1、第3章 基本指令的應(yīng)用,3.1 編程與仿真,3.2 串聯(lián)、并聯(lián)指令，置位、復(fù)位指令與自鎖控制程序,3.4 塊指令、多地控制和點(diǎn)動(dòng)自鎖混合控制程序,3.5 定時(shí)器指令與延時(shí)控制程序,3.3 邊沿脈沖指令與正反轉(zhuǎn)控制程序,3.6 計(jì)數(shù)器指令與計(jì)數(shù)控制程序,3.7 堆棧指令與Y形啟動(dòng)控制程序,3.1 編程與仿真,3.1.1 LD、LDN、指令及其應(yīng)用,表3-1 LD、LDN、= 指令,圖3-1 LD、LDN、= 指令的應(yīng)用舉例,3.1.2 電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制電路與程序,電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)控制要求：按下點(diǎn)動(dòng)按鈕SB，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；松開點(diǎn)動(dòng)按鈕SB，電動(dòng)機(jī)停止。,表3-2 點(diǎn)動(dòng)控制電路輸入/輸出端口分配表,圖3-2

2、 點(diǎn)動(dòng)控制電路接線圖,圖3-3 點(diǎn)動(dòng)控制程序梯形圖和指令表,3.1.3 S7-200的連接與編程軟件的設(shè)置,根據(jù)CPU模塊類型可分為交流供電和直流供電兩類。CPU224AC/DC/ RLY模塊電源端和輸出端連接220V AC電源，輸入端使用PLC輸出的24V DC電源。,1連接PC/PPI電纜,圖3-4 PC/PPI電纜連接計(jì)算機(jī)與PLC,（1）將PC/PPI電纜的PC端連接到計(jì)算機(jī)的RS-232通信口上（一般是串口COM1）； （2）將PC/PPI電纜的PPI端連接到PLC的RS-485通信口上。,2CPU模塊供電,3啟動(dòng)編程軟件,圖3-5 編程軟件的英文主界面,4從英文界面轉(zhuǎn)為中文界面,圖

3、3-6 編程軟件的“Options”（選項(xiàng)）對(duì)話框,圖3-7 編程軟件的中文主界面,5通信參數(shù)設(shè)置,圖3-9 “設(shè)置通信器件”對(duì)話框,圖3-8 “通信”對(duì)話框,（3）單擊“Select”（選擇）按鈕，出現(xiàn)“Install/Remove Interface”（安裝/刪除通信器件）對(duì)話框，如圖3-10所示,圖3-10 “安裝/刪除通信器件”對(duì)話框,（4）在“Selection”（選擇）框中選中PC/PPI cable，單擊“Install”（安裝）按鈕，PC/PPI cable出現(xiàn)在右側(cè)已安裝框內(nèi)，如圖3-11所示,圖3-11 已安裝PC/PPI cable（通信電纜）,（5）單擊“Close”按

4、鈕，再單擊“Ok”按鈕，顯示通信地址已設(shè)置好，如圖3-12所示,圖3-12 已設(shè)置好通信地址,3.1.4 編寫、下載、運(yùn)行和監(jiān)控點(diǎn)動(dòng)控制程序,1建立和保存項(xiàng)目,運(yùn)行編程軟件STEP 7-Micro/WIN V 4.0后，在中文主界面中單擊菜單欄中“文件” “新建”，創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目,圖3-13 新建項(xiàng)目的結(jié)構(gòu),單擊菜單欄中“文件”“保存”，指定文件名和保存路徑后，單擊“保存”按鈕，文件以項(xiàng)目形式保存。,2選擇PLC類型和CPU版本,圖3-14 選擇PLC類型和CPU版本,3輸入指令的方法,在梯形圖編輯器中有4種輸入程序指令的方法：雙擊指令圖標(biāo)、拖曳指令圖標(biāo)、指令工具欄編程按鈕和特殊功能鍵（F4、

