PLC的学习第四章
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电气和PLC 第四章
ｐａｇｅ ３
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ＫＭ１ ＫＭ１ ＳＢ３ ＫＭ２ ＫＭ２ ＨＬ２ 图４ －１０ 寄生电路 （６）在频繁操作的可逆线路中，正，反向接触器之间不仅要有电气 联锁，而且要有 机械联锁． （７）设计的线路应能适应所在地电网情况．根据电网容量的大小，电 压，频率 的波动范围以及允许的冲击电流数值等决定电动机的启动方式 是直接启动还是间接启 动． （８）在线路中采用小容量继电器的触点来控制大容量接触器的线圈 时，要计算继电 器触点断开和接通容量是否足够．如果不够必须加小容 量接触器或中间继电器，否则工 作不可靠． （９）应具有完善的保护环节，以避免因误操作而发生事故．完善的保 护环节 包括过载，短路，过流，过压，失压等保护环节，有时还应设有 合闸，断开，事故，安全等必 须的指示信号． ４．应尽量使操作和维修方便 电控设备应力求维修方便，使用安全，并应 有隔离电器，以免带电检 修．控制机构应操作简单和便利，能迅速和方便地由一种控制 形式转换 到另一种控制形式，例如，由自动控制转换到手动控制．同时希望能实 现多点 控制和自动转换程序，减少人工操作． ４．３电气控制线路的设计 ４．３．１经验设计法 所谓经验设计法就是根据生产机械对电气控制电路的要求，首 先设 计出各个独立环节的控制电路或单元电路，然后再根据生产工艺要求找 出各个控 制环节之间的相互关系，进一步拟定联锁控制电路及进行辅助 电路的设计，最后再考虑 减少电器与触头数目，努力取得较好的技术经 济效果． １．经验设计法的基本步骤 （１） 主电路设计．主要考虑电动机的起动，点动，正反转，制动及多 速电动机的调速． （２）控 制电路设计．主要考虑如何满足电动机的各种运转功能及生产 工艺要求，包括实现加工 过程自动或半自动的控制等． （３）辅助电路设计主要考虑如何完善整个控制电路的设计 ．包括短 路，过载，零压，联锁，照明，信号，充电测试等各种保护环节． （４）反复审核电路 是否满足设计原则．在条件允许的情况下，进行模拟 试验，直至电路动作准确无误，并逐 步完善整个电器控制电路的设计． ２．在具体的设计过程中的两种做法 （１）根据生产机械的工艺要求，适当选用现有 的典型环节，将它们有 机地组合起来，并加以补充修改，综合成所需要的控制线路． （２ ）在找不到现成的典型环节时，可根据工艺要求自行设计，边分析 边画图，随时增加所需 的电器元件和触头，以满足给定的设计要求． ３．经验设计的基本特点 （１）这种方法易于 掌握，使用很广，但一般不易获得最佳设计方案． （２）要求设计者具有一定的实际经验， 在设计过程中往往会因考虑不 周发生差错，影响电路的可靠性． （３）当线路达不到要求 时，多用增加触点或电器数量的方法来加以解 决，所以设计出的线路常常不是最简单经 济的． （４）需要反复修改草图，设计速度慢． （５）一般需要进行模拟试验． （６）设计程序 不固定． 下面以龙门刨床横梁机构的控制为例介绍电器控制线路的一般设计 方法． （１）龙 门刨床横梁机构的工作原理 在龙门刨床（或立车）上装有横梁机构，刀架装在横梁上，随 加工件 大小不同横梁需要沿立柱上下移动，在加工过程中，横梁又需要保证夹 紧在立 柱上不允许松动． 横梁升降电机安装在龙门顶上，通过蜗轮传动，使立柱上的丝杠转 动 ，通过螺母使横梁上下移动． 横梁夹紧电机通过减速机构传动夹紧螺杆，通过杠杆作用 使压块将 横梁夹紧或放松．如图４－１１所示． ＸＫ × 立柱 放松 夹紧 × 夹紧电机 横 梁 图４ –１１ 横梁夹紧放松示意图 （２）龙门刨床横梁机构的控制要求 ①保证横梁能上下移动，横梁机构能实现横梁 的加紧或 放松． ②在动作配合上，横梁夹紧与横梁移动之间必须有一定 的操作程序： 按向上或向下移动按钮后，首先使夹紧机构自动放松； 横梁放松后，自动转换到向上或 向下移动； 移动到所需要的位置后，放开按钮，横梁自动夹紧； 夹紧后电动机自动停止
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ＫＭ１ ＫＭ１ ＳＢ３ ＫＭ２ ＫＭ２ ＨＬ２ 图４ －１０ 寄生电路 （６）在频繁操作的可逆线路中，正，反向接触器之间不仅要有电气 联锁，而且要有 机械联锁． （７）设计的线路应能适应所在地电网情况．根据电网容量的大小，电 压，频率 的波动范围以及允许的冲击电流数值等决定电动机的启动方式 是直接启动还是间接启 动． （８）在线路中采用小容量继电器的触点来控制大容量接触器的线圈 时，要计算继电 器触点断开和接通容量是否足够．如果不够必须加小容 量接触器或中间继电器，否则工 作不可靠． （９）应具有完善的保护环节，以避免因误操作而发生事故．完善的保 护环节 包括过载，短路，过流，过压，失压等保护环节，有时还应设有 合闸，断开，事故，安全等必 须的指示信号． ４．应尽量使操作和维修方便 电控设备应力求维修方便，使用安全，并应 有隔离电器，以免带电检 修．控制机构应操作简单和便利，能迅速和方便地由一种控制 形式转换 到另一种控制形式，例如，由自动控制转换到手动控制．