plc详细讲解

可编程序控制器应用技术第1章概述1.1PLC控制系统的构成与特点1.PLC控制系统的构成继电器控制系统和PLC控制系统实现逻辑控制的方式不同，继电器控制逻辑由继电器硬件连线组成，PLC控制逻辑由程序组成。PLC利用程序中的“软继电器”取代传统的物理硬件继电器，使控制系统的硬件结构大大简化，具有价格便宜、维护方便、编程简单、控制功能强等优点。2.PLC控制系统的特点（1）PLC控制系统硬件结构简单（2）PLC的控制逻辑更改方便（3）系统稳定、维护方便1.2PLC的产生与定义可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关外围设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。1.3PLC的应用、分类及程序语言1.PLC主要应用以下几个方面（1）开关量逻辑控制（2）模拟量控制（3）运动控制（4）多级控制2.PLC分类按结构分整体式模块式整体式的PLC也称为PLC的基本单元，在基本单元的基础上可以加装扩展模块以扩大其使用范围。适合常规电气控制。模块式的PLC是把CPU、输入接口、输出接口等做成独立的单元模块，具有配置灵活、组装方便的优势，适合输入/输出点数差异较大或有特殊功能要求的控制系统。按I/O点的总数分小型机中型机大型机小于128点129～512点512点以上3.程序语言梯形图语言指令表语言1.4PLC的结构主要由CPU、存储器、I/O接口、通信接口和电源等几部分组成1.5PLC的循环扫描工作方式每一个扫描周期分为读输入、执行程序、处理通讯请求、执行CPU自诊断和写输出5个阶段1.梯形图编程语言两种梯形图的继电器符号图对照物理继电器PLC继电器常开常闭触点线圈梯形图编程语言是一种图形语言（）I0.0Q0.0（Q0.0）PLC控制I0.1SB2KMKM继电器控制SB12.两种控制的梯形图比较线圈线圈常开触点常开触点常闭触点常闭触点物理继电器继电器需硬接线连接触点个数有限PLC继电器继电器用程序软连接触点个数无限继电器的接线改变——控制功能改变PLC的用户程序改变——控制功能改变3.两种控制中继电器的区别用PLC控制——外部接线不变，改变用户程序。用继电器控制——要改变控制电路的实际接线。KMQFUKHM3~SB1SB2KMKHKM继电器控制接线PLC控制外部接线输入设备PLC~SB1SB2KHKM输出设备欲改变控制功能：主电路相同例如二、语句表编程语言用助记符表示指令的功能多条指令语句的组合构成了语句表程序指令语句是PLC用户程序的基础元素LDI0.0OQ0.0ANI0.1=Q0.0I0.0Q0.0(Q0.0)I0.1梯形图程序语句表程序3.PLC控制的原理等效电路图SB1SB2ST公共端公共端输入部分输出端子输入端子用户程序输出部分主电路KMFUKHM3~Q~KMQ0.0PLC1MI0.0I0.0I0.1I0.2≈I0.0Q0.0I0.1I0.2Q0.0（）1LI0.1I0.2PLC~SB1SB2KMSTI0.0I0.1I0.2Q0.01L1M~KM线圈通电SB1闭合I0.0闭合接点闭合KMFUKHM3~QKM通电KM通电触点闭合电动机转Q0.0SB2STPLC~SB1SB2KMSTI0.0I0.1I0.2Q0.01L1M触点闭合PLC1MI0.0I0.0I0.1I0.2≈I0.0Q0.0I0.1I0.2Q0.0（）1LI0.1I0.2~KM线圈断电I0.1断开接点断开KMFUKHM3~QKM通电KM断电触点断开电动停转触点断开PLC1MI0.0I0.0I0.1I0.2≈I0.0Q0.0I0.1I0.2Q0.0（）1LQ0.0I0.1I0.2SB2STPLC~SB1SB2KMSTI0.0I0.1I0.2Q0.01L1MSB2闭合第2章存储器的数据类型与寻址方式2.1S7-200的主要指标及接线端口2.1.1S