S7-1200PLC編程及應(yīng)用

1、7S7-1200 編程及應(yīng)用1. 低壓電器通常是指在交流額定電壓1200V、直流額定電壓 1500V及以下的電路中起通斷、 保護(hù)、控制或調(diào)節(jié)作用的電器產(chǎn)品。低壓電器產(chǎn)品包括以下 12大類：刀開關(guān)和刀形轉(zhuǎn)換開關(guān)、熔斷器、斷路器、控制器、接觸調(diào)整器、 電磁鐵、 其它低壓電器 （觸、配電電器（低壓隔離器，熔斷器，動作準(zhǔn)確，工作可靠，有足夠的熱器、啟動器、 控制繼電器、 主令電器、 電阻器及變阻器、 電保護(hù)器、信號燈與接線盒等） 。2. 電器按工作電壓等級分：高壓電器和低壓電器按動作原理分：手動電器和自動電器 按用途分：控制電器 （繼電器，接觸器，按鈕等） 斷路器等）、執(zhí)行電器 （ 電磁鐵，電磁離合器

2、等） 按工作原理分：電磁式電器和非電量控制電器。3. 配電系統(tǒng)對電器的要求是：在系統(tǒng)發(fā)生故障的情況下， 穩(wěn)定性和電穩(wěn)定性。常見的配電電器有低壓隔離器（刀開關(guān)） 、熔斷器、斷路器等。4. 控制電器主要用于電力拖動控制系統(tǒng)和用電設(shè)備的通斷控制， 對控制電器的要求是： 工作 準(zhǔn)確可靠，操作頻率高，壽命長等。常見的控制電器：繼電器、接觸器、按鈕、行程開關(guān)、 變阻器、主令開關(guān)、熱繼電器、啟動器等。5 熔斷器 （ 1 ）用途： 利用金屬導(dǎo)體為熔體 ,串聯(lián)于電路， 當(dāng)過載或短路電流通過熔體時，因其自身發(fā) 熱而熔斷，從而分?jǐn)嚯娐返碾娖?。熔斷器主要作短路保護(hù)之用，有時也可作為過載保護(hù)。（2）特點：熔斷器的結(jié)構(gòu)簡

3、單，分?jǐn)嗄芰Ω摺⑹褂梅奖?、體積小、重量輕、價格便宜，在 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛。熔斷器主要由熔體（保險絲）和熔管（熔座）組成。（3）組成： 熔體由易熔金屬材料鉛、 鋅、 錫、銀、銅及其合金制成， 通常制成絲狀和片狀。 熔管是裝熔體的外殼，由陶瓷、絕緣鋼紙制成，在熔體熔斷時兼有滅弧作用。（4） 型號：熔斷器的常用型號有： RL6、 RL7、 RT12、 RT14、 RT15、 RT1 6（ NT）、 RT18、 RT19 （AM3、RO19 RO20 RTC等。（ 5）參數(shù) 額定電壓 指熔斷器長期工作時和熔斷后所能承受的電壓。 熔斷器的交流額定電壓 （單位 為 V、有：220, 380, 41

4、5, 500, 600, 1140;直流額定電壓（單位為 V）有：110, 220, 440， 800， 1000， 1500。 額定電流： 熔斷器在長期工作時, 各部件溫升不超過極限允許溫升所能承載的電流值, 習(xí)慣上，把熔體的額定電流簡稱為熔斷器額定電流。熔體額定電流規(guī)定（單位為A）有2, 4,6, 8, 10等。 極限分?jǐn)嗄芰Γ褐溉蹟嗥髟谝?guī)定的使用條件下，能可靠分?jǐn)嗟淖畲蠖搪冯娏髦怠?截斷電流特性： 指在規(guī)定的條件下, 截斷電流與預(yù)期電流的關(guān)系特性。 截斷電流是指熔體 分?jǐn)嗥陂g電流到達(dá)的最大瞬時值。 時間電流特性： 熔斷器的時間電流特性亦稱保護(hù)特性, 它是熔斷器的基本特性, 表示熔斷器的熔