同时希望能实 现多点 控制和自动转换程序，减少人工操作． ４．３电气控制线路的设计 ４．３．１经验设计法 所谓经验设计法就是根据生产机械对电气控制电路的要求，首 先设 计出各个独立环节的控制电路或单元电路，然后再根据生产工艺要求找 出各个控 制环节之间的相互关系，进一步拟定联锁控制电路及进行辅助 电路的设计，最后再考虑 减少电器与触头数目，努力取得较好的技术经 济效果． １．经验设计法的基本步骤 （１） 主电路设计．主要考虑电动机的起动，点动，正反转，制动及多 速电动机的调速． （２）控 制电路设计．主要考虑如何满足电动机的各种运转功能及生产 工艺要求，包括实现加工 过程自动或半自动的控制等． （３）辅助电路设计主要考虑如何完善整个控制电路的设计 ．包括短 路，过载，零压，联锁，照明，信号，充电测试等各种保护环节． （４）反复审核电路 是否满足设计原则．在条件允许的情况下，进行模拟 试验，直至电路动作准确无误，并逐 步完善整个电器控制电路的设计． ２．在具体的设计过程中的两种做法 （１）根据生产机械的工艺要求，适当选用现有 的典型环节，将它们有 机地组合起来，并加以补充修改，综合成所需要的控制线路． （２ ）在找不到现成的典型环节时，可根据工艺要求自行设计，边分析 边画图，随时增加所需 的电器元件和触头，以满足给定的设计要求． ３．经验设计的基本特点 （１）这种方法易于 掌握，使用很广，但一般不易获得最佳设计方案． （２）要求设计者具有一定的实际经验， 在设计过程中往往会因考虑不 周发生差错，影响电路的可靠性． （３）当线路达不到要求 时，多用增加触点或电器数量的方法来加以解 决，所以设计出的线路常常不是最简单经 济的． （４）需要反复修改草图，设计速度慢． （５）一般需要进行模拟试验． （６）设计程序 不固定． 下面以龙门刨床横梁机构的控制为例介绍电器控制线路的一般设计 方法． （１）龙 门刨床横梁机构的工作原理 在龙门刨床（或立车）上装有横梁机构，刀架装在横梁上，随 加工件 大小不同横梁需要沿立柱上下移动，在加工过程中，横梁又需要保证夹 紧在立 柱上不允许松动． 横梁升降电机安装在龙门顶上，通过蜗轮传动，使立柱上的丝杠转 动 ，通过螺母使横梁上下移动． 横梁夹紧电机通过减速机构传动夹紧螺杆，通过杠杆作用 使压块将 横梁夹紧或放松．如图４－１１所示． ＸＫ × 立柱 放松 夹紧 × 夹紧电机 横 梁 图４ –１１ 横梁夹紧放松示意图 （２）龙门刨床横梁机构的控制要求 ①保证横梁能上下移动，横梁机构能实现横梁 的加紧或 放松． ②在动作配合上，横梁夹紧与横梁移动之间必须有一定 的操作程序： 按向上或向下移动按钮后，首先使夹紧机构自动放松； 横梁放松后，自动转换到向上或 向下移动； 移动到所需要的位置后，放开按钮，横梁自动夹紧； 夹紧后电动机自动停止
plc第4章1
第4章 数字量控制系统梯形图程序 设计方法
• 指令与程序的关系; • 梯形图的设计方法与搭建积木类似; • 梯形图是如何实现控制功能的; 输入要素按数字量控制系统的逻辑规则(与或非) 通过并串联,组合在一起…. • 梯形图的设计步骤 • 本节课的内容: 怎样选择输入部件? 梯形图的设计方法. 它们按什么规则组合?
二 延时接通延时断开电路
I0.0 Q0.0 F 9S 7S
F
闪烁电路
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自动往返电路
分析这个电路存在的不足？ 从连续运转状态如何切换到 点动状态？ 思考：如何让这电路在点动 时，能从连续状态中脱离出 来？
I0.2
本电路与原电路的区别: 1、 Q0.0的控制, 不再直接由前面触点I0.0 I0.1 I0.2直接逻辑控制, 而是采用了中间继电器 M0.0 2 在连续控制电路中,又增加了I0.2的常闭触点.
一些典型电路的梯形图 一、起保停电路（用于连续控制）
图4-1
起保停电路与置位复位电路
起保停电路最主要的特点是：有“记忆”功能，按下I0.0,线圈 置位 ; 按下I0.1,线圈复位. 点动运行: Q0.0
I0.2
• 例：用经验设计法,设计一系统,即能对负 载实现连续控制又能点动实现运行控制 思路:将上面两定式电路并联
其工作过程: 正转:I0.0按下…网络1形成自保电路 M0.0=1-----Q0.0一直连续为1 停止:按下I0.1---M0.0=0-----Q0.0=0 点动:按下I0.2, 网络1失电,网络2得电, Q0.0=1,松开I0.2,Q0.0失电…
思考:此电路能不能满足功能要求? 说明:实现同一功能的电路不是唯一的.
• 本章学习内容: 1 梯形图的经验设计法 2 顺序控制设计法和顺序功能法 教学要求: 1 掌握一些常见的PLC控制电路(起保停\ 定时器扩展\闪烁电路等) 2 熟悉掌握顺序功能图的组成和结构 3 熟悉掌握顺序功能图的绘制规则
• 指令与程序的关系; • 梯形图的设计方法与搭建积木类似; • 梯形图是如何实现控制功能的; 输入要素按数字量控制系统的逻辑规则(与或非) 通过并串联,组合在一起…. • 梯形图的设计步骤 • 本节课的内容: 怎样选择输入部件? 梯形图的设计方法. 它们按什么规则组合?
