DOC《第1章》

第1章1.

可编程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、计数和算术运算等操作,并通过数字式或模拟式的输入/输出,控制各种类型机械或生产过程.可编程控制器及其有关外围设备,都应按易于和工业系统联成一个整体,易于扩充其功能的原则设计. 2. 1. 编程方法简单易学2. 功能强,性能价格比高3. 硬件配套齐全,适应性强4. 可靠性高,抗干扰能力强5. 体积小,能耗低6. 系统的设计、安装、调试工作量小7. 维修工作量小,维修方便 3. 可编程控制器(Programmable Controller)简称PC,为了避免与个人计算机(Personal Computer)相混淆,一般将可编程控制器简称为PLC(Programmable Logic Controller). PLC是在电器控制技术和计算机技术基础上开发形成的,它以微处理器为核心,融入了自动化技术、计算机技术、通讯技术,进而发展成为一种新型工业自动控制装置.其用途是取代继电器,执行逻辑运算、定时、计数等控制功能,建立柔性的程序控制系统. 4. 继电器控制系统由许多真正的硬件继电器组成,而PLC的控制系统由许多所谓的 软继电器 组成.这些 软继电器 实质上是存储器中的每一位触发器,可以置

0 或置

1 . 硬件继电器的触点数量有限,用于控制的继电器的触点一般只有4-8对,而PLC中每只 软继电器 供编程使用的触点数有无数对.原因是存储器中的触发器状态可取用任意次数. 在继电器控制线路中,要实现某种控制是通过各种继电器之间的硬接线解决的.由于其控制功能已经包含在固定线路之间,因此它的功能专一,不是很灵活.而PLC控制是通过梯形图(软件功能)解决的,所以其灵活多变.继电器控制系统采用硬逻辑的并行工作方式,继电器线圈通电或断电,都会使该继电器的所有常开和常闭触点立刻动作;

而PLC采用扫描工作方式(串行工作方式),如果某个软继电器的线圈被接通或断开,其触点只有等到扫描到该触点时才会动作.但由于PLC的扫描速度快,通常PLC与电器控制装置在I/O的处理结果上并没有什么差别. 5. 1. 处理器性能指标2. 存储容量3. I/O点数及I/O模板技术指标4. 扫描速度5. 指令的功能与数量6. 内部元件的种类与数量7. 特殊功能单元8. 可扩展能力 第2章1.按位寻址时的格式为Ax.y,它有元件名称、字节地址和位地址组成,如I3.2,其中的区域标识符 I 表示输入(In-put),字节地址为3,位地址为2. 按字节寻址时的格式为VBxxx,它有元件名称、数据类型和存储区域内的首字节地址组成.如VB100,其中V是区域编号,B是访问一个字节,而100是区域内首字节地址. 2. 将信息存储在存储器中,存储单元按字节进行编址,无论寻址的是何种数据类型,通常应直接指出元件名称及其所在存储区域内的字节地址,并且每个单元都有唯一的地址,这种寻址方式称为直接寻址.间接寻址方式是指数据存放在寄存器或存储器中,在指令中只出现所需数据所在单元的内存地址的地址,存储单元地址的地址又称为地址指针. 3. PLC的硬件主要由中央处理器(CPU)、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口、电源等几部分组成.其中,CPU是PLC的核心;

输入单元/输出单元是CPU与现场输入/输出设备之间的接口电路;

