S7-200SMARTPLC應(yīng)用技術(shù)PPT完整全套教學(xué)課件

模塊一PLC基本指令的應(yīng)用模塊1S7-200SMARTPLC基本指令的應(yīng)用.pptx模塊2S7-200SMARTPLC功能指令的應(yīng)用.ppt模塊3順序功能圖編程及應(yīng)用.ppt模塊4S7-200SMART的通信及應(yīng)用.ppt模塊5S7-200SMARTPLC模擬量及運動控制.ppt全套PPT課件2023/8/1

1.2STEP7-Micro.WINSMART編程軟件的使用1.3電動機自鎖控制程序設(shè)計1.1認(rèn)識PLC1.4樓梯照明控制程序設(shè)計目錄Contents2023/8/11.7產(chǎn)品出入庫數(shù)量監(jiān)控程序設(shè)計1.8電動機Y-△降壓啟動控制程序設(shè)計1.63臺電動機順序啟動控制程序設(shè)計1.5電動機單按鈕啟停控制程序設(shè)計目錄Contents2023/8/1【能力目標(biāo)】1．能熟練運用PLC的基本邏輯指令編寫簡單的PLC程序。2．能根據(jù)控制系統(tǒng)輸入信號和輸出信號的要求，設(shè)計出PLC的硬件接線圖，熟練完成PLC的外部接線操作。3．熟練操作STEP7-Micro/WINSMART編程軟件，完成程序的編寫、下載、監(jiān)測等操作，并對PLC程序進行調(diào)試、運行。2023/8/1【知識目標(biāo)】1．掌握PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。2．熟悉S7-200SMART系列PLC的編程元件，掌握主要編程元件的功能和應(yīng)用注意事項。3．3．初步掌握STEP7-Micro/WINSMART編程軟件的基本操作，熟悉軟件的主要功能。4．掌握S7-200SMART系列PLC的基本邏輯指令系統(tǒng)。2023/8/1任務(wù)1.1認(rèn)識PLC01八月2023任務(wù)導(dǎo)入利用接觸器可以實現(xiàn)三相異步電動機的啟停控制，如圖1-1所示。

用接觸器實現(xiàn)電動機的啟停控制電路采用硬件接線安裝而成，可靠性、通用性較差

2023/8/1用PLC控制電動機起停的硬件接線圖主電路仍然不變

控制電路由PLC取代2023/8/1電動機直接起動的PLC程序2023/8/1兩種電氣控制系統(tǒng)對比：

01八月2023相關(guān)知識一、PLC的產(chǎn)生啟動調(diào)用PLC是控制機器動作順序的一種“程控型”設(shè)備是1969年美國人發(fā)明的，大到自動生產(chǎn)線，小到倉庫自動開關(guān)門，應(yīng)用之廣，無孔不入。2023/8/1繼電接觸控制電路硬設(shè)備多、接線復(fù)雜、改變設(shè)計困難、可靠性不高、維修量大2023/8/1產(chǎn)生背景：1968年美國通用汽車公司（GM），為了適應(yīng)汽車型號的不斷更新，生產(chǎn)工藝不斷變化的需要，實現(xiàn)小批量、多品種生產(chǎn)，希望能有一種新型工業(yè)控制器，它能做到盡可能減少重新設(shè)計和更換繼電器控制系統(tǒng)及接線，以降低成本，縮短周期。14GM十條1、編程簡單、可現(xiàn)場修改；2、硬件維護方便、采用插件式結(jié)構(gòu)；3、可靠性高于繼電器接觸控制裝置；4、體積小于繼電器接觸器控制裝置；5、可將數(shù)據(jù)直接送入計算機；6、用戶程序存儲器容量至少可擴展到4KB；7、輸入可以是交流115V；8、輸出為交流115V，能直接驅(qū)動電磁閥、交流接觸器；9、通用性強，擴展方便；10、成本上可與繼電接觸器控制系統(tǒng)競爭。----1968年美國數(shù)字設(shè)備公司----1969年1968年，GM公司提出十項設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)：2023/8/1■1969年，美國數(shù)字設(shè)備公司(DEC)研制出第一臺PLC，并在美國通用汽車自動裝配線上試用，獲得成功。這種新型的電控裝置由于優(yōu)點多、缺點少，很快就在美國得到了推廣應(yīng)用?！鼋?jīng)過多年的發(fā)展，國內(nèi)PLC生產(chǎn)廠約有30家，但尚未形成規(guī)模。國內(nèi)PLC應(yīng)用市場仍然以國外產(chǎn)品為主，如：西門子的S7-200SMART系列、1200系列、1500系列，三菱的FX系列、Q系列，歐姆龍的C200H系列等。PLC是啥設(shè)備？是一種工業(yè)控制裝置。是在電器控制技術(shù)和計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，將自動化技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)控制裝置。通用叫法中文名稱為可編程控制器；英文名稱為ProgrammableLogicController，簡稱PLC。去掉Logic2023/8/11987年，國際電工委員會（IEC）定義：“可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計”。

2023/8/1■PLC是計算機（Computer）技術(shù)、控制（Control）技術(shù)、通信（Communication）技術(shù)（簡稱3C技術(shù)）的綜合體。自動化支柱技術(shù)三足鼎立PLC機器人CADCAM■PLC也承受著來自其它技術(shù)產(chǎn)品的沖擊，尤其是IPC所產(chǎn)生的沖擊。191968年，美國通用（GM）提出設(shè)想1969年，美國數(shù)字（DEC）第一臺1987年，IEC推廣現(xiàn)代主控設(shè)備大容量大型化高速度專用化小型化低成本網(wǎng)絡(luò)化集成化PLC的發(fā)展分方向2023/8/1二、PLC的應(yīng)用與分類1.PLC的應(yīng)用開關(guān)量邏輯控制模擬量過程控制運動控制通信聯(lián)網(wǎng)多級控制現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集處理建筑紡織水處理起重機包裝橡膠礦山食品/飲料制藥通用機械交通玻璃

應(yīng)用領(lǐng)域按結(jié)構(gòu)形式分整體式PLC

將電源、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個機箱內(nèi)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價格低等特點。2．PLC的分類2023/8/1模塊式PLC將PLC各組成部分分別作成若干個單獨的模塊，如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊（有的含在CPU模塊中）以及各種功能模塊。西門子1500PLC2．PLC的分類按結(jié)構(gòu)形式分2023/8/1●按I/O點數(shù)分按結(jié)構(gòu)形式分小型PLCI/O點數(shù)為256點以下的為小型PLC

（其中I/O點數(shù)小于64點的為超小型或微型PLC）中型PLCI/O點數(shù)為256點以上、2048點以下的為中型PLC大型PLCI/O點數(shù)為2048以上的為大型PLC

（其中I/O點數(shù)超過8192點的為超大型PLC）外部設(shè)備現(xiàn)場用戶輸出設(shè)備微處理器（CPU）運算器控制器輸出部件輸入部件系統(tǒng)存儲器用戶存儲器I/O擴展接口通訊及編程接口編程設(shè)備計算機打印機等傳感器按鈕、開關(guān)現(xiàn)場信號電磁閥中間繼電器執(zhí)行器現(xiàn)場用戶輸入設(shè)備擴展設(shè)備擴展單元通訊模塊功能模塊電源變換器～110V/220V市電PLC基本單元PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖三、PLC硬件系統(tǒng)組成1、微處理器（CPU）是PLC的控制中心；它不斷采集輸入信號、執(zhí)行用戶程序、刷新系統(tǒng)的輸出。2、存儲器分為ROM（只讀存儲器）和RAM（隨機存儲器）兩種；ROM存儲器中固化著系統(tǒng)程序，用戶不能直接存取、修改；RAM存儲器中存放用戶程序和工作數(shù)據(jù)，使用者可對用戶程序進行修改。

