電子技術(shù)(PLC)(西門子S型)new

1、1海南風(fēng)光清華大學(xué)電機(jī)系電工學(xué)教研組唐慶玉2003年10月16日編版權(quán)所有禁止盜版剽竊第9章可編程序控制器 （S7-200型PLC）清華大學(xué)電機(jī)系電工學(xué)教研室 唐慶玉編2第9章 可編程控制器 9.1 PLC的結(jié)構(gòu)和工作原理 9.1.1 PLC控制系統(tǒng) 9.1.2 PLC的結(jié)構(gòu) 9.1.3 PLC的存儲(chǔ)器類型及尋址方式9.2 PLC的編程語(yǔ)言及工作方式 9.2.1 梯形圖 9.2.2 語(yǔ)句表 9.2.3 PLC的工作方式9.3 PLC的基本指令 9.3.1 位邏輯指令 9.3.2 邏輯堆棧指令 9.3.3 定時(shí)器指令 9.3.4 計(jì)數(shù)器指令 9.3.5 跳變檢測(cè)指令 9.3.6 置位和復(fù)位指令

2、9.3.7 數(shù)據(jù)傳送指令 9.3.8 移位和循環(huán)移位指令9.4 PLC的應(yīng)用舉例 9.4.1 三相異步電動(dòng)機(jī)Y-起動(dòng)PLC控制 9.4.2 十字路口交通燈PLC控制 （不講）39.3.3 定時(shí)器及定時(shí)器指令預(yù)設(shè)時(shí)間常數(shù)（132767）定時(shí)器編號(hào)37時(shí)鐘周期100ms（1）當(dāng)輸入觸點(diǎn)接通，IN1，定時(shí)器開(kāi)始定時(shí)；每經(jīng)過(guò)一個(gè)時(shí)鐘周期，當(dāng)前值加1。（2）當(dāng)前值預(yù)設(shè)時(shí)間常數(shù) 時(shí)，定時(shí)器動(dòng)作（常開(kāi)觸點(diǎn)ON，常閉觸點(diǎn)OFF）（3）定時(shí)時(shí)間 = 時(shí)鐘周期 時(shí)間常數(shù)。（4）若IN仍為1，則當(dāng)前值繼續(xù)計(jì)數(shù)，直到最大值32767。（5）若輸入觸點(diǎn)斷開(kāi)， IN0，定時(shí)器復(fù)位(常開(kāi)觸點(diǎn)OFF，常閉觸點(diǎn)ON，當(dāng)前值=0

3、)。（6）當(dāng)前值、設(shè)定值都是16位有符號(hào)整數(shù)（32767=215-1,16位計(jì)數(shù)器）。（7）時(shí)鐘周期有三種，見(jiàn)下表：功能說(shuō)明：定時(shí)器圖形符號(hào)(通電延時(shí)定時(shí)器)通電延時(shí)定時(shí)器TON斷開(kāi)延時(shí)定時(shí)器TOF保持型通電延時(shí)定時(shí)器TONR輸入觸點(diǎn)INTONPT100T37個(gè)數(shù)：共256個(gè)，T0T255三種類型：梯形圖示例(格式)4定時(shí)器及定時(shí)器指令（續(xù)）功能說(shuō)明:TON 通電延時(shí)定時(shí)器（TON-Time ON）輸入觸點(diǎn)IN接通時(shí)開(kāi)始定時(shí)，到預(yù)設(shè)時(shí)間，定時(shí)器位被置位（01）；輸入觸點(diǎn)IN斷開(kāi)時(shí)，定時(shí)器位被復(fù)位( * 0)，”當(dāng)前值”也清0。 TOF 斷開(kāi)延時(shí)定時(shí)器（TOF-Time OFF，注意不是TOFF

4、）輸入觸點(diǎn)IN斷開(kāi)時(shí)開(kāi)始定時(shí)，到預(yù)設(shè)時(shí)間，定時(shí)器位被復(fù)位（*0）；輸入觸點(diǎn)IN接通時(shí)，定時(shí)器位被置位（01），”當(dāng)前值”也清0。TONR 保持型通電延時(shí)定時(shí)器 (TONR-Time ON Retain R-保持retain)：與TON類似，區(qū)別在于掉電后“當(dāng)前值”仍保持，若輸入觸點(diǎn)又接通，則繼續(xù)定時(shí)，定時(shí)時(shí)間到，定時(shí)器位被置位） 類型分辨率最大定時(shí)定時(shí)器編號(hào)TONTOFF1ms 32.767sT32,T9610ms 327.67sT33T36,T97T100100ms 3276. 7sT37T63,T101T255TONR1ms 32.767sT0,T6410ms 327.67sT1T4,T6