二 延时接通延时断开电路
I0.0 Q0.0 F 9S 7S
F
闪烁电路
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自动往返电路
分析这个电路存在的不足？ 从连续运转状态如何切换到 点动状态？ 思考：如何让这电路在点动 时，能从连续状态中脱离出 来？
I0.2
本电路与原电路的区别: 1、 Q0.0的控制, 不再直接由前面触点I0.0 I0.1 I0.2直接逻辑控制, 而是采用了中间继电器 M0.0 2 在连续控制电路中,又增加了I0.2的常闭触点.
一些典型电路的梯形图 一、起保停电路（用于连续控制）
图4-1
起保停电路与置位复位电路
起保停电路最主要的特点是：有“记忆”功能，按下I0.0,线圈 置位 ; 按下I0.1,线圈复位. 点动运行: Q0.0
I0.2
• 例：用经验设计法,设计一系统,即能对负 载实现连续控制又能点动实现运行控制 思路:将上面两定式电路并联
其工作过程: 正转:I0.0按下…网络1形成自保电路 M0.0=1-----Q0.0一直连续为1 停止:按下I0.1---M0.0=0-----Q0.0=0 点动:按下I0.2, 网络1失电,网络2得电, Q0.0=1,松开I0.2,Q0.0失电…
思考:此电路能不能满足功能要求? 说明:实现同一功能的电路不是唯一的.
• 本章学习内容: 1 梯形图的经验设计法 2 顺序控制设计法和顺序功能法 教学要求: 1 掌握一些常见的PLC控制电路(起保停\ 定时器扩展\闪烁电路等) 2 熟悉掌握顺序功能图的组成和结构 3 熟悉掌握顺序功能图的绘制规则
第4章-PLC的顺序控制指令及编程
用状态转移图编程的步骤：
（1）将实际生产过程的控制要求以工序划分成若干段， 每个工序完成一定的动作功能，在本工序的动作完成后， 依照一定的转移条件从当前工序转移到下道工序； （2）用状态转移图正确地描述已分段的顺序控制过程； （3）将状态转移图转换为梯形图程序。
基于 PLC 的顺序控制流程图 顺序控制过程 （状态转移图） 梯形图程序
4.1. 2 状态转移图的编写规则
（3）步与步（状态与状态）之间用有向线段来连接， 如果进行方向是从上到下或从左到右，则线段上的箭头 可以不画。状态转移图中，会发生步的活动状态的进展， 该进展按有向、连续规定的线路进行，这种进展是由转 换条件的实现来完成的。 （4）转换的符号是一条短线， 它与步间的有向连接线段相 垂直。在短线旁可用文字、 布尔表达式或图形符号标注 转换条件。
4.2 步进指令及步进梯形图
4.2.1 步进梯形图
用SFC表示控制系统的控制过程、功能和特性是 应用步进指令编程的第一步。接下来将SFC改画成 步进梯形图（STL）及指令程序形式，用编程器将 步进梯形图或指令符程序输入到PLC中。
图4.8是将图4.6的状态转移图（SFC）改画成步 进梯形图（STL）及指令程序的例子。
如果选择开关SA接通，则 运料车自动进入下一个循环工 作；
如果开关SA断开， 运料车工作一个循环 后停止在原位，指示 灯亮，只有当按下 SB1，运料车才开始 新的循环，否则，停 在原点。按下停车按 钮SB2，运料车立即 停止运行。
【例4-1】将运料小车的控制用SFC表达。
解： （1）I/O分配 启/停按钮SB1、SB2和选择按钮SA及行程开关LS1、 LS2分别连接PLC输入端X000～X004；指示灯HL和运 料车上升（电机正转）/下降（电机反转）及料斗门、 卸料器分别连接PLC输出端Y000～Y004，如图所示。
（1）将实际生产过程的控制要求以工序划分成若干段， 每个工序完成一定的动作功能，在本工序的动作完成后， 依照一定的转移条件从当前工序转移到下道工序； （2）用状态转移图正确地描述已分段的顺序控制过程； （3）将状态转移图转换为梯形图程序。
基于 PLC 的顺序控制流程图 顺序控制过程 （状态转移图） 梯形图程序
4.1. 2 状态转移图的编写规则
（3）步与步（状态与状态）之间用有向线段来连接， 如果进行方向是从上到下或从左到右，则线段上的箭头 可以不画。状态转移图中，会发生步的活动状态的进展， 该进展按有向、连续规定的线路进行，这种进展是由转 换条件的实现来完成的。 （4）转换的符号是一条短线， 它与步间的有向连接线段相 垂直。在短线旁可用文字、 布尔表达式或图形符号标注 转换条件。
4.2 步进指令及步进梯形图
4.2.1 步进梯形图
用SFC表示控制系统的控制过程、功能和特性是 应用步进指令编程的第一步。接下来将SFC改画成 步进梯形图（STL）及指令程序形式，用编程器将 步进梯形图或指令符程序输入到PLC中。
图4.8是将图4.6的状态转移图（SFC）改画成步 进梯形图（STL）及指令程序的例子。
如果选择开关SA接通，则 运料车自动进入下一个循环工 作；
如果开关SA断开， 运料车工作一个循环 后停止在原位，指示 灯亮，只有当按下 SB1，运料车才开始 新的循环，否则，停 在原点。按下停车按 钮SB2，运料车立即 停止运行。
【例4-1】将运料小车的控制用SFC表达。
解： （1）I/O分配 启/停按钮SB1、SB2和选择按钮SA及行程开关LS1、 LS2分别连接PLC输入端X000～X004；指示灯HL和运 料车上升（电机正转）/下降（电机反转）及料斗门、 卸料器分别连接PLC输出端Y000～Y004，如图所示。