5、F6、F9）,圖3-15 打開指令樹中位邏輯指令,4使用指令樹指令圖標(biāo)輸入指令,圖3-18 編輯線圈,圖3-19 指令工具欄編輯按鈕,5使用指令工具欄編程按鈕輸入指令,圖3-16 編輯觸點(diǎn),圖3-17 輸入觸點(diǎn)的地址,6查看指令表,單擊菜單欄中“查看”“STL”，則從梯形圖編輯界面自動(dòng)轉(zhuǎn)為指令表編輯界面，也可以在指令表編輯界面中編寫用戶程序,7程序編譯,圖3-20 指令表編輯界面,圖3-21 在輸出窗口顯示編譯結(jié)果,8程序下載,單擊菜單欄中“文件”“下載”，或單擊工具欄菜單 按鈕，開始下載程序。 下載是從編程計(jì)算機(jī)將程序裝入PLC；上傳則相反，是將PLC中存儲(chǔ)的程序上傳到計(jì)算機(jī)。,9運(yùn)行操作,

6、程序下載到PLC后，將PLC狀態(tài)開關(guān)撥到“RUN”位置或單擊工具欄菜單 按鈕 ，按下連接I0.5的按鈕，則輸出端Q0.2通電；松開此按鈕，Q0.2斷電，實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)動(dòng)控制功能。,圖3-22 “下載”對(duì)話框,10程序運(yùn)行監(jiān)控,圖3-23 程序狀態(tài)監(jiān)控圖,3.1.5 仿真運(yùn)行點(diǎn)動(dòng)控制程序,1導(dǎo)出文本文件,圖3-24 導(dǎo)出文本文件,2啟動(dòng)仿真程序,圖3-25 啟動(dòng)仿真軟件,3選擇CPU,圖3-26 選擇CPU,4CPU224仿真圖形,圖3-27 CPU224仿真圖形,5選中邏輯塊,6選中仿真文件,在“打開”對(duì)話框中選中導(dǎo)出的“點(diǎn)動(dòng)控制”文件，如圖3-29所示,圖3-28 裝載程序邏輯塊 圖3-29 選擇

7、待仿真文件,7點(diǎn)動(dòng)控制程序裝入仿真器,圖3-30 點(diǎn)動(dòng)控制程序裝入仿真器,8仿真運(yùn)行,圖3-31 仿真運(yùn)行,9內(nèi)存變量監(jiān)控,圖3-32 監(jiān)控內(nèi)存變量,3.2 串聯(lián)、并聯(lián)指令，置位、復(fù)位指令與自鎖控制程序,3.2.1 觸點(diǎn)串聯(lián)指令A(yù)、AN,表3-3 A、AN指令,【例題3.1】 閱讀圖3-33所示的程序梯形圖，分析其邏輯關(guān)系,圖3-33 例題3.1串聯(lián)指令舉例,3.2.2 觸點(diǎn)并聯(lián)指令O、ON,表3-4 O、ON指令,【例題3.2】 編寫一個(gè)自鎖控制程序。啟動(dòng)/停止按鈕均使用常開觸點(diǎn)，分別接輸入繼電器I0.0、I0.1端口，控制電動(dòng)機(jī)的接觸器接輸出繼電器Q0.5端口。,圖3-34 例題3.2程序

8、,【例題3.3】 編寫一個(gè)自鎖控制程序。啟動(dòng)按鈕使用常開觸點(diǎn)，接輸入繼電器I0.0端口，停止按鈕使用常閉觸點(diǎn)，接輸入繼電器I0.1端口，控制電動(dòng)機(jī)的接觸器接輸出繼電器Q0.5端口。,圖3-35 例題3.3程序,在圖3-35中停止按鈕釆用了常閉觸點(diǎn)接法。在工業(yè)控制中，具有“停止”和“過(guò)載保護(hù)”等關(guān)系到安全保障功能的信號(hào)一般都應(yīng)使用常閉觸點(diǎn)，防止因不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)斷線故障而失去作用。,3.2.3 置位指令S、復(fù)位指令R,表3-5 S、R指令,置位指令與復(fù)位指令的使用說(shuō)明如下：,（1）bit表示位元件，N表示常數(shù)，N的范圍為1255。 （2）被S指令置位的軟元件只能用R指令才能復(fù)位。 （3）R指令也可以

