第七讲_西门子PLC基本逻辑指令及其编程

Cliquez pour modifier le style du titre du masque,Cliquez pour modifier les styles du texte du masque,Deuxime niveau,Troisime niveau,Quatrime niveau,Cinquime niveau,沈阳航空工业学院 自动控制系,第,87,页,可编程序控制器,单击此处编辑母版标题样式,沈阳航空工业学院 自动控制系,第,1,页,计算机测控技术与应用,第十讲 西门子,S7-200,基本逻辑指令及其编程,自动控制系 张海军,navy2000cn,本讲主要内容,西门子,S7-200PLC,的基本逻辑指令,西门子,S7-200PLC,的程序编制实例,本讲重点,掌握堆栈的工作过程,掌握定时器和计数器的使用,了解,S7-200PLC,编程语言要点，理清,S7-200,的指令类型，掌握,PLC,的编程使用方法是进行,PLC,编程的基础。,但最好的方法是实际操作。,一、西门子S7-200基本逻辑指令,国际电工委员会,IEC,规定了,5,种编程语言作为,PLC,编程语言的标准。,PLC,编程语言,梯形图,指令表,顺序功能图,结构化文本,功能块图,一、西门子S7-200基本逻辑指令,梯形图指令与语句表指令是,PLC,程序最常用的两种表述工具，它们之间有着密切的对应关系。,基本逻辑指令一般指,位逻辑指令,、,定时器指令,和,计数器指令,。,逻辑控制指令是,PLC,最基本最常用的指令，是构成梯形图和语句表的基本成分。,PLC基本逻辑指令,描述,三菱,装载，电路开始的常开触点,LD,取反装载，电路开始的常闭触点,LDI,与，常开触点,AND,取反与，常闭触点,ANI,或，常开触点,OR,取反或，常闭触点,ORI,块与,ANB,块或,ORB,输出,OUT,取反,INV,西门子,LD,LDN,A,AN,O,ON,ALD,OLD,=,NOT,OMROM,LD,LD NOT,AND,AND NOT,OR,OR NOT,AND LD,OR LD,OUT,NOT,1.,标准触点与输出指令,1,）标准触点,常开触点、常闭触点指令从存储器或过程映像寄存器中取值。,当位值为,1,时，常开触点闭合；当位值为,0,时，常闭触点闭合；,输出指令将新值写入输出点的过程映像寄存器。,当输出指令执行时，,S7-200,将输出过程映像寄存器中的位接通或者断开。,2,）输出指令,例，写出梯形图对应的语句表,三菱,PLC,梯形图,LD X0,ANI X1,OR X2,AND X3,OR X5,OUT Y0,OUT Y1,ANI X4,OUT Y2,例，写出梯形图对应的语句表,西门子,PLC,梯形图,2.,立即触点与立即输出指令,描述,西门子,立即装载,LDI,立即取反装载,LDNI,立即输出,=I,在标准触点和输出指令后加,I,立即触点并不依赖于,S7-200,的扫描周期刷新，它会立即刷新。,在程序执行过程中，常开立即触点指令与常闭立即触点指令读取物理输入值。,= Q0.3,写出下面梯形图对应的语句表,=I Q3.4,3.,其它指令,1,）取反指令,取反指令改变能流的输入状态。,NOT,2,）跳变指令,正跳变触点检测到一次正跳变时，触点接通一个扫描周期；,负跳变触点检测到一次负跳变时，触点接通一个扫描周期；,LPS,EU,LPP,ED,3,）置位与复位,S,R,从指定地址开始的,N,（,1-255,）个点置位或者复位。,S Q0.2, 6,R Q0.2, 6,将从指定地址开始的,N,（,1-128,）个点置位或者复位。,4,）立即置位与立即复位,新值会同时被写入物理输出和相应的过程映像寄存器。,SI,、,RI,位逻辑,指令,-,例题,1,位逻辑,指令,-,例题,1,位逻辑,指令,-,例题,2,位逻辑,指令,-,例题,4,起保停电路（异步电动机单向运转控制）,电动机直接起、停控制电路,起保停电路,4,堆栈指令,S7-200,有一个,9,位堆栈，栈顶用来存储逻辑运算的结果，下面八位用来存储中间运算结果。