7-200的主要指标1.S7-200PLC的结构2.S7-200的主要指标特性CPU221CPU222CPU224CPU226外形尺寸（mm）90x80x6290x80x62120.5x80x62190x80x62可在运行模式下编辑不可在运行模式下编辑4096字节4096字节4096字节4096字节8192字节12288字节16384字节24576字节数据存储区2048字节2048字节8192字节10240字节掉电保持时间50小时50小时100小时100小时本机I/O：数字量6入/4出8入/6出14入/10出24入/16出扩展模块0个模块2个模块7个模块7个模块高速计数器:单相/双相4路30KHz2路20KHz4路30KHz2路20KHz6路30KHz4路20KHz6路30KHz4路20KHz脉冲输出（DC）2路20KHz2路20KHz2路20KHz2路20KHz模拟电位器1122实时时钟配时钟卡配时钟卡内置内置通讯口1RS-4851RS-4851RS-4852RS-485浮点数运算有I/O映象区256（128入/128出）布尔指令执行速度0.22μs/指令2.1.2S7-200系列PLC的外部端子图DC/DC/DCAC/DC/RLY分别表示CPU电源的类型、输入端口的电源类型及输出端口器件的类型。DC为晶体管，RLY为继电器每种型号的CPU都有CPU221DC/DC/DC端子图CPU222AC/DC/RLY端子图CPU224AC/DC/RLY端子图CPU226AC/DC/RLY端子图2.2S7-200CPU存储器的数据区2.2.1数据类型1.数据类型及范围基本数据类型无符号整数基本数据类型有符号整数十进制十六进制十进制十六进制字节B（8位）0～2550～FF字节B（8位）－128～12780～7F字W（16位）0～655350～FFFF整型（16位）－32768～327678000～7FFF双字D（32位）0～42949672950～FFFFFFFF双整型（32位）－2147483648～214748364780000000～7FFFFFFF布尔型（1位）0或1实数（32位）－1038～10382.常数进制使用格式举例十进制十进制数值20047十六进制十六进制值16#4E4F二进制二进制值2#100111001001111ASCII码‘ASCII码文本’‘Howareyou?’实数或浮点格式ANSI/IEEE754-1985+1.175495E-38（正数）－1.175495E-38（负数）2.2.2数字量输入输出映象区（I/Q区）1.数字量输入映象区（I区）位I0.0～I0.7…I15.0～I15.7128点字节IB0、IB1、…IB1516个字IW0、IW2、…IW148个双字ID0、ID4、ID8、ID124个（2）字节（B）IB0表示数字量输入映象区第0个字节，共8位，其中第0位是最低位，第7位为最高位。IB[起始字节地址]（1）位I[字节地址].[位地址]I1.0表示数字量输入映象区第1个字节的第0位。（3）字（W）IW[起始字节地址]一个字含两个字节，这两个字节的地址必须连续，其中低位字节是高8位，高位字节是低8位。如IW0中IB0是高8位，IB1是低8位（4）双字（DW）ID[起始字节地址]一个字含四个字节，这四个字节的地址必须连续，最低位字节在一个双字中是最高8位。如ID0中IB0是最高8位，IB1是高8位，IB2是低8位，IB3是最低8位2.数字量输出映象区（Q区）位Q0.0～Q0.7…Q15.0～Q15.7128点字节QB0、QB1、…QB1516个字QW0、QW2、…QW148个双字QD0、QD4、QW8、QD124个（1）位Q[字节地址].[位地址]Q0.0表示数字量输出映象区第0个字节的第0位。（2）字节（B）QB0表示数字量输出映象区第0个字节，共8位，其中第0位是最低位，第7位为最高位。