西門子可編程序控制器（PLC）應(yīng)用技術(shù)全套培訓(xùn)課程.ppt

可編程序控制器應(yīng)用技術(shù),全有文檔,第1章 概述,1.1 PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)成與特點(diǎn),1. PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)成,繼電器控制系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)邏輯控制的方式不同，繼電器控制邏輯由繼電器硬件連線組成，PLC控制邏輯由程序組成。PLC利用程序中的“軟繼電器”取代傳統(tǒng)的物理硬件繼電器，使控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)大大簡化，具有價(jià)格便宜、維護(hù)方便、編程簡單、控制功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。,2. PLC控制系統(tǒng)的特點(diǎn),（1）PLC控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)簡單,（2）PLC的控制邏輯更改方便,（3）系統(tǒng)穩(wěn)定、維護(hù)方便,1.2 PLC的產(chǎn)生與定義,可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)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(jì)。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(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(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。可編程序控制器及其有關(guān)外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。,1.3 PLC的應(yīng)用、分類及程序語言,1. PLC主要應(yīng)用以下幾個(gè)方面,（1）開關(guān)量邏輯控制,（2）模擬量控制,（3）運(yùn)動(dòng)控制,（4）多級控制,2. PLC分類,按結(jié)構(gòu)分,整體式,模塊式,整體式的PLC也稱為PLC的基本單元，在基本單元的基礎(chǔ)上可以加裝擴(kuò)展模塊以擴(kuò)大其使用范圍。適合常規(guī)電氣控制。,模塊式的PLC是把CPU、輸入接口、輸出接口等做成獨(dú)立的單元模塊，具有配置靈活、組裝方便的優(yōu)勢，適合輸入/輸出點(diǎn)數(shù)差異較大或有特殊功能要求的控制系統(tǒng)。,按I/O點(diǎn)的總數(shù)分,小型機(jī),中型機(jī),大型機(jī),小于128點(diǎn),129512點(diǎn),512點(diǎn)以上,3. 程序語言,梯形圖語言,指令表語言,1.4 PLC的結(jié)構(gòu),主要由CPU、存儲器、I/O接口、通信接口和電源等幾部分組成,1.5 PLC的循環(huán)掃描工作方式,每一個(gè)掃描周期分為讀輸入、執(zhí)行程序、處理通訊請求、執(zhí)行CPU自診斷和寫輸出5個(gè)階段,1. 梯形圖編程語言,兩種梯形圖的繼電器符號圖對照,物理繼電器 PLC繼電器,常開 常閉,觸 點(diǎn),線 圈,梯形圖編程語言是一種圖形語言,（）,SB2,KM,KM,繼電器 控 制,SB1,2. 兩種控制的梯形圖比較,線圈,線圈,物理繼電器,繼電器需硬接線連接,觸點(diǎn)個(gè)數(shù)有限,PLC繼電器,繼電器用程序軟連接,觸點(diǎn)個(gè)數(shù)無限,繼電器的接線改變控制功能改變,PLC的用戶程序改變 控制功能改變,3. 兩種控制中繼電器的區(qū)別,用PLC控制外部接線不變，改變用戶程序。,用繼電器控制要改變控制電路的實(shí)際接線。,KM,KH,KM,繼電器控制接線,PLC控制外部接線,輸出設(shè)備,欲改變控制功能：,例如,二、 語句表編程語言,用助記符表示指令的功能,多條指令語句的組合構(gòu)成了語句表 程序,指令語句是PLC用戶程序的基礎(chǔ)元素,LD I0.0 O Q0.0 AN I0.1 = Q0.0,梯形圖程序 語句表程序,3. PLC控制的原理,等效電路圖,SB1,公共端,公共端,輸出端子,輸入端子,主電路,線圈通電,SB1閉合,I0.0閉合,接點(diǎn)閉合,觸點(diǎn)閉合,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn),Q0.0,線圈斷電,I0.1 斷開,接點(diǎn)斷開,觸點(diǎn)斷開,電動(dòng)停轉(zhuǎn),SB2閉合,第2章 存儲器的數(shù)據(jù)類型與尋址方式,2.1 S7-200的主要指標(biāo)及接線端口,2.1.1 S7-200的主要指標(biāo),1. S7-200 PLC的結(jié)構(gòu),2. S7-200的主要指標(biāo),2.1.2 S7-200系列PLC的外部端子圖,DC/DC/DC,AC/DC/RLY,分別表示CPU電源的類型、輸入端口的電源類型及輸出端口器件的類型。,DC為晶體管，RLY為繼電器,每種型號的CPU都有,CPU221 DC/DC/DC端子圖,CPU222 AC/DC/RLY端子圖,CPU224 AC/DC/RLY端子圖,CPU226 AC/DC/RLY端子圖,2.2 S7-200CPU存儲器的數(shù)據(jù)區(qū),2.2.1 數(shù)據(jù)類型,1. 