可編程控制器教（學(xué)）案

教學(xué)容注意點(diǎn)配時(shí)

緒論

1、PLC的產(chǎn)生

20世紀(jì)60年代末，在可編程控制器出現(xiàn)以前，繼電器控制在工業(yè)領(lǐng)域占PLC的產(chǎn)10

主導(dǎo)地位，由此構(gòu)成的控制系統(tǒng)都是按預(yù)先設(shè)定好的時(shí)間或條件順序地工作，生

若要改變控制順序就要改變控制系統(tǒng)的硬件接線，通用性和靈活性較差。當(dāng)時(shí)，

計(jì)算機(jī)技術(shù)也開始應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域，但由于價(jià)格高、編程難度大以及難于

適用惡劣工業(yè)環(huán)境等原因，未能在工業(yè)控制領(lǐng)域獲得推廣。

20世紀(jì)60年代末，美國汽車制造工業(yè)競爭十分激烈。為了適應(yīng)生產(chǎn)工藝

不斷的更新，要求尋找一種比繼電器控制更可靠、功能更齊全、響應(yīng)速度更快

的新型工業(yè)控制器，盡可能減少控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造時(shí)間和成本，以滿足市場

競爭需求。1968年美國最大的汽車制造商一一通用汽車公司(GM)從用戶角度

提出了新一代控制器應(yīng)具備的十大條件，立即引起了開發(fā)熱潮。主要容是：

(1)編程方便，可現(xiàn)場修改程序；

(2)維修方便，采用插件式結(jié)構(gòu)；

(3)可靠性高于繼電器控制系統(tǒng)；

(4)體積小于繼電器控制盤；

(5)數(shù)據(jù)可直接送入計(jì)算機(jī)管理；

(6)成本可與繼電器控制盤競爭；

(7)輸入可為市電；

(8)輸出可為市電，容量要求在2A以上，可直接驅(qū)動(dòng)接觸器、電磁閥等；

(9)擴(kuò)展系統(tǒng)時(shí)，原系統(tǒng)變更少；

(10)用戶存儲(chǔ)器大于4KB。

這些條件實(shí)際上是將繼電器控制的優(yōu)點(diǎn)與計(jì)算機(jī)控制的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，并

將繼電器控制的硬件接線邏輯轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)的軟件邏輯的設(shè)想。1969年，美國

數(shù)字設(shè)備公司(DEC)成功研制出了世界上第一臺(tái)可編程控制器PDPT4,用于

通用汽車公司生產(chǎn)線，取得了滿意的效果。

2、PLC的發(fā)展10

PLC的出現(xiàn)引起了世界各國的普遍重視。日本日立公司從美國引進(jìn)了PLC技PLC的發(fā)

術(shù)，于1971年試制成功了日本第一臺(tái)PLC；1973年德國西門子公司獨(dú)立研制成展

功了歐洲第一臺(tái)PLC；我國從1974年開始研制PLC,1977年開始工業(yè)應(yīng)用。

從PLC產(chǎn)生到現(xiàn)在，經(jīng)歷了四次換代。其過程如下：

第一代PLC(1969-1972)：采用1位機(jī)開發(fā)，用磁芯存儲(chǔ)器存儲(chǔ)，只具有

單一邏輯控制功能，機(jī)種單一，沒有形成系列化。

第二代PLC(1973-1975)：采用8位微處理器及半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，增加了數(shù)

字運(yùn)算、傳送、比較等功能，能實(shí)現(xiàn)模擬量的控制，開始具備自診斷功能，初

步形成系列化。

第三代PLC(1976-1983)：采用高性能8位微處理器及位片式微處理器，

處理速度有所提高，向多功能及聯(lián)網(wǎng)通信發(fā)展，增加了多種特殊功能，如浮點(diǎn)

運(yùn)算、三角函數(shù)運(yùn)算、表處理、脈寬調(diào)制輸出等，自診斷功能及容錯(cuò)技術(shù)發(fā)展

迅速。

第四代PLC(1983年至今)：采用16位、32位微處理器及高性能位片式微

處理器，使第四代PLC產(chǎn)品成為具有邏輯控制功能、過程控制功能、運(yùn)動(dòng)控制

功能、數(shù)據(jù)處理功能、聯(lián)網(wǎng)通訊功能的真正名符其實(shí)的多功能控制器。

教學(xué)容注意點(diǎn)配時(shí)

3、PLC的應(yīng)用

(1)開關(guān)量邏輯控制PLC的應(yīng)15

應(yīng)用于注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電用

鍍流水線及電梯控制等。

(2)閉環(huán)過程控制

應(yīng)用于塑料擠壓成型機(jī)、加熱爐、熱處理爐、鍋爐等設(shè)備，以及輕工、化

工、機(jī)械、冶金、電力、建材等行業(yè)。

(3)運(yùn)動(dòng)控制

應(yīng)用于金屬切削機(jī)床、金屬成形機(jī)械、裝配機(jī)械、電梯等場合。

(4)數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用

于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。

(5)通信及聯(lián)網(wǎng)

PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。

4、PLC的分類PLC的分20

(1)按控制規(guī)模分類類

PLC按控制規(guī)模(即I/O點(diǎn)數(shù))可分為小型機(jī)、中型機(jī)和大型機(jī)3類。

I/O點(diǎn)總數(shù)在256點(diǎn)以下的為小型機(jī)。適合用于單機(jī)控制或小型系統(tǒng)的控

制。I/O點(diǎn)總數(shù)在256點(diǎn)7024點(diǎn)之間的為中型PLC。適用于中型或大型控制系

統(tǒng)的控制。I/O點(diǎn)總數(shù)在1024點(diǎn)以上的為大型PLC。不僅可以用于對設(shè)備進(jìn)行

直接控制，可以對多個(gè)下一級的PLC進(jìn)行監(jiān)控，還可以完成現(xiàn)代化工廠的全面

管理和控制任務(wù)。

(2)按結(jié)構(gòu)分類

PLC按結(jié)構(gòu)分，可以分為整體式和模塊式兩大類。

整體式結(jié)構(gòu)的PLC把電源、CPU、存儲(chǔ)器和I/O系統(tǒng)都集成在一個(gè)單元，

該單元叫做基本單元。一個(gè)基本單元就是一臺(tái)完整的PLC。整體式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

是結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕，容易裝配在設(shè)備的部，適合于設(shè)備的單機(jī)控制。

其缺點(diǎn)是主機(jī)I/O點(diǎn)數(shù)固定，使用不夠靈活，維修也不夠方便。模塊式結(jié)構(gòu)的

PLC是把PLC系統(tǒng)的各個(gè)組成部分按功能分成若干個(gè)模塊特點(diǎn)是CPU、輸入和

輸出均為獨(dú)立的模塊。模塊尺寸統(tǒng)一、安裝整齊、I/O點(diǎn)選型自由，并且安裝

調(diào)試、擴(kuò)展和維修方便。模塊式PLC的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價(jià)格較高。

(3)按功能分類

PLC按功能分，可以分為低檔機(jī)、中檔機(jī)和高檔機(jī)3類。

(4)按產(chǎn)地分類

按產(chǎn)地分，可分為日系、歐美、韓臺(tái)、大陸等。其中日系具有代表性的

為三菱、歐姆龍、松下、光洋等；歐美系列具有代表性的為西門子、A-B、通

用電氣、儀表等；韓臺(tái)系列具有代表性的為LG、臺(tái)達(dá)等；大陸系列具有代表性

的為合利時(shí)、中控等；

教學(xué)容注意點(diǎn)配時(shí)

5、PLC的特點(diǎn)

PLC把計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和繼電器控制技術(shù)融合在一起，兼具有計(jì)算機(jī)的功PLC的特10

能完備、靈活性強(qiáng)、通用性好以及繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、維修方便的特點(diǎn)

點(diǎn)，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

(1)可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)

(2)配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)

(3)系統(tǒng)的安裝簡單，維護(hù)方便，容易改造

(4)編程簡單易學(xué)

(5)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試周期短

(6)體積小，重量輕，能耗低

模塊一從傳統(tǒng)的電氣控制到PLC

一、PLC定義

PLC定義5

1985年，國際電工委員會(huì)(IEC)專門為可編程控制器下了嚴(yán)格的定義：

“PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它

采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、

計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(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。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控

制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。”

PLC控制

二、PLC控制與繼電器控制的比較(復(fù)習(xí)繼電器控制系統(tǒng)、講解下圖，總結(jié)區(qū)

與繼電器

別)10

控制的比

較

10.010.1Q0.0

——()

-II-

Q0.0

***強(qiáng)調(diào)***

-11-I

常開觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)線圈

教學(xué)容注意點(diǎn)配時(shí)

(1)器件組成不同器件組成

[繼：器件多、體積大，故障率高；

[PLC：器件少、體積小，結(jié)構(gòu)緊湊

J繼：硬觸點(diǎn)、硬線(硬件控制，動(dòng)作慢，弧光放電嚴(yán)重)

[PLC：軟觸點(diǎn)、軟線(軟件控制，動(dòng)作快)

(2)工作方式不同工作方式10

[繼：并行

[PLC：串行

(3)實(shí)施控制的方式不同

[繼：由硬接線完成功能

(PLC：通過程序完成功能

功，能“改人變》時(shí),《1繼：拆”線、一接…線，更換元件，麻煩

(PLC：修改程序，方便

(4)系統(tǒng)開發(fā)周期(設(shè)計(jì)、施工與調(diào)試)

f繼：長

V

[PLC：短

(5)觸點(diǎn)數(shù)量

J繼：有限

[PLC梯形圖：無限對

(6)PLC自檢與監(jiān)控功能比繼強(qiáng)

(7)PLC適用圍廣

(8)PLC可靠性高

教學(xué)容注意點(diǎn)配時(shí)

三、PLC的基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)

PLC主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編,程裝置等組成，如圖所示。10

PLC的特殊功能模塊用3實(shí)現(xiàn)某些特殊功能。

可編程控由1器

按鈕1---工rl―L一j接觸器

選擇開關(guān)~「----層----電磁閥

LFCPU

一/模塊

限位開關(guān)__n_

—O―指示燈

電源_|,_____

—O-?電源

編程裝置

J-、

CPU模塊：大腦和心臟。PLC控制的中樞，其性能決定了PLC的性能。

f(l)微處理器：采集輸入f執(zhí)行程序f刷新輸出

組成.

