国是PLC生产大国，有100多家PLC厂商，其中罗克韦尔公司是美国最大的PLC制造商，其产品约占美国PLC市场的一半，在中国应用也较多。罗克韦尔公司生产的大型机主要包括专为分布式或监控应用项目而设计的ControlLogix5570系列和ControlLogix5580系列的PLC，它们提供了模块化的架构、各种I/O及网络拓扑结构，常用于食品、石油、天然气、化工、塑料、生命科学、金属和矿山等行业。五、市场上主流的PLC1．美国PLC

此外，罗克韦尔公司还生产了微型PLC，以满足简单机械的基本控制需求，包括继电器替换及简单的定时和逻辑控制。罗克韦尔公司生产的小型机主要包括CompactLogix5480系列和CompactLogix5380系列的PLC，它们的主要性能：①支持高速I/O、运动控制、设备级环网和线性拓扑结构；②

提供千兆位（Gb）的嵌入式以太网端口；③提供增强的安全功能，包括基于控制器的变更检测、加密固件、基于角色的例程和用户自定义指令访问控制；④提供基于EtherNet/IP的集成运动控制。五、市场上主流的PLC2．欧洲PLC欧洲著名的PLC制造商包括德国的西门子公司、法国的TE公司、施耐德电气公司等。其中，德国的西门子PLC因其具有性能精良、性价比高等优点在中国占有较大的市场份额。西门子PLC小型机主要包括S7-200系列和S7-1200系列的PLC，可用于单机控制或小型系统的控制；中型机主要包括S7-300系列的PLC，可用于对设备的直接控制，也可用于对多个下一级的PLC进行监控；大型机主要包括S7-400系列和S7-1500系列的PLC，可进行复杂的算术运算，还可进行复杂的矩阵运算。拓展阅读

除中国的生产线外，现在S7-200系列的PLC基本上已经停产。中国现在生产的S7-200CN系列PLC由于其价格便宜，在一些发展中国家应用较多。五、市场上主流的PLC3．日本PLC

日本有许多PLC制造商，如三菱、欧姆龙、松下、富士、日立、东芝等公司。日本主推的产品是小型PLC，在小型PLC市场中，日本产品约占70%的份额。其中，在中国较为流行的是三菱和欧姆龙的PLC产品。三菱PLC三菱PLC是较早进入中国市场的产品。其中具有代表性的是FX3U系列PLC，它是三菱电机公司推出的第三代小型PLC，是FX2N系列PLC的替代产品。欧姆龙欧姆龙公司目前还在生产的小型机主要包括CP1H系列、CP1L系列、CP2E系列和CJ2系列。其中，CP2E系列PLC（CP1E的替代品）增强了与网络和外围设备的连接性，并可通过所提供的功能块实现复杂的控制。目前，CS1系列PLC是欧姆龙公司主推的中型机。CS1系列PLC集自动化控制和过程控制为一体，具有中型机的规模、大型机的功能。1．分组将全班学生分为3～5组，每组人数尽量一致。2．抢答（1）老师发布题目。（2）学生根据老师发布的题目举手抢答。任务实施3．记分每题后面均有相应的得分，学生根据自己的答题情况，记录得分。（1）竞赛结束后，小组将总分数，填写在表中。（2）对于全班得分最高的小组，老师可根据情况给予一定的奖励。任务实施小组号得分备注

任务评价表课堂小结初识可编程控制器PLC的产生和定义PLC的发展历程和趋势PLC的分类和应用PLC的组成市场上主流的PLC任务二认识西门子S7-1200PLCS7-1200PLC作为西门子公司在小型PLC领域的主打产品，吸纳了S7-200PLC和S7-300PLC的优点，将逻辑控制、人机接口和网络控制功能集成于一体，具有模块化、结构紧凑、功能全面、组态灵活和通信方便等特点，可满足小型独立离散控制系统处理复杂控制任务的需求。请通过学习本任务，完成任务实施中的安装等任务。任务描述本任务首先学习西门子S7-1200PLC的软硬件组成，然后完成西门子S7-1200PLC硬件电路的安装和接线，以及TIA博途软件的安装和使用。任务分析预备知识一、西门子S7-1200PLC的硬件系统西门子S7-1200PLC的硬件系统采用模块式结构，将主要模块（CPU模块、信号板、信号模块和通信模块等）安装在标准DIN导轨或面板上。用户可以根据自身的需求确定PLC的结构，系统扩展方便。西门子S7-1200PLC一、西门子S7-1200PLC的硬件系统1．CPU模块S7-1200PLC的CPU模块将微处理器、电源、输入/输出电路、PROFINET接口、高速运动控制I/O等组合到一个设计紧凑的外壳中，形成功能强大的控制器。S7-1200PLC的CPU模块主要包括5种型号，其技术规范如表所示。

型号特征和功能CPU1211CCPU1212CCPU1214CCPU1215CCPU1217CCPU类型（电源信号/输入信号/输出信号）DC/DC/DC、DC/DC/RLY、AC/DC/RLYDC/DC/DC本机数字量I/O点数6/48/614/10本机模拟量I/O点数2/02/2输入映像寄存器1024B输出映像寄存器1024B工作存储器50KB75KB100KB125KB150KBS7-1200PLC的CPU技术规范一、西门子S7-1200PLC的硬件系统1．CPU模块