plc第四章课件
OUT M100 OUT T0 SP K19
7
8
LD
T0
OUT Y1
二、注意点：
（1）定时器、记数器的程序
对定时器的定时线圈或计数器的计数线圈，在 OUT指令后需设定常数K。
（2）输出线圈重复使用（双线圈）
输出线圈在同一程序中可重复使用，后面指令 线圈的状态有效
X1=ON，X2=OFF
X1 Y3 X2
x0x1m0m1y0311脉冲式触点指令ldpldfanpanforporf指令符名称指令对象程序步ldp取脉冲上升沿ldf取脉冲下降沿andp与脉冲上升沿andf与脉冲下降沿orp或脉冲上述沿orf或脉冲下降沿311脉冲式触点指令ldpldfanpanforporfldpandporp指令是进行上升沿检出的触点指令仅在指定位软元件的上升沿时offon变化时接通一个扫描周期ldfandforf指令是进行下降沿检出的触点指令仅在指定位软元件的下降沿时onoff变化时接通一个扫描周期指令功能及说明利用上升沿检出和下降沿检出这一特性可以利用同一信号进行状态转移ldpldfandpandforpprf指令的梯形图和指令程序ldpx000orpx001outm0ldm8000andpx002outm1ldpandforp指令图ldpx000orpx001outm0ldm8000andpx002outm1ldfandforf指令图例
6 OR Y000 7 ANI (a) M0
8 OUT Y000
(b) (a) 梯形图 (b) 指令程序 (c) 时序图
(c)
双稳态电路图
3-12 逻辑运算结果取反指令(INV)
1. 指令定义及应用对象
表4.10 反转指令的定义与应用对象 指令符 INV 名称 反转 指令对象 — 程序步 1
PLC 第四章习题答案
习题答案第四章题目1．FX系列PLC的模拟量输入、输出模块的技术指标中主要包含哪些内容？各项指标的含义是什么？信号的输入、输出有几种方式？如何设置？2．模拟量输入、输出模块的分辨率、零点值，增益值是如何定义的？根据控制要求如何正确计算和调定各通道的分辨率、零点和增益值？3．FX-1HC模块的用途是什么？其最高计数频率是多少？该计数器的输出控制有几种方式？4．试说明采用FX-1GM模块的定位控制系统的硬件构成原理，有几种构成方式？其中FX-1GM模块的用途是什么？它采用什么输出方式？5．FX-232ADP是什么模块？与外部通信设备如何连接？如何设置其通信模式？6．FX-232AW与FX-232ADP模块在功能与使用方法上有什么区别？7．利用串行通信指令将数据寄存器D20-D29中的数据按16位通信模式传送出去并将接收来的数据转存在D100-D109中，然后将D100中的数据与100比较，当数值相等时Y0置1。
试编制该部分程序。
8．FX2-40AP/AN，FX-16NP/NT模块的用途是什么？如何连接？9．FX-20DU是什么模块？有哪些主要功能？10．F2-32RM模块有哪些用途？有什么特点？当它与FX2系列PLC联机使用时硬件应如何配置？如何连接？第四章解答1、FX系列PLC的模拟量输入、输出模块的技术指标中主要包含哪些内容？各项指标的含义是什么？信号的输入、输出有几种方式？如何设置？答：2、模拟量输入、输出模块的分辨率、零点值，增益值是如何定义的？根据控制要求如何正确计算和调定各通道的分辨率、零点和增益值？3、FX-1HC模块的用途是什么？其最高计数频率是多少？该计数器的输出控制有几种方式？4、试说明采用FX-1GM模块的定位控制系统的硬件构成原理，有几种构成方式？其中FX-1GM模块的用途是什么？它采用什么输出方式？5、FX-232ADP是什么模块？与外部通信设备如何连接？如何设置其通信模式？6、FX-232AW与FX-232ADP模块在功能与使用方法上有什么区别？7、利用串行通信指令将数据寄存器D20-D29中的数据按16位通信模式传送出去并将接收来的数据转存在D100-D109中，然后将D100中的数据与100比较，当数值相等时Y0置1。
PLC第四章
第四章成品筛分设备由于高炉炼铁对烧结矿粒度有一定的要求，因此必须对含有粉粒的烧结矿进行筛分，振动筛是烧结矿筛分分级的较为成熟，应运较为广泛的设备。
4.1 振动筛振动筛广泛应用于分散性物料分级的设备。
物料通过筛面的筛孔前根据需要的粒度分成几种不同的粒级，这项工作称为筛分。
用烧结矿筛分机械通常为振动筛。
现有的振动筛种类较多，如按做振齿驱动轴的根数来分，可分单轴和双轴。
如按振动的频率来分，可分为近共振点工作和远共振点工作的振动筛。
频率比（E）：近共振点工作（E=0.8~0.9）——共振筛远共振点工作（E=4~6）——XX筛按用途（即物料性质）又可分为热振动筛和冷振动筛。
我厂使用的（75㎡）振动筛一只是热振动筛，二是冷振动筛，但都属于XX筛。
只是在生产过程中的作用略有区分，140㎡烧结机不设置热筛。
4.2 设备的用途及使用条件4.2.1 热筛用途及结构用于热烧结矿筛分，使<8mm左右的烧结矿作为热返矿加入混合料，有助于造球，提高混合料湿度，强化烧结过程。
由于烧结矿的温度到达800℃左右，从单辊破碎机下料梯直接冲入热筛筛框，其中XXX及传导热使筛子部件处于高温下工作，甚至有些X件呈红热状态，再加筛子处于高频率的振动载荷，其X件极易磨损、变形甚至开裂，螺栓连接极易松动。