[(2)存儲(chǔ)器：(ROM、RAM、EPROM、E2PROM)存程序和數(shù)據(jù)

2、I/O模塊：眼、耳、手、腳。聯(lián)系外部現(xiàn)場設(shè)備和CPU模塊的橋梁20

r(i)輸入模塊：接收和采集輸入信號(hào)

P)開關(guān)量輸入：按鈕、選擇開關(guān)、撥碼開關(guān)、限位開關(guān)、接近開關(guān)等

U)模擬量輸入：電位器、測速發(fā)電機(jī)和各種變送器

分為4

(2)輸出模塊：控制輸出

fi)開關(guān)量輸出：接觸器、電磁閥、電磁鐵、指示燈、數(shù)字量顯示報(bào)警裝置

[[2)模擬量輸出：調(diào)節(jié)閥、變頻器

***注意***

(1)輸入接口采用光電耦合器將PLC與現(xiàn)場設(shè)備隔離起來，提高抗干擾性能。

f(l)直流輸入型

兩類《

〔(2)交流輸入型

(2)輸出接口有3種類型：

[<1)繼電器輸出：有觸點(diǎn)輸出方式，可通斷開關(guān)頻率較低的直流負(fù)載或交流負(fù)載

3種，(2)晶閘管輸出：無觸點(diǎn)輸出方式，可通斷開關(guān)頻率較高的交流負(fù)載

[(3)晶體管輸出型：無觸點(diǎn)輸出方式，帶直流負(fù)載

3、編程器：對用戶程序進(jìn)行編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視。

,f(l)PLC專用編程器(手持式、臺(tái)式)

分為《

((2)基于計(jì)算機(jī)的PLC編程器：編程軟件

4、電源：AC220V或DC24V

5、通訊接口：用于PLC與編程器、計(jì)算機(jī)、變頻器、觸摸屏及其他智能設(shè)備

之間的連接。

教學(xué)容注意點(diǎn)配時(shí)

四、PLC的軟件PLC的軟15

PLC軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)共同構(gòu)成了可編程控制系統(tǒng)。件

1、軟件構(gòu)成

［（1）系統(tǒng)程序：由廠家編寫，用于時(shí)序管理、存儲(chǔ)空間分配、系統(tǒng)自檢和1目戶程序翻訪:等

分為《

1（2）用戶程序：實(shí)現(xiàn)一定控制功能的程序

2、編程語言

PLC與個(gè)人計(jì)算機(jī)相比，PLC硬件，軟件是封閉的，各PLC設(shè)備無法兼容，

1994年5月IEC公布了PLC標(biāo)準(zhǔn)IEC61131,有5部分組成：通用信息、設(shè)備

與測試要求、編程語言、用戶指南和通信。IEC61131-3是世界上第一個(gè)，也是

至今為止唯一的工業(yè)控制系統(tǒng)的編程語言標(biāo)準(zhǔn)。詳細(xì)的說明了句法、語義和下

述5種編程語言。

（1）順序功能圖（SFC）

位于其他編程語言之上的圖形語言，用來編制順序控制的程序。提供了一25

種組織程序的圖形方法。

1）編寫時(shí)，工藝過程被劃分為若干個(gè)順序出現(xiàn)的步，每步中包括控制輸

出的動(dòng)作，從一步到另一步的轉(zhuǎn)換由轉(zhuǎn)換條件來控制，特別適合于生產(chǎn)制造過

程。

2）在順序控制功能圖中，可使用其他的語言嵌套編程。

3）代表平臺(tái)西門子S7-300（S7-Gragh）可實(shí)現(xiàn)將順序功能圖轉(zhuǎn)成

PLC能識(shí)別的語言。

（2）梯形圖（LAD）

源自于繼電器電氣原理圖。

1）使用最多的PLC語言

2）屬圖形編程語言、直觀易槿，不適合大型程序控制

3）適合于熟悉繼電器控制系統(tǒng)的電氣人員

4）組成：由觸點(diǎn)、線圈和用方框表示的功能塊組成

組成元素含義代表器件10

觸點(diǎn)輸入條件開關(guān)、按鈕、部條件

線圈輸出結(jié)果控制外部器件/部輸出

功能塊附加指令定時(shí)器、計(jì)數(shù)器和數(shù)學(xué)運(yùn)算指令等

5）梯形圖中的概念

能流：假想的電流（注：將能流的概念引入PLC中）

網(wǎng)絡(luò)：由觸點(diǎn)和線圈構(gòu)成的獨(dú)立電路

（3）語句表/助記符（STL）

是一種類似于微機(jī)匯編語言的文本編程語言，由多條語句組成一個(gè)程序

段，可讀性差，但是最基本的編程語言。

由操作碼（告知PLC應(yīng)做什么）和操作數(shù)（操作碼操作的對象）組成。

（4）功能塊圖（FBD）

用類似于“與門”“或門”的框圖表示邏輯運(yùn)算關(guān)系，方框的左側(cè)為邏輯

運(yùn)算的輸入變量，右側(cè)為輸出變量，輸入輸出端的小圓圈表示''非"運(yùn)算，方

框用導(dǎo)線連在一起，信號(hào)自左向右。

教學(xué)容注意點(diǎn)配時(shí)

