電氣控制與PLC原理

1、電氣控制與PLC原理杭州電子科技大學自動化學院第五講 主講：周亞軍第四章 PLC基礎 PLC的編程基礎4.3 內部資源（編程元件及表示形式）特點：實際上是由寄存器及存儲單元等組成。有繼電器特性，但沒有機械觸點。可提供無限多個常開觸點和常閉觸點每個軟元件有一個地址與之對應軟元件（決定了PLC的規(guī)模）4.3 內部資源（編程元件及表示形式）7種基本數據類型、12種編程元件、直接尋址、間接尋址。在S7-200的編程語言中，操作數的數據類型可以是位元件、字節(jié)型、字型、雙字型、整形、雙整形和實數型，其地址包括區(qū)域標志符、數據大小及起始地址。編程元件：輸入繼電器（I）、輸出繼電器（Q）、輔助繼電器（M）、變

2、量寄存器（V）、特殊存儲器（SM）、局部寄存器（L）、定時器（T）、計數器（C）、順序控制繼電器（S）、模擬量輸入輸出（AI AQ）、高速計數器（HC）、累加器（AC）等。輸入繼電器S7-200:為I，為八進制，如I0.0-I0.7擴展單元情況同上。FX: 為X，按八進制格式編碼，如X000-X007擴展單元接著基本單元的輸入點順序進行編號。映像寄存器輸出繼電器S7-200:為Q，也為八進制，如Q0.0-Q0.7擴展單元情況同上。FX: 為Y，按八進制格式編碼，如Y000-Y007擴展單元接著基本單元的輸入點順序進行編號。映像寄存器 S7-200 CPU執(zhí)行有關輸入輸出程序時的操作過程。 內部

3、繼電器（中間繼電器、輔助繼電器）S7-200: M，為八進制，如M0.0-M0.7FX: M，十進制格式編碼 功能：用于中間狀態(tài)暫存、移位、輔助運算或賦予特別用途、普通型M：不具備掉電保護功能、掉電保持型：具備掉電保持功能、特殊功能型SM：如SM0.0RUN監(jiān)控始終接通、SM0.1上電脈沖、SM0.51s脈沖。輔助繼電器(SM)(舉例) 變量存儲器V：存放中間結果局部變量存儲器L：存放中間結果，局部有效只和特定程序（主程序、子程序、中斷程序）相關聯順序控制繼電器 S7-200:S，常用于步進順控指令，也可做中間繼電器使用。 FX: 為S，用法類似。狀態(tài)（S） 順序控制編程元件； 與STL指令一

4、起使用。 定時器 T S7-200: 定時器時鐘脈沖為1ms，10ms，100ms三類，只是分為通電延時型（TON）、帶掉電保護的通電延時型（TONR）和斷電延時型（TOF）三類 。工作方式時鐘脈沖最大定時值定時器號TONR1ms32.767sT0、T6410ms327.67sT1T4、T65T68100ms3276.7sT5 T31、T69T95TON/TOF1ms32.767sT32、T9610ms327.67sT33T36、T97T100100ms3276.7sT37T63、T101T255FX: 10進制編碼，加法計數方式，時鐘脈沖分別為1ms，10ms，100ms，均為通電延時型，沒

5、有專門斷電延時指令，斷電延時是通過常閉觸點編程實現的。定時器（T） 通用定時器定時器（T） 積分定時器計數器CS7-200: 利用輸入脈沖的上升沿計數 分為遞增計數（CTU）預設值時接通 增/減計數（CTUD）預設值時接通 遞減計數（CTD）當前值=0時接通。 FX: 十進制編碼 加法計數型（有別減法計數型） 可逆計數型當計數值加1當前值時接通、計數值減1當前值時斷開 高速可逆計數型。計數器（C）內部計數器高速計數器高速計數器： 雙字長（32位整數），只讀。累加器：4個32位累加器，AC0 AC1 AC2 AC3，暫存數據的寄存器 4.4 尋址方式數據類型（1）數據類型及范圍SIMATIC S