故筛子的结构、X件的材质，螺栓的连接的防松均比较特殊。
如热筛的筛板因联装置除卡板采用普通碳钢外均用的合金钢制成。
筛板中部XX的推杆XX一般采用Gr8Ni9Ti,X形XX用EG30mm，XX采用Gr8Ni9Ti，蝶阀用60Si2mn等，XX选用Gr8Ni9Ti铸造。
4.2.1.2 结构组成热矿筛结构组成为：传动装置，筛体等现分述如下：1.传动装置包括电机，传动联接轴、XX器组成。
电机由机座固定在基础上，通过电机接手与传动联接轴（一）连接，在通过XXXXXX 联接，两XXX通过方向接手连接，振动器是装有四块XX的箱体结构，XX在热筛大X上，由电机拖动偏心块作反方向XX旋转，产生有向XXX，作用于筛体上，使物料沿作用力方向抛出达到筛分及输送。
第四章-PLC入门
中国市场上主要PLC品牌
根据美国 Automation Research Co．（ARC）的 商情调查，在1994年中国PLC市场上，最大的5家 PLC制造商是:
西门子SIEMENS， Allen－Bradly，（Rockwell) 施耐德 Schneider， 三菱电机, 欧姆龙OMRON
现在中国市场上的主要PLC品牌
可编程控制器的发展及定义
1969年，美国数据设备公司(DEC)研制出世界上第一 台可编程控制器，并成功地应用在GM公司的生产线 上。这一时期它主要用于顺序控制，只能进行逻辑运 算，故称为可编程逻辑控制器，简称PLC (Programmable Logic Controller)。
70年代后期，随着微电子技术和计算机技术的迅猛发 展，使PLC从开关量的逻辑控制扩展到数字控制及生 产过程控制领域，真正成为一种电子计算机工业控制 装置，故称为可编程控制器，简称PC(Programmable Controller)。但由于PC容易和个人计算机 (Personal Computer)相混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编 程控制器的缩写。
更新汽车型号必然要求加工生产线改变。正 是从汽车制造业开始了对传统继电器控制的挑战。
1968年美国General Motors公司，要求制造商为其 装配线提供一种新型的通用程 序控制器，并提出10项招标指 标。这就是著名的GM 10条。
GM10条
1.可靠性高于继电器控制柜； 2.体积小于继电器控制柜； 3.维护方便，最好是插件式； 4.可将数据直接送入管理计算机； 5.在成本上可与继电器控制柜竞争； 6.编程简单，可在现场修改程序； 7.输入可以为交流115V； 8.输出为交流115V、2A以上，能直接驱动电磁阀等； 9.在扩展时，原系统只需很小变更； 10.用户程序存贮器容量至少能扩展到4K。
电气控制与PLC第四章PPT课件
第四章 电气控制系统的设计
第一节 电气控制系统设计的基本内容和一般原则
一、基本内容
电 器
1、拟定电气设计的技术条件（任务书）
与 2、选择电气传动形式与控制方案
PLC
3、确定电动机容量
控 制
4、设计电气控制原理图
5、选择电气元件，制订电机和电气元件明细表
6、画出各设备的总布置图
7、设计电气柜、操作台等 8、绘制装配图和接线图
控 制
得电，升降电动机M1工作，横
梁上升。
3. 横梁升到所需位置，松开SB1按
钮，KA1线圈失电，KM1线圈
失电，M1停止上升，KM3得电，
使M2方向工作，对横梁夹紧。
KA2 KA1
4. 在夹紧过程中，SQ1复位，为下
放松 夹紧 下降 上升
次放松作准备，当夹紧到一定
程度使时，KI动作，其常闭断开，KM3失电，使M2停止。15
电 器 与
PLC
控
制 横梁机构对电气控制要求
1. 横梁能沿立柱做上下调整运动；
2. 夹紧机构能对横梁夹紧和放松；
3. 横梁在上升或下降运动中，首先要使夹紧机构放松，然后 自动上升或下降，到底所需要位置时，夹紧机构能自动夹 紧。
4. 横梁应有上下行程保护，各部分运动有相互联锁。
10
PLC
初步的设计电路
1. 主电路设计
与
电动机的正反转、制动、调速，短路、过载、
PLC
控 欠压等各种保护及联锁、测量等环节。
制
2. 辅助短路设计
根据生产机械对电气控制电路的要求，先设
计出各个独立环节的控制电路（参照基本控制单 元），再根据各个环节的相互约束关系，拟定联 锁控制电路等辅助电路的设计。
第一节 电气控制系统设计的基本内容和一般原则
一、基本内容
电 器
1、拟定电气设计的技术条件（任务书）
与 2、选择电气传动形式与控制方案
PLC
3、确定电动机容量
控 制
4、设计电气控制原理图
5、选择电气元件，制订电机和电气元件明细表
6、画出各设备的总布置图
7、设计电气柜、操作台等 8、绘制装配图和接线图
控 制
得电，升降电动机M1工作，横
梁上升。
3. 横梁升到所需位置，松开SB1按
钮，KA1线圈失电，KM1线圈
失电，M1停止上升，KM3得电，
使M2方向工作，对横梁夹紧。
KA2 KA1
4. 在夹紧过程中，SQ1复位，为下
放松 夹紧 下降 上升
次放松作准备，当夹紧到一定
程度使时，KI动作，其常闭断开，KM3失电，使M2停止。15
电 器 与
PLC
控
制 横梁机构对电气控制要求
1. 横梁能沿立柱做上下调整运动；
2. 夹紧机构能对横梁夹紧和放松；