DI0.00Q0.0ANID.1=Q0.0

10.010.1Q0.0

-II

-()10.010

OR

-II00.0—

Q0.0

a）梯形圖b）語句表c）功能塊圖

（5）結(jié)構(gòu)化文本(ST)

高級編程語言。與梯形圖相比，它能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，編寫的程序非常結(jié)構(gòu)化又

本

簡潔和緊湊。

教學(xué)容注意點(diǎn)配時(shí)

五、PLC的工作原理35

1、工作方式工作方式

繼電器控制系統(tǒng)：并行。若這個(gè)繼電器的線圈通電或斷電，該繼電器所有

的觸點(diǎn)無論在繼電器控制線路的哪個(gè)位置上都會(huì)立即同時(shí)動(dòng)作。

PLC控制系統(tǒng)：串行。順序邏輯掃描用戶程序的方式。

2、掃描過程掃描過程

PLC投入運(yùn)行后，工作過程一般分為輸入采樣、執(zhí)行程序、處理通訊請求、

CPU自診斷和輸出刷新五個(gè)階段。完成上述五個(gè)階段稱為一個(gè)掃描周期。典型

值l-100mso

1）輸入采用階段

以掃描方式依次讀入狀態(tài)和數(shù)據(jù)存入輸入映像寄存器。采樣后，轉(zhuǎn)入下幾

個(gè)階段，在下幾個(gè)階段將不讀取輸入，即使輸入有變化，輸入映像寄存器容也

不變，因此，要求輸入信號(hào)寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況

下該輸入均能被讀入。

2）執(zhí)行用戶程序階段

PLC用戶程序由若干條指令組成。該階段，PLC總是從第一條指令開始，

逐條順序的執(zhí)行用戶程序。

3）處理通訊請求階段

處理從通訊口和智能模塊接收到的信息。

4）CPU自診斷階段

自診斷測試包括定期檢查CPU模塊的操作和擴(kuò)展模塊狀態(tài)是否正常，將監(jiān)

控定時(shí)器復(fù)位等。

5）輸出刷新階段

20

CPU按輸出映像寄存器刷新輸出鎖存器，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)外設(shè)。

I/O響應(yīng)時(shí)間：由輸入延遲、輸出延遲和程序執(zhí)行三部分決定。

原因：PLC采用掃描工作方式，且對輸入、輸出信號(hào)只在每個(gè)掃描周期的固定

時(shí)間集中輸入和輸出，所以會(huì)產(chǎn)生輸出信號(hào)相對輸入信號(hào)滯后的現(xiàn)象。掃描周

期越長，滯后現(xiàn)象越嚴(yán)重。

教學(xué)容注意點(diǎn)配時(shí)

3、工作原理

工作原理20

1）讀輸入：S7-200將物理輸入點(diǎn)上的狀態(tài)復(fù)制到輸入過程映像寄存器。

2）執(zhí)行程序：S7-200執(zhí)行程序指令并將數(shù)據(jù)存在變量存儲(chǔ)器中。

3）處理通訊請求及執(zhí)行CPU自診斷：執(zhí)行通訊任務(wù)，檢查硬件、程序存儲(chǔ)

器和擴(kuò)展模塊是否工作正常。

4）寫輸出：將輸出映像寄存器中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)復(fù)制到物理輸出點(diǎn)。

六、PLC的性能及選型

性能指標(biāo)15

1、性能指標(biāo)

1）I/O點(diǎn)數(shù)

2）存儲(chǔ)器容量

3）指令的種類和數(shù)量

4）掃描速度

5）部寄存器的種類和數(shù)量

6）通訊能力

7）智能模塊

8）擴(kuò)展能力

2、選型

1）PLC的類型

2）輸入輸出模塊的選擇

3）電源的選擇

4）存儲(chǔ)器的選擇

5）經(jīng)濟(jì)性的考慮

教學(xué)容注意點(diǎn)配時(shí)

模塊二認(rèn)識(shí)S7-200系列PLC

一、S7-200系列PLC的硬件20

1、5種型號(hào)CPU及I/O點(diǎn)數(shù)編址PLC的硬

件

1）CPU221222224224XP226

6入/4出8入/6出14入/10出14入/10出24入/16

出

2AI/1AQ

**以224XP為例**編址：10.0Q0,0

10.1Q0.1

11.5Q1.1

AIWOAQWO

AIW2

2）擴(kuò)展能力

擴(kuò)展能力

CPU221222224224XP22620

模塊數(shù)無2777

數(shù)字I/O點(diǎn)無78168168248

模擬I/O點(diǎn)無10353835

2、S7-200PLC外部結(jié)構(gòu)及各部件作用

1）輸入接線端子2）輸出接線端子

3）CPU狀態(tài)指示

SF：系統(tǒng)故障STOP：停止?fàn)顟B(tài)RUN：運(yùn)行狀態(tài)

