模塊一-S7-200-SMART-PLC基本指令的應用

模塊一PLC基本指令的應用2023/2/5

1.2STEP7-Micro.WINSMART編程軟件的使用1.3電動機自鎖控制程序設計1.1認識PLC1.4樓梯照明控制程序設計目錄Contents2023/2/51.7產品出入庫數(shù)量監(jiān)控程序設計1.8電動機Y-△降壓啟動控制程序設計1.63臺電動機順序啟動控制程序設計1.5電動機單按鈕啟?？刂瞥绦蛟O計目錄Contents2023/2/5【能力目標】1．能熟練運用PLC的基本邏輯指令編寫簡單的PLC程序。2．能根據(jù)控制系統(tǒng)輸入信號和輸出信號的要求，設計出PLC的硬件接線圖，熟練完成PLC的外部接線操作。3．熟練操作STEP7-Micro/WINSMART編程軟件，完成程序的編寫、下載、監(jiān)測等操作，并對PLC程序進行調試、運行。2023/2/5【知識目標】1．掌握PLC的基本結構和工作原理。2．熟悉S7-200SMART系列PLC的編程元件，掌握主要編程元件的功能和應用注意事項。3．3．初步掌握STEP7-Micro/WINSMART編程軟件的基本操作，熟悉軟件的主要功能。4．掌握S7-200SMART系列PLC的基本邏輯指令系統(tǒng)。2023/2/5任務1.1認識PLC05二月2023任務導入利用接觸器可以實現(xiàn)三相異步電動機的啟?？刂?，如圖1-1所示。

用接觸器實現(xiàn)電動機的啟?？刂齐娐凡捎糜布泳€安裝而成，可靠性、通用性較差

2023/2/5用PLC控制電動機起停的硬件接線圖主電路仍然不變

控制電路由PLC取代2023/2/5電動機直接起動的PLC程序2023/2/5兩種電氣控制系統(tǒng)對比：

05二月2023相關知識一、PLC的產生啟動調用PLC是控制機器動作順序的一種“程控型”設備是1969年美國人發(fā)明的，大到自動生產線，小到倉庫自動開關門，應用之廣，無孔不入。2023/2/5繼電接觸控制電路硬設備多、接線復雜、改變設計困難、可靠性不高、維修量大2023/2/5產生背景：1968年美國通用汽車公司（GM），為了適應汽車型號的不斷更新，生產工藝不斷變化的需要，實現(xiàn)小批量、多品種生產，希望能有一種新型工業(yè)控制器，它能做到盡可能減少重新設計和更換繼電器控制系統(tǒng)及接線，以降低成本，縮短周期。14GM十條1、編程簡單、可現(xiàn)場修改；2、硬件維護方便、采用插件式結構；3、可靠性高于繼電器接觸控制裝置；4、體積小于繼電器接觸器控制裝置；5、可將數(shù)據(jù)直接送入計算機；6、用戶程序存儲器容量至少可擴展到4KB；7、輸入可以是交流115V；8、輸出為交流115V，能直接驅動電磁閥、交流接觸器；9、通用性強，擴展方便；10、成本上可與繼電接觸器控制系統(tǒng)競爭。----1968年美國數(shù)字設備公司----1969年1968年，GM公司提出十項設計標準：2023/2/5■1969年，美國數(shù)字設備公司(DEC)研制出第一臺PLC，并在美國通用汽車自動裝配線上試用，獲得成功。這種新型的電控裝置由于優(yōu)點多、缺點少，很快就在美國得到了推廣應用?！鼋?jīng)過多年的發(fā)展，國內PLC生產廠約有30家，但尚未形成規(guī)模。國內PLC應用市場仍然以國外產品為主，如：西門子的S7-200SMART系列、1200系列、1500系列，三菱的FX系列、Q系列，歐姆龍的C200H系列等。PLC是啥設備？是一種工業(yè)控制裝置。是在電器控制技術和計算機技術的基礎上開發(fā)出來的，并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，將自動化技術、計算機技術、通信技術融為一體的新型工業(yè)控制裝置。通用叫法中文名稱為可編程控制器；英文名稱為ProgrammableLogicController，簡稱PLC。去掉Logic2023/2/51987年，國際電工委員會（IEC）定義：“可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P外圍設備，都應按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功能的原則設計”。

2023/2/5■PLC是計算機（Computer）技術、控制（Control）技術、通信（Communication）技術（簡稱3C技術）的綜合體。自動化支柱技術三足鼎立PLC機器人CADCAM■PLC也承受著來自其它技術產品的沖擊，尤其是IPC所產生的沖擊。191968年，美國通用（GM）提出設想1969年，美國數(shù)字（DEC）第一臺1987年，IEC推廣現(xiàn)代主控設備大容量大型化高速度專用化小型化低成本網(wǎng)絡化集成化PLC的發(fā)展分方向2023/2/5二、PLC的應用與分類1.PLC的應用開關量邏輯控制模擬量過程控制運動控制通信聯(lián)網(wǎng)多級控制現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集處理建筑紡織水處理起重機包裝橡膠礦山食品/飲料制藥通用機械交通玻璃

應用領域按結構形式分整體式PLC

將電源、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個機箱內，具有結構緊湊、體積小、價格低等特點。2．PLC的分類2023/2/5模塊式PLC將PLC各組成部分分別作成若干個單獨的模塊，如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊（有的含在CPU模塊中）以及各種功能模塊。西門子1500PLC2．PLC的分類按結構形式分2023/2/5●按I/O點數(shù)分按結構形式分小型PLCI/O點數(shù)為256點以下的為小型PLC

（其中I/O點數(shù)小于64點的為超小型或微型PLC）中型PLCI/O點數(shù)為256點以上、2048點以下的為中型PLC大型PLCI/O點數(shù)為2048以上的為大型PLC

（其中I/O點數(shù)超過8192點的為超大型PLC）外部設備現(xiàn)場用戶輸出設備微處理器（CPU）運算器控制器輸出部件輸入部件系統(tǒng)存儲器用戶存儲器I/O擴展接口通訊及編程接口編程設備計算機打印機等傳感器按鈕、開關現(xiàn)場信號電磁閥中間繼電器執(zhí)行器現(xiàn)場用戶輸入設備擴展設備擴展單元通訊模塊功能模塊電源變換器～110V/220V市電PLC基本單元PLC系統(tǒng)結構示意圖三、PLC硬件系統(tǒng)組成1、微處理器（CPU）是PLC的控制中心；它不斷采集輸入信號、執(zhí)行用戶程序、刷新系統(tǒng)的輸出。2、存儲器分為ROM（只讀存儲器）和RAM（隨機存儲器）兩種；ROM存儲器中固化著系統(tǒng)程序，用戶不能直接存取、修改；RAM存儲器中存放用戶程序和工作數(shù)據(jù)，使用者可對用戶程序進行修改。

（1）輸入接口電路：雙光電耦合和RC濾波器接受按鈕或開關命令（數(shù)字量輸入單元）；接受傳感器輸出信號。3、輸入/輸出接口電路（2）輸出接口電路——帶光電隔離器及濾波器多種輸出方式：繼電器晶體管晶閘管驅動非頻繁動作的交/直流負載（繼電器輸出單元）；驅動直流負載（晶體管輸出單元）；驅動頻繁動作的交/直流負載（晶閘管輸出單元）。2023/2/54．電源PLC一般采用AC220V電源，有的PLC也采用DC24V電源供電。有的PLC還向外部提供24V直流電源。5．外設接口外設接口是在主機外殼上與外部設備配接的插座，通過電纜線可配接編程器、計算機、打印機、EPROM寫入器、觸摸屏等。6．I/O擴展接口I/O擴展接口是用來擴展輸入、輸出點數(shù)的。當用戶輸入、輸出點數(shù)超過主機的范圍時，PLC可通過I/O擴展接口與I/O擴展單元相接，以擴充I/O點數(shù)。A/D和D/A單元以及鏈接單元一般也通過該接口與主機連接。30

