電氣控制與PLC原理6

電氣控制與PLC原理杭州電子科技大學(xué)自動化分院第六講主講：周亞軍第5章PLC指令系統(tǒng)

PLC的編程語言編程元件西門子S7-200系列PLC指令系統(tǒng)及編程方法常用基本程序設(shè)計(jì)范例

問題編程語言編程元件（12種）軟元件元件表示形式（標(biāo)識符元件號）尋址方式（位、數(shù)據(jù)）（位、字節(jié)、字、雙字）CPU226I（0.0~15.7）；IB（0~15）；IW（0~14）；ID（0~12）Q（0.0~15.7）；QB（0~15）；QW（0~14）；QD（0~12）M（0.0~31.7）；MB（0~31）；MW（0~30）；MD（0~28）V（0.0~5119.7）；VB（0~5119）；VW（0~5118）；

VD（0~5116）L（0.0~63.7）；LB（0~63）；LW（0~62）；LD（0~60）S（0.0~31.7）；SB（0~31）；SW（0~30）；SD（0~28）SM（0.0~549.7）；SMB（0~549）；SMW（0~548）；

SMD（0~546）T（0~255）；C（0~255）AIW（0~62）；AQW（0~62）AC（0~3）；HC（0~5）S7200PLC性能簡表S7-200PLCCPU221CPU222CPU224CPU224XPCPU226集成數(shù)字量輸入/輸出

6入/4出

8入/6出

14入/10出

14入/10出

24入/16出

可連接的擴(kuò)展模塊數(shù)量（最大）

不可擴(kuò)展

2個(gè)

7個(gè)

7個(gè)

7個(gè)

最大可擴(kuò)展的數(shù)字量輸入/輸出范圍

不可擴(kuò)展

78點(diǎn)

168點(diǎn)

168點(diǎn)

248點(diǎn)

最大可擴(kuò)展的模擬量輸入/輸出范圍

不可擴(kuò)展

10點(diǎn)

35點(diǎn)

38點(diǎn)

35點(diǎn)

用戶程序區(qū)（在線/非在線）

4K/4K4K/4K8K/12K12K/16K16K/24K數(shù)據(jù)存儲區(qū)

2K2K8K10K10K數(shù)據(jù)后備時(shí)間（電容）

50小時(shí)

50小時(shí)

50小時(shí)

100小時(shí)

100小時(shí)

后備電池（選件）

200天

200天

200天

200天

200天

編程軟件

Step7-Micro/WINStep7-Micro/WINStep7-Micro/WINStep7-Micro/WINStep7-Micro/WIN每條二進(jìn)制語句執(zhí)行時(shí)間

0.22μs0.22μs0.22μs0.22μs0.22μs標(biāo)志寄存器/計(jì)數(shù)器/定時(shí)器

256/256/256256/256/256256/256/256256/256/256256/256/256高速計(jì)數(shù)器

4個(gè)30KHz4個(gè)30KHz6個(gè)30KHz6個(gè)100KHz6個(gè)30KHz高速脈沖輸出

2個(gè)20KHz2個(gè)20KHz2個(gè)20KHz2個(gè)100KHz2個(gè)20KHz通訊接口

1*RS4851*RS4851*RS4852*RS4852*RS485外部硬件中斷

44444支持的通訊協(xié)議

PPI，MPI，自由口

PPI，MPI，自由口，ProfibusDPPPI，MPI，自由口，ProfibusDPPPI，MPI，自由口，ProfibusDPPPI，MPI，自由口，ProfibusDP模擬電位器