3. 横梁在上升或下降运动中，首先要使夹紧机构放松，然后 自动上升或下降，到底所需要位置时，夹紧机构能自动夹 紧。
4. 横梁应有上下行程保护，各部分运动有相互联锁。
10
PLC
初步的设计电路
1. 主电路设计
与
电动机的正反转、制动、调速，短路、过载、
PLC
控 欠压等各种保护及联锁、测量等环节。
制
2. 辅助短路设计
根据生产机械对电气控制电路的要求，先设
计出各个独立环节的控制电路（参照基本控制单 元），再根据各个环节的相互约束关系，拟定联 锁控制电路等辅助电路的设计。
PLC课件 第4章 指令系统及编程
临时本地数据位L 临时本地数据字节LB 临时本地数据字LW
临时本地数据双字LD
外部输入字节 PIB288 外部输入字PIW288 外部输入双字 PID288 外部输出字节 数据位 PQB288 D数B据X位10D.0IX外10部.0输出字 数据字节 PQW288 DBIBB1100 外部输出双字 数据字DIBWWP1Q100D288 数据双字 DDBIDD1100
LAR1 //将累加器1中的内容传送到地址寄存器1；
L P#Q8.7 //将2#10000010_00000000_0000000_10000111装
入累加器1;
LAR2 //将累加器1中的内容传送到地址寄存器2;
A [AR1，P#0.2] //地址寄存器1的内容（I8.5）加偏移量（0.2）
为I8.7，对输入位I8.7进行逻辑“与”操作;
13
第四章 S7—300指令系统及编程
2、嵌套表达式和先“与”后“或”
3、置位／复位指令
置位： 复位：
根据RLO的值决定指定地址位的状态。
14
第四章 S7—300指令系统及编程
置位／复位指令和操作数
指令 名称 置位 指令
复位 指令
LAD指令
操作数 位地址
数据 类型
存储区
说明
BOOL
I、Q、M、D、
逻辑操作结果位 首位检测位
在 先出逻现辑错是“误否与O出V”现位过后被错置误。 逻块中辑1，。“O或R”位的暂逻存辑逻 该 位辑存“储与逻”辑的指操令作结
或比果较。指令的结果 。
7
第四章 S7—300指令系统及编程
CC1、CC0真值表
CC CC 算术运算 比较指令 移位和循环移位指令 字逻辑指令 10
临时本地数据双字LD
外部输入字节 PIB288 外部输入字PIW288 外部输入双字 PID288 外部输出字节 数据位 PQB288 D数B据X位10D.0IX外10部.0输出字 数据字节 PQW288 DBIBB1100 外部输出双字 数据字DIBWWP1Q100D288 数据双字 DDBIDD1100
LAR1 //将累加器1中的内容传送到地址寄存器1；
L P#Q8.7 //将2#10000010_00000000_0000000_10000111装
入累加器1;
LAR2 //将累加器1中的内容传送到地址寄存器2;
A [AR1，P#0.2] //地址寄存器1的内容（I8.5）加偏移量（0.2）
为I8.7，对输入位I8.7进行逻辑“与”操作;
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第四章 S7—300指令系统及编程
2、嵌套表达式和先“与”后“或”
3、置位／复位指令
置位： 复位：
根据RLO的值决定指定地址位的状态。
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第四章 S7—300指令系统及编程
置位／复位指令和操作数
指令 名称 置位 指令
复位 指令
LAD指令
操作数 位地址
数据 类型
存储区
说明
BOOL
I、Q、M、D、
逻辑操作结果位 首位检测位
在 先出逻现辑错是“误否与O出V”现位过后被错置误。 逻块中辑1，。“O或R”位的暂逻存辑逻 该 位辑存“储与逻”辑的指操令作结
或比果较。指令的结果 。
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第四章 S7—300指令系统及编程
CC1、CC0真值表
CC CC 算术运算 比较指令 移位和循环移位指令 字逻辑指令 10
plc第四章
4.1 S7-200 PLC控制系统的基本构成
4.人机界面 (1)文本显示器
应用于S7-200 PLC的文本显示器有TD200C、TD400C等。通 过它们，可以查看、监控和改变应用程序中的过程变量。
(2)触摸屏
西门子S7-200 PLC系统有多种触摸屏，如TP070、TP170A、 TP170B、TP177micro、K-TP178micro等。K-TP178micro是为中 国用户量身定做的触摸屏。通过点对点连接(PPI或者MPI)完成 和S7-200控制器的连接，可以显示图形、变量和操作按钮，为 用户提供一个友好的人机界面。除了TP070之外，这些触摸屏 用西门子人机界面组态软件WinCC flexible组态。
4.1 S7-200 PLC控制系统的基本构成
5.WinCC V7组态软件 WinCC flexible为SIMATIC HMI 操作员提供工程软件， 从而达到控制和监视设备的目的；同时为基于Wind ows 2000/XP的单个用户提供运行版可视化软件。在 这种情况下，可将项目传输到不同的HMI平台，并 在其上运行而无需转变。基于Windows-CE的设备， WinCC flexible软件完全兼容ProTool制作的项目，即 可通过WinCC flexible使用先前的工程。