型号特征和功能CPU1211CCPU1212CCPU1214CCPU1215CCPU1217C装载存储器1MB4MB位存储器4096B8192B信号模块可扩展个数无2个8个信号板可扩展个数1个通信模块可扩展个数3个（左侧扩展）最大本地数字量I/O点数1482284最大本地模拟量I/O点数13196769高速计数器最多可组态6个使用任意内置或信号板输入的高速计数器脉冲输出最多可组态4个使用任意内置或信号板输出的脉冲输出上升沿/下降沿中断点数6/68/812/1214/14(续表)S7-1200PLC的CPU技术规范一、西门子S7-1200PLC的硬件系统1．CPU模块

型号特征和功能CPU1211CCPU1212CCPU1214CCPU1215CCPU1217CPROFINET接口个数1个2个实时时钟保持时间通常为20天，40℃时最少为12天外观尺寸/mm90×100×75110×100×75130×100×75150×100×75注：DC表示直流电信号，AC表示交流电信号，RLY表示继电器输出。(续表)S7-1200PLC的CPU技术规范一、西门子S7-1200PLC的硬件系统2．信号板

信号板（signalboard，SB）是S7-1200PLC所特有的硬件设备，任何一种CPU模块都可以在其正面安装一块信号板。

信号板一、西门子S7-1200PLC的硬件系统2．信号板

S7-1200PLC有多种型号的信号板，主要包括内容如表所示。型号名称相关说明DI/DQSB12214点的数字量输入信号板SB12224点的数字量输出信号板SB12232点输入/2点输出的数字量输入/输出信号板AI/AQSB12311×12位的模拟量输入信号板SB12321点的模拟量输出信号板通信板CB1241RS-485接口和9针D-Sub插座信号板的型号一、西门子S7-1200PLC的硬件系统3．信号模块

信号模块（signalmodule，SM），主要用于扩展PLC的输入/输出点数，增加PLC的附加功能。信号模块通常安装在CPU模块的右侧。信号模块数字量模块数字量输入模块数字量输出模块数字量输入/输出模块模拟量模块模拟量输入模块模拟量输出模块模拟量输入/输出模块一、西门子S7-1200PLC的硬件系统3．信号模块

常见信号模块的技术规范如表1和表2所示。型号类型相关说明输入/输出点数及类型输入/输出电源类型SM1221数字量输入模块8/0DC24V16/0DC24VSM1222数字量输出模块0/8DC24V，0.5A0/16DC24V，0.5A0/8（RLY）2A0/16（RLY）2A0/8（RLY双态）2ASM1223数字量输入/输出模块8/8DC24V，0.5A16/16DC24V，0.5A8/8（RLY）DC24V，2A16/16（RLY）DC24V，2A注：RLY表示继电器输出。表1数字量模块一、西门子S7-1200PLC的硬件系统3．信号模块

常见信号模块的技术规范如表1和表2所示。表2模拟量模块型号/类型相关说明SM1231模拟量输入模块包括4路、8路的13位模块和4路的16位模块，可选

±10V、±5V、0～20mA和4～20mA等多种量程SM1231热电偶和热电阻模拟量输入模块包括4路、8路的热电偶模块和4路、8路的热电阻模块，可选多种量程的传感器SM1232模拟量输出模块包括2路和4路的模拟量输出模块，±10V电压输出为14位，0～20mA和4～20mA电流输出为13位SM1234模拟量输入/输出模块包括4路模拟量输入和2路模拟量输出，输入为13位，输出为14位一、西门子S7-1200PLC的硬件系统4．通信模块

用户可以使用通信模块，通过TIA博途软件提供的相关指令，实现PLC与计算机、PLC与PLC之间的通信。通信模块还可以和其他控制部件或智能模块通信或组成局部网络。因此，可以说通信模块的能力代表了PLC的组网能力。通信模块点对点通信模块PROFIBUS通信模块工业远程控制通信模块AS-i接口模块I/O-Link接口模块

S7-1200PLC采用周期性循环扫描的工作方式，即“顺序扫描，循环工作”。在PLC中，用户程序按照先后顺序存放，CPU从第一条指令开始执行程序，遇到结束指令时又返回到第一条指令，完成一个扫描周期，如此周而复始地循环。S7-1200PLC的工作过程1．S7-1200PLC的工作原理二、西门子S7-1200PLC的工作原理和工作模式

（1）输入采样阶段。PLC在执行程序之前，按照顺序将所有输入端的信息读入输入映像寄存器中，这一过程称为采样。采样结果的内容在本扫描周期内不会改变，只有到下一个输入采样阶段才会被刷新。PLC在运行程序时，所需要的输入信息不是取现时输入端上的信息，而是取输入映像寄存器中的信息。1．S7-1200PLC的工作原理二、西门子S7-1200PLC的工作原理和工作模式S7-1200PLC的工作过程