1個(gè)8位

分辨率

1個(gè)8位

分辨率

2個(gè)8位

分辨率

2個(gè)8位

分辨率

2個(gè)8位

分辨率

實(shí)時(shí)時(shí)鐘

外置時(shí)鐘卡（選件）

外置時(shí)鐘卡（選件）

內(nèi)置時(shí)鐘卡

內(nèi)置時(shí)鐘卡

內(nèi)置時(shí)鐘卡

PLC指令系統(tǒng)基本邏輯指令這些指令對存儲器位在邏輯堆棧中進(jìn)行操作PLC指令系統(tǒng)（1）LD：裝入常開觸點(diǎn)（LoaD）（2）LDN：裝入常閉觸點(diǎn)（LoaDNot）（3）A：與常開觸點(diǎn)（And）（4）AN：與常閉觸點(diǎn)（AndNot）。（5）O：或常閉觸點(diǎn)（Or）（6）ON：或常閉觸點(diǎn)（OrNot）（7）NOT：觸點(diǎn)取非（輸出反相）（8）=：輸出指令LD、LDN、=指令指令的作用LD（LoaD）:取指令，是常開觸點(diǎn)與母線的連接指令。LDN(LoaDInverse)：取反指令，是常閉觸點(diǎn)與母線的連接指令。=：驅(qū)動線圈的輸出指令。

三菱LDLDIOUTS7-200LDLDN=PLC指令系統(tǒng)指令的使用說明

LD、LDN用于I、Q、M、SM、T、C、S、VL；可與后面講到的塊操作指令A(yù)NB、ORB相配合，用于分支電路的起點(diǎn)；

=指令用于、Q、M、SM、T、C、S、VL（功能指令線圈），不能用于I；并聯(lián)輸出=指令可連續(xù)使用任意次

=指令用于T和C，其后須跟常數(shù)K。K為延時(shí)時(shí)間或計(jì)數(shù)次數(shù)A、AN指令指令的作用A：與指令，用于單個(gè)常開觸點(diǎn)的串聯(lián)；AN(ANdInverse)：與反指令，用于單個(gè)常閉觸點(diǎn)的串聯(lián)。指令的使用說明A和AN指令用于單個(gè)觸點(diǎn)與左邊觸點(diǎn)的串聯(lián)，可連續(xù)使用；A和AN編程元件：

I、Q、M、SM、T、C、S、VL；PLC指令系統(tǒng)三菱ANDANIS7-200AANLD X2AND X0OUT Y0LDI X1ANI Y0

OUT M101AND T0OUT Y1梯形圖程序指令表程序AND與ANI指令X2X1M101Y0T0Y1X0Y0ANDANIANDPLC指令系統(tǒng)O、ON指令指令的作用O：或指令，用于單個(gè)常開觸點(diǎn)的并聯(lián)；ON(ORInverse)：或反指令，用于單個(gè)常閉觸點(diǎn)的并聯(lián)。

指令的使用說明O、ON指令僅用于單個(gè)觸點(diǎn)與前面觸點(diǎn)的并聯(lián)；O和ON編程元件：I、Q、M、SM、T、C、S、VL；PLC指令系統(tǒng)三菱ORORIS7-200OONLD X4OR X6ORI M106OUT Y0LDI X1 ANI Y0OR M103ANI Y2ORI M116OUT M103梯形圖程序指令表程序X1M103Y0X4Y0X6M106M103M116Y2LDORORIORORIOR、ORI指令PLC指令系統(tǒng)PLC指令系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)LAD和STL例PLC指令系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)FBD例LDI0.0//OI0.1//AI0.2//=Q0.0//

LDNI0.0//ONI0.1//ANI0.2//=Q0.1//

LDI0.0//OI0.1//AI0.2//NOT//=Q0.3//PLC指令系統(tǒng)程序執(zhí)行的時(shí)序圖

由于取非指令NOT緣故，Q0.0與Q0.3反相PLC指令系統(tǒng)EU、ED指令EU:上升沿檢測觸點(diǎn)指令，僅在制定元件的上升沿（由OFF→ON變化）時(shí)接通一個(gè)掃描周期。PLC指令系統(tǒng)三菱LDPLDFANDPANDFORPORFS7-200LDEULDEDAEUAEDOEUOEDED:下升沿檢測觸點(diǎn)指令，僅在制定元件的下升沿（由ON→OFF變化）時(shí)接通一個(gè)掃描周期。無操作數(shù)LDP X2ORF X3AND X0OUT Y0LDP T10AND M100 OUT M101梯形圖程序指令表程序X2Y0X0LDP、ANDP、ORP、LDF、ANF、ORF指令X3T10M101M100PLC指令系統(tǒng)簡單實(shí)例：電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制

