西门子S7-200 SMART PLC原理及应用教程课件第四章

周期RLO为1，无论当前左侧的RLO状态如何，均认为没有上升沿发生，则其右
侧的RLO等于0。上一周期的左侧RLO的值，都会保存在系统中，并且每周期都
更新一次。
在图4-7中，
是下降沿触发指令，每个扫描周期都要计算其左侧的RLO，
并与上一个扫描周期的RLO进行比较。如果上一周期RLO为1，当前RLO为0，则
第一节 S7-200 SMART编程指令与RLO
对于普通线圈，只要该线圈左侧的逻辑操作结果（Result of Logic Operation，RLO）为1，则线圈动作，对应的变量等 于1；否则线圈不动作，对应的变量等于0。注意，线圈不 动作（变量结果等于0）也是程序执行的结果。任何一个网 络中的程序执行完成后，变量均会有结果，无论结果是1还 是0。 对于功能线圈，只要该线圈左侧的RLO为1，则实现相应的 功能。图4-1中的MOV_B线圈左侧的RLO等于1时，则按功 能线圈的规则，实现数据传送功能。
第四章 S7-200 SMART PLC编程基本指令
第一节 S7-200 SMART编程指令与 RLO 第二节 位逻辑操作指令 第三节 定时器指令 第四节 计数器指令 第五节 基本指令的应用实例
第一节 S7-200 SMART编程指令与RLO
1.西门子PLC编程语言
IEC61131-3规定了指令表（STL）、梯形图（LAD）、 顺序功能图（SFC）、功能块图（FBD）和结构化文本 （ST）五种编程语言。
例4.3 多输入电路。
第二节 位逻辑操作指令
网络4、5和6为两输入的情况。网络4中，M0.3的状态 由I0.0和I0.1串联的结果决定，当I0.0和I0.1同时有输入时， M0.3动作；网络5中，M0.4的状态由I0.0和I0.1并联的结果 决定，当I0.0和I0.1任意一个或至少有一个有输入时，M0.4 动作；网络6中，M0.5的状态由I0.0和I0.1异或的结果决定 ，当I0.0和I0.1有且只有一个有输入时，M0.5动作。
图4-2 自保持电路和时序图
自保持电路是常用的控制程序，是从很多程序中抽象出来的电路，其应用特别 广泛。例如，电动机起停PLC控制中，起动按钮接I0.0，停止按钮接I0.1，Q0.0的 输出控制电动机的接触器，则用自保持电路可以实现电动机起停控制。
第二节 位逻辑操作指令
例4.2 互锁电路。 互锁电路如图4-3所示，它们是由两行自保持电路组成的，Q0.0和Q0.1不能同
第二节 位逻辑操作指令
1.基本位逻辑指令
基本位逻辑指令包括常开触点、常闭触点和普通线圈等指令，如表4-1所示。触点 和触点之间可以形成与、或和非的基本逻辑关系，也可以组合形成复杂的逻辑关 系，从而决定线圈左侧的RLO。线圈的动作状态由线圈左侧的RLO决定。
表4-1 基本位逻辑指令
1.基本位逻辑指令
没有输入，则Q0.0有输出，即便此后I0.0不再有输入，Q0.0也一直保持有输出，直 到I0.1有输入为止。
自保持电路中的I0.0起激发作用，Q0.0的常开触点起保持作用，而I0.1起切断 保持的作用。需要注意的是，程序中的I0.0、I0.1和Q0.0可以换成其他的继电器或 位变量。
图4-2 自保持电路和时序图
Байду номын сангаас
第二节 位逻辑操作指令
3.边沿触发指令
边沿触发指令包括RLO上升沿触发指令和RLO下降沿触发指令。 边沿触发指令的功能主要是通过比较相邻两个扫描周期间流过该指令输入位置 RLO的状态，决定自身导通与否以及导通时间是多长。根据检测的对象可以分为 两种边沿触发指令，如表4-4所示。
表4-4 边沿触发指令
在图4-1所示的程序中，位置1、4和6的RLO的值为1 ；位置2和7的RLO的值由I0.0和I0.1的触点状态决定 ，若触点接通，则位置2和7的RLO的值为1；网络2 中的NOT触点会改变RLO的值，位置8和位置7的RLO 的值相反。 再次强调一下，触点的状态由触点所对应的继电器 （变量）的状态决定。当继电器动作（变量为1）时 ，常开触点吸合，常闭触点断开；当继电器不动作 （变量为0）时，常开触点断开，常闭触点吸合。该 结论对于所有继电器（或位变量）均适用。
