电气控制与PLC复习1ppt课件.ppt

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继电器,继电器的定义：是一类通过检测各种,电量（,电流、电压,等）,或非电量（,温度、时间、速度、压力,）的信号变化,使触点动作，,来,接通或断开小电流控制电路的电器,。广,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：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。,接触器：用于主电路、电流大，有灭弧装置，一 般只能,在电压作用下动作。有主、辅触点之分。,.,普通电磁式继电器,电压继电器,电流继电器,中间继电器,.,中间继电器,定义,：,在控制电路中起,信号传递、放大,等作用的继电器。,文字符号：,KA,图形符号：,吸引线圈,常闭触点,常开触点,.,时间继电器,定义：,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。用于将定时信号转换为开关信号，能够按设定时间开闭控制电路。,分类,:,按延时方式分为,通电延时,和,断电延时,两种。,.,热继电器,热继电器是一种保护电器，专门用来对电动机进行,过载保护和断相保护,，以防止电动机过热损坏。,文字符号：,FR,图形符号：,发热元件,常闭触头,常开触头,.,第四节 开关电器,广泛用于配电系统和电力拖动控制系统中，,用做电源的隔离、电气设备的保护和控制,。主要有刀开关、低压断路器等。,.,刀开关,文字符号：,QS,图形符号：,单极,三极,刀熔开关,.,低压断路器,定义：,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，又能自动进行,短路、过载、欠压,保护的电器。,文字符号：,QF,图形符号,三极,单极,.,第五节 熔断器,作用,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,短路保护,。,文字符号：,FU,图形符号：,.,第六节 主令电器,自动控制系统中用于发布控制命令的电器称,为主令电器,。主令电器用于控制电路，不能直接分合主电路。,主令电器种类繁多，按其作用可分为：,按钮,行程开关,接近开关,光电开关,万能转换开关,.,文字符号：,SB,图形符号：,常开触点,SB,常闭触点,SB,复合触点,SB,按钮的电气符号,.,行程开关的电气符号,文字符号：,SQ,电气符号：,常开触点,SQ,常闭触点,SQ,.,二、异步电动机的控制,.,2.1,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，基本控制规律有,自锁与互锁的控制,、,点动与连续运转的控制,、,多地联锁控制,、,顺序控制,与,自动循环的控制,等。,.,2.2,三相异步电动机起动,停止控制电路,直接起动,减压起动,.,三相异步电动机的同步转速,60,0,p,f,1,n,=,min,）,r,/,(,p,1,2,3,4,5,6,n,0,/(r/min),3000,1500,1000,750,600,500,f,1,=50 Hz,时,不同极对数时的同步转速如下,:,同步转速,.,1.,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,优点:,电气设备少，线路简单,缺点:,起动电流大，引起供电系统电压波动,.,2.,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,.,定子绕组串电阻(或电抗器)起动,星三角形减压起动,自耦变压器减压起动,延边三角形起动,三相笼型电动机的减压起动方法,.,定子绕组串电阻减压起动,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,反转控制电路,正,反转自动循环电路,2.5,三相异步电动机正反转控制电路,.,KM,R,鼠笼式电机的正反转控制,(3)-,双重联锁,电气联锁,KM,F,SB,1,KM,F,FR,KM,R,KM,R,KM,F,机械联锁,双保险,机械联锁（复合按钮,的常闭触头,）,电气联锁（,接触器的常闭,触头）,SB,R,SB,F,.,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,.,2,、他励直流电动机的电路原理,Ra,.,3,、他励直流电动机的起动,如直接加额定电压起动，,I,a,可能突增到额定电流的十多倍,为了限制启动电流，他励直流电动机通常采用,电枢回路串电阻启动,或,降低电枢电压启动,。,.,4,、他励直流电动机的制动,（,1,）能耗制动,（,3,）回馈制动（或称再生制动）,（,2,）反接制动,.,一、降低电枢端电压调速,5,、他励直流电动机的调速,二、弱磁调速,.,六、,PLC,概述,.,6.2 PLC,的定义和分类,PLC,的定义,：,可编程逻辑控制器（,PLC,）,PLC,的分类,按结构形式分：,一体化紧凑型,PLC,：电源、,CPU,中央处理系统、,I/O,接口都集成在一个机壳内。如,西门子,S7-200,系列。,标准模块式结构化,PLC,：各种模块相互独立，并安装在固定的机架（导轨）上，构成一个完整的,PLC,应用系统。如：,西门子,S7-300,、,S7-400,系列。