要求：正反轉(zhuǎn)啟動信號I0.0、I0.1，停車信號I0.2，輸出信號Q0.0、Q0.1。具有電氣互鎖和機(jī)械互鎖功能。PLC指令系統(tǒng)編程中應(yīng)注意的幾個(gè)問題1.用電路變換簡化程序(減少指令的條數(shù)）(ED)X0Y0X1Y0(ED)X1Y0X0Y02.邏輯關(guān)系應(yīng)盡量清楚(避免左輕右重)X3X2X5X4X6X8X7Y0X9(ED)X3X2X5X4X6X8X7Y0X9(ED)X5X6X2X2編程中應(yīng)注意的幾個(gè)問題3.避免出現(xiàn)無法編程的梯形圖X5(ED)X1X3X2Y1X4Y2X1(ED)X3X2Y1X5X3X1X4Y2X5置位和復(fù)位指令S:置位指令R:復(fù)位指令說明：置位即置1，復(fù)位即置0。置位和復(fù)位指令可以將位存儲區(qū)的某一位開始的一個(gè)或多個(gè)（最多可達(dá)255個(gè)）同類存儲器位置1或置0。這兩條指令在使用時(shí)需指明三點(diǎn)：操作性質(zhì)、開始位和位的數(shù)量。編程元件位bit：I，Q，M，SM，T，C，V，S，L數(shù)量：VB，IB，QB，MB，SMB，LB，SB，AC，*VD，*AC，*LDS7-200S，置位指令將位存儲區(qū)的指定位（位bit）開始的N個(gè)同類存儲器位置位。用法： S bit, N例： S Q0.0,1R，復(fù)位指令將位存儲區(qū)的指定位（位bit）開始的N個(gè)同類存儲器位復(fù)位。當(dāng)用復(fù)位指令時(shí)，如果是對定時(shí)器T位或計(jì)數(shù)器C位進(jìn)行復(fù)位，則定時(shí)器位或計(jì)數(shù)器位被復(fù)位，同時(shí)，定時(shí)器或計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值被清零。用法： R bit, N例： R Q0.2, 3SET:置位指令RST:復(fù)位指令說明：SET:編程元件Y、M和S;RST:編程元件Y、M、S、T、C、DLD X0SET Y0LD X1RST Y0LD X2RST D0SETY0X0RSTY0X1RSTD0X2X0X1Y0SET與RST指令FX系列計(jì)數(shù)器、定時(shí)器復(fù)位LD X0RST T250LD X1OUT T250K 1200LD X2OUT M8200LD X3RST C200LD X4OUT C200SP 34SET與RST指令X1X0T250RSTT250K1200X2M8200X4C200RSTC200K34X3積分定時(shí)器和計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器、定時(shí)器復(fù)位LD X0RST T250LD X1OUT T250K 1200LD X2OUT M8200LD X3RST C200LD X4OUT C200SP 34SET與RST指令X1X0T250RSTT250K1200X2M8200X4C200RSTC200K34X3積分定時(shí)器和計(jì)數(shù)器立即指令（1）立即觸點(diǎn)指令（2）=I，立即輸出指令（3）SI，立即置位指令（4）RI，立即復(fù)位指令（1）立即觸點(diǎn)指令在每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)指令的后面加“I”。指令執(zhí)行時(shí)，立即讀取物理輸入點(diǎn)的值，但是不刷新對應(yīng)映像寄存器的值。這類指令包括：LDI、LDNI、AI、ANI、OI和ONI。下面以LDI指令為例。用法： LDI bit例： LDI I0.2注意：bit只能是I類型。（2）=I，立即輸出指令用立即指令訪問輸出點(diǎn)時(shí)，把棧頂值立即復(fù)制到指令所指出的物理輸出點(diǎn)，同時(shí)，相應(yīng)的輸出映像寄存器的內(nèi)容也被刷新。用法： =I bit例： =I Q0.2注意：bit只能是Q類型。（3）SI，立即置位指令用立即置位指令訪問輸出點(diǎn)時(shí)，從指令所指出的位（bit）開始的N個(gè)（最多為128個(gè)）物理輸出點(diǎn)被立即置位，同時(shí)，相應(yīng)的輸出映像寄存器的內(nèi)容也被刷新。用法： SI bit, N例： SI Q0.0, 2注意：bit只能是Q類型。編程元件位bit：Q數(shù)量：VB，IB，QB，MB，SMB，LB，SB，AC，*VD，*AC，*LD，常數(shù)（4）RI，立即復(fù)位指令用立即復(fù)位指令訪問輸出點(diǎn)時(shí)，從指令所指出的位（bit）開始的N個(gè)（最多為128個(gè)）物理輸出點(diǎn)被立即復(fù)位，同時(shí)，相應(yīng)的輸出映像寄存器的內(nèi)容也被刷新。用法： RI bit, N例： RI Q0.0, 1應(yīng)用舉例：復(fù)雜邏輯指令1.棧裝載與指令2.棧裝載或指令3.邏輯推入棧指令4.邏輯彈出棧指令5.邏輯讀棧指令6.裝入堆棧指令棧裝載與指令A(yù)LD，棧裝載與指令（與塊）。在梯形圖中用于將并聯(lián)電路塊進(jìn)行串聯(lián)連接。OLD，棧裝載或指令（或塊）。在梯形圖中用于將串聯(lián)電路塊進(jìn)行并聯(lián)連接。棧裝載或指令三菱ANBORBS7-200ALDOLDORB(OrBlock)串聯(lián)電路塊并聯(lián)連接指令