9、對(duì)定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值清0。,【例題3.4】 用置位指令與復(fù)位指令編寫具有自鎖功能的程序。啟動(dòng)按鈕使用常開觸點(diǎn)，接輸入繼電器I0.0端口，停止按鈕使用常閉觸點(diǎn)，接輸入繼電器I0.1端口，控制電動(dòng)機(jī)的接觸器接輸出繼電器Q0.5端口。,圖3-36 例題3.4置位/復(fù)位指令,3.2.4 實(shí)習(xí)操作：電動(dòng)機(jī)自鎖控制電路與程序,1電動(dòng)機(jī)自鎖控制電路輸入/輸出端口分配,表3-6 輸入/輸出端口分配表,2電動(dòng)機(jī)自鎖控制電路,3電動(dòng)機(jī)自鎖控制程序,圖3-37 電動(dòng)機(jī)自鎖控制電路,圖3-38 電動(dòng)機(jī)自鎖控制程序,AC 220,LAD： STL：,練習(xí)：電動(dòng)機(jī)自鎖控制電路與程序,接線圖：,3.3 邊沿脈沖指令與正

10、反轉(zhuǎn)控制程序,3.3.1 脈沖上升沿、下降沿指令EU、ED,表3-7 EU、ED指令,【例題3.5】 某臺(tái)設(shè)備有兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)M1和M2，其交流接觸器分別連接PLC的輸出繼電器Q0.1和Q0.2，總啟動(dòng)按鈕使用常開觸點(diǎn)，接輸入繼電器I0.0端口，總停止按鈕使用常閉觸點(diǎn)，接輸入繼電器I0.1端口。為了減小兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)對(duì)供電電路的影響，讓M2稍微延遲片刻啟動(dòng)。控制要求是：按下啟動(dòng)按鈕，M1立即啟動(dòng)，松開啟動(dòng)按鈕時(shí)，M2才啟動(dòng)；按下停止按鈕，M1、M2同時(shí)停止。,圖3-39 例題3.5程序,M1、M2運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)按下停止按鈕，Q0.1和Q0.2均斷電解除自鎖，M1和M2斷電停止。時(shí)序圖如圖3-40所示,

11、圖3-40 例題3.4時(shí)序圖,3.3.2 實(shí)習(xí)操作：電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路與程序,三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制要求如下：不通過(guò)停止按鈕，直接按正反轉(zhuǎn)按鈕就可以改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，因此需要采用按鈕聯(lián)鎖。為了減輕正反轉(zhuǎn)換向瞬間電流對(duì)電動(dòng)機(jī)的沖擊，適當(dāng)延長(zhǎng)變換過(guò)程。,1電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路輸入/輸出端口分配,表3-8 輸入/輸出端口分配表,2電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路,圖3-41 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路,3電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制程序,圖3-42 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制程序,3.4 塊指令、多地控制和點(diǎn)動(dòng)自鎖混合控制程序,3.4.1 電路塊指令A(yù)LD、OLD,1ALD指令,表3-9 ALD指令,【例題3.6】 閱讀圖3-43（a

12、）所示的梯形圖，分析其邏輯關(guān)系，并寫出對(duì)應(yīng)的指令表。,圖3-43 例題3.6與塊指令A(yù)LD舉例,【例題3.7】 寫出圖3-44（a）所示梯形圖對(duì)應(yīng)的指令表。,圖3-44 例題3.7與塊指令A(yù)LD舉例,2 OLD指令,表3-10 OLD指令,【例題3.8】 閱讀圖3-45（a）所示的梯形圖，分析其邏輯關(guān)系，并寫出對(duì)應(yīng)的指令表。,圖3-45 例題3.8或塊指令OLD舉例,【例題3.9】 閱讀圖3-46（a）所示的梯形圖，寫出對(duì)應(yīng)的指令表。,圖3-46 例題3.9塊指令舉例,3“上重下輕”、“左重右輕”的編程規(guī)則,圖3-47 符合“上重下輕”編程規(guī)則,圖3-48 不符合“上重下輕”編程規(guī)則,圖3-4

