西门子PLC的编程基础.pptx

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1、学习目标1、掌握PLC编程中最基本的位逻辑、定时器、计数器等指令的格式与功能；2、掌握PLC编程设计方法中较常用的经验设计法；3、能够为解决中等难度的问题打下良好的基础。第1页/共52页单元一 PLC基本指令及其在电动机 自锁运行中的应用教学课题教学课题PLC的基本指令及应用教学目标教学目标1、掌握PLC的基本指令2、熟悉PLC指令在实际项目中的应用教学重点教学重点PLC指令在实际项目中的应用教学难点教学难点PLC的基本指令教学方法教学方法板书和多媒体结合教学手段教学手段板书和多媒体结合第2页/共52页1.1.任务提出 工作原理：当按下启动按钮SB1后，继电器线圈KM通电，主电路中KM主触点闭

2、合，电机开始运行，同时控制电路中的KM辅助触点闭合形成自锁，当按下停止按钮SB2时，继电器线圈KM断电，电机停止运行。任务一任务一 电动机的自锁运行电动机的自锁运行 图3-1 三相异步电动机的自锁运行 第3页/共52页2.2.相关新知识类型梯形图语句表功能常开触点LD bitA bitO bitLD：装载常开触点 A：串联常开触点O：并联常开触点常闭触点LDN bitAN bitON bitLDN：装载常闭触点AN：串联常闭触点ON：并联常闭触点线圈 bit：输出指令 第4页/共52页常开触点LDI bitAI bitOI bitLDI：装载常开立即触点 AI：串联常开立即触点OI：并联常开立

3、即触点常闭触点LDNI bitANI bitONI bitLDNI：装载常闭立即触点ANI：串联常闭立即触点ONI：并联常闭立即触点线圈I bitI：立即输出指令 第5页/共52页“bit”表示存储区域的某一个位，必须指定存放地址才能存取这个位，地 址包括存储器标识符、字节地址和位号。位寻址使用“字节位”的 寻址方式，即先寻找到某个位所在的字节，再寻找这个位。触点代表CPU对存储器某个位的读操作，常开触点和存储器的位状态相 同，常闭触点和存储器的位状态相反。线圈代表CPU对存储器某个bit的写操作，若程序中逻辑运算结果为 “1”,表示CPU将该线圈所对应存储器的位置“1”；若程序中逻辑运算 结

4、果为“0”，表示CPU将该线圈所对应存储器的位置“0”。第6页/共52页3任务解决方案 图3-3 三相异步电动机的启动PLC控制外部接线图和梯形图第7页/共52页4其他解决方案 类型梯形图语句表功能线圈置位S bit,N从指定的位地址bit开始的N个连续的位地址都被置位(变为1)并保持线圈复位R bit,N从指定的位地址bit开始的N个连续的位地址都被复位(变为1)并保持线圈立即置位SI bit,N从指定的位地址bit开始的N个连续的位地址都被立即置位(变为1)并保持线圈立即复位RI bit,N从指定的位地址bit开始的N个连续的位地址都被立即复位(变为1)并保持第8页/共52页梯形图程序：分

5、析：当起动按钮按下时，被置为1(N为1)，电机开始运行；当按下停止按钮时，被复位为0，电机停止运行。使用置位与复位指令进行控制不需要考虑如何实现自锁，电动机会一直保持运行状态直到按下停止按钮。LD I0.1S Q0.0,1LD I0.2R Q0.0,1图3-4 使用置位与复位指令的梯形图 与语句表第9页/共52页6应用示例 例1 触点串联指令应用：使用3个开关同时控制1盏灯，要求3个开关全部闭合时灯亮，其他情况灯灭。第10页/共52页LD I0.1A I0.2A I0.3=Q0.0图3-5 逻辑与操作编程举例第11页/共52页 例2 触点并联指令应用：使用3个开关控制1盏灯，要求任 意1个开关

6、闭合时灯都亮。第12页/共52页LD I0.1O I0.2O I0.3=Q0.0图3-6 逻辑或操作编程第13页/共52页例3 试设计互锁电路如图3-7。LD I0.1O M0.0AN M0.1=M0.0LD I0.1O M0.1AN M0.0=M0.1LD M0.0=Q0.0LD M0.1=Q0.1图3-7 互锁电路梯形图与语句表程序分析：当输入信号接通时，线圈得电并自保持，使得电输出，同时的常闭触点断开，即使再接通也不能使动作，因此不能输出。若先接通，则刚好相反。在控制环节中该电路可实现信号间的互锁。第14页/共52页单元二 PLC基本指令及其在改进的电动机自锁运行中的应用教学课题教学课题

