07 第7章 可编程控制器及其应用.pptx

第1页：第7章可编程控制器

本页为可编程控制器章首页，列出本章主要小节与内容框架。

• 7.1 可编程控制器的基本概念
• 7.2 可编程控制器的基本指令
• 7.3 可编程控制器应用举例

本章围绕上述小节依次展开讲解。

第2页：7.1 可编程控制器的基本概念

• 7.1可编程控制器的基本概述一、可编程控制器是什么？1、定义：专为工业环境应用而设计。采用软程序，实现逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作
• 通过数字式、模拟式的输入输出，控制各种机械或生产过程。结合了继电接触器、计算机技术、自动技术等的新型控制器
• 软件编程代替硬件接线

第3页：硬件系统结构图电源

PLC硬件系统结构图电源I/O扩展单元输入设备输出设备输出接口外部设备接口输入接口I/O扩展接口PLC编程器打印机磁带机计算机扫描仪CPU存储器用户程序系统程序数据按钮行程开关触点 电磁阀电磁线圈指示灯 主机

第4页：继电器编号继电器数量继电器类

CPU226 输入/输出继电器编号与数量：下表列出相关数据。

继电器编号继电器数量继电器类型I0.0-I2.724输入继电器（I）Q0.0-Q1.716输出继电器(Q)M0.0-M31.7256内部辅助继电器(M)CPU2

第5页：可编程控制器的控制原理一

可编程控制器的控制原理一、采用继电器控制电动机主电路继电器控制电路控制功能：按下SB1，电动机M1开始运转，过10S后，电动机M2开始运转

按下停止按钮SB2，电动机M1、M2同时停转。

第6页：控制等效电路图

二、PLC控制等效电路图

第7页：工作方式采用循环扫描方式顺次

工作方式采用循环扫描方式顺次扫描各输入点的状态，按用户程序运算处理，顺序向各输出点发出控制信号。

输入采样----执行用户程序----输出刷新PLC工作过程框图

第8页：输入采样阶段以扫描方式顺序读

1.输入采样阶段以扫描方式顺序读入所有输入端的通/断状态或输入数据，存入输入状态寄存器，即输入刷新。

在程序执行期间，即使输入状态发生变化，输入状态寄存器的内容不会改变，等待下一个扫描周期。

第9页：其过程如下

2.程序执行阶段按先左后右，先上后下的步序，执行程序。

其过程如下：根据输入状态寄存器输出状态，及用户程序进行逻辑运算，运算结果存入输出状态寄存器。

3.输出刷新阶段在所有指令执行完毕后，将状态寄存器的状态，转存到输出锁存器，去控制各物理继电器的通/断，即PLC的实际输出。

第10页：

第11页：

第12页：梯形图特点

可编程控制器的编程语言（一）、梯形图特点：1：从左到右、从上而下2、软继电器(存储功能）“1”态：继电器线圈通电，常开触点闭合，常闭触点断开3、除跳转和步进指令，同一继电器的线圈只能出现一次

而其触点无限次引用

第13页：输入继电器只接收外部信号

5、输入继电器只接收外部信号。

6、输出继电器输出控制信号。

7、内部继电器其触点只能供PLC内部使用。

8、PLC对梯形图按扫描方式顺序执行程序。

第14页：7.2 可编程控制器的基本指令

指令格式

LD B常开触点逻辑运算开始LDN B常闭触点逻辑运算开始用于一个逻辑块或一条左线的开始，即常开触点与左母线连线连接指令。只能位进行操作

操作数如下表

继电器编号继电器数量继电器类型I0.0-I2.724输入继电器（I）Q0.0-Q1.716输出继电器(Q)M0.0-M31.7256内部辅助继电器(M)

第15页：格式（可编程控制器的基本指令）

格式

= B符号：用于改变位的状态。B为PLC的输出点（继电器线圈），输出到PLC外部或作为中间结果。位操作

操作数如下表

（）Q0.0-Q1.716输出继电器(Q)M0.0-M31.7256内部辅助继电器(M)

