PLC第五章

第39-54讲
第5章
S7-200系列PLC的基本指令
海南风光
内容提要与学习要求
• 本章以S7-200系列PLC指令系统为例，主要讲述 基本指令的定义、梯形图和语句表的编程方法， 然后介绍了定时器/计数器常用电路。 • 学习要求： (1)掌握基本逻辑指令、程序控制类等指令。 (2)熟练应用所学的基本指令进行编程。 (3)通过学习，要求学生能够建立编程思路，使 学生具备解决问题的能力。
用法举例：
使用说明：
• S/R指令的操作数为：I、Q、M、SM、T、C、V、S和 L。 • N的范围为1~255，N可为：VB、IB、QB、MB、SMB、 SB、LB、AC、常数、*VD、*AC和*LD。一般情况下 使用常数。 • S/R指令可以互换次序使用，但由于PLC采用扫描工作 方式，所以写在后面的指令具有优先权。如在图5.7中， 若I0.0和I0.1同时为1，则Q0.0、Q0.1肯定处于复位状 态而为0。 • 对位元件来说一旦被置位，就保持在通电状态，除非 对它复位；而一旦被复位就保持在断电状态，除非再 对它置位。 • 如果对计数器和定时器复位，则计数器和定时器的当 前值被清零。
（2）定时器的正确使用
图5．14所示为使用定时器本身的 动断触点作为激励输入，希望经过 延时产生一个机器扫描周期的时钟 脉冲输出。定时器状态位置位时， 依靠本身的动断触点(激励输入)的 断开使定时器复位，重新开始设定 时间，进行循环工作。采用不同时 基标准的定时器时会有不同的运行 结果，具体分析如下：
3、触点并联指令O、ON
• O：或操作指令，用于动合触点的并联。 • ON：或操作指令，用于动断触点的并联。
O、ON指令使用说明如下：
• O、ON指令可作为一个接点的并联连接指令， 紧接在LD、LDN指令之后用，即对其前面LD、 LDN指令所规定的触点再并联一个触点，可以 连续使用。 • 若要将两个以上触点的串联回路和其他回路并 联时，须采用后面说明的OLD指令。 • O、ON的操作数：I，Q，M，SM，T，C，V， S。
4、串联电路块的并联指令OLD
• OLD是将梯形图中以LD起始的电路块和另 一以LD起始的电路块并联起来。
OLD指令使用说明如下：
• 几个串联支路并联连接时，其支路的起点以 LD、LDN开始，支路终点用OLD指令。 • 如需将多个支路并联，从第二条支路开始，在 每一支路后面加OLD指令。用这种方法编程， 对并联支路的个数没有限制。 • OLD指令无操作数。
6、逻辑堆栈指令
• S7-200系列PLC使用一个9层堆栈来处理所有逻 辑操作，它和计算机中的堆栈结构相同。堆栈是 一组能够存储和取出数据的暂存单元，其特点是 “先进后出”。每一次进行入栈操作：新值放入 栈顶，栈底值丢失；每一次进行出栈操作完成对触点进行的复杂连接。 • 西门子公司的使用手册中把ALD、OLD、LPS、 LRD、LPP和LDS都归纳为栈操作指令，其中 ALD(与块指令)和OLD(或块指令)前面已经介绍过， 下面分别介绍其余四条指令。
5.1布尔指令及应用
5.1.1 触点线圈指令 5.1.2 位复位指令与触发器指令 5.1.3 正负跃变指令
1、逻辑取及线圈驱动指令LD、LDN、=
• LD：装载指令，对应梯形图从左侧母线开始，连接 动合触点。 • LDN：装载指令，对应梯形图从左侧母线开始，连 接动断触点。 • =：置位指令，线圈输出。
S7-200系列PLC定时器的刷新方式是足不同的，从而在使用 方法上有很大的不同，这和其他类型的PLC是有很大区别的。 使用时一定要注意根据使用场合和要求的不同来选择定时器。 • ①1ms定时器。每隔1ms定时器刷新一次，定时器刷新与扫描 周期和程序处理无关，它采用的是中断刷新方式。扫描周期较 长时，定时器一个周期内可能多次被刷新(多次改变当前值)。 • ② 10ms定时器。在每个扫描周期开始时刷新。每个扫描周期 之内当前值不变。 • ③100ms定时器。是定时器指令执行时被刷新，下一条执行的 指令即可使用刷新后的结果，非常符合正常思维，使用方便可 靠。但应当注意，如果该定时器的指令不是每个周期都执行 (比如条件跳转时)，定时器就不能及时刷新，可能会导致出错。
• 正负跃变指令检测到信号的上升沿或下降 沿时将使输出产生一个扫描周期宽度的脉 冲。
正负跃变指令的格式及功能
• EU指令对其之前的逻辑运算结果的上升沿 产生一个宽度为一个扫描周期的脉冲，如 图中的M0.0。ED指令对逻辑运算结果的下 降沿产生一个宽度为一个扫描周期的脉冲， 如图中的M0.1。 • 脉冲指令常用于启动及关断条件的判定以 及配合功能指令完成一些逻辑控制任务。
3、断电延时型TOF
• 使能端(IN)输入有效时，定时器输出状态位立即 置1，当前值复位(为0)。使能端(IN)断开时，开始 计时，当前值从0递增，当前值达到预置值时，定 时器状态位复位置0，并停止计时，当前值保持。
4、S7-200系列PLC的定时器的刷新方式 和正确使用
（1）定时器的刷新方式。
2、有记忆通电延时型 TONR