7、PLC的基本指令及应用教学目标教学目标1、掌握PLC的基本指令2、熟悉PLC指令在实际项目中的应用教学重点教学重点PLC指令在实际项目中的应用教学难点教学难点PLC的基本指令教学方法教学方法板书和多媒体结合教学手段教学手段板书和多媒体结合第15页/共52页任务二 改进的电动机自锁运行 1.任务提出 存在的问题：存在的问题：当起动按钮按下后电机开始运行，如果起动按钮出现故障不能弹起，按下停止按钮电机能够停止转动，一旦松开停止按钮，电机又马上开始运行了。第16页/共52页2.相关新知识类型梯形图语句表功能正跳变触点EU在EU指令前的逻辑运算结果的上升沿产生一个脉冲，驱动后面的输出线圈负跳变触点ED

8、在ED指令前的逻辑运算结果的下降沿产生一个脉冲，驱动后面的输出线圈取反指令NOTNOT:将其左侧电路的逻辑运算结果取反第17页/共52页提示：EU、ED指令只有下一输入信号发生变化时有效，其输出信号的脉冲宽度为一个扫描周期；对于开机时就为接通状态的输入条件，EU指令不被执行；EU、ED指令无操作数；取反指令没有操作数。执行该指令时，能流到达该触点时即停止；若能流未到达该触点，该触点为其右侧提供能流 第18页/共52页3任务解决方案 图 改进的控制程序第19页/共52页4其他解决方案 类型梯形图真值表功能置位优先触发器指令(SR)S1R输出(bit)置位优先，当置位信号(S1)和复位信号(R)都

9、为1时，输出为100保持前一状态010101111复位优先触发器指令(RS)SR1输出(bit)复位优先，当置位信号(S)和复位信号(R1)都为1时，输出为000保持前一状态010101110第20页/共52页分析：按下起动按钮，置位S1端为1，得电，电机开始运行，按下停止按钮，复位R端为1，断电，电机停止运行。图3-11 电机起动的RS 触发器指令程序第21页/共52页5应用示例 例1 试采用一个按钮控制两台电动机的依次起动，控制要求：按下按钮SB1，第一台电动机起动，松开按钮SB1，第二台电动机起动，按下停止按钮SB2，两台电动机同时停止。LD I0.0O Q0.1EUAN I0.1=Q0

10、.1LD I0.0O Q0.2EDAN I0.1=Q0.2图3-12 梯形图与语句表程序 第22页/共52页 例2 根据梯形图程序及给出的的波形画出、的波形。I0.0M0.0M0.1Q0.0图3-13 梯形图程序及波形图第23页/共52页 例3 使用触发器指令进行编程，试分析图3-14的程序，当输入、同时闭合时，如何变化？LD I0.0LD I0.1NOTA Q0.1OLD=Q0.1图3-14 a)SR触发器指令梯形图与语句表程序LD I0.0LD I0.1NOTLPSA Q0.1=Q0.1LPPALDO Q0.1=Q0.1图3-14 b)RS触发器指令梯形图与语句表程序分析：对于SR触发器指

11、令，当、同时接通时，变为ON；对于RS触发器指令，当、同时接通时，变为OFF。第24页/共52页单元三 PLC的其它指令及其在保护电动机的正反转控制中的应用教学课题教学课题PLC的基本指令及应用教学目标教学目标1、掌握PLC的基本指令2、熟悉PLC指令在实际项目中的应用教学重点教学重点PLC指令在实际项目中的应用教学难点教学难点PLC的基本指令教学方法教学方法板书和多媒体结合教学手段教学手段板书和多媒体结合第25页/共52页任务三 保护电动机的正反转控制1.任务提出 为了保护电机通常要求：按下起动按钮，系统启动。如果先按下正转按钮，2秒钟后电机开始正转，此时按下反转按钮，电机停止正转，2秒钟后

12、开始反转；如果先按下反转按钮，2秒后电机开始反转，此时按下正转按钮，电机停止反转，2秒钟后开始正转。一旦按下停止按钮，电机停止转动。第26页/共52页分辨率是指定时器单位时间的时间增量，也称时基增量，S7-200提供1ms、10ms、100ms三种分辨率的定时器。定时器的设定时间等于设定值与分辨率的乘积，即：设定时间设定值分辨率 定时器的当前值寄存器用于存储定时器累计的时基增量值。定时器位用来描述定时器的延时动作的触点状态。定时器位为ON时，梯形图中对应的常开触点闭合，常闭触点断开；定时器位为OFF时，梯形图中对应的常开触点断开，常闭触点闭合。第27页/共52页2.相关新知识定时器类型梯形图语

