西门子PLC编程基础讲义课件

一、快速认识西门子PLC例如，有两个开关例如，有两个开关K1、K2。控制要求，只有两个开关都接通时小灯。控制要求，只有两个开关都接通时小灯D1才亮。当才亮。当D1亮秒钟后亮秒钟后小灯小灯D2开始亮。当开关开始亮。当开关K3切断时两个小灯就同切断时两个小灯就同时熄灭。时熄灭。1)接线程序控制接线程序控制2）存贮程序控制）存贮程序控制（PLC控制）控制）一、快速认识西门子PLC例如，有两个开关K1、K2。控制要求1二、S7-300/400软件基础2.1 S7-300的数据环境的数据环境1 数据类型数据类型 位位 BOOL 例：例：True 或或 False（1 或或0）字节字节 BYTE 例：例：B#16#0FF 字字 WORD 例：例：W#16#0 FFFF 双字双字 DWORD 例：例：DW#16#0FFFF_FFFF 整数整数 INT 例：例：-3276832767 双整数双整数 DINT 例：例：-214783648 214783647 实数实数 REAL 例：例：1.2 或或 34.5E-12 时间时间 S5TIME 例：例：S5T#2H5M (时基时基 10mS)字符字符 CHAR 例：例：A日期日期时间时间 TIME_OF_DAY 例：例：TOD#12:23:45.12 时间时间 TIME 例：例：T#20H_31M_23S (时基时基 1mS)日期日期 DATE 例：例：D#1990-1-1 (时基时基 1天天)二、S7-300/400软件基础2.1 S7-300的数2n说明：说明：nS5TIME 为 SIMATIC时间n 范围 S5T#0H_0M_0S_10MSn S5T#2H_46M_39S_0MSnTIME为 IEC时间n 范围 T#0 0 0.0n T#23 59 59.999nTIME-OF-DAY 为 日计时 n 范围 TOD#0:0:0.0n TOD#23:59:59.999说明：32 过程映象字节 0字节 1字节 2:CPU 存储器区字节 0字节 1字节 2:PIIPIQ 用户程序 CPU 存储器区:A I2.0=Q4.3:112 过程映象字节 0 CPU 存储器区字节4PSCPUSMSMSMSMSMSMSM模块 12 4 5 6 7 8 9 10槽号地址 0.0地址 0.7地址 1.0地址 1.7PSCPUSM SM SM SM SM SM SM模块 53.STEP 7 的可能寻址范围的可能寻址范围设计的地址区设计的地址区 访问区域访问区域 缩写缩写 加在一起的最大区域加在一起的最大区域过程映象过程映象 I/Q 输入/输出位 I/Q 0.0-65,535.7 输入/输出字节 I/QB 0-65,535 输入/输出字 I/QW 0-65,534 输入/输出双字 I/QD 0-65,532存储器标志存储器标志 存储器位 M 0.0-255.7 存储器字节 MB 0-255 存储器字 MW 0-254 存储器双字 MD 0-252 I/Q 外部输入外部输入/输出输出 I/Q 字节,外设 PIB/PQB 0-65,535 I/Q 字,外设 PIW/PQW 0-65,534 I/Q 双字,外设 PID/PQD 0-65,532 定时器定时器 定时器(T)T 0-255计数器计数器 计数器(C)C 0-2553.STEP 7 的可能寻址范围6设计的地址区设计的地址区 访问区域访问区域 缩写缩写 加在一起的最大区域加在一起的最大区域数据块数据块 数据块(DB)DB 0-65,535数据块数据块 用OPN DB打开 位 DBX 0.0-65,535.7 字节 DBB 0-65,535 字 DBW 0-65,534 双字 DBD 0-65,532 用OPN DI打开 位 DIX 0.0-65,535.7 字节 DIB 0-65,535 字 DIW 0-65,534 双字 DID 0-65,532说明：DB块包含由任意一个块存取的数据块包含由任意一个块存取的数据.DB块用块用“OPN DB”打开打开.DI块用于存取与块用于存取与FB和和SFB块的数据块的数据.DI块用块用“OPN DI”打开打开.S7同时只能识别一个同时只能识别一个DB块和一个块和一个DI块的数据块的数据.设计的地址区 访问区域 72.2 逻辑操作指令1.