西门子S7-200-SMART-PLC编程及应用教程

第四周第1章基本指令的编程及应用本章要点•PLC简介•软件的安装及使用•位逻辑指令•电动机点动运行的PLC控制•电动机连续运行的PLC控制•定时器及计数器指令•电动机星三角起动的PLC控制•电动机循环起停的PLC控制第1章基本指令的编程及应用1.1PLC简介本节要点•PLC的产生及定义•PLC的特点及发展•PLC的分类及应用•PLC的结构与工作过程•PLC的编程语言•S7-200SMARTPLC硬件•编程及仿真软件一、PLC的产生及定义PLC产生：1.1PLC简介20世纪60年代，当时的工业控制主要是由继电器-接触器组成的控制系统。继电器-接触器控制系统存在着设备体积大，调试维护工作量大，通用及灵活性差，可靠性低，功能简单，不具有现代工业控制所需要的数据通信、网络控制等功能。1968年，美国通用汽车制造公司（GM）为了适应汽车型号的不断翻新，试图寻找一种新型的工业控制器，以解决继电器-接触器控制系统普遍存在的问题。因而设想把计算机的完备功能、灵活及通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，制成一种适合于工业环境的通用控制装置，并把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化，使不熟悉计算机的人也能方便地使用。1969年，美国数字设备公司（DEC）根据通用汽车公司的要求首先研制成功第一台可编程序控制器，称之为“可编程序逻辑控制器”（ProgrammableLogicController，PLC），并在通用汽车公司的自动装置线上试用成功，从而开创了工业控制的新局面。一、PLC的产生及定义PLC定义：1.1PLC简介一、PLC的产生及定义常用的PLC外形1.1PLC简介二、PLC的特点及发展1、编程简单，容易掌握。2、功能强，性价比高。3、硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强。4、可靠性高，抗干扰能力强。5、系统的设计、安装、调试及维护工作量少。6、体积小、重量轻、功耗低。PLC特点：1.1PLC简介二、PLC的特点及发展PLC的主要发展趋势主要有：（1）产品规模向大、小两个方向发展。中、高档PLC向大型、高速、多功能方向发展；低档PLC向小型、模块化结构发展，增加了配置的灵活性，降低了成本。（2）PLC在闭环过程控制中应用日益广泛。（3）集中控制与网络连接能力加强。（4）不断开发适应各种不同控制要求的特殊PLC控制模块。（5）编程语言趋向标准化。（6）发展容错技术，不断提高可靠性。（7）追求软硬件的标准化。PLC发展：1.1PLC简介三、PLC的分类及应用PLC分类：1、按结构特点分：整体式、模块式。2、按控制规模分：微型、小型、中型、大型。3、按控制性能分：低挡机、中挡机、高挡机。1.1PLC简介二、PLC的分类及应用PLC应用：1、数字量控制。2、运动量控制。3、闭环过程控制。4、数据处理。5、通信联网。1.1PLC简介四、PLC的结构及工作过程PLC结构：1.1PLC简介四、PLC的结构及工作过程PLC工作过程：1.1PLC简介五、PLC的编程语言1、梯形图2、语句表3、功能块图4、顺序功能图5、结构文本1.1PLC简介六、S7-200SMARTPLC硬件1.1PLC简介CPU模块以太网端口通信与运行状态指示灯输入端子排RS-485通信端口信号板输入点状态LEDMicroSD卡插槽输出点状态LED1.CPU模块六、S7-200SMARTPLC硬件1.1PLC简介1.CPU模块六、S7-200SMARTPLC硬件1.1PLC简介2.数字量扩展模块六、S7-200SMARTPLC硬件1.1PLC简介2.数字量扩展模块六、S7-200SMARTPLC硬件1.1PLC简介2.数字量扩展模块六、S7-200SMARTPLC硬件1.1PLC简介3.模拟量扩展模块六、S7-200SMARTPLC硬件1.1PLC简介4.