數(shù)據(jù)類型及范圍,2. 常數(shù),2.2.2 數(shù)字量輸入輸出映象區(qū)（I/Q區(qū)）,1. 數(shù)字量輸入映象區(qū)（I區(qū)）,2. 數(shù)字量輸出映象區(qū)（Q區(qū)）,2.2.3 模擬量輸入輸出映象區(qū)（AI/AQ區(qū)）,1. 模擬量輸入映象區(qū)（AI區(qū)）,將測得的模擬量（如溫度、壓力）轉(zhuǎn)換成1個(gè)字長（16位 ）的數(shù)字量存儲。模擬量輸入用區(qū)域標(biāo)識符（AI）、數(shù)據(jù)長度（W）及字節(jié)的起始地址表示。,AIW起始字節(jié)地址,CPU221、222有16路模擬量輸入：AIW0、AIW2、AIW30,CPU224、226有32路模擬量輸入：AIW0、AIW2、AIW62,把1個(gè)字長（16位 ）的數(shù)字量按比例轉(zhuǎn)換成模擬電壓或電流輸出。模擬量輸出用區(qū)域標(biāo)識符（AQ）、數(shù)據(jù)長度（W）及字節(jié)的起始地址表示。,2. 模擬量輸出映象區(qū)（AQ區(qū)）,AQW起始字節(jié)地址,CPU221、222有16路模擬量輸出： AQW0、AQW2、AQW30,CPU224、226有32路模擬量輸出： AQW0、AQW2、AQW62,2.2.4 變量存儲器區(qū)（V區(qū)）,變量存儲器區(qū)用于程序執(zhí)行過程中存儲邏輯運(yùn)算的中間結(jié)果，也可以使用變量存儲器保存與工作過程相關(guān)的數(shù)據(jù)。,2.2.5 位存儲器區(qū)（M區(qū)）,PLC執(zhí)行程序過程中，常常需要位控制，位存儲器就是根據(jù)這個(gè)要求建立的。,2.2.6 順序控制繼電器區(qū)（S區(qū)）,順序控制繼電器區(qū)是S7-200系列為順序控制繼電器的數(shù)據(jù)而建立的一個(gè)存儲區(qū)，用“S”表示，用于步進(jìn)過程的控制。,2.2.7 局部存儲器區(qū)（L區(qū)）,局部存儲器和變量存儲器很相似，主要區(qū)別是變量存儲器是全局有效的，而局部存儲器是局部有效的。,其中前60個(gè)用作暫時(shí)存儲器或給子程序傳遞參數(shù)，后四個(gè)字節(jié)（LB60LB63）保留。,2.2.8 定時(shí)器存儲器區(qū)（T區(qū)）,S7-200定時(shí)器的精度分為1、10、100ms三種。,S7-200系列PLC定時(shí)器的編號為T0T255，共256個(gè)定時(shí)器，其定時(shí)器的地址由T和定時(shí)器編號組成。,2.2.9 計(jì)數(shù)器存儲器區(qū)（C區(qū)）,S7-200系列PLC計(jì)數(shù)器的編號為C0C255，共256個(gè)計(jì)數(shù)器，其計(jì)數(shù)器的地址由C和計(jì)數(shù)器編號組成。,2.2.10 高速計(jì)數(shù)器區(qū)（HC區(qū)）,高速計(jì)數(shù)器用來累計(jì)比CPU掃描速率更快的事件。若要存取高速計(jì)數(shù)器的值則必須給出高速計(jì)數(shù)器的地址，即存儲器的類型（HC）和計(jì)數(shù)器編號（如HC0）。S7-200系列PLC有HC0HC5共6個(gè)高速計(jì)數(shù)器。,高速計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值為32位帶符號整數(shù)值，當(dāng)前值為只讀值。,2.2.11 累加器區(qū)（AC區(qū)）,可以按字節(jié)、字或雙字來存取累加器數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)，其存取數(shù)據(jù)的長度由所用指令決定。 但是，以字節(jié)形式讀/寫累加器中的數(shù)據(jù)時(shí)，只能讀/寫累加器32位數(shù)據(jù)中的最低8位數(shù)據(jù)。 如果是以字的形式讀/寫累加器中的數(shù)據(jù)，只能讀/寫累加器32位數(shù)據(jù)中的低16位數(shù)據(jù)。 只有采取雙字的形式讀/寫累加器中的數(shù)據(jù)時(shí)，才能一次讀寫全部32位數(shù)據(jù)。,CPU提供了4個(gè)32位累加器（AC0、AC1、AC2、AC3）。,2.2.12 特殊存儲器區(qū)（SM區(qū)）,2.3 S7-200CPU存儲器的直接尋址方式,1. 位尋址,2. 字節(jié)尋址 字節(jié)尋址以存儲區(qū)標(biāo)識符、字節(jié)標(biāo)識符、字節(jié)地址組合而成,3. 字尋址 字尋址以存儲區(qū)標(biāo)識符、字標(biāo)識符、字節(jié)地址組合而成 4. 雙字尋址 雙字尋址以存儲區(qū)標(biāo)識符、雙字標(biāo)識符、字節(jié)地址組合而成,2.4 S7-200CPU存儲器的間接尋址方式,在直接尋址方式中，直接使用存儲器或寄存器的標(biāo)識符和地址編號來找到數(shù)據(jù)。而間接尋址使用指針來找到存儲器中的數(shù)據(jù)。,1. 建立指針,指針為雙字值，存放存儲器數(shù)據(jù)單元的地址。,MOVD &VB100，VD204 MOVD &MB4， AC1 MOVD &C3， LD23,指令的輸入操作數(shù)必須使用“&”符號表示某一位置的地址，而不是它的值。,2. 