QB[起始字节地址]（3）字（W）QW[起始字节地址]一个字含两个字节，这两个字节的地址必须连续，其中低位字节是高8位，高位字节是低8位。如QW0中IB0是高8位，QB1是低8位（4）双字（DW）QD[起始字节地址]一个字含四个字节，这四个字节的地址必须连续，最低位字节在一个双字中是最高8位。如QD0中IB0是最高8位，QB1是高8位，QB2是低8位，QB3是最低8位2.2.3模拟量输入输出映象区（AI/AQ区）1.模拟量输入映象区（AI区）将测得的模拟量（如温度、压力）转换成1个字长（16位）的数字量存储。模拟量输入用区域标识符（AI）、数据长度（W）及字节的起始地址表示。AIW[起始字节地址]CPU221、222有16路模拟量输入：AIW0、AIW2、…AIW30CPU224、226有32路模拟量输入：AIW0、AIW2、…AIW62把1个字长（16位）的数字量按比例转换成模拟电压或电流输出。模拟量输出用区域标识符（AQ）、数据长度（W）及字节的起始地址表示。2.模拟量输出映象区（AQ区）AQW[起始字节地址]CPU221、222有16路模拟量输出：AQW0、AQW2、…AQW30CPU224、226有32路模拟量输出：AQW0、AQW2、…AQW622.2.4变量存储器区（V区）位V0.0～V0.7…V8191.0～V8191.765536点字节VB0、VB1、…VB81918192个字VW0、VW2、…VW81904096个双字VD0、VD4、…VD81882048个变量存储器区用于程序执行过程中存储逻辑运算的中间结果，也可以使用变量存储器保存与工作过程相关的数据。（1）位V[字节地址].[位地址]V1.0表示变量存储器第1个字节的第0位。（2）字节（B）VB0表示变量存储器第0个字节，共8位，其中第0位是最低位，第7位为最高位。VB[起始字节地址]（3）字（W）VW[起始字节地址]一个字含两个字节，这两个字节的地址必须连续，其中低位字节是高8位，高位字节是低8位。如VW0中IB0是高8位，VB1是低8位（4）双字（DW）VD[起始字节地址]一个字含四个字节，这四个字节的地址必须连续，最低位字节在一个双字中是最高8位。如VD0中IB0是最高8位，VB1是高8位，VB2是低8位，VB3是最低8位2.2.5位存储器区（M区）PLC执行程序过程中，常常需要位控制，位存储器就是根据这个要求建立的。位M0.0～M0.7…M31.0～M31.7256点字节MB0、MB1、…MB3132个字MW0、MW2、…MW3016个双字MD0、MD4、…MD288个（1）位M[字节地址].[位地址]M1.0表示位存储器区第1个字节的第0位。（2）字节（B）MB0表示位存储器区第0个字节，共8位，其中第0位是最低位，第7位为最高位。MB[起始字节地址]（3）字（W）MW[起始字节地址]一个字含两个字节，这两个字节的地址必须连续，其中低位字节是高8位，高位字节是低8位。如MW0中IB0是高8位，MB1是低8位（4）双字（DW）MD[起始字节地址]一个字含四个字节，这四个字节的地址必须连续，最低位字节在一个双字中是最高8位。如MD0中IB0是最高8位，MB1是高8位，MB2是低8位，MB3是最低8位2.2.6顺序控制继电器区（S区）顺序控制继电器区是S7-200系列为顺序控制继电器的数据而建立的一个存储区，用“S”表示，用于步进过程的控制。位S0.0～S0.7…S31.0～S31.7256点字节SB0、SB1、…SB3132个字SW0、SW2、…SW3016个双字SD0、SD4、…SD288个（1）位S[字节地址].[位地址]S1.0表示顺控区第1个字节的第0位。（2）字节（B）SB0表示顺控区第0个字节，共8位，其中第0位是最低位，第7位为最高位。SB[起始字节地址]（3）字（W）SW[起始字节地址]一个字含两个字节，这两个字节的地址必须连续，其中低位字节是高8位，高位字节是低8位。如SW0