說明：串聯(lián)電路塊：兩個(gè)以上的觸點(diǎn)串連而成的電路塊；將串聯(lián)電路塊并聯(lián)時(shí)用ORB指令；ORB指令不帶元件號（相當(dāng)于觸點(diǎn)間的垂直連線）每個(gè)串聯(lián)電路塊的起點(diǎn)都要用LD或LDI指令，電路塊后面用ORB指令X2X1Y0X0Y2串聯(lián)電路塊X0X4Y0X1Y0X2X5X6Y2串聯(lián)電路塊LDI X1ANI Y0ANI M100LDI X2ANI Y2AND M101ORBLDI X3AND T0ANI M112ORBOUT M115梯形圖程序指令表程序ORB指令X1M115Y0M100X2Y2M101X3T0M112三菱ORBANBS7-200OLDALDANB(AndBlock)并連電路塊串連連接指令

說明：并聯(lián)電路塊：兩個(gè)以上的觸點(diǎn)串連而成的電路塊；將并聯(lián)電路塊與前面的電路串聯(lián)時(shí)用ANB指令；使用ANB指令之前，應(yīng)先完成并聯(lián)電路塊內(nèi)部的連接。并聯(lián)電路塊中各支路的起點(diǎn)使用LD或LDI指令；ANB指令相當(dāng)于兩個(gè)電路塊之間的串聯(lián)連線。X0X4Y0X1Y0X2X1X0Y2X2X5X6Y2并聯(lián)電路塊并聯(lián)電路塊LDI X1ORI X2LDI Y0ANI M100LDI Y2AND M101ORBOR T0ANB ORI X3OUT M115梯形圖程序指令表程序ANB指令X1M115Y0M100X2Y2M101X3T0ANBLDORBLPS，邏輯推入棧指令（分支或主控指令）。在梯形圖中的分支結(jié)構(gòu)中，用于生成一條新的母線，左側(cè)為主控邏輯塊時(shí)，第一個(gè)完整的從邏輯行從此處開始。注意：使用LPS指令時(shí)，本指令為分支的開始，以后必須有分支結(jié)束指令LPP。即LPS與LPP指令必須成對出現(xiàn)。邏輯推入棧指令邏輯彈出棧指令LPP，邏輯彈出棧指令（分支結(jié)束或主控復(fù)位指令）。在梯形圖中的分支結(jié)構(gòu)中，用于將LPS指令生成一條新的母線進(jìn)行恢復(fù)。注意：使用LPP指令時(shí)，必須出現(xiàn)在LPS的后面，與LPS成對出現(xiàn)。邏輯讀棧指令LRD，邏輯讀棧指令。在梯形圖中的分支結(jié)構(gòu)中，當(dāng)左側(cè)為主控邏輯塊時(shí)，開始第二個(gè)和后邊更多的從邏輯塊。三菱MPSMRDMPPS7-200LPSLRDLPP1MPS(LPS)邏輯推入棧指令（分支或主控指令）。在梯形圖中的分支結(jié)構(gòu)中，用于生成一條新的母線，左側(cè)為主控邏輯塊時(shí)，第一個(gè)完整的從邏輯行從此處開始。注意：MPS(LPS)指令為分支的開始，對應(yīng)必須有分支結(jié)束指令MPP(LPP)。即MPS(LPS)與MPP(LPP)指令必須成對出現(xiàn)。2MPP(LPP)邏輯彈出棧指令（分支結(jié)束或主控復(fù)位指令）。