使用指針來讀取數(shù)據(jù),在操作數(shù)前面加“ * ”號表示該操作數(shù)為一個(gè)指針。,3. 修改指針,處理連續(xù)存儲數(shù)據(jù)時(shí)，通過修改指針可以很容易地存取連續(xù)的數(shù)據(jù)。,在修改指針時(shí)，要注意訪問數(shù)據(jù)的長度：在存取字節(jié)時(shí)，指針加1；在存取字時(shí)，指針加2；在存取雙字時(shí)，指針加4。,【例題2.1】有4個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)（分別為12、34、56、78）存儲在從VB200存儲的單元中，試說明用間接尋址方式將該數(shù)據(jù)存儲在從VB300開始的存儲單元中的過程。,第3章 編程、仿真軟件 與基本指令的應(yīng)用,3.1 編程與仿真軟件入門,3.1.1 LD、LDN、 指令及其應(yīng)用,（1）LD是從左母線裝載常開觸點(diǎn)指令 （2）LDN是從左母線裝載常閉觸點(diǎn)指令 （3）= 指令是對線圈進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的指令,3.1.2 點(diǎn)動(dòng)控制線路與程序,電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)控制要求是：按下點(diǎn)動(dòng)按鈕SB，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；松開點(diǎn)動(dòng)按鈕SB，電動(dòng)機(jī)停機(jī)。,CPU模塊型號為CPU224AC/DC/繼電器，使用交流電源220V。輸入端電源采用本機(jī)輸出的直流24V電源，M、1M、2M連接一起，按鈕SB接直流電源正極和輸入繼電器I0.5端子，交流接觸器線圈KM與220VAC電源串聯(lián)接入輸出公共端子1L和輸出繼電器Q0.1端子。,3.1.3 S7-200的連接與編程軟件的設(shè)置,1. 連接PC/PPI電纜,2. CPU模塊供電,3. 啟動(dòng)編程軟件,4. 從英文界面轉(zhuǎn)為中文界面,5. 通信參數(shù)設(shè)置,（1）,（2）,（3）,（4）,（5）,3.2 串并指令、置位指令與自鎖控制程序,3.2.1 觸點(diǎn)串聯(lián)指令A(yù)、AN,（1）A 指令完成邏輯“與”運(yùn)算，AN指令完成邏輯“與非”運(yùn)算； （2）觸點(diǎn)串聯(lián)指令可連續(xù)使用，使用的上限為11個(gè)。,【例題3.1】 閱讀圖3-33所示的程序梯形圖，分析其邏輯關(guān)系。,在網(wǎng)絡(luò)1中，輸入繼電器常開觸點(diǎn)I0.0、I0.1串聯(lián)控制輸出繼電器Q0.0。 在網(wǎng)絡(luò)2中，輸入繼電器常閉觸點(diǎn)I0.2、I0.4和常開觸點(diǎn)I0.3串聯(lián)控制輸出繼電器Q0.1。,3.2.2 觸點(diǎn)并聯(lián)指令O、ON,（1）O指令完成邏輯“或”運(yùn)算，ON指令完成邏輯“或非”運(yùn)算； （2）觸點(diǎn)并聯(lián)指令可連續(xù)使用，并聯(lián)觸點(diǎn)的次數(shù)沒有限制。,【例題3.2】 編寫一個(gè)自鎖控制程序。啟動(dòng)/停止按鈕分別接輸入繼電器I0.0、I0.1端口，負(fù)載接觸器接輸出繼電器Q0.5端口。,3.2.3 置位指令S、復(fù)位指令R,（1）bit表示位元件，N表示常數(shù)，N的范圍為1255； （2）被S指令置位的軟元件只能用R指令才能復(fù)位； （3）R指令也可以對定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值清零。,【例題3.3】用置位指令與復(fù)位指令編寫具有自鎖功能的程序。啟動(dòng)/停止按鈕分別接輸入繼電器I0.0、I0.1端口，Q0.5為輸出端口。,3.2.4 實(shí)習(xí)操作：三相電動(dòng)機(jī)自鎖控制線路與程序,1. 在繼電器控制線路中，通常停止按鈕使用常閉觸頭。在PLC控制線路中，停止按鈕使用常閉觸頭還是使用常開觸頭？,2. 在PLC控制線路中，熱繼電器的常閉觸頭是與接觸器線圈串聯(lián)還是占用PLC的一個(gè)輸入端口？,在實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備中，往往將多個(gè)熱繼電器的常閉觸頭串聯(lián)，共同占用PLC的一個(gè)輸入端口，并用這個(gè)端口聯(lián)鎖控制整個(gè)程序。因此，熱繼電器的常閉觸頭應(yīng)占用一個(gè)輸入端口為宜。,3.3 邊沿脈沖指令與正反轉(zhuǎn)控制程序,3.3.1 脈沖上升沿、下降沿指令EU、ED,【例題3.4】某臺設(shè)備有兩臺電動(dòng)機(jī)M1和M2，其交流接觸器分別連接PLC的輸出端Q0.1和Q0.2，啟動(dòng)/停止按鈕分別連接PLC的輸入端I0.0和I0.1。為了減小兩臺電動(dòng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)對供電線路的影響，讓M2稍微延遲片刻啟動(dòng)。控制要求是：按下啟動(dòng)按鈕，M1立即啟動(dòng)，松開啟動(dòng)按鈕時(shí)，M2才啟動(dòng)；按下停止按鈕，M1、M2同時(shí)停止。