（1）輸入接口電路：雙光電耦合和RC濾波器接受按鈕或開關(guān)命令（數(shù)字量輸入單元）；接受傳感器輸出信號。3、輸入/輸出接口電路（2）輸出接口電路——帶光電隔離器及濾波器多種輸出方式：繼電器晶體管晶閘管驅(qū)動非頻繁動作的交/直流負(fù)載（繼電器輸出單元）；驅(qū)動直流負(fù)載（晶體管輸出單元）；驅(qū)動頻繁動作的交/直流負(fù)載（晶閘管輸出單元）。2023/8/14．電源PLC一般采用AC220V電源，有的PLC也采用DC24V電源供電。有的PLC還向外部提供24V直流電源。5．外設(shè)接口外設(shè)接口是在主機外殼上與外部設(shè)備配接的插座，通過電纜線可配接編程器、計算機、打印機、EPROM寫入器、觸摸屏等。6．I/O擴展接口I/O擴展接口是用來擴展輸入、輸出點數(shù)的。當(dāng)用戶輸入、輸出點數(shù)超過主機的范圍時，PLC可通過I/O擴展接口與I/O擴展單元相接，以擴充I/O點數(shù)。A/D和D/A單元以及鏈接單元一般也通過該接口與主機連接。30

PLC采用周期掃描工作方式。一次掃描的過程，包括輸入采樣（讀輸入）、程序執(zhí)行、處理通訊請求、執(zhí)行CPU自診斷、輸出刷新（寫輸出）共五個階段，其所需時間稱為一個工作周期（或掃描周期）。

*PLC的掃描周期與用戶程序的長短和該PLC的掃描速度緊密相關(guān)。執(zhí)行CPU自診斷寫輸出處理通訊請求程序執(zhí)行一個掃描周期讀輸入8四、PLC的工作原理PLC的工作方式：循環(huán)掃描工作方式掃描周期：從開始到輸出結(jié)果完成所需的時間。一般為幾毫秒~幾十毫秒。內(nèi)部處理與自診斷通信處理方式開關(guān)？開始STOP

輸入采樣

程序執(zhí)行

輸出刷新RUN用于程序的編制與修改實現(xiàn)程序控制32信號從輸入端子到輸出端子的傳遞過程用戶輸入設(shè)備輸出映像寄存器輸出鎖存器輸出電路輸出端子用戶輸出設(shè)備輸入映像寄存器輸入電路輸入端子程序執(zhí)行掃描周期輸入刷新階段輸出刷新階段任務(wù)實施【訓(xùn)練工具、材料和設(shè)備】S7-200SMARTPLCEMAM06模擬量模塊存儲卡SIMATICS7-200SMART產(chǎn)品亮點12345

678S7-200SMARTV2完善了現(xiàn)有產(chǎn)品線，擴展了I/O能力，提升了芯片的存儲能力，實現(xiàn)了PLC之間的以太網(wǎng)通訊功能，改進了運動控制功能，優(yōu)化了編程軟件，與SMARTLINE觸摸屏，V20變頻器，V90伺服系統(tǒng)組成新型的SMART小型自動化解決方案，全面覆蓋客戶對于自動控制、人機交互、變頻調(diào)速及伺服定位的各種需求。選件擴展，精確定制高速芯片，性能卓越機型豐富，更多選擇以太互聯(lián)，經(jīng)濟便捷三軸脈沖，運動自如通用SD卡，快速更新軟件友好，編程高效完美整合，無縫集成2023/8/1一、S7-200SMARTPLC的硬件系統(tǒng)S7-200SMARTPLC的硬件系統(tǒng)由CPU模塊、數(shù)字量擴展模塊、模擬量擴展模塊、熱電偶與熱電阻模塊和相關(guān)設(shè)備組成。CPU模塊、擴展模塊及信號板如圖所示。機型豐富，更多選擇S7-200SMARTPLC按照點數(shù)分為20點、30點、40點、60點4種；CPU模塊配備標(biāo)準(zhǔn)型和經(jīng)濟型供用戶選擇，CPU型號：C表示經(jīng)濟型，S表示標(biāo)準(zhǔn)型。經(jīng)濟型CPU2012年發(fā)布2013年發(fā)布

CPUSR40/ST40/CR40CPUSR20/ST20CPUSR60/ST60/CR6040C

繼電器60C繼電器20S繼電器60S繼電器40S晶體管60S晶體管20S晶體管標(biāo)準(zhǔn)型40S繼電器30S晶體管30S繼電器CPUSR30/ST301．CPU模塊全新設(shè)計，性能卓越;為各種應(yīng)用提供了經(jīng)濟、可靠、易用的解決方案。S7-200SMART有兩種不同類型的CPU模塊，標(biāo)準(zhǔn)型和經(jīng)濟型。標(biāo)準(zhǔn)型作為可擴展CPU模塊，可滿足對I/O規(guī)模有較大需求，邏輯控制較為復(fù)雜的應(yīng)用；而經(jīng)濟型CPU模塊直接通過單機本體滿足相對簡單的控制需求。CPU模塊簡介2023/8/1CPU型號名稱的含義S7-200SMARTCPUCPU配置（供電/輸入/輸出）外形尺寸WxHxD(mm)20I/OCPUSR20AC/DC/RLY90x100x81CPUST20DC/DC/DC30I/OCPUSR30AC/DC/RLY110x100x81CPUST30DC/DC/DC40I/OCPUSR40AC/DC/RLY125x100x81CPUST40DC/DC/DCCPUCR40AC/DC/RLY60I/OCPUSR60AC/DC/RLY175x100x81CPUST60DC/DC/DCCPUCR60AC/DC/RLYCPU模塊常規(guī)數(shù)據(jù)

對于每個型號PLC，西門子提供DC

24V和AC

120～240V兩種電源供電的CPU，如CPU224DC/DC/DC和CPU224AC/DC/Relay。每個類型都有各自的訂貨號，可以單獨訂貨。①DC/DC/DC：說明CPU是直流供電，直流數(shù)字量輸入，數(shù)字量輸出點是晶體管直流電路的類型。②AC/DC/Relay：說明CPU是交流供電，直流數(shù)字量輸入，數(shù)字量輸出點是繼電器觸點類型。全新設(shè)計的擴展模塊和信號板能夠提供更加經(jīng)濟、靈活的解決方案S7-200SMART家族提供各種各樣的擴展模塊通過額外的I/O和通信接口，使得S7-200SMART可以很好地按照應(yīng)用需求來配置。2．?dāng)U展模塊數(shù)字量輸入EMDI08DI8x24VDC數(shù)字量輸出EMDR08DO8xRLY30VDC/250VAC@2AEMDT08DO8x28.8VDC@0.75A數(shù)字量輸入/輸出EMDR16DI8x24VDCDO8xRLY30VDC/250VAC@2AEMDR32DI16x24VDCDO16xRLY30VDC/250VAC@2AEMDT16DI8x24VDCDO8x24VDC@0.75AEMDT32DI16x24VDCDO16x24VDC@0.75AS7-200SMART共提供了12種不同的擴展模塊。通過擴展模塊，可以很容易的擴展控制器的本地I/O，以滿足不同的應(yīng)用需求。S7-200SMART分別提供了數(shù)字量/模擬量模塊以提供額外的數(shù)字/模擬I/O通道。模擬量輸入EMAI04AI4x12Bit±10VDC,±5VDC,

