电气控制与PLC复习ppt.ppt

一、常用低压电器一、常用低压电器 常用低压电器常用低压电器第一节第一节 低压电器概述低压电器概述 一、低压电器的定义和分类一、低压电器的定义和分类 二、电磁式低压电器的基本结构和工作原理二、电磁式低压电器的基本结构和工作原理第二节第二节 接触器接触器第三节第三节 继电器继电器第四节第四节 开关电器开关电器第五节第五节 熔断器熔断器第六节第六节 主令电器主令电器第七节第七节 其它电器其它电器一、低压电器的定义和分类低压电器的定义和分类低压电器低压电器：通常是指在交流：通常是指在交流1000V1000V、直流、直流1200V1200V及以及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。品。高压电器高压电器：交流：交流1000V1000V以上、直流以上、直流1200V1200V以上。以上。第一节第一节 概述概述二、电磁式低压电器的基本结构和二、电磁式低压电器的基本结构和 工作原理工作原理1.1.电磁机构电磁机构（感测部件）（感测部件）低压电器一般都有两个基本部分：感受部分和执行低压电器一般都有两个基本部分：感受部分和执行部分。部分。.触头系统（执行部件）触头系统（执行部件）用来接通和分断电路用来接通和分断电路3.3.灭弧系统灭弧系统第二节第二节 接触器接触器定义：定义：是一种能频繁地接通和断开远距离用是一种能频繁地接通和断开远距离用电设备主回路及其它大容量用电回路的自动电设备主回路及其它大容量用电回路的自动控制电器。主要的控制对象是电动机。控制电器。主要的控制对象是电动机。结构组成：结构组成：电磁机构（线圈、铁心、衔铁）电磁机构（线圈、铁心、衔铁）触点系统（主触头、辅助触头）触点系统（主触头、辅助触头）灭弧装置灭弧装置分类：分类：交流接触器、直流接触器交流接触器、直流接触器接触器的电气符号接触器的电气符号文字符号：文字符号：KMKM图形符号：图形符号：线圈主触点辅助常开触点辅助常闭触点第三节第三节 继电器继电器继电器的定义：是一类通过检测各种继电器的定义：是一类通过检测各种电量（电量（电流、电压电流、电压等）等）或非电量（或非电量（温度、时间、速度、压力温度、时间、速度、压力）的信号变化）的信号变化使触点动作，使触点动作，来来接通或断开小电流控制电路的电器接通或断开小电流控制电路的电器。广。广泛地用于电动机或线路保护及生产过程自动化控制。泛地用于电动机或线路保护及生产过程自动化控制。继电器与接触器的区别：继电器与接触器的区别：继电器：用于控制电路，电流小，没有灭弧装置，可在继电器：用于控制电路，电流小，没有灭弧装置，可在电量或非电量的作用下动作。不分主、辅触点。电量或非电量的作用下动作。不分主、辅触点。接触器：用于主电路、电流大，有灭弧装置，一接触器：用于主电路、电流大，有灭弧装置，一 般只能般只能在电压作用下动作。有主、辅触点之分。在电压作用下动作。有主、辅触点之分。普通电磁式继电器普通电磁式继电器电压继电器电压继电器电流继电器电流继电器中间继电器中间继电器中间继电器中间继电器定义定义：在控制电路中起在控制电路中起信号传递、放大信号传递、放大等作用的继等作用的继电器。电器。o文字符号：文字符号：KAKAo图形符号：图形符号：吸引线圈常闭触点常开触点时间继电器时间继电器定义：定义：当吸引线圈通电或断电后其触点经当吸引线圈通电或断电后其触点经过一定延时再动作的继电器。用于将定时过一定延时再动作的继电器。用于将定时信号转换为开关信号，能够按设定时间开信号转换为开关信号，能够按设定时间开闭控制电路。闭控制电路。分类分类:按延时方式分为按延时方式分为通电延时通电延时和和断电延时断电延时两种。两种。热继电器热继电器热继电器是一种保护电器，专门用来对电动机进热继电器是一种保护电器，专门用来对电动机进行行过载保护和断相保护过载保护和断相保护，以防止电动机过热损坏。，以防止电动机过热损坏。o文字符号：文字符号：FRFRo图形符号：图形符号：发热元件发热元件常闭触头常闭触头常开触头常开触头第四节第四节 开关电器开关电器广泛用于配电系统和电力拖动控制系统广泛用于配电系统和电力拖动控制系统中，中，用做电源的隔离、电气设备的保护和用做电源的隔离、电气设备的保护和控制控制。主要有刀开关、低压断路器等。主要有刀开关、低压断路器等。