在梯形圖中的分支結(jié)構(gòu)中，用于將MPS(LPS)指令生成一條新的母線進(jìn)行恢復(fù)。3MRD(LRD)邏輯讀棧指令。在梯形圖中的分支結(jié)構(gòu)中，當(dāng)左側(cè)為主控邏輯塊時(shí)，開始第二個(gè)和后邊更多的從邏輯塊。MPS(MemoryPush)進(jìn)棧指令MRD(MemoryRead)讀棧指令MPP(MemoryPop)出棧指令

X1X2M100Y1M102Y0X3M100Y3M105Y2LDI X1MPSAND X2MPSANI M100OUT Y0MPPAND M102OUT Y1MPPAND X3MPSAND M100OUT Y2MPPAND M105OUT Y3 西門子LPS（LogicPush）：邏輯堆棧操作指令LRD（LogicRead）：邏輯讀棧指令LPP（LogicPop）：邏輯彈棧指令梯形圖程序指令表程序?qū)嵗齒1Y0M100X2Y2M101X3C0Y0M110M105Y6走廊燈兩地控制

設(shè)計(jì)一走廊燈兩地控制PLC梯形圖程序?？刂埔螅簶巧蠘窍麻_關(guān)均可實(shí)現(xiàn)對走廊燈的開關(guān)操作，點(diǎn)亮或熄滅。資源分配I0.0I0.1Q0.0程序設(shè)計(jì)單按鈕雙向控制

單按鈕控制就是采用一只按鈕控制輸出。當(dāng)按鈕按一次時(shí)，相應(yīng)的輸出為ON，再按一次按鈕，該輸出點(diǎn)為OFF。從邏輯上講，這是一種雙穩(wěn)態(tài)電路，也稱為分頻電路。I0.0Q0.0

S7-200定時(shí)器S7-200系列PLC的定時(shí)器為增量型定時(shí)器，用于實(shí)現(xiàn)時(shí)間控制1.工作方式：

1）通電延時(shí)型TON2）保持型TONR3）斷電延時(shí)型TOF2.時(shí)基標(biāo)準(zhǔn)：1ms、10ms、100ms三種3.定時(shí)時(shí)間等于時(shí)基乘以設(shè)定值輸入接點(diǎn)設(shè)定值:1~32767定時(shí)器號碼（0～255）INPTT37TON定時(shí)器分辨率（時(shí)基）有三種：1ms、10ms、100ms。定時(shí)器的分辨率由定時(shí)器號決定定時(shí)器的實(shí)際設(shè)定時(shí)間T=設(shè)定值PT×分辨率TON：接通延時(shí)定時(shí)器

TOF：斷開延時(shí)定時(shí)器

TONR：有記憶接通延時(shí)定時(shí)器類型S7-200定時(shí)器1）通電延時(shí)型TON：使能端IN輸入有效時(shí)，定時(shí)器開始計(jì)時(shí)，當(dāng)前值從0開始遞增，大于或等于設(shè)定值PT時(shí)，定時(shí)器輸出狀態(tài)置1（觸點(diǎn)接通）使能端IN輸入無效（斷開）時(shí)，定時(shí)器復(fù)位，輸出狀態(tài)斷開S7-200定時(shí)器設(shè)定值使能輸入TONPTINT382）保持型：