±2.5VDCor0-20mA模擬量輸出EMAQ02AO2x11Bit

±10VDCor0-20mA模擬量輸入/輸出EMAM06AI4x12Bit

±10VDC,±5VDC,±2.5VDCor0-20mA

AO2x11Bit

±10VDCor0-20mA溫度測量模塊EMAR02AI2xRTDx16BitEMAT04AI4

xTCx16BitS7-200SMART共提供了12種不同的擴展模塊。通過擴展模塊，可以很容易的擴展控制器的本地I/O，以滿足不同的應(yīng)用需求。S7-200SMART分別提供了數(shù)字量/模擬量模塊以提供額外的數(shù)字/模擬I/O通道。2023/8/1擴展模塊（EM）不能單獨使用，需要通過自帶的連接器插接在CPU模塊的右側(cè)，如圖所示。擴展模塊安裝方式如下：擴展插針的3個凸起點：數(shù)字量擴展SBDT042×24VDC輸入/2×24VDC輸出模擬量擴展SBAQ011×12位模擬量輸出串行通信SBCM01通信信號板，RS485/RS232電池擴展SBBA01支持CR1025紐扣電池，保持時鐘大約1年S7-200SMART共提供了4種不同的信號板。使用信號板，可以在不額外占用電控柜空間的前提下，提供額外的數(shù)字量I/O、模擬量I/O和通信接口，達(dá)到精確化配置。3、信號板信號板RS485/2322DI/2DOTransistor1AO4、安裝完成4、安裝完成安裝步驟1、拆掉端子蓋板3、無需螺釘緊固，輕按即可2、用螺絲刀卸掉空蓋板電池3、信號板數(shù)字量輸入接線端子數(shù)字量輸出接線端子CPU供電電源接線端子以太網(wǎng)通信接口以太網(wǎng)通信指示燈:LINK,Rx/TxRS-485通信接口導(dǎo)軌固定卡口數(shù)字量輸入/輸出指示燈擴展模塊接口存儲卡插口選擇器件：信號板或是通信板二、S7-200SMARTPLC的外部結(jié)構(gòu)運行狀態(tài)指示燈：RUN：運行以太互聯(lián)，經(jīng)濟便捷CPU模塊本體標(biāo)配以太網(wǎng)接口，集成了強大的以太網(wǎng)通信功能。通過一根普通的網(wǎng)線即可將程序下載到PLC中，省去了專用編程電纜，不僅方便，而且有效的降低用戶的成本。通過以太網(wǎng)接口還可與其他CPU模塊、觸摸屏、計算機進行通信，輕松組網(wǎng)。編程通信HMIS7(PUT/GET)通用SD卡，快速更新CPU本體集成MicroSD卡插槽，使用市面上通用的MicroSD卡即可實現(xiàn)程序的更新和PLC固件升級，操作步驟簡單，極大地方便了客戶工程師對最終用戶的遠(yuǎn)程服務(wù)支持，也省去了因PLC固件升級返廠服務(wù)的不便。出廠恢復(fù)設(shè)置程序傳輸固件升級只需要給MicroSD卡寫入出廠文件，就可以對加密/非加密的CPU進行出廠設(shè)置的恢復(fù)。不需要通過Micro/WINSMART軟件就可以快速更新多個CPU的用戶程序。無需返廠，即可對S7-200SMARTCPU模塊硬件的固件版本進行升級。*MicroSD卡支持4G到32G存儲卡CPU類型CPUSR20/ST20CPUSR30/ST30CPUSR40/ST40CPUSR60/ST60CPUCR40CPUCR60集成的數(shù)字I/O12輸入/8輸出18輸入/12輸出24輸入

/16輸出36輸入/24輸出24輸入/16輸出36輸入/24輸出最大本地I/O–數(shù)字量108DI/104DO114DI/108DO120DI/112DO132DI/120DO24DI/16DO36DI

/24DO最大本地I/O–模擬量24AI/12AO24AI/12AO24AI/12AO24AI/12AO--可擴展的模塊數(shù)最大6個--數(shù)字量輸入類型:：漏型/源型額定電壓：24VDC4mA數(shù)字量輸出類型：繼電器電壓范圍：5-30VDC或者5-250VAC電流(最大值.)：2.0A數(shù)字量輸出類型：晶體管（源型）電壓范圍：20.4-28.8VDC；電流(最大值.)：0.5A三、S7-200SMARTPLC的I/O分配及外部接線CPUSR40接線圖2023/8/1CPUST40接線圖2023/8/1因為S7-200SMART的數(shù)字量輸入點內(nèi)部為雙向二極管，數(shù)字量輸入端支持漏型或源型的接線方式。（1）輸入端子的接線2023/8/12023/8/12023/8/12023/8/1（2）輸出端子的接線2023/8/1CPUST××模塊輸出是PNP（即高電平）輸出，只能接成源型輸出（PNP），即高電平輸出，不能接成漏型。01八月2023知識拓展PLC主要生產(chǎn)廠家

1.美國的PLC產(chǎn)品

2.歐洲的PLC產(chǎn)品3.日本的PLC產(chǎn)品4.我國的PLC產(chǎn)品A-B公司、通用電氣（GE）公司、莫迪康（MODICON）公司、德州儀器（TI）公司、西屋公司

西門子（SIEMENS）公司、AEG公司和法國的TE公司三菱、歐姆龍、松下、富士、日立、東芝

和利時、廈門海為、淅大中控、淅大中自、愛默生、洛陽易達(dá)、臺灣臺達(dá)。

2023/8/1任務(wù)1.2STEP7-Micro/WINSMART編程軟件的使用2023/8/1任務(wù)導(dǎo)入用STEP7-Micro/WINSMART編程軟件編寫圖示的電動機啟保?？刂瞥绦颍⑾螺d到PLC中，然后運行及監(jiān)控程序。2023/8/1相關(guān)知識一、安裝和卸載軟件1．安裝軟件STEP7-Micro/WINSMART編程軟件的安裝步驟如下。（1）打開STEP7-Micro/WINSMART編程軟件的安裝包，雙擊軟件安裝包中名為“setup”的可執(zhí)行文件，開始軟件安裝。（2）選擇安裝語言。（3）接受安裝許可協(xié)議。（4）選擇安裝的目標(biāo)路徑。2023/8/1二、STEP7-Micro/WINSMART軟件的窗口區(qū)域和元素1—快速訪問工具欄2—項目樹；3—導(dǎo)航欄；4—菜單；5—程序編輯器；6—符號信息表；7—符號表；8—狀態(tài)欄；9—輸出窗口；10—狀態(tài)圖表；11—變量表；12—數(shù)據(jù)塊；13—交叉引用2023/8/11．快速訪問工具欄通過快速訪問文件按鈕可簡單快速地訪問“文件”菜單的大部分功能以及最近文檔。2．項目樹項目樹有兩大功能：組織編輯項目和提供指令。2023/8/13．導(dǎo)航欄導(dǎo)航欄位于項目樹上方，可快速訪問項目樹上的對象，導(dǎo)航欄有符號表、狀態(tài)圖表、數(shù)據(jù)塊、系統(tǒng)塊、交叉引用和通信等按鈕。4.菜單欄菜單欄包括文件、編輯、視圖、PLC、調(diào)試、工具和幫助7個菜單項。5．程序編輯器2023/8/16．符號信息表符號信息表位于每個程序段的下方，該表列出該程序段中所有符號的信息。查看符號信息表時，符號名、絕對地址、值、數(shù)據(jù)類型和注釋按字母順序顯示在程序中每個程序段的下方。7．符號表符號表允許用戶為存儲器地址或常量指定符號名稱，以此增加程序的可讀性，方便編輯和調(diào)試。2023/8/1【例1-1】創(chuàng)建圖示的啟保停程序段對應(yīng)的符號表?！窘狻浚?）在符號表中分配符號。①單擊導(dǎo)航欄中的“符號表”按鈕