,3.3.2 實(shí)習(xí)操作：三相電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路與程序,控制要求：不通過停止按鈕，直接按正反轉(zhuǎn)按鈕就可改變轉(zhuǎn)向，因此需要采用按鈕聯(lián)鎖。為了減輕正反轉(zhuǎn)換向瞬間電流對電動(dòng)機(jī)的沖擊，適當(dāng)延長變換過程，即在正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)時(shí)，按下反轉(zhuǎn)按鈕，先停止正轉(zhuǎn)，延緩片刻松開反轉(zhuǎn)按鈕時(shí)，再接通反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)的過程同理。,3.4 塊指令、多地控制和點(diǎn)動(dòng)自鎖混合控制程序,3.4.1 電路塊指令A(yù)LD、OLD,1. ALD指令,兩條以上支路并聯(lián)形成的電路叫并聯(lián)電路塊,（1）ALD指令不帶操作數(shù)； （2）當(dāng)并聯(lián)電路塊與前面的電路串聯(lián)連接時(shí)，使用ALD指令； （3）并聯(lián)電路塊的起點(diǎn)用LD或LDN指令，并聯(lián)結(jié)束后使用ALD指令，表示與前面的電路串聯(lián)。,【例題3.5】閱讀圖3-43（a）所示的梯形圖，分析其邏輯關(guān)系，并寫出對應(yīng)的指令表。,【例題3.6】 寫出圖3-44（a）所示梯形圖對應(yīng)的指令表。,2. OLD指令,（1）OLD指令不帶操作數(shù)； （2）串聯(lián)電路塊的起點(diǎn)用LD或LDN指令，每完成一次并聯(lián)要使用OLD指令，表示與前面的電路并聯(lián)。,【例題3.7】閱讀圖3-45（a）所示的梯形圖，分析其邏輯關(guān)系，并寫出對應(yīng)的指令表。,【例題3.8】閱讀圖3-46（a）所示的梯形圖，寫出對應(yīng)的指令表。,3. “上重下輕”、“左重右輕”的編程規(guī)則,3.4.2 PLC多地控制,如圖3-51所示為兩地控制一臺電動(dòng)機(jī)的輸入端接線圖和PLC程序。兩地啟動(dòng)按鈕并聯(lián)使用輸入端口I0.2，兩地停止按鈕并聯(lián)使用輸入端口I0.1； I0.0端口上連接熱繼電器KH的常閉觸點(diǎn)；輸出端口為Q0.0。,3.4.3 實(shí)習(xí)操作：點(diǎn)動(dòng)自鎖混合控制線路與程序,3.5 定時(shí)器指令與延時(shí)控制程序,3.5.1 定時(shí)器指令TON、TOF、TONR,1. 接通延時(shí)定時(shí)器指令（TON）,2. 斷開延時(shí)定時(shí)器指令（TOF）,3. 有記憶接通延時(shí)定時(shí)器指令（TONR）,3.5.2 脈沖產(chǎn)生程序,S7-200系列PLC的特殊存儲器SM0.4、SM0.5可以分別產(chǎn)生占空比為1/2、脈沖周期為1min和1s的時(shí)鐘脈沖信號，在需要時(shí)可以直接應(yīng)用。,在實(shí)際應(yīng)用中也可以組成自復(fù)位定時(shí)器來產(chǎn)生任意周期的脈沖信號。,由于掃描機(jī)制的原因，分辨率為1ms和10ms的定時(shí)器不能組成自復(fù)位定時(shí)器,如果產(chǎn)生一個(gè)占空比可調(diào)的任意周期的脈沖信號則需要兩個(gè)定時(shí)器，脈沖信號的低電平時(shí)間為10s，高電平時(shí)間為20s的程序,3.5.3 實(shí)習(xí)操作：三臺電動(dòng)機(jī)順序啟動(dòng)控制線路與程序,某機(jī)械設(shè)備有三臺電動(dòng)機(jī)，控制要求如下：按下啟動(dòng)按鈕，第一臺電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)；運(yùn)行4s后，第二臺電動(dòng)機(jī)M2啟動(dòng)；M2運(yùn)行15s后，第三臺電動(dòng)機(jī)M3啟動(dòng)。按下停止按鈕，3臺電動(dòng)機(jī)全部停機(jī)。,3.6 計(jì)數(shù)器指令與計(jì)數(shù)控制程序,計(jì)數(shù)器指令的形式如表3-15所示，表中C為計(jì)數(shù)器編號，取C0C255；CU為增計(jì)數(shù)信號輸入端；CD為減計(jì)數(shù)信號輸入端；R為復(fù)位輸入；LD為裝載預(yù)置值；PV為預(yù)置值。計(jì)數(shù)器的功能是對輸入脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)發(fā)生在脈沖的上升沿，達(dá)到計(jì)數(shù)器預(yù)置值時(shí)，計(jì)數(shù)器位元件動(dòng)作，以完成計(jì)數(shù)控制任務(wù)。,3.6.1 增計(jì)數(shù)器指令CTU,從當(dāng)前值開始，在每一個(gè)（CU）輸入狀態(tài)的上升沿時(shí)遞增計(jì)數(shù)。當(dāng)達(dá)到最大值（32 767）后停止計(jì)數(shù)。當(dāng)當(dāng)前計(jì)數(shù)值預(yù)置值（PV）時(shí)，計(jì)數(shù)器位元件被置位。當(dāng)復(fù)位端（R）被接通或者執(zhí)行復(fù)位指令時(shí)，計(jì)數(shù)器被復(fù)位。,【例題3.9】設(shè)I0.0連接增計(jì)數(shù)輸入端，I0.1連接復(fù)位端，預(yù)置值為5時(shí)，輸出端Q0.1接通，試編寫控制程序并繪出時(shí)序圖。