第1章工廠電氣控制初步1.1工廠常用電器1.2基本控制電路1.3控制系統(tǒng)實(shí)例本章主要內(nèi)容：l核心是掌握繼電器、接觸器、按鈕開(kāi)關(guān)等常規(guī)控制電器的動(dòng)作執(zhí)行特點(diǎn)，由此對(duì)一般繼電接觸控制電路進(jìn)行熟練分析和設(shè)計(jì)。l

工廠常用電器l

基本控制電路l

控制系統(tǒng)實(shí)例返回本章首頁(yè)1.1工廠常用電器1.1.1工廠電器基本知識(shí)1.1.2工廠常用電器1.1.3電氣圖形返回本章首頁(yè)1.1.1工廠電器基本知識(shí)1.分類（1）按適用的電壓范圍分類分為低壓電器和高壓電器。（2）低壓電器按所控制的對(duì)象分類根據(jù)其控制的對(duì)象分為低壓配電電器和低壓控制電器。（3）按所起作用分類依據(jù)電器所起的作用可分為控制電器和保護(hù)電器。（4）按動(dòng)作性質(zhì)分類依據(jù)電器的動(dòng)作性質(zhì)可分為自動(dòng)控制電器和非自動(dòng)控制電器。2.結(jié)構(gòu)及工作原理下面分別以控制按鈕和接觸器為例介紹手動(dòng)電器和自動(dòng)電器的結(jié)構(gòu)和工作原理。（1）按鈕按鈕是手動(dòng)控制電器的一種，用來(lái)發(fā)出信號(hào)和接通或斷開(kāi)控制電路。圖1.1是按鈕的結(jié)構(gòu)示意圖和圖文符號(hào)，圖（a）中1、2是動(dòng)斷（常閉）觸點(diǎn)，3，4是動(dòng)合（常開(kāi)）觸點(diǎn)，5是復(fù)位彈簧，6是按鈕帽。圖（b）為圖文符號(hào)。

（a）結(jié)構(gòu)示意

（b）圖文符號(hào)圖1.1按鈕（2）接觸器l

結(jié)構(gòu)及工作原理接觸器是利用電磁吸力的原理工作的，主要由電磁機(jī)構(gòu)和觸頭系統(tǒng)組成。電磁機(jī)構(gòu)通常包括吸引線圈、鐵心和銜鐵三部分。圖1.2為接觸器的結(jié)構(gòu)示意圖與圖文符號(hào)，（a）圖中，1、2，3、4是靜觸點(diǎn)，5、6是動(dòng)觸點(diǎn)，7、8是吸引線圈，9、10分別是動(dòng)、靜鐵心，11是彈簧。（b）圖中，1、2之間是常閉觸點(diǎn)，3、4之間是常開(kāi)觸點(diǎn)，7、8之間是線圈。

（a）結(jié)構(gòu)示意

（b）圖文符號(hào)圖1.2接觸器電磁鐵特點(diǎn)根據(jù)吸引線圈通電電流的性質(zhì)分類，電磁鐵分為直流電磁鐵和交流電磁鐵。通常采用短路環(huán)來(lái)解決交流電磁鐵的振動(dòng)問(wèn)題。短路環(huán)的示意圖如圖1.3所示，其中1為短路環(huán)，2為鐵心。短路環(huán)起到磁通分相的作用，把極面上的交變磁通分成兩個(gè)交變磁通，并且使這兩個(gè)磁通之間產(chǎn)生相位差，那么它們所產(chǎn)生的吸力間也有一個(gè)相位差，這樣，兩部分吸力就不會(huì)同時(shí)達(dá)到零值，當(dāng)然合成后的吸力就不會(huì)有零值的時(shí)刻，如果使合成后的吸力在任一時(shí)刻都大于彈簧拉力，就消除了振動(dòng)。圖1.3短路環(huán)滅弧常用的滅弧方法有：拉長(zhǎng)電弧、冷卻電弧和將電弧分段。對(duì)于電弧較弱的接觸器，只采用滅弧罩即可。電弧較強(qiáng)的接觸器，常采用滅弧柵熄弧。圖1.4是滅弧柵的機(jī)構(gòu)圖。圖中1是滅弧室，2和5分別為動(dòng)、靜觸點(diǎn)，3為金屬柵片，4為電弧。滅弧柵是數(shù)片鋼片制成的柵狀裝置，當(dāng)觸點(diǎn)斷開(kāi)發(fā)生電弧時(shí)，電弧進(jìn)入柵片內(nèi)，被分割為數(shù)段，迅速熄滅。圖1.4滅弧柵返回本節(jié)1.1.2工廠常用電器手動(dòng)控制電器任何設(shè)備都需要操縱者給予一定的指令，才能完成規(guī)定的控制。手動(dòng)控制電器是自動(dòng)控制設(shè)備中不可缺少的器件，常用的有刀開(kāi)關(guān)、按鈕、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)等。圖1.5是LW6型萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的圖形符號(hào)和觸點(diǎn)合斷表。圖形符號(hào)中有6個(gè)回路，3個(gè)擋位連線下有黑點(diǎn)“·”的，表示這條電路是接通的。在觸點(diǎn)合斷表中用“×”表示被接通的電路，空格表示轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)在該位置時(shí)此路是斷開(kāi)的。圖1.5萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)號(hào)ⅠⅡⅢ1×××2

××3××

4

××5××

6

××2.自動(dòng)控制電器（1）接觸器（2）中間繼電器（3）時(shí)間繼電器（4）熱繼電器（5）速度繼電器圖1.6為空氣阻尼式通電延時(shí)型時(shí)間繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖和圖文符號(hào)。它是利用空氣阻尼的原理來(lái)獲得延時(shí)的。主要由電磁系統(tǒng)、氣室及觸點(diǎn)系統(tǒng)組成。工作原理：在圖1.6（a）中當(dāng)線圈11通電時(shí)，電磁力克服彈簧14的反作用拉力而迅速將銜鐵向上吸合，銜鐵13帶動(dòng)杠桿15立即使1、2常閉觸點(diǎn)分?jǐn)啵?、4常開(kāi)觸點(diǎn)閉合。

（a）結(jié)構(gòu)示意

（b）圖文符號(hào)圖1.6空氣阻尼通電延時(shí)型時(shí)間繼電器熱繼電器的測(cè)量元件通常采用雙金屬片，由兩種具有不同線膨脹系數(shù)的金屬碾壓而成。主動(dòng)層采用膨脹系數(shù)較高的鐵鎳鉻合金，被動(dòng)層采用膨脹系數(shù)很小的鐵鎳合金。當(dāng)雙金屬片受熱后將向被動(dòng)層方向彎曲，當(dāng)彎曲到一定程度時(shí)，通過(guò)動(dòng)作機(jī)構(gòu)使觸點(diǎn)動(dòng)作。如圖1.7所示，（a）圖是熱繼電器的結(jié)構(gòu)中感受部分的示意圖，（b）圖為圖文符號(hào)。在圖1-7（a）中發(fā)熱元件2通電發(fā)熱后，主雙金屬片1受熱向左彎曲，推動(dòng)導(dǎo)板3向左推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生一定的運(yùn)動(dòng)。電流越大，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)幅度也越大。當(dāng)電流大到一定程度時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生躍變，即觸點(diǎn)發(fā)生動(dòng)作從而切斷主電路。