第16页：可编程控制器的基本指令（续）

Q0.1Q0.30 LD I0.01= Q0.12LD Q0.13= Q0.24= Q0.35LD Q0.36= Q0.4I0.0例：（Q0.1）（Q0.2）（Q0.3）（Q0.4）

第17页：

第18页：格式（可编程控制器的基本指令）

格式

A B（常开触点串联连接）AN B（常闭触点串联连接）只能以位为操作数位4、O（OR），ON（OR NOT）指令（单个触点并联指令）

格式

O B常开触点并联连接ON B：常闭触点并联连接只能以位为操作数计数器定时器输入、输出、内部辅助继电器B

符号

符号：计数器定时器输入、输出、内部辅助继电器B

第19页：N指令使用举例

A、AN指令使用举例(a)梯形图

第20页：可编程控制器的基本指令（续）

例：0 LD I0.01O Q0.12= Q0.13LD I0.14O Q0.25A I0.06O Q0.27= Q0.2I0.0Q0.1I0.1Q0.2Q0.2（Q0.1）（Q0.2）I0.0

第21页：可编程控制器的基本指令（续）

I0.0I0.1I0.1I0.4I0.2Q0.0I0.1例：0 LDN I0.01A I0.12= Q0.03LD I0.14AN Q0.05ON I0.16= Q0.17LD I0.28O I0.09AN I0.410= Q0.2I0.0（Q0.0）（Q0.1）（Q0.2）

第22页：N指令使用举例

O、ON指令使用举例

第23页：指令格式

指令格式

ALD符号电路块进行串联操作。无操作数；每个电路块的开始使用LD或LDN指令。第二个电路块开始，在每一条支路后面加ALD指令电路块1电路块26、OLD

指令格式

OLD符号:(1)几个串联支路并联连接，其支路的起点以LD、LDN开始。(2)如需将多个支路并联，从第二条支路开始，在每一条支路后面加OLD指令

第24页：指令使用举例

OLD指令使用举例

第25页：指令使用举例

ALD指令使用举例

第26页：可编程控制器的基本指令（续）

I10.0I0.1I0.3I1.2I1.3I1.0I0.2I0.4I0.5I1.1I0.6I0.7I1.4I1.50 LD I10.01AN I0.12O I0.23A I0.34LD I0.45A I0.56LD I0.67A I0.78OLD9AN I1.110OLD11LD I1.212A I 1.313ON I1.014ALD15LD I1.416A I1.517OLD18=

第27页：定时器两大类定时器

6.定时器两大类定时器：TON（On Delay Timer）、TOF（Off Delay Timer）、TONRRetentive On Delay Timer）。

（1）TON：延时通定时器延时通定时器指令示例

第28页：保持延时通定时器

（2）TONR：保持延时通定时器

第29页：延时断定时器

（3）TOF：延时断定时器

第30页：定时器编号最大当前值

S7-200 定时器编号、最大当前值与分辨率：下表列出相关数据。

源课件按分辨率分行标注定时器类型，本表依编号与数值的对应关系整理，类型归属以原图为准。

定时器编号最大当前值/s分辨率/ms定时器类型T0,T6432.7671TONRT1-T4,T65-T68327.6710T5-T31

第31页：交替接通

例：编写当I0.0接通后，Q0.0、Q0.1交替接通2s,并不断循环的程序。

I0.0T38T37I0.0I0.0T38T3800002s2sT37T382s2s2s2sQ0.12s2s2s2s2s2s2sQ0.0梯形图时序图2040（Q0.0）（Q0.1）T37

第32页：计数器用来累计输入脉冲的次数

7计数器计数器用来累计输入脉冲的次数，在实际应用中用来对产品进行计数或完成复杂的逻辑控制任务。

S7-200系列PLC有三种计数器：CTU（Cont Up）、CTD（Cont Down）、CTUD（Cont Up/Down）（1）CTU：加计数器（Cont Up）