通信接口用于连接编程器、上位计算机等外部设备. 4. 当PLC运行时,是通过执行反映控制要求的用户程序来完成控制任务的,需要执行众多的操作,但CPU不可能同时去执行多个操作,它只能按分时操作(串行工作)方式,每一次执行一个操作,按顺序逐个执行.由于CPU的运算处理速度很快,所以从宏观上来看,PLC外部出现的结果似乎是同时(并行)完成的.这种串行工作过程称为PLC的扫描工作方式. 用扫描工作方式执行用户程序时,扫描是从程序第一条指令开始,在无中断或跳转控制的情况下,按程序存储顺序的先后,逐条执行用户程序,直到程序结束.然后再从头开始扫描执行,周而复始重复运行. 5. 1. 输入继电器(I):输入继电器一般都有一个PLC的输入端子与之对应,它用于接收外部开关信号.2. 输出继电器(Q):输出继电器一般有一个PLC上的输出端子与之对应. 3. 通用辅助继电器(M) :通用辅助继电器的作用和继电器控制系统中的中间继电器相同,它在PLC中没有输入/输出端子与之对应,因此它的触点不能驱动外部负载.4. 特殊继电器(SM):用户可以通过特殊标志来沟通PLC与被控制对象之间的信息.5. 变量存储器(V) :变量存储器用来存储变量.它可以存放程序执行过程中控制逻辑操作的中间结果,也可以使用变量存储器来保存与工序或任务相关的其它数据.6. 局部变量存储器(L):局部变量存储器用来存放局部变量.7. 顺序控制继电器(S):顺序控制继电器用在顺序控制或步进控制中.8. 定时器:定时器是PLC中重要的编程元件,是累计时间增量的内部器件.9. 计数器(C):计数器用来累计输入脉冲的个数,经常用来对产品进行计数或进行特定功能的编程.10. 模拟量输入映像寄存器(AI)、模拟量输出映像寄存器(AQ):模拟量输入电路用以实现模拟量/数字量(A/D)之间的转换,而模拟量输出电路用以实现数字量/模拟量(D/A)之间的转换.11. 高速计数器(HC):速计数器可累计比CPU的扫描速度更快的事件.12. 累加器(AC):累加器是用来暂存数据的寄存器,它可以用来存放运算数据、中间数据和结果. 6. 数字量扩展模块:用户根据实际需要,选用具有不同I/O点数的数字量扩展模块,可以满足不同的控制需要,节约成本. 模拟量输入输出扩展模块:在工业控制中,某些输入量(如温度、压力、流量等)是模拟量,而某些执行机构(如电动调节阀、晶闸管调速装置和变频器等)也要求PLC输出模拟信号,而PLC的CPU只能处理数字量.这就需要模拟量输入输出扩展模块来实现A/D转换(模拟量输入)和D/A转换(模拟量输出). 热电偶、热电阻扩展模块:EM231热电偶、热电阻模块具有冷端补偿电路,如果环境温度迅速变化,则会产生额外的误差,建议将热电偶和热电阻模块安装在环境温度稳定的地方. PROFIBUS-DP通信模块:EM277 PROFIBUS-DP扩展从站模块用来将S7-200连接到PROFIBUS-DP网络,EM277通过串行I/O总线连接到S7-200 CPU模块,PROFIBUS-DP网络经过DP通信端口连接到EM277模块,这个端口可以在9600bps~12Mbps的波特率下工作. 第3章1. S7-200系列PLC有三种类型的定时器,即:通电延时定时器(TON)、断电延时定时器(TOF)和保持型通电延时定时器(TONR),共计256个.定时器分辨率(S)可分为三个等级:1ms、10ms和100ms. 通电延时型定时器(TON)用于单一时间间隔的定时.输入端(IN)接通时,开始定时,当前值大于等于设定值(PT)时(PT=1~32767),定时器位变为ON,对应的常开触点闭合,长闭触点断开.达到设定值后,当前值仍继续计数,直到最大值32767为止.输入电路断开时,定时器复位,当前值被清零. 断电延时定时器(TOF)用于断电后的单一间隔时间计时.输入端(IN)接通时,定时器位为ON,当前值为0.当输入端由接通到断开时,定时器的当前值从0开始加1计数,当前值等于设定值(PT)时,输出位变为OFF,当前值保持不变,停止计时. 保持型通电延时定时器TONR用于对许多间隔的累计定时.当输入端(IN)接通时,定时器开始计时,当前值从0开始加1计数,当前值大于等于设定值(PT)时,定时器位置1;

当输入IN无效时,当前值保持,IN再次有效时,当前值在原保持值基础上继续计数,TONR定时器用复位指令R进行复位,复位后定时器当前值清零,定时器位为OFF. 2. S7-200的编程软件中,用户可以选用梯形图LAD(ladder)、功能块图(Function Block Diagram)或语句表STL(Statement List)等编程语言来编制用户程序. 语句表和梯形图语言是一个完备的指令系统,支持结构化编程方法,而且两种编程语言可以相互转化.在用户程序中尽管它们的表达形式不同,但表示的内容却是相同或相似的. 3. 逻辑指令是PLC中最基本最常用的一类指令,主要包括位逻辑指令、堆栈操作指令、置位/复位指令、立即指令以及微分指令等. 位逻辑指令包括:1. LD、LDN和=(Out)指令2. A和AN指令3. O和ON指令4. ALD指令5. OLD指令 堆栈操作指令包含LPS、LRD、LPP、LDS几条命令. 置位/复位指令包括:1. 置位指令S2. 复位指令R 立即指令I包含LDI、LDNI;

OI、ONI;

AI、ANI;

=I;

SI、RI几条命令. 微分指令包括:EU(Edge UP)、ED(Edge Down) 4. 计数器主要用于累计输入脉冲的次数.S7-200系列PLC有三种计数器:递增计数器CTU、递减计数器CTD、增减计数器CTUD.三种计数器共有256个. 5. S7-200 PLC提供了三条顺序控制指令:LSCR bit顺序状态开始、SCRT bit顺序状态转移、SCRE顺序状态结束 6. SFC是顺序功能图的简写,SFC的基本元素有:流程步、有向线段、转移和动作说明. 7. SFC怎么转化成梯形图要经过以下几步:(1) 进入有效工作步(2) 停止有效工作步(3) 最后一个工作步(4) 工作........