,【例題3.10】編寫一個(gè)長延時(shí)控制程序，設(shè)I0.0閉合5小時(shí)后，Q0.1輸出接通。,3.6.2 減計(jì)數(shù)器指令CTD,從當(dāng)前值開始，在每一個(gè)（CD）輸入狀態(tài)的上升沿時(shí)遞減計(jì)數(shù)。當(dāng)當(dāng)前計(jì)數(shù)值等于0時(shí)，計(jì)數(shù)器位元件被置位。當(dāng)裝載輸入端（LD）接通時(shí)，計(jì)數(shù)器位元件被自動(dòng)復(fù)位，當(dāng)前值復(fù)位為預(yù)置值（PV）。,3.6.3 增減計(jì)數(shù)器指令CTUD,增減計(jì)數(shù)器有增計(jì)數(shù)和減計(jì)數(shù)兩種工作方式，其計(jì)數(shù)方式由輸入端決定。 當(dāng)達(dá)到最大值（32 767）時(shí)，在增計(jì)數(shù)輸入端的下一個(gè)上升沿將導(dǎo)致當(dāng)前計(jì)數(shù)值變?yōu)樽钚≈担?32 768）。當(dāng)達(dá)到最小值（-32 768）時(shí)，在減計(jì)數(shù)輸入端的下一個(gè)上升沿將導(dǎo)致當(dāng)前計(jì)數(shù)值變?yōu)樽畲笾担?2 767）。,3.6.4 實(shí)習(xí)操作：單按鈕啟動(dòng)/停止控制程序,3.7 堆棧指令與Y啟動(dòng)控制程序,3.7.1 進(jìn)棧指令LPS、讀棧指令LRD、出棧指令LPP,【例題3.11】分析如圖3-74所示的程序。,【例題3.12】分析如圖3-75所示的程序。,【例題3.13】寫出如圖3-76（a）所示梯形圖程序的指令表。,3.7.2 實(shí)習(xí)操作：電動(dòng)機(jī)Y啟動(dòng)控制線路與程序,控制要求如下：當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕SB1時(shí)，電動(dòng)機(jī)Y形聯(lián)接啟動(dòng)，6S后自動(dòng)轉(zhuǎn)為形聯(lián)接運(yùn)行。當(dāng)按下停上按鈕SB2時(shí)，電動(dòng)機(jī)停機(jī)。,第4章 順序控制指令的應(yīng)用,4.1 單流程控制,4.1.1 順序控制指令LSCR、SCRT、SCRE,4.1.2 實(shí)習(xí)操作：多臺電動(dòng)機(jī)順序啟動(dòng)/停止控制,設(shè)某設(shè)備有3臺電動(dòng)機(jī)，控制要求是：按下啟動(dòng)按鈕，第一臺電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)；運(yùn)行5s后，第二臺電動(dòng)機(jī)M2啟動(dòng)；M2運(yùn)行15s后，第三臺電動(dòng)機(jī)M3啟動(dòng)。按下停止按鈕，3臺電動(dòng)機(jī)全部停機(jī)。,工序圖,4.2 選擇結(jié)構(gòu)流程控制,4.2.1 選擇結(jié)構(gòu)程序的編程,1運(yùn)料小車的選擇方式,2運(yùn)料小車的順序控制程序,4.2.2 實(shí)習(xí)操作：選擇結(jié)構(gòu)的控制程序,1運(yùn)料小車控制線路如圖4-8所示,2PLC輸入/輸出端口分配如表4-3所示,4.3 并行結(jié)構(gòu)流程控制,4.3.1 并行結(jié)構(gòu)程序的編程,1. 交通信號燈的控制要求與時(shí)序圖,2. 交通信號燈順序控制功能圖,4.3.2 實(shí)習(xí)操作：交通信號燈控制程序,1按圖4-11所示連接交通信號燈控制線路,2. PLC輸入/輸出端口分配如表4-4所示,3. 交通信號燈的控制程序梯形圖,第5章 功能指令的應(yīng)用,5.1 用數(shù)據(jù)傳送指令實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的Y啟動(dòng)控制,5.1.1 數(shù)據(jù)傳送指令MOV,5.1.2 數(shù)據(jù)傳送指令應(yīng)用舉例,【例題5.1】 設(shè)有8盞指示燈，控制要求是：當(dāng)I0.0接通時(shí)，全部燈亮；當(dāng)I0.1接通時(shí)，奇數(shù)燈亮；當(dāng)I0.2接通時(shí)，偶數(shù)燈亮；當(dāng)I0.3接通時(shí)，全部燈滅。試設(shè)計(jì)電路和用數(shù)據(jù)傳送指令編寫程序。,5.1.3 數(shù)據(jù)塊傳送指令BM,【例題5.2】 使用塊傳送指令，把VB10VB14的五個(gè)字節(jié)的內(nèi)容傳送到VB100VB104的單元中，啟動(dòng)信號為I0.0。設(shè)VB10VB14的五個(gè)字節(jié)的存儲數(shù)據(jù)分別為3135。,5.1.4 實(shí)習(xí)操作：電動(dòng)機(jī)Y啟動(dòng)控制線路與程序,1. 控制要求,應(yīng)用數(shù)據(jù)傳送指令設(shè)計(jì)三相交流電動(dòng)機(jī)Y降壓啟動(dòng)控制線路和程序。指示燈在啟動(dòng)過程中亮，啟動(dòng)結(jié)束時(shí)滅。如果發(fā)生電動(dòng)機(jī)過載，停機(jī)并且燈光報(bào)警。,2. 三相交流電動(dòng)機(jī)Y降壓啟動(dòng)控制線路如圖5-4所示,3. 啟動(dòng)過程和控制數(shù)據(jù)如表5-4所示,4. 程序梯形圖如圖5-5所示,5.2 用跳轉(zhuǎn)指令實(shí)現(xiàn)選擇運(yùn)行程序段,跳轉(zhuǎn)指令可用來選擇執(zhí)行指定的程序段，跳過暫時(shí)不需要執(zhí)行的程序段。