,语句,描述,ANB,栈装载与，电路块串联,ORB,栈装载或，电路块并联,MPS,逻辑入栈,MRD,逻辑读栈,MPP,逻辑出栈,语句,描述,ALD,栈装载与，电路块串联,OLD,栈装载或，电路块并联,LPS,逻辑入栈,LRD,逻辑读栈,LPP,逻辑出栈,LDS n,装载堆栈,三菱,PLC,西门子,PLC,LD X0,MPS,AND X3,OUT Y0,MRD,ANI M0,OUT Y1,MPP,INV,SET Y10,LPS,LRD,LPP,NOT,S Q1.0, 3,4,堆栈指令,S1,S0,inv0,inv1,inv2,inv3,inv4,inv5,inv6,S4,inv0,inv1,inv2,inv3,inv4,inv5,inv6,x,S2,inv0,inv1,inv2,inv3,inv4,inv5,inv6,x,S3,S2,inv0,inv1,inv2,inv3,inv4,inv5,inv6,AN T16,OLD,LDN C24,ALD,S3,S1,S2,S0,S4,OLD,S4=S2*S3,S2=S0+S1,ALD,1.4.1,块或指令：,ORB OLD,两个或两个以上的触点串联连接叫串联电路块。,串联电路块并联连接时，分支开始时，用,LD,、,LD,指令，分支结束用,ORB,。,1.4.2,块或指令：,ORB OLD,（,2,）,ORB指令与下面介绍的ANB指令等均为无操作元件的指令。,每一块使用ORB指令个数无限制。,ORB指令也可以连续使用，但这种方法重复使用LD、LDI指令的次数要限制在8次以下。,当一个梯形图的控制电路由若干个先串联、后并联的触点组成时，可将每组串联电路看成一个块。,1.4.1,块或指令：,ORB OLD,（,3,）,ORB,指令编程方法有两种：,分散使用,ORB,指令，要在串联的每个串联电路后加,ORB,。,集中使用,ORB,指令，先编写每块的程序，然后再连续使用,ORB,指令。,1.4.2,块与指令：,ANB ALD,两个或以上的触点并联连接的电路称为并联电路块。,分支电路并联电路块与前面电路串联连接时，使用,ANB,指令，要串联电路的起始点用,LD,、,LDI,指令。并联电路块结束后，使用,ANB,指令与前面电路串联起来。,1.4.2,块与指令：,ANB ALD,（,2,）,1.4.2,块与指令：,ANB ALD,（,3,）,ANB为无操作元件的指令。,若多个并联电路块顺次用ANB指令将电路串联连接，则ANB使用次数没有限制。,ANB指令也可以连续使用，但重复使用LD、LDI指令的次数要限制在8次以下。,堆栈指令 例,LD I0.0,O Q2.5,A T1,A C5,OLD,ALD,画出与下列语句表对应的梯形图,二、定时器与计数器,指令,1.,定时器,指令,接通延时定时器,有记忆的接通延时定时器,断开延时定时器,使用定时器可以完成基于时间的计数功能，,S7-200,提供了下述,3,种定时器指令。,定时器号与分辨率,(1)接通延时定时器,当使能输入接通时，,TON,开始计时，当定时器的当前值大于预设值时，该定时器位被置位。,当使能输入断开时，,TON,复位，清除当前值，定时器位变为,OFF,。,当到达预设时间后，接通延时定时器继续计时，一直计 到最大值,32767,。,使能输入端,预设值,定时器位,当前值,(1),接通延时定时器,TON,(2)有记忆的接通延时定时器,当使能输入接通时，,TONR,开始计时，当定时器的当前值大于预设值时，该定时器位被置位。,当使能输入断开时，,TONR,当前值保持不变（累计时间）。,当到达预设时间后，接通延时定时器继续计时，一直计 到最大值,32767,。,使能输入端,预设值,定时器位,T,1,T,1,当前值,(2)有记忆的接通延时定时器 TONR,TONR,定时器只能通过复位指令进行复位操作。,(3) 断开延时定时器 TOF,断开延时定时器用于在输入断开后延时一段时间断开输出；,定时器当前值未,到达预设时间时，定时器位保持接通，当到达预设时间时，定时器位断开，并停止计时当前值。