第二节 位逻辑操作指令
表4-1 基本位逻辑指令
第二节 位逻辑操作指令
例4.1 自保持电路1。 自保持电路如图4-2所示，I0.0有输入（只要保持有一个扫描周期），同时I0.1
没有输入，则Q0.0有输出，即便此后I0.0不再有输入，Q0.0也一直保持有输出，直 到I0.1有输入为止。
自保持电路中的I0.0起激发作用，Q0.0的常开触点起保持作用，而I0.1起切断 保持的作用。需要注意的是，程序中的I0.0、I0.1和Q0.0可以换成其他的继电器或 位变量。
图4-1 梯形图的线圈与RLO
第一节 S7-200 SMART编程指令与RLO
3.S7-200 SMART PLC指令分类
S7-200 SMART PLC指令包括位逻辑、定时器（计时 器）、计数器、传送（移动）、移位、比较、转换、逻辑 操作、中断和通信等10多类指令。 本章主要介绍S7-200 SMART PLC的基本指令：位逻辑、 定时器（计时器）、计数器，传送（移动）、移位和比较 等指令，中断、子程序、顺序控制、通信等指令和编程在 后续章节中介绍。
触点互锁电路分析中一定需要注意，I0.0和I0.1的输入是 按钮输入，输入会持续1/20s以上的时间，PLC将运行若干个 周期，完全可以做到断开对方线圈，同时再激发自己对应的 线圈。
互锁电路有时将线圈互锁和触点互锁结合起来应用，但 总体上还是呈现“后输入优先”的特点。有时触点还可以在其 他位置，分析和设计方法同上。
由于在相连的两个周期中，不可能连续出现上升沿或下降沿，因此出现边沿后， 该触点后的RLO等于1，只能保持一个扫描周期。
第二节 位逻辑操作指令
在图4-7中，
是上升沿触发指令，每个扫描周期都会计算其左侧的RLO，
并与上一个扫描周期的RLO进行比较。如果上一周期RLO为0，当前RLO为1，则
认为检测到上升沿，则使其右侧的RLO等于1，并保持一个扫描周期；如果上一
自保持电路是常用的控制程序，是从很多程序中抽象出来的电路，其应用特别 广泛。例如，电动机起停PLC控制中，起动按钮接I0.0，停止按钮接I0.1，Q0.0的 输出控制电动机的接触器，则用自保持电路可以实现电动机起停控制。
第二节 位逻辑操作指令
例4.4 自保持电路2。 按下启动按钮后I0.0闭合，Q0.0置位接通并保持；按下复位按钮后10.1断开，Q0.0 复位断电。根据I0.0、10.1和Q0.0的状态变化，可得到相应的时序图和所对应的语 句表，如图4-5所示。
认为检测到下降沿，则使其右侧的RLO等于1，并保持一个扫描周期；如果上一
周期RLO为0，无论当前左侧的RLO状态如何，均认为没有下降沿发生，则其右
侧的RLO等于0。上一周期的左侧RLO的值，都会保存在系统中，并且每周期都
更新一次。
图4-7 边沿触发指令的梯形图和时序图
第二节 位逻辑操作指令
例4.6 单按钮启停一台电动机。 当第一次按下按钮使IO.O闭合时，其上升沿脉冲使继电器MO.O接通一个扫描周 期，QO.O输出线圈接通并保持。当第二次按下该按钮使IO.0闭合时，MO.O再次 接通一个扫描周期并与已闭合的QO.O辅助触点共同触发继电器MO.1，使其接通 一个扫描周期，而其辅助常闭触点MO.1断开使QO.O输出线圈断电复位。第三次 按下该按钮时，电动机再次启动，如此循环。根据IO．0和QO.0的状态变化，可 以得到相应的时序图．如图4-8所示。
2.置位与复位指令
置位与复位指令包括S指令、R指令、SR指令和RS指令。 置位指令是特殊的线圈状态控制指令，使用时需要指定一个位变量作为存储位。 只要其左边的RLO为1，存储位就被置为1，即使其左边的RLO变为0，该存储位始 终保持为1，只有使用复位指令对其复位，该存储位才会被清为0。 复位指令也是特殊的线圈状态控制指令，使用时同样需指定一个位变量作为存 储位，即复位的对象。它的主要功能是对置位后的地址进行复位，经常与置位指 令配合使用。
2.逻辑操作结果RLO