5、斷時間與流過熔體電流的關(guān)系,是反時限特性,流過熔體的電流越大,熔化（或熔斷、時間越短。 I2t特性：當(dāng)分?jǐn)嚯娏魃醮髸r，以弧前時間一電流特性表征熔斷器的性能已不夠了，當(dāng)熔 斷器弧前時間小于 0.1s 時,熔斷器的保護(hù)特性用 I2t 特性表示。 I2t 特性在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中有 規(guī)定。6. 低壓隔離開關(guān) 低壓隔離器也稱刀開關(guān), 主要用于電氣線路中隔離電源, 也可作為不頻繁地接通和分?jǐn)嗫蛰d 電路或小電流電路之用。刀開關(guān)按極數(shù)分，有單極、雙極和三極；按結(jié)構(gòu)分，有平板式和條 架式；按操作方式分，有直接手柄操作、正面旋轉(zhuǎn)手柄操作、杠桿操作和電動機(jī)操作；按轉(zhuǎn) 換方式分， 有單投、 雙投。 另外， 還有一種采用疊裝

6、式觸頭元件組成旋轉(zhuǎn)操作的稱為組合開 關(guān)或轉(zhuǎn)換開關(guān)。（1）組成：刀開關(guān)由靜插座 2、手柄 1、動觸刀 3、鉸鏈支座 4和絕緣底板 5 組成。在低壓 電路中，用于不頻繁接通和分?jǐn)嚯娐?，或用來將電路與電源隔離。（2）參數(shù) 額定電壓 在長期工作中能承受的最大電壓稱為額定電壓。 目前生產(chǎn)的刀開關(guān)的額定電壓， 一般為交流 500V 以下，直流 440V 以下。 額定電流 刀開關(guān)在合閘位置允許長期通過的最大工作電流稱為額定電流。 小電流刀開關(guān) 的額定電流有 10，15，20，30，60A 等五級。 操作次數(shù) 刀開關(guān)的使用壽命分機(jī)械壽命和電壽命兩種： 機(jī)械壽命指不帶電的情況下所能達(dá)到的操作次數(shù)。 電壽命指刀開

7、關(guān)在額定電壓下能可靠地分?jǐn)囝~定電流的總次數(shù)。 電穩(wěn)定性電流 發(fā)生短路事故時，不產(chǎn)生變形、破壞或觸刀自動彈出的現(xiàn)象時的最大短 路電流峰值就是刀開關(guān)的電穩(wěn)定性電流，為其額定電流的數(shù)十倍。 熱穩(wěn)定性電流 發(fā)生短路事故時，如果在一定時間（通常是1s）內(nèi)通以某一短路電流，并不會因溫度急劇上升而發(fā)生熔焊現(xiàn)象， 則這一短路電流就稱為刀開關(guān)的熱穩(wěn)定性電流。 通常， 刀開關(guān)的 1s 熱穩(wěn)定性電流為其額定電流的數(shù)十倍。7 熱繼電器：熱繼電器是一種保護(hù)電器，專門用來對過載及電源斷相進(jìn)行保護(hù)，以防止電動 機(jī)因上述故障導(dǎo)致過熱而損壞。（1 ）工作原理及結(jié)構(gòu)：熱繼電器具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、成本低等特點，選擇適當(dāng)?shù)臒嵩?件

8、可得到良好的反時限特性。 所謂反時限特性， 是指熱繼電器動作時間隨電流的增大而減小 的性能。 熱繼電器的結(jié)構(gòu)主要由幾大部分組成： 加熱元件 （熱電電器的加熱元件有直接加熱 式、復(fù)合加熱式、間接加熱式和電流互感器加熱式四種） ；動作機(jī)構(gòu) （大多采用弓簧式 壓簧 式或拉簧跳躍式機(jī)構(gòu)） ；復(fù)位機(jī)構(gòu)（有手動復(fù)位及自動復(fù)位兩種型式，可根據(jù)使用要求自由 調(diào)整）。（2）參數(shù)：額定電壓、額定電流、相數(shù)、熱元件編號、整定電流及刻度電流調(diào)節(jié)范圍等。8. 晶體管式時間繼電器： 晶體管式時間繼電器也稱為半導(dǎo)體式時間繼電器， 它主要利用電容 對電壓變化的阻尼作用作為延時環(huán)節(jié)而構(gòu)成。 其特點是延時范圍廣、精度高、體積小、