,.,按控制规模分类,按PLC的控制规模分类,可以将PLC分为,大型机,、,中型机,和,小型机,。,小型机的控制点一般在256点之内。,中型机的控制点一般不大于2048点,大型机的控制点一般多于2048点。,.,6.4 PLC,的结构,PLC,的硬件基本结构,.,1.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.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.输入输出接口,4.I/O扩展接口,5.通信接口,6.,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。,.,PLC的软件系统,1.,PLC的系统软件,PLC的软件由,系统程序,和,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,.,PLC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,.,PLC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。,2,PLC,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硬件系统基本构成,一、,S7-200系列PLC的硬件系统,.,2主机结构及性能特点,1）22,X系列,PLC主机(CPU模块)型号及外形,CPU 221,CPU 222,CPU 224,CPU 224XP,CPU 226,CPU 226XM,.,不同型号,CPU的硬件配置,.,S7-200系列PLC的内部资源及寻址方式,1软元件,1）软元件（软继电器）,软元件是PLC内部的具有一定功能的器件,由电子线路、寄存器和存储器单元等组成。,2）软元件的地址,不同的软元件具有不同的功能，存储在不同的区域,给每个区域起个名称，如I、Q、AC、T 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，称为区域内编号。,软元件的地址=区域号+区域内编号,每一个软元件的地址是唯一的，编程时只需给出软元件的地址，无需知道存储器的物理地址。,每一种,PLC的软元件的种类和数量是有限的。,.,3软元件介绍,（,1,）,输入继电器,（I）,（,2,）,输出继电器（Q）,（,3,）,通用辅助继电器（M）,（,4,）,特殊标志继电器（SM）,（,5,）,变量存储器（V）,（,6,）,局部变量存储器（L）,（,7,）,顺序控制继电器（S）,（,8,）,定时器（T）,（,9,）,计数器（C）,（,10,）,模拟量输入映像寄存器（AI）,（,11,）,模拟量输出映像寄存器（AQ）,（,12,）,高速计数器（HC）,（,13,）,累加器（AC）,.,3CPU 存储区域的寻址方式,1）数据类型,S7-200PLC的数据类型有四种：,.,2）寻址方式,S7-200 PLC的寻址方式,直接寻址,间接寻址,S7-200PLC直接寻址时软元件的地址格式：,（,1,）位寻址格式,A：软元件名称（区域号）,X：字节地址,Y：字节内的位地址：07,.,（,2,）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（,T）,计数器（,C）,高速计数器（,HC）,累加器（,AC）,地址包括：,元件名称,和,编号,其格式,:,如,:,T2,、,C10,、,HC2,、,AC3,.,(3),数据的寻址格式,S7-200PLC中数据地址包括：元件,名称,、数据,类型,和存储区域内的,首字节地址。,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（,I）,输出继电器（,Q）,通用辅助继电器（,M）,特殊标志继电器（,SM）,变量存储器（,V）,局部变量存储器（,L）,顺序控制继电器（,S）,模拟量输入映像寄存器（,AI）,模拟量输出映像寄存器（,AQ）,可用数据格式进行寻址的软元件有：,.,.CPU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,指令中给出的是数据地址的地址-地址指针。,.,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：,变量存储器（V）,局部变量存储器（L）,累加器（AC1、AC2、AC3）,.,七、,水塔水位自动控制,.,基本指令包括基本逻辑指令，算术、逻辑运算指令，数据处理指令，程序控制指令等。,（一）、基本位操作指令,1,、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，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：,I,，,Q,，,M,，,SM,，,T,，,C,，,V,，,S,，,L,等。,位逻辑指令,.,基本位操作指令格式,LAD,STL,功能,bit,bit,bit,LD 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 BIT,O BIT,、,ON BIT,=BIT,.,3,）,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,在较复杂梯形图中，触点的串、并联关系不能全部用简单的与、或、非逻辑关系描述。