4）輸入狀態(tài)指示5）輸出狀態(tài)指示

6）擴(kuò)展接口7）通訊接口

8）模擬電位器

教學(xué)容注意點(diǎn)配時(shí)

3、給PLC供電

給PLC供

有直流供電和交流供電兩種方式。電10

24VDC85-265VAC

口

□ML+DCO卜L1AC

a）直流供電b）交流供電

4、輸入輸出接線輸入輸出

輸入為直流雙向光電耦合輸入。接線

輸出有繼電器和直流兩種類型。

例：CPU224DC/DC/DC：

直流24V輸入/提供直流24V直流/直流輸出

CPU224AC/DC/繼電器：

交流輸入電源/提供直流24V給外元件/繼電器輸出

|占0：C).1...

'-

1M1L+0.00.1..1L0.00.1...

a）輸入接線b）直流輸出接線c）交流輸出接線

5、擴(kuò)展模塊

擴(kuò)展模塊25

（1）輸入輸出擴(kuò)展模塊

1）數(shù)字量I/O擴(kuò)展模塊

EM2218入EM2228出EM2238入/8出16入/16出32

入/32出

2）模擬量I/O擴(kuò)展模塊

EM2313AI/4AIEM2322A0EM2353AI/1A0

3）地址分配/擴(kuò)展

a、編址規(guī)則

①同類型I/O點(diǎn)的模塊進(jìn)行順序編址。

②其他類型模塊的有無及所處位置不影響本類型模塊編號(hào)。

教學(xué)容注意點(diǎn)配時(shí)

③對數(shù)字量模塊，CPU以字節(jié)為單元分配地址。本模塊高位實(shí)際位數(shù)未滿

8位的未用位不能分配給I/O鏈的后續(xù)模塊。

④存儲(chǔ)一個(gè)模擬量需要2個(gè)字節(jié)，CPU分配給模擬量模塊的地址以兩點(diǎn)（4

個(gè)字節(jié)）方式遞增。

b、例題：給下列模塊分配地址

主機(jī)模塊0模塊1模塊2模塊3模塊4

CPU224X4輸入4AI4輸入4AI4輸出

P4輸出2A01A0

10.0Q0.012.0Q2.0AIW4AQW413.0AIW12AQW8Q3.0

10.1Q0.112.1Q2.1AIW6AQW613.1AIW14Q3.1

10.2Q0.212.2Q2.2AIW813.2AIW16Q3.2

....12.3Q2.3AIW1013.3AIW18Q3.3

11.5QI.1

AIWOAQWO

AIW2

（2）通訊擴(kuò)展模塊通訊擴(kuò)展

模塊

1）調(diào)制解調(diào)器EM2412）PROFIBUS從站模塊EM277

3）AS接口模塊CP243-24）以太網(wǎng)模塊CP243T5）工廠模塊CP243TIT

（3）通訊擴(kuò)展模塊

1）定位模塊2）溫度檢測模塊

作業(yè)：如何給PLC進(jìn)行供電？

教學(xué)容注意點(diǎn)配時(shí)

任務(wù)二S7-200系列PLC的存結(jié)構(gòu)與尋址方法

PLC存分為：10

［程序存儲(chǔ)區(qū)：存程序

＜數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)：存放1/0狀態(tài)及中間運(yùn)行結(jié)果。

［是用戶實(shí)現(xiàn)各種控制任務(wù)所必須掌握的內(nèi)部資源。

PLC運(yùn)行時(shí)需要處理的數(shù)據(jù)類型和功能往往是不同的，這些不同類型的數(shù)據(jù)

被存放在不同的存儲(chǔ)空間，從而形成不同的數(shù)據(jù)區(qū)。

S7-200的數(shù)據(jù)區(qū)分為：數(shù)字量輸入/輸出映像區(qū)、模擬量輸入/輸出映像區(qū)、

變量存儲(chǔ)器區(qū)、位存儲(chǔ)器區(qū)、特殊存儲(chǔ)器區(qū)、定時(shí)器存儲(chǔ)器區(qū)、計(jì)數(shù)器存儲(chǔ)器

區(qū)、高速計(jì)數(shù)器區(qū)和累加器區(qū)。

一、S7-200的數(shù)據(jù)區(qū)

S7-20010

1、數(shù)字量輸入/輸出映像區(qū)

的數(shù)據(jù)區(qū)

1）輸入繼電器I

①為保存當(dāng)前輸入端信號(hào)狀態(tài)開辟的一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)，用I表示；