（a）感受部分結(jié)構(gòu)示意

（b）圖文符號(hào)圖1.7熱繼電器速度繼電器用來(lái)感受轉(zhuǎn)速。它的感受部分主要包括轉(zhuǎn)子和定子兩大部分，執(zhí)行機(jī)構(gòu)是觸頭系統(tǒng)。當(dāng)被控電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)繼電器轉(zhuǎn)子以同樣速度旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使定子克服外界反作用力轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，轉(zhuǎn)速越高角度越大。當(dāng)轉(zhuǎn)速高于設(shè)定值時(shí)，速度繼電器的觸點(diǎn)發(fā)生動(dòng)作，當(dāng)速度小于這一設(shè)定值時(shí)，觸點(diǎn)又復(fù)原。速度繼電器常用于電機(jī)的降壓起動(dòng)和反接制動(dòng)，其圖文符號(hào)如圖1.8所示。圖1.8速度繼電器圖文符號(hào)3.保護(hù)電器保護(hù)電器包括熱繼電器、熔斷器、電磁脫扣器等。熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)來(lái)切斷電路的保護(hù)電器，它在控制電路中，用作電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)，既能保證電動(dòng)機(jī)不超過(guò)容許的過(guò)載，有可以最大限度地保證電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力。當(dāng)然，首先要保證電動(dòng)機(jī)的正常起動(dòng)。返回本節(jié)1.1.3電氣圖形文字符號(hào)2.端子標(biāo)記3.電氣圖形1.文字符號(hào)表1.1字母符號(hào)含義2.端子標(biāo)記電氣圖中各電器的接線端子用規(guī)定的字母數(shù)字符號(hào)標(biāo)記。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB4026—83《電器接線端子的識(shí)別和用字母數(shù)字符號(hào)標(biāo)志接線端子的通則》規(guī)定：三相交流電源的引入線用L1、L2、L3、N、PE標(biāo)記。直流系統(tǒng)電源正、負(fù)極、中間線分別用L+、L－與M標(biāo)記。三相動(dòng)力電器的引出線分別按U、V、W順序標(biāo)記。3.電氣圖形常用的電氣圖有系統(tǒng)圖、框圖、電路圖、位置圖和接線圖等。通常，系統(tǒng)圖用于描述系統(tǒng)或成套裝置，如圖1.9所示?？驁D用于描述分系統(tǒng)或設(shè)備。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB6988.3—86《電氣制圖系統(tǒng)圖和框圖》中，具體規(guī)定了繪制系統(tǒng)圖和框圖的方法，并闡述了它的用途。圖1.9系統(tǒng)圖位置圖用來(lái)表示成套裝置、設(shè)備中各個(gè)項(xiàng)目位置的一種圖。例如，圖1.10為某工廠電器位置圖，圖中詳細(xì)地繪制出了電氣設(shè)備中每個(gè)電器元件的相對(duì)位置，圖中各電器元件的文字代號(hào)必須與相關(guān)電路圖中電器元件的代號(hào)相同。圖1.10位置圖接線圖是電氣裝備進(jìn)行施工配線、敷線和校線工作時(shí)所應(yīng)依據(jù)的圖樣之一。它必須符合電器裝備的電路圖的要求，并清晰地表示出各個(gè)電器元件和裝備的相對(duì)安裝與敷設(shè)位置，以及它們之間的電連接關(guān)系。它是檢修和查找故障時(shí)所需的技術(shù)文件，如圖1.11所示。在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB6988.5—86《電氣制圖接線圖和接線表》中詳細(xì)規(guī)定了編制接線圖的規(guī)則。圖1.11接線圖返回本節(jié)1.2基本控制電路1.2.1直接起動(dòng)控制電路1.2.2降壓起動(dòng)1.2.3數(shù)學(xué)輔助分析法1.2.4電機(jī)的制動(dòng)1.2.5電機(jī)的調(diào)速1.2.6順序控制返回本章首頁(yè)1.2.1直接起動(dòng)控制電路單向旋轉(zhuǎn)2.可逆轉(zhuǎn)動(dòng)3.點(diǎn)動(dòng)控制4.自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)1.單向旋轉(zhuǎn)三相籠型電動(dòng)機(jī)單向旋轉(zhuǎn)可用開(kāi)關(guān)或接觸器控制，圖1.12為接觸器控制電路。接觸器控制電路圖中，Q為開(kāi)關(guān)，F(xiàn)U1、FU2為主電路與控制電路的熔斷器，KM為接觸器，KR為熱繼電器，SB1、SB2分別為起動(dòng)按鈕與停止按鈕，M為籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。圖1.12單向旋轉(zhuǎn)其中的保護(hù)環(huán)節(jié)為：1）短路保護(hù)。2）過(guò)載保護(hù)。3）欠壓保護(hù)。2.可逆轉(zhuǎn)動(dòng)在實(shí)際生產(chǎn)中常需要運(yùn)動(dòng)部件實(shí)現(xiàn)正反兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，這就要求拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)能做正反兩方向的運(yùn)轉(zhuǎn)。從電機(jī)原理可知，改變電動(dòng)機(jī)三相電源相序即可改變電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向。電動(dòng)機(jī)的常用可逆旋轉(zhuǎn)控制電路如圖1.13所示。圖1.13可逆旋轉(zhuǎn)3.點(diǎn)動(dòng)控制生產(chǎn)過(guò)程中，不僅要求生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件連續(xù)運(yùn)動(dòng)，還需要點(diǎn)動(dòng)控制。圖1.14為電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制電路。圖中的控制電路既可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制，又可實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。SB3為連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的停止按鈕，SB1為連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕，SB2為點(diǎn)動(dòng)起動(dòng)按鈕。圖1.14點(diǎn)動(dòng)控制電路4.自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)在實(shí)際生產(chǎn)中，常常要求生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部件能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)往返。因?yàn)橛行谐滔拗?，所以常用行程開(kāi)關(guān)做控制元件來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)。圖1.15為電動(dòng)機(jī)往返運(yùn)行的可逆旋轉(zhuǎn)控制電路。圖中KM1、KM2分別為電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)接觸器，SQ1為反向轉(zhuǎn)正向行程開(kāi)關(guān)，SQ2為正向轉(zhuǎn)反向行程開(kāi)關(guān)，SQ3、SQ4分別為正向、反向極限保護(hù)用限位開(kāi)關(guān)。返回本節(jié)圖1.15往返運(yùn)行1.2.2降壓起動(dòng)1.自耦變壓器起動(dòng)法圖1.16是采用自動(dòng)控制自耦變壓器降壓起動(dòng)的控制電路。是由交流接觸器、熱繼電器、時(shí)間繼電器、按鈕和自耦變壓器等元件組成。圖中KM1為正常運(yùn)轉(zhuǎn)接觸器，KM2為降壓起動(dòng)接觸器，KA為起動(dòng)中間繼電器，KT為降壓起動(dòng)時(shí)間繼電器。圖1.16自耦變壓器降壓起動(dòng)2.Y-D起動(dòng)法凡是正常運(yùn)行時(shí)三相定子繞組接成三角形運(yùn)轉(zhuǎn)的三相籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，都可采用Y-D降壓起動(dòng)。起動(dòng)時(shí)，定子繞組先接成Y聯(lián)結(jié)，接入三相交流電源，起動(dòng)電流下降到全壓起動(dòng)時(shí)的1/3，對(duì)于Y系列電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)時(shí)起動(dòng)電流為額定電流IN的5.5～7倍。當(dāng)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，將電動(dòng)機(jī)定子繞組改成D聯(lián)結(jié)，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)行。這種方法簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)，可用在操作較頻繁的場(chǎng)合，但其起動(dòng)轉(zhuǎn)矩只有全壓起動(dòng)時(shí)的1/3，Y系列電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的1.4～2.2倍。圖1.17為用于13kW以上電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電路，由三個(gè)接觸器和一個(gè)時(shí)間繼電器構(gòu)成。圖1.17

Y-D起動(dòng)返回本節(jié)1.2.3數(shù)學(xué)輔助分析法用繼電接觸控制線路表示邏輯代數(shù)的基本運(yùn)算邏輯函數(shù)與繼電接觸控制線路圖1.用繼電接觸控制線路表示邏輯代數(shù)的基本運(yùn)算（1）“與”運(yùn)算（邏輯乘）邏輯代數(shù)中運(yùn)算符號(hào)“×”或“·”讀作“與”。“與”運(yùn)算的真值表如表1.2所示。表1.2與運(yùn)算實(shí)現(xiàn)邏輯乘的器件叫做“與”門，它的邏輯符號(hào)如圖1.18（a）所示，圖1.18（b）顯示出了繼電控制線路中“與”運(yùn)算的實(shí)例，它表示觸點(diǎn)的串聯(lián)。若規(guī)定觸點(diǎn)接通為“1”，斷開(kāi)為“0”，線圈通電為“1”，斷電為“0”，則可以寫出KM＝KA1×KA2，只有觸點(diǎn)KA1、KA2均接通，接觸器線圈KM能通電。（a）邏輯符號(hào)

（b）控制線路實(shí)例圖1.18邏輯“與”（2）“或”運(yùn)算（邏輯加）邏輯代數(shù)中運(yùn)算符號(hào)“+”讀作“或”?！盎颉边\(yùn)算的真值表如表1.3所示。表1.3或運(yùn)算實(shí)現(xiàn)邏輯乘的器件叫做“或”門，它的邏輯符號(hào)如圖1.19（a）所示，圖1.19（b）顯示出了繼電控制線路中“或”運(yùn)算的實(shí)例，它表示觸點(diǎn)的并聯(lián)，可寫成KM＝KA1×KA2，當(dāng)觸點(diǎn)KA1或KA2接通，或者KA1和KA2多接通時(shí)，接觸器線圈都可通電。圖1.19邏輯“或”

（a）邏輯符號(hào)

（b）控制線路實(shí)例（3）“非”運(yùn)算（邏輯非）邏輯代數(shù)中“非”運(yùn)算的符號(hào)用變量上面的短橫線表示，讀作“非”?！胺恰边\(yùn)算的真值表如表1.4所示。它表示了事物相互矛盾的兩個(gè)對(duì)立面之間的關(guān)系。這種規(guī)律的因果規(guī)律稱為“非”邏輯關(guān)系。表1.4非運(yùn)算實(shí)現(xiàn)邏輯“非”的器件叫做“非”門，它的邏輯符號(hào)如圖1.20（a）所示，圖1.20（b）示出了繼電控制線路中“非”運(yùn)算的實(shí)例，通常稱KA為原變量，為反變量，它們是一個(gè)變量的兩種形式，如同一個(gè)繼電器的一對(duì)常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)，在向各自相補(bǔ)的狀態(tài)切換時(shí)同步動(dòng)作。圖（b）中，觸點(diǎn)KA的取值與線圈KM的取值相同，而KM1與繼電器的常閉觸點(diǎn)的取值相同，所以，故實(shí)現(xiàn)了非運(yùn)算。

（a）邏輯符號(hào)

（b）控制線路實(shí)例圖1.20邏輯“非”2.邏輯函數(shù)與繼電接觸控制線路圖（1）邏輯函數(shù)（2）邏輯圖和繼電接觸控制線路圖由繼電接觸控制線路圖寫出邏輯函數(shù)由邏輯函數(shù)畫出繼電接觸控制線路圖1.21（a）為一個(gè)最簡(jiǎn)單的起-保-停線路，接觸器線圈是串接在由觸點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)上，然后與電源相接，是一個(gè)串聯(lián)電路。它的邏輯函數(shù)是：圖1.21（b）為圖（a）的反演電路，實(shí)現(xiàn)的邏輯功能完全相同，接觸器線圈與觸點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)，所以圖（b）是并聯(lián)電路。圖中所接的電阻R是限流電阻，防止電源短路。原理是通過(guò)開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)使線圈的兩端短接（線圈不通電）或不予短接（線圈通電），來(lái)控制線圈。所以串聯(lián)電路是直接控制原理，并聯(lián)電路是旁路控制原理。圖1.21串聯(lián)和并聯(lián)繼電接觸控制線路返回本節(jié)