（2）程序执行阶段。PLC按照顺序（从上到下、从左到右）逐条执行用户程序，并按照程序要求对数据进行运算和处理，再将程序执行结果写入输出映像寄存器中。1．S7-1200PLC的工作原理二、西门子S7-1200PLC的工作原理和工作模式S7-1200PLC的工作过程

（3）输出刷新阶段。PLC执行完所有用户程序后，将输出映像寄存器中的内容送到输出端中进行输出，以驱动被控设备。1．S7-1200PLC的工作原理二、西门子S7-1200PLC的工作原理和工作模式S7-1200PLC的工作过程

在一个扫描周期内，PLC对输入状态的扫描只在输入采样阶段进行，输出值也只在输出刷新阶段才能被送出去，而在程序执行阶段输入端和输出端均被封锁。提示

S7-1200PLCSTOP模式CPU不执行任何程序，此时用户可以编辑、修改、下载和上传程序；STARTUP模式CPU将执行一次“启动OB”程序（如果存在）；RUN模式CPU重复执行PLC程序。二、西门子S7-1200PLC的工作原理和工作模式2．S7-1200PLC的工作模式

当PLC工作在RUN模式时，用户可以监视和修改输入端的信息，但无法修改和下载程序。提示三、S7-1200PLC的开发软件

TIA博途（TIAPortal）软件将所有的自动化软件工具都统一到一个开发环境中，是自动化行业内首个采用统一工程组态和软件项目环境的自动化软件。自2009年发布第一款SIMATICSTEP7V10.5（STEP7Basic）以来，TIA博途软件经历了V10.5、V11、V12、V13、V14、V15和V16等版本，它支持西门子最新的硬件S7-1200/1500系列PLC，并向下兼容S7-300/400等系列PLC。

TIA博途STEP7是西门子PLC的一款编程软件。用于西门子系列工控产品包括S7、M7、C7和基于PC的WinAC的编程、监控和参数设置，是SIMATIC工业软件的重要组成部分。TIA博途WinCC是西门子公司开发的一款可视化过程监控软件。它能够进行数据采集、监控、处理等一系列操作。TIA博途Startdrive是西门子TIA博途软件的一个组件。用于调试西门子的变频器产品，主要完成联网、配置参数（包括功率部件、电机、编码器、自由功能块和工艺控制器等）、配置控制方式和故障诊断等功能。TIA博途Scout是西门子公司开发的一款全集成自动化软件。将运动控制任务、PLC任务、工艺功能和驱动组态组合在一个系统中，它通过一个用户友好、组织清晰的“导航中心”开发和管理PLC项目所需要的全部工具。知识库

任务实施一、安装西门子S7-1200PLC1．CPU的安装通过卡夹可以方便地将CPU安装到DIN导轨或面板上，并且CPU可以采用水平或垂直两种安装方式，如图所示。（a）DIN导轨安装方式（b）面板安装方式（c）水平安装方式

（d）垂直安装方式S7-1200PLC的安装方式

一、安装西门子S7-1200PLC1．CPU的安装如果有通信模块应先将通信模块连接到CPU模块上，然后将整个组件作为一个单元安装到DIN导轨或面板上，再安装信号模块。如果没有通信模块可直接安装CPU模块，再安装信号模块。由于S7-1200PLC需要通过自然对流冷却，所以在设备上方和下方必须留出至少25mm的空隙。此外，模块前端与机柜内壁间也至少应留出25mm的深度。

安装时，要注意：①垂直安装时，允许的最大环境温度比水平安装时低10℃；②在安装或拆卸任何模块（含引线）前，要确保电源处于断开状态；③S7-1200PLC必须安装在外壳、控制柜或电控室内；④S7-1200PLC必须与热辐射、高压和电噪声隔离开。提示

一、安装西门子S7-1200PLC2．S7-1200PLC的接线（1）供电电源接线。S7-1200PLC有两种供电方式，即DC24V和AC120～240V，供电电源的接线方法如图所示。其中，标记为L+/M的电源端子为直流电源端，标记为L1/N的电源端子为交流电源端，接线时必须先确认CPU的类型及其供电方式。（a）直流电源接线方法（b）交流电源接线方法供电电源接线

一、安装西门子S7-1200PLC2．S7-1200PLC的接线（2）数字量模块接线。数字量模块接线包括数字量输入模块接线和数字量输出模块接线。

数字量输入模块接线：S7-1200PLC的数字量输入方式有DC24V漏型输入和源型输入两种。漏型输入时，数字量输入公共端1M接24V直流电源的负极，如图（a）所示；源型输入时，数字量输入公共端1M接24V直流电源的正极，如图（b）所示。（a）漏型输入接线（b）源型输入接线

数字量输入模块接线

数字量输出模块接线：S7-1200PLC的数字量输出方式有晶体管输出和继电器输出两种类型。其中，晶体管输出的CPU只支持直流信号输出，如图（a）所示；继电器输出的CPU可以接直流信号，也可以接120～240V的交流信号，如图（b）所示。（a）晶体管输出接线（b）继电器输出接线数字量输出模块接线一、安装西门子S7-1200PLC2．S7-1200PLC的接线