②當(dāng)控制信號(hào)接通時(shí)，輸入繼電器線圈得電，對應(yīng)的映像寄存器位為“1”，

部常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開；

③尋址方式：位、字節(jié)、字或雙字。

*用位表示：

10.0--115.7共128點(diǎn)。

例：H.0表明這個(gè)輸入點(diǎn)是第1個(gè)字節(jié)的第。位。

*用字節(jié)表示：

IB0--IB15共16個(gè)字節(jié)。

例：IB1表明這個(gè)輸入字節(jié)是第1個(gè)字節(jié)，共8位，第0位是地位，第7位

是高位。

*用字表示：

IW0--IW14共8個(gè)字節(jié)。

一個(gè)字包含兩個(gè)連續(xù)的字節(jié)，低位字節(jié)是高8位，高位字節(jié)是低8位。

例：IW0中的IB0是高8位，IB1是低8位。

教學(xué)容注意點(diǎn)配時(shí)

*用雙字表示：

IDO、ID4、11)8、ID12共4個(gè)雙字。

IDO中的IB0是高8位~IB3是低8位。

10

石10.0Q0.0

SB110.010.1Q0.0

10.1

uu()

SB2

IM

2M0().()

-220V

-OC

**先講SB2用常開的情況，再講用常閉的情況**

2)輸出繼電器Q

①為保存當(dāng)前輸出信號(hào)狀態(tài)開辟的一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)，用Q表示；

②通過程序可使其線圈通電，對應(yīng)的常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開；

③尋址方式：位、字節(jié)、字或雙字。

位：QO.0~Q15.7共128個(gè)點(diǎn)

字節(jié)：QB0~QB15共16個(gè)字節(jié)

字：QW0~QW14共8個(gè)字

雙字：QD0'QD12共4個(gè)雙字

注：實(shí)際沒有使用的輸入端/輸出端的映像區(qū)的存儲(chǔ)單元可做中間繼電器

使用。10

2、模擬量輸入/輸出映像區(qū)

1)AIE

模擬量輸

為模擬量輸入信號(hào)開辟的一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)，數(shù)據(jù)類型：字(16bit),AIWO,

入/輸出

AIW2"AIW30共16路AI。

映像區(qū)

注：模擬量輸入值為只讀數(shù)據(jù)。

2)AQ區(qū)

為模擬量輸出信號(hào)開辟的一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)，數(shù)據(jù)類型：字(16bit),AQWO、

AQW2~AQW30共16路AQ。注：該區(qū)數(shù)據(jù)只寫。

教學(xué)容注意點(diǎn)配時(shí)

3、變量存儲(chǔ)區(qū)（V區(qū)）變量存儲(chǔ)

區(qū)

為保存過程變量和數(shù)據(jù)而建立的一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)，用V表示。10

尋址方式：位、字節(jié)、字和雙字

位：VO.075119.7共40960個(gè)點(diǎn)

字節(jié):VB0~VB5119共5120個(gè)字節(jié)

字：VW0~VW5118共2560個(gè)字

雙字：VD0~VD5116共1280個(gè)雙字

注：該區(qū)數(shù)據(jù)可以是輸入，也可以是輸出。

4、位存儲(chǔ)器區(qū)（M區(qū)）中間繼電器

為保存標(biāo)志位數(shù)據(jù)而建立的一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)，用M表示。位存儲(chǔ)器

尋址方式：位、字節(jié)、字和雙字區(qū)

位:M0.0~M3L7共256個(gè)點(diǎn)

字節(jié)：MB0~MB31共32個(gè)字節(jié)

字:MW0~MW30共16個(gè)字

雙字：MD0~MD28共8個(gè)雙字

5、順序控制繼電器區(qū)（S區(qū)）

根據(jù)順序控制的特點(diǎn)和要求設(shè)計(jì)的，是S7-200CPU為順序控制繼電器的數(shù)10

據(jù)而建立的一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)，用S表示。

在順序控制過程中用于組織步進(jìn)過程的控制。

尋址方式：位、字節(jié)、字和雙字

位:S0.0~S3L7共256個(gè)點(diǎn)

字節(jié)：SB0~SB31共32個(gè)字節(jié)

字:SW0~SW30共16個(gè)字

雙字：SD0~SD28共8個(gè)雙字

6,局部變量存儲(chǔ)器區(qū)（L區(qū)）

S7-200有64個(gè)字節(jié)的局部變量存儲(chǔ)器。

**與變量存儲(chǔ)器的區(qū)別：

教學(xué)容注意點(diǎn)配時(shí)

［變量存儲(chǔ)區(qū)：全局有效，同一存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)可在任何時(shí)間被任何程序存取。

1局部變量區(qū)：局部有效，存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)只能在特定時(shí)間被特定程序存取。

注：I）S7-200有64個(gè)字節(jié)的局部變量存儲(chǔ)器。分時(shí)地分配給主程序、

10

子程序和中斷程序使用。

2）S7-200根據(jù)需要自動(dòng)將局部變量分給相應(yīng)的程序。即：主程序之行時(shí)，

分配給子程序和中斷程序的局部變量是不存在的。出現(xiàn)中斷或調(diào)用一個(gè)子程序

時(shí)，需要分配局部變量。新的局部變量在分配時(shí)，可重新使自己分配給不同子

程序或中斷程序的相同局部變量。

尋址方式：位、字節(jié)、字和雙字

位:LO.0~S63.7共512個(gè)點(diǎn)