信号板编程软件：七、编程及仿真软件1.1PLC简介七、编程及仿真软件仿真软件：1.1PLC简介1.2软件安装及使用本节要点•掌握编程软件的安装•掌握仿真软件的安装•掌握编程及仿真软件的使用一、实训任务1、STEP7-Micro/WINSMART编程软件的安装。2、仿真软件的安装。3、编程及仿真软件的使用。1.2软件安装及项目创建二、实训步骤1、编程软件的安装使用1.2软件安装及项目创建二、实训步骤1、编程软件的安装与使用1.2软件安装及项目创建1）打开和关闭窗口2）窗口的浮动与停靠3）窗口的合并4）窗口高度的调整5）窗口的隐藏与停靠6）帮助功能的使用二、实训步骤2、仿真软件的安装使用1.2软件安装及项目创建二、实训步骤2、仿真软件的安装使用1.2软件安装及项目创建1）在编辑软件中将编写好的程序导出2）打开仿真软件并导入文件3）硬件设置4）运行5）模拟调试程序6）监视变量1.3位逻辑指令本节要点•触点指令•输出指令•逻辑堆栈指令•取反指令•置复位和触发器指令•跳变指令•立即指令一、触点指令1.3位逻辑指令LD指令称为初始装载指令，由常开触点和位地址构成。LDN指令称为初始装载非指令，由常闭触点和位地址构成。讲解：一、触点指令1.3位逻辑指令A（And）指令又称为“与”指令，由串联常开触点和其位地址组成。AN（AndNot）指令又称为“与非”指令，由串联常闭触点和其位地址组成。讲解：一、触点指令1.3位逻辑指令O（Or）指令又称为“或”指令，由并联常开触点和其位地址组成。ON（OrNot）指令又称为“或非”指令，由并联常闭触点和其位地址组成。讲解：一、触点指令1.3位逻辑指令示例：一、触点指令1.3位逻辑指令示例：二、输出指令1.3位逻辑指令输出线圈：输出指令（=）对应于梯形图中的线圈，由线圈和位地址构成。二、输出指令1.3位逻辑指令示例：三、逻辑堆栈指令1.3位逻辑指令1、或装载指令或装载指令OLD（OrLoad）指令又称为串联电路块并联指令，由助记符OLD表示。它对逻辑堆栈最上面两层中的二进制位进行“或”运算，运算结果存入栈顶。与装载指令ALD（AndLoad）指令又称为并联电路块串联指令，由助记符ALD表示。它对逻辑堆栈最上面两层中的二进制位进行“与”运算，运算结果存入栈顶。。2、与装载指令三、逻辑堆栈指令1.3位逻辑指令示例：三、逻辑堆栈指令1.3位逻辑指令3、其他逻辑堆栈操作指令逻辑进栈（LogicPush，LPS）指令复制栈顶（即第一层）的值并将其压入逻辑堆栈的第二层，逻辑堆栈中原来的数据依次向一层推移，逻辑堆栈最底层的值被推出并丢失。逻辑读栈（LogicRead，LRD）指令将逻辑堆栈第二层的数据复制到栈顶，原来的栈顶值被复制值替代。第2层～第32层的数据不变。逻辑出栈（LogicPop，LPP）指令将栈顶值弹出，逻辑堆栈各层的数据向上移动一层，第二层的数据成为新的栈顶值。可以用语句表程序状态监控查看逻辑堆栈中保存的数据。三、逻辑堆栈指令1.3位逻辑指令示例：三、逻辑堆栈指令1.3位逻辑指令示例：四、取反指令1.3位逻辑指令NOT指令为触点取反指令（输出反相），在梯形图中用来改变能流的状态。取反触点左端逻辑运算结果为1时（即有能流），触点断开能流，反之能流可以通过。五、置复位和触发器指令1.3位逻辑指令S（Set）指令也称为置位指令，其梯形图如图1-33a所示，由置位线圈、置位线圈的位地址（bit）和置位线圈数目（n）构成。R（Reset）指令又称为复位指令，其梯形图如图1-35a所示，由复位线圈、复位线圈的位地址（bit）和复位线圈数目（n）构成。1、置复位指令五、置复位和触发器指令1.3位逻辑指令1、置复位指令置复位线圈数目是从指令中指定的位元件开始，共有n（1～255）个。五、置复位和触发器指令1.3位逻辑指令2、触发器指令SR指令也称置位/复位触发器（SR）指令，由置位/复位触发器助记符SR、置位信号输入端S1、复位信号输入端R、输出端OUT和线圈的位地址bit构成。