端子接线图
输出电路
4.2.1 数字量模块
(2)交流输出模块(双向晶闸管输出方式)
端子接线图
4.2.1 数字量模块
交流输出电路
4.2.1 数字量模块
(3)交直流输出模块(继电器输出方式)
端子接线图
输出电路
4.2.1 数字量模块
3.数字量输入输出模块
S7-200 PLC配有数字量输入输出模块(EM223模块)(见表4-2)。
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2．跳转指令对定时器的影响 在各定时器正在定时时跳转， 100ms 定时器停止定时，当前值保持不变。 10ms和1ms定时器继续定时，定时时间到时跳转区外的触点也会动作。停止跳 转时100ms定时器继续定时。 3．跳转对功能指令的影响 未跳转时INC_B指令使VB0每秒加1。跳转条件满足时VB0的值保持不变。
4.3.2 浮点数函数运算指令
1．三角函数指令 输入值是以弧度为单位的浮点数，角度值乘以π/180转换为弧度值。 2．自然对数和自然指数指令：求5的3/2次方：53/2=EXP((3/2)*LN(5)) 3．平方根指令：将正实数开平方。
4.3.3 逻辑运算指令
1．取反指令 将二进制数逐位取反，各位由0变为1，由1变为0。
3．字节、字、双字和实数的传送 传送指令将源输入数据IN传送到输出参数OUT指定的目的地址，指令助记 符中最后的 B、W 、DW （或D）和R分别表示操作数为字节、字、双字和实 数。 4．字节、字、双字的块传送指令 块传送指令将起始地址为 IN的N个连续的存储单元中的数据，传送到从地 址OUT开始的N个存储单元，字节变量N = 1～255。
4.2.5 实时时钟指令
1．用编程软件读取与设置实时时钟的日期和时间 用菜单命令“PLC”→“实时时钟”打开“CPU时钟操作”对话框。可以 读取PC或PLC的时钟，设置日期和时间值后，单击“设置”按钮下载。 2．读取实时时钟指令 READ_RTC 指令从 CPU 的实时时钟读取当前日期和时间，8 字节时间缓冲 区依次存放年的低 2 位、月、日、时、分、秒、0和星期的代码，星期日为1 。 日期和时间的数据类型为字节型BCD码。 3．设置实时时钟指令 SET_RTC指令将VB10开始的8字节时间日期值写入CPU的实时时钟。
4.3 数学运算指令 4.3.1 整数运算指令
1．四则运算指令 梯形图IN1 + IN2 = OUT，IN1–IN2 = OUT，IN1 * IN2 = OUT，IN1 / IN2 = OUT 语句表IN1+OUT = OUT，OUT–IN1 = OUT，IN1*OUT = OUT，OUT/IN1=OUT 指令影响SM1.0（零标志）、SM1.1（溢出标志）、SM1.2（负数标志）和 SM1.3（除数为0）。MUL将两个16位整数相乘，产生一个32位乘积。DIV指令将 两个16位整数相除，运算结果的高16位为余数，低16位为商。
4.4 程序控制指令 4.4.1 跳转指令
1．跳转与标号指令 JMP线圈通电时，跳转条件满足，跳转指令使程序流程跳转到对应的标号 处。JMP与LBL指令的操作数n为常数0～255，只能在同一个程序块中跳转。 I0.4的常开触点断开时，跳转条件不满足，顺序执行下面的网络。 I0.4的常开触点接通时，跳转到标号LBL 0处，不执行第二个网络。
4.2.3 数据转换指令
1．标准转换指令 除了解码、编码指令之外的10条指令属于标准转换指令。输入参数IN指定的 数据转换后保存到输出参数OUT指定的地址。有符号的整数转换为双整数时， 符号位被扩展到高位字。BCD码与整数相互转换的指令中，整数的有效范围为 0～9999。如果转换后的值超出输出的允许范围，溢出标志位SM1.1被置为ON。 2．段码指令 七段显示器的D0～D6段分别对应于段码指令输出字节的第0位～第6位，某 段应亮时输出字节中对应的位为1，反之为0。段码指令很少使用。
如果移动的位数N大于允许值，执行循环移位之前先对N进行求模运算。例 如字循环移位时，将N除以16后取余数，得到的有效移位次数为0～15。如果为 0则不移位。符号位也被移位。 3．移位寄存器指令 下图中的14位移位寄存器由V30.0 ～V31.5组成，在I0.3的上升沿，I0.4的值 从移位寄存器的最低位V30.0移入，寄存器中的各位左移一位，最高位V31.5的 值被移到溢出标志位SM1.1。N为−14时，I0.4的值从最高位V31.5移入，寄存器 中的各位右移一位，从最低位V30.0移到溢出标志位SM1.1。
【例4-3】用模拟电位器设置定时器T37的预设值为5～20s。 SMB28中电位器的位置对应的数字N为0～255。时间设定值为150×N/255+50。 用累加器来存放操作数和运算的中间结果比较方便。
2．递增与递减指令 梯形图：IN + 1 = OUT和IN−1 = OUT。 语句表：OUT+1=OUT和OUT−1 = OUT。
如果移动的位数N大于允许值（字节操作为8，字操作为16，双字操作为 32），实际移位的位数为最大允许值。 2．循环右移位和循环左移位指令 循环移位指令将输入 IN 中各位的值向右或向左循环移动 N 位后，送给输出 OUT指定的地址。被移出来的位将返回到另一端空出来的位置。移出的最后一 位的数值存放在溢出标志位SM1.1。