字節(jié)：LB0~LB63共64個(gè)字節(jié)

字：LW0~LW62共32個(gè)字

雙字：LD0~LD60共16個(gè)雙字

7、定時(shí)器存儲(chǔ)區(qū)（T）定時(shí)器存

T0~T255共256個(gè)定時(shí)器。儲(chǔ)區(qū)

有兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：一是定時(shí)器的輸出狀態(tài)；二是定時(shí)器的設(shè)定值和當(dāng)前值。

8、計(jì)數(shù)器區(qū)（C）

C0~C255共256個(gè)計(jì)數(shù)器。具有計(jì)數(shù)功能的元件。10

9、高速計(jì)數(shù)器HSC（6個(gè)）

10、累加器區(qū)（AC區(qū)）

4個(gè)32位的累加器（AC0"AC3）e

尋址方式：字節(jié)、字或雙字

11、特殊存儲(chǔ)器區(qū)（SM區(qū)）

二、S7-200的尋址方式尋址方式

PLC編程語言基本單位是語句，組成語句的是指令。每條指令由兩部分組

成：操作碼、操作數(shù)。操作碼指出指令的功能，操作數(shù)指明了操作碼所需的數(shù)。

尋址：尋找操作數(shù)的過程。

尋址方式：立即尋址、直接尋址、間接尋址

教學(xué)容注意點(diǎn)配時(shí)

1、立即尋址：操作數(shù)在指令中給出。

MOVD2505,VD500；將2505傳到了VD500中

2505為立即數(shù)，立即數(shù)可以為字節(jié)、字或雙字10

注：CPU可以以二進(jìn)制、十進(jìn)制、A$II碼方式和浮點(diǎn)數(shù)方式存儲(chǔ)，二進(jìn)制：

2#1001；十進(jìn)制：20047；十六進(jìn)制16#4E4F；ASII碼:'good'。

2、直接尋址

在指令中，操作碼后面的操作數(shù)以操作數(shù)所在地址的形式出現(xiàn)。直接尋址

M0VDVD400,VD500

1)位尋址

31

1—?位地址

—>字節(jié)地址

區(qū)域板R識(shí)符2)字節(jié)、字、雙字尋址格式：元件名+數(shù)據(jù)類型+存儲(chǔ)

區(qū)首字書一地址。

IB3由13.0~I3.7共8個(gè)位組成。

VWK)0=VB100+VB101

高位低位

VD1(3O=VB1OO>B1O3

高位低位

3)間接-尋址間接尋址

在推孑令中，操作碼后面的操作數(shù)以操作數(shù)所在地址的地址的形式出現(xiàn)，這

種尋址方一式叫間接尋址。

AC1

V20012

V20134VB202的地址MOVD&VB202,AC"/先建指針

V202___________VB202的地址送AC1

V20378—ACOv

V204A65678M0VW*AC1,ACO//指針AC1所指的值

V205C3傳給AC0

V2062F

V20789

教學(xué)容注意點(diǎn)配時(shí)

任務(wù)三認(rèn)識(shí)S7-200系列PLC的軟件

一、STEP7-Micro/WIN編程軟件介紹30

功能強(qiáng)大，主要用于開發(fā)程序，也可以實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。

1、窗口組件窗口組件

主界面分為：

菜單條、工具條、瀏覽條、指令樹、用戶窗口、輸出窗口和狀態(tài)條。

(1)主菜單

文件、編輯、檢視、PLC、調(diào)試、工具、窗口、幫助

(2)工具條

標(biāo)準(zhǔn)工具條、調(diào)試工具和公用工具條

(3)瀏覽條

為編程提供按鈕控制，可實(shí)現(xiàn)窗口的快速切換。包括：程序塊、符號(hào)表、

狀態(tài)圖表、數(shù)據(jù)塊、系統(tǒng)塊、交叉引用和通訊。

(4)指令樹

分為項(xiàng)目分支與指令分支。

(5)用戶窗口

1)交叉引用

2)數(shù)據(jù)塊

3)狀態(tài)表

4)符號(hào)表

5)程序編輯器

6)指令語言的選擇

7)局部變量表

(6)輸出窗口

(7)狀態(tài)條

30

二、STEP7-Micro/WIN主要編程功能

1、編程元素及項(xiàng)目組件

一個(gè)基本項(xiàng)目包括程序塊、數(shù)據(jù)塊、系統(tǒng)塊、符號(hào)表、狀態(tài)表、交叉引用表。

教學(xué)容注意點(diǎn)配時(shí)