刀开关刀开关文字符号：文字符号：QSQS图形符号：图形符号：单极三极刀熔开关低压断路器低压断路器定义：定义：低压断路器俗称为自动开关、空气开低压断路器俗称为自动开关、空气开关，是一种既有手动开关作用，又能自动进关，是一种既有手动开关作用，又能自动进行行短路、过载、欠压短路、过载、欠压保护的电器。保护的电器。o文字符号：文字符号：QFQFo图形符号图形符号 三极 单极第五节第五节 熔断器熔断器作用作用 熔断器串接在所保护电路中，作为电路及用电熔断器串接在所保护电路中，作为电路及用电设备的短路和严重过载保护，主要用作设备的短路和严重过载保护，主要用作短路保护短路保护。o文字符号：文字符号：FUFUo图形符号：图形符号：第六节第六节 主令电器主令电器 自动控制系统中用于发布控制命令的电器称自动控制系统中用于发布控制命令的电器称为主令电器为主令电器。主令电器用于控制电路，不能直。主令电器用于控制电路，不能直接分合主电路。接分合主电路。主令电器种类繁多，按其作用可分为：主令电器种类繁多，按其作用可分为：按钮按钮 行程开关行程开关 接近开关接近开关 光电开关光电开关 万能转换开关万能转换开关文字符号：文字符号：SBSB图形符号：图形符号：常开触点常开触点SB常闭触点常闭触点SB复合触点复合触点SB按钮的电气符号行程开关的电气符号行程开关的电气符号文字符号：文字符号：SQSQ电气符号：电气符号：常开触点常开触点SQ常闭触点常闭触点SQ二、异步电动机的控制2.1 2.1 电气控制电路基本控制规律电气控制电路基本控制规律 由继电器接触器所组成的电气控制电路，基本由继电器接触器所组成的电气控制电路，基本由继电器接触器所组成的电气控制电路，基本由继电器接触器所组成的电气控制电路，基本控制规律有控制规律有控制规律有控制规律有自锁与互锁的控制自锁与互锁的控制自锁与互锁的控制自锁与互锁的控制、点动与连续运转点动与连续运转点动与连续运转点动与连续运转的控制的控制的控制的控制、多地联锁控制多地联锁控制多地联锁控制多地联锁控制、顺序控制顺序控制顺序控制顺序控制与与与与自动循环的自动循环的自动循环的自动循环的控制控制控制控制等。等。等。等。2.2 2.2 三相异步电动机起动三相异步电动机起动 停止控制停止控制电路电路直接起动减压起动三相异步三相异步电动机的同步机的同步转速速600pf1n=min）r/(p12 3456n0/(r/min)300015001000750600500 f f1 1=50 Hz=50 Hz 时,不同极不同极对数数时的同步的同步转速如下速如下:同步同步转速速1.1.直接起动直接起动供电变压器容量足够大小容量笼型电动机直接起动直接起动优点优点:电气气设备少，少，线路路简单缺点缺点:起起动电流大，引起供流大，引起供电系系统电压波波动 2.2.三相笼型电动机减压起动三相笼型电动机减压起动 三相笼型电动机减压起动 限制起动电流缺点:虽可减小起动电流，但降低了起动转矩适用:空载或轻载起动 q 定子绕组串电阻(或电抗器)起动q 星三角形减压起动q 自耦变压器减压起动q 延边三角形起动三相笼型电动机的减压起动方法三相笼型电动机的减压起动方法定子定子绕组串串电阻减阻减压起起动控制线路按时间原则实现控制，依靠时间继电器KT延时动作来控制各电器元件的先后顺序动作正正反转控制电路反转控制电路正正反转自动循环电路反转自动循环电路2.5 2.5 三相异步电动机正反转控制电路三相异步电动机正反转控制电路KMR鼠鼠笼式式电机的正反机的正反转控制控制(3)-(3)-双重双重联锁电气联锁电气联锁KMFSB1KMFFRKMRKMRKMF机械联锁机械联锁双保险双保险机械联锁（复合按钮机械联锁（复合按钮的常闭触头）电气联锁（电气联锁（接触器的常闭触头）触头）SBRSBF三、直流电机的控制三、直流电机的控制励磁绕组获得电流的方式称作励磁方式。励磁方式分为他励、并励、串励和复励。a）他励 b）并励 c）串励 d）复励励磁方式励磁方式2、他励直流电动机的电路原理、他励直流电动机的电路原理Ra3、他励直流电动机的起动、他励直流电动机的起动如直接加如直接加额定定电压起起动，I Ia a 可能突增到可能突增到额定定电流的十多倍流的十多倍 为了限制启动电流，他励直流电动机通常采用为了限制启动电流，他励直流电动机通常采用电枢回路串电枢回路串电阻启动电阻启动或或降低电枢电压启动降低电枢电压启动。