13、句表功能接通延时定时器(TON)TON T,PT使能输入端(IN)的输入电路接通时开始定时，当前值大于等于预置时间PT端指定的设定值时，定时器位变为ON，梯形图中对应的定时器的常开触点闭会，常闭触点断开。达到设定值后，当前值继续计数，直到最大值时停止。断开延时定时器(TOF)TOF T,PT使能输入端接通时，定时器当前值被清零，同时定时器位变为ON。当输入端断开时，当前值从0开始增加达到设定值时，定时器位变为OFF，对应梯形图中常开触点断开，常闭触点闭会，当前值保持不变。保持型接通延时定时器(TONR)TONR T,PT输入端接通时开始定时，定时器当前值从0开始增加，当未达到定时时间而输入端断

14、开时，定时器当前值保持不变，当输入端再次接通时，当前值继续增加，直到当前值累计增加达到设定值时，定时器位变为ON。第28页/共52页说明：T表示定时器号，IN表示输入端，PT端的取值范围是132767；接通延时定时器输入电路断开时，定时器自动复位，即当前值被清零，定时器位变为OFF；TON与TOF指令不能共享同一个定时器号，即在同一程序中，不能对同一个定时器同时使用TON与TOF指令；断开延时定时器TOF可以用复位指令进行复位；保持型接通定时器TONR只能使用复位指令进行复位，即定时器当前值被清零，定时器位变为OFF；保持型接通定时器TONR可实现累计输入端接通时间的功能。第29页/共52页分

15、析以下程序与时序图LD I0.0 I0.0接通，T37开始定时 I0.0断开，T37复位TON T37,+10 1s后T37定时时间到LD T37 T37常开触点闭合=Q0.0 Q0.0输出图3-16 接通延时定时器程序与时序图第30页/共52页LD I0.0 I0.0接通，T33复位，I0.0断开，T33开始定时 TOF T33,+100 1s后T33定时时间到 LD T33 I0.0接通，T33常开触点 闭合 =Q0.0 Q0.0输出，I0.0断开1s 后，Q0.0输出结束图3-17 断开延时定时器程序与时序图第31页/共52页LD I0.0 I0.0接通，T1开始定时 I0.0断开，T1

16、保持定时时间TONR T1,+100 I0.0累计接通1sLD T1 T1常开触点闭合=Q0.0 Q0.0输出LD I0.1 I0.1接通R T1,1 必须用复位指令T1才能复位图3-18 保持型接通延时定时器与时序图第32页/共52页3任务解决方案 图3-19 使用定时器的电机正 反转控制程序第33页/共52页4其他常用功能块计数器指令 计数器类型梯形图语句表功能加计数器(CTU)CTU C,PV加计数器(CTU)的复位端R断开且输入端CU检测到输入信号正跳变时当前值加1，直到达到PV端设定值时，计数器位变为ON。减计数器(CTD)CTD C,PV减计数器(CTD)的复位端LD断开且输入端C

17、D检测到输入信号正跳变时当前值从PV端的设定值开始减1，变为0时，计数器位变为ON。加减计数器(CTUD)CTUD C,PV加减计数器(CTUD)的复位端R断开且加输入端CU检测到输入信号正跳变时当前值加1，当减输入端CD检测到输入信号正跳变时当前值减1，当前值大于等于PV端设定值时，计数器位变为ON。相关新知识第34页/共52页说明：三种计数器号的范围都是0255，设定值PV端的取值范围都是132767；可以复位指令对加计数器进行复位；减计数器的复位端是LD，加减计数器的复位端是与加计数器相同是R；对于加减计数器，其当前值达到最大值32767时，下一个CU的正跳变将使当前值变为最小值3276

18、8，反之亦然。第35页/共52页分析以下程序与时序图LD I0.0 I0.0接通的上升沿，C4 当前值加1 LD I0.2 I0.2接通，C4被复位 CTU C4,+4 C4当前值大于等于设定 值4 LD C4 C4常开触点闭合 =Q0.0 Q0.0输出图3-20 加计数器程序与时序图第36页/共52页LD I0.0 I0.0接通的上升沿，C1 从设定值开始当前值减1 LD I0.1 I0.1接通，C1被复位CTD C1,+3 C1当前值从设定值3减到0，停止计数 LD C1 C1常开触点闭合 =Q0.0 Q0.0输出图3-21 减计数器程序与时序图第37页/共52页LD I0.0 I0.0接

