西门子PLC基本逻辑指令及其编程PPT课件

本讲主要内容西门子西门子S7-200PLCS7-200PLC的基本逻辑指令的基本逻辑指令西门子西门子S7-200PLCS7-200PLC的程序编制实例的程序编制实例第1页/共87页本讲重点 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。 第2页/共87页一、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。第3页/共87页一、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。第4页/共87页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LDLDNAANOONALDOLD=NOTOMROMLDLD NOTANDAND NOTOROR NOTAND LDOR LDOUTNOT第5页/共87页1.标准触点与输出指令1）标准触点n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。n当位值为1时，常开触点闭合；当位值为0时，常闭触点闭合；n输出指令将新值写入输出点的过程映像寄存器。n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）输出指令第6页/共87页例，写出梯形图对应的语句表三菱PLC梯形图LD X0ANI X1OR X2AND X3OR X5OUT Y0OUT Y1ANI X4OUT Y2第7页/共87页例，写出梯形图对应的语句表西门子PLC梯形图LD I0.0AN I0.1O I0.2A I0.3O I0.5= Q0.3= Q1.4AN I3.4= Q2.6第8页/共87页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。第9页/共87页LDNI I0.5OI I0.1AI I1.4= Q0.3 写出下面梯形图对应的语句表 LDI I0.4ONI I0.2ANI I0.0=I Q3.4 第10页/共87页3.其它指令1）取反指令取反指令改变能流的输入状态。LD I0.1A I0.0= Q0.0NOT= Q0.1I0.0I0.1Q0.0Q0.1第11页/共87页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；I0.4Q0.4Q0.5LD I0.4LPSEU= Q0.4LPPED= Q0.5第12页/共87页3）置位与复位 S,Rn从指定地址开始的N（1-255）个点置位或者复位。LD I0.1S Q0.2, 6LD I0.2R Q0.2, 6I0.1I0.2Q0.2第13页/共87页n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n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第14页/共87页位逻辑指令-例题1I0.1M1.0第15页/共87页位逻辑指令-例题1I0.1M1.0第16页/共87页位逻辑指令-例题2I0.4Q0.3Q0.4Q0.5第17页/共87页位逻辑指令-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、停控制电路第18页/共87页起保停电路第19页/共87页4 堆栈指令 S7-200S7-200有一个有一个9 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。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 第20页/共87页LD X0MPSAND X3OUT Y0 MRDANI M0OUT Y1 MPPINVSET Y10 LD I0.0LPSA I0.1= Q0.0LRDAN M0.0= Q0.1LPPNOTS Q1.0, 3第21页/共87页4 堆栈指令S1S0inv0inv1inv2inv3inv4inv5inv6S4inv0inv1inv2inv3inv4inv5inv6xS2inv0inv1inv2inv3inv4inv5inv6xS3S2inv0inv1inv2inv3inv4inv5inv6LDN I1.4A I0.3LD I3.2AN T16OLDLDN C24ON I.2ALDO Q3.4= Q5.3S3S1S2S0S4OLDS4=S2*S3S2=S0+S1ALD第22页/共87页块或指令：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。第23页/共87页块或指令：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。第24页/共87页块或指令：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。第25页/共87页块与指令：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。第26页/共87页块与指令：ANB ALD （2）第27页/共87页块与指令：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。第28页/共87页堆栈指令 例 LD I0.0 O Q2.5 AN I2.3 LDN M4.5 O Q0.3 A T1 LDN M5.6 A C5 OLD ALD O M3.2 = Q0.3画出与下列语句表对应的梯形图第29页/共87页二、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。第30页/共87页定时器号与分辨率第31页/共87页(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第32页/共87页(1)接通延时定时器 TON 第33页/共87页(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T1T1当前值第34页/共87页(2)有记忆的接通延时定时器 TONRTONR 定时器只能通过复位指令进行复位操作。第35页/共87页(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T33T1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。T33当前值第36页/共87页(3)断开延时定时器 TOF第37页/共87页定时器指令的操作数第38页/共87页定时器使用的注意事项(1)第39页/共87页例：设计控制程序，使指示灯以4秒为周期闪烁。I0.0I0.3启动停止Q0.0第40页/共87页例：设计控制程序，使指示灯以4秒为周期闪烁。I0.0I0.3启动停止Q0.0第41页/共87页例：设计控制程序，使指示灯以4秒为周期闪烁。