或項目樹中的符號表文件夾，打開符號表，在“表格1”的“符號”列中鍵入符號名，如圖中的“啟動”“停止”“電動機”等。②在“地址”列中鍵入地址，如圖中的I0.0、I0.1、Q0.0或常數(shù)值（例如，VB0或123）。③在“注釋”列中鍵入注釋，如圖中的“電動機啟動按鈕”、“電動機停止按鈕”、“電動機驅(qū)動輸出”等。2023/8/1（a）絕對地址尋址方式（b）符號地址尋址方式（c）絕對和符號同時尋址方式2023/8/18．狀態(tài)欄狀態(tài)欄位于主窗口的底部，它提供用戶在STEP7-Micro/WINSMART中執(zhí)行操作的相關(guān)信息。9．輸出窗口STEP7-Micro/WINSMART顯示的輸出窗口列出了最近編譯的POU和在編譯期間發(fā)生的所有錯誤，如圖所示。2023/8/110．狀態(tài)圖表狀態(tài)圖表用表格或趨勢圖來監(jiān)視、修改和強制程序執(zhí)行時指定變量的狀態(tài)，狀態(tài)圖表并不下載到PLC。11．變量表通過變量表可定義對特定POU局部有效的變量。12．?dāng)?shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊包含可向V存儲器地址分配數(shù)據(jù)值的數(shù)據(jù)頁。用下列方法之一訪問數(shù)據(jù)塊。任務(wù)實施【訓(xùn)練工具、材料和設(shè)備】S7-200SMARTPLC安裝有編程軟件的電腦網(wǎng)線2023/8/11．硬件連接（編程設(shè)備直接與CPU連接）一、硬件連接與新建項目2023/8/1二、硬件組態(tài)1．硬件配置2023/8/1【例1-2】某系統(tǒng)硬件配置了CPUST40、1塊模擬量輸出信號板、1塊4點模擬量輸入模塊和1塊8點數(shù)字量輸入模塊，請在軟件中做好硬件組態(tài)，并說明所占用的地址。CPUST40的輸入、輸出地址分配見圖。SBAQ01（1AQ）只有一個模擬量輸出點，其起始地址為AQW12。EMAE04（4AI）的模擬量起始地址為AIW16，模擬量輸入模塊共有4路通道，此后地址為AIW18、AIW20、AIW22。EMDE08（8DI）的數(shù)字量輸入點的起始地址為I12.0，占IB12一字節(jié)。2023/8/12．以太網(wǎng)通信端口的設(shè)置2023/8/13．安全2023/8/14．啟動項組態(tài)2023/8/1三、編寫并編譯程序1、插入觸點（a）插入常開觸點（b）已經(jīng)插入的常開觸點（c）已輸入地址的常開觸點2023/8/12．添加線圈2023/8/1五、項目下載1．建立Micro/WINSMART編程軟件與CPU的通信連接。2023/8/12．設(shè)置計算機網(wǎng)卡的IP地址2023/8/13．下載程序2023/8/1六、運行和監(jiān)控程序仿真軟件可以在計算機或編程設(shè)備中模擬PLC運行和測試程序，就像運行在真實的PLC上一樣。S7-200SIM2.0仿真軟件是為S7-200系列PLC開發(fā)的，部分S7-200SMART程序也可以用S7-200SIM2.0進行仿真。任務(wù)拓展1.本軟件無需安裝，解壓縮后雙擊S7_200.exe即可使用；2.仿真前先用STEP7–Micro/WINSMART編程軟件編譯程序，編譯完成后在菜單欄“文件”里點擊“導(dǎo)出”命令，彈出一個“導(dǎo)出程序塊”的對話框，選擇存儲路徑，填寫文件名“起保停仿真程序”，文件的擴展名為“.awl”。2.打開S7-200SIM2.0仿真軟件，單擊圖示圖標(biāo)的任意位置，輸入密碼“6596”，選擇菜單欄中的“配置”→“CPU型號”命令，彈出如圖所示的CPU型號設(shè)置對話框，選定所需的CPU，這里選擇CPU226（該仿真軟件沒有S7-200SMARTPLC型號，用CPU226替代），再單擊“Accept”（確定）按鈕即可。2023/8/13.裝載程序。單擊菜單欄中的“程序”→“裝載程序”命令，彈出“裝載程序”對話框，設(shè)置如圖所示，再單擊“確定”按鈕，彈出“打開”對話框，選中要裝載的程序“起保停仿真程序.awl”，最后單擊“打開”按鈕即可，此時程序已經(jīng)裝載完畢。2023/8/1加載成功后，在仿真軟件中的AWL、KOP和DB1觀察窗口中可以分別觀察到加載的語句表程序、梯形圖程序和數(shù)據(jù)塊。4.開始仿真。2023/8/1任務(wù)1.3電動機自鎖控制程序設(shè)計2023/8/1任務(wù)導(dǎo)入

三相異步電動機直接啟動的繼電接觸控制系統(tǒng)如圖所示，現(xiàn)要改用PLC來控制電動機的啟停。具體控制要求：當(dāng)按下啟動按鈕SB2時，電動機啟動并連續(xù)運行；當(dāng)按下停止按鈕SB1或熱繼電器FR動作時，電動機停止。2023/8/1相關(guān)知識一、數(shù)據(jù)類型1.數(shù)制

（1）二進制數(shù)二進制數(shù)的1位只能為0和1。用1位二進制數(shù)來表示開關(guān)量的兩種不同的狀態(tài)，線圈通電、常開觸點接通、常閉觸點斷開為1狀態(tài)（ON），反之為0狀態(tài)（OFF）。二進制位的數(shù)據(jù)類型為BOOL（布爾）型。多位二進制數(shù)用來表示大于1的數(shù)字。從右往左的第n位（最低位為第0位）的權(quán)值為2n。2#0000010010000110對應(yīng)的十進制數(shù)為210+27+22+21=1158（2）十六進制數(shù)十六進制數(shù)用于簡化二進制數(shù)的表示方法，16個數(shù)為0～9和A～F（10～15），4位二進制數(shù)對應(yīng)于1位十六進制數(shù)，例如2#10001111可以轉(zhuǎn)換為16#8F。十六進制數(shù)“逢16進1”，第n位的權(quán)值為16n。16#8F對應(yīng)的十進制數(shù)為8161＋15160＝143。

（3）BCD碼（BinaryCodedDecimal）BCD碼用4位二進制數(shù)（或者1位十六進制數(shù)）表示1位十進制數(shù)。例如，1位十進制數(shù)9的BCD碼是1001。4位二進制數(shù)有16種組合，但BCD碼只用到前10個（0000～1001），后6個（1010～1111）沒有在BCD碼中使用。BCD碼1001011001110101對應(yīng)的十進制數(shù)為9675?；緮?shù)據(jù)類型位數(shù)范圍布爾型Bool10或1字節(jié)型Byte80～255字型Word160～65535雙字型Dword320～（232-1）整型Int16-32768～+32767雙整型Dint32-231～（231-1）實數(shù)型Real32IEEE浮點數(shù)它是一位二進制，也是數(shù)據(jù)的最小單位。只有0和1兩個值，可以表示開關(guān)量的兩種狀態(tài)。8位二進制數(shù)組成1個字節(jié)。兩個字節(jié)組成1個字。兩個字組成1個雙字。應(yīng)用與數(shù)學(xué)計算2數(shù)據(jù)格式及取值范圍2數(shù)據(jù)格式及取值范圍

（1）位：二進制位（bit）的數(shù)據(jù)類型為BOOL（布爾）。I3.4中的I表示輸入，3是字節(jié)地址，2是字節(jié)中的位地址（0～7）。

（2）字節(jié)

一個字節(jié)（Byte）由8個位數(shù)據(jù)組成，VB100由V100.0～V100.7這8位組成。（3）字和雙字

相鄰的兩個字節(jié)組成一個字（Word），相鄰的兩個字或4個字節(jié)組成一個雙字（DoubleWord）。用VB100的地址編號作為VW100和VD100的地址編號。組成字和雙字的編號最小的字節(jié)VB100為VW100和VD100的最高位字節(jié)。即低字節(jié)高字位，高字節(jié)低字位。字節(jié)、字和雙字都是無符號數(shù)，它們的數(shù)值用16#表示。16位整數(shù)INT和32位雙整數(shù)DINT都是有符號數(shù)。最高位為符號位。QB1QW0

Q1.7Q1.6Q1.5Q1.4Q1.3Q1.2Q1.1Q1.0Q0.7Q0.6Q0.5Q0.4Q0.3Q0.2Q0.1Q0.0QB0位字節(jié)字字、字節(jié)和字的關(guān)系VD10

VB10

VB11VB12VB13015VB10

VB11

0VW10

7VB100VB10

低位

高位

低位

高位

字節(jié)字雙字V10.7V10.6

V10.5V10.4V10.3V10.2V10.1V10.0雙字、字和字節(jié)的關(guān)系

（4）實數(shù)（REAL，32位浮點數(shù)），可以表示為1.m

2E，IEEE標(biāo)準(zhǔn)格式的浮點數(shù)的格式為1.m

2e，最高位為符號位。指數(shù)e=E+127，為8位正整數(shù)。第0～22位是尾數(shù)的小數(shù)部分m，第23～30位是指數(shù)部分e。在編程軟件中，用小數(shù)表示浮點數(shù)。

