可編程序控制器的基礎(chǔ)

1、電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù)電氣工程學(xué)院電氣工程學(xué)院 自動化系自動化系楊霞楊霞20142014年年1 1月月電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù)3 可編程序控制器的基礎(chǔ)可編程序控制器的基礎(chǔ)可編程序控制器的基礎(chǔ) 硬件結(jié)構(gòu)組成、軟件組成硬件結(jié)構(gòu)組成、軟件組成 PLCPLC的工作原理與技術(shù)指標(biāo)；的工作原理與技術(shù)指標(biāo)；PLCPLC的內(nèi)部元器件；的內(nèi)部元器件；PLCPLC的梯形圖語言的梯形圖語言 STEP7-Micro/WIN32 STEP7-Micro/WIN32編程軟件介紹編程軟件介紹PLCPLC的的硬件組成硬件組成、軟件組成、軟件組成、工作原理工作原理及主要性能技術(shù)指標(biāo)。及主要性能

2、技術(shù)指標(biāo)。 3.PLC3.PLC的內(nèi)部元器件（的內(nèi)部元器件（ ：符號、梯形圖中繪法、工作原理）：符號、梯形圖中繪法、工作原理） 。 4.PLC4.PLC的梯形圖的梯形圖 ：要素：要素，連接原則連接原則 。STEP7STEP7編程軟件編程軟件電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù) PLC PLC的梯形圖語言的梯形圖語言 電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù)電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù)電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù) 電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù)電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù)I0.5I0.6I0.7I1.0I1.1（5 5）邏輯關(guān)系應(yīng)盡量清楚）邏輯關(guān)

3、系應(yīng)盡量清楚( (避免左輕右重避免左輕右重) )，LD I0.2LD I0.2AN I0.3AN I0.3A I0.4A I0.4LD I0.2LD I0.2A I0.5A I0.5AN I0.6AN I0.6A I0.7A I0.7LD I0.2LD I0.2A I0.5A I0.5AN I0.6AN I0.6A I1.0A I1.0AN I1.1AN I1.1OLDOLD= Q0.2= Q0.2EDED電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù)（6 6）避免出現(xiàn)無法編程的梯形圖）避免出現(xiàn)無法編程的梯形圖I0.5I0.5I0.1I0.1I0.3I0.3I0.2I0.2Q0.1Q0.1I0.4I

4、0.4Q0.2Q0.2電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù)電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù)電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù)電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù)M0.0T37( )Q0.1( )Q0.0電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù) 電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù)電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù)習(xí)題習(xí)題4.繼電器控制線路圖改成繼電器控制線路圖改成PLC梯形圖程序梯形圖程序 非PLC梯形圖 PLC梯形圖 電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù)習(xí)題習(xí)題5.繼電器控制線路圖改成繼電器控制線路圖改成PLC梯形圖程序梯形圖程序 非PLC梯形圖 PLC梯

5、形圖 電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù)（邏輯功能相同、執(zhí)行步數(shù)不同盡量要（邏輯功能相同、執(zhí)行步數(shù)不同盡量要）圖（圖（a）與（）與（b）實現(xiàn)相同的邏輯功能、）實現(xiàn)相同的邏輯功能、執(zhí)行步數(shù)不同執(zhí)行步數(shù)不同圖（圖（a）需要）需要7步程序，圖（步程序，圖（b）需要）需要5步程序，執(zhí)行起來圖（步程序，執(zhí)行起來圖（b）速度快）速度快同學(xué)們：做實驗驗證一下同學(xué)們：做實驗驗證一下 ?。╝） （b） LD I0.1 LD I0.2 LD I0.3 A I0.4 OLD ALD = Q0.1 LD I0.3 A I0.4 O I0.2 A I0.1 = Q0.1電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù)ST

6、EP7-Micro/WIN32編程軟件介紹 電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù)電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù)電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù)電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù)最常見的通訊電纜是最常見的通訊電纜是PC/PPI電纜，它的標(biāo)準(zhǔn)長度是電纜，它的標(biāo)準(zhǔn)長度是5 m，具有光電隔離功能，內(nèi)置，具有光電隔離功能，內(nèi)置RS232C/RS485轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。 PC/PPI電纜的兩端分別為電纜的兩端分別為RS-232和和RS-485接口，接口，RS-232端連接到個人計算機端連接到個人計算機RS-232通信口通信口COM1或或COM2接口上，接口上，RS-485端接到端接到

