课题一 基本指令的应用,本课题任务： 任务一 电动机的点动控制 任务二 电动机的自锁控制 任务三 电动机的点动与自锁混合控制 任务四 电动机的顺序启停控制 任务五 电动机的正反转控制 任务六 电动机的单按钮启动/停止控制 任务七 电动机的Y降压启动控制,任务一 电动机的点动控制,控制要求是：按下点动按钮SB，电动机运转；松开点动按钮SB，电动机停机。,任务引入：,图1.1 PLC点动控制线路,相关知识：,一、PLC的特点 1. PLC控制系统硬件结构简单 2. PLC的控制逻辑更改方便 3. 系统稳定、维护方便,二、西门子S7-200系列PLC,基本单元主要有CPU221、CPU222、CPU224和CPU226四种。其外部结构大体相同,图1.3 S7-200系列CPU单元的结构,1. S7-200主要技术指标,2. PLC的外部端子,每种型号的CPU都有DC/DC/DC和AC/DC/RLY两类，用斜线分割，分别表示CPU电源的类型、输入端口的电源类型及输出端口器件的类型。其中输出端口的类型中，DC为晶体管，RLY为继电器。,CPU224 DC/DC/RLY 端子图,3. PLC的结构,（1）中央处理器CPU （2） 存储器 （3）电源,图1.5 PLC输入接口电路,（4）通信接口 （5）输入接口 （6）输出接口,图1.6 PLC输出接口,4. 程序语言,图1.7 程序梯形图和指令表,5. LD、LDN、 指令,表1.4 LD、LDN、= 指令,（1）LD是从左母线装载常开触点指令。 （2）LDN是从左母线装载常闭触点指令。 （3）= 指令是对线圈进行驱动的指令。,任务实施：,一、连接PLC点动控制线路,1. 连接控制线路,按照图1.1所示连接PLC点动控制电路。,图1.8 PC/PPI电缆连接计算机与PLC,2. 连接编程电缆,二、编写点动控制程序,1. 安装编程软件,（1）选择设置语言,图1.9 选择安装语言,（2）选择安装路径,图1.10 选择安装路径,（3） 设置PG/PC接口,图1.11 设置PG/PC接口,2. 从英文界面转为中文界面,点击“Tools”（工具）菜单中的“Options”（选项）命令，弹出“Options”（选项）对话框,图1.13 编程软件的“Options”（选项）对话框,3. 通信参数设置,如果未能找到PLC，可单击“设置PG/PC接口”进入设置界面,图1.17 PPI属性界面,4. 建立和保存项目,图1.18 新建项目的结构,5. 梯形图程序编辑,（1）双击（或拖放）常开触点图标,（2）在“?.?”框中输入“I0.5”,线圈的编辑同样。也可以单击工具栏编程按钮输入点动控制用户程序，工具栏编程按钮如图1.23所示。,图1.22 编辑线圈 图1.23 工具栏编辑按钮,6. 查看指令表,7. 程序编译,8. 程序下载,如果出现如图1.27所示的情况，则单击“改动项目”然后再下载即可。,9. 运行操作,10. 程序运行监控,图1.28 程序状态监控图,三、操作步骤,接通电源，拨状态开关 于“RUN”（运行）位置,按图1.1所示 连接线路,启动编程软件， 点击,点击 ， 将图1.2下载到PLC,点击,按下SB， 电动机运转,松开SB， 电动机停止,知识扩展：,一、仿真运行点动控制程序,1. 导出文件,2. 启动仿真程序,图1.30 启动仿真器,3. 选择CPU,4. CPU224仿真图形,图1.32 CPU224仿真图形,5. 选中逻辑块,6. 选中仿真文件,7. 仿真文件装入仿真器,图1.35 点动控制程序装载仿真器,8. 仿真运行,9. 内存变量监控,二、 PLC分类,按结构分,整体式,模块式,整体式的PLC也称为PLC的基本单元，在基本单元的基础上可以加装扩展模块以扩大其使用范围。适合常规电气控制。