I0.0I0.3启动停止Q0.0第42页/共87页2 计数器指令CTU CTD CTUDC0-C255第43页/共87页增/减计数器 CTUD第44页/共87页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/减计数器第45页/共87页例 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）第46页/共87页例 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） 第47页/共87页例 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） 第48页/共87页例 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） 第49页/共87页例 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 第50页/共87页三、三、PLCPLC用户程序的编制用户程序的编制 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。第51页/共87页3.1 3.1 梯形图编程规则梯形图编程规则 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 1、两个基本概念：、两个基本概念： 软继电器 能流第52页/共87页3.2、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；第53页/共87页图中左、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；第54页/共87页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。第55页/共87页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。第56页/共87页3.3 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。第57页/共87页 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；第58页/共87页第59页/共87页编程顺序第60页/共87页第61页/共87页四、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：u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、输出端口分配第62页/共87页u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。u编制控制程序第63页/共87页四、西门子S7-200程序编制实例例1：用接在I0.0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I0.0位ON，如果在10s内没有产品通过，由Q0.0发出报警信号，用I0.1输入端的开关解除报警信号。试画出梯形图。第64页/共87页例1：用接在I0.0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I0.0位ON，如果在10s内没有产品通过，由Q0.0发出报警信号，用I0.1输入端的开关解除报警信号。试画出梯形图。第65页/共87页第66页/共87页例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。输入端子输入端子输出输出端子端子其他器其他器件件输入端子输入端子输出端子输出端子儿童：儿童：I0.1I0.1、I0.2I0.2Q1.1Q1.1定时器定时器T37T37主持人开始按主持人开始按钮：钮：I1.1I1.1彩球：彩球：Q1.4Q1.4学生：学生：I0.3I0.3Q1.2Q1.2主持人复位按主持人复位按钮：钮：I1.2I1.2教授：教授：I0.4I0.4I0.5I0.5Q1.3Q1.3端子分配第67页/共87页例2 简单的3组抢答器第68页/共87页例2 简单的3组抢答器第69页/共87页例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。第70页/共87页例3 较复杂的抢答器输入器件输入器件输入器件输入器件机内其他器件机内其他器件I0.0I0.0：总台复位按钮：总台复位按钮Q0.0Q0.0：总台音响：总台音响M1.4M1.4：总台复位继电器：总台复位继电器I0.1-I0.3I0.1-I0.3：分台按：分台按钮钮Q0.1-Q0.3Q0.1-Q0.3：各台灯：各台灯M1.1M1.1：应答允许继电器：应答允许继电器I1.0I1.0：总台开始按钮：总台开始按钮Q1.0Q1.0：总台灯：总台灯M1.2M1.2：抢答继电器：抢答继电器M1.3M1.3：答题开始继电器：答题开始继电器M1.5M1.5：音响启动信号继电器：音响启动信号继电器M1.6M1.6：应答时限继电器：应答时限继电器T37T37：应答时限：应答时限10s10sT38T38：答题时限：答题时限20s20sT39T39：音响时限：音响时限1s1s第71页/共87页关键点 主持人是否按下过开始按钮，这是正常抢答及违例的界限（M1.1）； 是否有抢答（M1.2）； 应答时间是否到时（M1.1，T37）； 答题时间是否到时（M1.3，T38）；第72页/共87页第73页/共87页第74页/共87页第75页/共87页第76页/共87页例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。第77页/共87页例4 自动台车的控制电路 台车由电动机M控制，正转由输出Q0.0控制，反转由Q0.1控制。 输入有启动按钮SB及限位开关SQ1、SQ2、SQ3，分别接到I0.0、I0.1、I0.2和I0.3。定时器T37。 前进和后退的条件： 第一次前进：启动按钮SB（I0.0）按下开始到碰到SQ1（I0.1）； 第二次前进：由SQ2（I0.2）接通引起的定时器T37延时时间到开始至SQ3（I0.3）被接通为止。 第一次后退：从SQ1（I0.1）接通时起，到SQ2（I0.2）被接通止； 第二次后退：从SQ3（I0.3）接通时起，到SQ2（I0.2 ）被接通止；第78页/共87页第79页/共87页例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（0.1）电机2（0.2）电机3（0.3）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I0.1C1C2C3C4第80页/共87页例5 三电机顺序启动控制第81页/共87页例5 三电机顺序启动控制第82页/共87页例5 三电机顺序启动控制第83页/共87页作业 1、画出下列语句对应的梯形图 LD I0.0 = Q1.0 O I1.2 AN I1.3 O M10.0 LD Q1.2 A I0.5 O M100.2 ALD ON M10.3第84页/共87页 2、画出下列语句对应的梯形图 LD I0.3 A M10.5 A I0.5 OLD LD I0.3 A M10.2 AN I0.2 = Q0.0 OLD LD M10.2 A Q0.3 LD I1.0 AN Q1.3 OLD ALD LD M100.3第85页/共87页3、画出下列梯形图对应的指令表第86页/共87页感谢您的观看！第87页/共87页