7、S7-200 CPU通信口上。通信口上。PC/PPI電纜中間有通信模塊，模塊外部設(shè)有波特率電纜中間有通信模塊，模塊外部設(shè)有波特率設(shè)置開關(guān)，即設(shè)置開關(guān)，即電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù)硬件設(shè)置好后，按下面的步驟設(shè)置通信參數(shù)。硬件設(shè)置好后，按下面的步驟設(shè)置通信參數(shù)。（1）運行）運行STEP 7- Micro/WIN 32，在引導(dǎo)條中單擊，在引導(dǎo)條中單擊“通訊通訊”圖標(biāo)，或從主菜單中選擇圖標(biāo)，或從主菜單中選擇“查看查看”中的中的“通訊通訊”項，則會出項，則會出現(xiàn)一個通訊設(shè)定對話框。現(xiàn)一個通訊設(shè)定對話框。波特率、開關(guān)、開關(guān)波特率、開關(guān)、開關(guān)。（2）雙擊）雙擊PC/PPI電纜的圖標(biāo)，將出現(xiàn)設(shè)置

8、電纜的圖標(biāo)，將出現(xiàn)設(shè)置PG/PC接口的對話接口的對話框，這時可安裝或刪除通信接口、設(shè)置檢查通信接口參數(shù)等框，這時可安裝或刪除通信接口、設(shè)置檢查通信接口參數(shù)等操作。操作。（3）單擊）單擊“屬性（屬性（Properties）”按鈕，將出現(xiàn)接口屬性對按鈕，將出現(xiàn)接口屬性對話框，檢查各參數(shù)的屬性是否正確，初學(xué)者可以使用默認(rèn)的話框，檢查各參數(shù)的屬性是否正確，初學(xué)者可以使用默認(rèn)的通信參數(shù)，在通信參數(shù)，在PC/PPI性能設(shè)置的窗口中按性能設(shè)置的窗口中按“默認(rèn)（默認(rèn)（Default）”按鈕，可獲得默認(rèn)的參數(shù)。設(shè)置好參數(shù)后，可雙擊通訊設(shè)定按鈕，可獲得默認(rèn)的參數(shù)。設(shè)置好參數(shù)后，可雙擊通訊設(shè)定對話框中的刷新圖標(biāo)，對

9、話框中的刷新圖標(biāo)，STEP 7- Micro/WIN 32將檢查所連接將檢查所連接的所有的所有S7-200 CPU站（站（默認(rèn)站地址為默認(rèn)站地址為2，波特率為，波特率為9600b/s ），并為每個站建立一個），并為每個站建立一個CPU圖標(biāo)。圖標(biāo)。三、通信參數(shù)的設(shè)置和修改三、通信參數(shù)的設(shè)置和修改電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù) 在前幾步順利完成后，可以建立與在前幾步順利完成后，可以建立與S7-200 CPU的在線聯(lián)系，的在線聯(lián)系，步驟如下：步驟如下： （1）在）在STEP7-Micro/WIN32運行時單擊通信圖標(biāo)，或從運行時單擊通信圖標(biāo)，或從“視圖（視圖（View）”菜單中選擇菜單中選

10、擇“通信通信（Communications）”，出現(xiàn)一個通信建立結(jié)果對話框，出現(xiàn)一個通信建立結(jié)果對話框，顯示是否連接了顯示是否連接了CPU主機。主機。 （2）雙擊對話框中的刷新圖標(biāo)，）雙擊對話框中的刷新圖標(biāo)，STEP7-Micro/WIN32編程編程軟件將檢查所連接的所有軟件將檢查所連接的所有S7-200CPU站。在對話框中顯示站。在對話框中顯示已建立起連接的每個站的已建立起連接的每個站的CPU圖標(biāo)、圖標(biāo)、CPU型號和站地址。型號和站地址。 （3）雙擊要進(jìn)行通信的站，在通信建立對話框中，可以顯）雙擊要進(jìn)行通信的站，在通信建立對話框中，可以顯示所選的通信參數(shù)。示所選的通信參數(shù)。四、建立在線連接四

11、、建立在線連接電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù) 計算機與可編程控制器建立起在線連接后，即可以利用軟件計算機與可編程控制器建立起在線連接后，即可以利用軟件檢查、設(shè)置和修改檢查、設(shè)置和修改PLC的通信參數(shù)。步驟如下：的通信參數(shù)。步驟如下： （1）單擊瀏覽條中的系統(tǒng)塊圖標(biāo)，或從）單擊瀏覽條中的系統(tǒng)塊圖標(biāo)，或從“視圖（視圖（View）”菜單中選擇菜單中選擇“系統(tǒng)塊（系統(tǒng)塊（System Block）”選項，將出現(xiàn)系選項，將出現(xiàn)系統(tǒng)塊對話框。統(tǒng)塊對話框。 （2）單擊）單擊“通信口通信口”選項卡，檢查各參數(shù)，確認(rèn)無誤后單選項卡，檢查各參數(shù)，確認(rèn)無誤后單擊確定。若須修改某些參數(shù)，可以先進(jìn)行有關(guān)的修改