19、通的上升沿，C48 当前值加1LD I0.1 I0.0接通的上升沿，C48 从设定值开始当前值减1 LD I0.2 I0.2接通，C48被复位 CTUD C48,+4 C48当前值大于等于设定值3 LD C48 C48常开触点闭合 =Q0.0 Q0.0输出图3-22 加减计数器程序与时序图第38页/共52页5应用示例 例1 使用接在输入端的光电开关检测传送带上通过的产品，有产品通过时为ON，如果在10s内没有产品通过，由发出报警信号，用输入端外接的开关解除报警信号。试设计该控制程序。图 梯形图程序第39页/共52页 例2 用定时器设计输出脉冲的周期和占空比可调的振荡电路。图3-24 闪烁电路梯

20、形图程序与波形图2s3sI0.0T37的常开触点T38的常开触点Q0.0第40页/共52页例3 用计数器扩展定时器的定时范围。10000hI0.2Q0.0图3-25 定时范围扩展的梯形图程序与波形图第41页/共52页单元四 PLC的其它指令及其在改造三速异步电动机的继电器控制中的应用教学课题教学课题PLC的基本指令及应用教学目标教学目标1、掌握PLC的基本指令2、熟悉PLC指令在实际项目中的应用教学重点教学重点PLC指令在实际项目中的应用教学难点教学难点PLC的基本指令教学方法教学方法板书和多媒体结合教学手段教学手段板书和多媒体结合第42页/共52页1.任务提出 图3-27 梯形图程序图3-2

21、8 梯形图程序将梯形图程序转换成语句表，如何转换？任务四 需要掌握的其他指令 第43页/共52页2.相关新知识指令类型语句表功能栈装载与ALD电路块的“与”操作，用于串联连接多个并联电路块栈装载或OLD电路块的“或”操作，用于并联连接多个串联电路块逻辑入栈指令LPS该指令复制栈顶值并将其压入堆栈的下一层，栈中原来的数据依次下移一层，栈底值被压出堆栈丢失。逻辑读栈指令LRD该指令将堆栈中第2层的数据复制到栈顶，29层数据不变，原栈顶值消失。逻辑出栈指令LPP该指令使栈中各层的数据向上移动一层，第2层的数据成为新的栈顶值，栈顶原来的数据从栈内消失。S7-200系列PLC提供一个9层的堆栈，用于保存

22、逻辑运算结果及断点的地址，称为逻辑堆栈。堆栈中的数据按“先进后出”的原则存取。第44页/共52页LD I0.0A I0.2A I0.3LD I0.1LDN I0.4A I0.5O I0.6ALDOLDON I0.7=Q3.0图3-33 练习使用ALD、OLD指令练习1第45页/共52页练习2LD I0.0LPSLD M0.0O M0.1ALD=Q0.0LRDLD M0.2A M0.3LDN M0.4A M0.5OLDALD=Q0.1LPPA M1.0=Q0.2LD M1.1ON M1.2ALD=Q0.3图3-34 练习复杂梯形图的转换第46页/共52页1.任务提出 图3-35 某三速异步电动机

23、的继电器控制电路图任务五 改造三速异步电动机的继电器控制电路图 第47页/共52页2.相关新知识具体步骤：了解和熟悉被控设备的工艺过程和机械的动作情况，根据继电器电路图分析和掌握控制系统的工作原理；确定PLC的输入和输出并进行相应的I/O分配，画出PLC的外部接线图；确定继电器电路图的中间继电器、时间继电器与梯形图中存储器位(M)和定时器(T)的对应关系，进行地址分配并列表；根据I/O分配表编写梯形图语言。第48页/共52页经过初步改造的梯形图程序 图3-37 经过初步改造 的梯形图程序第49页/共52页经过初步后存在的问题：由继电器电路图可以看出，与起动按钮SB1并联的三个常开触点与停车按钮SB2共同控制电机的起动和加速电路，为简化梯形图程序因此使用位存储器代替以上功能，这是改造继电器电路常用的方法；定时器T38的常开触点不能代替时间继电器KT2的瞬动触点的功能，需要使用位存储器的常开触点替换；对于受常开触点控制的各条电路，如果使用语句表编程，需要使用LPS、LRD、LPP指令，程序是比较复杂，建议将各条电路分开设计。第50页/共52页最终得到的梯形图程序 图3-38 最终改造的梯 形图程序第51页/共52页感谢您的观看！第52页/共52页