（a）

（b）1.2.4電機(jī)的制動(dòng)圖1.22為電動(dòng)機(jī)單向旋轉(zhuǎn)電機(jī)反接制動(dòng)控制電路。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)應(yīng)迅速切斷三相電源，否則電動(dòng)機(jī)將反向起動(dòng)。為此采用速度繼電器來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化，并將速度繼電器調(diào)整在n>130r/min時(shí)觸點(diǎn)動(dòng)作，而當(dāng)n<100r/min時(shí)，觸點(diǎn)復(fù)原。圖1.22中，KM1為反接制動(dòng)接觸器，KM2為電動(dòng)機(jī)單向旋轉(zhuǎn)接觸器，KV為速度繼電器，R為反接制動(dòng)電阻。圖1.22反接制動(dòng)返回本節(jié)1.2.5電機(jī)的調(diào)速圖1.23是D-YY反轉(zhuǎn)向方案變極調(diào)速電動(dòng)機(jī)接線方法及控制電路。它是通過(guò)改變定子繞組的半相繞組電流方向來(lái)實(shí)現(xiàn)變極的。將三相繞組的首尾端依次相接，構(gòu)成一個(gè)封閉三角形，從首端引出線接電源，中間抽頭懸空著，構(gòu)成D聯(lián)結(jié)。若將三個(gè)首尾端相接構(gòu)成一個(gè)中性點(diǎn)N，而將各繞組中間抽頭接電源，構(gòu)成YY聯(lián)結(jié)。使每相的兩個(gè)半相繞組并聯(lián)，從而使其中一個(gè)半相繞組電流方向反了，于是電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)減小一半，即pD=2pYY。圖1.23電機(jī)變極調(diào)速(a)返回本節(jié)（a）電機(jī)接線方法（b）控制電路圖1.23電機(jī)變極調(diào)速(b)1.2.6順序控制順序控制是指以預(yù)先規(guī)定好的時(shí)間或條件為依據(jù)，按預(yù)先規(guī)定好的動(dòng)作次序，對(duì)控制過(guò)程各階段順序地進(jìn)行自動(dòng)控制。圖1.24是順序控制原理圖，其中G1～G4分別表示第一至第四程序的執(zhí)行電路，可根據(jù)每一程序的具體要求設(shè)計(jì)，K1～K4分別表示G1～G4程序執(zhí)行完成時(shí)發(fā)出的控制信號(hào)，SB5、SB6分別為起動(dòng)和停止按鈕。圖1.24順序控制原理圖返回本節(jié)1.3控制系統(tǒng)實(shí)例1.3.1主軸和進(jìn)給電動(dòng)機(jī)的控制1.3.2快速移動(dòng)1.3.3工作臺(tái)或主軸箱與主軸機(jī)動(dòng)進(jìn)給聯(lián)鎖返回本章首頁(yè)下面以鏜床為例，分析其控制線路的應(yīng)用和控制系統(tǒng)的組成。圖1.25為鏜床電氣控制原理圖。圖1.25

T68鏜床控制原理圖1.3.1主軸和進(jìn)給電動(dòng)機(jī)的控制M1電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制高速與低速的轉(zhuǎn)換3．M1電動(dòng)機(jī)的停車制動(dòng)4．點(diǎn)動(dòng)控制5．主軸及進(jìn)給變速控制（1）停車變速（2）運(yùn)行中變速返回本節(jié)1.3.2快速移動(dòng)主軸、工作臺(tái)和主軸箱的快速移動(dòng)，由快速手柄并聯(lián)動(dòng)行程開(kāi)關(guān)SQ9、SQ10，控制接觸器KM6、KM7，從而控制M2快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的?？焖偈直獾街虚g位置，SQ9、SQ10不被壓下，M2電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)；扳到正向位置，SQ10接通，SQ9斷開(kāi)，KM6通電，M2電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；扳到反向位置，SQ9接通，SQ10斷開(kāi)，KM7通電，M2電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。返回本節(jié)1.3.3工作臺(tái)或主軸箱與主軸機(jī)動(dòng)進(jìn)給聯(lián)鎖為防止主軸箱或工作臺(tái)機(jī)動(dòng)進(jìn)給時(shí)出現(xiàn)將花盤刀架或主軸扳到機(jī)動(dòng)進(jìn)給的誤操作，一般都安裝一個(gè)行程開(kāi)關(guān)SQ5以便與主軸箱和工作臺(tái)操縱手柄有機(jī)械聯(lián)動(dòng)，另外在主軸箱上再設(shè)置一個(gè)行程開(kāi)關(guān)SQ6以便與主軸進(jìn)給手柄和花盤刀架進(jìn)給手柄有機(jī)械聯(lián)動(dòng)。如果主軸箱或工作臺(tái)的操縱手柄在機(jī)動(dòng)進(jìn)給時(shí)，SQ5斷開(kāi)，此時(shí)若將花盤刀架或主軸進(jìn)給手柄也扳到機(jī)動(dòng)進(jìn)給位置，SQ6也斷開(kāi)，這樣切斷了控制電路的來(lái)源，所以M1電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，同時(shí)，M2電動(dòng)機(jī)也無(wú)法開(kāi)動(dòng)，從而起到聯(lián)鎖保護(hù)的作用。返回本節(jié)第2章可編程序控制器概論

2.1

PLC的發(fā)展、分類及應(yīng)用2.2結(jié)構(gòu)和工作原理2.3技術(shù)性能指標(biāo)2.4編程語(yǔ)言本章內(nèi)容包括：l

PLC的發(fā)展、分類及應(yīng)用l

結(jié)構(gòu)及工作原理l

主要技術(shù)性能指標(biāo)l

常用編程語(yǔ)言返回本章首頁(yè)2.1

PLC的發(fā)展、分類及應(yīng)用

2.1.1產(chǎn)生

2.1.2發(fā)展

2.1.3特點(diǎn)

2.1.4分類

2.1.5應(yīng)用

返回本章首頁(yè)2.1.1產(chǎn)生

可編程序邏輯控制器PLC產(chǎn)生于1969年，最初只具備邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，主要是用來(lái)取代繼電接觸器控制。

現(xiàn)在所說(shuō)的可編程序控制器PC（ProgrammableController）是1980年以來(lái)，美、日、德等國(guó)由先前的可編程序邏輯控制器PLC進(jìn)一步發(fā)展而來(lái)。

1985年，國(guó)際電工委員會(huì)IEC對(duì)可編程序控制器作了如下規(guī)定：可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。

返回本節(jié)2.1.2發(fā)展

1.發(fā)展及現(xiàn)狀

2.發(fā)展趨勢(shì)

（1）與計(jì)算機(jī)聯(lián)系密切

（2）發(fā)展多樣化

（3）模塊化

（4）網(wǎng)絡(luò)與通信能力增強(qiáng)

（5）多樣化與標(biāo)準(zhǔn)化

（6）工業(yè)軟件發(fā)展迅速

返回本節(jié)2.1.3特點(diǎn)

1.可靠性高

2.功能強(qiáng)大

3.簡(jiǎn)單方便

返回本節(jié)2.1.4分類

1.從結(jié)構(gòu)上可編程序控制器從結(jié)構(gòu)上可分為整體式和模塊式。2.從規(guī)模上按PLC的輸入輸出點(diǎn)數(shù)可分為小型、中型和大型。

返回本節(jié)2.1.5應(yīng)用

1.工業(yè)1）開(kāi)關(guān)量控制，如邏輯、定時(shí)、計(jì)數(shù)、順序等；2）模擬量控制，部分PLC或功能模塊具有PID控制功能，可實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制；3）監(jiān)控，用PLC可構(gòu)成數(shù)據(jù)采集和處理的監(jiān)控系統(tǒng)；4）建立工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，為適應(yīng)復(fù)雜的控制任務(wù)且節(jié)省資源，可采用單級(jí)網(wǎng)絡(luò)或多級(jí)分布式控制系統(tǒng)。2.其他行業(yè)可編程序控制器在其他行業(yè)的應(yīng)用也日益廣泛：在國(guó)防和民用，如建筑，環(huán)保，家用電器等。返回本節(jié)2.2結(jié)構(gòu)和工作原理

2.2.1結(jié)構(gòu)

2.2.2工作原理

返回本章首頁(yè)2.2.1結(jié)構(gòu)

PLC專為工業(yè)場(chǎng)合設(shè)計(jì)，采用了典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，主要是由CPU、電源、存儲(chǔ)器和專門設(shè)計(jì)的輸入輸出接口電路等組成。圖2.1為一典型PLC結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。圖2.1結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1.中央處理單元

中央處理單元（CPU）一般由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成，這些電路都集成在一個(gè)芯片上。

CPU的主要功能：1）從存儲(chǔ)器中讀取指令

2）執(zhí)行指令3）順序取指令4）處理中斷2.存儲(chǔ)器

1）只讀存儲(chǔ)器

2）隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM

3.輸入輸出單元

（1）輸入接口電路

（2）輸出接口電路

通常PLC的輸入類型可以是直流、交流和交直流。輸入電路的電源可由外部供給，有的也可由PLC內(nèi)部提供。圖2.2和圖2.3分別為一種型號(hào)PLC的直流和交流輸入接口電路的電路圖，采用的是外接電源。圖2.2描述了一個(gè)輸入點(diǎn)的接口電路。其輸入電路的一次電路與二次電路用光耦合器相連，當(dāng)行程開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，輸入電路和一次電路接通，上面的發(fā)光管用于對(duì)外顯示，同時(shí)光耦合器中的發(fā)光管使三極管導(dǎo)通，信號(hào)進(jìn)入內(nèi)部電路，此輸入點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位由0變?yōu)?。即輸入映像寄存器的對(duì)應(yīng)位由0變?yōu)?。圖2.2直流輸入電路圖圖2.3交流輸入電路圖返回本節(jié)2.2.2工作原理

1.循環(huán)掃描PLC采用循環(huán)掃描工作方式，這個(gè)工作過(guò)程一般包括五個(gè)階段：內(nèi)部處理、與編程器等的通信處理、輸入掃描、用戶程序執(zhí)行、輸出處理，其工作過(guò)程如圖2.4所示。圖2.4中當(dāng)PLC方式開(kāi)關(guān)置于RUN（運(yùn)行）時(shí)，執(zhí)行所有階段；當(dāng)方式開(kāi)關(guān)置于STOP（停止）時(shí)，不執(zhí)行后3個(gè)階段，此時(shí)可進(jìn)行通信處理，如對(duì)PLC聯(lián)機(jī)或離線編程。圖2.4工作原理圖可編程序控制器的輸入處理、執(zhí)行用戶程序和輸出處理過(guò)程的原理如圖2.5所示。PLC執(zhí)行的五個(gè)階段，稱為一個(gè)掃描周期，PLC完成一個(gè)周期后，又重新執(zhí)行上述過(guò)程，掃描周而復(fù)始地進(jìn)行。圖2.5程序執(zhí)行原理圖2.與計(jì)算機(jī)的異同

相同點(diǎn)：（1）基本結(jié)構(gòu)相同

（2）程序執(zhí)行原理相同

不同點(diǎn)：

兩者的不同點(diǎn)主要體現(xiàn)在工作方式上。3.與繼電接觸器的異同

相同點(diǎn)：圖形結(jié)構(gòu)和邏輯關(guān)系相同。

不同點(diǎn)：（1）實(shí)現(xiàn)原理不同（2）工作方式不同返回本節(jié)2.3技術(shù)性能指標(biāo)