12、，再單擊確定。若須修改某些參數(shù)，可以先進(jìn)行有關(guān)的修改，再單擊擊“確認(rèn)確認(rèn)”。 （3）單擊工具條的下載按鈕）單擊工具條的下載按鈕 ，將修改后的參數(shù)下載到可，將修改后的參數(shù)下載到可編程控制器，設(shè)置的參數(shù)才會起作用。編程控制器，設(shè)置的參數(shù)才會起作用。五、修改五、修改PLC的通信參數(shù)的通信參數(shù)電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù)第二節(jié)第二節(jié) 軟件功能介紹軟件功能介紹 一、基本功能一、基本功能創(chuàng)建用戶程序、修改和編輯原有的用戶程序。創(chuàng)建用戶程序、修改和編輯原有的用戶程序。設(shè)置設(shè)置PLC的工作方式和參數(shù)，上裝和下裝用戶程序，的工作方式和參數(shù)，上裝和下裝用戶程序，進(jìn)行程序的運行監(jiān)控。進(jìn)行程序的運行監(jiān)控。

13、具有簡單語法的檢查、對用戶程序的文檔管理和加具有簡單語法的檢查、對用戶程序的文檔管理和加密等功能，并提供在線幫助。密等功能，并提供在線幫助。電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù)在離線（脫機）方式下創(chuàng)建、編輯和修改用戶程序。在離線方在離線（脫機）方式下創(chuàng)建、編輯和修改用戶程序。在離線方式下，計算機不直接與式下，計算機不直接與PLC聯(lián)系，可以實現(xiàn)對程序的編輯、編譯、聯(lián)系，可以實現(xiàn)對程序的編輯、編譯、調(diào)試和系統(tǒng)組態(tài)，由于沒有聯(lián)機，所有的程序和參數(shù)都存儲在計調(diào)試和系統(tǒng)組態(tài)，由于沒有聯(lián)機，所有的程序和參數(shù)都存儲在計算機的存儲器中。算機的存儲器中。在在線（聯(lián)機）方式下通過聯(lián)機通信的方式上載和下載用戶程

14、在在線（聯(lián)機）方式下通過聯(lián)機通信的方式上載和下載用戶程序及組態(tài)數(shù)據(jù)，編輯和修改用戶程序?？梢灾苯訉π蚣敖M態(tài)數(shù)據(jù)，編輯和修改用戶程序?？梢灾苯訉LC做各種操做各種操作。作。在編輯程序過程中進(jìn)行語法檢查。為避免用戶在編程過程中出在編輯程序過程中進(jìn)行語法檢查。為避免用戶在編程過程中出現(xiàn)的一些語法錯誤和數(shù)據(jù)類型錯誤，要進(jìn)行語法檢查。現(xiàn)的一些語法錯誤和數(shù)據(jù)類型錯誤，要進(jìn)行語法檢查。提供對用戶程序進(jìn)行文檔管理，加密處理等工具功能。提供對用戶程序進(jìn)行文檔管理，加密處理等工具功能。設(shè)置設(shè)置PLC的工作方式和運行參數(shù)，進(jìn)行運行監(jiān)控和強制操作等。的工作方式和運行參數(shù)，進(jìn)行運行監(jiān)控和強制操作等。電氣控制及電氣控制

15、及PLCPLC技術(shù)技術(shù)二、主界面各部分功能二、主界面各部分功能1菜單條菜單條電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù)2工具條工具條 提供簡便的鼠標(biāo)操作，可用提供簡便的鼠標(biāo)操作，可用“查看查看”菜單的菜單的“工具欄工具欄”項自定義工具條?？商砑雍蛣h除項自定義工具條?？商砑雍蛣h除3種按鈕：標(biāo)種按鈕：標(biāo)準(zhǔn)、調(diào)試和指令。準(zhǔn)、調(diào)試和指令。 3引導(dǎo)條引導(dǎo)條 提供按鈕控制的快速窗口切換功能?？捎锰峁┌粹o控制的快速窗口切換功能。可用“查看查看”菜單的菜單的“瀏覽欄瀏覽欄”項選擇是否打開。引導(dǎo)條包項選擇是否打開。引導(dǎo)條包括程序塊（括程序塊（Program Block）、符號表（）、符號表（Symbol Tabl