第33页：减计数器

（2）CTD：减计数器（Cont Down）首次扫描时，计数器为OFF，当前值为PV。

在CD输入端的每个上升沿计数器计数一次，当前值减少1个单位。

当前值减小到零时，计数位为ON。

复位输入端有效时，计数器自动复位。

第34页：减计数器

(3) CTUD：加/减计数器CU（CD）为加（减）计数脉冲输入端，R为复位端，PV为设定值。

当R端为0时，计数脉冲有效

当CU（CD）端有上升沿输入时，计数器当前值加1（减1）。

当计数器当前值大于或等于设定值时，其常开触点闭合。

R端为1时，计数器当前值清零。

第35页：

第36页：7.3 可编程控制器应用举例

7.3可编程控制器应用实例1、启动和复位电路一、常用基本电路的编程I0.0Q0.0I0.1电路功能：当输入I0.0为ON时，输出Q0.0为ON

当输入I0.1为ON时，输出Q0.0为OFF。

I00I0.1Q0.0输入输出时序图（Q0.0）

第37页：延时电路

2、延时电路（1）延时接通电路I0.0M0.0I0.1M0.0T37I0.0I0.1M0.0电路工作时序图Q0.04s输入端I0.0接通I0.0线圈接通I0.0常开触点闭合M0.0接通M0.0常开触点自锁接通定时器T37当前值由0增加当前值=PTQ0.0延时4s后接通T37常开闭合输入端I0.1接通I0.1线圈接通I0

第38页：延时电路

2、延时电路（2）延时断开电路T37I0.0I0.1M0.0电路工作时序图Q0.04s输入端I0.0接通I0.0线圈接通I0.0常开触点闭合M0.0接通Q0.0接通M0.0常开触点自锁接通定时器T37当前值由0增加Q0.0延时4s后断开T37常闭断开M0.0I0.0M0.0M0.0（M0.0）40（Q0.0）I0.1当

第39页：顺序循环执行电路

3、顺序循环执行电路（采用定时器实现）I0.0T39I0.0T37T37T38T38T39I0.02sQ0.02sT37T38T39Q0.1Q0.22s2s2s电路工作时序图（Q0.0）（Q0.1）（Q0.2）2040602s2sI0.1I0.1I0.1

第40页：扫描计数电路

4、扫描计数电路I0.0M0.0M0.0I0.0C20输入I0.0接通时，内辅电路M0.0每隔一个扫描周期接通一次，每次接通一个扫描周期，计数器C20对扫描次数进行加计数，到达设定值时，计数器有输出,C20的常开触点接通，Q0.0接通。

I0.0断，C20被复位，Q0.0断。

1 2 3 4 5输入I0.0扫描时钟M0.0计数器输出Q0.0（M0.0）5（Q0.0）

第41页：应用实例

二、应用实例1、电动机Y—△起动3sI0.0I0.1Q0.0Q0.1Q0.2I0.0I0.1Q0.0I0.0T37Q0.1T37Q0.1I0.1I0.0Q0.2（Q0.0）（Q0.1）30（Q0.2）KM接通电源KMYKMΔ