1.外形尺寸

2.輸入輸出點(diǎn)數(shù)

3.機(jī)器字長(zhǎng)

4.速度5.指令系統(tǒng)6.存儲(chǔ)器容量7.擴(kuò)展性8.通信功能

返回本章首頁(yè)2.4編程語(yǔ)言

1.梯形圖

2.語(yǔ)句表

3.邏輯符號(hào)圖

4.高級(jí)語(yǔ)言

返回本章首頁(yè)第3章S7-200可編程序控制器3.1

S系列PLC發(fā)展概述3.2

S7-200PLC系統(tǒng)組成3.3編程元件及程序知識(shí)3.4相關(guān)設(shè)備3.5工業(yè)軟件本章學(xué)習(xí)目的本章以西門子公司生產(chǎn)的S7-200系列小型可編程序控制器為例，介紹具體型號(hào)的PLC，內(nèi)容包括：l

S系列PLC發(fā)展概述l

S7-200可編程序控制器的系統(tǒng)組成l

編程元件及程序知識(shí)l

相關(guān)設(shè)備l

常用工業(yè)軟件返回本章首頁(yè)3.1

S系列PLC發(fā)展概述

德國(guó)的西門子（SIEMENS）公司是歐洲最大的電子和電氣設(shè)備制造商，生產(chǎn)的SIMATIC可編程序控制器在歐洲處于領(lǐng)先地位。其第一代可編程序控制器是1975年投放市場(chǎng)的SIMATICS3系列的控制系統(tǒng)。在1979年，微處理器技術(shù)被應(yīng)用到可編程序控制器中，產(chǎn)生了SIMATICS5系列，取代了S3系列，之后在20世紀(jì)末又推出了S7系列產(chǎn)品。最新的SIMATIC產(chǎn)品為SIMATICS7、M7和C7等幾大系列。返回本章首頁(yè)3.2

S7-200PLC系統(tǒng)組成

3.2.1系統(tǒng)基本構(gòu)成3.2.2主機(jī)結(jié)構(gòu)3.2.3掃描周期及工作方式3.2.4輸入輸出擴(kuò)展3.2.5主機(jī)性能指標(biāo)返回本章首頁(yè)從CPU模塊的功能來(lái)看，SIMATICS7-200系列小型可編程序控制器發(fā)展至今，大致經(jīng)歷了兩代：第一代產(chǎn)品其CPU模塊為CPU21X，主機(jī)都可進(jìn)行擴(kuò)展，它具有四種不同結(jié)構(gòu)配置的CPU單元：CPU212，CPU214，CPU215和CPU216，對(duì)第一代PLC產(chǎn)品不再作具體介紹。第二代產(chǎn)品其CPU模塊為CPU22X，是在21世紀(jì)初投放市場(chǎng)的，速度快，具有較強(qiáng)的通信能力。它具有四種不同結(jié)構(gòu)配置的CPU單元：CPU221，CPU222，CPU224和CPU226，除CPU221之外，其他都可加擴(kuò)展模塊。3.2.1系統(tǒng)基本構(gòu)成

SIMATICS7-200系統(tǒng)由硬件和工業(yè)軟件兩大部分構(gòu)成，如圖3.1所示。圖3.1

S7-200PLC系統(tǒng)組成系統(tǒng)基本構(gòu)成1.硬件（1）基本單元（2）擴(kuò)展單元（3）特殊功能模塊（4）相關(guān)設(shè)備2.工業(yè)軟件工業(yè)軟件是為更好地管理和使用這些設(shè)備而開(kāi)發(fā)的與之相配套的程序、文檔及其規(guī)則的總和，它主要由標(biāo)準(zhǔn)工具、工程工具、運(yùn)行軟件和人機(jī)接口等幾大類構(gòu)成。返回本節(jié)3.2.2主機(jī)結(jié)構(gòu)

1.各CPU介紹及I/O系統(tǒng)（1）主機(jī)外形SIMATICS7-200系統(tǒng)CPU22X系列PLC主機(jī)（CPU模塊）的外形如圖3.2所示：圖3.2

S7-200主機(jī)外形（2）基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)輸出信號(hào)類型電源輸出基本I/O存儲(chǔ)安全高速反應(yīng)模擬電位器實(shí)時(shí)時(shí)鐘輸入輸出可擴(kuò)展性4種CPU各有晶體管輸出和8繼電器輸出兩種類型，具有不同電源電壓和控制電壓。各類型的型號(hào)如表3.1所示。表3.1

CPU型號(hào)SIMATICS7-200系統(tǒng)CPU22X系列PLC主機(jī)及I/O特性如表3.2所示。表3.2主機(jī)及I/O特性2.存儲(chǔ)系統(tǒng)（1）存儲(chǔ)系統(tǒng)（2）存儲(chǔ)器及使用（3）存儲(chǔ)安全圖3.3存儲(chǔ)系統(tǒng)表3.3存儲(chǔ)容量（2）存儲(chǔ)器及使用上裝和下裝用戶程序定義存儲(chǔ)器保持范圍用程序永久保存數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器卡的使用（3）存儲(chǔ)安全1）主機(jī)CPU模塊內(nèi)部配備的EEPROM，上裝程序時(shí)，可自動(dòng)裝入并永久保存用戶程序、數(shù)據(jù)和CPU的組態(tài)數(shù)據(jù)。2）用戶可以用程序?qū)⒋鎯?chǔ)在RAM中的數(shù)據(jù)備份到EEPROM存儲(chǔ)器。3）主機(jī)CPU提供一個(gè)超級(jí)電容器，可使RAM中的程序和數(shù)據(jù)在斷電后保持幾天之久。4）CPU提供一個(gè)可選的電池卡，可在斷電后超級(jí)電容器中的電量完全耗盡時(shí)，繼續(xù)為內(nèi)部RAM存儲(chǔ)器供電，以延長(zhǎng)數(shù)據(jù)所存的時(shí)間。5）可選的存儲(chǔ)器卡可使用戶像使用計(jì)算機(jī)磁盤一樣來(lái)方便地備份和裝載程序和數(shù)據(jù)。返回本節(jié)3.2.3掃描周期及工作方式

1.掃描周期2.工作方式3.改變CPU工作方式的方法圖3.4

CPU的掃描周期1.掃描周期

（1）輸入處理（2）執(zhí)行程序（3）處理通信請(qǐng)求（4）執(zhí)行CPU自診斷測(cè)試（5）寫數(shù)字輸出2.工作方式

（1）STOP方式（2）RUN方式3.改變CPU工作方式的方法

1）用PLC上的方式開(kāi)關(guān)來(lái)手動(dòng)切換，方式開(kāi)關(guān)有3個(gè)擋位。2）用STEP7-Micro/Win32編程軟件，應(yīng)首先把主機(jī)的方式開(kāi)關(guān)置于TERM或RUN位置，然后在此軟件平臺(tái)用鼠標(biāo)單擊STOP和RUN方式按鈕即可。3）在用戶程序中用指令由RUN方式轉(zhuǎn)換到STOP方式，前提是程序邏輯允許中斷程序的執(zhí)行。返回本節(jié)3.2.4輸入輸出擴(kuò)展

1.設(shè)備連接2.最大I/O配置的預(yù)算3.輸入輸出及CPU組態(tài)1.設(shè)備連接

圖3.5

I/O擴(kuò)展示意圖2.最大I/O配置的預(yù)算

（1）映像寄存器數(shù)量（2）電流提供（3）模塊電流（4）電流預(yù)算規(guī)則（2）電流提供各CPU所能提供的最大5VDC電流如表3.4所示。（3）模塊電流

CPU22X可連接的各擴(kuò)展模塊消耗5VDC電流如表3.5所示。3.輸入輸出及CPU組態(tài)

（1）I/O點(diǎn)數(shù)擴(kuò)展和編址（2）設(shè)置輸入濾波（3）設(shè)置脈沖捕捉（4）輸出表配置（5）定義存儲(chǔ)器保持范圍例如，某一控制系統(tǒng)選用CPU224，系統(tǒng)所需的輸入輸出點(diǎn)數(shù)各為：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)。本系統(tǒng)可有多種不同模塊的選取組合，表3.6所示為其中的一種可行的系統(tǒng)輸入輸出組態(tài)狀況。若按表3.6的擴(kuò)展方式，各模塊在I/O鏈中的位置排列方式也可以有多種，圖3.6所示為其中的一種模塊連接形式。圖3.6擴(kuò)展連接圖S7-200CPU為每個(gè)主機(jī)數(shù)字量輸入提供了脈沖捕捉功能，它可以使主機(jī)能夠捕捉小于一個(gè)掃描周期的短脈沖，并將其保持到主機(jī)讀到這個(gè)信號(hào)，但前提是只有通過(guò)濾波器后，脈沖捕捉才有效。此外，在一個(gè)給定的掃描周期內(nèi)如果有不只一個(gè)脈沖，則只有第一個(gè)脈沖可以被捕捉到，幾種情況下的脈沖捕捉波形如圖3.7所示。圖3.7脈沖捕捉波形圖表3.7

22X主機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)返回本節(jié)3.2.5主機(jī)性能指標(biāo)

S7-20022X各主機(jī)的主要技術(shù)性能指標(biāo)如下表3.7所示。返回本節(jié)3.3編程元件及程序知識(shí)

3.3.1編程元件及尋址3.3.2指令系統(tǒng)3.3.3編程語(yǔ)言3.3.4程序結(jié)構(gòu)返回本章首頁(yè)3.3.1編程元件及尋址