4 4、他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动（1 1）能耗制）能耗制动 （3 3）回馈制动（或称再生制动）回馈制动（或称再生制动）（2 2）反接制动）反接制动一、降低一、降低电枢端枢端电压调速速 5、他励直流电动机的调速、他励直流电动机的调速二、弱磁二、弱磁调速速 六、PLC概述6.2 PLC6.2 PLC的定义和分类的定义和分类按控制规模分类按控制规模分类 按按PLCPLC的控制规模分类的控制规模分类,可以将可以将PLCPLC分为分为大型机大型机、中型机中型机和和小型机小型机。小型机的控制点一般在小型机的控制点一般在256256点之内。点之内。中型机的控制点一般不大于中型机的控制点一般不大于20482048点点 大型机的控制点一般多于大型机的控制点一般多于20482048点。点。6.4 PLC6.4 PLC的结的结构构lPLCPLC的硬件基本结构的硬件基本结构 1.CPU1.CPU中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢,由运算器和控制器组成,可以实现逻辑运算和数字运算、协调控制系统内部各部分的工作。PLC常用的CPU 有通用微处理器、单片机、ARM 等,按其处理数据的位数可分为4位、8位、16位和32位等。2.2.存储器存储器存储器是PLC存放系统程序、用户程序和用户数据的存储区。系统程序是PLC中出厂内置的软件,类似于计算机中的ROM 芯片；用户程序是用户根据各自工艺逻辑控制要求编写的专用程序。用户数据存储区主要用于存储系统运行中需要临时保存的数据、计算中间值结果及用户数据备份等。S7-200用EEPROM来存储用户程序和需要长期保存的重要数据。3.3.输入输出接口输入输出接口4.I/O4.I/O扩展接口扩展接口5.5.通信接口通信接口6.6.电源电源PLC使用AC 220V电源或DC 24V电源。小型PLC可以为输入电路和外部的电子传感器提供DC 24V电源。lPLCPLC的软件系统的软件系统1.1.PLCPLC的系统软件的系统软件 PLC的软件由系统程序系统程序和用户程序用户程序组成。系统程序是由PLC生产商采用汇编语言编写的，生成机器语言固化于ROM型系统程序存储器中，用于控制PLC本身的运行,用户不能更改。2 2.PLCPLC的用户程序的用户程序 用户程序又称为应用程序，是用户为完成某一控制任务而利用PLC的编程语言编制的程序。用户程序是一般存放在指定的存储区内。3 3.PLC PLC的编程语言的编程语言IEC1131-3为PLC制定了5种标准的编程语言,包括图形化编程语言和文本化编程语言。图形化编程语言包括梯形图(LD,ladder diagram)、功能块图(FBD,function block diagram)、顺序功能图(SFC,sequential function chart)。文本化编程语言包括指令表(IL,instruction list)和结构化文本(ST,structured text)。6.6 逻辑运算与PLC的工作原理 1.PLC的操作模式 RUN模式执行用户程序，“RUN”LED亮。STOP模式不执行用户程序，可以下载程序。2PLC的循环扫描工作方式 初始化后PLC循环不停地分5个阶段处理各种任务。每次循环的时间称为扫描周期。（1）读取输入 外部输入电路接通时，对应的过程映像输入寄存器为ON(1状态)，梯形图中对应的常开触点闭合，常闭触点断开。反之过程映像输入寄存器为OFF(0状态）。（3）处理通信请求（4）CPU自诊断（5）改写输出（2）执行用户程序 如果没有跳转指令，CPU逐条顺序地执行用户程序。执行程序时，对输入/输出的读写通常是通过过程映像输入/输出寄存器，而不是实际的I/O点。S7-200系列PLC的硬件系统1 1硬件系统基本构硬件系统基本构成成 一、S7-200系列PLC的硬件系统2 2主机结构及性能特点主机结构及性能特点 1 1）2222X X系列系列PLCPLC主机主机(CPU(CPU模块模块)型号及外形型号及外形CPU 221 CPU 222 CPU 224 CPU 224XP CPU 226 CPU 226XM 不同型号不同型号CPUCPU的硬件配置的硬件配置 S7-200S7-200系列系列PLCPLC的内部资源及寻址方式的内部资源及寻址方式1 1软元件软元件 1 1）软元件（软继电器）软元件（软继电器）软软元元件件是是PLCPLC内内部部的的具具有有一一定定功功能能的的器器件件,由由电电子线路、寄存器和存储器单元等组成。子线路、寄存器和存储器单元等组成。