（5）字符串的數(shù)據(jù)類型為STRING，由若干個ASCII碼字符組成，第一個字節(jié)是字符串的長度（0～254），后面的每個字符占一個字節(jié)。字符串用雙引號表示，例如”LINE2”。2023/8/1數(shù)據(jù)類型的取值范圍二、數(shù)據(jù)存儲器編址（1）位地址編址。數(shù)據(jù)區(qū)存儲器位地址的編址方式為：[數(shù)據(jù)存儲區(qū)]+[字節(jié)地址].[位地址]，如圖所示，其中第0位為最低位（LSB），第7位為最高位（MSB）。2023/8/1（2）字節(jié)地址編址。相鄰的8位二進制數(shù)組成一字節(jié)。字節(jié)地址的編址方式為：[數(shù)據(jù)存儲區(qū)]+字節(jié)長度符B+[字節(jié)地址]，如圖所示，VB100表示由VB100.0～VB100.7這8位組成的字節(jié)。2023/8/1（3）字地址編址方式。兩個相鄰的字節(jié)組成一字。字地址的編址方式為：[數(shù)據(jù)存儲區(qū)]+字長度符W+[起始字節(jié)地址]，例如，VW100表示由VB100和VB101這2字節(jié)組成的字，如圖所示。2023/8/1（4）雙字地址編址方式。兩個相鄰的字組成一雙字。雙字地址編址方式為：[數(shù)據(jù)存儲區(qū)]+雙字長度符D+[起始字節(jié)地址]，例如，VB100表示由VB100～VB103這4字節(jié)組成的雙字，如圖所示。注意：①以組成字VW100和雙字VD100的起始字節(jié)地址VB100的地址作為VW100和VD100的地址。②遵循“高地址，低字節(jié)”的規(guī)律，組成VW100和VD100的起始字節(jié)地址VB100為VW100和VD100的最高有效字節(jié)，地址最大的字節(jié)為字和雙字的最低有效字節(jié)。2023/8/1【例1-3】如圖1-66所示，如果MD0=16#1F，那么，MB0、MB1、MB2、MB3的數(shù)值是多少？M0.0和M3.0是多少？【解】MD0是一雙字，它包含4字節(jié)，一字節(jié)包含2個十六進制位，因此MD0=16#1F=16#0000001F=2#00000000000000000000000000011111，由圖1-66可知，MB0=16#00，MB1=16#00，MB2=16#00，MB3=16#1F。由于MB0=16#00，所以MB0.0=0，由于MB3=16#1F=2#00011111，所以MB3.0=1。三、數(shù)據(jù)尋址

1．立即尋址

可以立即進行運算操作的數(shù)據(jù)叫立即數(shù)，對立即數(shù)直接讀寫的操作尋址稱為立即尋址。立即尋址可用于提供常數(shù)和設(shè)置初始值等。立即尋址的數(shù)據(jù)在指令中常以常數(shù)的形式出現(xiàn)，如表所示。2．直接尋址

直接尋址是指在指令中直接使用存儲器或寄存器地址，直接尋址指定了存儲器的區(qū)域、長度和位置，直接到指定區(qū)域讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)。直接尋址有位、字節(jié)、字和雙字等尋址格式，如I3.4。3．間接尋址

間接尋址是指用指針來訪問存儲區(qū)的數(shù)據(jù)。間接尋址可用于訪問I、Q、V、M、S、AI、AQ、SM，以及T和C的當(dāng)前值。不能訪問單個位（bit）地址、HC、L存儲區(qū)和累加器。四、

數(shù)據(jù)存儲區(qū)的類型1．與實際輸入/輸出信號相關(guān)的輸入/輸出映象區(qū)

（1）輸入過程映像寄存器（I）：外部輸入電路接通時對應(yīng)的過程映像輸入寄存器為ON（1狀態(tài)），反之為OFF（0狀態(tài)）。

（2）輸出過程映像寄存器（Q）：梯形圖中Q0.0的線圈“通電”時，輸出模塊中對應(yīng)的硬件繼電器的常開觸點閉合。

（3）模擬量輸入過程映像寄存器：AI模塊將模擬量按比例轉(zhuǎn)換為一個字的數(shù)字量。AI地址應(yīng)從偶數(shù)字節(jié)開始（例如AIW2），AI為只讀數(shù)據(jù)。

（4）模擬量輸出過程映像寄存器：AQ模塊將一個字的數(shù)字值按比例轉(zhuǎn)換為電流或電壓。AQ地址應(yīng)從偶數(shù)字節(jié)開始（例如AQW2），用戶不能讀取AQ。

四、

數(shù)據(jù)存儲區(qū)的類型

2．內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲區(qū)

（1）標(biāo)志存儲器（M）：標(biāo)志存儲器，用作內(nèi)部控制繼電器來存儲操作的中間狀態(tài)或其他控制信息?？梢园次?、字節(jié)、字或雙字來存取M區(qū)數(shù)據(jù)。（2）特殊存儲器（SM）：它提供了在CPU和用戶程序之間傳遞信息的一種方法?？梢允褂眠@些位來選擇和控制CPU的某些特殊功能。SM0.0一直為ON；SM0.1僅在執(zhí)行用戶程序的第一個掃描周期為ON。

（3）變量存儲器（V）：它用來存儲程序執(zhí)行過程中控制邏輯操作的中間結(jié)果，也可以用它來存儲與過程或任務(wù)相關(guān)的其他數(shù)據(jù)。

（4）定時器存儲器（T）：用于時間累計。（5）計數(shù)器存儲器（C）：計數(shù)器用來累計其計數(shù)脈沖上升沿的次數(shù)。計數(shù)器位用來描述計數(shù)器的觸點的狀態(tài)。

四、

數(shù)據(jù)存儲區(qū)的類型

2．內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲區(qū)（6）高速計數(shù)器（HC）：用來累計比CPU的掃描速率更快的事件。當(dāng)前值為32位有符號整數(shù)。

（7）累加器（AC0～AC3）：32位，可以按字節(jié)、字和雙字來訪問累加器中的數(shù)據(jù)。按字節(jié)、字只能訪問累加器的低8位或低16位。常用于向子程序傳遞參數(shù)和從子程序返回參數(shù)，或用來臨時保存中間的運算結(jié)果。

（8）局部存儲器（L）：各POU都有自己的64字節(jié)的局部存儲器，僅僅在它被創(chuàng)建的POU中有效。作為暫時存儲器，或給子程序傳遞參數(shù)。（9）順序控制繼電器（S）：用于順序控制編程，實現(xiàn)控制程序的邏輯分段?？梢园次?、字節(jié)、字或雙字訪問S存儲器。

五、輸入過程映像寄存器I和輸出過程映像寄存器Q1．輸入過程映像寄存器I五、輸入過程映像寄存器I和輸出過程映像寄存器Q2．輸出過程映像寄存器Q六、S7-200SMART的編程語言IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的5種編程語言：1)順序功能圖(SequentialFunctionChart)；2)梯形圖(LadderDiagram，LAD)；3)功能塊圖(FunctionBlockDiagram，F(xiàn)BD)；4)指令表(InstructionList)，西門子叫語句表（STL)；5)結(jié)構(gòu)文本(StructuredText)。六、S7-200SMART的編程語言1．順序功能圖（SFC）

順序功能圖是一種位于其他編程語言之上的圖形語言，它主要用來編制順序控制程序，主要由步、有向連線、轉(zhuǎn)換條件和動作組成。2.梯形圖（LAD）

程序被劃分為若干個程序段，一個程序段只能有一塊獨立電路。觸點接通時有“能流”流過線圈?！澳芰鳌敝荒軓淖笙蛴伊鲃?。梯形圖編程注意事項如下。（1）每個程序段必須以一個觸點開始，以線圈或方框終止邏輯程序段。（2）梯形圖中的觸點、線圈和方框不是物理意義上的實物元器件，而是由電子電路和存儲器組成的虛擬器件，又稱為“軟元件”。（3）梯形圖每一個程序段中并沒有真正的電流流過。

（4）PLC在執(zhí)行程序時，每次執(zhí)行一個程序段，順序為從左至右，然后自頂部至底部一個程序段一個程序段掃描執(zhí)行，一旦CPU到達(dá)程序的結(jié)尾，就又回到程序的頂部重新開始執(zhí)行，即PLC是串行周期掃描工作方式。2023/8/13．語句表（STL）

語句表是使用文本形式的STL指令助記符和參數(shù)來創(chuàng)建程序的編程語言。語句表由助記符和操作數(shù)構(gòu)成。采用助記符來表示操作功能，操作數(shù)是指定的存儲器地址。圖三種編程語言的顯示方式4．功能塊圖（FBD）

功能塊圖是采用邏輯門電路的編程語言，有數(shù)字電路基礎(chǔ)的人很容易掌握。功能塊圖指令由輸入、輸出段及邏輯關(guān)系函數(shù)組成。2023/8/1七、標(biāo)準(zhǔn)觸點指令與線圈輸出指令1．觸點裝載指令與線圈輸出指令指令說明如下。①每個邏輯運算開始都需要裝載指令LD或取非裝載指令LDN。②=是對Q、V、M、SM、S、定時器T、計數(shù)器C的線圈進行驅(qū)動的指令，不能用于驅(qū)動輸入過程映像寄存器I。=指令可以連續(xù)使用多次，相當(dāng)于電路中多個線圈的并聯(lián)形式。③在梯形圖中，同一地址的線圈不能出現(xiàn)多次。2023/8/1