6、7-200系列PLC數據類型可以是布爾型、整型和實型（浮點數）。實數采用32位單精度數來表示，其數值有較大的表示范圍：正數為+1.175495E-38+3.402823E+38；負數為-1.175495E38-3.402823E+38。（2）常數在編程中經常會使用常數。常數數據長度可為字節(jié)、字和雙字，在機器內部的數據都以二進制存儲，但常數的書寫可以用二進制、十進制、十六進制、ASCII碼或浮點數（實數）等多種形式。位元件的表示形式包括元件標識符、字節(jié)地址及位號。存儲器標識符指明編程元件類型，字節(jié)地址和位號表明具體的元件號，用“”相隔開，如下為輸入繼電器的表示方法。輸入繼電器（I）、輸出繼電器（

7、Q）、輔助繼電器（M）、變量寄存器（V）、特殊存儲器（SM）、局部寄存器（L）、定時器（T）、計數器（C）、順序控制繼電器（S）、模擬量輸入輸出（AI AQ）、高速計數器（HC）、累加器（AC） 。字節(jié)型、字型或雙字型元件的表示形式由元件標識符、數據大小及該字節(jié)、字或雙字的起始字節(jié)地址組成，如下所示操作數分別為字節(jié)、字和雙字的變量寄存器的表示方法。變量寄存器的表示方法輸入繼電器（I）、輸出繼電器（Q）、輔助繼電器（M）、變量寄存器（V）、特殊存儲器（SM）、局部寄存器（L）、定時器（T）、計數器（C）、順序控制繼電器（S）、模擬量輸入輸出（AI AQ）、高速計數器（HC）、累加器（AC） 。

8、定時器/計數器的表示方法模擬量輸入、輸出表示方法輸入繼電器（I）、輸出繼電器（Q）、輔助繼電器（M）、變量寄存器（V）、特殊存儲器（SM）、局部寄存器（L）、定時器（T）、計數器（C）、順序控制繼電器（S）、模擬量輸入輸出（AI AQ）、高速計數器（HC）、累加器（AC） 。直接尋址方式 編址形式按位尋址的格式為：Ax.y （I0.1，Q1.2) 存儲區(qū)內另有一些元件是具有一定功能的硬件，由于元件數量很少，所以不用指出元件所在存儲區(qū)域的字節(jié)，而是直接指出它的編號。其尋址格式為：Ay數據尋址格式為：ATx(VB33，IB12)直接使用編程元件地址來存取數據。CPU221CPU222CPU224C

9、PU224XPCPU226用戶程序大?。簬н\行模式下編輯不帶運行模式下編輯4096字節(jié)4096字節(jié)8192字節(jié)12288字節(jié)12288字節(jié)16384字節(jié)163846字節(jié)24576字節(jié)用戶數據大小2048字節(jié)8192字節(jié)10240字節(jié)輸入映像寄存器I0.0I15.7輸出映像寄存器Q0.0Q15.7模擬量輸入（只讀）AIW0AIW30AIW0AIW62模擬量輸出（只寫）AQW0AQW30AQW0AQW62變量存儲器（V）VB0VB2047VB0VB8191VB0VB10239局部存儲器（L）LB0LB63位存儲器（M）M0.0M31.7特殊存儲器（SM）只讀SM0.0SM179.7SM0.0SM2

10、9.7SM0.0SM299.7SM0.0SM29.7SM0.0SM549.7SM0.0SM29.7定時器有記憶接通延遲 1ms 10ms 100ms接通/關斷延遲 1ms 10ms 100ms256（T0T255）T0、T64T1T4、T65T68T5T31、T69T95T32、T96T33T36、T97T100T37T63、T101T255計數器C0C255高速計數器HC0HC5順序控制繼電器（S）S0.0S31.7累加寄存器AC0AC3跳轉/標號0255調用/子程序0630127中斷程序0127正/負跳變256PID回路07端口端口0端口0、1S7-200編程元件及尋址范圍 按位尋址的格式