3．计算程序中的数据转换 下图将101英寸转换为以mm为单位的双整数值。
4．解码指令与编码指令 解码指令 DECO根据输入字节 IN 的最低 4 位表示的位号，将输出字OUT 对应 的位置为1，输出字的其他位均为0。16#0010=2#0000 0000 0001 0000。 编码指令 ENCO 将输入字 IN 中的最低有效位（为1 的位）的位编号写入输出 字节OUT的最低4位。16#0014=0000 0000 0001 0100。 存储器填充指令FILL用输入参数IN指定的字值填充从地址OUT开始的N个连 续的字。
1．字节、整数、双整数和实数比较指令 比较指令用来比较两个数据类型相同的数值IN1与IN2的大小，IN1在触点 的上面，IN2在触点下面。以LD、A、O开始的比较指令分别表示开始、串 联和并联的比较触点。 比较触点中间的 B、I、D、R、S分别表示无符号字节、有符号整数、有 符号双整数、有符号实数和字符串比较。满足比较关系式给出的条件时， 比较指令对应的触点接通。字节、整数、双整数和实数比较条件“x”分别 是==（语句表为=）、<>（不等于）、>=、<=、>和<。 字符串比较指令的比较条件“x”只有==和<>。
5．字节立即读写指令 字节立即读取指令MOV_BIR读取IN指定的一个字节的物理输入，并将结果 写入OUT指定的地址，但是并不更新对应的过程映像输入寄存器。 字节立即写入指令MOV_BIW将一个字节的数值写入OUT指定的物理输出， 同时更新对应的过程映像输出字节。 6．字节交换指令 字节交换指令SWAP用来交换输入字IN的高字节与低字节。应采用脉冲执行 方式。
断电后CPU靠内置超级电容或外插电池卡为实时时钟提供缓冲电源。 【例4-2】用实时时钟定时控制设备。 LD SM0.0 TODR VB20 //读实时时钟，小时值在VB23，分钟值在VB24 LDW>= VW23, VW30 //VW30中是设置的BCD格式的起始时、分值 AW< VW23, VW32 //VW32中是设置的BCD格式的结束时、分值 = Q0.1 //在设置的时间范围内，Q0.1为ON
4.1.2 S7-200 的指令规约
1．使能输入与使能输出 使能输入端EN有能流流入方框指令时，指令才能被执行。 EN输入端有能流且指令执行时无错误，则使能输出ENO将能流传递给下一 个方框指令或线圈。将图4-2中的梯形图转换为语句表。 语句表用 AENO 指令来产生与方框指令的 ENO 相同的效果。删除AENO 指 令后，方框指令将由串联变为并联。
2．梯形图中的指令 条件输入指令必须通过触点电路连接到左侧母线上。不需要条件的指令 （例如标号指令LBL）必须直接连接在左侧母线上。 3．能流指示器 必须解决开路问题，网络才能成功编译。ENO端的可选能流指示器表示可 将其他梯形图元件附加到该位置。即使没有在该位置添加元件，网络也能成 功编译。
4.2 数据处理指令 4.2.1 比较时，如果两个操作数的同一位均为 1 ，运算结 果的对应位为 1，否则为0 。“或”运算时如果两个操作数的同一位均为 0， 运算结果的对应位为0，否则为1。“异或”（Exclusive Or）运算时如果两个 操作数的同一位不同，运算结果的对应位为1，否则为0。 3．逻辑运算指令应用举例 用字节逻辑“或”运算将QB0的第2～4位置为1，其余各位保持不变。
【例4-6】 用跳转指令实现图4-28中的流程图的要求。
4.4.2 循环指令
1．单重循环 驱动FOR指令的逻辑条件满足时，反 复执行 FOR 与 NEXT 之间的指令。执行 到 NEXT 指令时，INDX 的值加1 ，如果 INDX 的值小于等于结束值 FINAL ，返 回去执行 FOR 与 NEXT 之间的指令。如 果INDX的值大于结束值，循环终止。 【例4-7】在I0.5的上升沿，求VB10 ~ VB13 这 4 个字节的异或值，用 VB14 保 存。首先将VB14清0，并设置地址指针 AC1的初始值。 第一次循环将指针 AC1 所指的 VB10 与 VB14 异或，然后将 AC1 中的指针值 加1，指针指向VB11，为下一次循环的 异或运算做好准备。 VB10 ～ VB13 同一位中 1 的个数为奇 数时， VB14 对应位的值为 1 ，反之为 0 。
2．多重循环 循环最多可以嵌套8层。 在I0.1的上升沿，执行10次外 层循环，如果 I0.2 为 ON ，每执 行一次外层循环，将执行8次内 层循环。执行完后， VW6 的值 增加80。FOR指令必须与NEXT 指令配套使用。
4.4.3 其他指令
1．条件结束指令与停止指令 条件结束指令END的逻辑条件满足时终止 当前的扫描周期。停止指令 STOP 使 CPU 从 RUN模式切换到STOP模式。 2．监控定时器复位指令 T32等组成一个脉冲发生器，从I0.3的上升 沿开始， M0.2 输出一个宽度等于 T32 预设值 的脉冲。在脉冲期间反复执行 JMP指令，因 此扫描时间略大于 T32 的预设值。扫描周期 超过 500ms时，CPU自动切换到STOP模式。 可用WDR指令重新触发监控定时器，以扩 展允许使用的扫描时间。 3．诊断LED指令很少使用。