第42页：用PLC实现电动机起停

例：用PLC实现电动机起停、自锁控制电路。

解：SB1、SB2为两个输入，KM为输出。

KM的自锁触点，可用PLC内部的位实现，故KM的自锁触点不作为输入。

SB1和SB2均可选用两个带常开触点的按钮。

对I/O点分配如下：输入SB1：I0.0

SB2：I0.1输出KM：Q0.0电动机起停、自锁控制电路

第43页：电动机直接起停

电动机直接起停、自锁保护硬件连线图I0.0I0.1Q0.0（a）0 LDN I0.01LD I0.12O Q0.03ALD4= Q0.0（Q0.0）~220V

第44页：两图比较

I0.0I0.1Q0.0（b）（a）、（b）两图比较：b程序空间小，扫描时间快。

PLC梯形图与继电器线路控制很接近，故可以借鉴继电器线路图，但不可照搬

应合理安排其逻辑顺序，可节省程序存储空间，缩短扫描时间。

第45页：利用最基本指令编程时应注意

利用最基本指令编程时应注意的问题1、任何一个输出（包括定时器、计数器等）不能直接连接到左母线，输出前至少有一个触点。

×√√2、作为输出同一位只能用一次，但作为触点可以无限次重复使用I0.1I0.2I0.0I0.1I0.3Q0.0I0.1I0.2I0.0I0.1I0.3Q0.0改为（Q0.0）（Q0.0）（Q0.0）（Q0.0）（Q0.0）（Q0.0）

第46页：桥式电路改为其等效的非桥式控

3、桥式电路改为其等效的非桥式控制电路I0.0I0.1I0.3I0.4I0.2I0.0I0.1I0.4I0.2I0.3I0.3I0.2I0.04、先复杂后简单的原则，以节省存储空间及扫描时间。

第47页：将继电器原理图转换为相应的梯

0 LD I0.01LN I 0.12A I0.03LD I0.24LD I0.35A I0.46OLD7ALD8OLD9= Q0.00 LD I0.31A I0.42O I0.23AN I0.14A I0.05O I0.06= Q0.05、将继电器原理图转换为相应的梯形图时，注意要对常闭触点输入进行处理。

在PLC中尽可能采用常开触点为输入。

第48页：按SBF时KMF通电行程开关

STaSTb前进(正转）后退12按SBF时KMF通电行程开关自动往返运动：挡块电机正转工作台前进到达预定位置，挡块1撞击STb电机反转(工作台后退)SBKMRSBFKMFKMFKMRSTbSTaKMFKMRSBR7.3.1工作台的自动往复控制

第49页：控制要求

• 1、控制要求：若先按正转按钮SBF，电动机正转，并实现自动往复控制
• 若先按下正转按钮SBR，电动机反转，并实现自动往复控制
• 在正、反转途中，若按下停止按钮SB1或电动机过载，则电动机立即停止

第50页：设计步骤

2、设计步骤（1）系统硬件设计（画I/O口分配图）~220V

第51页：口分配表

（2）列写I/O口分配表、注明各I/O口功能说明地址编号名称输入信号停止按钮I0.0SB1过载保护I0.1FR右行程开关I0.2SQa左行程开关I0.3SQb正转按钮I0.4SBF反转按钮I0.5SBR输出信号电动机正转Q0.0继电器线圈KM1电动机反转Q0.1继电器线圈KM2

第52页：根据控制要求及

（3）根据控制要求及I/O分配编写程序SBFSBRSQaSQh正转反转

第53页：按控制要求

7.3.2带式运输机顺序控制1、按控制要求：发出起动指令后，3号带式运输机立即起动，延时5s后，2号带式运输机自行起动,再经5s后，1号带式运输机起动。

发出停车指令，1号带式运输机立即停车，经5s，2号带式运输机自动停车

再经5s，3号带式运输机停车。

第54页：设计步骤

2、设计步骤（1）系统硬件设计（画I/O口分配图）~

第55页：口分配表

（2）列写I/O口分配表、注明各I/O口功能说明地址编号名称输入信号停止按钮I0.0SB1启动按钮I0.1SB2过载保护I0.2FR1过载保护I0.3FR2过载保护I0.4FR3输出信号系统运行控制Q0.0继电器线圈KA电动机1运行Q0.1继电器线圈KM1电动机2运行Q0.2继电器线圈KM2电动机3运行Q0.3继电器线

第56页：根据控制要求及

（3）根据控制要求及I/O分配编写程序