PLC基础学习资料(很实用)

考试题型：一、填空二、单选三、简答四、给出PLC扩展后各模块I/O地址五、根据已知梯形图程序写出对应语句表指令六、根据程序和已知输入信号画出对应波形七、根据已知顺序功能图写出梯形图程序八、程序设计考试形式：开卷可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计，它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作等面向用户的指令，并通过数字式或模拟式的输入/输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都按易于工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。PLC的完整定义PLC的基本结构PLC的基本结构:PLC主要由中央处理单元（CPU）、存储器、输入/输出接口（I/O单元）、电源和编程器五大部分组成。中央处理单元（CPU）：主要完成1）从存储器中读取指令；2）执行指令；3）处理中断；4）自诊断功能。存储器：分为系统程序存储器和用户程序存储器。用户程序存储器又可分为用户程序存储区和用户数据存储区。输入/输出单元：PLC通过它实现与现场信号的联系。电源：将外部输入的交流电经过整流、滤波、稳压电路转换成PLC的CPU、存储器、I/O接口等内部电路所需要的直流电源。编程器：人－机对话的工具。有简易编程器和智能图形编程器。常用的开关量输入/输出单元接口电路：开关量输入电路开关量输出电路直流输入电路交流输入电路晶体管输出电路双向晶闸管输出电路继电器输出电路按输入端电源类型按输出电路所用开关器件输出接口类型有无触点带载类型相应时间晶体管型输出接口无直流负载ns量级晶闸管型输出接口无交流负载μs量级继电器型输出接口有交、直流负载ms量级一般情况下，如果PLC控制系统负载的变化不是很频繁，建议优先选用继电器型输出模块。开关量输出电路类型比较：PLC的工作原理1、PLC在运行（RUN）模式下每个扫描周期将反复执行五个阶段的工作过程：内部处理、通信处理、输入采样、用户程序执行、输出刷新。2、扫描周期：在RUN工作状态时，执行一次所有任务的扫描操作所需的时间称为扫描周期，其典型值为1～100ms。扫描周期的长短与用户程序的长短、指令的种类和CPU执行指令的速度有关。3、PLC工作原理:周期循环扫描、集中输入与集中输出。0.10.21MML+1L0.0SB1SB2起动停止DC24VAC220VKMFRQ0.0I0.1I0.2输入映象寄存器输出映象寄存器I0.1I0.2Q0.0Q0.0读取输入/输入采样执行用户程序改写输出/输出刷新PLC的主要特点：1.高可靠性和强抗干扰能力2.通用性强，使用方便3.功能强，适应面广4.编程简单易学5.PLC控制系统的设计、安装、调试、维护方便6.体积小，能耗低，易于实现机电一体化1.输入输出点数2.存储容量3.扫描速度4.指令的种类和条数5.内部寄存器6.高级模块7.支持软件8.通信功能PLC的技术性能指标：S7-200CPU22X系列产品的I/O配置及地址分配项目CPU221CPU222CPU224CPU226本机数字量输入地址分配6输入I0.0~I0.58输入I0.0~I0.714输入I0.0~I0.7I1.0~I1.524输入I0.0~I0.7I1.0~I1.7I2.0~I2.7本机数字量输出地址分配4输出Q0.0~Q0.36输出Q0.0~Q0.510输出Q0.0~Q0.7Q1.0~Q1.116输出Q0.0~Q0.7Q1.0~Q1.7本机模拟量输入/输出无无无无可扩展模块数量无2个模块7个模块7个模块在设计PLC控制系统时，当CPU模块提供的本地I/O（具有固定的I/O地址）不够用时，可以将扩展模块连接到CPU的右侧来增加I/O点，形成I/O链。