PLC采用周期掃描工作方式。一次掃描的過程，包括輸入采樣（讀輸入）、程序執(zhí)行、處理通訊請求、執(zhí)行CPU自診斷、輸出刷新（寫輸出）共五個階段，其所需時間稱為一個工作周期（或掃描周期）。

*PLC的掃描周期與用戶程序的長短和該PLC的掃描速度緊密相關。執(zhí)行CPU自診斷寫輸出處理通訊請求程序執(zhí)行一個掃描周期讀輸入8四、PLC的工作原理PLC的工作方式：循環(huán)掃描工作方式掃描周期：從開始到輸出結果完成所需的時間。一般為幾毫秒~幾十毫秒。內部處理與自診斷通信處理方式開關？開始STOP

輸入采樣

程序執(zhí)行

輸出刷新RUN用于程序的編制與修改實現(xiàn)程序控制32信號從輸入端子到輸出端子的傳遞過程用戶輸入設備輸出映像寄存器輸出鎖存器輸出電路輸出端子用戶輸出設備輸入映像寄存器輸入電路輸入端子程序執(zhí)行掃描周期輸入刷新階段輸出刷新階段任務實施【訓練工具、材料和設備】S7-200SMARTPLCEMAM06模擬量模塊存儲卡SIMATICS7-200SMART產品亮點12345

678S7-200SMARTV2完善了現(xiàn)有產品線，擴展了I/O能力，提升了芯片的存儲能力，實現(xiàn)了PLC之間的以太網(wǎng)通訊功能，改進了運動控制功能，優(yōu)化了編程軟件，與SMARTLINE觸摸屏，V20變頻器，V90伺服系統(tǒng)組成新型的SMART小型自動化解決方案，全面覆蓋客戶對于自動控制、人機交互、變頻調速及伺服定位的各種需求。選件擴展，精確定制高速芯片，性能卓越機型豐富，更多選擇以太互聯(lián)，經(jīng)濟便捷三軸脈沖，運動自如通用SD卡，快速更新軟件友好，編程高效完美整合，無縫集成2023/2/5一、S7-200SMARTPLC的硬件系統(tǒng)S7-200SMARTPLC的硬件系統(tǒng)由CPU模塊、數(shù)字量擴展模塊、模擬量擴展模塊、熱電偶與熱電阻模塊和相關設備組成。CPU模塊、擴展模塊及信號板如圖所示。機型豐富，更多選擇S7-200SMARTPLC按照點數(shù)分為20點、30點、40點、60點4種；CPU模塊配備標準型和經(jīng)濟型供用戶選擇，CPU型號：C表示經(jīng)濟型，S表示標準型。經(jīng)濟型CPU2012年發(fā)布2013年發(fā)布

CPUSR40/ST40/CR40CPUSR20/ST20CPUSR60/ST60/CR6040C

繼電器60C繼電器20S繼電器60S繼電器40S晶體管60S晶體管20S晶體管標準型40S繼電器30S晶體管30S繼電器CPUSR30/ST301．CPU模塊全新設計，性能卓越;為各種應用提供了經(jīng)濟、可靠、易用的解決方案。S7-200SMART有兩種不同類型的CPU模塊，標準型和經(jīng)濟型。標準型作為可擴展CPU模塊，可滿足對I/O規(guī)模有較大需求，邏輯控制較為復雜的應用；而經(jīng)濟型CPU模塊直接通過單機本體滿足相對簡單的控制需求。CPU模塊簡介2023/2/5CPU型號名稱的含義S7-200SMARTCPUCPU配置（供電/輸入/輸出）外形尺寸WxHxD(mm)20I/OCPUSR20AC/DC/RLY90x100x81CPUST20DC/DC/DC30I/OCPUSR30AC/DC/RLY110x100x81CPUST30DC/DC/DC40I/OCPUSR40AC/DC/RLY125x100x81CPUST40DC/DC/DCCPUCR40AC/DC/RLY60I/OCPUSR60AC/DC/RLY175x100x81CPUST60DC/DC/DCCPUCR60AC/DC/RLYCPU模塊常規(guī)數(shù)據(jù)

對于每個型號PLC，西門子提供DC

24V和AC

120～240V兩種電源供電的CPU，如CPU224DC/DC/DC和CPU224AC/DC/Relay。每個類型都有各自的訂貨號，可以單獨訂貨。①DC/DC/DC：說明CPU是直流供電，直流數(shù)字量輸入，數(shù)字量輸出點是晶體管直流電路的類型。②AC/DC/Relay：說明CPU是交流供電，直流數(shù)字量輸入，數(shù)字量輸出點是繼電器觸點類型。全新設計的擴展模塊和信號板能夠提供更加經(jīng)濟、靈活的解決方案S7-200SMART家族提供各種各樣的擴展模塊通過額外的I/O和通信接口，使得S7-200SMART可以很好地按照應用需求來配置。2．擴展模塊數(shù)字量輸入EMDI08DI8x24VDC數(shù)字量輸出EMDR08DO8xRLY30VDC/250VAC@2AEMDT08DO8x28.8VDC@0.75A數(shù)字量輸入/輸出EMDR16DI8x24VDCDO8xRLY30VDC/250VAC@2AEMDR32DI16x24VDCDO16xRLY30VDC/250VAC@2AEMDT16DI8x24VDCDO8x24VDC@0.75AEMDT32DI16x24VDCDO16x24VDC@0.75AS7-200SMART共提供了12種不同的擴展模塊。通過擴展模塊，可以很容易的擴展控制器的本地I/O，以滿足不同的應用需求。S7-200SMART分別提供了數(shù)字量/模擬量模塊以提供額外的數(shù)字/模擬I/O通道。模擬量輸入EMAI04AI4x12Bit±10VDC,±5VDC,