使能端IN輸入有效時(shí)，定時(shí)器開始計(jì)時(shí)，當(dāng)前值遞增，大于或等于設(shè)定值PT時(shí)，定時(shí)器輸出狀態(tài)置1（觸點(diǎn)接通）使能端IN輸入無效（斷開）時(shí)，當(dāng)前值保持，當(dāng)使能端IN再次有效時(shí)，定時(shí)器在原保持值的基礎(chǔ)上遞增使用復(fù)位指令R進(jìn)行復(fù)位，當(dāng)R有效時(shí)，定時(shí)器當(dāng)前值清零，輸出斷開S7-200定時(shí)器輸入端設(shè)定值TONRPTIN①1ms分辯率定時(shí)器每隔1ms刷新一次，刷新定時(shí)器位和定時(shí)器當(dāng)前值，在一個(gè)掃描周期中要刷新多次，而不和掃描周期同步。②10ms分辯率定時(shí)器10ms分辯率定時(shí)器啟動后，定時(shí)器對10ms時(shí)間間隔進(jìn)行計(jì)時(shí)。程序執(zhí)行時(shí)，在每次掃描周期的開始對10ms定時(shí)器刷新，在一個(gè)掃描周期內(nèi)定時(shí)器位和定時(shí)器當(dāng)前值保持不變。③100ms分辨率定時(shí)器

100ms定時(shí)器啟動后，定時(shí)器對100ms時(shí)間間隔進(jìn)行計(jì)時(shí)。只有在定時(shí)器指令執(zhí)行時(shí)，100ms定時(shí)器的當(dāng)前值才被刷新。FX定時(shí)器（通用和積算）通用定時(shí)器動作說明：啟動信號on，開始計(jì)時(shí)。設(shè)定時(shí)間一到，定時(shí)器on。啟動信號off→定時(shí)器off。說明：

初始值范圍K0~K32767TM指令是一減計(jì)數(shù)型指令。定時(shí)時(shí)間:定時(shí)單位*初始值

啟動信號

定時(shí)器輸出定時(shí)時(shí)間定時(shí)時(shí)間PLC定時(shí)器工作原理：

定時(shí)器是根據(jù)時(shí)鐘脈沖累積計(jì)數(shù)而達(dá)到定時(shí)的目的，時(shí)鐘脈沖有1ms、10ms、100ms，當(dāng)所計(jì)數(shù)達(dá)到設(shè)定值時(shí)，其觸點(diǎn)動作。設(shè)定值可用常數(shù)K或數(shù)據(jù)寄存器D的內(nèi)容來設(shè)置。通用定時(shí)器編號：

FX0SFX1S

FX0NFX1NFX2N

（FX2NC）

100msT0~T49T0~T62T0~T62T0~T199

10msT24~T49T32~T62T32~T62T200~T2451ms----T63--通用定時(shí)器（例）積算定時(shí)器具有計(jì)數(shù)累積的功能。在定時(shí)過程中如果斷電或定時(shí)器線圈OFF，積算定時(shí)器將保持當(dāng)前的計(jì)數(shù)值（當(dāng)前值），通電或定時(shí)器線圈ON后繼續(xù)累積，即其當(dāng)前值具有保持功能，只有將積算定時(shí)器復(fù)位，當(dāng)前值才變?yōu)?。1ms積算定時(shí)器：對1ms時(shí)鐘脈沖進(jìn)行累積計(jì)數(shù)的，定時(shí)范圍為0.001～32.767s。100ms積算定時(shí)器：對100ms時(shí)鐘脈沖進(jìn)行累積計(jì)數(shù)的定時(shí)范圍為0.1～3276.7s積算定時(shí)器積算定時(shí)器編號：

FX0SFX1S

FX0NFX1NFX2N

（FX2NC）

1ms--T63--