13、9 符合“左重右輕”編程規(guī)則,圖3-50 不符合“左重右輕”編程規(guī)則,3.4.2 PLC多地控制,圖3-51 多地控制接線圖和程序,3.4.3 實(shí)習(xí)操作：點(diǎn)動(dòng)自鎖混合控制電路與程序,某生產(chǎn)設(shè)備有1臺(tái)電動(dòng)機(jī)，除連續(xù)運(yùn)行控制外，還需要用點(diǎn)動(dòng)控制調(diào)整生產(chǎn)設(shè)備的狀態(tài)。,1點(diǎn)動(dòng)自鎖混合控制電路的控制要求,2點(diǎn)動(dòng)自鎖混合控制電路輸入/輸出端口分配,表3-11 輸入/輸出端口分配表,3點(diǎn)動(dòng)自鎖混合控制電路,圖3-52 點(diǎn)動(dòng)自鎖混合控制電路,4位存儲(chǔ)器M,PLC執(zhí)行程序過(guò)程中，可以用內(nèi)部軟元件位存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)中間操作狀態(tài)和控制信息，其作用相當(dāng)于電氣控制中的中間繼電器。位存儲(chǔ)器用“M”表示，共256位，采用八進(jìn)制

14、（M0.0M0.7，M31.0M31.7）。,5點(diǎn)動(dòng)自鎖混合控制程序,圖3-53 點(diǎn)動(dòng)自鎖混合控制程序,3.5 定時(shí)器指令與延時(shí)控制程序,3.5.1 定時(shí)器指令TON、TOF、TONR,表3-12 定時(shí)器指令格式,S7-200系列PLC有256個(gè)定時(shí)器，地址編號(hào)為T0T255，對(duì)應(yīng)不同的定時(shí)器指令，其分類見(jiàn)表3-13,表3-13 定時(shí)器指令與定時(shí)器分類,定時(shí)器使用說(shuō)明如下。 （1）雖然TON和TOF的定時(shí)器編號(hào)范圍相同，但一個(gè)定時(shí)器號(hào)不能同時(shí)用作TON和TOF。例如，不能既有TON T32又有TOF T32。 （2）定時(shí)器的分辨率（脈沖周期）有3種：1ms、10ms、100ms。定時(shí)器的分辨率

15、由定時(shí)器號(hào)決定。 （3）定時(shí)器計(jì)時(shí)實(shí)際上是對(duì)脈沖周期進(jìn)行計(jì)數(shù)，其計(jì)數(shù)值存放于當(dāng)前值寄存器中（16位，數(shù)值范圍是132 767）。 （4）定時(shí)器的延時(shí)時(shí)間為設(shè)定值（PT）乘以定時(shí)器的分辨率。 （5）定時(shí)器滿足輸入條件時(shí)開始計(jì)時(shí)。 （6）每個(gè)定時(shí)器都有一個(gè)位元件，定時(shí)時(shí)間到，位元件動(dòng)作。,1接通延時(shí)定時(shí)器指令（TON）,圖3-54 TON定時(shí)器的應(yīng)用,2斷開延時(shí)定時(shí)器指令（TOF）,TOF指令的應(yīng)用舉例如圖3-55所示。某設(shè)備生產(chǎn)工藝要求是：當(dāng)主電動(dòng)機(jī)停止工作后，冷卻風(fēng)機(jī)要繼續(xù)工作60s，以便對(duì)主電動(dòng)機(jī)降溫。上述工藝要求可以用斷開延時(shí)定時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，Q0.1控制主電動(dòng)機(jī)，Q0.2控制冷卻風(fēng)機(jī)。,圖3