9、 便調(diào) 節(jié)、壽命長，是發(fā)展快、有前途的電子器件。（3）非對稱雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的晶體管時間繼電器的外形及原理圖：整個線路可分為主電源、輔助電源、 雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及其附屬電路等幾部分。 主電源是有電容濾波的半波整流電路， 它 是觸發(fā)器和輸出繼電器的工作電源。 輔助電源是也帶電容濾波的半波整流電路， 它與主電源 疊加起來作為 R、C環(huán)節(jié)的充電電源。另外，在延時過程結(jié)束、二極管 V3導(dǎo)通后，輔助電源的正電壓又通過 R和V3加到晶體管V5的基極上，使之截止，從而使觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。觸發(fā)器的工作原理：接通電源時，晶體管V5處于導(dǎo)通狀態(tài)，V6處于截止?fàn)顟B(tài)。主電源與輔助電源疊加后，通過可變電阻R1和R對電容器C充電。在充

10、電過程中，a點的電位逐漸升高，直至a點的電位高于b點的電位，二極管 V3則導(dǎo)通，使輔助電源的正電壓加到晶體 V5的基極上。這樣，V5就由導(dǎo)通變?yōu)榻刂?，?V6則由截止變?yōu)閷?dǎo)通，便觸發(fā)器發(fā)生翻轉(zhuǎn)。 于是，繼電器K便動作；通過觸頭發(fā)出相應(yīng)的控制信號。與此同時，電容器 C經(jīng)由繼電器的常開觸頭對電阻R4放電，為下一步工作做準(zhǔn)備。VD19. 速度繼電器：速度繼電器主要用作籠型異步電動機(jī)的反接制動控制，所以也稱反接制動繼電器。它主要由轉(zhuǎn)子、定子和觸頭三部分組成，轉(zhuǎn)子是一個園柱形永久磁鐵，定子是一個籠形空心圓環(huán)，由硅鋼片疊成，并裝有籠型繞組。速度繼電器工作原理：速度繼電器轉(zhuǎn)子的軸與被控電動機(jī)的軸相連接，而定

11、子空套在轉(zhuǎn)子上。當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)動時，速度繼電器的轉(zhuǎn)子隨之轉(zhuǎn)動，定子內(nèi)的短路導(dǎo)體便切割磁場，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，從而產(chǎn)生電流，此電流與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子磁場作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，于是定子開始轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)到 一定角度時，裝在定子軸上的擺錘推動簧片動作，使常閉觸頭分?jǐn)啵ｉ_觸頭閉合。當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速低于某一值時，定子產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩減小，觸頭在彈簧作用下復(fù)位。10. 接觸器（1）接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理接觸器是一種能頻繁地接通和斷開遠(yuǎn)距離用電設(shè)備主回路及其他大容量用電回路的自動控 制電器。它分為直流和交流兩類。主要由電磁機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置三部分組成。（2）參數(shù) 額定電壓：接觸器銘牌上額定電壓是指主觸頭的額定工作電壓，其等級有：直流

12、接觸器：220V, 440V, 660V。交流接觸器：220V，380V，500V，660V, 1140V。 額定電流：接觸器銘牌上額定電流是指在正常工作條件下主觸頭中允許通過的長期工作 電流，一般按下面等級制造：直流接觸器：25A，40A, 60A，100A，150A，250，400A，600A。交流接觸器：10，15，25，40，60，100，150，250，400，600A。 線圈的額定電壓：其等級有：直流線圈：24V，48V，220V。交流線圈：36V，127V，220V，380V85%以上 動作值：是指接觸器的吸合電壓與釋放電壓。部頒標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定接觸器在額定電壓時，應(yīng)可靠吸合。釋放電壓不