（3）模拟量模块接线。模拟量模块接线包括模拟量输入模块接线和模拟量输出模块接线。

模拟量输入模块接线：模拟量输入模块可以采用标准电流和电压信号，其接线方式根据模拟量仪表或设备线缆个数分为以下3种类型，如图所示。一、安装西门子S7-1200PLC2．S7-1200PLC的接线（a）二线制接线（b）三线制接线

（c）四线制接线模拟量输入模块接线

模拟量输出模块接线：模拟量输出模块可以输出标准电流和电压信号，其接线方式（以SM1232模块为例）如图所示。一、安装西门子S7-1200PLC2．S7-1200PLC的接线

模拟量输出模块接线

在对任何电气设备进行接线前，须确保已切断该设备的电源。同时，还要确保已切断所有相关设备的电源。另外，在使用感性负载时，要加入抑制电路。抑制电路可以限制输出通断时的高压瞬变，保护输出，并可以限制感性负载开关时产生的电子噪声。高手点拨大国巧匠

一技之长，能动天下经过3天激烈角逐，第一届全国职业技能大赛于2020年12月13日在广州落下帷幕。这是一场前所未有的“技能全运会”——竞赛规格最高、竞赛项目最多、参赛规模最大、技能水平最高。大到飞机修理，小到穿针引线，2000多名“高手”技惊四座，来自全国各地的291名选手获得了86个项目的金、银、铜牌。在劳模精神、工匠精神的激励下，更多劳动者特别是青年一代走上了技能成才、技能报国之路。从“国赛”中走出的他们，将走向世界职业技能大赛，在更高的舞台上展现“中国制造”的青春未来。S7-1200PLC使用的软件是TIA博途STEP7。二、安装TIA博途软件TIA博途STEP7基础版（STEP7basic）用于组态S7-1200PLC；专业版（STEP7professional）用于组态目前西门子品牌中除S7-200之外所有的PLC及WinAC。

二、安装TIA博途软件1．安装要求本教材所使用的软件版本为TIA博途STEP7V15.1专业版。运行该软件推荐的计算机配置如表所示。配置要求操作系统MicrosoftWindows7或更高处理器Intel(R)Core(TM)i5-6440EQ2.7GHz或更高内存16GB或更大（大型项目为32GB以上）硬盘50GB的固态硬盘或更大显示器15.6″全高清显示器（1920×1080或更高）运行TIA博途STEP7V15.1专业版推荐的计算机配置

二、安装TIA博途软件2．安装步骤在安装软件前要检查计算机的配置是否满足系统要求，并确保具有管理员权限。满足这两点要求后，关闭所有正在运行的程序，准备安装软件。（具体步骤见教材）

三、初步使用TIA博途软件在桌面双击

图标，进入TIA博途软件开发界面。

三、初步使用TIA博途软件1．TIA博途软件的视图TIA博途软件的视图有两种，即Portal视图和项目视图，可以单击左下角的图标按钮进行切换，如图所示。Portal视图是面向任务的工作模式，使用简单、直观，可以很快地开始项目设计，适合初学者使用。TIA博途软件的视图

（a）Portal视图

三、初步使用TIA博途软件1．TIA博途软件的视图项目视图能显示项目的全部组件，编辑器、参数和数据等全部显示在一个视图中，可以方便地访问设备和块。TIA博途软件的视图（b）项目视图

三、初步使用TIA博途软件2．创建新项目在Portal视图和项目视图中都可以创建新项目。

三、初步使用TIA博途软件3．硬件组态创建新项目后，需要对各硬件进行组态、参数配置和通信互连。项目中的组态要与实际系统一致。系统启动时，CPU会自动检测软件的预设组态与系统的实际组态是否一致，不一致则会报错。

三、初步使用TIA博途软件4．程序设计硬件组态完成后，便可进行PLC程序设计了。此处以梯形图为例介绍PLC程序设计的步骤（具体步骤见教材）。TIA博途软件中，支持的PLC编程语言

梯形图（LAD）功能块图（FBD）结构化控制语言（SCL）

在硬件设备中，拨动输入I0.0和I0.0的开关，查看输出Q0.0的状态，填入表中。输入输出I0.0I0.1Q0.000

01

10

11

输入与输出的关系注：“1”表示开关闭合；“0”表示开关断开。小试身手课堂小结认识西门子S7-1200PLC西门子S7-1200PLC的硬件系统西门子S7-1200PLC的工作原理和工作模式S7-1200PLC的开发软件项目实训一、实训题目撰写PLC市场调查报告。二、实训目的及要求（1）了解市场中的主流PLC。（2）了解国产PLC的优势和不足。（3）了解各品牌PLC常用的编程软件。三、实训内容市场调查报告内容主要包括：①PLC市场发展现状分析；②PLC应用状况分析；③国际主流PLC的主要性能和应用；④国产PLC的主要产品及其特点；⑤列举各品牌PLC常用的编程软件。谢谢观看可编程控制器应用技术全课导航