2 2）软元件的地址）软元件的地址 不不同同的的软软元元件件具具有有不不同同的的功功能能，存存储储在在不不同同的的区区域域,给给每每个个区区域域起起个个名名称称，如如I I、Q Q、ACAC、T T 等称为区域号；等称为区域号；每个区域中还有很多单元，每个单元又有唯一编号，每个区域中还有很多单元，每个单元又有唯一编号，称为区域内编号。称为区域内编号。软元件的地址软元件的地址 =区域号区域号 +区域内编号区域内编号 每一个软元件的地址是唯一的，编程时只需给出每一个软元件的地址是唯一的，编程时只需给出软元件的地址，无需知道存储器的物理地址。软元件的地址，无需知道存储器的物理地址。每一种每一种PLCPLC的软元件的种类和数量是有限的。的软元件的种类和数量是有限的。3 3软元件介绍软元件介绍（1 1）输入继电器输入继电器（I I）（2 2）输输出继电器（出继电器（QQ）（3 3）通用辅助继电器（通用辅助继电器（MM）（4 4）特殊标志继电器特殊标志继电器（SMSM）（5 5）变量存储器（变量存储器（V V）（6 6）局部变量存储器（局部变量存储器（L L）（7 7）顺序控制继电器（顺序控制继电器（S S）（8 8）定时器（定时器（T T）（9 9）计数器（计数器（C C）（1010）模拟量输入映像寄存器（模拟量输入映像寄存器（AIAI）（11 11）模拟量输出映像寄存器（模拟量输出映像寄存器（AQAQ）（1212）高速计数器（高速计数器（HCHC）（1313）累加器（累加器（ACAC）3 3CPU CPU 存储区域的寻址方式存储区域的寻址方式1 1）数据类型数据类型 S7-200PLC S7-200PLC的数据类型有四种：的数据类型有四种：2 2）寻址方式）寻址方式 S7-200 PLC S7-200 PLC的寻址方式的寻址方式 直接寻址直接寻址 间接寻址间接寻址 S7-200PLCS7-200PLC直接寻址时软元件的地址格式：直接寻址时软元件的地址格式：（1 1）位寻址格式位寻址格式 A A：软元件名称（区域号）：软元件名称（区域号）X X：字节地址：字节地址 Y Y：字节内的位地址：字节内的位地址：0 07 7（2 2）特殊器件的寻址格式特殊器件的寻址格式 有一些元件采用特殊器件的寻址格式有一些元件采用特殊器件的寻址格式:定时器（定时器（T T）计数器（计数器（C C）高速计数器（高速计数器（HCHC）累加器（累加器（ACAC）地址包括：地址包括：元件名称元件名称和和编号编号,其格式其格式:如如:T2T2、C10C10、HC2HC2、AC3AC3 (3)(3)数据的寻址格式数据的寻址格式 S7-200PLCS7-200PLC中数据地址包括：元件中数据地址包括：元件名称名称、数据、数据类型类型和存储区域内的和存储区域内的首字节地址。首字节地址。其格式：其格式：T ：数据类型T按照数据长度划分,与有/无符号、整数/实数无关。X：首字节地址最高字节地址输入继电器（输入继电器（I I）输出继电器（输出继电器（Q Q）通用辅助继电器（通用辅助继电器（M M）特殊标志继电器（特殊标志继电器（SMSM）变量存储器（变量存储器（V V）局部变量存储器（局部变量存储器（L L）顺序控制继电器（顺序控制继电器（S S）模拟量输入映像寄存器（模拟量输入映像寄存器（AIAI）模拟量输出映像寄存器（模拟量输出映像寄存器（AQAQ）可用数据格式进行寻址的软元件有：可用数据格式进行寻址的软元件有：.CPU.CPU存储区域的间接寻址存储区域的间接寻址 间接寻址：当对某个存储单元读写数据时间接寻址：当对某个存储单元读写数据时,指令中给出的是数据地址的地址指令中给出的是数据地址的地址-地址指针。地址指针。使用间接寻址方式存取数据的方法使用间接寻址方式存取数据的方法 可以作为指针的元件有：可以作为指针的元件有：变量存储器（变量存储器（V V）局部变量存储器（局部变量存储器（L L）累加器（累加器（AC1AC1、AC2AC2、AC3AC3）七、水塔水位自动控制 基基本本指指令令包包括括基基本本逻逻辑辑指指令令，算算术术、逻逻辑辑运运算算指指令令，数数据处理指令，程序控制指令等。据处理指令，程序控制指令等。（一）、基本位操作指令（一）、基本位操作指令1 1、指令格式、指令格式 梯形图指令由触点或线圈符号直接位地址两部分组成，梯形图指令由触点或线圈符号直接位地址两部分组成，含有直接位地址的指令又称位操作指令，基本位操作指令含有直接位地址的指令又称位操作指令，基本位操作指令操作数寻址范围：操作数寻址范围：I，Q，M，SM，T，C，V，S，L等。等。