程序塊、數(shù)據(jù)塊、系統(tǒng)塊須下載到PLC,而符號(hào)表、狀態(tài)表、交叉引用表無

須下載到PLCo

2、梯形圖程序的輸入15

梯形圖程

1）建立項(xiàng)目序的輸入

2）輸入程序

3）編輯程序

4）程序的編譯

3、程序的下載、上傳

4、選擇工作方式

5、程序的調(diào)試與監(jiān)控

任務(wù)四編程軟件使用實(shí)踐

一、要求

1、認(rèn)識(shí)S7-200PLC及其與PC機(jī)的通訊

2、練習(xí)使用STEP7-Micro/WIN軟件

3、學(xué)會(huì)程序的輸入和編程方法

4、初步了解程序調(diào)試步驟

二、實(shí)踐指導(dǎo)實(shí)踐指導(dǎo)15

1、認(rèn)識(shí)PLC

2、開機(jī)

3、程序錄入

4、建立符號(hào)表

5、編輯程序并觀察編譯結(jié)果，若指示錯(cuò)誤，則修改，直到編譯成功。

6、下載程序到PLC

7、建立狀態(tài)表

8、運(yùn)行程序

9、進(jìn)入狀態(tài)表監(jiān)控狀態(tài)

教學(xué)容注意點(diǎn)配時(shí)

模塊三PLC的編程基礎(chǔ)

任務(wù)一電動(dòng)機(jī)的自鎖運(yùn)行15

任務(wù)提出：

用PLC控制電動(dòng)機(jī)單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

一、方案1

用基本邏輯指令構(gòu)成啟保停程序。

1、相關(guān)指令(邏輯取/反、與/與反、或/或反)

(1)邏輯取及線圈驅(qū)動(dòng)指令邏輯取及

LD：取指令。用于網(wǎng)絡(luò)塊邏輯運(yùn)算開始的常開觸點(diǎn)與母線相連或分支電路線圈驅(qū)動(dòng)

指令

的開始。

LDN：取反指令。常閉觸點(diǎn)與母線相連。

=:線圈驅(qū)動(dòng)指令。

10.0QO.OLD10.0

11-----------------()

10.1M0.0=Q°.0

T)LDN10.1

M0.1

-----()-MO.0

=MO.1

注：1)“="指令不能用于輸入過程映像寄存器I；

2)“=”指令可以并聯(lián)使用任意次，但不能串聯(lián)使用；

3)同一程序中同一線圈只能出現(xiàn)一次。

(2)觸點(diǎn)串聯(lián)指令15

A：與。單個(gè)常開觸點(diǎn)的串聯(lián)。

AN:與反。單個(gè)常閉觸點(diǎn)的串聯(lián)。

10.0MO.OM0.1Q0.0

TI——II^―()

LD10.0

AM0.0

ANMO.1

=QO.0

教學(xué)容注意點(diǎn)配時(shí)

例題：使用三個(gè)開關(guān)同時(shí)控制一盞燈，要求三個(gè)開關(guān)全閉合時(shí)燈亮，其他情況

燈滅。

10.010.110.2Q0.0

TI——II——II()

(3)觸點(diǎn)并聯(lián)指令

觸點(diǎn)并聯(lián)15

0：或。單個(gè)常開觸點(diǎn)的并聯(lián)。指令

0N：或反。單個(gè)常閉觸點(diǎn)的并聯(lián)。

例題：使用三個(gè)開關(guān)控制一盞燈，需要在任何一個(gè)開關(guān)閉合時(shí)燈都亮

2、解決方案1

(1)I/O分配

輸入輸出

熱繼電器FR10.0接觸器KMQ0.0

停止按鈕SB110.1

啟動(dòng)按鈕SB210.2

(2)繪制PLC硬件接線

ILQ0.0*N

CPU226

2M

1M10.0O.10.

24VFRSB1SB2

教學(xué)容注意點(diǎn)配時(shí)

(3)程序

10.210.010.1QO.O

——ii（）

QO.O

——、方案220

1、1目關(guān)指令（置位/復(fù)位）

(1)置位指令，功能：從bit開始的N個(gè)連續(xù)的位地址置1并保持。置位指令

bit

—（s）

NSbit,N

(2)復(fù)位指令，功能：從bit開始的N個(gè)連續(xù)的位地址清零并保持。

復(fù)位指令

bit

—（R）

NRbit.N

例題

0.0QO.O10.0—H-----------------------

I

n1------（S）|-1

0.1Q0.0

r、2,Q0.1_____

LD10.0

SQ0.0,2

LD10.1

RQ0.0,2

注意

1)引于同一元件可多次使用S/R指令；

2)與掃描方式有關(guān)，當(dāng)置位、復(fù)位指令同時(shí)有效時(shí)，位于后面的指令具有優(yōu)

先權(quán)；

3)P的取值圍「255；

4)S；、R通常成對使用，也可單獨(dú)使用或與功能塊配合使用?？捎肦指令對定

計(jì)、計(jì)數(shù)器進(jìn)行復(fù)位。

教學(xué)容注意點(diǎn)配時(shí)

三、立即觸點(diǎn)指令

立即觸點(diǎn)15

立即指令是為了提高PLC對輸入/輸出的響應(yīng)速度而設(shè)的，不受PLC掃描方指令

式的影響，允許對輸入/輸出點(diǎn)進(jìn)行快速直接存取。

當(dāng)用立即指令讀取輸入點(diǎn)狀態(tài)時(shí)，對