PLC的基本指令和计数控制应用.doc

实验2 PLC的基本指令和计数控制应用
1实验目的
1、了解S7-200PLC的结构组成，掌握S7－200PLC的I/O接线；
2、熟悉和掌握STEP7--Micro/WIN32编程软件的使用，掌握PC与PLC的连接通讯及参数设置的方法，掌握编辑、调试PLC程序的方法；
3、掌握基本逻辑指令中LD、LDN、A、AN、O、ON、＝指令的应用；
4、掌握基本指令中S、R指令的应用；
５、了解计数器的工作原理，掌握PLC的基本指令和计数器指令的应用，掌握梯形图程序的设计与调试方法。
2实验仪器与设备
PC，S7-200，STEP 7--Micro/WIN编程软件
3实验内容与步骤
（一）、相关软硬件的介绍
①、S7-200 CPU
S7--200 CPU将一个微处理器、一个集成电源和数字量I/O点集成在一个紧凑的封装中，从而形成了一个功能强大的微型PLC。

图1 S7-200 CPU结构外形
组成：
w CPU模块的顶部端子盖内 ：电源及输出端子
w 底部端子盖内 ：输入端子及传感器电源
w 中部右侧前盖内 ：CPU工作方式开关（RUN/STOP）、模拟调节电位器和扩展I/O接口
左侧 ：状态指示灯LED、存储卡、及通讯口
②、STEP 7--Micro/WIN编程软件
STEP 7--Micro/WIN编程软件为用户开发、编辑和监控自己的应用程序提供了良好的编程环境。为了能快捷高效地开发应用程序，STEP 7--Micro/WIN软件提供了三种程序编辑器。
（二） 基本逻辑控制指令及其编程实例
例1：在STEP 7--Micro/WIN编程软件中输入以下程序

步骤如下：
①在断电状态下，连接好PC/PPI电缆；
②打开PLC的前盖，将运行模式选择开关拨到STOP位置，此时PLC处于停止状态，或用鼠标单击编程软件中的STOP按钮“”，可以进行程序的编写；
③运行STEP 7--Micro/WIN编程软件；
④用菜单命令“文件→新建”，生成一个新项目，或者用菜单命令“文件→打开”，打开一个已有的项目，或者用菜单命令“文件→另存为”，可修改项目的名称；
⑤用菜单命令“PLC→类型”，设置PLC的型号；
⑥设置通信参数：
S7－200的缺省站地址如下

通信设置界面设置如下：

双击右上角的“双击刷新”，如PC机和PLC能正常建立通信的话，会显示如下：

⑦编写控制程序
⑧用鼠标单击工具条上的“编译”或“全部编译”按钮来编译输入的程序；
⑨下载程序文件到PLC；
⑩将PLC运行模式设置为运行状态（RUN），改变连接在PLC I/O点上的开关状态，观察相应输出点的状态。学会用状态图来监控用户程序。
例2：实现电动机启动/停止控制
1、实验原理及实验电路
①电动机启动/停止控制
电动机单向运行的启动/停止控制是最基本、最常用的控制。按下启动按钮，电动机启动运行，按下停止按钮，电动机停车。由于PLC的带负载能力有限，一般不能直接驱动电动机，而是通过接通接触器的线圈来控制接通电动机的主电路的。
为了了解电动机的运行状况，可以分别用不同颜色的指示灯表示电动机的运行和停止状态。
②编程元件的地址分配
对于PLC控制系统而言，明确了控制要求后，首先要做的工作是对编程元件进行地址分配。在电动机单向运行的启动/停止控制中，有两个输入控制器件：启动按钮SB1和停止按钮SB2。有三个输出器件：接触器线圈KM、电动机运行指示灯HL1和电动机停止指示灯HL2。编程元件的地址分配如下表1：
表1 电动机启动/停止控制的编程元件地址分配表
编程元件
I/O端子
电路器件
作用
输入继电器
I0.0
SB1
启动按钮
I0.1
SB2
停止按钮
输出继电器
Q0.0
KM
电动机接触器
Q0.1
HL1
电动机运行指示灯
Q0.2
HL2
电动机停止指示灯
③实验电路
本实验采用CPU226，其I/O接线图如下图所示：

2、参考梯形图程序

或

3、程序输入及调试
①与例1的步骤1-10相同；
②观察PLC上的Q0.2的灯是否点亮，点亮表明电动机处于停止状态；
③按下启动按钮SB1，如电动机能启动，则启动程序正确；
④按下停止按钮SB2，如电动机能停止，则停止程序正确；
⑤再次按下启动按钮，如系统能重新启动运行，并能在按下停止按钮后停车，则程序调试结束。
4、 讨论
对于停止按钮SB2，如在I/O接线图中以常闭触点的形式接到输入端子I0.1上，此时，在程序中应如何出理？
（三）、计数器指令及编程实例
S7－200系列PLC有加计数器（CTU）、加/减计数器（CTUD）、减计数器（CTD）等3种计数指令。
1、指令格式

梯形图指令符号中CU为增1计数脉冲输入端；CD为减1计数脉冲输入端；R为复位脉冲输入端；LD为减计数器的复位脉冲输入端。编程范围C0~C255）；PV设定值最大范围32767。
2．工作原理
（1）加计数指令（CTU）
加计数器在CU端输入脉冲上升沿，计数器的当前值增1计数。当前值大于或等于设定值（PV）时，计数器状态位置1。当前值累加的最大值为32 767。复位输入（R）有效时，计数器状态位复位（置0），当前计数值零。
（2）加/减计数器（CTUD）
加/减计数器有两个脉冲输入端，其中CU端用于加计数，CD端用于减计数，执行加/减计数时，CU/CD端的计数脉冲上升沿加1/减1计数。当前值大于或等于计数器设定值（PV）时，计数器状态位置位。复位输入（R）有效或执行复位指令时，计数器状态位复位，当前值清零。
加/减计数器应用程序：

（3）减计数指令（CTD）
复位输入（LD）有效时，计数器把预置值（PV）装入当前值存储器，计数器状态位复位（置0）。CD端每一个输入脉冲上升沿，减计数器的当前值从预置值开始递减计数，当前值等于0时，计数器状态位置位（置1），停止计数。
减计数指令应用程序

减计数器在计数脉冲I3.0的上升沿减1计数，当前值从预置值开始减至0时，定时器输出状态位置1，Q0.0通电（置1），在复位脉冲I1.0的上升沿，定时器状态位置0（复位），当前值等于预置值，为下次计数工作做好准备。
在做具体实例之前，请先调试完上述计数器指令的简单应用程序，以更好地理解计数器指令的工作原理。
例：
1、设备控制要求
有一计数装箱设备，计数装箱到箱1中零件满5件时，活门关闭，零件进入箱2，重新放上空箱1后，活门打开，重新开始装箱1计数。
2、设备控制信号及工作循环图
该设备有如下控制信号：设备起动信号，设备停止信号，计数信号，活门打开到位信号，活门关闭到位信号，工作显示灯输出，驱动活门打开阀电磁铁，驱动活门关闭阀电磁铁。根据这些信号进行I/O分配。
工作循环过程为：活门打开到位装箱计数，满5件活门关闭到位，延时放入空箱1回到活门打开的状态，依次循环。
3、根据工作循环流程编制设备控制梯形图
4、把编制好的梯形图下载到PLC进行调试运行，记录过程变量的状态变化，检查程序是否正确。