位逻辑指令位逻辑指令基本位操作指令格式LADLADSTLSTL功能功能功能功能 bit bit bit bit bit bitLD BIT、LDN BIT用于网络段起始的常开/常闭触点常开/常闭触点串联，逻辑与/与非指令常开/常闭触点并联，逻辑或/或非指令线圈输出，逻辑置位指令A BIT 、AN BITO BIT 、ON BIT=BIT3）A(And)：与操作指令，用于常开触点的串联。4）AN(And Not)：与操作指令，用于常闭触点的串联。5）O(Or)：或操作指令，用于常开触点的并联。6）ON(Or Not)：或操作指令，用于常闭触点的并联。7）=(Out)：置位指令，线圈输出。1）LD(Load)：装载指令，用于常开触点与左母线连接，每一个以常开触点开始的逻辑行都要使用这一指令。2）LDN(Load Not)：装载指令，用于常闭触点与左母线连接，每一个以常闭触点开始的逻辑行都要使用这一指令。2、STL指令对较复杂梯形图的描述方法指令对较复杂梯形图的描述方法 在在较较复复杂杂梯梯形形图图中中，触触点点的的串串、并并联联关关系系不不能能全全部部用用简单的与、或、非逻辑关系描述。简单的与、或、非逻辑关系描述。1）块“与”操作指令ALD 块块“与与”操操作作指指令令，用用于于两两个个或或两两个个以以上上触触点点并并联联连连接的电路之间的串联，称之为并联电路块的串联连接。接的电路之间的串联，称之为并联电路块的串联连接。2）块“或”操作指令OLD 用用于于两两个个或或两两个个以以上上的的触触点点串串联联连连接接的的电电路路之之间间的的并并联联，称之为串联电路块的并联连接。称之为串联电路块的并联连接。3）栈操作指令LPS、LRD、LPPLPS：（Logic Push）逻辑堆栈操作指令(无操作元件)。LRD：（Logic Read）逻辑读栈指令(无操作元件)。LPP：（Logic Pop）逻辑弹栈指令(无操作元件)。练习：练习：置位置位/复位指令格式复位指令格式边沿触发指令格式边沿触发指令格式 ED水塔水位自动控制系统 1 1、任务分析：、任务分析：u当水池水位低于水池下限位（S4为 OFF），电磁阀YV打开进水。当水池水位高于水池上限位时（S4、S3 为ON），电磁阀YV关闭。电磁阀启停控制；u当水池水位高于水池下限位（S4为 ON），且水塔水位低于水塔下限位 时（S2为OFF），水泵电机M运转，开始由水池抽水至水塔。同时水塔水位指示灯开始逐步变亮，示意水位上升。当水塔水位达到高水位（S1为ON）时，水泵电机M停止运转。电机启停控制；u设备的启停控制S2S1S4S3YVM2、控制方法分析n设备启停控制多用启保停电路实现；nPLC实现电机的启保停的编程方法有两种，如右图所示；n因此整个水塔水位自动控制为三个启保停电路。图 起保停电路图 使用S、R的起保停电路3、地址分配序号序号符号符号地址地址含义含义1SB1I0.0启动按钮2S1I0.1水塔水位上限3S2I0.2水塔水位下限4S3I0.3水箱水位上限5S4I0.4水箱水位下限6SB2I1.0停止按钮7KMQ0.1控制电机的接触器8YVQ0.2电磁阀4 4、外部接线图、外部接线图5 5、程序设计、程序设计八 多种液体混合控制系统1 1 定时器及定时器指令定时器及定时器指令2 2 多种液体混合控制系统多种液体混合控制系统几个基本概念 种类：接通延时定时器（TON），断开延时定时器（TOF），有记忆接通延时定时器（TONR）分辩率与定时时间的计算单位时间的时间增量称为定时器的分辨率，即精度：S7-200 PLC定时器有3个精度等级：1 ms、10 ms和100 ms。74一、定时器一、定时器定时器定时时间T的计算：T=PT S，式中：T为实际定时时间，PT为设定值，S为分辨率。定时器的设定值PT：数据类型为INT型。7576定时器的编号定时器的编号用定时器的名称和它的常数编号（最大为255）来表示，即T*。如：T40。定时器的编号包含两方面的变量信息：定时器位和定时器当前值。定时器位：与其他继电器的输出相似。当定时器的当前值达到设定值PT时，定时器的触点动作。定时器当前值：存储定时器当前所累计的时间，它用16位符号整数来表示，最大计数值为32767。