,比如，在調(diào)試設(shè)備工藝參數(shù)的時(shí)候，需要手動(dòng)操作方式；在生產(chǎn)時(shí)，需要自動(dòng)操作方式。這就要在程序中編排兩段程序，一段程序用于調(diào)試工藝參數(shù)，另一段程序用于生產(chǎn)自動(dòng)控制。,5.2.1 跳轉(zhuǎn)指令JMP、標(biāo)號指令LBL,5.2.2 跳轉(zhuǎn)指令應(yīng)用舉例,【例題5.3】 某臺設(shè)備的控制線路如圖5-7所示。該設(shè)備具有手動(dòng)/自動(dòng)兩種操作方式。SB3是操作方式選擇開關(guān)，當(dāng)SB3處于斷開狀態(tài)時(shí)，選擇手動(dòng)操作方式；當(dāng)SB3處于接通狀態(tài)時(shí)，選擇自動(dòng)操作方式，不同操作方式進(jìn)程如下： 手動(dòng)操作方式進(jìn)程：按啟動(dòng)按鈕SB2，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；按停止按鈕SB1，電動(dòng)機(jī)停機(jī)。 自動(dòng)操作方式進(jìn)程：按啟動(dòng)按鈕SB2，電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)1min后，自動(dòng)停機(jī)。按停止按鈕SB1，電動(dòng)機(jī)立即停機(jī)。,5.2.3 實(shí)習(xí)操作：電動(dòng)機(jī)手動(dòng)/自動(dòng)選擇控制程序,5.3 算術(shù)運(yùn)算指令與單按鈕的功率控制,5.3.1 加法指令A(yù)DD,2. 加法指令A(yù)DD的舉例,5.3.2 減法指令SUB,減法指令SUB的舉例,5.3.3 乘法指令MUL,乘法指令MUL的舉例,5.3.4 除法指令DIV,整數(shù)除法雙整數(shù)輸出DIV,5.3.5 增1/減1指令I(lǐng)NC/DEC,增1/減1指令舉例,5.3.6 實(shí)習(xí)操作：單按鈕的功率控制程序,1. 單按鈕的功率控制線路和控制要求,加熱功率有7個(gè)檔位可調(diào)，大小分別是0.5KW、1KW、1.5KW、2KW、2.5KW、3KW和3.5KW，由1個(gè)功率選擇按鈕SB1和1 個(gè)停止按鈕SB2控制。第一次按SB1選擇功率第1檔，第二次按SB1選擇功率第2檔第八次按SB1或按SB2時(shí)，停止加熱。,2. 單按鈕功率控制的工序,3. 單按鈕的功率控制程序,5.4 邏輯運(yùn)算指令及應(yīng)用,5.4.1 邏輯“與”指令WAND,邏輯“與”指令的功能是將兩個(gè)源操作數(shù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行二進(jìn)制按位相“與”，并將運(yùn)算結(jié)果存入目標(biāo)操作數(shù)中。,邏輯“與”指令WAND的舉例,假設(shè)要求用輸入繼電器I0.0I0.4的位狀態(tài)去控制輸出繼電器Q0.0Q0.4，可用輸入字節(jié)IB0去控制輸出字節(jié)QB0。對字節(jié)多余的控制位I0.5、I0.6和I0.7，可與0相“與”進(jìn)行屏蔽。,5.4.2 邏輯“或”指令WOR,邏輯“或”指令的功能是將兩個(gè)源操作數(shù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行二進(jìn)制按位相“或”，并將運(yùn)算結(jié)果存入目標(biāo)操作數(shù)中。,邏輯“或”指令WOR的舉例,要求用輸入繼電器字節(jié)IB0去控制輸出繼電器字節(jié)QB0，但Q0.3、Q0.4位不受字節(jié)IB0的控制而始終處于ON狀態(tài)。可用邏輯“或”指令屏蔽I0.3、I0.4位,5.4.3 邏輯“異或”指令WXOR,邏輯“異或”指令的功能是將兩個(gè)源操作數(shù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行二進(jìn)制按位相“異或”，并將運(yùn)算結(jié)果存入目標(biāo)操作數(shù)中。,邏輯“異或”指令WXOR的舉例,要求用輸入繼電器字節(jié)IB0的相反狀態(tài)去控制輸出繼電器字節(jié)QB0，即IB0的某位為“1”時(shí)，QB0的相應(yīng)位為“0”；IB0某位為“0”時(shí)，QB0的相應(yīng)位為“1”。,5.4.4 邏輯“取反”指令I(lǐng)NV,邏輯“取反”指令的功能是將源操作數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行二進(jìn)制按位“取反”，并將運(yùn)算結(jié)果存入目標(biāo)操作數(shù)中。,邏輯“取反”指令I(lǐng)NV舉例,要求用輸入繼電器的字節(jié)IB0的相反狀態(tài)去控制輸出繼電器的字節(jié)QB0，即IB0的某位為“1”時(shí)，QB0的相應(yīng)位為“0”；IB0某位為“0”時(shí)，QB0的相應(yīng)位為“1”。,5.5 子程序調(diào)用指令及應(yīng)用,5.5.1 子程序指令CALL、CRET,5.5.2 實(shí)習(xí)操作：子程序調(diào)用舉例,應(yīng)用子程序調(diào)用指令的程序如圖5-28所示。