可编程控制器基础项目一

位逻辑指令的应用项目二

功能指令的应用项目四

数字量控制系统的设计项目五

定时器与计数器指令的应用项目三

PLC的网络通信项目六

PLC的组态项目七

单部四层电梯控制系统的设计项目八项目二位逻辑指令的应用

西门子S7-1200PLC通过指令控制继电器、接触器、电机等低压电器，在工业生产中有着广泛的应用。从本项目开始，将重点介绍PLC的编程指令。在介绍PLC编程指令前，需要先介绍PLC的存储器和编址寻址方式，在此基础上，再介绍位逻辑指令的应用。项目导读知识目标技能目标掌握故障报警指示灯控制系统的设计方法。掌握电机顺序启动逆序停止控制系统的设计方法。掌握电机正反转控制系统的设计方法。掌握四组抢答器控制系统的设计方法。能够应用位逻辑指令设计简单的PLC控制程序。了解西门子S7-1200PLC的存储器。了解西门子S7-1200PLC的数据类型和地址格式。掌握梯形图编程规则。掌握西门子S7-1200PLC的位逻辑指令。素质目标培养勇于探索的创新精神。增强遵守规章制度和安全生产的责任意识。领略工匠风采，培养攻坚克难、兢兢业业的工匠精神。项目导航设计故障报警指示灯控制系统任务一设计电机顺序启动逆序停止控制系统任务二设计电机正反转控制系统任务三

设计四组抢答器控制系统任务四任务一设计故障报警指示灯控制系统任务描述请用3个按钮模拟3处故障信号，设计一个故障报警指示灯控制系统，控制要求如下。要求：（1）当系统无故障时，绿灯常亮。（2）当系统出现1处故障时，黄灯常亮。（3）当系统出现2处故障时，红灯常亮。（4）当系统出现3处故障时，红灯闪烁。（5）按下复位按钮后，所有灯灭。任务实施任务分析任务描述任务分析由控制要求可知，此故障报警指示灯控制系统有4个输入和4个输出，设输入为SB0（复位按钮）、SB1（故障1）、SB2（故障2）和SB3（故障3），输出为Q1（绿灯常亮）、Q2（黄灯常亮）、Q3（红灯常亮）和Q4（红灯闪烁）。设系统无故障为“0”，有故障为“1”，则故障报警指示灯控制系统的工作过程：当系统无故障时，Q1输出为“1”；当有1个故障时，Q2输出为“1”；当有2个故障时，Q3输出为“1”；当有3个故障时，Q4输出为“1”；当按下SB0（复位按钮）时，输出均为“0”。（1）分析故障报警指示灯控制系统的工作过程。返回程序设计与仿真任务实施任务分析任务描述任务分析故障报警指示灯控制系统输入与输出之间的逻辑关系输入输出SB0SB1SB2SB3Q1Q2Q3Q4000010000001010000100100010001000011001001010010SB0SB1SB2SB3Q1Q2Q3Q401100010011100011×××0000输入与输出之间的逻辑表达式为:任务实施任务分析任务描述任务分析（2）根据故障报警指示灯控制系统的工作过程，填写I/O地址分配表。（3）根据I/O地址分配表，绘制PLC的硬件接线图，并完成接线。（4）根据工作过程和I/O地址分配表，设计梯形图程序。（5）将梯形图程序下载到PLC中，按照故障报警指示灯控制系统输入与输出之间的逻辑关系表改变SB0、SB1、SB2和SB3的状态，观察指示灯的工作状态。任务实施任务分析任务描述预备知识一、西门子S7-1200PLC的存储器S7-1200PLC装载存储器工作存储器系统存储器一、西门子S7-1200PLC的存储器1．装载存储器

装载存储器是非易失性存储器，主要用于存储用户程序、数据和组态信息。

所有的CPU内部都有装载存储器，若CPU插入存储卡，则存储卡可作为装载存储器，类似计算机的硬盘。

装载存储器在断电后不会丢失数据，具有断电保持功能。项目下载到CPU后，CPU会先将程序存储在装载存储器中。

知识库

SIMATIC存储卡是一种由西门子预先格式化的SD存储卡，是可选件，可用于转移程序，也可用于存储其他文件或更新系统固件。一、西门子S7-1200PLC的存储器2．工作存储器

工作存储器是易失性存储器，主要用于存储执行用户程序时的某些内容。

工作存储器在断电后将丢失数据，而在恢复供电时由CPU恢复数据。

在执行用户程序时，CPU会将一些内容（如组织块、函数块、数据块等）从装载存储器复制到工作存储器。一、西门子S7-1200PLC的存储器3．系统存储器

系统存储器是CPU为用户程序提供的存储器组件。系统存储器被划分为若干个地址区，设计程序时可以在相应的地址区内对数据直接进行寻址。一、西门子S7-1200PLC的存储器3．系统存储器（1）输入映像寄存器（I）

输入映像寄存器的每个位对应一个数字量输入点，在输入采样阶段，CPU对输入点进行采样，并将采样值存放在输入映像寄存器中，在本扫描周期结束之前都不再改变输入映像寄存器的值，直到下一个扫描周期进行更新。（2）输出映像寄存器（Q）