• 使能端(IN)输入有效时（接通)，定时器开始计时，当前值递增， 当前值大于或等于预置值（PT）时，输出状态位置1。使能端 输入无效(断开)时，当前值保持(记忆)；使能端(IN)再次接通有 效时，在原记忆值的基础上递增计时。 • 有记忆通电延时型(TONR)定时器采用线畔的复位指令（R）进 行复位操作，当复位线圈有效时，定时器当前值清零，输出状 态位置0。
• 结论：综上所述，用 本身触点激励输入的 定时器，时基为1ms 和10ms时不能可靠工 作，一般不宜使用本 身触点作为激励输入。 若将图5．14改成图 5．15，无论何种时基 都能正常工作。
5.2.2 计数器
• 计数器用于累计输入脉冲个数，在实际应 用中用来对产品进行计数或完成复杂的逻 辑控制任务。 • S7-200系列PLC有递增计数(CTU)、增／减 计数(CTUD)、递减计数(CTD)等3类计数指 令。 • 计数器的使用方法和基本结构与定时器基 本相同，主要由预置值寄存器、当前值寄 存器、状态位等组成。
2、触点串联指令A、AN
• A：与操作指令，用于动合触点的串联。 • AN：与操作指令，用于动断触点的串联。
A、AN指令使用说明如下
• A、AN是单个触点串联连接指令，可连续使用。 • 若要串联多个触点组合回路时，须采用后面说明的 ALD指令。 • 若按正确次序编程，可以反复使用=指令，如图5.2 中，但如果按图5.3次序编程就不能连续使用=指令。 • A、AN的操作数：I，Q，M，SM，T，C，V，S。
• 若将图5．14中定时器T32换 成T33，时基变为10ms，当 前值在每个扫描周期开始时 刷新，计时时间到时，扫描 周期开始时，定时据输出状 态位置位，动断触点断开， 立即将定时器当前值清零， 定时器输出状态位复位(为0)， 这样，输出线圈Q0.0永远不 可能通电.
• 若将图5．14中定时器T32 换成T37，时基变为100ms， 当前指令执行时刷新，Q0.0 在T37计时时间到时准确地 接通一个扫描周期。可以输 出一个OFF时间为定时时间， ON时间为一个扫描周期的 时钟脉冲。
5.1.4 立即指令I（Immediate）
• 立即指令是为了提高PLC对输入／输出的响 应速度而设置的，它不受PLC循环扫描工作 方式的影响，允许对输入和输出点进行快 速直接存取。当用立即指令读取输入点的 状态时，对I进行操作，相应的输入映像寄 存器中的值并末更新；当用立即指令访问 输出点时，对Q进行操作，新值同时写到 PLC的物理输出点和相应的输出映像寄存器。
定时器指令格式
• IN是使能输入端，编程范围T0~T255；PT是预置值 输入端，最大预置值32767；PT数据类型：16位有 符号的整数（INT）。PT寻址范围：VW、IW、QW、 MW，SW、SMW、LW、AIW、T、C、AC、 *AC*VD、*LD和常数。
1、通电延时定时器TON
• 使能端(IN)输入有效时（接通），定时器开始计时， 当前值从0开始递增，大于或等于预置值(PT)时，定 时器输出状态位置1(输出触点有效)，当前值的最大 值为32767。使能端无效(断开)时，定时器复位(当前 值清零，输出状态位置0)。
• 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为复位脉冲入端； LD为减计数器的复位脉冲输入端。 • 编程范C0~C255；PV预置值最大范围32767； PV数据类型：INT，寻址范围：VW、IW、QW、 MW、SW、SMW、LW，AIW、T、AC、*VD、 *AC、*LD和常数。
8、触点线圈指令编程举例
• 例5－1触点串联指令编程
例5－2 触点并联指令编程
例5－3取反指令编程
例5－4电路块并联指令编程
例5－5电路块串联指令编程
例5－6起动保持停止电路
5－7互锁电路
例5－8堆栈操作指令编程
5.1.2 置位复位指令与触发器指令
1、置位复位指令 置位复位指令可直接实现对指定的寄存器位 进行置“1”或清“0”的操作。
2、触发器指令
• 触发器指令有复位优先RS触发器和置位优 先SR触发器梯形图程序指令两个，它没有 对应的语句表程序指令。 • 该指令在编程软件Micro/WIN32 V3.2版本 中才有。
5.1.3 正负跃变指令
• 当信号从0变为1时，将产生一个上升沿(或 正跳沿)，而从1变0时，则产生下降沿(或负 跳沿)。
5.2 定时器/计数器指令及应用
• 5.2.1 定时器指令 • S7-200系列PLC为用户提供了3种类型的定时器：通电延时型 (TON)，有记忆的通电延时型又叫保持型(TONR)，断电延时型 (TOF)，共计256个定时器(T0~T255)，且都为增量型定时器。 定时器的定时精度即分辨率(S)可分为3个等级：1ms、10ms和 100ms，其定时时间等于分辨率与设定值的乘积。
• LPP：逻辑出栈指令（分 支电路结束指令)。在梯形 图分支结构中，LPP用于 LPS产生的新母线右侧的 最后一个从逻辑块编程， 它在读取完离它最近的 LPS压入堆栈内容的同时 复位该条新母线。从堆栈 使用上来讲，LPP把堆栈 弹出一级，堆栈内容依次 上移。