1.數(shù)據(jù)類型2.直接尋址方式3．間接尋址方式1.數(shù)據(jù)類型（1）數(shù)據(jù)類型及范圍SIMATICS7-200系列PLC數(shù)據(jù)類型可以是布爾型、整型和實(shí)型（浮點(diǎn)數(shù)）。實(shí)數(shù)采用32位單精度數(shù)來(lái)表示，其數(shù)值有較大的表示范圍：正數(shù)為+1.175495E-38～+3.402823E+38；負(fù)數(shù)為-1.175495E~38～-3.402823E+38。不同長(zhǎng)度的整數(shù)所表示的數(shù)值范如表3.8所示。（2）常數(shù)在編程中經(jīng)常會(huì)使用常數(shù)。常數(shù)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度可為字節(jié)、字和雙字，在機(jī)器內(nèi)部的數(shù)據(jù)都以二進(jìn)制存儲(chǔ)，但常數(shù)的書寫可以用二進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制、ASCII碼或浮點(diǎn)數(shù)（實(shí)數(shù)）等多種形式。幾種常數(shù)形式分別如表3.9所示。2.直接尋址方式（1）編址形式按位尋址的格式為：Ax.y存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)另有一些元件是具有一定功能的硬件，由于元件數(shù)量很少，所以不用指出元件所在存儲(chǔ)區(qū)域的字節(jié)，而是直接指出它的編號(hào)。其尋址格式為：Ay數(shù)據(jù)尋址格式為：ATx（2）各元件介紹輸入繼電器（I）輸出繼電器（Q）通用輔助繼電器（M）特殊標(biāo)志繼電器（SM）變量存儲(chǔ)器（V）局部變量存儲(chǔ)器（L）順序控制繼電器（S）定時(shí)器（T）計(jì)數(shù)器（C）模擬量輸入映像寄存器（AI）、模擬量輸出映像寄存器（AQ）高速計(jì)數(shù)器（HC）累加器（AC）S7-200將編程元件統(tǒng)一歸為存儲(chǔ)器單元，存儲(chǔ)單元按字節(jié)進(jìn)行編址，無(wú)論所尋址的是何種數(shù)據(jù)類型，通常應(yīng)指出它在所在存儲(chǔ)區(qū)域和在區(qū)域內(nèi)的字節(jié)地址。每個(gè)單元都有惟一的地址，地址用名稱和編號(hào)兩部分組成，元件名稱（區(qū)域地址符號(hào)）如表3.10所示。

按位尋址的格式為：Ax.y必須指定元件名稱、字節(jié)地址和位號(hào)，如圖3.8所示。圖3.8中MSB表示最高位，LSB表示最低位。圖3.8位尋址格式3．間接尋址方式

間接尋址方式是，數(shù)據(jù)存放在存儲(chǔ)器或寄存器中，在指令中只出現(xiàn)所需數(shù)據(jù)所在單元的內(nèi)存地址的地址。存儲(chǔ)單元地址的地址又稱為地址指針。這種間接尋址方式與計(jì)算機(jī)的間接尋址方式相同。間接尋址在處理內(nèi)存連續(xù)地址中的數(shù)據(jù)時(shí)非常方便，而且可以縮短程序所生成的代碼的長(zhǎng)度，使編程更加靈活。用間接尋址方式存取數(shù)據(jù)需要作的工作有3種：建立指針、間接存取和修改指針。（1）建立指針

建立指針必須用雙字傳送指令（MOVD），將存儲(chǔ)器所要訪問(wèn)的單元的地址裝入用來(lái)作為指針的存儲(chǔ)器單元或寄存器，裝入的是地址而不是數(shù)據(jù)本身，格式如下：例： MOVD &VB200,VD302 MOVD &MB10,AC2 MOVD &C2,LD14注意：建立指針用MOVD指令。（2）間接存取

指令中在操作數(shù)的前面加“*”表示該操作數(shù)為一個(gè)指針。下面兩條指令是建立指針和間接存取的應(yīng)用方法：

MOVD &VB200，AC0 MOVW *AC0，AC1若存儲(chǔ)區(qū)的地址及單元中所存的數(shù)據(jù)如下所示執(zhí)行過(guò)程如下：（3）修改指針

下面的兩條指令可以修改指針的用法：INCD AC0INCD AC0MOVW *AC0，AC1返回本節(jié)3.3.2指令系統(tǒng)

S7-200系列PLC主機(jī)中有兩類基本指令集：SIMATIC指令集和IEC1131-3指令集，程序員可以任選一種。提供了許多類型的指令以完成廣泛的自動(dòng)化任務(wù)。SIMATIC指令集：是為S7-200系列PLC設(shè)計(jì)的，本指令通常執(zhí)行時(shí)間短，而且可以用LAD、STL和FBD三種編程語(yǔ)言。IEC1131-3指令集是不同PLC廠家的指令標(biāo)準(zhǔn)，它不能使用STL編程語(yǔ)言。返回本節(jié)3.3.3編程語(yǔ)言

1.語(yǔ)句表2.梯形圖3.功能塊圖4.其他編程語(yǔ)言1.語(yǔ)句表

語(yǔ)句表（STL）語(yǔ)言類似于計(jì)算機(jī)的匯編語(yǔ)言，特別適合于來(lái)自計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的工程人員。用指令助記符創(chuàng)建用戶程序，屬于面向機(jī)器硬件的語(yǔ)言，STEP7Micro/Win32的語(yǔ)句表如圖3.9所示。圖3.9語(yǔ)句表舉例2.梯形圖

圖3.10梯形圖舉例3.功能塊圖

功能塊圖（FBD）的圖形結(jié)構(gòu)與數(shù)字電子電路的結(jié)構(gòu)極為相似，如下圖3.11所示。4.其他編程語(yǔ)言

SIMATIC工業(yè)軟件中的工程工具中為大型或中型PLC提供了許多高級(jí)編程工具，以下簡(jiǎn)要其中的幾種：（1）S7-SLC和M7-ProC/C++（2）S7-GRAPH（3）S7-HiGraph（4）CFC（1）S7-SLC和

M7-ProC/C++圖3.12

SLC語(yǔ)言S7-SLC的語(yǔ)言與PASCAL非常相似，如圖3.12所示。（2）S7-GRAPH

圖3.13順序流程圖（3）S7-HiGraph

它借助于狀態(tài)圖來(lái)描述異步過(guò)程。用于裝置和過(guò)程，以及可能的轉(zhuǎn)移狀態(tài)的圖形描述。本工具可基于系統(tǒng)框圖和流程圖直接進(jìn)行編程，程序結(jié)構(gòu)和過(guò)程清晰。S7-HiGraph如圖3.14所示。圖3.14狀態(tài)圖（4）CFC

CFC（連續(xù)功能圖）是在原來(lái)的CSF（控制系統(tǒng)流程圖）的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它通過(guò)繪制過(guò)程控制流程圖，將各程序塊在版面上布置，然后將它們相互連接即可?？刂葡到y(tǒng)流程圖如圖3.15所示。返回本節(jié)圖3.15連續(xù)功能圖3.3.4程序結(jié)構(gòu)

1.用戶程序（1）主程序（2）子程序（3）中斷處理程序2.數(shù)據(jù)塊3.參數(shù)塊如果編程使用的是手編器，主程序應(yīng)安排到程序的最前面。其他部分的位置安排沒(méi)有嚴(yán)格的順序，但習(xí)慣上把子程序安排在中斷程序的前面。如圖3.16所示。圖3.16程序結(jié)構(gòu)返回本節(jié)3.4相關(guān)設(shè)備

3.4.1手編器3.4.2計(jì)算機(jī)3.4.3人機(jī)界面3.4.4特殊功能模塊返回本章首頁(yè)3.4.1手編器

工業(yè)上用的各廠商的可編程序控制器的使用中，手編器曾是主要編程設(shè)備，后來(lái)出現(xiàn)了圖形輸入設(shè)備，又出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)編程軟件。通過(guò)通信設(shè)備，使PLC和計(jì)算機(jī)相連，用編程軟件可直接在計(jì)算機(jī)上編程，由于計(jì)算機(jī)的顯示器屏幕較大，對(duì)程序的編制和修更加方便高效。但即使是現(xiàn)在，手編器的使用仍十分廣泛，特別是用小型和微型PLC實(shí)現(xiàn)的小規(guī)模系統(tǒng)。返回本節(jié)3.4.2計(jì)算機(jī)

計(jì)算機(jī)包括個(gè)人計(jì)算機(jī)和工業(yè)計(jì)算機(jī)，在可編程序控制器系統(tǒng)的工業(yè)應(yīng)用中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，幾乎PLC系統(tǒng)從工程項(xiàng)目開(kāi)發(fā)、編程、調(diào)試到系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)，計(jì)算機(jī)越來(lái)越成了不可缺少的工具。返回本節(jié)3.4.3人機(jī)界面

1.構(gòu)造特點(diǎn)文本顯示區(qū)：可顯示兩行信息（每行20個(gè)字符）的液晶顯示LCD。按鍵：共有9個(gè)鍵。通信：通過(guò)TD/CPU電纜（通用RS232接口）可以提供可編程序控制器與TD200的通信，同時(shí)可以提供TD的電源，而不必再另接電源。電源：如果不用TD/CPU通信電纜，可以通過(guò)面板右側(cè)的電源接口連接外部電源。2.主要功能可以顯示從CPU主機(jī)讀出的信息（如讀取指令、數(shù)據(jù)、當(dāng)前值及狀態(tài)）；可以調(diào)整運(yùn)行中選定的程序變量；可以提供對(duì)輸入輸出點(diǎn)的強(qiáng)制功能；可以為實(shí)時(shí)時(shí)鐘設(shè)置日期和時(shí)間；支持多種語(yǔ)言形式的菜單和提示并支持中文。返回本節(jié)3.4.4特殊功能模塊

1.數(shù)字量擴(kuò)展模塊2.模擬量擴(kuò)展模塊3.熱電偶、熱電阻模塊4.通信擴(kuò)展模塊5.現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接口模塊1.數(shù)字量擴(kuò)展模塊數(shù)字量擴(kuò)展模塊主要有：EM221數(shù)字量輸入模塊，24V，8輸入。

EM222數(shù)字量輸出模塊，24V，8輸出。

EM223數(shù)字量混合模塊，24V。2.模擬量擴(kuò)展模塊模擬量擴(kuò)展模塊主要有：EM231：4模擬輸入點(diǎn)，2W，12位。EM232：2模擬輸出點(diǎn)，2W，12位。EM235：4模擬輸入點(diǎn)，1模擬量輸出點(diǎn)，2W，12位。3.熱電偶、熱電阻模塊

EM231為1.8W，15位，模擬量輸入。4.通信擴(kuò)展模塊EM277PROFIBUS-DP模塊用于PLC現(xiàn)場(chǎng)總線通信連接。波特率可從9600~12M波特。5.現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接口模塊CP243-2通信處理器是AS-I主站連接部件，專門用于S7-200CPU22x，連接的同時(shí)顯著增加了S7-200可利用的I/O點(diǎn)數(shù)。返回本節(jié)3.5工業(yè)軟件