,模块式的PLC是把CPU、输入接口、输出接口等做成独立的单元模块，具有配置灵活、组装方便的优势，适合输入/输出点数差异较大或有特殊功能要求的控制系统。,按I/O点的总数分,小型机,中型机,大型机,小于128点,129512点,512点以上,三、PLC的循环扫描工作方式,图1.38 PLC循环扫描工作方式,读输入 2. 执行程序 3. 处理通讯请求 4. 执行CPU自诊断 5. 写输出,任务二 电动机的自锁控制,任务引入,控制要求是：按下启动按钮SB2，电动机连续运转；按下停止按钮SB1，电动机停机。,图1.39 电动机自锁控制线路,相关知识,一、触点的串并联指令,二、置位复位指令,任务实施,一、编写PLC自锁控制程序,1. 自锁控制程序一,图1.41 电动机自锁控制程序一,2. 电动机自锁控制程序二,图1.42 电动机自锁控制程序二,二、操作步骤,接通电源，拨状态开关 于“RUN”（运行）位置,按图1.39所示 连接线路,启动编程软件， 点击,点击 ， 将图1.41下载到PLC,点击 ， I0.0应点亮,按下SB2， 电动机运转,按下SB1， 电动机停止,将图1.42下载到PLC， 重新操作,知识扩展,一、多地控制,图1.43 多地控制接线图和程序,二、问题解答,1. 在继电器控制线路中，通常停止按钮使用常闭触头。在PLC控制线路中，停止按钮使用常闭触头还是使用常开触头？,2. 在PLC控制线路中，热继电器的常闭触头是与接触器线圈串联还是占用PLC的一个输入端口？,任务三 电动机的点动与自锁混合控制,任务引入,图1.46 点动与自锁混合控制线路,相关知识位存储器M,在继电器控制系统中，中间继电器起着信号传递、分配等作用。在PLC控制程序中，位存储器M的作用类似于中间继电器。S7-200系列PLC位存储器用Mx.y表示，其中x表示8位字节的地址，y表示x字节的第y位，如M0.1表示第0个字节的第1位。,任务实施,一、编写点动与自锁混合控制程序,图1.47 点动自锁混合控制程序,二、操作步骤,接通电源，拨状态开关 于“RUN”（运行）位置,按图1.46所示 连接线路,启动编程软件， 点击,点击 ， 将图1.47下载到PLC,点击 ， I0.3应点亮,按下SB3， 电动机运转,松开SB3， 电动机停止,按下SB1， 电动机连续运转,按下SB2， 电动机停止,知识扩展,一、电路块的串并联指令,（a）梯形图 （b）指令表,图1.49 或块指令 OLD应用,（a）梯形图 （b）指令表,图1.48 与块指令 ALD应用,二、梯形图的编程规则,图1.50 符合“上重下轻”编程规则,图1.51 不符合“上重下轻”编程规则,图1.52 符合“左重右轻”编程规则,图1.53 不符合“左重右轻”编程规则,任务四 电动机的顺序启停控制,控制要求：按下启动按钮，第1台电动机M1启动；运行4s后，第2台电动机M2启动；M2运行15s后，第3台电动机M3启动。按下停止按钮，3台电动机全部停机。,任务引入,图1.55 三台电动机顺序启动控制线路,相关知识定时器,1. 接通延时定时器指令（TON）,当TON定时器输入端（IN）接通时，TON定时器开始计时，当定时器的当前值等于或大于设定值（PT）时，定时器位元件动作。如果IN保持接通，则定时器一直计数到最大值。当输入端（IN）断开时，定时器当前值寄存器内的数据清0，位元件自动复位。,图1.56 TON定时器的应用,2. 断开延时定时器指令（TOF）,当TOF定时器输入端（IN）接通时，定时器位元件置“1”，并把当前值设为0。 当输入端（IN）断开时，TOF定时器开始计时，当定时器的当前值等于设定值（PT）时，定时器位元件复位，并且停止计时。,某设备控制要求是：当主电动机停止工作后，冷却风机电动机要继续工作1min，以便对主电动机降温。