±2.5VDCor0-20mA模擬量輸出EMAQ02AO2x11Bit

±10VDCor0-20mA模擬量輸入/輸出EMAM06AI4x12Bit

±10VDC,±5VDC,±2.5VDCor0-20mA

AO2x11Bit

±10VDCor0-20mA溫度測量模塊EMAR02AI2xRTDx16BitEMAT04AI4

xTCx16BitS7-200SMART共提供了12種不同的擴展模塊。通過擴展模塊，可以很容易的擴展控制器的本地I/O，以滿足不同的應用需求。S7-200SMART分別提供了數(shù)字量/模擬量模塊以提供額外的數(shù)字/模擬I/O通道。2023/2/5擴展模塊（EM）不能單獨使用，需要通過自帶的連接器插接在CPU模塊的右側，如圖所示。擴展模塊安裝方式如下：擴展插針的3個凸起點：數(shù)字量擴展SBDT042×24VDC輸入/2×24VDC輸出模擬量擴展SBAQ011×12位模擬量輸出串行通信SBCM01通信信號板，RS485/RS232電池擴展SBBA01支持CR1025紐扣電池，保持時鐘大約1年S7-200SMART共提供了4種不同的信號板。使用信號板，可以在不額外占用電控柜空間的前提下，提供額外的數(shù)字量I/O、模擬量I/O和通信接口，達到精確化配置。3、信號板信號板RS485/2322DI/2DOTransistor1AO4、安裝完成4、安裝完成安裝步驟1、拆掉端子蓋板3、無需螺釘緊固，輕按即可2、用螺絲刀卸掉空蓋板電池3、信號板數(shù)字量輸入接線端子數(shù)字量輸出接線端子CPU供電電源接線端子以太網(wǎng)通信接口以太網(wǎng)通信指示燈:LINK,Rx/TxRS-485通信接口導軌固定卡口數(shù)字量輸入/輸出指示燈擴展模塊接口存儲卡插口選擇器件：信號板或是通信板二、S7-200SMARTPLC的外部結構運行狀態(tài)指示燈：RUN：運行以太互聯(lián)，經(jīng)濟便捷CPU模塊本體標配以太網(wǎng)接口，集成了強大的以太網(wǎng)通信功能。通過一根普通的網(wǎng)線即可將程序下載到PLC中，省去了專用編程電纜，不僅方便，而且有效的降低用戶的成本。通過以太網(wǎng)接口還可與其他CPU模塊、觸摸屏、計算機進行通信，輕松組網(wǎng)。編程通信HMIS7(PUT/GET)通用SD卡，快速更新CPU本體集成MicroSD卡插槽，使用市面上通用的MicroSD卡即可實現(xiàn)程序的更新和PLC固件升級，操作步驟簡單，極大地方便了客戶工程師對最終用戶的遠程服務支持，也省去了因PLC固件升級返廠服務的不便。出廠恢復設置程序傳輸固件升級只需要給MicroSD卡寫入出廠文件，就可以對加密/非加密的CPU進行出廠設置的恢復。不需要通過Micro/WINSMART軟件就可以快速更新多個CPU的用戶程序。無需返廠，即可對S7-200SMARTCPU模塊硬件的固件版本進行升級。*MicroSD卡支持4G到32G存儲卡CPU類型CPUSR20/ST20CPUSR30/ST30CPUSR40/ST40CPUSR60/ST60CPUCR40CPUCR60集成的數(shù)字I/O12輸入/8輸出18輸入/12輸出24輸入

/16輸出36輸入/24輸出24輸入/16輸出36輸入/24輸出最大本地I/O–數(shù)字量108DI/104DO114DI/108DO120DI/112DO132DI/120DO24DI/16DO36DI

/24DO最大本地I/O–模擬量24AI/12AO24AI/12AO24AI/12AO24AI/12AO--可擴展的模塊數(shù)最大6個--數(shù)字量輸入類型:：漏型/源型額定電壓：24VDC4mA數(shù)字量輸出類型：繼電器電壓范圍：5-30VDC或者5-250VAC電流(最大值.)：2.0A數(shù)字量輸出類型：晶體管（源型）電壓范圍：20.4-28.8VDC；電流(最大值.)：0.5A三、S7-200SMARTPLC的I/O分配及外部接線CPUSR40接線圖2023/2/5CPUST40接線圖2023/2/5因為S7-200SMART的數(shù)字量輸入點內部為雙向二極管，數(shù)字量輸入端支持漏型或源型的接線方式。（1）輸入端子的接線2023/2/52023/2/52023/2/52023/2/5（2）輸出端子的接線2023/2/5CPUST××模塊輸出是PNP（即高電平）輸出，只能接成源型輸出（PNP），即高電平輸出，不能接成漏型。05二月2023知識拓展PLC主要生產廠家

1.美國的PLC產品

2.歐洲的PLC產品3.日本的PLC產品4.我國的PLC產品A-B公司、通用電氣（GE）公司、莫迪康（MODICON）公司、德州儀器（TI）公司、西屋公司

西門子（SIEMENS）公司、AEG公司和法國的TE公司三菱、歐姆龍、松下、富士、日立、東芝

和利時、廈門海為、淅大中控、淅大中自、愛默生、洛陽易達、臺灣臺達。

2023/2/5任務1.2STEP7-Micro/WINSMART編程軟件的使用2023/2/5任務導入用STEP7-Micro/WINSMART編程軟件編寫圖示的電動機啟保停控制程序，并下載到PLC中，然后運行及監(jiān)控程序。2023/2/5相關知識一、安裝和卸載軟件1．安裝軟件STEP7-Micro/WINSMART編程軟件的安裝步驟如下。（1）打開STEP7-Micro/WINSMART編程軟件的安裝包，雙擊軟件安裝包中名為“setup”的可執(zhí)行文件，開始軟件安裝。（2）選擇安裝語言。（3）接受安裝許可協(xié)議。（4）選擇安裝的目標路徑。2023/2/5二、STEP7-Micro/WINSMART軟件的窗口區(qū)域和元素1—快速訪問工具欄2—項目樹；3—導航欄；4—菜單；5—程序編輯器；6—符號信息表；7—符號表；8—狀態(tài)欄；9—輸出窗口；10—狀態(tài)圖表；11—變量表；12—數(shù)據(jù)塊；13—交叉引用2023/2/51．快速訪問工具欄通過快速訪問文件按鈕可簡單快速地訪問“文件”菜單的大部分功能以及最近文檔。2．項目樹項目樹有兩大功能：組織編輯項目和提供指令。2023/2/53．導航欄導航欄位于項目樹上方，可快速訪問項目樹上的對象，導航欄有符號表、狀態(tài)圖表、數(shù)據(jù)塊、系統(tǒng)塊、交叉引用和通信等按鈕。4.菜單欄菜單欄包括文件、編輯、視圖、PLC、調試、工具和幫助7個菜單項。5．程序編輯器2023/2/56．符號信息表符號信息表位于每個程序段的下方，該表列出該程序段中所有符號的信息。查看符號信息表時，符號名、絕對地址、值、數(shù)據(jù)類型和注釋按字母順序顯示在程序中每個程序段的下方。7．符號表符號表允許用戶為存儲器地址或常量指定符號名稱，以此增加程序的可讀性，方便編輯和調試。2023/2/5【例1-1】創(chuàng)建圖示的啟保停程序段對應的符號表。【解】（1）在符號表中分配符號。①單擊導航欄中的“符號表”按鈕