13、高于線圈額定電壓的70%。 接通與分?jǐn)嗄芰χ附佑|器的主觸頭在規(guī)定的條件下能可靠地接通和分?jǐn)嗟碾娏髦?，而?應(yīng)該發(fā)生熔焊，飛弧和過分磨損等。 機(jī)械壽命和電氣壽命：接觸器是頻繁操作電器，應(yīng)有較長的機(jī)械壽命和電器壽命。目前有些接觸器的機(jī)械壽命已達(dá)一千萬次以上；電氣壽命是機(jī)械壽命的5%- 20% 操作頻率：是指每小時接通的次數(shù)。交流接觸器最高為 600次/h ;直流接觸器可高達(dá)1200 次/h。第一章 概述1. PLC的概念：PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。 它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計 數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通

14、過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的 機(jī)械或生產(chǎn)過程。2. PLC的構(gòu)成：主要由 CPU模塊、信號板、信號模塊、通信模塊和編程軟件組成。CPU模塊的內(nèi)部工作電壓一般為 DC5V外部輸入/輸出信號電壓一般是 DC24V或AC220V CPU模塊：主要由微處理器和存儲器組成，S7-1200CUP集成有6個高速計數(shù)器（其中 3個的最高輸入頻率為 100KHZ,另外3個為30KH）。 信號板：信號板有 8種型號（一點模擬量輸出、兩點數(shù)字量輸入和兩點數(shù)字量輸出）。 信號模塊：輸入模塊和輸出模塊簡稱為I/O模塊，數(shù)字量輸入模塊和數(shù)字量輸出模塊簡稱為DI模塊和DO模塊，模擬量輸入模塊和模擬量輸出模塊

15、簡稱為AI模塊和AO模塊，它們統(tǒng)稱為信號模塊，簡稱為 SM 通信模塊：S7-1200CPU最多可以添加三塊 RS-485或RS-232串行通信模塊，可以使用ASSII 通信協(xié)議、USS驅(qū)動協(xié)議、Modbus主站協(xié)議和Modbus RTU從站協(xié)議。3.SIMATIC HMI精簡系列面板又稱基板面板，有4in、6in、10in和15in四種規(guī)格，其防護(hù)等級為IP65。4. PLC的特點： 編程方法簡單易學(xué)； 功能強(qiáng)，性價比高； 硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)； 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)； 系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量少； 維修工作量小，維修方便; 體積小，能耗低。5. PLC具有“與”“或”“

16、非”等邏輯指令，且具有整數(shù)四則運算、矩陣運算、函數(shù)運算、字邏輯運算（用繼電器電路或梯形圖可實現(xiàn)）、求反、循環(huán)、移位、浮點數(shù)運算等運算功能。6. PLC中的CPU的工作模式有三種： RUN（運行）、STOP（停機(jī)）、STARTUFP啟動）。第二章 PLC的硬件與硬件組態(tài)1. CPU模塊：S7-1200 有 3 種型號的 CPU模塊：CPU1211C CPU1212C CPU1214C2 CPU的共性 兩點集成的模擬量輸入（0-10V），輸入電阻100KQ , 10位分辨率； 繼電器輸出的電壓范圍為DC530V或AC5250V最大電流2A,白熾燈負(fù)載為 DC30W或AC200W 可以使用梯形圖和功

17、能塊圖這兩種編程語言。 DC/DC/DC型 MOSFET勺狀態(tài)最小輸出電壓為 DC20V輸出電流為 0.5A , 0狀態(tài)輸出電壓為 DC 0.1V。最大白熾燈負(fù)載為 5W3. CPU模塊的參數(shù)設(shè)置M1.0（首次循環(huán)）：僅在進(jìn)入RUN模式的首次掃描時為 1狀態(tài)，以后為0狀態(tài)。M1.1（診斷圖形已更改）：CPU登陸了診斷事件時，在一個掃描周期內(nèi)為 1狀態(tài)。M1.2 （始終為1）:總是為1狀態(tài)，其常開觸點總是閉合。M1.3 （始終為0）:總是為0狀態(tài)，其常閉觸點總是閉合。第三章S7-1200程序設(shè)計基礎(chǔ)1.S7-1200只有梯形圖和功能塊圖這兩種編程語言。2. 梯形圖：是由觸點、線圈和用方框表示的指

