电气控制与PLC技术（西门子S7-1200系列）（第2版）课件 项目二任务2 PLC基本逻辑指令的使用

任务二PLC基本逻辑指令的使用任务描述

当物料分拣设备上电时，首先进入初始待机状态(原位)。机械手的水平臂缩回在左极限位置，垂直臂缩回在上极限位置，手爪松开。此时红色指示灯EL1长亮，作为初始位置指示。若上述部件不在初始位置，按下复位按钮SB3，各部件回到初始位置。试设计PLC控制程序并调试运行。任务目标掌握S7-1200系列PLC的输入、输出及中间继电器的含义；理解LD/LDN、OUT、A/AN、O/ON、置位与复位指令等基本指令的功能并熟悉其编程格式；掌握PLC梯形图程序的编制方法；根据控制要求编写PLC程序并安装接线，调试运行。一、基础知识1.S7-1200PLC的部分元器件（1）输入继电器（I）每一个输入继电器的线圈都与相应的PLC输入端相连，当外部开关闭合时，对应线圈得电，其常开触点闭合（状态为1），常闭触点断开（状态为0），常开、常闭触点在PLC编程时可以无限次使用。输入继电器等效电路图（2）输出继电器（Q）输出继电器的线圈只能由PLC内部程序驱动，不能由外部信号直接驱动。通过PLC内部程序使其线圈得电时，其常开触点闭合，常闭触点断开，常开、常闭触点在编程时可以无限次使用。输出继电器等效电路图2.PLC的位逻辑指令及其应用（1）触点指令梯形图中触点指令有常开触点、常闭触点和取反触点。常开触点：在赋的位值为1时，常开触点将闭合(ON)；在赋的位值为0时，常开触点将断开(OFF)。常闭触点：在赋的位值为0时，常闭触点将闭合(ON)；在赋的位值为1时，常闭触点将断开(OFF)。取反触点NOT：如果没有能流流入取反NOT触点，则会有能流流出；如果有能流流入取反NOT触点，则没有能流流出。（2）线圈指令梯形图中线圈指令有输出线圈指令和取反输出线圈指令两种。输出线圈：若有能流通过输出线圈，则输出设置为1；若没有能流通过输出线圈，则输出位置为0。取反输出线圈：若有能流通过取反输出线圈，则输出位置为0；若没有能流通过取反输出线圈，则输出位置为1。例题1：用PLC实现电动机长动控制。电动机长动控制线路，按下启动按钮SB2，接触器KM线圈得电，电动机启动运行；松开SB2，电动机继续运行；按下停止按钮SB1，接触器线圈断电，电动机停止运行。FR为热继电器，起过载保护作用。①输入输出接口的分配输入部分输出部分输入元件地址输出元件地址停止按钮SB1I0.0接触器线圈KMQ0.0启动按钮SB2I0.1热继电器FRI0.2②编制PLC控制程序例题2：CA6140车床PLC控制。主轴电动机M1启动后，冷却泵电动机M2才能启动。刀架电动机M3为点动控制。①输入输出接口分配输入部分输出部分输入元件地址输出元件地址照明灯开关SA1I0.0照明灯ELQ0.0冷却泵开关SA2I0.1KM1Q0.1主轴启动SB2I0.2KM2Q0.2主轴停止SB1I0.3KM3Q0.3刀架开关SB3I0.4热继电器FR1I0.5热继电器FR2I0.6②编制PLC控制程序例题3：电动机Y-Δ启动的PLC控制。图1-5-2为手动控制的电动机Y-Δ启动控制电路，其控制电路部分用PLC控制实现。①输入输出接口分配输入部分输出部分输入元件地址输出元件地址热继电器FRI0.0接触器KM1Q0.1停止按钮SB3I0.1接触器KM2Q0.2Y形启动按钮SB1I0.2接触器KM3Q0.3Δ形启动按钮SB2I0.3②梯形图程序例题4：设计三人抢答器的PLC控制方式。三人参加抢答题竞赛，抢答机会均等。主持人按下开始按钮启动系统，若某人先按下按钮答题，其指示灯点亮，其余二人指示灯均不能点亮；答题完毕，主持人按下按钮复位，重新开始抢答。①输入输出接口分配输入部分输出部分输入元件地址输出元件地址系统启动按钮SB1I0.0甲指示灯EL1Q0.1甲抢答按钮SB2I0.1乙指示灯EL2Q0.2乙抢答按钮SB3I0.2丙指示灯EL3Q0.3丙抢答按钮SB4I0.3复位按钮SB5I0.4②梯形图程序3.PLC梯形图程序的特点和编制规则1）梯形图程序的特点①梯形图按从上到下、从左到右的顺序排列。每个继电器线圈构成一个网络。②梯形图中的继电器不是物理继电器。每个继电器对应内存中的一位，称为“软继电器”。③梯形图两端的母线并非实际电源的两端，通过的是“概念电流”。④梯形图中继电器线圈只能出现一次，而触点可无限次引用。⑤梯形图中，前面网络的执行结果将立即被后面的逻辑操作所利用。⑥输入继电器只有触点，没有线圈，其他继电器既有线圈又有触点。⑦PLC总是按程序段的先后顺序逐一处理，不存在不同程序段同时执行的情况。（2）梯形图编程规则①梯形图的每一行都从左边母线开始，然后是各种触点的逻辑连接，最后以线圈或指令盒结束。触点不能放在线圈的右边。②线圈和指令盒一般不能直接连接在左边的母线上，若有需要，可以通过特殊继电器如SM0.0（始终为“1”）来完成。③在同一程序中，同一编号的线圈使用两次及两次以上称作双线圈输出，双线圈输出非常容易引起误动作，因此S7系列PLC中不允许有双线圈输出。④每一个程序段中，串联触点多的支路应放在上方，并联触点多的支路应放在左方。这样做一是节省指令，二是美观。⑤当多个逻辑行具有相同条件时，常将它们合并起来。⑥输入继电器的触点状态全部按常开触点进行设计更为合理。⑦同一个程序段内，S7-1200允许有多个独立电路，而S7-200不允许出现这种情况。4.置位/复位指令