3.5.1應(yīng)用和特點(diǎn)3.5.2工業(yè)軟件的類型返回本章首頁(yè)3.5.1應(yīng)用和特點(diǎn)

1.應(yīng)用它為自動(dòng)化工程項(xiàng)目的所有階段提供如下方便使用的功能：硬件和通信的規(guī)劃、配置和參數(shù)的賦值；用戶編程；文件編制；系統(tǒng)測(cè)試、起動(dòng)、服務(wù)；過(guò)程控制；歸檔。2.特點(diǎn)采用多種標(biāo)準(zhǔn)共享數(shù)據(jù)管理工具系統(tǒng)集成化開(kāi)放化的系統(tǒng)可重用的程序段集成的診斷功能返回本節(jié)3.5.2工業(yè)軟件的類型

1.標(biāo)準(zhǔn)工具標(biāo)準(zhǔn)工具是SIMATICS7/M7/C7自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行編程的基礎(chǔ)，SIMATIC系列標(biāo)準(zhǔn)工具及其適用范圍如表3.12所示。2.工程工具工程工具主要包括：編程員用的高級(jí)語(yǔ)言；技術(shù)專家用的圖形語(yǔ)言；診斷、仿真、遠(yuǎn)程維護(hù)和工廠文件編制等用的輔助軟件。3.運(yùn)行軟件

運(yùn)行軟件種類很多，以下是幾個(gè)常用的運(yùn)行軟件：1）SIMATICS7的控制，例如：標(biāo)準(zhǔn)控制、模塊化和模糊控制系列軟件；2）將自動(dòng)化系統(tǒng)連接到Windows應(yīng)用程序的程序接口工具；3）SIMATICM7的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。4.人機(jī)接口

人機(jī)接口包括：操作員面板和系統(tǒng)組態(tài)用的軟件，如Protool和Protool/Life等；用于過(guò)程診斷的可選軟件包ProAgent；Windows95/NT用的高性能可視化工具系統(tǒng)WinCC。返回本節(jié)第4章基本指令4.1位操作類指令4.2運(yùn)算指令4.3其他數(shù)據(jù)處理指令4.4表功能指令4.5轉(zhuǎn)換指令本章學(xué)習(xí)目的l

位操作類指令，主要是位操作及運(yùn)算指令，與時(shí)也包含與位操作密切相關(guān)的定時(shí)器和計(jì)數(shù)器指令等。l

運(yùn)算指令，包括常用的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算指令。l

其他數(shù)據(jù)處理類，包括數(shù)據(jù)的傳送、移位、填充和交換等指令。l

表功能指令，包括對(duì)表的存取和查找指令。l

轉(zhuǎn)換指令，包括數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換、碼轉(zhuǎn)換和字符轉(zhuǎn)換指令。返回本章首頁(yè)4.1位操作類指令4.1.1指令使用概述

4.1.2基本邏輯指令

4.1.3復(fù)雜邏輯指令

4.1.4定時(shí)器指令

4.1.5計(jì)數(shù)器指令

4.1.6比較

返回本章首頁(yè)4.1.1指令使用概述

1.主機(jī)的有效編程范圍存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量及各編程元件的有效編程范圍如右表4.1所示。許多指令中含有操作數(shù)，操作數(shù)的有效編址范圍如表4.2所示。（1）指令例整數(shù)加法+I，整數(shù)加法指令。使能輸入有效時(shí)，將兩個(gè)單字長(zhǎng)（16位）的符號(hào)整數(shù)IN1和IN2相加，產(chǎn)生一個(gè)16位整數(shù)結(jié)果輸出（OUT）。在LAD和FBD中，以指令盒形式編程。指令盒的執(zhí)行結(jié)果：IN1+IN2=OUT在STL中，執(zhí)行結(jié)果：IN1+OUT=OUTIN1和IN2的尋址范圍：VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、AIW、T、C、AC、*VD、*AC、*LD和常數(shù)。OUT的尋址范圍：VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、T、C、AC、*VD、*AC和*LD。本指令影響的特殊存儲(chǔ)器位：SM1.0（零）；SM1.1（溢出）；SM1.2（負(fù)）使能流輸出ENO斷開(kāi)的出錯(cuò)條件：SM1.1（溢出）；SM4.3（運(yùn)行時(shí)間）；0006（間接尋址）指令格式：+I IN1,OUT 例：

+I VW0,VW4本指令在梯形圖和語(yǔ)句表中的編程如圖4.1所示。圖4.1整數(shù)加法3.梯形圖的基本繪制規(guī)則

（1）Network

（2）能流/使能

（3）編程順序

（4）編號(hào)分配

（5）內(nèi)、外觸點(diǎn)的配合

（6）觸點(diǎn)的使用次數(shù)

（7）線圈的使用次數(shù)

（8）線圈的連接

返回本節(jié)4.1.2基本邏輯指令

基本邏輯指令在語(yǔ)句表語(yǔ)言中是指對(duì)位存儲(chǔ)單元的簡(jiǎn)單邏輯運(yùn)算，在梯形圖中是指對(duì)觸點(diǎn)的簡(jiǎn)單連接和對(duì)標(biāo)準(zhǔn)線圈的輸出。一般來(lái)說(shuō)，語(yǔ)句表語(yǔ)言更適合于熟悉可編程序控制器和邏輯編程方面有經(jīng)驗(yàn)的編程人員。用這種語(yǔ)言可以編寫出用梯形圖或功能框圖無(wú)法實(shí)現(xiàn)的程序。選擇語(yǔ)句表時(shí)進(jìn)行位運(yùn)算要考慮主機(jī)的內(nèi)部存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)?？删幊绦蚩刂破髦械亩褩Ｅc計(jì)算機(jī)中的堆棧結(jié)構(gòu)相同，堆棧是一組能夠存儲(chǔ)和取出數(shù)據(jù)的暫時(shí)存儲(chǔ)單元。堆棧的存取特點(diǎn)是“后進(jìn)先出”，S7-200可編程序控制器的主機(jī)邏輯堆棧結(jié)構(gòu)如表4.3所示。1.標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)指令（1）LD：裝入常開(kāi)觸點(diǎn)（LoaD）（2）LDN：裝入常閉觸點(diǎn)（LoaDNot）

（3）A：與常開(kāi)觸點(diǎn)（And）

（4）AN：與常閉觸點(diǎn)（AndNot）。

（5）O：或常閉觸點(diǎn)（Or）

（6）ON：或常閉觸點(diǎn)（OrNot）

（7）NOT：觸點(diǎn)取非（輸出反相）

（8）=：輸出指令

在語(yǔ)句表中，LD、LDN、A、AN、O、ON、NOT這幾條指令的執(zhí)行對(duì)邏輯堆棧的影響分別如表4.4、表4.5其后的說(shuō)明。表4.5指令A(yù)

I0.2的執(zhí)行程序?qū)嵗罕境绦蚨斡靡越榻B標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)指令在梯形圖、語(yǔ)句表和功能塊圖3種語(yǔ)言編程中的應(yīng)用，仔細(xì)比較不同編程工具的區(qū)別與聯(lián)系。其梯形圖和語(yǔ)句表程序結(jié)構(gòu)如圖4.2所示。圖4.2標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)LAD和STL例本程序?qū)?yīng)的功能框圖如圖4.3所示。在功能框圖中，常閉觸點(diǎn)的裝入和串并聯(lián)用指令盒的對(duì)應(yīng)輸入信號(hào)端加圓圈來(lái)表示。程序執(zhí)行的時(shí)序圖如圖4.4所示。圖4.3標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)FBD例2.正負(fù)跳變指令

圖4.4時(shí)序圖負(fù)跳變觸點(diǎn)檢測(cè)到脈沖的每一次負(fù)跳變后，產(chǎn)生一個(gè)微分脈沖。指令格式：ED（無(wú)操作數(shù)）應(yīng)用舉例：圖4.5是跳變指令的程序片斷。圖4.6是圖4.5指令執(zhí)行的時(shí)序。圖4.5跳變應(yīng)用圖4.6時(shí)序（1）S，置位指令

（2）R，復(fù)位指令

置位即置1，復(fù)位即置0。置位和復(fù)位指令可以將位存儲(chǔ)區(qū)的某一位開(kāi)始的一個(gè)或多個(gè)（最多可達(dá)255個(gè)）同類存儲(chǔ)器位置1或置0。這兩條指令在使用時(shí)需指明三點(diǎn)：操作性質(zhì)、開(kāi)始位和位的數(shù)量。各操作數(shù)類型及范圍如表4.6所示。3.置位和復(fù)位指令

（1）S，置位指令

將位存儲(chǔ)區(qū)的指定位（位bit）開(kāi)始的N個(gè)同類存儲(chǔ)器位置位。用法：

S bit, N例：

S Q0.0, 1（2）R，復(fù)位指令

將位存儲(chǔ)區(qū)的指定位（位bit）開(kāi)始的N個(gè)同類存儲(chǔ)器位復(fù)位。當(dāng)用復(fù)位指令時(shí)，如果是對(duì)定時(shí)器T位或計(jì)數(shù)器C位進(jìn)行復(fù)位，則定時(shí)器位或計(jì)數(shù)器位被復(fù)位，同時(shí)，定時(shí)器或計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值被清零。用法：

R bit, N例：

R Q0.2, 3應(yīng)用舉例：圖4.7為置位和復(fù)位指令應(yīng)用程序片斷。圖4.7置位復(fù)位本程序?qū)?yīng)的時(shí)序圖如圖4.8所示。圖4.8時(shí)序圖4.立即指令

（1）立即觸點(diǎn)指令

（2）=I，立即輸出指令

（3）SI，立即置位指令

（4）RI，立即復(fù)位指令

（1）立即觸點(diǎn)指令在每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)指令的后面加“I”。指令執(zhí)行時(shí)，立即讀取物理輸入點(diǎn)的值，但是不刷新對(duì)應(yīng)映像寄存器的值。這類指令包括：LDI、LDNI、AI、ANI、OI和ONI。下面以LDI指令為例。用法：

LDI bit例：

LDI I0.2注意：bit只能是I類型。（2）=I，立即輸出指令用立即指令訪問(wèn)輸出點(diǎn)時(shí)，把棧頂值立即復(fù)制到指令所指出的物理輸出點(diǎn)，同時(shí)，相應(yīng)的輸出映像寄存器的內(nèi)容也被刷新。用法：