输出映像寄存器的每个位对应一个数字量输出点，在输出刷新阶段，CPU将输出映像寄存器的数据传送至输出端，再由输出端驱动外部负载。（3）位存储器（M）

位存储器用于存放中间操作状态或其他相关的数据。

位存储器一般以位为单位存取，也可以字节、字、双字为单位存取。（4）数据块（DB）

数据块主要用于存储程序执行过程中使用的各种类型的数据，它主要分为全局数据块和背景数据块两类。

全局数据块存储的数据可以被所有的程序访问；

背景数据块存储的数据仅供指定的功能块（FB）使用，其结构取决于功能块界面区的参数。一、西门子S7-1200PLC的存储器3．系统存储器（5）局部变量存储器（L）

局部变量存储器用于存储处理代码块时使用的临时数据，因此也被称为临时存储器。

局部变量存储器与位存储器相似，都是作为中间变量的存储器，主要区别在于位存储器是全局有效的，而局部变量存储器只在局部有效。（6）定时器（T）

PLC的定时器模拟继电器控制系统中的时间继电器，其定时值由程序赋予，用定时器地址来存取当前值和定时器的状态值。（7）计数器（CPLC的计数器是用来累计其输入端脉冲由低到高（上升沿）的次数的，当计数值达到由程序设置的数值时，将执行特定功能。

知识库时间继电器是指在接收到输入信号后，经过一段时间才能执行某个动作的继电器。时间继电器通电延时继电器接收到输入信号后，延迟一定的时间，输出信号才发生变化。当输入信号消失后，输出瞬间复原。断电延时继电器接收到输入信号时，瞬时产生相应的输出信号。当输入信号消失后，延迟一定的时间，输出才复原。二、PLC的数据类型和地址格式1．数据类型S7-1200PLC的数据类型主要用来描述数据的长度和属性。常见的数据类型基本数据类型（最常用）复杂数据类型PLC数据类型二、PLC的数据类型和地址格式1．数据类型基本数据类型如表所示，它具有确定的长度，如位数据的长度为1、字节数据的长度为8。数据类型符号长度/位取值范围位Bool10、1字节Byte80～255字Word160～

双字DWord320～

字符Char8ASCII码16#00～16#FF双字符WChar16UNICODE码16#0000～16#FFFF整数Int16−～

双整数DInt32−～

无符号整数UInt160～

无符号双整数UDInt320～

浮点数Real32±1.175494×10−38～±3.402823×1038时间Time32T#-24d_20h_31m_23s_648ms～T#24d_20h_31m_23s_647ms基本数据类型二、PLC的数据类型和地址格式1．数据类型S7-1200PLC支持的复杂数据类型字符串日期时间型结构型数据型PLC数据类型是一种由多个不同数据类型元素组成的数据结构，元素既可以是基本数据类型，也可以是复杂数据类型或其他PLC数据类型等。二、PLC的数据类型和地址格式2．地址格式存储器的地址格式位地址格式字节地址格式字地址格式双字地址格式二、PLC的数据类型和地址格式2．地址格式位地址格式（1）位地址格式

位数据的值为“0”或“1”，其存储地址称为位地址。

位地址格式为Ax.y。

例如，如图所示，位地址I4.5中，I（输入映像寄存器）为存储器的区域标识符，4为字节地址，5为位地址，字节地址4与位地址5之间用点号“.”隔开，MSB和LSB分别指字节中的最高位和最低位。位地址区域标识符字节地址位地址二、PLC的数据类型和地址格式2．地址格式（2）字节地址格式

字节数据是由8位二进制数组成的，其存储地址称为字节地址。

字节地址格式为ABy。

例如，如图所示，字节地址MB0中，M（位存储器）为区域标识符，B为字节标识，0为字节地址。MB0中存放的数据长度为8，即M0.0～M0.7。字节地址格式字节地址区域标识符字节标识B字节地址二、PLC的数据类型和地址格式2．地址格式（3）字地址格式

相邻两个字节组成一个字，其存储地址称为字地址。

字地址格式为AWy。

例如，如图所示，字地址MW0中，M为区域标识符，W为字标识，0为起始字节地址。其中，低字节（低8位）数放在MB1中，高字节（高8位）数放在MB0中。字地址的起始字节一般为偶数，如MB0、MB2等。字地址格式字地址区域标识符字标识W起始字节地址二、PLC的数据类型和地址格式2．地址格式（4）双字地址格式

相邻两个字组成一个双字，其存储地址称为双字地址。

双字地址格式为ADy。

例如，如图所示，双字地址MD0中，M为区域标识符，D为双字标识，0为起始字节地址。MD0包括MB0～MB3，共32位，其中最低字节数放在MB3中，最高字节存数放在MB0中。双字地址格式双字地址区域标识符双字标识D起始字节地址二、PLC的数据类型和地址格式2．地址格式（5）其他地址格式