5、5T68100ms 3276. 7sT5T31,T69T95定時(shí)器特性表5動(dòng)作說(shuō)明：當(dāng)I0.1閉合后，定時(shí)器T37開(kāi)始定時(shí)。經(jīng)過(guò)100ms100=10s后，T37的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合, Q0.0=1，同時(shí)T37的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi), Q0.1=0。定時(shí)器指令舉例：LD I0.1TON T37,100LD T37= Q0.0LDN T37= Q0.1助記符語(yǔ)句表INTONPT100T37( Q0.0 )I0.1T37( Q0.1 )T376例3：定時(shí)器應(yīng)用舉例(高頻加熱時(shí)間控制）PLC分配I/OI0.0 SB1（停止）I0.1 SB2（起動(dòng)）Q0.0 KMT37 KTQSFU1KM主電路接觸器控制電路（對(duì)照

6、用）KTKTKMSB1SB2KMKM定時(shí)8秒PLC外部接線圖I0.1I0.0COMOQ0.0COMIKMSB2SB1 220V24VPLCPLC梯形圖T37I0.0I0.1( Q0.0 )I0.0Q0.0Q0.0 80INTONPTT37LD I0.1O Q0.0AN I0.0AN T37= Q0.0LD Q0.0AN I0.0TON T37, 80語(yǔ)句表7例4：定時(shí)器應(yīng)用舉例：三相異步電動(dòng)機(jī)Y-起動(dòng)PLC控制（9.4.1)I/O分配：停止按鈕 SB1 I0.0起動(dòng)按鈕 SB2 I0.1主接觸器 KM Q0.0Y接觸器 KMY Q0.1接觸器 KM Q0.2時(shí)間繼電器KT T33（時(shí)鐘周期10

7、ms）時(shí)間常數(shù)=500延時(shí)：10ms500 = 5s主電路（與繼電器控制方案相同）ABCQSM3 FU1FRKMV1W2U1V2W1U2KMYKMPLC接線圖I0.1I0.0COMOQ0.0COMIKMSB2SB1220V24VQ0.1KMYFRQ0.2KM8繼電器控制電路（對(duì)照用）KMYKMKMKTKMKMYKTKMKMFRSB1KMSB2KT例4（續(xù)） 三相異步電動(dòng)機(jī)Y-起動(dòng)PLC控制梯形圖PLC梯形圖T33Q0.2T33Q0.1Q0.2I0.1( )I0.0Q0.0INTONPT500T33Q0.2Q0.2 ( )Q0.1 ( )Q0.0 9LPPLD T33O Q0.2ALDAN Q0

8、.1= Q0.2；塊與LPS：復(fù)制棧頂?shù)?層的值，向下壓一層LRD：復(fù)制第1層的值，裝到第0層LPP：將第0層的值彈出，其他層依次上移一層語(yǔ)句表LD I0.1O Q0.0AN I0.0LPS= Q0.0LRDAN T33AN Q0.2= Q0.1AN Q0.2TON T33,500例4（續(xù)）三相異步電動(dòng)機(jī)Y-起動(dòng)PLC控制編程PLC梯形圖T33Q0.2T33Q0.1Q0.2I0.1( )I0.0Q0.0INTONPT500T33Q0.2Q0.2 ( )Q0.1 ( )Q0.0 109.3.4 計(jì)數(shù)器及計(jì)數(shù)器指令概述：計(jì)數(shù)器指令中有一個(gè)“計(jì)數(shù)器位”，是一個(gè)一位寄存器，用于儲(chǔ)存計(jì)數(shù)器的狀態(tài)“1”或