=I bit例：

=I Q0.2注意：bit只能是Q類型。（3）SI，立即置位指令用立即置位指令訪問(wèn)輸出點(diǎn)時(shí)，從指令所指出的位（bit）開(kāi)始的N個(gè)（最多為128個(gè)）物理輸出點(diǎn)被立即置位，同時(shí)，相應(yīng)的輸出映像寄存器的內(nèi)容也被刷新。用法：

SI bit, N例：

SI Q0.0, 2注意：bit只能是Q類型。SI和RI指令的操作數(shù)類型及范圍如表4.7所示。（4）RI，立即復(fù)位指令用立即復(fù)位指令訪問(wèn)輸出點(diǎn)時(shí)，從指令所指出的位（bit）開(kāi)始的N個(gè)（最多為128個(gè)）物理輸出點(diǎn)被立即復(fù)位，同時(shí)，相應(yīng)的輸出映像寄存器的內(nèi)容也被刷新。用法：

RI bit, N例：

RI Q0.0, 1應(yīng)用舉例：圖4.9為立即指令應(yīng)用中的一段程序，圖4.10是程序?qū)?yīng)的時(shí)序圖。圖4.9立即指令程序圖4.10時(shí)序圖返回本節(jié)4.1.3復(fù)雜邏輯指令

1.棧裝載與指令

2.棧裝載或指令

3.邏輯推入棧指令

4.邏輯彈出棧指令

5.邏輯讀棧指令

6.裝入堆棧指令

1.棧裝載與指令

ALD，棧裝載與指令（與塊）。在梯形圖中用于將并聯(lián)電路塊進(jìn)行串聯(lián)連接。在語(yǔ)句表中指令A(yù)LD執(zhí)行情況如表4.8所示。OLD，棧裝載或指令（或塊）。在梯形圖中用于將串聯(lián)電路塊進(jìn)行并聯(lián)連接。在語(yǔ)句表中指令OLD執(zhí)行情況如表4.9所示。2.棧裝載或指令

LPS，邏輯推入棧指令（分支或主控指令）。在梯形圖中的分支結(jié)構(gòu)中，用于生成一條新的母線，左側(cè)為主控邏輯塊時(shí)，第一個(gè)完整的從邏輯行從此處開(kāi)始。注意：使用LPS指令時(shí)，本指令為分支的開(kāi)始，以后必須有分支結(jié)束指令LPP。即LPS與LPP指令必須成對(duì)出現(xiàn)。在語(yǔ)句表中指令LPS執(zhí)行情況如下表4.10所示。3.邏輯推入棧指令

4.邏輯彈出棧指令

LPP，邏輯彈出棧指令（分支結(jié)束或主控復(fù)位指令）。在梯形圖中的分支結(jié)構(gòu)中，用于將LPS指令生成一條新的母線進(jìn)行恢復(fù)。注意：使用LPP指令時(shí)，必須出現(xiàn)在LPS的后面，與LPS成對(duì)出現(xiàn)。在語(yǔ)句表中指令LPP執(zhí)行情況如下表4.11所示。5.邏輯讀棧指令

LRD，邏輯讀棧指令。在梯形圖中的分支結(jié)構(gòu)中，當(dāng)左側(cè)為主控邏輯塊時(shí)，開(kāi)始第二個(gè)和后邊更多的從邏輯塊。在語(yǔ)句表中指令LRD執(zhí)行情況如表4.12所示。6.裝入堆棧指令

LDS，裝入堆棧指令。本指令編程時(shí)較少使用。指令格式：

LDS n（n為0~8的整數(shù)）例：

LDS 4指令LDS 4在語(yǔ)句表中執(zhí)行情況如下表4.13所示。應(yīng)用舉例：圖4.11是復(fù)雜邏輯指令在實(shí)際應(yīng)用中的一段程序的梯形圖。圖4.11復(fù)雜邏輯指令的應(yīng)用返回本節(jié)4.1.4定時(shí)器指令

系統(tǒng)提供3種定時(shí)指令：TON、TONR和TOF。精度等級(jí)：S7-200定時(shí)器的精度（時(shí)間增量/時(shí)間單位/分辨率）有3個(gè)等級(jí)：1ms、10ms和100ms，精度等級(jí)和定時(shí)器號(hào)關(guān)系如表4.14所示。指令操作數(shù)

1）編號(hào)：

2）預(yù)設(shè)值PT：

3）使能輸入（只對(duì)LAD和FBD）：

1.接通延時(shí)定時(shí)器

TON，接通延時(shí)定時(shí)器指令。用于單一間隔的定時(shí)。上電周期或首次掃描，定時(shí)器位OFF，當(dāng)前值為0。使能輸入接通時(shí)，定時(shí)器位為OFF，當(dāng)前值從0開(kāi)始計(jì)數(shù)時(shí)間，當(dāng)前值達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，定時(shí)器位ON，當(dāng)前值連續(xù)計(jì)數(shù)到32767。使能輸入斷開(kāi)，定時(shí)器自動(dòng)復(fù)位，即定時(shí)器位OFF，當(dāng)前值為0。指令格式：

TON Txxx，PT例：

TON T120，82.有記憶接通延時(shí)定時(shí)器

TONR，有記憶接通延時(shí)定時(shí)器指令。用于對(duì)許多間隔的累計(jì)定時(shí)。上電周期或首次掃描，定時(shí)器位OFF，當(dāng)前值保持。使能輸入接通時(shí)，定時(shí)器位為OFF，當(dāng)前值從0開(kāi)始計(jì)數(shù)時(shí)間。使能輸入斷開(kāi)，定時(shí)器位和當(dāng)前值保持最后狀態(tài)。使能輸入再次接通時(shí)，當(dāng)前值從上次的保持值繼續(xù)計(jì)數(shù)，當(dāng)累計(jì)當(dāng)前值達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，定時(shí)器位ON，當(dāng)前值連續(xù)計(jì)數(shù)到32767。TONR定時(shí)器只能用復(fù)位指令進(jìn)行復(fù)位操作。指令格式：TONR Txxx，PT例：

TONR T20，633.斷開(kāi)延時(shí)定時(shí)器TOF，斷開(kāi)延時(shí)定時(shí)器指令。用于斷開(kāi)后的單一間隔定時(shí)。上電周期或首次掃描，定時(shí)器位OFF，當(dāng)前值為0。使能輸入接通時(shí)，定時(shí)器位為ON，當(dāng)前值為0。當(dāng)使能輸入由接通到斷開(kāi)時(shí)，定時(shí)器開(kāi)始計(jì)數(shù)，當(dāng)前值達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，定時(shí)器位OFF，當(dāng)前值等于預(yù)設(shè)值，停止計(jì)數(shù)。TOF復(fù)位后，如果使能輸入再有從ON到OFF的負(fù)跳變，則可實(shí)現(xiàn)再次啟動(dòng)。指令格式：TOF Txxx，PT例：

TOF T35，64.應(yīng)用舉例例1：圖4.12是介紹3種定時(shí)器的工作特性的程序片斷，其中T35為通電延時(shí)定時(shí)器，T2為有記憶通電延時(shí)定時(shí)器，T36為斷電延時(shí)定時(shí)器。圖4.12定時(shí)器特性本梯形圖程序中輸入輸出執(zhí)行時(shí)序關(guān)系如圖4.13所示。圖4.13定時(shí)器時(shí)序例2：用TON構(gòu)造各種類型的時(shí)間繼電器觸點(diǎn)。有的廠商的PLC只有TON定時(shí)器，因此，在這種情況下可以利用TON來(lái)構(gòu)造斷電延時(shí)型的各種觸點(diǎn)。圖4.14是用TON構(gòu)造TOF作用的觸點(diǎn)。其時(shí)序圖與TOF的時(shí)序完全相同。圖4.15用通電延時(shí)定時(shí)器與輸出繼電器組成帶瞬動(dòng)觸點(diǎn)的定時(shí)器。圖4.16是利用常開(kāi)觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)通電和斷電都延時(shí)的觸點(diǎn)作用。本程序?qū)崿F(xiàn)的功能是：用輸入端I0.0控制輸出端Q0.0，當(dāng)I0.0接通后，過(guò)3個(gè)時(shí)間單位Q0.0端輸出接通，當(dāng)I0.0斷開(kāi)后，過(guò)6個(gè)時(shí)間單位Q0.0斷開(kāi)。圖4.14定時(shí)器應(yīng)用圖4.14定時(shí)器應(yīng)用圖4.15定時(shí)器應(yīng)用圖4.16定時(shí)器應(yīng)用返回本節(jié)4.1.5計(jì)數(shù)器指令

1.概述

2.增計(jì)數(shù)器

3.增減計(jì)數(shù)器

4.減計(jì)數(shù)器

5.應(yīng)用舉例

1.概述

計(jì)數(shù)器用來(lái)累計(jì)輸入脈沖的次數(shù)。計(jì)數(shù)器也是由集成電路構(gòu)成，是應(yīng)用非常廣泛的編程元件，經(jīng)常用來(lái)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù)。

計(jì)數(shù)器指令有3種：增計(jì)數(shù)CTU、增減計(jì)數(shù)CTUD和減計(jì)數(shù)CTD。指令操作數(shù)有4方面：編號(hào)、預(yù)設(shè)值、脈沖輸入和復(fù)位輸入。圖4.18電機(jī)順序起動(dòng)2.增計(jì)數(shù)器

CTU，增計(jì)數(shù)器指令。首次掃描，定時(shí)器位OFF，當(dāng)前值為0。脈沖輸入的每個(gè)上升沿，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)1次，當(dāng)前值增加1個(gè)單位，當(dāng)前值達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，計(jì)數(shù)器位ON，當(dāng)前值繼續(xù)計(jì)數(shù)到32767停止計(jì)數(shù)。復(fù)位輸入有效或執(zhí)行復(fù)位指令，計(jì)數(shù)器自動(dòng)復(fù)位，即計(jì)數(shù)器位OFF，當(dāng)前值為0。指令格式：CTU Cxxx，PV例：

CTU C20，3程序?qū)嵗簣D4.19為增計(jì)數(shù)器的程序片斷和時(shí)序圖。圖4.19增計(jì)數(shù)程序及時(shí)序3.增減計(jì)數(shù)器