或項目樹中的符號表文件夾，打開符號表，在“表格1”的“符號”列中鍵入符號名，如圖中的“啟動”“停止”“電動機”等。②在“地址”列中鍵入地址，如圖中的I0.0、I0.1、Q0.0或常數(shù)值（例如，VB0或123）。③在“注釋”列中鍵入注釋，如圖中的“電動機啟動按鈕”、“電動機停止按鈕”、“電動機驅動輸出”等。2023/2/5（a）絕對地址尋址方式（b）符號地址尋址方式（c）絕對和符號同時尋址方式2023/2/58．狀態(tài)欄狀態(tài)欄位于主窗口的底部，它提供用戶在STEP7-Micro/WINSMART中執(zhí)行操作的相關信息。9．輸出窗口STEP7-Micro/WINSMART顯示的輸出窗口列出了最近編譯的POU和在編譯期間發(fā)生的所有錯誤，如圖所示。2023/2/510．狀態(tài)圖表狀態(tài)圖表用表格或趨勢圖來監(jiān)視、修改和強制程序執(zhí)行時指定變量的狀態(tài)，狀態(tài)圖表并不下載到PLC。11．變量表通過變量表可定義對特定POU局部有效的變量。12．數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊包含可向V存儲器地址分配數(shù)據(jù)值的數(shù)據(jù)頁。用下列方法之一訪問數(shù)據(jù)塊。任務實施【訓練工具、材料和設備】S7-200SMARTPLC安裝有編程軟件的電腦網(wǎng)線2023/2/51．硬件連接（編程設備直接與CPU連接）一、硬件連接與新建項目2023/2/5二、硬件組態(tài)1．硬件配置2023/2/5【例1-2】某系統(tǒng)硬件配置了CPUST40、1塊模擬量輸出信號板、1塊4點模擬量輸入模塊和1塊8點數(shù)字量輸入模塊，請在軟件中做好硬件組態(tài)，并說明所占用的地址。CPUST40的輸入、輸出地址分配見圖。SBAQ01（1AQ）只有一個模擬量輸出點，其起始地址為AQW12。EMAE04（4AI）的模擬量起始地址為AIW16，模擬量輸入模塊共有4路通道，此后地址為AIW18、AIW20、AIW22。EMDE08（8DI）的數(shù)字量輸入點的起始地址為I12.0，占IB12一字節(jié)。2023/2/52．以太網(wǎng)通信端口的設置2023/2/53．安全2023/2/54．啟動項組態(tài)2023/2/5三、編寫并編譯程序1、插入觸點（a）插入常開觸點（b）已經(jīng)插入的常開觸點（c）已輸入地址的常開觸點2023/2/52．添加線圈2023/2/5五、項目下載1．建立Micro/WINSMART編程軟件與CPU的通信連接。2023/2/52．設置計算機網(wǎng)卡的IP地址2023/2/53．下載程序2023/2/5六、運行和監(jiān)控程序仿真軟件可以在計算機或編程設備中模擬PLC運行和測試程序，就像運行在真實的PLC上一樣。S7-200SIM2.0仿真軟件是為S7-200系列PLC開發(fā)的，部分S7-200SMART程序也可以用S7-200SIM2.0進行仿真。任務拓展1.本軟件無需安裝，解壓縮后雙擊S7_200.exe即可使用；2.仿真前先用STEP7–Micro/WINSMART編程軟件編譯程序，編譯完成后在菜單欄“文件”里點擊“導出”命令，彈出一個“導出程序塊”的對話框，選擇存儲路徑，填寫文件名“起保停仿真程序”，文件的擴展名為“.awl”。2.打開S7-200SIM2.0仿真軟件，單擊圖示圖標的任意位置，輸入密碼“6596”，選擇菜單欄中的“配置”→“CPU型號”命令，彈出如圖所示的CPU型號設置對話框，選定所需的CPU，這里選擇CPU226（該仿真軟件沒有S7-200SMARTPLC型號，用CPU226替代），再單擊“Accept”（確定）按鈕即可。2023/2/53.裝載程序。單擊菜單欄中的“程序”→“裝載程序”命令，彈出“裝載程序”對話框，設置如圖所示，再單擊“確定”按鈕，彈出“打開”對話框，選中要裝載的程序“起保停仿真程序.awl”，最后單擊“打開”按鈕即可，此時程序已經(jīng)裝載完畢。2023/2/5加載成功后，在仿真軟件中的AWL、KOP和DB1觀察窗口中可以分別觀察到加載的語句表程序、梯形圖程序和數(shù)據(jù)塊。4.開始仿真。2023/2/5任務1.3電動機自鎖控制程序設計2023/2/5任務導入

三相異步電動機直接啟動的繼電接觸控制系統(tǒng)如圖所示，現(xiàn)要改用PLC來控制電動機的啟停。具體控制要求：當按下啟動按鈕SB2時，電動機啟動并連續(xù)運行；當按下停止按鈕SB1或熱繼電器FR動作時，電動機停止。2023/2/5相關知識一、數(shù)據(jù)類型1.數(shù)制

（1）二進制數(shù)二進制數(shù)的1位只能為0和1。用1位二進制數(shù)來表示開關量的兩種不同的狀態(tài)，線圈通電、常開觸點接通、常閉觸點斷開為1狀態(tài)（ON），反之為0狀態(tài)（OFF）。二進制位的數(shù)據(jù)類型為BOOL（布爾）型。多位二進制數(shù)用來表示大于1的數(shù)字。從右往左的第n位（最低位為第0位）的權值為2n。2#0000010010000110對應的十進制數(shù)為210+27+22+21=1158（2）十六進制數(shù)十六進制數(shù)用于簡化二進制數(shù)的表示方法，16個數(shù)為0～9和A～F（10～15），4位二進制數(shù)對應于1位十六進制數(shù)，例如2#10001111可以轉換為16#8F。十六進制數(shù)“逢16進1”，第n位的權值為16n。16#8F對應的十進制數(shù)為8161＋15160＝143。

（3）BCD碼（BinaryCodedDecimal）BCD碼用4位二進制數(shù)（或者1位十六進制數(shù)）表示1位十進制數(shù)。例如，1位十進制數(shù)9的BCD碼是1001。4位二進制數(shù)有16種組合，但BCD碼只用到前10個（0000～1001），后6個（1010～1111）沒有在BCD碼中使用。BCD碼1001011001110101對應的十進制數(shù)為9675?；緮?shù)據(jù)類型位數(shù)范圍布爾型Bool10或1字節(jié)型Byte80～255字型Word160～65535雙字型Dword320～（232-1）整型Int16-32768～+32767雙整型Dint32-231～（231-1）實數(shù)型Real32IEEE浮點數(shù)它是一位二進制，也是數(shù)據(jù)的最小單位。只有0和1兩個值，可以表示開關量的兩種狀態(tài)。8位二進制數(shù)組成1個字節(jié)。兩個字節(jié)組成1個字。兩個字組成1個雙字。應用與數(shù)學計算2數(shù)據(jù)格式及取值范圍2數(shù)據(jù)格式及取值范圍

（1）位：二進制位（bit）的數(shù)據(jù)類型為BOOL（布爾）。I3.4中的I表示輸入，3是字節(jié)地址，2是字節(jié)中的位地址（0～7）。

（2）字節(jié)

一個字節(jié)（Byte）由8個位數(shù)據(jù)組成，VB100由V100.0～V100.7這8位組成。（3）字和雙字

相鄰的兩個字節(jié)組成一個字（Word），相鄰的兩個字或4個字節(jié)組成一個雙字（DoubleWord）。用VB100的地址編號作為VW100和VD100的地址編號。組成字和雙字的編號最小的字節(jié)VB100為VW100和VD100的最高位字節(jié)。即低字節(jié)高字位，高字節(jié)低字位。字節(jié)、字和雙字都是無符號數(shù)，它們的數(shù)值用16#表示。16位整數(shù)INT和32位雙整數(shù)DINT都是有符號數(shù)。最高位為符號位。QB1QW0

Q1.7Q1.6Q1.5Q1.4Q1.3Q1.2Q1.1Q1.0Q0.7Q0.6Q0.5Q0.4Q0.3Q0.2Q0.1Q0.0QB0位字節(jié)字字、字節(jié)和字的關系VD10

VB10

VB11VB12VB13015VB10

VB11

0VW10

7VB100VB10

低位

高位

低位

高位

字節(jié)字雙字V10.7V10.6

V10.5V10.4V10.3V10.2V10.1V10.0雙字、字和字節(jié)的關系

（4）實數(shù)（REAL，32位浮點數(shù)），可以表示為1.m

2E，IEEE標準格式的浮點數(shù)的格式為1.m

2e，最高位為符號位。指數(shù)e=E+127，為8位正整數(shù)。第0～22位是尾數(shù)的小數(shù)部分m，第23～30位是指數(shù)部分e。在編程軟件中，用小數(shù)表示浮點數(shù)。