16、-55 TOF定時(shí)器的應(yīng)用,3有記憶接通延時(shí)定時(shí)器指令（TONR）,TONR定時(shí)器指令的應(yīng)用如圖3-56所示,圖3-56 TONR定時(shí)器的應(yīng)用,3.5.2 特殊存儲(chǔ)器SM與脈沖產(chǎn)生程序,特殊存儲(chǔ)器用“SM”表示，使用特殊存儲(chǔ)器可以選擇或控制PLC的一些特殊功能。不同型號(hào)的PLC所具有的特殊存儲(chǔ)器的位數(shù)不同，以CPU224為例，共4 400位，采用八進(jìn)制（SM0.0SM0.7，SM549.0SM549.7）。,例如，特殊存儲(chǔ)器SM0.0在程序運(yùn)行時(shí)一直為接通狀態(tài)，SM0.1僅在執(zhí)行用戶程序的第一個(gè)掃描周期為接通狀態(tài)。SM0.4、SM0.5可以分別產(chǎn)生占空比為1/2、脈沖周期為1min和1s的脈沖

17、周期信號(hào)，如圖3-57（a）所示,圖3-57 特殊存儲(chǔ)器SM0.4、SM0.5的波形及應(yīng)用,在實(shí)際應(yīng)用中也可以組成自復(fù)位定時(shí)器來(lái)產(chǎn)生任意周期的脈沖信號(hào)。例如，產(chǎn)生周期為15s的脈沖信號(hào)，其梯形圖和時(shí)序圖如圖3-58所示。,圖3-58 產(chǎn)生周期為15s的脈沖信號(hào),由于定時(shí)器指令設(shè)置的原因，分辨率為1ms和10ms的定時(shí)器不能組成如圖3-58所示的自復(fù)位定時(shí)器，圖3-59所示是10ms自復(fù)位定時(shí)器正確使用的例子。,圖3-59 自復(fù)位定時(shí)器正確使用舉例,如果產(chǎn)生一個(gè)占空比可調(diào)的任意周期的脈沖信號(hào)則需要2個(gè)定時(shí)器，脈沖信號(hào)的低電平時(shí)間為10s，高電平時(shí)間為20s的程序如圖3-60所示。,圖3-60 產(chǎn)

18、生任意周期脈沖信號(hào)的程序,圖3-61 脈沖信號(hào)時(shí)序圖,3.5.3 實(shí)習(xí)操作：3臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序啟動(dòng)控制電路與程序,某機(jī)械設(shè)備有3臺(tái)電動(dòng)機(jī)，控制要求如下：按下啟動(dòng)按鈕，第1臺(tái)電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)；運(yùn)行4s后，第2臺(tái)電動(dòng)機(jī)M2啟動(dòng)；M2運(yùn)行15s后，第3臺(tái)電動(dòng)機(jī)M3啟動(dòng)。按下停止按鈕，3臺(tái)電動(dòng)機(jī)全部停止。在啟動(dòng)過(guò)程中，指示燈閃爍，在運(yùn)行過(guò)程中，指示燈常亮。,13臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序啟動(dòng)控制電路圖,圖3-62 3臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序啟動(dòng)控制電路,23臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序啟動(dòng)控制電路輸入/輸出端口分配,表3-14 輸入/輸出端口分配表,33臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序啟動(dòng)控制電路程序,3臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序啟動(dòng)控制電路程序如圖3-63所示，在程序網(wǎng)絡(luò)4中，利