RS指令也称复位/置位触发器（RS）指令，由复位/置位触发器助记符RS、置位信号输入端S、复位信号输入端R1、输出端OUT和线圈的位地址bit构成。五、置复位和触发器指令1.3位逻辑指令2、触发器指令六、跳变指令1.3位逻辑指令1、上升沿指令EU（EdgeUp）指令是正跳变触点指令（又称上升沿检测器，或称为正跳变指令，常开触点加上升沿检测指令助记符P构成。2、下降沿指令ED（EdgeDown）指令是负跳变触点指令（又称为下降沿检测器，或称为负跳变指令，由常开触点加下降沿检测指令助记符N构成。六、跳变指令1.3位逻辑指令七、立即指令1.3位逻辑指令1、立即触点指令在每个标准触点指令的后面加“I（Immediate）”即为立即触点指令。该指令执行时，将立即读取物理输出点的值，但是不刷新对应映像寄存器的值。用法：LDIbit2、=I立即输出指令用立即指令访问输出点时，把栈顶值立即复制到指令所指的物理输出点，同时，相应的输出映像寄存器的内容也被刷新。用法：=Ibit七、立即指令1.3位逻辑指令3、SI立即置位指令用立即置位指令访问输出点时，从指令所指出的位（bit）开始的N个（最多255个）物理输出点被立即置位，同时，相应的输出映像寄存器的内容也被刷新。用法：SIbit，N4、RI立即复位指令用立即复位指令访问输出点时，从指令所指出的位（bit）开始的N个（最多255个）理输出点被立即复位，同时，相应的输出映像寄存器的内容也被刷新。用法：RIbit，N1.4电动机点动运行的PLC控制本节要点•掌握触点指令和输出指令的应用•掌握S7-200SMART输入/输出接线方法•掌握项目的创建方法及下载方法•掌握PLC的控制过程一、实训任务用S7-200SMARTPLC实现三相异步电动机的点动运行控制。1.4电动机点动运行的PLC控制二、实训步骤1、继电器—接触器控制原理分析1.4电动机点动运行的PLC控制电动机点动运行控制电路图二、实训步骤2、I/O分配1.4电动机点动运行的PLC控制二、实训步骤3、原理图绘制电动机的点动运行控制PLC硬件原理图1.4电动机点动运行的PLC控制二、实训步骤4、创建工程项目生成的梯形图1.4电动机点动运行的PLC控制二、实训步骤5、软件仿真6、硬件连接1.4电动机点动运行的PLC控制二、实训步骤7、项目下载1.4电动机点动运行的PLC控制二、实训步骤7、项目下载1.4电动机点动运行的PLC控制二、实训步骤7、项目下载1.4电动机点动运行的PLC控制二、实训步骤7、项目下载1.4电动机点动运行的PLC控制二、实训步骤8、调试程序1.4电动机连续运行的PLC控制控制过程分析图本节要点•掌握起/保/停电路的程序设计方法•掌握符号表与符号地址的使用•掌握常闭触点输入信号的处理方法1.5电动机连续运行的PLC控制一、实训任务用PLC实现三相异步电动机的连续运行控制，即按下起动按钮，电动机起动并单向运转，按下停止按钮，电动机停止运转。该电路必须具有必要的短路保护、过载保护等功能。1.5电动机连续运行的PLC控制二、实训步骤1、继电器—接触器控制原理分析电动机连续运行控制电路图1.5电动机连续运行的PLC控制二、实训步骤2、I/O分配1.5电动机连续运行的PLC控制二、实训步骤3、原理图绘制1.5电动机连续运行的PLC控制电动机连续运行控制PLC硬件原理图二、实训步骤4、创建工程项目5、编辑符号表1.5电动机连续运行的PLC控制二、实训步骤5、编辑符号表1.5电动机连续运行的PLC控制二、实训步骤5、编辑符号表1.5电动机连续运行的PLC控制二、实训步骤5、编辑符号表1.5电动机连续运行的PLC控制二、实训步骤5、编辑符号表1.5电动机连续运行的PLC控制二、实训步骤5、编辑符号表1.5电动机连续运行的PLC控制二、实训步骤5、编辑符号表1.5电动机连续运行的PLC控制二、实训步骤5、编辑符号表1.5电动机连续运行的PLC控制二、实训步骤5、编辑符号表1.5电动机连续运行的PLC控制二、实训步骤5、编辑符号表1.5电动机连续运行的PLC控制二、实训步骤5、编辑符号表1.5电动机连续运行的PLC控制二、实