LD、LDN、=指令舉例2023/8/12．觸點串聯(lián)指令指令說明如下。①A指令完成邏輯“與”運算，AN指令完成邏輯“與非”運算。②單個串聯(lián)指令可以連續(xù)使用。③在=之后，通過串聯(lián)觸點對其他線圈指令使用=指令，稱為連續(xù)輸出。④若兩個以上觸點并聯(lián)后與其他支路串聯(lián)，則需要用到后面介紹的ALD指令。2023/8/1

A、AN指令舉例2023/8/13．觸點并聯(lián)指令指令說明如下。①O指令完成邏輯或運算，ON指令完成邏輯或非運算。②

O、ON指令可以連續(xù)使用。③

若兩個以上觸點串聯(lián)后與其他支路并聯(lián)，則需要用到后面介紹的OLD指令。2023/8/1

OR、ORI指令舉例任務(wù)實施【訓(xùn)練工具、材料和設(shè)備】電動機1臺按鈕2個熱繼電器1個通用電工工具1套導(dǎo)線若干接觸器1個PLC1臺繼電接觸器控制的電路PLC的外部硬件接線編寫程序+主電路不變+

PLC實現(xiàn)電動機自鎖控制思想2023/8/11．硬件電路主電路不變2023/8/12．程序設(shè)計停止按鈕接常開觸點熱繼電器接常開觸點2023/8/1停止按鈕接常閉觸點熱繼電器接常開觸點2023/8/1監(jiān)控運行

在STEP7-Micro/WINSMART編程軟件中單擊下拉菜單“調(diào)試”→“程序狀態(tài)”就可以監(jiān)控PLC程序運行過程中I/O狀態(tài)、數(shù)據(jù)值和邏輯運算結(jié)果，如圖所示。2023/8/1知識拓展一、置位與復(fù)位指令如果I0.0和I0.1同時閉合，會出現(xiàn)什么情況？如果I0.0和I0.1同時閉合，會出現(xiàn)什么情況？2023/8/1二、利用置位和復(fù)位指令實現(xiàn)電動機的自鎖控制2023/8/1三、置位和復(fù)位優(yōu)先雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器指令指令說明。①SR（置位優(yōu)先雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器）是一種置位優(yōu)先鎖存器。如果置位（S1）和復(fù)位（R）信號均為真，則輸出（OUT）為真；如果置位（S1）和復(fù)位（R）信號均為假，則輸出（OUT）保持先前狀態(tài)。②RS（復(fù)位優(yōu)先雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器）是一種復(fù)位優(yōu)先鎖存器。如果置位（S）和復(fù)位（R1）信號均為真，則輸出（OUT）為假；如果置位（S1）和復(fù)位（R）信號均為假，則輸出（OUT）保持先前狀態(tài)。③SR指令和RS指令不適用于STL。2023/8/1如果I0.0=ON，I0.1=ON，則Q0.0=ON。如果I0.0=ON，I0.1=ON，則Q0.1=OFF。傳統(tǒng)繼電器控制與PLC控制的比較PLC控制PLC控制繼電器控制繼電器控制繼電器控制采用硬接線實現(xiàn)繼電器的接線改變——控制功能改變依靠觸點的機械動作實現(xiàn)控制,毫秒級PLC控制采用程序?qū)崿F(xiàn)PLC的用戶程序改變——控制功能改變由程序控制半導(dǎo)體電路實現(xiàn)控制，微秒級2023/8/1任務(wù)1.4樓梯照明控制程序設(shè)計雙控開關(guān)任務(wù)導(dǎo)入圖示為一個樓梯結(jié)構(gòu)示意圖，樓上和樓下分別有兩個開關(guān)LS1和LS2，它們共同控制燈LP1和LP2的點亮和熄滅。在樓下，按LS2開關(guān)，可以把燈點亮，當(dāng)上到樓上時，按LS1開關(guān)可以將燈熄滅，反之亦然。通?？梢圆捎萌缬覉D所示的雙控開關(guān)進行控制。2023/8/1一、標(biāo)志存儲器MS7-200SMART的標(biāo)志存儲器只有32字節(jié)，其編程地址范圍為M0.0～M31.7，共256個，它可以按字節(jié)、字、雙字來存儲數(shù)據(jù)。如果不夠用，可以用變量存儲器V來代替標(biāo)志存儲器M。

標(biāo)志存儲器分普通型標(biāo)志存儲器和斷電保持型標(biāo)志存儲器兩種。普通型標(biāo)志存儲器一旦PLC掉電，其存儲的數(shù)據(jù)就會丟失，而斷電保持型標(biāo)志存儲器通過“系統(tǒng)塊”設(shè)置斷電保持范圍，斷電后存儲的數(shù)據(jù)會永久保存。2023/8/1斷電保持區(qū)的設(shè)置默認(rèn)情況下，CPU中并未定義斷電保持區(qū)域，但可通過編程軟件中的“系統(tǒng)塊”組態(tài)保持范圍。2023/8/1利用上述所設(shè)置斷電保持型標(biāo)志存儲器保持范圍的方法，設(shè)計如圖所示的一個路燈控制程序。路燈控制程序位號含

義位號含

義SM0.0該位始終為1SM1.0操作結(jié)果為0時置1SM0.1首次掃描時為1，以后為0SM1.1結(jié)果溢出或非法數(shù)值時置1SM0.2保持?jǐn)?shù)據(jù)丟失時為1SM1.2結(jié)果為負(fù)數(shù)時置1SM0.3開機上電進行RUN時為1一個掃描周期SM1.3被0除時置1SM0.4時鐘脈沖：周期為1min，30s閉合/30s斷開SM1.4超出表范圍時置1SM0.5時鐘脈沖：周期為1s，0.5s閉合/0.5s斷開SM1.5空表時置1SM0.6時鐘脈沖：閉合一個掃描周期，斷開一個掃描周期SM1.6BCD到二進制轉(zhuǎn)換出錯時置1SM0.7開關(guān)放置在RUN位置時為1SM1.7ASCII到十六進制轉(zhuǎn)換出錯時置1特殊存儲器位及含義在S7-200SMARTPLC中有些輔助繼電器具有特殊功能或存儲系統(tǒng)的狀態(tài)變量、有關(guān)的控制參數(shù)和信息，稱之為特殊標(biāo)志繼電器。二、特殊存儲器SM2023/8/1三、或裝載指令和與裝載指令指令說明如下。（1）兩個或兩個以上觸點串聯(lián)形成的電路叫串聯(lián)電路塊。當(dāng)串聯(lián)電路塊與前面的電路并聯(lián)時，使用OLD指令。（2）兩個或兩個以上觸點并聯(lián)形成的電路叫并聯(lián)電路塊。當(dāng)并聯(lián)電路塊與前面的電路串聯(lián)時，使用ALD指令。（3）OLD、ALD指令均無操作。（4）串聯(lián)電路塊和并聯(lián)電路塊的分支開始都用LD、LDN指令，分支結(jié)束用OLD或ALD指令。（5）多個電路塊并聯(lián)時，可以分別使用OLD指令。多個電路塊串聯(lián)時，可以分別使用ALD指令。2023/8/1LDANDOLDOLDALD任務(wù)實施【訓(xùn)練工具、材料和設(shè)備】通用電工工具1套導(dǎo)線若干PLC1臺開關(guān)2個燈2盞2023/8/11．硬件電路樓梯燈控制的I/O接線2023/8/12．程序設(shè)計樓梯燈控制程序2023/8/1知識拓展一、梯形圖的特點（1）梯形圖按自上而下、從左到右的順序排列。程序按從左到右、從上到下的順序執(zhí)行。每個線圈（或方框）為一個邏輯行，即一層階梯。每一邏輯行開始于左母線，然后是觸點的連接，最后終止于線圈（或方框）。（2）在梯形圖中，每個繼電器均為存儲器中的一位，稱“軟繼電器”。當(dāng)存儲器狀態(tài)為“1”時，表示該繼電器線圈得電，其常開觸點閉合或常閉觸點斷開。（3）梯形圖兩端的母線并非實際電源的兩端，而是“概念”電流，即能流。能流只能從左到右流動。（4）在梯形圖中，前面所有繼電器線圈為一個邏輯執(zhí)行結(jié)果，被后面邏輯操作利用。（5）在梯形圖中，除了輸入繼電器沒有線圈，只有觸點外，其他繼電器既有線圈，又有觸點。2023/8/1二、梯形圖的編程規(guī)則1．觸點放置規(guī)則