19、用特殊存儲(chǔ)器SM0.5產(chǎn)生的秒周期脈沖使指示燈在啟動(dòng)過(guò)程中閃爍。,圖3-63 3臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序啟動(dòng)控制程序,AC 220,LAD： STL：,練習(xí)： 3臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序啟動(dòng)控制電路程序,接線圖：,3.6 計(jì)數(shù)器指令與計(jì)數(shù)控制程序,表3-15 計(jì)數(shù)器指令,3.6.1 增計(jì)數(shù)器指令CTU,增計(jì)數(shù)器指令CTU從當(dāng)前值開始，在每一個(gè)（CU）輸入狀態(tài)的上升沿時(shí)遞增計(jì)數(shù)。在當(dāng)前計(jì)數(shù)值設(shè)定值（PV）時(shí)，計(jì)數(shù)器被置位。當(dāng)復(fù)位端（R）被接通或者執(zhí)行復(fù)位指令時(shí)，計(jì)數(shù)器被復(fù)位。當(dāng)達(dá)到最大值（32 767）后，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。,【例題3.10】 設(shè)I0.0連接增計(jì)數(shù)輸入端，I0.1連接復(fù)位端，計(jì)數(shù)值為5時(shí)，輸出端Q0.1接

20、通，試編寫控制程序并繪出時(shí)序圖。,圖3-64 例題3.10程序,圖3-65 例題3.10時(shí)序圖,【例題3.11】 編寫一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間延時(shí)控制程序，設(shè)I0.0閉合5h后，輸出端Q0.1接通。,圖3-66 例題3.11程序,3.6.2 減計(jì)數(shù)器指令CTD,減計(jì)數(shù)器指令CTD從設(shè)定值開始，在每一個(gè)（CD）輸入狀態(tài)的上升沿時(shí)遞減計(jì)數(shù)。在當(dāng)前計(jì)數(shù)值等于0時(shí)，計(jì)數(shù)器被置位。當(dāng)裝載輸入端（LD）接通時(shí)，計(jì)數(shù)器自動(dòng)復(fù)位，當(dāng)前值復(fù)位為設(shè)定值（PV）。 圖3-67所示是減計(jì)數(shù)器的應(yīng)用舉例程序。當(dāng)I0.1常開觸點(diǎn)閉合時(shí)，設(shè)定值被裝載，C1被復(fù)位，C1常開觸點(diǎn)分?jǐn)?，Q0.1斷電。在I0.0常開觸點(diǎn)閉合時(shí)，CTD開始減計(jì)數(shù)

21、，當(dāng)I0.0常開觸點(diǎn)第3次閉合時(shí)，C1被置位，C1常開觸點(diǎn)閉合，Q0.1通電，時(shí)序圖如圖3-68所示,圖3-67 減計(jì)數(shù)器的應(yīng)用舉例,圖3-68 減計(jì)數(shù)器的應(yīng)用舉例時(shí)序圖,3.6.3 增減計(jì)數(shù)器指令CTUD,增減計(jì)數(shù)器有增計(jì)數(shù)和減計(jì)數(shù)兩種工作方式，其計(jì)數(shù)方式由輸入端決定。 當(dāng)達(dá)到最大值（32 767）時(shí)，在增計(jì)數(shù)輸入端的下一個(gè)上升沿將導(dǎo)致當(dāng)前計(jì)數(shù)值變?yōu)樽钚≈担?2 768）。當(dāng)達(dá)到最小值（32 768）時(shí)，在減計(jì)數(shù)輸入端的下一個(gè)上升沿將導(dǎo)致當(dāng)前計(jì)數(shù)值變?yōu)樽畲笾担?2 767）。 在當(dāng)前計(jì)數(shù)值設(shè)定值（PV）時(shí)，計(jì)數(shù)器被置位。當(dāng)復(fù)位端（R）接通或者執(zhí)行復(fù)位指令時(shí)，計(jì)數(shù)器被復(fù)位。 圖3-69所示為增減計(jì)數(shù)器指令應(yīng)用舉例。I0.0接增計(jì)數(shù)端，I0.1接減計(jì)數(shù)端，I0.2接復(fù)位端。在當(dāng)前值4時(shí)，C10常開觸點(diǎn)閉合，Q0.1通電；在當(dāng)前值小于4或I0.2接通時(shí)，計(jì)數(shù)器C10被復(fù)位，其常開觸點(diǎn)分?jǐn)啵琎0.1斷電。圖3-70所示為其時(shí)序圖。,圖3-69 增減計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