,使能输入端,预设值,定时器位,T,33,T,1,当输入接通时，定时器位立即接通，并把当前值设为,0,。当输入断开时，定时器开始定时，直到达到预设的时间。,T,33,当前值,(3),断开延时定时器,TOF,定时器指令的操作数,定时器使用的注意事项,(1),例：设计控制程序，使指示灯以,4,秒为周期闪烁。,I0.0,I0.3,启动,停止,Q0.0,例：设计控制程序，使指示灯以,4,秒为周期闪烁。,I0.0,I0.3,启动,停止,Q0.0,例：设计控制程序，使指示灯以,4,秒为周期闪烁。,I0.0,I0.3,启动,停止,Q0.0,2,计数器,指令,CTU CTD CTUD,C0-C255,增,/,减计数器,CTUD,S7-200基本指令总结,标准触点指令、立即触点指令,取反指令 跳变指令,1.,触点指令,2.,输出指令,输出 立即输出,置位与复位,立即置位与复位,3.,定时器指令,接通延时定时器 断开延时定时器,有记忆的接通延时定时器,4.,计数器指令,增计数器,减计数器,增,/,减计数器,例 在PLC中实现单按钮控制启动/停止方法,1,、采用,正跳变,指令实现的方法 （一）,例 在PLC中实现单按钮控制启动/停止方法,1,、采用,正跳变,指令实现的方法 （二）,例 在PLC中实现单按钮控制启动/停止方法,2,、采用,正跳变,指令和置位,/,复位指令,（一）,例 在PLC中实现单按钮控制启动/停止方法,2,、采用,正跳变,指令和置位,/,复位指令,（二）,例 在PLC中实现单按钮控制启动/停止方法,3、采用计数器实现的方法,三、,PLC,用户程序的编制,PLC,用户程序是用户根据控制要求，利用,PLC,厂家提供的程序编制语言编写的应用程序。,PLC,的控制作用是靠执行用户程序实现的，因此须将控制要求的形式表示出来。,程序编制就是通过特定的语言将一个控制要求描述出来的过程。,3.1,梯形图编程规则,梯形图是根据控制要求连接而成的表示,PLC,输入和输出之间逻辑关系的图形。,1,、两个基本概念：,软继电器,能流,、梯形图的格式要求,梯形图按行从上到下编写，每一行从左到右顺序编写。触点应画在水平线上，不能画在垂直分支上；,图中左、右垂直线分别称为起始母线（左）和终止母线（右）。每一逻辑行必须从左母线开始画起。右母线可以省略。,不包含触点的分支应放在垂直方向，不可放在水平位置以便识别触点的组合和对输出线圈的控制路径；,每个梯形图由多个梯级组成，每个输出元素可构成一个梯级，每个梯级可由多个支路组成。每个梯级必须有一个输出元件。,梯形图的最右侧必须是输出元件。不能将触点画在线圈的右边。,梯形图的触点由两种，动合和动断。每个触点有其特殊标记以示区别。,梯形图的触点可以任意串、并联，而输出线圈只能并联。,一个完整的梯形图程序必须用“,END”,结束。,梯形图的编程技巧,同一编号的输出元件在一个程序中使用两次，即形成双线圈输出，容易引起误操作，应尽量避免。但不同编号的输出元件可以并行输出。,线圈不能直接与左母线相连，如需要，可以通过一个没有使用元件的动断触点或者特殊辅助继电器,M8000,（常,ON,）相连。,不能编程的电路应进行等效变换后编程。,对复杂电路，用,AND,、,ORB,等指令难以编程，可重复使用一些触点画出等效电路，然后进行编程。,适当安排编程顺序，减少程序步数，简明。在有几个串联回路相并联时，应将触头最多的那个串联回路放在最上面；在有几个并联回路相串联时，应将触头最多的那个并联回路放在最左面；,编程顺序,四、西门子S7-200程序编制实例,把,PLC,应用于工业控制首先需解决以下几个问题：,将,PLC,接入控制系统,工业控制系统通常由三大部分组成，主令及传感器部分用于发布命令及检测；控制器接受主令及传感器信号并按照既定的控制要求发出执行命令；而执行器最终完成工作任务。,主令及传感器件,控制器,执行器,PLC作为控制器件，必须在其输入口上接入按钮、开关、各类传感器；在其输出口上接上接触器及电磁阀等执行器。,PLC,的输入、输出端口分配,为控制程序安排机内软元件,一是决定选用元件的类型：,如：为某个按键安排了输入口。