每個程序段必須以一個觸點開始。

程序段不能以觸點終止。2．線圈放置規(guī)則

程序段不能以線圈開始；線圈用于終止邏輯程序段。

一個程序段可有若干個線圈，只要線圈位于該特定程序段的并行分支上。

不能在程序段上串聯(lián)一個以上線圈（即不能在一個程序段的一條水平線上放置多個線圈）。2023/8/13．方框放置規(guī)則如果方框有ENO，其后可以繼續(xù)放指令同一梯級中，可以串聯(lián)若干個帶ENO的方框同一梯級中，如果能流能流通，則方框變成藍(lán)色；如果沒有能流，則變?yōu)榛疑?；如果能流在傳遞過程中某個方框指令出錯，則該方框變成紅色。2023/8/1方框和線圈可以并聯(lián)是開路能流指示器，指示程序段存在開路情況。只有解決開路問題，程序段才能編譯成功。是可選能流指示器，用于指令的級連，表示可將其他梯形圖元件附加到該位置。2023/8/14．梯形圖應(yīng)體現(xiàn)“左重右輕”、“上重下輕”的原則。梯形圖“左重右輕”、“上重下輕”原則變換5．雙線圈輸出不可用。2023/8/1任務(wù)1.5電動機單按鈕啟?？刂瞥绦蛟O(shè)計2023/8/1任務(wù)導(dǎo)入

設(shè)計一個只用一個按鈕控制電動機啟停的電路，即第一次按下該按鈕，電動機啟動，第二次按下該按鈕，電動機停止，其外圍電路如圖所示。主電路2023/8/1相關(guān)知識脈沖輸出指令2023/8/1指令用法如下。（1）EU（上升沿）指令用于檢測正跳變。該指令僅在輸入信號由0變?yōu)?時，輸出一個掃描周期的脈沖。（2）ED（下降沿）指令用于檢測負(fù)跳變。該指令僅在輸入信號由1變?yōu)?時，輸出一個掃描周期的脈沖。（3）因為EU和ED指令需要斷開到接通或接通到斷開轉(zhuǎn)換，所以對于開機時就為接通狀態(tài)的輸入條件，EU、ED指令不執(zhí)行。（4）EU、ED指令常與S/R指令聯(lián)用。任務(wù)實施【訓(xùn)練工具、材料和設(shè)備】電動機1臺按鈕1個熱繼電器1個通用電工工具1套導(dǎo)線若干接觸器1個PLC1臺2023/8/12023/8/1知識拓展1．控制要求

某臺設(shè)備有兩臺電動機M1和M2，接觸器分別接PLC的輸出端口Q0.0和Q0.1，啟動/停止按鈕分別接PLC的輸入端口I0.0和I0.1。為了減小兩臺電動機同時啟動對供電電路的影響，讓M2延時啟動。按下啟動按鈕，M1啟動，延緩幾秒鐘后，松開啟動按鈕，M2才啟動；按下停止按鈕，M1先停止，延緩幾秒鐘后，M2才停止。當(dāng)電動機發(fā)生過載時，電動機停止運行。2023/8/12．電氣原理圖設(shè)計兩臺電機順序啟動控制的電氣原理圖2023/8/13．程序設(shè)計兩臺電動機順序啟動程序2023/8/1任務(wù)1.63臺電動機順序啟動控制程序設(shè)計2023/8/1任務(wù)導(dǎo)入某設(shè)備有3臺電動機，控制要求：按下啟動按鈕，第一臺電動機M1啟動，運行5s后，第二臺電動機M2啟動，M2運行10s后，第三臺電動機M3啟動；按下停止按鈕，3臺電動機全部停止。在啟動過程中，指示燈閃爍，在運行過程中，指示燈常亮。2023/8/1相關(guān)知識

定時器指令是用于計時控制的指令。在S7-200SMART系列PLC中，按工作方式的不同，可以將定時器分為通電延時型定時器、保持型通電延時定時器和斷電延時型定時器三大類。1.指令格式與功能說明2023/8/1定時器指令格式說明S7-200SMARTPLC共有256個定時器，編號范圍為T0～T255，數(shù)據(jù)類型為WORD。運行條件輸入端，它決定定時器能否開始工作，其數(shù)據(jù)類型為BOOL。定時器的計時預(yù)置值或存放預(yù)置值的地址，其數(shù)據(jù)類型為INT（16位有符號整數(shù)），允許設(shè)定的最大值為32767。S7-200SMARTPLC有TON、TONR、TOF3種定時器。定時器提供1ms、10ms、100ms3種時基。2023/8/1定時器指令使用說明。①TON和TOF定時器的編號范圍相同，但同一個定時器編號不能同時用于TON和TOF定時器。②定時器的時基由定時器的編號決定，見表。2023/8/1③定時時間的計算公式如下。T=PT×S式中，T表示定時時間；PT表示預(yù)置值；S表示時基。④定時器指令實際由一個16位預(yù)置值寄存器、一個16位當(dāng)前值寄存器和1位狀態(tài)位組成。預(yù)置值寄存器用來存儲預(yù)置值；當(dāng)前值寄存器用于存儲定時器開始計時后任一時刻的刷新次數(shù)；狀態(tài)位反映定時器觸點的狀態(tài)。⑤定時器計時實際上是對時基為1ms、10ms、100ms的脈沖周期進行計數(shù)，其計數(shù)值存放于當(dāng)前值寄存器中（16位，數(shù)值范圍是1～32767）。2023/8/12．通電延時型定時器TON012345678910通電延時型定時器2023/8/1012345678910通電延時型定時器3．保持型通電延時定時器TONR6s4s2023/8/10123456789104．?dāng)嚯娧訒r型定時器TOF斷電延時型定時器2023/8/15．定時器時基對定時器狀態(tài)位和當(dāng)前值更新時間的影響（1）1ms定時器。1ms定時器的當(dāng)前值每隔1ms刷新一次。定時器的狀態(tài)位和當(dāng)前值的更新與掃描周期不同步。掃描周期大于1ms時，定時器的狀態(tài)位和當(dāng)前值在該掃描周期內(nèi)更新多次。（2）10ms定時器。定時器的位和當(dāng)前值在每個掃描周期開始時更新。定時器的位和當(dāng)前值在整個掃描期間保持不變。掃描期間累積的時間間隔會在每次掃描開始時加到當(dāng)前值上。（3）100ms定時器。對于分辨率為100ms的定時器，定時器位和當(dāng)前值在指令執(zhí)行時更新；因此，確保在每個掃描周期內(nèi)程序僅執(zhí)行100ms定時器指令一次，這樣才能保證定時器的定時正確。2023/8/1結(jié)論：用本身觸點激勵輸入的定時器，時基為1ms和10ms時不能可靠工作，一般不宜使用本身觸點作為激勵輸入。若將自激勵改成非自激勵，無論何種時基都能正常工作。

(a)自激勵輸入的錯誤程序(b)非自激勵輸入的正確程序

定時時間到，1ms的定時刷新，使定時器狀態(tài)位置1，常閉觸點斷開，當(dāng)前值復(fù)位，定時器狀態(tài)位立即復(fù)位，因此輸出線圈Q0.0一般不會得電。使用常閉觸點Q0.0作為定時器使能輸入，這樣可確保輸出Q0.0在每次定時器達(dá)到預(yù)置值時得電，無論何種時基的定時器都能正常工作。任務(wù)實施【訓(xùn)練工具、材料和設(shè)備】電動機3臺按鈕2個熱繼電器3個通用電工工具1套導(dǎo)線若干接觸器3個PLC1臺2023/8/11.硬件電路電動機順序控制原理2023/8/12．程序設(shè)計電動機順序啟動程序2023/8/1知識拓展一、定時器接力程序定時器的接力程序2023/8/1二、閃爍程序閃爍程序T50和T51可以產(chǎn)生一個周期可調(diào)的方波信號，注意，如果用其他時基的定時器，需要將T51的常閉觸點修改為Q0.的常閉觸點。2023/8/1三、延時接通/斷開程序延時接通/斷開程序2023/8/1四、用程序狀態(tài)監(jiān)控和調(diào)試程序1．梯形圖程序狀態(tài)監(jiān)控梯形圖程序監(jiān)控畫面用藍(lán)色方塊表示觸點閉合或線圈得電。單擊程序編輯器工具欄中的“程序狀態(tài)”按鈕