定时器类型定时器类型分辨率分辨率计时范围计时范围定时器号定时器号TONR1ms32.767sT0、T6410ms327.67sT1T4，T65T68100ms3276.7sT5T31，T69T95TON、TOF1ms32.767sT32、T9610ms327.67sT33T36，T97T100100ms3276.7sT37T63，T101T255二、定时器指令输入接点设定值:132767定时器号码（0255）INPTT37TONTON：接通延时定时器 TOF：断开延时定时器 TONR：有记忆接通延时定时器类型基准时间100msTS=1200*0.1=120S延延时时接通定接通定时时器器 TONTON其工作波形图如下：I0.1Q0.1计时值设定值TST38TONPTINI0.11200()T38Q0.1100ms100msSTL：TON T*,PT其工作波形图如下：I0.1Q0.1计时值设定值TST38TONPTINI0.11200()T38Q0.1100msTON定时器的特性：1.TON指令在启用输入端使能后，开始计时；2.当前值大于或等于预设值（PT）时，定时器触点接通；3.当输入端断开时，定时器当前值清零，触点断开；4.达到预设值后，定时器仍继续计时，达到最大值32767时，停止计时；延延时时断开定断开定时时器器 TOFTOF其工作波形图如下：I0.1Q0.1计时值设定值TSTOFPTINI0.11200T38()T38Q0.1TS=1200*0.1=120S100msSTL：TOF T*,PT延延时时断开定断开定时时器器 TOFTOF其工作波形图如下：I0.1Q0.1计时值设定值TSTOFPTINI0.11200T38()T38Q0.1TOF定时器的特性：1.TOF指令在启用输入端使能后，定时器触点立刻接通，此时定时器不计时；2.当输入信号由10时，定时器开始计时；3.当前值=设定值时，定时器触点才断开，定时器停止计时；保持型定保持型定时时器器 TONRTONRTS=120*10msTONRPTINI0.1120T4()T4Q0.1()T4R1M0.1其工作波形图如下：输入端Q0.1当前值设定值TSM0.1最大值32767120100msSTL：TONR T*,PT保持型定保持型定时时器器 TONRTONRTS=120*10msTONRPTINI0.1120T4()T4Q0.1()T4R1M0.1其工作波形图如下：输入端Q0.1当前值设定值TSM0.1最大值32767120TONR定时器的特性：1.TONR指令在启用输入端使能后，开始计时；2.当前值大于或等于预设时间（PT）时，定时器触点接通,并保持接通；3.当输入端断开时，定时器当前值能被保持；4.达到预设值后，定时器仍继续计时，达到最大值32767时，停止计时；九、电机自动正反转10次控制1 1 计数器及计数器指令计数器及计数器指令2 2 电机自动正反转电机自动正反转1010次控制次控制计计数数器器用用来来累累计计输输入入脉脉冲冲的的次次数数，经经常常用用来来对对产产品品进进行行计数。计数。计计数数器器与与定定时时器器的的结结构构和和使使用用基基本本相相似似，编编程程时时输输入入它它的的预预设设值值PV（计计数数的的次次数数），计计数数器器累累计计它它的的脉脉冲冲输输入入个个数数（上上升升沿沿/正正跳跳变变），当当计计数数器器达达到到预预设设值值PV时时，计计数器位状态改变。数器位状态改变。计计数数器器指指令令有有3种种：增增计计数数CTU、增增减减计计数数CTUD和和减减计计数数CTD。计计数数器器指指令令有有4种种操操作作信信息息：编编号号、预预设设值值、脉脉冲冲输输入入和和复位输入复位输入。一、计数器1）编号：用计数器名称和它的常数编号（最大255）来表示，即Cxxx，如：C6。每一个计数器都包含两个的变量信息：计数器位和计数器当前值。计数器位：表示计数器是否发生动作的状态，当计数器的当前值达到预设值PV时，该位被置为“1”。计数器当前值：存储计数器当前所累计的脉冲个数，它用16位有符号整数（INT）来表示，故最大计数值为32767。2）预设值PV：数据类型为INT型。寻址范围可以是VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、AIW、T、C、AC、*VD、*AC、*LD和常数。3）计数脉冲输入：布尔（位）型，可以是I、Q、M、SM、T、C、V、S、L和能流。4）复位输入：与脉冲输入同类型和范围。S7-200提供3中常用的计数器类型：89注：使用不同类型的计数器时，计数器编号不能重复使用增计数器增计数器 CTUCTU计数器编号复位信号设定值二、计数器指令CTU计数器的特性：1.CTU指令每次在输入时能端由01时，计数一次，当前值加1，直到32767；2.当前值大于或等于预设时间（PV）时，计数器触点接通，并保持接通；3.