,二是安排选用元件的编号：,安排软元件的实质即决定程序中要用到的编程软元件的地址。,编制控制程序,四、西门子S7-200程序编制实例,例,1,：用接在输入端的光电开关检测传送带上通过的产品，有产品通过时位,ON,，如果在,10s,内没有产品通过，由发出报警信号，用输入端的开关解除报警信号。试画出梯形图。,例,1,：用接在输入端的光电开关检测传送带上通过的产品，有产品通过时位,ON,，如果在,10s,内没有产品通过，由发出报警信号，用输入端的开关解除报警信号。试画出梯形图。,例2 简单的3组抢答器,儿童,2,人、青年学生,1,人和教授,2,人组成,3,组抢答。儿童任一人按钮均可抢答；教授二人同时按可抢得，在主持人按钮同时宣布开始后,5s,内有人抢答则幸运球转动。,输入端子,输出端子,其他器件,输入端子,输出端子,儿童：,I0.1,、,I0.2,Q1.1,定时器,T37,主持人开始按钮：,I1.1,彩球：,Q1.4,学生：,I0.3,Q1.2,主持人复位按钮：,I1.2,教授：,I0.4,I0.5,Q1.3,端子分配,例2 简单的3组抢答器,例2 简单的3组抢答器,例3 较复杂的抢答器,主持人设有总台灯及总音响，分台设有分台灯及分台抢答按钮。抢答在主持人给出题目、宣布开始并按下开始按钮后的,10s,内进行。如提前，,总台灯及分台灯亮，总台音响发生,，表示“违例”。,10s,无人答，,总台灯亮、总台音响发声,，表示应答时间到，该题作废。正常抢答时，分台灯亮，,总台音响发生,。抢得答题需在,20s,内完成，,20s,到时，,总台灯亮、总台音响发声,，表示答题超时。一个题目终了时，按下总台复位按钮，抢答器恢复原是状态，为下一轮强大作出准备。,例3 较复杂的抢答器,输入器件,输入器件,机内其他器件,I0.0,：总台复位按钮,Q0.0,：总台音响,M1.4,：总台复位继电器,I0.1-I0.3,：分台按钮,Q0.1-Q0.3,：各台灯,M1.1,：应答允许继电器,I1.0,：总台开始按钮,Q1.0,：总台灯,M1.2,：抢答继电器,M1.3,：答题开始继电器,M1.5,：音响启动信号继电器,M1.6,：应答时限继电器,T37,：应答时限,10s,T38,：答题时限,20s,T39,：音响时限,1s,关键点,主持人是否按下过开始按钮，这是正常抢答及违例的界限（）；,是否有抢答（）；,应答时间是否到时（，T37）；,答题时间是否到时（，T38）；,例,4,自动台车的控制电路,下图是自动台车控制示意图，台车在启动前位于导轨的中部。一个工作周期的控制工艺如下：,按下启动按钮SB，台车电动机M正转，台车前进；碰到限位开关SQ1后，台车电动机M反转，台车后退；,台车后退碰到限位开关SQ2后，台车电动机M停转，台车停车；停5s，第二次前进，碰到限位开关SQ3后，再次后退；,当后退再次碰到限位开关SQ2后，台车停止。,例,4,自动台车的控制电路,台车由电动机M控制，正转由输出控制，反转由控制。,输入有启动按钮SB及限位开关SQ1、SQ2、SQ3，分别接到、和。定时器T37。,前进和后退的条件：,第一次前进：启动按钮SB（）按下开始到碰到SQ1（）；,第二次前进：由SQ2（）接通引起的定时器T37延时时间到开始至SQ3（）被接通为止。,第一次后退：从SQ1（）接通时起，到SQ2（）被接通止；,第二次后退：从SQ3（）接通时起，到SQ2（I0.2 ）被接通止；,例5 三电机顺序启动控制,三电机相隔,5s,启动，各运行,10s,停止，循环往复。,电机,1,（）,电机,2,（）,电机,3,（）,输入器件,I0.1,：工作开始,输出器件,Q0.1-Q0.3,机内其他器件,M10.1,：开关上升沿继电器；,M10.2,：计数器清零,M20.1,：,5s,脉冲中间继电器；,T37,：形成振荡脉冲,C1-C4,：计数器,C1,C2,C3,C4,例,5,三电机顺序启动控制,例,5,三电机顺序启动控制,例,5,三电机顺序启动控制,作业,1、画出下列语句对应的梯形图,ALD,2、画出下列语句对应的梯形图,A I0.5 OLD,OLD,OLD,ALD,3,、画出下列梯形图对应的指令表,