，開始啟用程序狀態(tài)監(jiān)控。2023/8/12．語句表程序狀態(tài)監(jiān)控語句表程序監(jiān)控畫面操作數(shù)1所在列顯示的是對應(yīng)指令中位地址的狀態(tài)或當(dāng)前值操作數(shù)2所在列顯示的是定時器的預(yù)置值操作數(shù)3的右邊一列是邏輯堆棧中的值，最右邊一列是方框指令的使能輸出位（ENO）的狀態(tài)。2023/8/13．梯形圖調(diào)試在沒有實際的I/O連線時，可以利用強制功能調(diào)試程序。（a）“強制”窗口

（b）強制后的程序狀態(tài)強制圖標(biāo)2023/8/1五、用狀態(tài)圖表監(jiān)控程序1．創(chuàng)建狀態(tài)圖表狀態(tài)圖表是用于監(jiān)控、寫入或強制指定地址數(shù)值的表格。狀態(tài)圖表上方有一排快捷按鈕，快捷按鈕的功能如圖。創(chuàng)建的監(jiān)控狀態(tài)圖表

地址列：填寫被監(jiān)控數(shù)據(jù)的地址或符號名

格式列：選擇被監(jiān)控數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型。

當(dāng)前值：被監(jiān)控數(shù)據(jù)在CPU中的當(dāng)前值。

新值：用戶準(zhǔn)備寫入被監(jiān)控數(shù)據(jù)地址的數(shù)值。2023/8/1（1）手寫創(chuàng)建狀態(tài)圖表

雙擊項目樹的“狀態(tài)圖表”文件夾中的“圖表1”圖標(biāo)，彈出狀態(tài)圖表，此時狀態(tài)圖表是空的，并無變量，需要手動輸入要監(jiān)控的變量。在狀態(tài)圖表的“地址”列鍵入要監(jiān)控的變量的絕對地址或符號地址，可以用“格式”列隱藏的下拉式列表

來改變變量格式，或采用默認(rèn)的顯示格式。2023/8/1（2）通過一段程序代碼創(chuàng)建狀態(tài)圖表程序代碼構(gòu)建的狀態(tài)圖表

單擊程序編輯器中程序段左邊的灰色序號區(qū)，高亮顯示所選的程序段，單擊鼠標(biāo)右鍵，在快捷菜單中選擇“創(chuàng)建狀態(tài)圖表”，STEP7-Micro/WINSMART編程軟件自動創(chuàng)建一個新的狀態(tài)圖表，如圖所示。2023/8/12．狀態(tài)圖表監(jiān)控

單擊狀態(tài)圖表工具欄上的“讀取”

按鈕，獲得監(jiān)控值的單次快照，并在狀態(tài)表中將當(dāng)前數(shù)值顯示出來。單擊狀態(tài)圖表工具欄上的“圖表狀態(tài)”

按鈕該按鈕被“按下”（按鈕背景變?yōu)辄S色），啟動狀態(tài)圖表的監(jiān)控功能，連續(xù)監(jiān)控PLC中的數(shù)據(jù)。狀態(tài)圖表監(jiān)控程序畫面2023/8/1“趨勢視圖”是通過隨時間變化的PLC數(shù)據(jù)繪圖來連續(xù)跟蹤狀態(tài)數(shù)據(jù)。在圖表監(jiān)控功能狀態(tài)下，單擊狀態(tài)圖表工具欄上的“趨勢視圖”按鈕（按鈕背景變?yōu)辄S色），打開“趨勢視圖”監(jiān)控畫面，可以在畫面中更直觀地觀察數(shù)字量信號的邏輯時序或模擬量信號的變化趨勢，如圖所示。趨勢視圖畫面2023/8/1六、用狀態(tài)圖表調(diào)試程序

要強制新值，在“狀態(tài)圖表”的“新值”列中輸入值，例如，在I0.2對應(yīng)的“新值”列中輸入2#1，然后單擊狀態(tài)圖表工具欄中的“強制”按鈕

，“當(dāng)前值”列前面出現(xiàn)強制鎖定符號

，說明I0.2被強制為1，此時其他位以及定時器的當(dāng)前值發(fā)生變化，并顯示在“當(dāng)前值”列中，如圖所示。狀態(tài)圖表強制畫面“強制”功能只允許強制任意或全部I/O點，“強制”的優(yōu)先級別要高于“寫入”。2023/8/1“寫入”功能允許將一個或多個數(shù)據(jù)寫入PLC中的變量。輸入圖示程序?qū)?yīng)的狀態(tài)圖表中“新值”列的數(shù)據(jù)，即M0.0鍵入新值1，定時器T50的預(yù)置值VW0鍵入新值70。（a）鍵入新值畫面（b）寫入新值后狀態(tài)圖表的畫面寫入按鈕2023/8/1任務(wù)1.7產(chǎn)品出入庫數(shù)量監(jiān)控程序設(shè)計2023/8/1任務(wù)導(dǎo)入

有一個小型倉庫，需要每天統(tǒng)計存放進來的產(chǎn)品的數(shù)量。倉庫結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，在倉庫的入、出口處均設(shè)置有檢測產(chǎn)品的光電傳感器。當(dāng)有產(chǎn)品入庫，即I0.0閉合時，倉庫內(nèi)的產(chǎn)品數(shù)量加“1”，當(dāng)產(chǎn)品出庫，即I0.1閉合時，倉庫貨物總數(shù)減“1”，當(dāng)倉庫內(nèi)的產(chǎn)品數(shù)量達(dá)到30

000時，開始閃爍報警。倉庫結(jié)構(gòu)示意圖2023/8/1相關(guān)知識1.指令格式與功能說明計數(shù)器C用于記錄某個信號的脈沖數(shù)。計數(shù)器C按計數(shù)方式有3種：加計數(shù)器、減計數(shù)器、加/減計數(shù)器，它們與地址編號無關(guān)。2023/8/1計數(shù)器指令格式說明S7-200SMARTPLC共有256個計數(shù)器，編號范圍為C0～C255，數(shù)據(jù)類型為WORD。計數(shù)條件輸入端，該端接收一個脈沖，計數(shù)器當(dāng)前值加1。計數(shù)器的預(yù)置值或存放預(yù)置值的地址，其數(shù)據(jù)類型為INT（16位有符號整數(shù)），允許設(shè)定的最大值為32767。S7-200SMARTPLC有加計數(shù)器CTU、減計數(shù)器CTD、加/減計數(shù)器CTUD3種。對計數(shù)器進行復(fù)位。計數(shù)條件輸入端，該端接收一個脈沖，計數(shù)器當(dāng)前值減1。2023/8/1計數(shù)器指令使用說明①計數(shù)器指令由一個16位預(yù)置值寄存器、一個16位當(dāng)前值寄存器和1位狀態(tài)位組成。預(yù)置值寄存器用來存儲預(yù)置值；當(dāng)前值寄存器用于存儲計數(shù)器開始計數(shù)后任一時刻的刷新次數(shù)；狀態(tài)位反映計數(shù)器觸點的狀態(tài)。②加計數(shù)器、減計數(shù)器和加/減計數(shù)器的編號范圍相同，由于每個計數(shù)器都有一個當(dāng)前值，因此不能將同一計數(shù)器編號分配給多個計數(shù)器。③計數(shù)器計數(shù)范圍為0～32767。計數(shù)器有兩種尋址類型：Word（字）和Bit（位）。計數(shù)器編號可同時用于表示該計數(shù)器的當(dāng)前值和計數(shù)器位。④計數(shù)器可以通過系統(tǒng)塊設(shè)置計數(shù)器的斷電保持范圍。2023/8/12．加計數(shù)器加計數(shù)器00112233445502023/8/1減計數(shù)器3322110033．減計數(shù)器2023/8/1加/減計數(shù)器4．加/減計數(shù)器

在計數(shù)器的當(dāng)前值由3→4增加時，C48狀態(tài)位置1，Q0.0得電；在由4→3減少時，C48狀態(tài)位置0，Q0.