位逻辑指令（1）基本逻辑指令：与,或2.2 逻辑操作指令8（2）基本逻辑指令：异或(XOR)（2）基本逻辑指令：异或(XOR)9 异或(XOR)指令练习：异或(XOR)指令练习：10（3）常开和常闭触点，传感器和符号（3）常开和常闭触点，传感器和符号11 常开常闭触点练习 常开常闭触点练习12与或非操作练习与或非操作练习13（4）赋值，置位，复位（4）赋值，置位，复位14 置位复位操作练习 置位复位操作练习15（5）触发器的置位/复位（5）触发器的置位/复位16置位复位触发器练习置位复位触发器练习17（6）中间输出操作LADI 1.0I 1.1()M0.0I 2.0I 2.1()M 1.1NOT()Q 4.0AI1.0AI1.1=M 0.0AM 0.0AI2.0AI2.1NOT=M 1.1AM 1.1=Q 4.0STLI 1.0I 1.1&I 2.0I 2.1M0.0M1.1Q 4.0=FBD（6）中间输出操作LADI 1.0I 1.1()M0.018中间输出操作练习中间输出操作练习19（7）RLO-边沿检测(检测确 I1.0与I1.1的边沿)PI1.0I1.1M1.0M8.0NI1.0I1.1M1.1M8.1LADI1.0I1.1P=&M1.0M8.0I1.0I1.1N=&M1.1M8.1FBDAI1.0 AI1.1FPM1.0=M8.0 A I 1.0AI 1.1FNM1.1=M8.1 STLI1.0I1.1RLOM1.0M8.0M8.1M1.1OB1-循环例如（7）RLO-边沿检测(检测确 I1.0与I120（8）信号-边沿检测(I1.0=1 时 检测 I1.1的边沿)I1.1=M8.0POSM_BITM1.0&I1.0I1.1=M8.1NEGM_BITM1.1&I1.0FBDAI1.0 A(A I1.1FPM1.0)=M8.0AI1.0A(AI1.1FNM1.1)=M8.1 STLI1.1M8.0POSM_BITM1.0QI1.0I1.1M8.1NEGM_BITM1.1QI1.0LAD例如I1.0I1.1M1.0M8.0M8.1M1.1OB1-周期（8）信号-边沿检测(I1.0=1 时 检测 I212 计数器线圈操作加计数线圈CU减计数线圈CD I0.0为置数脉冲 I0.1为加计数脉冲 I0.2为减计数脉冲CV=0时 C5=OFFCV0时 C5=ONQ0.5=C5I1.0=ON时，I0.0=ON时CV=10。I0.1脉冲使计数加1 I0.2脉冲使计数减12 计数器线圈操作223 计时器线圈操作脉冲计时器（SP）I1.0=ON时扩展脉冲计时器（SE）I1.0=ON时计时器的数据格式：3 计时器线圈操作23开通延时计时器（SD）I1.0=ON时保持型开通延时计时器（SS）I1.0=ON时关断延时计时器（SF）I1.0=ON时开通延时计时器（SD）245.3 程序控制指令（1）主控继电器功能5.3 程序控制指令25 主控继电器（主控继电器（MCR）是梯形逻辑主控开关，控制信）是梯形逻辑主控开关，控制信号流的通断。号流的通断。主控继电器的启动指令（主控继电器的启动指令（MCRA）主控继电器的开通指令（主控继电器的开通指令（MCR）主控继电器的停止指令（主控继电器的停止指令（MCRD）主控继电器（MCR）是梯形逻辑主控开关，控制信26主控继电器的例子1I0.0=ON 执行“MCR”之间的指令。I0.0=OFF 不执行“MCR”之间的指令。其中置位信号不变，赋值信号被复位。主控继电器的例子127主控继电器的例子2主控继电器的例子228（2）无条件跳转指令（2）无条件跳转指令29（3）条件跳转指令（3）条件跳转指令30跳转指令练习 (跳过之处不扫描跳过之处不扫描)跳转指令练习 (跳过之处不扫描)312.4 传送和比较指令传送和比较指令传送指令传送指令 字节，字，双字字节，字，双字传送。传送。比较指令比较指令整数，双整数，实数比较。整数，双整数，实数比较。比较符比较符:EQ_I,NE_I,GT_I,LT_I,GE_I,LE_I.EQ_D,NE_D,GT_D,LT_D,GE_D,LE_D.EQ_R,NE_R,GT_R,LT_R,GE_R,LE_R.2.4 传送和比较指令322.5 运算指令运算指令整数运算整数运算运算符：运算符：ADD_I.SUB_I.MUL_I.DIV_I.ADD_DI.SUB_DI.MUL_DI.DIV_DI,MOD_DI.实数运算实数运算运算符：运算符：ADD_R.SUB_R.MUL_R.DIV_R.SIN，COS，TAN，ASIN，ACOS，ATAN，LN，EXP2.5 运算指令332.6 转换指令BCD码与整数转换 BCD_I把通道中的BCD码转换为整数存入通道中。I_ BCD把通道中的整数转换为BCD码存入通道中。双整数与实数转换DI _RROUNDBCD_DI，DI _ BCD，I _ DI，DI _I。2.6 转换指令342.7 计数器指令双向计数器I0.0为加计数脉冲I0.1为减计数脉冲I0.2为置数脉冲I0.3为复位脉冲CV0时，C0=ON。