CTUD，增減計(jì)數(shù)器指令。有兩個(gè)脈沖輸入端：CU輸入端用于遞增計(jì)數(shù)，CD輸入端用于遞減計(jì)數(shù)。

指令格式：CTUD Cxxx，PV例：

CTUD C30，5程序?qū)嵗喝鐖D4.20所示為增減計(jì)數(shù)器的程序片斷和時(shí)序圖。

圖4.20增減計(jì)數(shù)程序及時(shí)序4.減計(jì)數(shù)器

CTD，增減計(jì)數(shù)器指令。脈沖輸入端CD用于遞減計(jì)數(shù)。首次掃描，定時(shí)器位OFF，當(dāng)前值為等于預(yù)設(shè)值PV。計(jì)數(shù)器檢測(cè)到CD輸入的每個(gè)上升沿時(shí)，計(jì)數(shù)器當(dāng)前值減小1個(gè)單位，當(dāng)前值減到0時(shí)，計(jì)數(shù)器位ON。復(fù)位輸入有效或執(zhí)行復(fù)位指令，計(jì)數(shù)器自動(dòng)復(fù)位，即計(jì)數(shù)器位OFF，當(dāng)前值復(fù)位為預(yù)設(shè)值，而不是0。指令格式：CTD Cxxx，PV例：

CTD C40，4程序?qū)嵗簣D4.21為減計(jì)數(shù)器的程序片斷和時(shí)序圖。圖4.21減計(jì)數(shù)程序及時(shí)序5.應(yīng)用舉例

1）循環(huán)計(jì)數(shù)。以上三種類型的計(jì)數(shù)器如果在使用時(shí)，將計(jì)數(shù)器位的常開(kāi)觸點(diǎn)作為復(fù)位輸入信號(hào)，則可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)計(jì)數(shù)。2）用計(jì)數(shù)器和定時(shí)器配合增加延時(shí)時(shí)間，如圖4.22所示。試分析以下程序中實(shí)際延時(shí)為多長(zhǎng)時(shí)間。圖4.22計(jì)數(shù)器應(yīng)用例返回本節(jié)4.1.6比較

1.字節(jié)比較

2.整數(shù)比較

3.雙字整數(shù)比較

4.實(shí)數(shù)比較

5.應(yīng)用舉例

1.字節(jié)比較

字節(jié)比較用于比較兩個(gè)字節(jié)型整數(shù)值IN1和IN2的大小，字節(jié)比較是無(wú)符號(hào)的。比較式可以是LDB、AB或OB后直接加比較運(yùn)算符構(gòu)成。如：LDB=、AB<>、OB>=等。整數(shù)IN1和IN2的尋址范圍：VB、IB、QB、MB、SB、SMB、LB、*VD、*AC、*LD和常數(shù)。指令格式例：LDB= VB10, VB12AB<> MB0, MB1OB<= AC1, 1162.整數(shù)比較

整數(shù)比較用于比較兩個(gè)一字長(zhǎng)整數(shù)值IN1和IN2的大小，整數(shù)比較是有符號(hào)的（整數(shù)范圍為16#8000和16#7FFF之間）。比較式可以是LDW、AW或OW后直接加比較運(yùn)算符構(gòu)成。如：LDW=、AW<>、OW>=等。整數(shù)IN1和IN2的尋址范圍：VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、AIW、T、C、AC、*VD、*AC、*LD和常數(shù)。指令格式例：LDW= VW10, VW12AW<> MW0, MW4OW<= AC2, 11603.雙字整數(shù)比較

雙字整數(shù)比較用于比較兩個(gè)雙字長(zhǎng)整數(shù)值IN1和IN2的大小，雙字整數(shù)比較是有符號(hào)的（雙字整數(shù)范圍為16#80000000和16#7FFFFFFF之間）。

指令格式例：LDD= VD10, VD14AD<> MD0, MD8OD<= AC0, 1160000LDD>= HC0, *AC04.實(shí)數(shù)比較

實(shí)數(shù)比較用于比較兩個(gè)雙字長(zhǎng)實(shí)數(shù)值IN1和IN2的大小，實(shí)數(shù)比較是有符號(hào)的（負(fù)實(shí)數(shù)范圍為-1.175495E-38和-3.402823E+38，正實(shí)數(shù)范圍為+1.175495E-38和+3.402823E+38）。比較式可以是LDR、AR或OR后直接加比較運(yùn)算符構(gòu)成。指令格式例：LDR= VD10, VD18AR<> MD0, MD12OR<= AC1, 1160.478AR> *AC1, VD1005.應(yīng)用舉例

控制要求：一自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)存放某種貨物，最多6000箱，需對(duì)所存的貨物進(jìn)出計(jì)數(shù)。貨物多于1000箱，燈L1亮；貨物多于5000箱，燈L2亮。其中，L1和L2分別受Q0.0和Q0.1控制，數(shù)值1000和5000分別存儲(chǔ)在VW20和VW30字存儲(chǔ)單元中。本控制系統(tǒng)的程序如圖4.23所示。程序執(zhí)行時(shí)序如圖4.24所示。圖4.23程序舉例圖4.24時(shí)序圖返回本節(jié)4.2運(yùn)算指令

4.2.1加法

4.2.2減法

4.2.3乘法

4.2.4除法

4.2.5數(shù)學(xué)函數(shù)指令

4.2.6增減

4.2.7邏輯運(yùn)算

返回本章首頁(yè)4.2.1加法

1.整數(shù)加法+I，整數(shù)加法指令。使能輸入有效時(shí)，將兩個(gè)單字長(zhǎng)（16位）的符號(hào)整數(shù)IN1和IN2相加，產(chǎn)生一個(gè)16位整數(shù)結(jié)果OUT。圖4.25整數(shù)加法例2.雙整數(shù)加法+D，雙整數(shù)加法指令。使能輸入有效時(shí)，將兩個(gè)雙字長(zhǎng)（32位）的符號(hào)雙整數(shù)IN1和IN2相加，產(chǎn)生一個(gè)32位雙整數(shù)結(jié)果OUT。在LAD和FBD中，以指令盒形式編程，執(zhí)行結(jié)果：IN1+IN2=OUT。在STL中，執(zhí)行結(jié)果：IN1+OUT=OUT。

OUT的尋址范圍：VD、ID、QD、MD、SD、SMD、LD、AC、*VD、*AC、*LD。指令格式：+D IN1，OUT例： +D VD0，VD4+R，實(shí)數(shù)加法指令。使能輸入有效時(shí)，將兩個(gè)雙字長(zhǎng)（32位）的實(shí)數(shù)IN1和IN2相加，產(chǎn)生一個(gè)32位實(shí)數(shù)結(jié)果OUT。在LAD和FBD中，以指令盒形式編程，執(zhí)行結(jié)果：IN1+IN2=OUT。OUT的尋址范圍：VD、ID、QD、MD、SD、SMD、LD、AC、*VD、*AC、*LD。本指令影響的特殊存儲(chǔ)器位：SM1.0（零）；SM1.1（溢出）；SM1.2（負(fù)）。返回本節(jié)4.2.2減法

減法指令是對(duì)有符號(hào)數(shù)進(jìn)行相減操作。包括：整數(shù)減法、雙整數(shù)減法和實(shí)數(shù)減法。這三種減法指令與所對(duì)應(yīng)的加法指令除運(yùn)算法則不同之外，其他方面基本相同。在LAD和FBD中，以指令盒形式編程，執(zhí)行結(jié)果：IN1-IN2=OUT。在STL中，執(zhí)行結(jié)果：

OUT-IN2=OUT。指令格式：-I IN2, OUT （整數(shù)減法）-D IN2, OUT （雙整數(shù)減法）-R IN2, OUT （實(shí)數(shù)減法）例：-I AC0, VW4返回本節(jié)4.2.3乘法

*I，整數(shù)乘法指令。使能輸入有效時(shí)，將兩個(gè)單字長(zhǎng)（16位）的符號(hào)整數(shù)IN1和IN2相乘，產(chǎn)生一個(gè)16位整數(shù)結(jié)果OUT。指令格式：*I IN1，OUT例： *I VW0，AC01.整數(shù)乘法

2.完全整數(shù)乘法

MUL，完全整數(shù)乘法指令。使能輸入有效時(shí)，將兩個(gè)單字長(zhǎng)（16位）的符號(hào)整數(shù)IN1和IN2相乘，產(chǎn)生一個(gè)32位雙整數(shù)結(jié)果OUT。

在LAD和FBD中，以指令盒形式編程，執(zhí)行結(jié)果：IN1*IN2=OUT。

OUT的尋址范圍：VD、ID、QD、MD、SD、SMD、LD、AC、*VD、*AC、*LD。本指令影響的特殊存儲(chǔ)器位：SM1.0（零）；SM1.1（溢出）；SM1.2（負(fù)）；SM1.3（被0除）。指令格式：

MUL IN1，OUT例：

MUL AC0，VD10

3.雙整數(shù)乘法

*D，雙整數(shù)乘法指令。使能輸入有效時(shí)，將兩個(gè)雙字長(zhǎng)（32位）的符號(hào)整數(shù)IN1和IN2相乘，產(chǎn)生一個(gè)32位雙整數(shù)結(jié)果OUT。

在STL中，執(zhí)行結(jié)果：IN1*OUT=OUT。IN1和IN2的尋址范圍：VD、ID、QD、MD、SD、SMD、LD、HC、AC、*VD、*AC、*LD和常數(shù)。OUT的尋址范圍：VD、ID、QD、MD、SD、SMD、LD、AC、*VD、*AC、*LD。本指令影響的特殊存儲(chǔ)器位：SM1.0（零）；SM1.1（溢出）；SM1.2（負(fù)）；SM1.3（被0除）。指令格式： *D IN1，OUT例： *D VD0，AC04.實(shí)數(shù)乘法*R，實(shí)數(shù)乘法指令。使能輸入有效時(shí)，將兩個(gè)雙字長(zhǎng)（32位）的實(shí)數(shù)IN1和IN2相乘，產(chǎn)生一個(gè)32位實(shí)數(shù)結(jié)果OUT。在LAD和FBD中，以指令盒形式編程，執(zhí)行結(jié)果：IN1*IN2=OUT。在STL中，執(zhí)行結(jié)果：IN1*OUT=OUT。IN1和IN2的尋