16、e）、）、狀態(tài)圖表（狀態(tài)圖表（Status Chart）、數(shù)據(jù)塊（）、數(shù)據(jù)塊（Data Block）、系）、系統(tǒng)塊（統(tǒng)塊（System Block）、交叉索引（）、交叉索引（Cross Reference）和）和通訊（通訊（Communications）七個組件。一個完整的項目文）七個組件。一個完整的項目文件（件（Project）通常包括前六個組件。）通常包括前六個組件。 4指令樹指令樹 提供編程時用到的所有快捷操作命令和提供編程時用到的所有快捷操作命令和PLC指令。可用指令?？捎谩安榭床榭础辈藛蔚牟藛蔚摹爸噶顦渲噶顦洹表棝Q定是否將其項決定是否將其打開。打開。電氣控制及電氣控制及PLCPLC技

17、術(shù)技術(shù)5輸出窗口輸出窗口 顯示程序編譯的結(jié)果信息。顯示程序編譯的結(jié)果信息。6狀態(tài)條狀態(tài)條 顯示軟件執(zhí)行狀態(tài)，編輯程序時，顯示當(dāng)前顯示軟件執(zhí)行狀態(tài)，編輯程序時，顯示當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)號、行號、列號；運行時，顯示運行狀態(tài)、通訊波網(wǎng)絡(luò)號、行號、列號；運行時，顯示運行狀態(tài)、通訊波特率、遠(yuǎn)程地址等。特率、遠(yuǎn)程地址等。7程序編輯器程序編輯器 梯形圖、語句表或功能圖表編輯器編寫梯形圖、語句表或功能圖表編輯器編寫用戶程序，或在聯(lián)機狀態(tài)下從用戶程序，或在聯(lián)機狀態(tài)下從PLCPLC上裝用戶程序進(jìn)行程上裝用戶程序進(jìn)行程序的編輯或修改。序的編輯或修改。8局部變量表局部變量表 每個程序塊都對應(yīng)一個局部變量表，在每個程序塊都對應(yīng)一個

18、局部變量表，在帶參數(shù)的子程序調(diào)用中，參數(shù)的傳遞就是通過局部變量帶參數(shù)的子程序調(diào)用中，參數(shù)的傳遞就是通過局部變量表進(jìn)行的。表進(jìn)行的。電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù)第三節(jié)第三節(jié) 編程軟件的使用編程軟件的使用一、項目生成一、項目生成 1新建項目新建項目 (2) 項目文件更名項目文件更名(3) 添加一個子程序添加一個子程序(4) 添加一個中斷程序添加一個中斷程序(5) 編輯程序編輯程序2打開已有項目文件打開已有項目文件 3上裝和下裝項目文件上裝和下裝項目文件 確定確定CPU主機型號主機型號:菜單命令菜單命令PLC類型類型 選擇選擇CPU類型為類型為。 電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù)

19、 以梯形圖編輯器為例，語句以梯形圖編輯器為例，語句表和功能塊圖編輯器的操作類表和功能塊圖編輯器的操作類似。似。1輸入編程元件輸入編程元件 梯形圖的梯形圖的編程元件（編程元素）主要有編程元件（編程元素）主要有線圈、觸點、指令盒、標(biāo)號及線圈、觸點、指令盒、標(biāo)號及連接線。輸入方法：指令樹窗連接線。輸入方法：指令樹窗口中雙擊要輸入的指令，就可口中雙擊要輸入的指令，就可在矩形光標(biāo)處放置一個編程元在矩形光標(biāo)處放置一個編程元件。件。工具條上的編程按鈕。單工具條上的編程按鈕。單擊觸點、線圈或指令盒按鈕，擊觸點、線圈或指令盒按鈕，從彈出的窗口下拉菜單所列出從彈出的窗口下拉菜單所列出的指令中選擇要輸入指令單擊的指

20、令中選擇要輸入指令單擊即可。即可。 二、程序的編輯與傳送二、程序的編輯與傳送電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù) 2插入和刪除插入和刪除 在編輯區(qū)在編輯區(qū)右擊要進(jìn)行操作的位置，彈出右擊要進(jìn)行操作的位置，彈出圖示的下拉菜單，選擇圖示的下拉菜單，選擇“插入插入”或或“刪除刪除”選項，彈出子菜單，選項，彈出子菜單，單擊要插入或刪除的項，然后單擊要插入或刪除的項，然后進(jìn)行編輯。也可用菜單進(jìn)行編輯。也可用菜單“編輯編輯”中相應(yīng)的中相應(yīng)的“插入插入”或或“編輯編輯”中的中的“刪除刪除”項完成相同的操項完成相同的操作。作。電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù)3符號表符號表 將梯形圖中的直接地址編號用