若复位信号接通，则计数器复位，当前值清0，触点断开；减计数器减计数器 CTDCTD载入输入端计数器编号设定值CTD计数器的特性：1.减计数器CTD在LD端接通后，计数器复位，此时当前值变成设定值。因此一般在使用减计数器时，首先将计数值载入，然后再进行计数；2.每次在输入使能端由01时，计数1次，当前值减1，减到0后不再动作；3.当计数器减到0时，计数器触点接通，并保持；增减计数器增减计数器 CTUDCTUD计数器编号复位信号增计数信号减计数信号设定值CTUD计数器的特性：1.每次在增计数信号由01时，计数1次，当前值加1，直到32767；当前值到达最大值32767后，若增计数信号再次由01，则当前值变为-32768；2.每次在减计数信号由01时，计数1次，当前值减1，直到-32768；当前值到达最小值-32768后，若减计数信号再次由01，则当前值变为32767；3.只要当前值=设定值PV，计数器触点接通。否则计数器触点断开；4.复位输入端信号接通，则计数器复位，触点断开，计数器清0；十、气缸的顺序动作控制1 1 顺序控制设计方法与顺序功能图顺序控制设计方法与顺序功能图1.1 1.1 顺序控制设计方法顺序控制设计方法 顺序控制：按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间的顺序，在生产过程中各个执行机构自动地有秩序地进行操作。使用顺序控制设计法时首先根据系统的工艺过程，画出顺序功能图，然后根据顺序功能图画出梯形图。顺序功能图（Sequential Function Chart，SFC）是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，也是设计PLC的顺序控制程序的有力工具。顺序功能图并不涉及所描述的控制功能的具体技术，它是一种通用的技术语言，可以供进一步设计和不同专业的人员之间进行技术交流之用。1.2 1.2 步与动作步与动作1.1.步的基本概念步的基本概念将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段，这些阶段称为步（Step），并用编程元件（例如中间继电器M和顺序控制继电器S）来代表各步。2.2.初始步初始步 与系统的初始状态相对应的步称为初始步，初始状态一般是系统等待起动命令的相对静止的状态。初始步用双线方框双线方框表示，每一个顺序功能图至少应该有一个初始步。3.3.活动步活动步当系统正处于某一步所在的阶段时，该步处于活动状态，称该步为“活动步”；步处于活动状态时，相应的动作被执行；处于不活动状态时，相应的非存储型动作被停止执行。4.4.与步对应的动作或命令与步对应的动作或命令一个控制系统划分为被控系统和施控系统，例如在数控车床系统中，数控装置是施控系统，而车床是被控系统。对于被控系统，在某一步中要完成某些“动作”（action）；对于施控系统,在某一步中则要向被控系统发出某些“命令”（command）。1.3 1.3 有向连线与转换条件有向连线与转换条件概念：为了说明从一个状态到另一个状态的变化，要用转移概念，即用一个有向线段来表示转移的方向。两个状态之间的有向线段上再用一段横线表示这一转移。转移条件转换条件I0.0和 分别表示当输入信号I0.0为ON和OFF时转换实现。转换条件I0.0和I0.0分别表示在I0.0的上升沿和下降沿时转换实现。根据顺序功能图设计梯形图时，可以用存储器位M来代表步。某一步为活动步时，对应的存储器位为1，某一转换实现时，该转换的后续步变为活动步，前级步变为不活动步。1.4 1.4 顺序功能图的基本结构顺序功能图的基本结构1.4 1.4 顺序功能图的基本结构顺序功能图的基本结构 1单序列没有分支与合并 2选择序列 3并行序列指令形式2 2 顺序控制指令顺序控制指令练习：分析下图顺序功能图，并编写梯形图程序，参考书P144程序十一、自动送料车控制系统 1 认知PLC程序结构（1）掌握程序控制功能指令；（2）PLC系统控制的典型程序结构。1 S7-200的指令规约1.1 使能输入与使能输出梯形图中有一条提供“能流”的左侧垂直母线，图中I2.4的常开触点接通时，能流流到功能块DIV_I的数字量输入端EN(Enable IN，使能输入)，该输入端有能流时，功能指令DIV_I才能被执行。如果功能块在EN处有能流而且执行时无错误，则ENO(Enable Output，使能输出)将能流传递给下一元件。