（5）字符串的數(shù)據(jù)類型為STRING，由若干個ASCII碼字符組成，第一個字節(jié)是字符串的長度（0～254），后面的每個字符占一個字節(jié)。字符串用雙引號表示，例如”LINE2”。2023/2/5數(shù)據(jù)類型的取值范圍二、數(shù)據(jù)存儲器編址（1）位地址編址。數(shù)據(jù)區(qū)存儲器位地址的編址方式為：[數(shù)據(jù)存儲區(qū)]+[字節(jié)地址].[位地址]，如圖所示，其中第0位為最低位（LSB），第7位為最高位（MSB）。2023/2/5（2）字節(jié)地址編址。相鄰的8位二進制數(shù)組成一字節(jié)。字節(jié)地址的編址方式為：[數(shù)據(jù)存儲區(qū)]+字節(jié)長度符B+[字節(jié)地址]，如圖所示，VB100表示由VB100.0～VB100.7這8位組成的字節(jié)。2023/2/5（3）字地址編址方式。兩個相鄰的字節(jié)組成一字。字地址的編址方式為：[數(shù)據(jù)存儲區(qū)]+字長度符W+[起始字節(jié)地址]，例如，VW100表示由VB100和VB101這2字節(jié)組成的字，如圖所示。2023/2/5（4）雙字地址編址方式。兩個相鄰的字組成一雙字。雙字地址編址方式為：[數(shù)據(jù)存儲區(qū)]+雙字長度符D+[起始字節(jié)地址]，例如，VB100表示由VB100～VB103這4字節(jié)組成的雙字，如圖所示。注意：①以組成字VW100和雙字VD100的起始字節(jié)地址VB100的地址作為VW100和VD100的地址。②遵循“高地址，低字節(jié)”的規(guī)律，組成VW100和VD100的起始字節(jié)地址VB100為VW100和VD100的最高有效字節(jié)，地址最大的字節(jié)為字和雙字的最低有效字節(jié)。2023/2/5【例1-3】如圖1-66所示，如果MD0=16#1F，那么，MB0、MB1、MB2、MB3的數(shù)值是多少？M0.0和M3.0是多少？【解】MD0是一雙字，它包含4字節(jié)，一字節(jié)包含2個十六進制位，因此MD0=16#1F=16#0000001F=2#00000000000000000000000000011111，由圖1-66可知，MB0=16#00，MB1=16#00，MB2=16#00，MB3=16#1F。由于MB0=16#00，所以MB0.0=0，由于MB3=16#1F=2#00011111，所以MB3.0=1。三、數(shù)據(jù)尋址

1．立即尋址

可以立即進行運算操作的數(shù)據(jù)叫立即數(shù)，對立即數(shù)直接讀寫的操作尋址稱為立即尋址。立即尋址可用于提供常數(shù)和設置初始值等。立即尋址的數(shù)據(jù)在指令中常以常數(shù)的形式出現(xiàn)，如表所示。2．直接尋址

直接尋址是指在指令中直接使用存儲器或寄存器地址，直接尋址指定了存儲器的區(qū)域、長度和位置，直接到指定區(qū)域讀取或寫入數(shù)據(jù)。直接尋址有位、字節(jié)、字和雙字等尋址格式，如I3.4。3．間接尋址

間接尋址是指用指針來訪問存儲區(qū)的數(shù)據(jù)。間接尋址可用于訪問I、Q、V、M、S、AI、AQ、SM，以及T和C的當前值。不能訪問單個位（bit）地址、HC、L存儲區(qū)和累加器。四、

數(shù)據(jù)存儲區(qū)的類型1．與實際輸入/輸出信號相關的輸入/輸出映象區(qū)

（1）輸入過程映像寄存器（I）：外部輸入電路接通時對應的過程映像輸入寄存器為ON（1狀態(tài)），反之為OFF（0狀態(tài)）。

（2）輸出過程映像寄存器（Q）：梯形圖中Q0.0的線圈“通電”時，輸出模塊中對應的硬件繼電器的常開觸點閉合。

（3）模擬量輸入過程映像寄存器：AI模塊將模擬量按比例轉換為一個字的數(shù)字量。AI地址應從偶數(shù)字節(jié)開始（例如AIW2），AI為只讀數(shù)據(jù)。

（4）模擬量輸出過程映像寄存器：AQ模塊將一個字的數(shù)字值按比例轉換為電流或電壓。AQ地址應從偶數(shù)字節(jié)開始（例如AQW2），用戶不能讀取AQ。

四、

數(shù)據(jù)存儲區(qū)的類型

2．內部數(shù)據(jù)存儲區(qū)

（1）標志存儲器（M）：標志存儲器，用作內部控制繼電器來存儲操作的中間狀態(tài)或其他控制信息。可以按位、字節(jié)、字或雙字來存取M區(qū)數(shù)據(jù)。（2）特殊存儲器（SM）：它提供了在CPU和用戶程序之間傳遞信息的一種方法。可以使用這些位來選擇和控制CPU的某些特殊功能。SM0.0一直為ON；SM0.1僅在執(zhí)行用戶程序的第一個掃描周期為ON。

（3）變量存儲器（V）：它用來存儲程序執(zhí)行過程中控制邏輯操作的中間結果，也可以用它來存儲與過程或任務相關的其他數(shù)據(jù)。

（4）定時器存儲器（T）：用于時間累計。（5）計數(shù)器存儲器（C）：計數(shù)器用來累計其計數(shù)脈沖上升沿的次數(shù)。計數(shù)器位用來描述計數(shù)器的觸點的狀態(tài)。

四、

數(shù)據(jù)存儲區(qū)的類型

2．內部數(shù)據(jù)存儲區(qū)（6）高速計數(shù)器（HC）：用來累計比CPU的掃描速率更快的事件。當前值為32位有符號整數(shù)。

（7）累加器（AC0～AC3）：32位，可以按字節(jié)、字和雙字來訪問累加器中的數(shù)據(jù)。按字節(jié)、字只能訪問累加器的低8位或低16位。常用于向子程序傳遞參數(shù)和從子程序返回參數(shù)，或用來臨時保存中間的運算結果。

（8）局部存儲器（L）：各POU都有自己的64字節(jié)的局部存儲器，僅僅在它被創(chuàng)建的POU中有效。作為暫時存儲器，或給子程序傳遞參數(shù)。（9）順序控制繼電器（S）：用于順序控制編程，實現(xiàn)控制程序的邏輯分段?？梢园次?、字節(jié)、字或雙字訪問S存儲器。

五、輸入過程映像寄存器I和輸出過程映像寄存器Q1．輸入過程映像寄存器I五、輸入過程映像寄存器I和輸出過程映像寄存器Q2．輸出過程映像寄存器Q六、S7-200SMART的編程語言IEC61131-3標準的5種編程語言：1)順序功能圖(SequentialFunctionChart)；2)梯形圖(LadderDiagram，LAD)；3)功能塊圖(FunctionBlockDiagram，F(xiàn)BD)；4)指令表(InstructionList)，西門子叫語句表（STL)；5)結構文本(StructuredText)。六、S7-200SMART的編程語言1．順序功能圖（SFC）