21、具有實際含義的符號代替。方將梯形圖中的直接地址編號用具有實際含義的符號代替。方法：在編程時使用直接地址（如法：在編程時使用直接地址（如I0.0），然后打開符號表，），然后打開符號表，編寫與直接地址對應(yīng)的符號（如與編寫與直接地址對應(yīng)的符號（如與I0.0對應(yīng)的符號為對應(yīng)的符號為start），），編譯后由軟件自動轉(zhuǎn)換名稱。另一種是在編程時直接使用符編譯后由軟件自動轉(zhuǎn)換名稱。另一種是在編程時直接使用符號名稱，然后打開符號表，編寫與符號對應(yīng)的直接地址，編號名稱，然后打開符號表，編寫與符號對應(yīng)的直接地址，編譯后得到相同的結(jié)果。譯后得到相同的結(jié)果。電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù)4局部變量表局部變量

22、表（1）局部變量與全局變量）局部變量與全局變量 程序中的每個程序中的每個POU（Program Organizational Unit，程序組織單元）都有，程序組織單元）都有64K字節(jié)字節(jié)L存儲器組存儲器組成的局部變量表。局部變量只在他被創(chuàng)建成的局部變量表。局部變量只在他被創(chuàng)建POU中有效。全局變中有效。全局變量在各量在各POU中均有效，只能在符號表（全局變量表）做定義。中均有效，只能在符號表（全局變量表）做定義。（2）局部變量的設(shè)置）局部變量的設(shè)置 將光標(biāo)移到編輯器的程序編輯區(qū)的上邊將光標(biāo)移到編輯器的程序編輯區(qū)的上邊緣，向下拖動上邊緣，則自動出現(xiàn)局部變量表，此時可為子程緣，向下拖動上邊緣，則

23、自動出現(xiàn)局部變量表，此時可為子程序和中斷服務(wù)程序設(shè)置局部變量。序和中斷服務(wù)程序設(shè)置局部變量。電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù)5注釋注釋 梯形圖編輯器中的梯形圖編輯器中的Network n表示每個網(wǎng)絡(luò)或梯級，表示每個網(wǎng)絡(luò)或梯級，同時又是標(biāo)題欄，可在此為每個網(wǎng)絡(luò)或梯級加標(biāo)題或必要的同時又是標(biāo)題欄，可在此為每個網(wǎng)絡(luò)或梯級加標(biāo)題或必要的注釋說明。雙擊注釋說明。雙擊Network n區(qū)域，彈出圖示的對話框，此時可區(qū)域，彈出圖示的對話框，此時可以在以在“題目題目”文本框鍵入相關(guān)標(biāo)題，在文本框鍵入相關(guān)標(biāo)題，在“注釋注釋”文本框鍵入文本框鍵入注釋。注釋。6語言轉(zhuǎn)換語言轉(zhuǎn)換 語句表、梯形圖和功能塊圖三種

24、編程語言（編輯器）語句表、梯形圖和功能塊圖三種編程語言（編輯器）之間的任意切換。查看之間的任意切換。查看 STL（語句表）、（語句表）、LAD（梯形圖）或（梯形圖）或FBD（功能塊圖）便可進(jìn)入對應(yīng)的編程環(huán)境。（功能塊圖）便可進(jìn)入對應(yīng)的編程環(huán)境。電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù)程序編輯完成，可用菜單程序編輯完成，可用菜單“PLC”中的中的“編譯編譯”項進(jìn)行項進(jìn)行離線編譯。離線編譯。編譯結(jié)束后在輸出窗口顯示程序中的語法錯誤的數(shù)量、編譯結(jié)束后在輸出窗口顯示程序中的語法錯誤的數(shù)量、各條錯誤的原因和錯誤在程序中的位置。各條錯誤的原因和錯誤在程序中的位置。雙擊輸出窗口中的某一條錯誤，程序編輯器中的矩形雙擊輸出窗口中的某一條錯誤，程序編輯器中的矩形光標(biāo)將會移到程序中該錯誤所在的位置。光標(biāo)將會移到程序中該錯誤所在的位置。必須改正程序中的所有錯誤，編譯成功后才能必須改正程序中的所有錯誤，編譯成功后才能下載程序。下載程序。7編譯用戶程序編譯用戶程序電氣控制及電氣控制及PLCPLC技術(shù)技術(shù)8程序的下載和清除程序的下載和清除 下載之前，下載之前，PLC應(yīng)處于應(yīng)處于STOP方式方式。單擊工具欄的。單擊工具欄的“停止停止”按