向上计数器I0.0为加计数脉冲I0.1为置数脉冲I0.2为复位脉冲CV0时，C0=ON。2.7 计数器指令35向下计数器I0.3为减计数脉冲I0.4为置数脉冲I0.5为复位脉冲CV0时，C0=ON。说明：说明：梯形图中CV为用十六进制表示的计数器的当前值。梯形图中CV_ BCD为用BCD码表示的计数器的当前值。梯形图中的PV值可以用BCD码表示的数值由通道送入。向下计数器362.8 计时器指令脉冲计时器（SP）扩展脉冲计时器（SE）2.8 计时器指令37开通延时计时器（SD）保持型开通延时计时器（SS）开通延时计时器（SD）38关断延时计时器（SF）说明：说明：梯形图中BI为用十六进制表示的计数器的当前值。梯形图中 BCD为用BCD码表示的计数器的当前值。梯形图中的TV值可以用BCD码表示的数值由通道送入。关断延时计时器（SF）392.9 块操作指令1 温度控制（S7-PRO1）说明：检测温度在PIW256中，显示在PQW368中。温控1的温度保持在82，控制器为Q 0.0。温控2的温度保持在182，控制器为Q 0.1。设计：OB1为主程序，负责调用控制程序FC1。DB1和DB2为通用数据块。其中DB1为温控1的控制参数数据块。DB2为温控2的控制参数数据块。2.9 块操作指令40DB块：DB1DB2DB块：41FC块：FC1FC块：42OB块：OB1OB块：43运行仿真：温控1控制仿真温控2控制仿真运行仿真：442 温度控制（S7-PRO2）说明：检测温度在PIW256中，显示在PQW368中。温控1的温度保持在82，控制器为Q 0.0。温控2的温度保持在182，控制器为Q 0.1。设计：OB1为主程序，负责调用控制程序FB1。DB1和DB2为FB1型数据块。其中DB1为温控1的控制参数数据块。DB2为温控2的控制参数数据块。2 温度控制（S7-PRO2）45FB块：FB1FB块：46DB块：DB1DB2DB块：47OB块：OB1OB块：48运行仿真：温控1控制仿真温控2控制仿真运行仿真：493温度控制（S7-PRO3）说明：检测温度在PIW256中，显示在PQW368中。温控1的温度保持在82，控制器为Q 0.0。温控2的温度保持在182，控制器为Q 0.2。温控3的温度保持在282，控制器为Q 0.4。设计：OB1为主程序，负责调用控制程序FB1和FC1。DB1和DB2为FB1型数据块。其中DB1为温控1的控制参数数据块。DB2为温控2的控制参数数据块。DB3为通用数据块，为温控3的控制参数。FB1控制温度1，2。FC1控制温度3。3温度控制（S7-PRO3）50FC块：FC1FC块：51FB块：FB1FB块：52DB块：DB1DB2DB块：53DB3DB354OB块：OB1OB块：55OB1续运行仿真：I0.0,I0.1=ON:PIW25610 Q0.0=OFF.I0.2,I0.3=ON:PIW25620 Q0.2=OFF.I0.3,I0.4=ON:PIW25630 Q0.4=OFF.OB1续564 计时器计数器与数据块（S7-PRO10）说明：计时器，计数器的数据在数据块中的存取的实现。计时器T0与T1组成一个振荡器。振荡的次数由计数器记录。设计：OB1为运行程序，DB1为存取数据块。DB块：DB14 计时器计数器与数据块（S7-PRO10）57OB块：OB1计时器数据格式：OB块：58OB1续OB1续59运行仿真：运行仿真：605 占空比可调的时间震荡器（S7-PRO26）5 占空比可调的时间震荡器（S7-PRO26）61运行仿真：运行仿真：626 循环中断OB35（S7-PRO21）在项目中添加OB35进入OB35编写中断程序6 循环中断OB35（S7-PRO21）63在PLC中设定循环中断有效在PLC中设定循环中断有效64进入OB1编写主程序程序下载到PLC（或仿真器）运行进入OB165第三章第三章 PLC程序设计程序设计（开关量设计）（开关量设计）第三章 PLC程序设计（开关量设计）661.开关量控制系统设计方法举例(1)(1)机械手控制系统线性程序设计机械手控制系统线性程序设计控制要求：机械手一个循环周期可分为八步。控制方式：自动、单动和手动。下面讨论自动控制过程。1.开关量控制系统设计方法举例67 硬件选择硬件选择 硬件选择68 硬件接线原理图 硬件接线原理图69由逻辑流程图设计程序由逻辑流程图设计程序70由时序流程图设计程序 由时序流程图来设计程序，首先要把整个工程的各个任务分成多个时序，在不同的时序中完成不同的任务。例如本例子中可分成8个时序。用M1.0、M1.1M1.7分别表述各个时序的特征位。