順序功能圖是一種位于其他編程語言之上的圖形語言，它主要用來編制順序控制程序，主要由步、有向連線、轉換條件和動作組成。2.梯形圖（LAD）

程序被劃分為若干個程序段，一個程序段只能有一塊獨立電路。觸點接通時有“能流”流過線圈?！澳芰鳌敝荒軓淖笙蛴伊鲃印Ｌ菪螆D編程注意事項如下。（1）每個程序段必須以一個觸點開始，以線圈或方框終止邏輯程序段。（2）梯形圖中的觸點、線圈和方框不是物理意義上的實物元器件，而是由電子電路和存儲器組成的虛擬器件，又稱為“軟元件”。（3）梯形圖每一個程序段中并沒有真正的電流流過。

（4）PLC在執(zhí)行程序時，每次執(zhí)行一個程序段，順序為從左至右，然后自頂部至底部一個程序段一個程序段掃描執(zhí)行，一旦CPU到達程序的結尾，就又回到程序的頂部重新開始執(zhí)行，即PLC是串行周期掃描工作方式。2023/2/53．語句表（STL）

語句表是使用文本形式的STL指令助記符和參數(shù)來創(chuàng)建程序的編程語言。語句表由助記符和操作數(shù)構成。采用助記符來表示操作功能，操作數(shù)是指定的存儲器地址。圖三種編程語言的顯示方式4．功能塊圖（FBD）

功能塊圖是采用邏輯門電路的編程語言，有數(shù)字電路基礎的人很容易掌握。功能塊圖指令由輸入、輸出段及邏輯關系函數(shù)組成。2023/2/5七、標準觸點指令與線圈輸出指令1．觸點裝載指令與線圈輸出指令指令說明如下。①每個邏輯運算開始都需要裝載指令LD或取非裝載指令LDN。②=是對Q、V、M、SM、S、定時器T、計數(shù)器C的線圈進行驅動的指令，不能用于驅動輸入過程映像寄存器I。=指令可以連續(xù)使用多次，相當于電路中多個線圈的并聯(lián)形式。③在梯形圖中，同一地址的線圈不能出現(xiàn)多次。2023/2/5

LD、LDN、=指令舉例2023/2/52．觸點串聯(lián)指令指令說明如下。①A指令完成邏輯“與”運算，AN指令完成邏輯“與非”運算。②單個串聯(lián)指令可以連續(xù)使用。③在=之后，通過串聯(lián)觸點對其他線圈指令使用=指令，稱為連續(xù)輸出。④若兩個以上觸點并聯(lián)后與其他支路串聯(lián)，則需要用到后面介紹的ALD指令。2023/2/5

A、AN指令舉例2023/2/53．觸點并聯(lián)指令指令說明如下。①O指令完成邏輯或運算，ON指令完成邏輯或非運算。②

O、ON指令可以連續(xù)使用。③

若兩個以上觸點串聯(lián)后與其他支路并聯(lián)，則需要用到后面介紹的OLD指令。2023/2/5

OR、ORI指令舉例任務實施【訓練工具、材料和設備】電動機1臺按鈕2個熱繼電器1個通用電工工具1套導線若干接觸器1個PLC1臺繼電接觸器控制的電路PLC的外部硬件接線編寫程序+主電路不變+

PLC實現(xiàn)電動機自鎖控制思想2023/2/51．硬件電路主電路不變2023/2/52．程序設計停止按鈕接常開觸點熱繼電器接常開觸點2023/2/5停止按鈕接常閉觸點熱繼電器接常開觸點2023/2/5監(jiān)控運行

在STEP7-Micro/WINSMART編程軟件中單擊下拉菜單“調試”→“程序狀態(tài)”就可以監(jiān)控PLC程序運行過程中I/O狀態(tài)、數(shù)據(jù)值和邏輯運算結果，如圖所示。2023/2/5知識拓展一、置位與復位指令如果I0.0和I0.1同時閉合，會出現(xiàn)什么情況？如果I0.0和I0.1同時閉合，會出現(xiàn)什么情況？2023/2/5二、利用置位和復位指令實現(xiàn)電動機的自鎖控制2023/2/5三、置位和復位優(yōu)先雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器指令指令說明。①SR（置位優(yōu)先雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器）是一種置位優(yōu)先鎖存器。如果置位（S1）和復位（R）信號均為真，則輸出（OUT）為真；如果置位（S1）和復位（R）信號均為假，則輸出（OUT）保持先前狀態(tài)。②RS（復位優(yōu)先雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器）是一種復位優(yōu)先鎖存器。如果置位（S）和復位（R1）信號均為真，則輸出（OUT）為假；如果置位（S1）和復位（R）信號均為假，則輸出（OUT）保持先前狀態(tài)。③SR指令和RS指令不適用于STL。2023/2/5如果I0.0=ON，I0.1=ON，則Q0.0=ON。如果I0.0=ON，I0.1=ON，則Q0.1=OFF。傳統(tǒng)繼電器控制與PLC控制的比較PLC控制PLC控制繼電器控制繼電器控制繼電器控制采用硬接線實現(xiàn)繼電器的接線改變——控制功能改變依靠觸點的機械動作實現(xiàn)控制,毫秒級PLC控制采用程序實現(xiàn)PLC的用戶程序改變——控制功能改變由程序控制半導體電路實現(xiàn)控制，微秒級2023/2/5任務1.4樓梯照明控制程序設計雙控開關任務導入圖示為一個樓梯結構示意圖，樓上和樓下分別有兩個開關LS1和LS2，它們共同控制燈LP1和LP2的點亮和熄滅。在樓下，按LS2開關，可以把燈點亮，當上到樓上時，按LS1開關可以將燈熄滅，反之亦然。通常可以采用如右圖所示的雙控開關進行控制。2023/2/5一、標志存儲器MS7-200SMART的標志存儲器只有32字節(jié)，其編程地址范圍為M0.0～M31.7，共256個，它可以按字節(jié)、字、雙字來存儲數(shù)據(jù)。如果不夠用，可以用變量存儲器V來代替標志存儲器M。

標志存儲器分普通型標志存儲器和斷電保持型標志存儲器兩種。普通型標志存儲器一旦PLC掉電，其存儲的數(shù)據(jù)就會丟失，而斷電保持型標志存儲器通過“系統(tǒng)塊”設置斷電保持范圍，斷電后存儲的數(shù)據(jù)會永久保存。2023/2/5斷電保持區(qū)的設置默認情況下，CPU中并未定義斷電保持區(qū)域，但可通過編程軟件中的“系統(tǒng)塊”組態(tài)保持范圍。2023/2/5利用上述所設置斷電保持型標志存儲器保持范圍的方法，設計如圖所示的一個路燈控制程序。路燈控制程序位號含