,1,）块“与”操作指令,ALD,块“与”操作指令，用于两个或两个以上触点并联连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,用于两个或两个以上的触点串联连接的电路之间的并联，称之为串联电路块的并联连接。,.,3,）栈操作指令,LPS,、,LRD,、,LPP,LPS,：（,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：,.,置位,/,复位指令格式,边沿触发指令格式,ED,.,水塔水位自动控制系统,1,、任务分析：,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；,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；,设备的启停控制,S2,S1,S4,S3,YV,M,.,2,、控制方法分析,设备启停控制多用启保停电路实现；,PLC,实现电机的启保停的编程方法有两种，如右图所示；,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,符号,地址,含义,1,SB1,I0.0,启动按钮,2,S1,I0.1,水塔水位上限,3,S2,I0.2,水塔水位下限,4,S3,I0.3,水箱水位上限,5,S4,I0.4,水箱水位下限,6,SB2,I1.0,停止按钮,7,KM,Q0.1,控制电机的接触器,8,YV,Q0.2,电磁阀,.,4,、外部接线图,.,5,、程序设计,.,八 多种液体混合控制系统,.,1,定时器及定时器指令,2,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,。,一、定时器,74,.,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。,75,.,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,。,76,.,定时器类型,分辨率,计时范围,定时器号,TONR,1ms,32.767s,T0,、,T64,10ms,327.67s,T1T4,，,T65T68,100ms,3276.7s,T5T31,，,T69T95,TON,、,TOF,1ms,32.767s,T32,、,T96,10ms,327.67s,T33T36,，,T97T100,100ms,3276.7s,T37T63,，,T101T255,.,二、定时器指令,输入接点,设定值,:,132767,定时器号码,（,0,255,）,IN,PT,T37,TON,TON,：,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,100ms,.,TS=1200*0.1=120S,延时接通定时器,TON,其工作波形图如下：,I0.1,Q0.1,计时值,设定值,TS,T38,TON,PT,IN,I0.1,1200,(),T38,Q0.1,100ms,100ms,STL,：,TON T*,PT,.,其工作波形图如下：,I0.1,Q0.1,计时值,设定值,TS,T38,TON,PT,IN,I0.1,1200,(),T38,Q0.1,100ms,TON,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；,.,延时断开定时器,TOF,其工作波形图如下,：,I0.1,Q0.1,计时值,设定值,TS,TOF,PT,IN,I0.1,1200,T38,(),T38,Q0.1,TS=1200*0.1=120,S,100ms,STL,：,TOF T*,PT,.,延时断开定时器,TOF,其工作波形图如下,：,I0.1,Q0.1,计时值,设定值,TS,TOF,PT,IN,I0.1,1200,T38,(),T38,Q0.1,TOF,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,1,0,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；,.,保持型定时器,TONR,TS=120*10ms,TONR,PT,IN,I0.1,120,T4,(),T4,Q0.1,(),T4,R,1,M0.1,其工作波形图如下：,输入端,Q0.1,当前值,设定值,T,S,M0.1,最大值,32767,120,100ms,STL,：,TONR T*,PT,.,保持型定时器,TONR,TS=120*10ms,TONR,PT,IN,I0.1,120,T4,(),T4,Q0.1,(),T4,R,1,M0.1,其工作波形图如下：,输入端,Q0.1,当前值,设定值,T,S,M0.1,最大值,32767,120,TONR,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,计数器及计数器指令,2,电机自动正反转,10,次控制,.,计数器用来累计输入脉冲的次数，经常用来对产品进行计数。,计数器与定时器的结构和使用基本相似，编程时输入它的预设值,PV,（计数的次数），计数器累计它的脉冲输入个数（上升沿,/,正跳变），当计数器达到预设值,PV,时，计数器位状态改变。,计数器指令有,3,种：,增计数,CTU,、,增减计数,CTUD,和,减计数,CTD,。