程序功能是：I0.1、I0.2、I0.3分別接通時(shí)，將相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳送到VW0、VW10，然后調(diào)用加法子程序；在加法子程序中，將VW0、VW10存儲的數(shù)據(jù)相加，運(yùn)算結(jié)果存儲在VW20，用存儲數(shù)據(jù)低字節(jié)VB21控制輸出QB0。,5.6 循環(huán)指令及應(yīng)用,5.6.1 循環(huán)指令FOR、NEXT,循環(huán)指令FOR、NEXT的舉例,【例題5.4 】求 0+1+2+3+100 的和，并將計(jì)算結(jié)果存入VW0。,【例題5.5】利用循環(huán)嵌套求0+1+2+3+100 的和，并將計(jì)算結(jié)果存入VW0。,循環(huán)指令的脈沖執(zhí)行方式,5.6.2 實(shí)習(xí)操作：循環(huán)、間接尋址和子程序調(diào)用舉例,設(shè)數(shù)據(jù)寄存器VW0、VW2、VW4、VW6存儲數(shù)據(jù)分別為2，3，1，7。求它們的代數(shù)和，將運(yùn)算結(jié)果存入VW10，并用此結(jié)果（存放在VB11中）控制輸出繼電器QB0。I0.0是計(jì)算控制端，I0.1是清0控制端,5.7 比較指令的應(yīng)用與時(shí)鐘控制程序,5.7.1 比較指令,比較指令的舉例,【例題5.6】某臺設(shè)備有兩臺電動(dòng)機(jī)，受輸出繼電器Q0.0、Q0.1控制；設(shè)手動(dòng)、自動(dòng)1、自動(dòng)2和自動(dòng)3四擋工作方式；使用I0.0I0.4輸入端，其中I0.0、I0.1接工作方式選擇開關(guān)，I0.2、I0.3接啟動(dòng)/停止按鈕，I0.4接過載保護(hù)。在手動(dòng)方式中采用點(diǎn)動(dòng)操作，在3擋自動(dòng)方式中，Q0.0啟動(dòng)后分別延時(shí)10s、20s、和30s后再啟動(dòng)Q0.1，用比較指令編寫程序和分析程序。,5.7.2 實(shí)習(xí)操作：傳送帶的PLC控制程序,【例題5.7】用如圖5-35所示的傳送帶輸送工件，數(shù)量為20個(gè)。連接I0.0端子的光電傳感器對工件進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)件數(shù)量小于15時(shí)，指示燈常亮；當(dāng)計(jì)件數(shù)量等于或大于15以上時(shí)，指示燈閃爍；當(dāng)計(jì)件數(shù)量為20時(shí)，10s后傳送帶停機(jī)，同時(shí)指示燈熄滅。設(shè)計(jì)PLC控制線路并編寫程序。,5.7.3 馬路照明燈時(shí)鐘控制程序,1. 時(shí)鐘專用的特殊指令和時(shí)鐘緩沖區(qū),設(shè)定時(shí)鐘信息,當(dāng)I0.0接通時(shí)，把“2008年4月1日8時(shí)11分55秒和星期2”的時(shí)間信息寫入PLC的硬件時(shí)鐘。,3. 馬路照明燈時(shí)鐘控制程序,設(shè)馬路照明燈由PLC輸出端口Q0.0、Q0.1各控制一半。每年夏季（7月9月）每天19時(shí)0分至次日0時(shí)0分燈全部開，0時(shí)0分至5時(shí)30分開一半燈。其余季節(jié)每天18時(shí)0分至次日0時(shí)0分燈全部開，0時(shí)0分至7時(shí)0分開一半燈。,5.8 移位指令及應(yīng)用,5.8.1 左移指令SHL,5.8.2 右移指令SHR,【例題5.8】某臺設(shè)備有8臺電動(dòng)機(jī)，為了減小電動(dòng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)對電源的影響，利用位移指令實(shí)現(xiàn)間隔10s的順序通電控制。按下停止按鈕時(shí)，同時(shí)停止工作。,5.8.3 循環(huán)左移指令ROL,【例題5.9】循環(huán)左移指令ROL的應(yīng)用舉例如圖5-47所示。求輸出QB0各位狀態(tài)的變化。,5.8.4 循環(huán)右移指令ROR,【例題5.10】循環(huán)右移指令ROR的應(yīng)用舉例如圖5-50所示。求輸出QB0各位狀態(tài)的變化。,【例題5.11】利用PLC實(shí)現(xiàn)流水燈控制。某燈光招牌有16個(gè)燈，要求按下啟動(dòng)按鈕I0.0時(shí)，燈以正、反序每0.5s間隔輪流點(diǎn)亮；按下停止按鈕I0.1時(shí)，停止工作。,5.9 數(shù)碼顯示及應(yīng)用,5.9.1 七段數(shù)碼顯示,【例題5.12】設(shè)計(jì)一個(gè)用數(shù)碼顯示的5人智力競賽搶答器。某參賽選手搶先按下自己的按鈕時(shí)，則顯示該選手的號碼，同時(shí)聯(lián)鎖其他參賽選手的輸入信號無效。主持人按復(fù)位按鈕清除顯示數(shù)碼后，比賽繼續(xù)進(jìn)行。,5.9.2 七段編碼指令SEG,5.9.3 BCD碼轉(zhuǎn)換指令I(lǐng)BCD,BCD碼轉(zhuǎn)換指令I(lǐng)BCD,5.9.4 多位數(shù)碼顯示,【例題5.13】某停車場最多可停50輛車，用兩位數(shù)碼管顯示停車數(shù)量。用出入傳感器檢測進(jìn)出車輛數(shù)，每進(jìn)一輛車停車數(shù)量增1，每出一輛車減1。場內(nèi)停車數(shù)量小于45時(shí)，入口處綠燈亮，允許入場；等于和大于45時(shí)，綠燈閃爍，提醒待進(jìn)車輛司機(jī)注意將滿場；等于50時(shí)，紅燈亮，禁止車輛入場。