義位號含

義SM0.0該位始終為1SM1.0操作結果為0時置1SM0.1首次掃描時為1，以后為0SM1.1結果溢出或非法數(shù)值時置1SM0.2保持數(shù)據(jù)丟失時為1SM1.2結果為負數(shù)時置1SM0.3開機上電進行RUN時為1一個掃描周期SM1.3被0除時置1SM0.4時鐘脈沖：周期為1min，30s閉合/30s斷開SM1.4超出表范圍時置1SM0.5時鐘脈沖：周期為1s，0.5s閉合/0.5s斷開SM1.5空表時置1SM0.6時鐘脈沖：閉合一個掃描周期，斷開一個掃描周期SM1.6BCD到二進制轉換出錯時置1SM0.7開關放置在RUN位置時為1SM1.7ASCII到十六進制轉換出錯時置1特殊存儲器位及含義在S7-200SMARTPLC中有些輔助繼電器具有特殊功能或存儲系統(tǒng)的狀態(tài)變量、有關的控制參數(shù)和信息，稱之為特殊標志繼電器。二、特殊存儲器SM2023/2/5三、或裝載指令和與裝載指令指令說明如下。（1）兩個或兩個以上觸點串聯(lián)形成的電路叫串聯(lián)電路塊。當串聯(lián)電路塊與前面的電路并聯(lián)時，使用OLD指令。（2）兩個或兩個以上觸點并聯(lián)形成的電路叫并聯(lián)電路塊。當并聯(lián)電路塊與前面的電路串聯(lián)時，使用ALD指令。（3）OLD、ALD指令均無操作。（4）串聯(lián)電路塊和并聯(lián)電路塊的分支開始都用LD、LDN指令，分支結束用OLD或ALD指令。（5）多個電路塊并聯(lián)時，可以分別使用OLD指令。多個電路塊串聯(lián)時，可以分別使用ALD指令。2023/2/5LDANDOLDOLDALD任務實施【訓練工具、材料和設備】通用電工工具1套導線若干PLC1臺開關2個燈2盞2023/2/51．硬件電路樓梯燈控制的I/O接線2023/2/52．程序設計樓梯燈控制程序2023/2/5知識拓展一、梯形圖的特點（1）梯形圖按自上而下、從左到右的順序排列。程序按從左到右、從上到下的順序執(zhí)行。每個線圈（或方框）為一個邏輯行，即一層階梯。每一邏輯行開始于左母線，然后是觸點的連接，最后終止于線圈（或方框）。（2）在梯形圖中，每個繼電器均為存儲器中的一位，稱“軟繼電器”。當存儲器狀態(tài)為“1”時，表示該繼電器線圈得電，其常開觸點閉合或常閉觸點斷開。（3）梯形圖兩端的母線并非實際電源的兩端，而是“概念”電流，即能流。能流只能從左到右流動。（4）在梯形圖中，前面所有繼電器線圈為一個邏輯執(zhí)行結果，被后面邏輯操作利用。（5）在梯形圖中，除了輸入繼電器沒有線圈，只有觸點外，其他繼電器既有線圈，又有觸點。2023/2/5二、梯形圖的編程規(guī)則1．觸點放置規(guī)則

每個程序段必須以一個觸點開始。

程序段不能以觸點終止。2．線圈放置規(guī)則

程序段不能以線圈開始；線圈用于終止邏輯程序段。

一個程序段可有若干個線圈，只要線圈位于該特定程序段的并行分支上。

不能在程序段上串聯(lián)一個以上線圈（即不能在一個程序段的一條水平線上放置多個線圈）。2023/2/53．方框放置規(guī)則如果方框有ENO，其后可以繼續(xù)放指令同一梯級中，可以串聯(lián)若干個帶ENO的方框同一梯級中，如果能流能流通，則方框變成藍色；如果沒有能流，則變?yōu)榛疑蝗绻芰髟趥鬟f過程中某個方框指令出錯，則該方框變成紅色。2023/2/5方框和線圈可以并聯(lián)是開路能流指示器，指示程序段存在開路情況。只有解決開路問題，程序段才能編譯成功。是可選能流指示器，用于指令的級連，表示可將其他梯形圖元件附加到該位置。2023/2/54．梯形圖應體現(xiàn)“左重右輕”、“上重下輕”的原則。梯形圖“左重右輕”、“上重下輕”原則變換5．雙線圈輸出不可用。2023/2/5任務1.5電動機單按鈕啟停控制程序設計2023/2/5任務導入

設計一個只用一個按鈕控制電動機啟停的電路，即第一次按下該按鈕，電動機啟動，第二次按下該按鈕，電動機停止，其外圍電路如圖所示。主電路2023/2/5相關知識脈沖輸出指令2023/2/5指令用法如下。（1）EU（上升沿）指令用于檢測正跳變。該指令僅在輸入信號由0變?yōu)?時，輸出一個掃描周期的脈沖。（2）ED（下降沿）指令用于檢測負跳變。該指令僅在輸入信號由1變?yōu)?時，輸出一個掃描周期的脈沖。（3）因為EU和ED指令需要斷開到接通或接通到斷開轉換，所以對于開機時就為接通狀態(tài)的輸入條件，EU、ED指令不執(zhí)行。（4）EU、ED指令常與S/R指令聯(lián)用。任務實施【訓練工具、材料和設備】電動機1臺按鈕1個熱繼電器1個通用電工工具1套導線若干接觸器1個PLC1臺2023/2/52023/2/5知識拓展1．控制要求

某臺設備有兩臺電動機M1和M2，接觸器分別接PLC的輸出端口Q0.0和Q0.1，啟動/停止按鈕分別接PLC的輸入端口I0.0和I0.1。為了減小兩臺電動機同時啟動對供電電路的影響，讓M2延時啟動。按下啟動按鈕，M1啟動，延緩幾秒鐘后，松開啟動按鈕，M2才啟動；按下停止按鈕，M1先停止，延緩幾秒鐘后，M2才停止。當電動機發(fā)生過載時，電動機停止運行。2023/2/52．電氣原理圖設計兩臺電機順序啟動控制的電氣原理圖2023/2/53．程序設計兩臺電動機順序啟動程序2023/2/5任務1.63臺電動機順序啟動控制程序設計2023/2/5任務導入某設備有3臺電動機，控制要求：按下啟動按鈕，第一臺電動機M1啟動，運行5s后，第二臺電動機M2啟動，M2運行10s后，第三臺電動機M3啟動；按下停止按鈕，3臺電動機全部停止。在啟動過程中，指示燈閃爍，在運行過程中，指示燈常亮。2023/2/5相關知識

定時器指令是用于計時控制的指令。在S7-200SMART系列PLC中，按工作方式的不同，可以將定時器分為通電延時型定時器、保持型通電延時定時器和斷電延時型定時器三大類。1.指令格式與功能說明2023/2/5定時器指令格式說明S7-200SMARTPLC共有256個定時器，編號范圍為T0～T255，數(shù)據(jù)類型為WORD。運行條件輸入端，它決定定時器能否開始工作，其數(shù)據(jù)類型為BOOL。定時器的計時預置值或存放預置值的地址，其數(shù)據(jù)類型為INT（16位有符號整數(shù)），允許設定的最大值為32767。S7-200SMARTPLC有TON、TONR、TOF3種定時器。定時器提供1ms、10ms、100ms3種時基。2023/2/5定時器指令使用說明。①TON和TOF定時器的編號范圍相同，但同一個定時器編號不能同時用于TON和TOF定時器。②定時器的時基由定時器的編號決定，見表。2023/2/5③定時時間的計算公式如下。T=PT×S式中，T表示定時時間；PT表示預置值；S表示時基。④定時器指令實際由一個16位預置值寄存器、一個16位當前值寄存器和1位狀態(tài)位組成。預置值寄存器用來存儲預置值；當前值寄存器用于存儲定時器開始計時后任一時刻的刷新次數(shù)；狀態(tài)位反映定時器觸點的狀態(tài)。⑤定時器計時實際上是對時基為1ms、10ms、100ms的脈沖周期進行計數(shù)，其計數(shù)值存放于當前值寄存器中（16位，數(shù)值范圍是1～32767）。2023/2/52．通電延時型定時器TON012345678910通電延時型定時器2023/2/5012345678910通電延時型定時器3．保持型通電延時定時器TONR6s4s2023/2/50123456789104．斷電延時型定時器TOF斷電延時型定時器2023/2/55．定時器時基對定時器狀態(tài)位和當前值更新時間的影響（1）1ms定時器。1ms定時器的當前值每隔1ms刷新一次。定時器的狀態(tài)位和當前值的更新與掃描周期不同步。掃描周期大于1ms時，定時器的狀態(tài)位和當前值在該掃描周期內更新多次。（2）10ms定時器。定時器的位和當前值在每個掃描周期開始時更新。定時器的位和當前值在整個掃描期間保持不變。掃描期間累積的時間間隔會在每次掃描開始時加到當前值上。（3）100ms定時器。對于分辨率為100ms的定時器，定時器位和當前值在指令執(zhí)行時更新；因此，確保在每個掃描周期內程序僅執(zhí)行100ms定時器指令一次，這樣才能保證定時器的定時正確。2023/2/5結論：用本身觸點激勵輸入的定時器，時基為1ms和10ms時不能可靠工作，一般不宜使用本身觸點作為激勵輸入。若將自激勵改成非自激勵，無論何種時基都能正常工作。