S7-200主机扩展应考虑以下因素：允许主机所带扩展模块的数量数字量I/O映像区的大小模拟量I/O映像区的大小内部电源的负载能力128入/128出（I0.0～I15.7，Q0.0～Q15.7）CPU222:16入/16出；其他32入/32出CPU222:2块；其他7块——各扩展模块消耗DC5V或DC24V电源的电流总和应不超过CPU模块所能提供的功率（或电流）值。S7-200PLC的系统配置数字量模块总是保留以8位（1个字节）递增的方式分配地址。如果CPU或模块在为物理I/O点分配地址时未用完一个字节，则那些未用位不能分配给I/O链中的后续模块。模拟量I/O点总是以两点递增的方式来分配空间。如果模块没有给每个点分配相应的物理点，则这些I/O点会消失并且不能够分配给I/O链中的后续模块。对于同种类型的输入输出模块而言，模块的I/O地址取决于I/O类型和模块在I/O链中的位置。扩展模块I/O地址分配原则：例：S7-200PLC扩展系统的I/O地址怎么分配？例：CPU224XP4In4Out8In4AIn1AOutI2.0Q2.0I2.1Q2.1I2.2Q2.2I2.3Q2.3I3.0I3.1I3.2I3.3I3.4I3.5I3.6I3.7AIW4AQW4AIW6AIW8AIW10I0.0Q0.0I0.7Q0.7I1.0Q1.0Q1.1I1.5AIW0AQW0AIW2S7-200系列PLC_CPU224XP本机I/O数为：14入/10出（数字量）和2入/1出（模拟量），现I/O模块扩展情况如图所示，请对应写出I/O地址分配。（2）梯形图的特点采用软元件，有“0”/“1”（OFF/ON）状态；“能流”从左到右流过；触点可以无限使用；解算结果将马上为后续程序所利用；解算条件不是现场开关的实际状态；程序输出不能直接驱动现场执行机构。（1）梯形图的组成•触点——逻辑输入条件（开关、按钮、内部条件…）•线圈——逻辑输出条件（指示灯、交流接触器、内部输出条件…）•功能块—各种附加指令（定时器、计数器、数学运算…）梯形图编程语言（LAD）*这些编程软元件都存放在哪？*它们在这个存放区域中的地址如何表示？*一共有多少种编程软元件？*如何去使用这些软元件？解决了4个问题：解决问题1：*这些编程软元件都存放在哪？这些软元件存放在用户程序存储器的数据区之中。数据区是S7-200CPU提供的存储器的特定区域，是用户程序执行过程中的内部工作区域，它使得CPU的运行更快、更高效。*这些软元件在数据存储区中的地址如何表示？数据区存储器地址的表示格式有位、字节、字、双字地址格式。(1)位地址格式(2)字节、字、双字地址格式(3)其他地址格式Ax.y存储器区域标识符位号字节地址ATx存储器区域标识符该字节、字或双字的起始字节地址数据长度Ay存储器区域标识符元件号解决问题2：解决问题3：*一共有多少种编程软元件？13种软元件：输入映象寄存器（I）只读输出映像寄存器（Q）只写内部标志位存储器（M）线圈和触点同时出现在程序中变量存储器（V）全局有效局部存储器（L）局部有效顺序控制继电器存储器（S）一定与顺控指令配合使用表示“步”特殊标志位存储器（SM）记住：SM0.0,SM0.1,SM0.4,SM0.5,SM1.0,SM1.1,SM1.2,SM1.3定时器存储器（T）有2种寻址形式计数器存储器（C）计数上升沿的次数,有2种寻址形式累加器（AC）32位。可按字节、字、双字存取高速计数器（HC）当前值为32位，只读模拟量输入映像寄存器（AI）1个字长，只读模拟量输出映像寄存器（AQ）1个字长，只写在特殊标志位存储器（SM）中：•SM0.0——CPU运行时，该位始终为“1”•SM0.1——该位在首次扫描时为“1”•SM0.4——提供周期为1min，占空比为50％的时钟脉冲•SM0.5——提供周期为1s，占空比为50％的时钟脉冲•SM1.0——执行某些指令时，其结果为0时，该位置“1”•SM1.1——执行某些指令时，其结果溢出或为非法数值时，•该位置“1”•SM1.2——执行数学运算时，其结果为负数时，该位置“1”•SM1.3——试图除以0时，该位置“1”例:连续“字”间接寻址MOVD&MD100,VD10MOVW*VD10,AC0DECDVD10DECDVD10例:连续“字节”间接寻址MOVD&MW100,AC3MOVB*AC3,AC0INCDAC3例:连续“双字”间接寻址MOVD&MB100,LD1MOVD*LD1,VD20INCDLD1INCDLD1INCDLD1INCDLD1解决问题4：*如何去使用这些软元件？