9、“0”；還有一個(gè)“當(dāng)前值”，是一個(gè)16位的計(jì)數(shù)器。功能：(以CTU為例)計(jì)算輸入端CU的上升沿個(gè)數(shù)，達(dá)到預(yù)設(shè)值(Preset Value)則置位；類型：加計(jì)數(shù)器CTU ( CounT Up)，減計(jì)數(shù)器CTD( CounT Down)，加減計(jì)數(shù)器CTUD；個(gè)數(shù)：共256個(gè)，C0C255，均可以做上述三種類型計(jì)數(shù)器，但同一編號(hào)只能用作一種。說(shuō)明：輸入端CU有一個(gè)上升沿，則計(jì)數(shù)器當(dāng)前值加1。當(dāng)前值預(yù)設(shè)值PV時(shí)，計(jì)數(shù)器位被置位（常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)打開(kāi)）。R(reset)復(fù)位端ON時(shí)，計(jì)數(shù)器位被復(fù)位，當(dāng)前值清0。預(yù)設(shè)值PV最大32767。LD I0.0LD I0.2CTD C5,100LD I0.0

10、LD I0.2CTU C4,100LD I0.0LD I0.1LD I0.2CTUD C6,100說(shuō)明：輸入端CD有一個(gè)上升沿，則計(jì)數(shù)器從預(yù)設(shè)值PV開(kāi)始減1。當(dāng)前值減至0時(shí)，停止計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器位被置位(常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)打開(kāi))。LD端ON時(shí)，計(jì)數(shù)器位被裝載，當(dāng)前值恢復(fù)為預(yù)設(shè)值PV。說(shuō)明：當(dāng)R端電路斷開(kāi)OFF時(shí)，CU端的上升沿，當(dāng)前值加1；CD端的上升沿，當(dāng)前值減1。當(dāng)前值預(yù)設(shè)值PV時(shí)，計(jì)數(shù)器位置位。當(dāng)R端ON時(shí)，計(jì)數(shù)器復(fù)位，當(dāng)前值清0。I0.0I0.2CUCTUPV100C4R加計(jì)數(shù)器I0.0I0.2CDCTDPV100C5LD減計(jì)數(shù)器I0.0I0.2CUCTUDPV100C6RCDI0.1

11、加減計(jì)數(shù)器PLC梯形圖示例語(yǔ)句表11附唐慶玉老師的email解答，并舉例說(shuō)明CTD的功能：CTD的LD叫“裝載端LOAD”，不是R。當(dāng)LD=1時(shí)（即LD端的觸點(diǎn)閉合），PV端的設(shè)定值被裝載到“當(dāng)前值”，同時(shí)“計(jì)數(shù)器位”復(fù)位，即C50=0。當(dāng)LD=0時(shí)，計(jì)數(shù)器CTD才能減法計(jì)數(shù)。此時(shí)，CD端每來(lái)一個(gè)脈沖上升沿，“當(dāng)前值”減1。當(dāng)“當(dāng)前值”減為0時(shí)，“計(jì)數(shù)器位”置位，即C50=1。注：“當(dāng)前值”復(fù)位和“計(jì)數(shù)器位”復(fù)位是兩種復(fù)位，這兩種復(fù)位不要弄混了。一般教材中將“計(jì)數(shù)器位復(fù)位”都寫(xiě)成“計(jì)數(shù)器復(fù)位”，所以很易搞混。C50是隨便舉的一個(gè)普通的“計(jì)數(shù)器位”，它的編號(hào)從C0到C255都可以?！坝?jì)數(shù)器位”總

12、共256個(gè)，由C0至C255表示，是一位寄存器，它存儲(chǔ)各計(jì)數(shù)器的狀態(tài)。“計(jì)數(shù)器位”也就是形象所說(shuō)的“繼電器的觸點(diǎn)”，它存的值為1表示“繼電器觸點(diǎn)閉合”，它存的值為0表示“繼電器觸點(diǎn)斷開(kāi)”。CTD的LD是“裝載”命令輸入端，這端所外接的觸點(diǎn)閉合時(shí)，LD=1,PV端的設(shè)定值裝入“當(dāng)前值”（“當(dāng)前值”是內(nèi)部一個(gè)16位的計(jì)數(shù)器），同時(shí)“計(jì)數(shù)器位（例如C50）”復(fù)位，即C50=0。只有LD=0時(shí)，計(jì)數(shù)器CTD才能減法計(jì)數(shù)。121235049I0.0C4I0.2計(jì)數(shù)器指令（例9.5） 語(yǔ)句表LD I0.0LD I0.2CTU C4,50LD C4= Q0.1C4( )I0.0I0.2CUCTUPV50C4