,图1.57 TOF定时器的应用,3. 有记忆接通延时定时器指令（TONR）,在计时中途输入端断开时，当前值寄存器中的数据仍然保持，当输入端重新接通时，当前值寄存器在原来数据的基础上继续计时，直到累计时间达到设定值，定时器动作。有记忆接通定时器的当前值寄存器数据只能用复位指令清0。,图1.58 TONR定时器的应用,任务实施,一、编写3台电动机顺序启动控制程序,图1.59 3台电动机顺序启动控制程序,二、操作步骤,接通电源，拨状态开关 于“RUN”（运行）位置,按图1.55所示 连接线路,启动编程软件， 点击,点击 ， 将图1.59下载到PLC,点击 ， I0.2应点亮,按下SB0，M1启动； 经过4s，M2启动； 再经过15s，M3启动,按下SB1， 三台电动机同时停止,知识扩展,一、特殊存储器（SM）,SM0.0：运行监控。PLC运转时始终保持接通（ON）状态。 SM0.1：初始脉冲。 SM0.4：周期1min方波振荡脉冲。 SM0.5：周期1s方波振荡脉冲。,二、脉冲产生程序,图1.60 特殊存储器SM0.4、SM0.5的波形及应用,图1.61 产生周期为15s的脉冲信号,（a）错误程序 （b）正确程序 图1.62 定时器正确使用,图1.63 产生任意周期脉冲信号的程序,图1.64 脉冲信号时序图,任务五 电动机的正反转控制,任务引入,控制要求：不通过停止按钮，直接按正反转按钮就可改变转向，在正转转反转时，按下反转按钮，先停止正转，延缓片刻松开反转按钮时，再接通反转，反转转正转的过程同理。,图1.65 电动机正反转控制线路,相关知识边沿脉冲指令,EU对其之前逻辑运算结果的上升沿产生一个扫描周期的脉冲。 ED对其之前逻辑运算结果的下降沿产生一个扫描周期的脉冲。,S7-200系列PLC有上升沿脉冲指令EU和下降沿脉冲指令ED,举例：控制要求是：按下启动按钮，M1立即启动，松开启动按钮时，M2才启动；按下停止按钮，M1、M2同时停止。,图1.66 边沿脉冲指令程序,图1.67 边沿脉冲指令程序的时序图,任务实施,一、编写三相交流电动机正反转控制程序,图1.68 电动机正反转控制程序,二、操作步骤,接通电源，拨状态开关 于“RUN”（运行）位置,按图1.65所示 连接线路,启动编程软件， 点击,点击 ， 将图1.68下载到PLC,点击 ， I0.0应点亮,按下SB2，松开时电动机正转,按下SB1， 电动机停止,按下SB3，电动机正转停止；松开时电动机反转,任务六 电动机的单按钮启动/停止控制,任务引入,用单按钮来控制电动机的启动和停止，即第一次按下按钮时电动机启动，第二次按下按钮时电动机停止,图1.69 电动机单按钮启动/停止控制线路,相关知识计数器,S7-200系列PLC共有256个计数器，其指令的形式见表1.18，表中C为计数器编号，取C0C255；CU为增计数信号输入端；CD为减计数信号输入端；R为复位输入；LD为装载预置值；PV为预置值。计数器的功能是对输入脉冲进行计数，计数发生在脉冲的上升沿，达到计数器预置值时，计数器位元件动作，以完成计数控制任务。,1. 增计数器指令CTU,从当前值开始，在每一个（CU）输入状态的上升沿时递增计数。当达到最大值（32 767）后停止计数。当当前计数值预置值（PV）时，计数器位元件被置位。当复位端（R）被接通或者执行复位指令时，计数器被复位。,图1.70 增计数器应用程序,图1.71 增计数器应用程序时序图,图1.72 长延时控制程序,2. 减计数器指令CTD,从当前值开始，在每一个CD的上升沿时递减计数。当当前计数值等于0时，计数器位元件被置位。当装载输入端（LD）接通时，计数器位元件被自动复位，当前值复位为预置值（PV）。,图1.73 减计数器的应用,图1.74 减计数器的应用时序图,3. 增减计数器