18、令框組成，觸點代表邏輯輸入條件， 線圈通常代表邏輯運算的結(jié)果，指令框用來表示定時器、計數(shù)器或者數(shù)學(xué)運算指令等。觸點和線圈等 組成的電路稱為程序段（Network ）。3. 功能塊圖（FBD）：用類似于與門（帶有符號“ &”）、或門（帶有符號“>=1”）的方框來 表示邏輯運算關(guān)系，輸入、輸出端的小圓圈表示“非”運算，指令框用來表示一些復(fù)雜的功能。4. PLC使用的物理存儲器PLC使用的物理存儲器名稱特點隨機(jī)存取存儲器（RAM CPU可以讀出隨機(jī)存取存 儲器（RAM中的數(shù)據(jù)，也可 以將數(shù)據(jù)寫入RAM 它是易失性存儲器，電源中 斷后，存儲的信息將會丟失； RAM勺工作速度高，價格便 宜

19、，改寫方便。只讀存儲器（ROM）ROM勺內(nèi)容只能讀出，不能寫 入，它是非易失的，電源消失 后，仍能保存存儲的內(nèi)容，ROM 一般用來存放PLC的操作系 統(tǒng)?？扉W存儲器（FEPROM和可電 檫除可編程只讀存儲器（EEPROM）它們是非易失的，兼有 RAM 和ROM勺優(yōu)點5. 微存儲卡：其基于 FEPROM用于在斷電時保存用戶程序和某些數(shù)據(jù)。6. 裝載存儲器：它是易失性存儲器，用于保存用戶程序、數(shù)據(jù)和組態(tài)信息。7斷電保持存儲器：用來防止在電源關(guān)閉時丟失數(shù)據(jù)，暖啟動后斷電保持存儲區(qū)的數(shù)據(jù)保持不變，冷啟動時斷電保持存儲器的值被清除。8.57- 1200的新數(shù)據(jù)類型的優(yōu)點： 使用短整型數(shù)據(jù)類型，可以節(jié)約內(nèi)

20、存資源； 無符號數(shù)據(jù)類型可以擴(kuò)大正數(shù)的數(shù)值范圍； 64位雙精度浮點數(shù)可用于高精度的數(shù)學(xué)函數(shù)運算。9.位：位的數(shù)據(jù)類型為 Bool （布爾）型，在編程軟件中，Bool變量的值1和0用TRU（真） 和FALSE假）表示。10“立即讀”訪問：訪問時使用l_P取代I的區(qū)別在于前者的數(shù)字直接來自被訪問的輸入點，而不是來自過程的映像輸入，因為數(shù)據(jù)從信號源被立即讀取，而不是從最后一次被刷新的過程映像輸入中復(fù)制。11. “立即寫”訪問：訪問時使用Q_P取代Q的區(qū)別在于前者的數(shù)字直接寫給被訪問的物理輸出點，同時寫給過程影像輸出。12. 用STEP 7 Basic調(diào)試程序有兩種調(diào)試用戶程序的方法：程序狀態(tài)和監(jiān)視表

21、。13. 位邏輯指令14.57- 1200有四種定時器，即脈沖定時器、接通延時定時器、斷開延時定時器和保持型接 通延時定時器。15.57- 1200有三種計數(shù)器，即加計數(shù)器、減計數(shù)器和加減計數(shù)器。第四章數(shù)字量控制系統(tǒng)梯形圖程序設(shè)計方法16.順序控制：是指按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的順序，在各個輸入信號的作用下，根據(jù)內(nèi)部狀 態(tài)和時間順序，在生產(chǎn)過程中各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動的有秩序的進(jìn)行操作。17順序功能圖：是描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能和特性的一種圖形。18. 步：順序控制設(shè)計法最基本的思想是將系統(tǒng)的一個工作周期劃分為若干個順序相連的階 段，這些階段稱為步。19. 初始步：與系統(tǒng)的初始狀態(tài)相對應(yīng)的步稱為初始步。初始步用雙線方