13、R加計(jì)數(shù)器Q0.1 計(jì)數(shù)到50，C4位置1在I0.2的上升沿，C4復(fù)位時(shí)序圖PLC梯形圖139.3.5 跳變檢測(cè)指令EU(Edge Up)，ED(Edge Down)語(yǔ)句表LD I0.0EU= M0.0LD I0.1ED= M0.1I0.0接通瞬間（上升沿），M0.0觸點(diǎn)接通一個(gè)掃描周期T。I0.1斷開(kāi)瞬間（下降沿），M0.1觸點(diǎn)接通一個(gè)掃描周期T。功能解釋：M0.0I0.0TI0.1M0.1TP：檢測(cè)正跳變PositiveN：檢測(cè)負(fù)跳變Negative注：M 位存儲(chǔ)器，用于保存繼電器的中間 操作狀態(tài)，位尋址地址M0.0M31.7 P N I0.0I0.1( )( )M0.0 M0.1 T掃描

14、周期PLC梯形圖格式圖形符號(hào)釋義14清華大學(xué)電機(jī)系電工學(xué)教研組唐慶玉編2003年10月16日PLC的I/O分配：I0.0 傳送帶停機(jī)按鈕I0.1傳送帶起動(dòng)按鈕I0.2 產(chǎn)品通過(guò)檢測(cè)器PHQ0.1傳送帶電機(jī)KM1Q0.2機(jī)械手KM2T37定時(shí)器,定時(shí)2秒C100計(jì)數(shù)器，設(shè)定值24例5. 計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉例(類似例9.6)：產(chǎn)品數(shù)量檢測(cè)（跳變檢測(cè)、計(jì)數(shù)）KM2KM1產(chǎn)品通過(guò)檢測(cè)器PH機(jī)械手傳送帶電機(jī)每24個(gè)產(chǎn)品機(jī)械手動(dòng)作1次,每次持續(xù)時(shí)間2秒。I0.215 電機(jī)起動(dòng)后，M0.0產(chǎn)生寬度為一個(gè)掃描周期的正脈沖，使C100復(fù)位 手動(dòng)起、停傳送帶電機(jī)KM1例5（續(xù)） 產(chǎn)品數(shù)量檢測(cè)PLC控制 梯形圖每檢測(cè)到一

15、個(gè)產(chǎn)品，I0.2產(chǎn)生一個(gè)正脈沖， 使C100計(jì)一個(gè)數(shù) C100每計(jì)24個(gè)數(shù)，機(jī)械手KM2動(dòng)作 機(jī)械手動(dòng)作后，延時(shí)2秒，將機(jī)械手 電磁鐵切斷，同時(shí)將C100復(fù)位。C100 復(fù)位后，Q0.2和T37也復(fù)位I0.0I0.1Q0.1Q0.1T37M0.0I0.2Q0.1C100T37C100CTU24CUPVC100RINTONPT20T37P( )Q0.1( )M0.0( )Q0.216例5（續(xù)） 產(chǎn)品數(shù)量檢測(cè)PLC控制 語(yǔ)句表LD I0.1O Q0.0AN I0.0 = Q0.0LD Q0.0EU= M0.0LD I0.2A Q0.0LD M0.0O T37CTU C100,24LD C100AN

16、 T37= Q0.1LD C100TON T37,20I0.0I0.1Q0.0Q0.0T37M0.0I0.2Q0.0C100T37C100CTU24CUPVC100RINTONPT20T37P( )Q0.0( )M0.0( )Q0.1179.3.6 置位指令S（set），復(fù)位指令R（reset） 如果I0.0閉合，從Q0.0開(kāi)始的N位都被置位(1)并保持該狀態(tài)，即使I0.O又?jǐn)嚅_(kāi)，仍保持該狀態(tài)。N=1128 如果I0.1閉合，從Q0.0開(kāi)始的N位都被復(fù)位(1)并保持該狀態(tài)，即使I0.1又?jǐn)嚅_(kāi)，仍保持該狀態(tài)。N=1128I0.0Q0.0I0.1LD I0.0S Q0.0, 1LD I0.1R Q