11、為：Ax.y必須指定元件名稱、字節(jié)地址和位號，如圖 所示。圖中MSB表示最高位，LSB表示最低位。 圖位尋址格式間接尋址方式 間接尋址方式是，在指令中只出現所需數據所在單元的內存地址的地址。存儲單元地址的地址又稱為地址指針。這種間接尋址方式與計算機的間接尋址方式相同。間接尋址在處理內存連續(xù)地址中的數據時非常方便，而且可以縮短程序所生成的代碼的長度，使編程更加靈活。用間接尋址方式存取數據需要作的工作有3種： 建立指針、間接存取和修改指針。 地址指針：變量存儲器（V)、局部存儲器（L）、累加器（AC）的內容值為地址進行間接尋址。（1）建立指針 建立指針必須用雙字傳送指令（MOVD），將存儲器所要訪

12、問的單元的地址裝入用來作為指針的存儲器單元或寄存器，裝入的是地址而不是數據本身，格式如下：例：MOVD&VB200,VD302 MOVD&MB10,AC2 MOVD&AC2,LD14注意：建立指針用MOVD指令。 &是地址符號（2）間接存取 指令中在操作數的前面加“*”表示該操作數為一個指針。下面兩條指令是建立指針和間接存取的應用方法：MOVD&VW200，AC0MOVW*AC0，AC1指針為雙字型，只能使用變量存儲器（V）、局部存儲器（L）或累加器（AC1、AC2、AC3）作為指針。編程時，利用雙字傳送指令（MOVD）將存儲器某個位置的地址賦值給指針存儲器，操作數必須使用“&”符號表示。MO

13、VD&VW200，AC0MOVW*AC0，AC1（3）修改指針 下面的兩條指令可以修改指針的用法：INCDAC0INCDAC0MOVW*AC0，AC1S7-200將編程元件統(tǒng)一歸為存儲器單元，存儲單元按字節(jié)進行編址，無論所尋址的是何種數據類型，通常應指出它在所在存儲區(qū)域和在區(qū)域內的字節(jié)地址。每個單元都有惟一的地址，地址用名稱和編號兩部分組成，元件名稱（區(qū)域地址符號）。4.5 PLC的編程語言可編程序控制器編程語言的國際標準梯形圖 (Ladder diagram)功能塊圖 (Function block diagram)指令表 (Instruction list)順序功能圖 (Sequentia

14、l function chart)結構文本 (Structured text)控制電路圖SB1SB2KMKMPLC外部接線圖X1X0梯形圖Y0Y0X1X0COMY0COMKMSB2SB1梯形圖 (Ladder diagram)梯形圖與繼電器控制電路相似直觀、易懂I/O分配： X0：啟動 X1：停車 Y0：KM梯形圖的主要特點某些編程元件沿用繼電器名稱梯形圖兩側的垂直公共線為公共母線（Bus bar）邏輯求解順序：從上到下，從左到右編程元件的常開觸電和常閉觸電可以無限次使用梯形圖中的某些編程元件沿用了繼電器這一名稱，如輸入繼電器、輸出繼電器、內部輔助繼電器等，但他們不是物理繼電器（即硬件繼電器）

15、，而是軟件中使用的編程元件，每個繼電器和PLC存儲器中元件映象寄存器的一個存儲單元相對應，因此稱為“軟繼電器”。相應位的狀態(tài)為“1”，表示該繼電器線圈通電，其常開觸點閉合，常閉觸點斷開；相應位的狀態(tài)為“0”，表示該繼電器線圈失電，其常開觸點斷開，常閉觸點閉合。梯形圖主要特點梯形圖主要特點 梯形圖中的繼電器觸點有常開和常閉觸點，它可以是PLC輸入點接的外部開關(如啟動按鈕、行程開關等)觸點，也可以是PLC內部繼電器觸點或內部寄存器、計數器、定時器以及各種算術運算結果等的狀態(tài)。 輸入繼電器供PC接受外部輸入信號，因此，梯形圖中只出現輸入繼電器的觸點，而不出現輸入繼電器的線圈。 輸出繼電器供PC作輸出控制用。 梯形圖中的繼電器觸點原則上說可在編制用戶程序時無限引用。功能塊圖 (Function block diagram)功能塊