当M1.O=1时为机械手下降1时序，M1.1为机械手抓紧时序等。由时序流程图设计程序 71线性结构软件设计（S7-PR23）OB1块线性结构软件设计（S7-PR23）72OB1续OB1续73OB1续OB1续74OB1续OB1续75OB1续OB1续76OB1续OB1续77运行仿真I0.4=1 I0.6=1 I1.5=1 I0.0=1 Q0.0=1 降1I0.4=0 I0.5=1 Q0.0=0 Q0.4=1 T1=1 Q0.1=1 升1I0.5=0 I0.4=1 Q0.1=0 Q0.2=1 右I0.6=0 I0.7=1 Q0.2=0 Q0.0=1 降2I0.4=0 I0.5=1 Q0.0=0 Q0.4=0 T2=1 Q0.1=1 升2I0.5=0 I0.4=1 Q0.1=0 Q0.3=1 左I0.7=0 I0.6=1 Q0.3=0运行仿真78（2 2）搅拌控制系统线性程序设计）搅拌控制系统线性程序设计初始状态及 操作工艺 硬件设计 （2）搅拌控制系统线性程序设计79内存变量分配表内存变量分配表80 线性结构软件设计（S7-PRO8）OB1块 线性结构软件设计（S7-PRO8）81OB1续OB1续82OB1续OB1续83系统仿真I0.0=ONI0.4=OFF Q4.0=ONI0.3=ON Q4.0=OFF Q4.1=ONI0.2=ON Q4.1=OFF Q4.2=OFF T1T1=ON Q4.2=OFF Q4.3=ON I0.4=OFF T2T2=ON Q4.3=OFF系统仿真84（3 3）搅拌控制系统分块结构搅拌控制系统分块结构软件设计（件设计（S7-PRO9S7-PRO9）块结构 OB1主程序OB100由停止转为运行时初始化程序FC1为配料A控制程序FC2为配料B控制程序FC3为搅拌控制程序FC4为出料控制程序（3）搅拌控制系统分块结构软件设计（S7-PRO9）85OB1OB186OB1续OB1续87OB100OB10088FC1FC2FC189FC3FC390FC4FC491系统仿真I0.0=ONI0.4=OFF Q4.0=ONI0.3=ON Q4.0=OFF Q4.1=ONI0.2=ON Q4.1=OFF Q40.2=OFF T1T1=ON Q4.2=OFF Q4.3=ON I0.4=OFF T2T2=ON Q4.3=OFF系统仿真92第四章第四章 PLC程序设计程序设计（模拟量设计）（模拟量设计）第四章 PLC程序设计（模拟量设计）931.模拟量控制系统设计举例（1）搅拌控制系统线性程序设计（搅拌控制系统线性程序设计（S7-PRO111S7-PRO111）初始状态及 操作工艺 硬件设计 软件系统结构1.模拟量控制系统设计举例 94OB1块OB1块95OB1续OB1续96OB1续OB1续97OB1续OB1续98 OB100块 OB100块99n系统仿真nI0.0=ONnPIW256=100 Q4.0=OFF Q4.1=ONnPIW256=200 Q4.1=OFF Q4.2=OFF T1nT1=ON Q4.2=OFF Q4.3=ON PIW256=0 T2nT2=ON Q4.3=OFF系统仿真1002 S7-300模拟量模块的寻址IM256 to270336 to350352 to366368 to382304 to318320 to334272 to286288 to302(发送)槽口号 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 384 to398400 to414432 to446448 to462464 to478480 to494496 to510416 to430机架机架 1R0电源模块IM(接收)电源模块CPU512 to526528 to542544 to558560 to574576 to590592 to606608 to622624 to638机架机架 2IM(接收)电源模块机架机架 3640to654656to670672to686688 to702704 to718720 to734736 to750752 to766IM(接收)电源模块2 S7-300模拟量模块的寻址IM256336352361013 模拟量模块SM335(输入)3 模拟量模块SM335(输入)1024 模拟模块SM335(输出)4 模拟模块SM335(输出)1035 模拟输入模块 SM3315 模拟输入模块 SM3311046 配置模拟量模块SM3356 配置模拟量模块SM3351057 配置模拟量模块 SM3317 配置模拟量模块 SM331106发布完毕！发布完毕！发布完毕！107谢谢大家！谢谢大家！谢谢大家！108