17、0.0, 1梯形圖格式：I0.0I0.1( )Q0.0SN( )Q0.0RNI0.0I0.1( )Q0.0S1( )Q0.0R1例：語(yǔ)句表18例6 （例9.7）已知梯形圖和I0.0的波形，畫(huà)出Q0.0的波形PC4I0.0Q0.0I0.0M0.1M0.0100( )INTONPTT37M0.1SM0.5T37CUCTUPV80C4RQ0.0M0.2( )M0.1R1NM0.1S1( )M0.0( )M0.2( )Q0.0SM0.5提供周期為1秒的時(shí)鐘脈沖，即每1秒此觸點(diǎn)閉合一次0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I0.0Q0.0M0.0M0.1T37C4t/sC4開(kāi)

18、始計(jì)數(shù)T37定時(shí)時(shí)間到T37開(kāi)始定時(shí)C4計(jì)數(shù)80滿I0.0=1時(shí)Q0.0=1檢測(cè)I0.0的正跳變，使M0.0接通一個(gè)掃描周期M0.0=1時(shí)使M0.1置1199.3.7 數(shù)據(jù)傳送指令(字節(jié)字雙字實(shí)數(shù)塊) 如果I0.0的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，VB0單元中的一個(gè)8位數(shù)被傳送到VB24單元。傳送后，VB0單元中的數(shù)不變。IN輸入端可以是立即數(shù) (十進(jìn)制表示，取值范圍0255，255=28-1)。 如果I0.0的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，VB0、VB1連續(xù)兩個(gè)單元中的一個(gè)16位數(shù)被傳送到VB24、VB25單元。 傳送后，VB0、VB1單元中的數(shù)不變。IN輸入端可以是立即數(shù) (十進(jìn)制表示，取值范圍065535，65535=2

19、16-1)。LD I0.0MOVB VB0,VB24LD I0.0MOVW VW0, VW24字節(jié)傳送(1字節(jié)=8位)I0.0VB0ENINMOV-BENOOUTVB24字傳送(1字=2字節(jié))I0.0VW0ENINMOV-WENOOUTVW24V 變量存儲(chǔ)器PLC梯形圖示例語(yǔ)句表209.3.8 移位和循環(huán)移位指令功能：輸入VB0的值，循環(huán)左移1位，輸出到QB0字節(jié)循環(huán)左移指令 RLB(Repeat Left Byte?)LD I0.0MOVB VB0,QB0RLB QB0,1LD I0.1MOVB VB1, QB1RRB QB1, 2功能：輸入VB1的值，循環(huán)右移2位，輸出到QB1字節(jié)循環(huán)右移

20、指令（RRB）高位低位低位高位若VB0改為QBO,此條語(yǔ)句取消I0.0VB0ENINROL BENOOUTQB0N1I0.1VB1ENINROR BENOOUTQB1N221例7. 數(shù)據(jù)傳送指令、移位指令應(yīng)用舉例：LED指示燈循環(huán)左移（Q0.0QO.7)顯示（教材P289例9.8）外部接線圖I0Q0輸入指示燈輸出指示燈輸入按鍵S7-200型PLC控制器24V.0 .1 .2 .3 .4 .5 .6 .7Q1.0 .1 .2 .3 .4 .5 .6 .7I1S1S2COMI24V+24VCOMSCOMII0.0I0.1RUNTERMSTOP停止起動(dòng)CPU22422字節(jié)傳送指令（MOVB）字節(jié)循環(huán)

21、左移指令（RLB）LD I0.0O M0.0AN I0.1= M0.0LD M0.0EU= M0.1LD M0.0A M0.1MOVB 1,QB0QB0.7 .6 .5 .4 .3 .2 .1 .0例7（續(xù)）LED指示燈循環(huán)左移顯示LD SM0.5EU= M0.2LD M0.0A M0.2RLB QB0,1將M0,0作為中間繼電器使用SM0.5提供周期為1秒的時(shí)鐘脈沖，即每1秒此觸點(diǎn)閉合一次I0.1I0.0M0.0M0.0QB0M0.0M0.0P1ENINMOV-BENOOUTQB0SM0.5QB0ENINROL BENOOUTN1M0.2M0.1( )M0.0( )M0.1( )M0.2P檢測(cè)M0.0的正跳變，使M0.1接通一個(gè)掃描周期M0.1接通時(shí)，將QB0置出始值1檢測(cè)SM0.5的正跳變，將M0.2接通一個(gè)掃描周期M0.2每接通一次，QB0循環(huán)左移一位23第一部分 上機(jī)操作練習(xí)第二部分 1. 三相異步電機(jī)正反轉(zhuǎn)控