PLC中程序执行的结果就是确定和改变变量的值。这需 要通过线圈来实现，PLC程序的线圈可以广义地分为两类： 普通线圈和功能线圈。如图4-1所示的程序中，线圈M0.0和 Q0.0为普通线圈，而MOV_B为功能线圈。
图4-1 梯形图的线圈与RLO
线圈的执行是和其左侧 的RLO密切相关的，实际上 PLC程序的所有分析和设计 均和RLO相关。RLO是西门 子PLC中的重要概念，它是 对传统PLC程序分析和设计 中电流、能流等概念的高 度概括。
时为1，称为互锁。I0.0激发Q0.0，I0.1激发Q0.1；I0.2可以使两行程序中的线圈均 停止动作。
图4-3 线圈互锁电路和触点互锁电路
根据互锁的实现方法不同，又分为线圈互锁和触点互锁 两种。线圈互锁电路如图4-3a所示，将线圈对应的常闭触点 串联在对方线圈的前面，一旦某一个线圈动作，则另一个线 圈将不再能够动作，直到I0.2有输入为止。线圈互锁电路具有 “先输入优先”的特点。触点互锁电路如图4-3b所示，将一个 网络中起激发作用的触点对应的常闭触点串联在对方线圈的 前面，一旦该触点对应的继电器动作或有输入，则断开另一 个线圈，并激发自己网络中对应的继电器，直到I0.2有输入或 被断开为止。触点互锁电路具有“后输入优先”的特点。
网络7为三输入的情况。网络7中，M0.6的状态由I0.0、 I0.1和I0.2串并联的结果决定，当三个输入至少有两个有输 入时，M0.6动作。
由表4-1中给出的触点，可以按照与、或、非的逻辑关 系组合成更加复杂的逻辑块，如表4-2所示。
表4-2 复杂逻辑关系梯形图
图4-4 多输入电路和时序图
第二节 位逻辑操作指令
西门子PLC支持梯形图（LAD）、指令表（STL）、顺 序功能图（SFC）和功能块图（FBD）四种编程语言。考 虑到PLC在国内应用的现状和国内用户的思维习惯，本书 只介绍梯形图（LAD）和顺序功能图（SFC）两种编程语 言。不同编程语言是对同样的逻辑关系的不同表达形式， 应根据需要选择。在实际应用中，应优先选择梯形图和顺 序功能图语言。
图4-5 用置位复位指令实现自保持电路
第二节 位逻辑操作指令
例4.5 RS触发器指令应用
（a） SR置位优先触发器指令
（b）RS复位优先触发器指令 图4-6 触发器指令应用
图4-6(a)使用了SR置位优先触发器指令，从右方 的时序图可以看出：①当IO.O触点闭合(S1=1)、 IO.1触点断开(R=O)时，QO.O被置位为1；②当 IO.O触点由闭合转折开(S1=O)、IO.1触点仍处于 断开(R=O)时，QO.O仍保持为1；③当IO.O触点 断开（S1=O)、IO．1触点闭合(R=1)时，QO.O被 复位为O；④当IO.O、IO.1触点均闭(S1=O、 R=1)时，QO.O被置位为1 图4-6(b)使用了RS复位优先触发器指令，其①～ ③种输入、输出情况与SR置位毛触发器指令相 同，两者的区别在于第④种情况。对于SR置位 优先触发器指令，当Sl、R端同时输入1时， QO.O=1；对于RS复位优先触发器指令，当S、 R1端同时输入1时，Q0.0=0。 用复位优先的置位复位组合线圈也可以实现自保 持电路。当输入I0.0和I0.1的波形和图4-5一样时 ，输出Q0.0的波形是怎样的？请读者自行分析。
第一节 S7-200 SMART编程指令与RLO
在程序中，RLO永远属于线上面的所有点，而且相连 接的线上的所有点的RLO是相同的。在最左侧的母线 位置，RLO的值为1。RLO的值可能被触点改变，当 触点接通时，其两端的RLO相同，若不通，则其右侧 RLO为0；在并联时，只要有一个触点右侧的RLO等 于1，则所有触点右侧的RLO等于1。
第二节 位逻辑操作指令
2.置位与复位指令
置位与复位指令如表4-3所示。
表4-3 置位与复位指令
在S7-200 SMART PLC中，置位S和复位R指令可以同时对多位进行操作； SR和RS指令中，在S7-200 SMART PLC中端子名称上带1的优先。
第二节 位逻辑操作指令
例4.1 自保持电路1。 自保持电路如图4-2所示，I0.0有输入（只要保持有一个扫描周期），同时I0.1