其他地址格式为Ay。

例如，定时器T24中，T（定时器）为区域标识符，24为定时器号。S7-1200PLC特殊地址格式

定时器存储器（T）

计数器存储器（C）数据块（DB）其他地址区域标识符A元件号y三、梯形图编程规则

梯形图是S7-1200PLC编程中较为常用的语言，它与继电器电路图相似，具有直观易懂的优点。

在梯形图中，程序由一个或多个程序段构成，每个程序段由左、右两条垂直线之间的触点、线圈和功能块有序组合而成。

如图所示，在梯形图程序中，左、右垂直线称为左、右母线，触点表示逻辑输入条件，如开关、按钮和寄存器等；线圈通常表示逻辑输出结果，用来控制外部的指示灯、接触器、电磁阀和寄存器等；功能块包括定时器、计数器及数学运算等。S7-1200PLC的梯形图程序三、梯形图编程规则（1）梯形图常采用程序段结构。清晰的程序段结构有利于程序的调试，编译时能够明确指出错误语句所在的程序段，且不增加程序的长度。（2）梯形图必须遵循顺序执行的原则，即从左到右、从上到下执行，每行都是从左母线开始，到右母线结束。（3）触点不能放在线圈的右侧，且不能与右母线直接相连。（4）线圈不允许串联，且同一个编号的线圈不能多次使用。四、触点指令和输出指令位逻辑指令属于基本逻辑控制指令，是专门针对位逻辑量进行处理的指令。位逻辑指令触点指令输出指令置复位指令四、触点指令和输出指令1．触点指令名称指令符号功

能操作数常开触点指令操作数的状态为“1”（ON）时闭合，状态为“0”（OFF）时断开I、Q、M、L、T、C常闭触点指令操作数的状态为“1”（ON）时断开，状态为“0”（OFF）时闭合取反指令对逻辑运算结果（RLO）的状态进行取反；输入端（左端）为“1”时，输出端（右端）为“0”；输入端（左端）为“0”时，输出端（右端）为“1”无触点指令提示：取反指令没有操作数。四、触点指令和输出指令2．输出指令输出指令名称指令符号功

能操作数线圈指令线圈输入端接通时，操作数的状态为“1”；线圈输入端断开时，操作数的状态为“0”Q、M、L反向输出线圈指令线圈输入端接通时，操作数的状态为“0”；线圈输入端断开时，操作数的状态为“1”四、触点指令和输出指令2．输出指令请分析图中所示梯形图程序中Q0.0～Q0.3的状态。

【例1】梯形图程序分析：若输入I0.0的状态为“0”，程序段1中，Q0.0的输入端（即I0.0的输出端）断开，其状态为“0”；程序段2中，取反指令的输入端断开，输出端接通，Q0.1的状态为“1”；程序段3中，Q0.2的输入端接通，其状态为“1”；程序段4中，Q0.3的输入端断开，其输出状态为“1”。若输入I0.0的状态为“1”，程序段1中，Q0.0的输入端接通，其状态为“1”；程序段2中，取反指令的输入端接通，输出端断开，Q0.1的状态为“0”；程序段3中，Q0.2的输入端断开，其状态为“0”；程序段4中，Q0.3的输入端接通，其输出状态为“0”。故Q0.0～Q0.3的状态如表所示。四、触点指令和输出指令2．输出指令输入输出I0.0Q0.0Q0.1Q0.2Q0.30011111000Q0.0～Q0.3状态表梯形图程序四、触点指令和输出指令2．输出指令现有一台水泵，请用梯形图设计该水泵的控制程序，控制要求：开关按下后，水泵工作；开关抬起后，水泵停止工作。【例2】在传统控制电路中，控制水泵的方法很多，最简单的是在水泵与供电电源之间接一只断路器，通过断路器的通断来控制电机的运行和停止。因此，本例在设计梯形图程序时，可采用断路器作为开关。设断路器与PLC的接口为I0.0，水泵的接触器与PLC的接口为Q0.0，将I0.0的输出送至输出线圈Q0.0，即可得到控制水泵的梯形图程序，如图所示。分析：控制水泵的梯形图程序知识库位逻辑指令按照控制要求进行逻辑组合，便可构成基本的逻辑控制，即“与”“或”及其组合。位逻辑指令使用“0”和“1”两个布尔操作数对信号的状态进行逻辑操作，并将逻辑操作结果（RLO）送入存储器的状态位中。名称指令符号功

能与指令操作数1和操作数2同时接通时，输出端接通或指令操作数1或操作数2接通时，输出端接通常用逻辑控制指令的符号及功能四、触点指令和输出指令2．输出指令将例2中的主控元件断路器改为按钮，设计一个电机控制系统，控制要求：按下启动按钮，电机开始运转，启动按钮弹起后，电机持续运转；按下停止按钮，电机停止运转。【例3】设启动按钮与PLC的接口为I0.0，停止按钮与PLC的接口为I0.1，电机的接触器与PLC的接口为Q0.0。由控制要求可知，电机控制系统的时序图如图所示。分析：电机控制系统的时序图四、触点指令和输出指令2．输出指令（1）按下启动按钮后，常开触点I0.0的状态为“1”，线圈Q0.0的状态为“1”，电机启动，因此I0.0的输出最终送至Q0.0。（2）启动按钮弹起后，I0.0的状态变为“0”，Q0.0的状态仍为“1”，电机保持运转，因此需要将Q0.0的常开触点与I0.0并联，即Q0.0实现自锁功能，保证此时电机仍运转。（3）按下停止按钮I0.1，I0.1的状态变为“1”，Q0.0的状态变为“0”，电机停止运转，因此需要将常闭触点I0.1的输出送至Q0.0。四、触点指令和输出指令2．输出指令由电机控制系统的时序图和逻辑表达式可知，其梯形图程序如图所示。电机控制系统的梯形图程序由以上分析可知，I0.0由“0”变为“1”时，Q0.0的状态为“1”；I0.0由“1”变为“0”时，Q0.0的状态保持为“1”（自锁）；I0.1由“0”变为“1”时，Q0.0的状态为“0”（停止）。故电机控制系统的逻辑表达式为任务实施一、I/O地址分配