設(shè)計(jì)控制線路和PLC程序。,5.10 電位器、撥碼開關(guān)及其應(yīng)用,5.10.1 內(nèi)置電位器,【例題5.14】設(shè)I0.0在接通025s時(shí)間內(nèi)Q0.0狀態(tài)ON，延時(shí)時(shí)間用模擬電位器0進(jìn)行調(diào)節(jié)，編寫相應(yīng)的PLC程序。,【例題5.15】要求I0.0在接通120150s內(nèi)Q0.0狀態(tài)ON，延時(shí)時(shí)間用模擬電位器1進(jìn)行調(diào)節(jié)，編寫相應(yīng)的PLC程序。,5.10.2 撥碼開關(guān)與BCDI指令,【例題5.16】 （1）將圖5-63所示的撥碼開關(guān)數(shù)據(jù)經(jīng)BCDI變換后存儲到數(shù)據(jù)寄存器VW10中。 （2）將圖5-63所示的撥碼開關(guān)數(shù)據(jù)不經(jīng)BCDI變換直接傳送到數(shù)據(jù)寄存器VW20中。,第6章 擴(kuò)展模塊的使用,6.1 擴(kuò)展模塊概述,大多數(shù)CPU單元只配置了數(shù)字量I/O口，如果處理模擬量（例如對溫度、電壓、電流、流量、轉(zhuǎn)速、壓力等的檢測或?qū)﹄妱?dòng)調(diào)節(jié)閥和變頻器等的控制），就必須對CPU單元進(jìn)行模擬量的功能擴(kuò)展。,已經(jīng)集成了一定數(shù)目的數(shù)字量I/O點(diǎn)，但如果用戶需要的I/O點(diǎn)數(shù)多于CPU單元I/O點(diǎn)數(shù)時(shí)，就必須對PLC做數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)擴(kuò)展。,6.1.1 CPU單元與擴(kuò)展模塊的連接方法,6.1.2 常用擴(kuò)展模塊的種類,6.1.3 擴(kuò)展模塊的尋址和編號,1. 數(shù)字量I/O的地址以字節(jié)為單位，一個(gè)字節(jié)由8個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)組成。既使某些I/O點(diǎn)未被使用，這些字節(jié)中的位也被保留，在I/O鏈中不能分配給后來的模塊。,2. 模擬量擴(kuò)展模塊是按偶數(shù)分配地址的，同樣，未使用的地址也被保留。,3. 每種CPU模塊所提供的本機(jī)I/O地址是固定的。擴(kuò)展模塊的地址編碼按照由左至右的順序依次排序。,【例題6.1】某一控制系統(tǒng)選用CPU224，系統(tǒng)所需的輸入輸出點(diǎn)數(shù)為：數(shù)字量輸入24點(diǎn)、數(shù)字量輸出20點(diǎn)、模擬量輸入6點(diǎn)、模擬量輸出2點(diǎn)。試為該系統(tǒng)分配I/O地址。,6.2 數(shù)字量擴(kuò)展模塊的使用與仿真,EM221 8輸入24VDC,EM222 8繼電器輸出,EM223 4輸入24VDC/4繼電器輸出,8輸入/8輸出24VDC,【例題6.2】利用數(shù)字量輸入輸出擴(kuò)展模塊實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的Y啟動(dòng)控制。主機(jī)采用CPU224，擴(kuò)展模塊使用EM221 8輸入24VDC和EM222 8繼電器輸出。指示燈在啟動(dòng)過程中亮，啟動(dòng)結(jié)束時(shí)滅。如果發(fā)生電動(dòng)機(jī)過載，停機(jī)并且燈光報(bào)警。,6.3 模擬量輸入模塊的使用與仿真,6.3.1 模擬量輸入模塊概述,模擬量輸入模塊的分辨率為12位。 單極性數(shù)據(jù)格式的全量程范圍輸出為032 000。 雙極性全量程范圍輸出的數(shù)字量32 000。,6.3.2 模擬量輸入值的轉(zhuǎn)換與仿真,轉(zhuǎn)換時(shí)應(yīng)考慮變送器的輸入/輸出量程和模擬量輸入模塊的量程，找出被測物理量與A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字值之間的比例關(guān)系。,【例題6.3】 量程為010MP的壓力變送器的輸出信號為DC420mA，模擬量輸入模塊將020mA轉(zhuǎn)換為032 000的數(shù)字量。假設(shè)某時(shí)刻的模擬量輸入為16mA，試計(jì)算轉(zhuǎn)換后的數(shù)字值并使用軟件仿真。,6.3.4 模擬量輸入模塊EM231的使用,外部接線,DIP開關(guān)設(shè)置表,【例題6.4】 量程為010MP的壓力變送器的輸出信號為DC420mA。系統(tǒng)控制要求是，當(dāng)壓力大于8MP時(shí)，指示燈亮，否則燈滅。設(shè)控制指示燈的輸出點(diǎn)為Q0.0，試編程并仿真。,選擇EM231的020mA檔作為模擬量輸入的測量量程，模擬量輸入模塊將020mA轉(zhuǎn)換為032 000的數(shù)字量。當(dāng)系統(tǒng)壓力為8MP時(shí)，則壓力變送器的輸出信號為,模擬量16.8mA經(jīng)A/DC轉(zhuǎn)換為數(shù)字量26 880。,6.4 模擬量輸出模塊的使用與仿真,模擬量輸出模塊EM232的使用,【例題6.5】假設(shè)模擬量輸出量程設(shè)定為10V，應(yīng)用仿真法將數(shù)字量2 000，4 000，8 000，16 000，32 000轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的模擬電壓值。,