立即寻址直接寻址间接寻址:指令中，数据类型应与指令标识符相匹配!建立指针间接存取修改指针可作为地址指针的存储器有：V、L、AC（1∼3）可间接寻址的存储器区域有：I、Q、V、M、S、T(仅当前值)、C(仅当前值)。对独立的位（BIT）值或模拟量值不能进行间接寻址。例：ANDQ5.5;ORBVB33,LB21;MOVWAC0,AQW2;MOVDAC1,VD200例：MOVB2#1011_0001,VB10;MOVW1024,VW20;MOVD16＃3C4D5E67,VD200梯形图编程的基本规则（1）梯形图按“自上而下，自左到右”的顺序绘制；（2）将串联触点多的逻辑行放在上面，将并联触点多的逻辑行放在左面；（3）触点画在水平支路上，不含触点的支路放在垂直方向；（4）一个触点上不应有双向“能流”通过；（5）两个逻辑行之间虽联系但逻辑关系不清晰时，应变换。（6）一般来说，一条支路上串联或并联的常开触点不超过7个，常闭触点不超过6个。4.2S7-200PLC的基本指令4.2.1基本逻辑指令4.2.2复杂逻辑指令4.2.3定时器和计数器指令4.2.4顺序控制继电器指令4.2.5移位寄存器指令4.2.6比较操作指令1.输入/输出（I/O）指令STL指令LAD指令功能操作数数据类型存储区LDbitLDNbitbitbit输入（常开触点）输入（常闭触点）位地址位地址BOOLBOOLI、Q、M、SM、V、L、S、T（位）、C（位）＝bit输出位地址BOOL4.2.1基本逻辑指令2.位逻辑运算指令STL指令LAD指令功能操作数数据类型存储区AbitANbitbitbit逻辑“与”（常开触点）逻辑“与”（常闭触点）位地址位地址BOOLBOOLI、Q、M、SM、V、L、S、T（位）C（位）ObitONbitbitbit逻辑“或”（常开触点）逻辑“或”（常闭触点）位地址位地址BOOLBOOLNOTNOT取“非”无无3.正、负跳变指令STL指令LAD指令功能操作数数据类型存储区EUP当检测到一次正跳变时，进行跳变，接通一个扫描周期无EDN当检测到一次负跳变时，进行跳变，接通一个扫描周期无4.置位/复位指令STL指令LAD指令功能操作数数据类型存储区Sbit,NbitSN置位输出N：1～255位地址BOOLbit:I、Q、M、SM、V、L、S、T（位）、C（位）N:VB、IB、QB、MB、SMB、SB、LB、AC、常数、*VD、*AC、*LDRbit,NbitRN复位输出N：1～255位地址BOOL例3：例2：一个扫描周期长度•作业：用S、R和跳变指令设计满足下图所示波形的梯形图。4.2.2复杂逻辑指令复杂逻辑指令主要用来描述对触点进行的复杂连接，同时，它们对逻辑堆栈也可以实现非常复杂的操作。本类指令包括：栈装载与ALD无操作数。用于将并联电路块进行串联连接。栈装载或OLD无操作数。用于将串联电路块进行并联连接。逻辑推入栈LPS无操作数。在分支结构中，用于生成一条新母线。逻辑读栈LRD无操作数。在分支结构中，当左侧为主控逻辑块时，开始第二个和中间更多的从逻辑块。逻辑弹出栈LPP无操作数。在分支结构中，用于恢复LPS指令生成的新母线。装入堆栈LDS有操作数。注意：LPS与LPP必须配对使用!栈装载与、栈装载或指令的应用举例：I0.0I0.1I0.2I0.0I0.2I0.3I0.1I0.4I0.1I0.0I2.2I2.0I2.1Q5.0Q0.0Q0.0ALDOLDALD&OLDLDI0.0OI2.2LDI0.1LDI2.0AI2.1OLDALD=Q5.0LDI0.0LDI0.1OI0.2ALD=Q0.0LDI0.0AI0.1LDI0.