根据工作过程分析，故障报警指示灯控制系统有4个输入信号，即复位按钮、故障1、故障2和故障3，3个输出信号，即绿灯、黄灯和红灯（常亮+闪烁），故其I/O地址分配表如表所示。输入输出元件I/O地址备注元件I/O地址备注SB0I0.0复位按钮L1Q0.0绿灯SB1I0.1故障1L2Q0.1黄灯SB2I0.2故障2L3Q0.2红灯SB3I0.3故障3

故障报警指示灯控制系统的I/O地址分配表任务实施任务分析任务描述二、硬件接线根据下表绘制PLC的硬件接线图，并根据接线图完成接线。PLC的硬件接线图输入输出元件I/O地址备注元件I/O地址备注SB0I0.0复位按钮L1Q0.0绿灯SB1I0.1故障1L2Q0.1黄灯SB2I0.2故障2L3Q0.2红灯SB3I0.3故障3

故障报警指示灯控制系统的I/O地址分配表任务实施任务分析任务描述三、程序设计与仿真根据工作过程和I/O地址分配表，将逻辑表达式（见任务分析）转换成梯形图程序，如图所示。故障报警指示灯控制系统的梯形图程序故障报警指示灯控制系统的程序设计与仿真步骤见教材。任务实施任务分析任务描述课堂小结设计故障报警指示灯控制系统西门子S7-1200PLC的存储器PLC的数据类型和地址格式梯形图编程规则触点指令和输出指令任务二设计电机顺序启动逆序停止控制系统任务描述

某车床主轴运转时，要求油泵先给齿轮箱提供润滑油，再启动主电机，即车床启动时，要求油泵电机M1启动后主电机M2才能启动；车床停机时，要求主电机M2停止后油泵电机M1才能停止。

请应用置位指令、复位指令，设计电机顺序启动逆序停止控制系统。任务实施任务分析任务描述任务分析

两台电机必须严格按照顺序工作，即按下油泵电机M1的启动按钮SB0时，油泵电机M1开始启动，随后按下主电机M2的启动按钮SB2时，主电机M2才能启动；按下主电机M2的停止按钮SB3时，主电机M2停止，随后按下油泵电机M1的停止按钮SB1时，油泵电机M1才能停止，其时序图如图所示。电机顺序启动逆序停止控制系统的时序图（1）分析电机顺序启动逆序停止控制系统的工作过程。任务实施任务分析任务描述任务分析（2）根据电机顺序启动逆序停止控制系统的工作过程，填写I/O地址分配表。（3）根据I/O地址分配表，绘制PLC的硬件接线图，并完成接线。（4）根据工作过程和I/O地址分配表，设计梯形图程序。（5）将梯形图程序下载到PLC中，按照顺序按下SB0、SB2、SB3和SB1，观察M1和M2的工作状态。任务实施任务分析任务描述预备知识一、置位指令置位指令的梯形图程序当按下按钮I0.0时，Q0.0的状态置为“1”；按钮弹起后，I0.0已经断开，Q0.0的状态仍为“1”，从而实现了自锁功能。

置位指令的功能是使操作数的状态置为“1”，其指令符号为。置位指令的梯形图程序如图所示。二、复位指令

复位指令的功能是使操作数的状态置为“0”，其指令符号为。复位指令的梯形图程序如图所示。复位指令的梯形图程序

当按下按钮I0.1时，Q0.0的状态置为“0”；

按钮弹起后，I0.1已经断开，Q0.0的状态仍为“0”，直到有置位信号（使Q0.0置为“1”）出现。二、复位指令

置位指令和复位指令大多数情况下是成对出现的，在程序的一个地方使用了置位指令，在另一个地方就会用到复位指令。置位指令和复位指令的操作数可以多次使用。置位指令和复位指令的时序图如图所示。置位指令和复位指令的时序图

对比置位指令和复位指令的时序图和电机控制系统的时序图可知，当输入条件相同时，其输出线圈完全一致，即置位指令和复位指令的时序图所示对应的梯形图程序也能够实现电机的连续控制。知类通达

在梯形图编程中，可以用基本触点指令，也可以用置位指令、复位指令实现电机的启停控制。在学习和工作中，遇到问题时，要坚信办法总比困难多，一条道路走不通时，换个思路，变个想法，或许能柳暗花明。任务实施一、I/O地址分配根据工作过程分析，电机顺序启动逆序停止控制系统的I/O地址分配表如表所示。输入输出元件I/O地址备注元件I/O地址备注SB0I0.0油泵电机M1的启动按钮KM1Q0.0油泵电机M1的接触器SB1I0