（1）单点置位/复位指令。单点置位指令用S（SET）表示，存储器置“1”，一直保持到执行复位指令为止。单点复位指令用R（RST）表示，存储器置“0”，使动作复位，清零。

（2）多点置位位域指令与复位位域指令。多点置位位域指令SET_BF将从指定的地址开始的连续的若干位置位。多点复位位域指令RESET_BF将从指定的地址开始的连续的若干位复位。例题5:用多点置位位域指令、多点复位位域指令编制程序，要求：按下启动按钮SB1，三台电动机M1、M2、M3同时启动，按下停止按钮SB2，电动机M1停止，M2、M3保持运转。

按钮SB1和SB2分别对应于I0.0和I0.1，控制三台电动机的接触器分别对应于Q0.0、Q0.1、Q0.2。例题6：电动机正反转电路的PLC控制。电动机正反转控制电路，按下正转按钮SB1，接触器KM1得电，电动机正向旋转；按下反转按钮SB2，接触器KM2得电，KM1断电，电动机反转；按下停止按钮SB3，电动机停转。①输入输出接口分配输入部分输出部分输入元件地址输出元件地址热继电器FRI0.0正转接触器KM1Q0.1正转按钮SB1I0.1反转接触器KM2Q0.2反转按钮SB2I0.2停止按钮SB3I0.3②绘制PLC外部硬件接线图③用置位/复位指令实现的梯形图程序二、任务实施1．器材准备可编程控制器实训装置1台装有编程软件的计算机1台PC/PPI通讯电缆线1根导线若干

（1）输入输出接口分配输入部分输出部分输入元件编程地址作用输出元件编程地址作用SB3I0.0复位按钮EL1Q0.0原位指示灯SQ2I0.1上极限开关YV1Q0.1左移电磁阀SQ4I0.2左极限开关YV2Q0.2上升电磁阀SQ5I0.3手爪开关YV3Q0.3手爪抓紧电磁阀2．实训内容设计机械手复位的PLC控制程序并调试运行。（2）绘制PLC外部硬件接线图（3）梯形图程序（4）调试运行程序①按照I/O分配表与外部接线图，进行PLC主机单元与实训单元之间的接线。②连接计算机与PLC主机单元之间的通信电缆。③PLC接通电源。④打开PLC的电源开关，PLC的状态指示灯置于STOP状态。⑤使用TIA博途编程软件编程。⑥下载程序至PLC。⑦PLC置于RUN状态，开始运行程序。⑧按照控制要求操作面板上的开关，观察实验现象，判断是否实现程序功能。若不能实现，则通过“程序状态监控”找出错误并修改，重新调试，直至正确为止。3．实训记录（1）运行机械手复位程序，记录相应动作。

（2）记录实验过程中出现的程序问题、接线问题及其处理方法。三、知识拓展

边沿指令边沿指令是指用边沿触发信号产生一个机器周期的扫描脉冲，通常用作脉冲整形。边沿指令分为脉冲上升沿P和脉冲下降沿N两类。S7-1200边沿指令有边沿检测触点指令、边沿检测线圈指令、TRIG边沿检测指令。1.边沿检测触点指令边沿检测触点指令包括上升沿检测P触点和下降沿检测N触点指令。P触点检测到输入脉冲的上升沿时，让能流接通一个扫描周期；N触点检测到输入脉冲的下降沿时，让能流接通一个扫描周期。2.边沿检测线圈指令当上升沿检测线圈在进入线圈的能流中检测到上升沿（由0状态变为1状态）时，分配的位“OUT”为1状态。能流输入状态总是通过线圈后变为能流输出状态。3.