(a)自激勵輸入的錯誤程序(b)非自激勵輸入的正確程序

定時時間到，1ms的定時刷新，使定時器狀態(tài)位置1，常閉觸點斷開，當前值復位，定時器狀態(tài)位立即復位，因此輸出線圈Q0.0一般不會得電。使用常閉觸點Q0.0作為定時器使能輸入，這樣可確保輸出Q0.0在每次定時器達到預置值時得電，無論何種時基的定時器都能正常工作。任務實施【訓練工具、材料和設備】電動機3臺按鈕2個熱繼電器3個通用電工工具1套導線若干接觸器3個PLC1臺2023/2/51.硬件電路電動機順序控制原理2023/2/52．程序設計電動機順序啟動程序2023/2/5知識拓展一、定時器接力程序定時器的接力程序2023/2/5二、閃爍程序閃爍程序T50和T51可以產生一個周期可調的方波信號，注意，如果用其他時基的定時器，需要將T51的常閉觸點修改為Q0.的常閉觸點。2023/2/5三、延時接通/斷開程序延時接通/斷開程序2023/2/5四、用程序狀態(tài)監(jiān)控和調試程序1．梯形圖程序狀態(tài)監(jiān)控梯形圖程序監(jiān)控畫面用藍色方塊表示觸點閉合或線圈得電。單擊程序編輯器工具欄中的“程序狀態(tài)”按鈕

，開始啟用程序狀態(tài)監(jiān)控。2023/2/52．語句表程序狀態(tài)監(jiān)控語句表程序監(jiān)控畫面操作數(shù)1所在列顯示的是對應指令中位地址的狀態(tài)或當前值操作數(shù)2所在列顯示的是定時器的預置值操作數(shù)3的右邊一列是邏輯堆棧中的值，最右邊一列是方框指令的使能輸出位（ENO）的狀態(tài)。2023/2/53．梯形圖調試在沒有實際的I/O連線時，可以利用強制功能調試程序。（a）“強制”窗口

（b）強制后的程序狀態(tài)強制圖標2023/2/5五、用狀態(tài)圖表監(jiān)控程序1．創(chuàng)建狀態(tài)圖表狀態(tài)圖表是用于監(jiān)控、寫入或強制指定地址數(shù)值的表格。狀態(tài)圖表上方有一排快捷按鈕，快捷按鈕的功能如圖。創(chuàng)建的監(jiān)控狀態(tài)圖表

地址列：填寫被監(jiān)控數(shù)據(jù)的地址或符號名

格式列：選擇被監(jiān)控數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型。

當前值：被監(jiān)控數(shù)據(jù)在CPU中的當前值。

新值：用戶準備寫入被監(jiān)控數(shù)據(jù)地址的數(shù)值。2023/2/5（1）手寫創(chuàng)建狀態(tài)圖表

雙擊項目樹的“狀態(tài)圖表”文件夾中的“圖表1”圖標，彈出狀態(tài)圖表，此時狀態(tài)圖表是空的，并無變量，需要手動輸入要監(jiān)控的變量。在狀態(tài)圖表的“地址”列鍵入要監(jiān)控的變量的絕對地址或符號地址，可以用“格式”列隱藏的下拉式列表

來改變變量格式，或采用默認的顯示格式。2023/2/5（2）通過一段程序代碼創(chuàng)建狀態(tài)圖表程序代碼構建的狀態(tài)圖表

單擊程序編輯器中程序段左邊的灰色序號區(qū)，高亮顯示所選的程序段，單擊鼠標右鍵，在快捷菜單中選擇“創(chuàng)建狀態(tài)圖表”，STEP7-Micro/WINSMART編程軟件自動創(chuàng)建一個新的狀態(tài)圖表，如圖所示。2023/2/52．狀態(tài)圖表監(jiān)控

單擊狀態(tài)圖表工具欄上的“讀取”

按鈕，獲得監(jiān)控值的單次快照，并在狀態(tài)表中將當前數(shù)值顯示出來。單擊狀態(tài)圖表工具欄上的“圖表狀態(tài)”

按鈕該按鈕被“按下”（按鈕背景變?yōu)辄S色），啟動狀態(tài)圖表的監(jiān)控功能，連續(xù)監(jiān)控PLC中的數(shù)據(jù)。狀態(tài)圖表監(jiān)控程序畫面2023/2/5“趨勢視圖”是通過隨時間變化的PLC數(shù)據(jù)繪圖來連續(xù)跟蹤狀態(tài)數(shù)據(jù)。在圖表監(jiān)控功能狀態(tài)下，單擊狀態(tài)圖表工具欄上的“趨勢視圖”按鈕（按鈕背景變?yōu)辄S色），打開“趨勢視圖”監(jiān)控畫面，可以在畫面中更直觀地觀察數(shù)字量信號的邏輯時序或模擬量信號的變化趨勢，如圖所示。趨勢視圖畫面2023/2/5六、用狀態(tài)圖表調試程序

要強制新值，在“狀態(tài)圖表”的“新值”列中輸入值，例如，在I0.2對應的“新值”列中輸入2#1，然后單擊狀態(tài)圖表工具欄中的“強制”按鈕

，“當前值”列前面出現(xiàn)強制鎖定符號

，說明I0.2被強制為1，此時其他位以及定時器的當前值發(fā)生變化，并顯示在“當前值”列中，如圖所示。狀態(tài)圖表強制畫面“強制”功能只允許強制任意或全部I/O點，“強制”的優(yōu)先級別要高于“寫入”。2023/2/5“寫入”功能允許將一個或多個數(shù)據(jù)寫入PLC中的變量。輸入圖示程序對應的狀態(tài)圖表中“新值”列的數(shù)據(jù)，即M0.0鍵入新值1，定時器T50的預置值VW0鍵入新值70。（a）鍵入新值畫面（b）寫入新值后狀態(tài)圖表的畫面寫入按鈕2023/2/5任務1.7產品出入庫數(shù)量監(jiān)控程序設計2023/2/5任務導入

有一個小型倉庫，需要每天統(tǒng)計存放進來的產品的數(shù)量。倉庫結構示意圖如圖所示，在倉庫的入、出口處均設置有檢測產品的光電傳感器。當有產品入庫，即I0.0閉合時，倉庫內的產品數(shù)量加“1”，當產品出庫，即I0.1閉合時，倉庫貨物總數(shù)減“1”，當倉庫內的產品數(shù)量達到30

000時，開始閃爍報警。倉庫結構示意圖2023/2/5相關知識1.指令格式與功能說明計數(shù)器C用于記錄某個信號的脈沖數(shù)。計數(shù)器C按計數(shù)方式有3種：加計數(shù)器、減計數(shù)器、加/減計數(shù)器，它