,计数器指令有,4,种操作信息,：,编号,、,预设值,、,脉冲输入,和,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：,注：使用不同类型的计数器时，计数器编号不能重复使用,89,.,增计数器,CTU,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,CTD,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,CTUD,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,顺序控制设计方法与顺序功能图,1.1,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,步与动作,1.,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.,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,表示，每一个顺序功能图至少应该有一个初始步。,.,3.,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.,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,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,顺序功能图的基本结构,.,1.4,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,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,FOR,，循环开始指令。用来标记循环体开始，,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,NEXT,，,循环结束指令。用来标记循环体结束，,无操作数。,指令格式：,FOR INDX,，,INIT,，,FINAL,NEXT,.,2.6,跳转,与标号指令,1.,跳转指令,（,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 n,.,2.7,诊断,LED,指令,S7-200,检测到致命错误时，,SF,DlAG(,故障诊断,)LED,发出红光。在,V4,0,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,I,0,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，,SF,DIAG 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=1,000h,.,1.2,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反馈的振荡电路，,T37,和,T38,的输出信号通过它们的触点分别控制对方的线圈，形成了正反馈。,特殊存储器位,SM0.5,的常开触点提供周期为,1 s,，占空比为,0.5,的脉冲信号，可以用它来驱动需要闪烁的指示灯。,.,1.3,经验设计法举例,图,4-5,是三相异步电动机正反转控制的小车往复运动的主电路和继电器控制电路图,.,1.3,经验设计法举例,改为,PLC,控制系统的外部接线图,硬件互锁电路,.,1.4,常闭触点输入信号的处理,为了使梯形图和继电器电路图中触点的类型相同，建议尽可能地用常开触点作,PLC,的输入信号。如果某些信号只能用常闭触点输入，可以按输入全部为常开触点来设计，然后将梯形图中相应的输入位的触点改为相反的触点，即常开触点改为常闭触点，常闭触点改为常开触点。,.,1 加法,1)整数加法(Add Integer),+I，整数加法指令。使能输入有效时，将两个,单字长（,16位）,的符号整数,IN1和IN2相加，产生一个,16位整数,结果,OUT。,数学运算指令,.,2)双整数加法（Add Double Integer）,+D，双整数加法指令,。使能输入有效时，将,两个双字长,（,32位）的,符号,双整数,IN1和IN2相加，产生一个,32位双整数,结果,OUT。,在LAD和FBD中，以指令盒形式编程，执行结果：IN1+IN2=OUT。,在STL中，执行结果：IN1+OUT=OUT。,指令格式：,+DIN1，OUT,例：,+DVD0，VD4,.,2减法,减法指令,是对,有符号数,进行相减操作。包括：整数减法（,Subtract Integer）、双整数减法（Subtract Double Integer）和实数减法（Subtract Real）。这三种减法指令与所对应的加法指令除运算法则不同之外，其他方面基本相同。,.,3乘法,*I，整数乘法指令,使能输入有效时，将,两个单字,长（,16位）的符号整数IN1和IN2相乘，产生一个,16位整数,结果,OUT。,指令格式：,*,IIN1，OUT,例：*IVW0，AC0,1)整数乘法（Multiply Integer）,.,2)完全整数乘法,MUL，完全整数乘法指令,使能输入有效时，将,两个单字长,（,16位）的符号整数IN1和IN2相乘，产生一个,32位双整数,结果,OUT。,在,LAD和FBD中，以指令盒形式编程，执行结果：