如果执行过程中有错误，能流在出现错误的功能块终止。1.2 梯形图中的网络与指令 在梯形图中，程序被划分为称为网络(Network)的独立的段，网络由触点、线圈和功能块组成。在梯形图中给出了网络的编号，如网络2。能流只能从左往右流功，网络中不能有断路、开路和反方向的能流。允许以网络为单位给梯形图程序加注释。必须有能流输入才能执行的功能块或线圈指令称为条件输入指令，它们不能直接连接到左侧母线上。如果需要无条件执行这些指令，可以用接在左侧母线上的SM0.0(该位始终为1)的常开触点来驱动它们。有的线圈或功能块的执行与能流无关，例如标号指令LBL和顺序控制指令SCR等，称为无条件输入指令，应将它们直接接在左侧母线上。不能级连的指令块没有END输出端和能流流出。JMP、CRET、LBL、NEXT、SCR和SCRE等属于这类指令。触点比较指令没有能流输入时，输出为0，有能流输入时，输出与比较结果有关。2.程序控制指令 2.1 结束指令结束指令有两条：END和MEND。两条指令在梯形图中以线圈形式编程。END(Conditional END)，条件结束指令使能输入有效时，终止用户主程序。MEND，无条件结束指令无条件终止用户程序的执行，返回主程序的第一条指令。用Micro/Win32编程时，不需手工输入MEND指令，而是由软件自动加在主程序结尾。指令格式：END（无操作数）2.暂停指令STOP，暂停指令使能输入有效时，该指令使主机CPU的工作方式由RUN切换到STOP方式，从而立即终止用户程序的执行。STOP指令在梯形图中以线圈形式编程。指令不含操作数。STOP指令可用在主程序、子程序和中断程序中。指令格式：STOP （无操作数）2.2 程序控制指令2.3 监控定时器复位指令监控定时器（Watchdog）又称看门狗，它的定时时间为500ms，每次扫描都被自动复位一次，正常工作时，若扫描周期小于500ms，它不起作用。如扫描周期大于500ms，监控定时器会停止执行用户程序。如：1）用户程序很长；2）出现中断事件时，执行中断程序的时间很长；3）循环指令使扫描时间延长。4）为了防止在正常情况下监控定时器动作，可将监控定时器复位指令插到程序适当的地方。2.4 看门狗复位指令WDR，看门狗复位指令当使能输入有效时，执行WDR指令，每执行一次，看门狗定时器就被复位一次。用本指令可用以延长扫描周期，从而可以有效避免看门狗超时错误。指令格式：WDR（无操作数）程序实例：指令STOP、END、WDR的应用如图所示。2.5 循环指令循环开始 1.FOR，循环开始指令。用来标记循环体开始，2.在LAD中有3个输入端：INDX（Index）：当前循环计数 INIT（Initial）：循环初值 FINAL（Final）：循环终值循环结束 1.NEXT，循环结束指令。用来标记循环体结束，2.无操作数。3.指令格式：FOR INDX，INIT，FINAL NEXT 2.6 跳转与标号指令1.跳跳转指令指令（1）跳转指令JMP（Jump），跳转指令使能输入有效时，使程序流程跳到同一程序中的指定标号n处执行。执行跳转指令时，逻辑堆栈的栈顶值总是1。（2）标号指令 LBL（Label），标号指令。标记程序段，作为跳转指令执行时跳转到的目的位置。操作数n为0255的字型数据。指令格式：JMP n LBL n2.7 诊断LED指令S7-200检测到致命错误时，SFDlAG(故障诊断)LED发出红光。在V40版编程软件的系统块的“配置LED”选项卡中，如果选择了有变量被强制或是有I0错误时LED亮，出现上述诊断事件时LED将发黄光。如果两个选项都没有被选择，SFDIAG LED发黄光只受DIAG_LED指令的控制。如果此时指令的输人参数IN为0，诊断LED不亮。如果IN大于0，诊断LED发黄光。图6-4的VB10中如果有非零的错误代码，将使诊断LED亮。梯形图的经验设计法1.1 起动保持停止电路起保停电路最主要的特点是具有“记忆”功能。在实际电路中，起动信号和停止信号可能由多个触点组成的串、并联电路提供。1.2 定时器应用电路【例4-1】用定时器设计延时接通延时断开电路，要求输入I0.0和输出Q0.1的波形如图4-2所示。1.2 定时器应用电路【例4-2】用计数器扩展定时器的定时范围。总的定时时间 T=0.1KT Kc(s)=0.1 x3000sx12000=1,000h1.2 定时器应用电路【例4-3】用定时器设计输出脉冲的周期和占空比可调的振荡电路(即闪烁电路)。闪烁电路实际上是一个具有正