配套課件-可編程序控制器應(yīng)用教程(第二版)1

1、可編程序控制器應(yīng)用教程（第二版）第1章 工廠電氣控制初步 1.1 工廠常用電器 1.2基本控制電路 1.3控制系統(tǒng)實例 本章主要內(nèi)容：l核心是掌握繼電器、接觸器、按鈕開關(guān)等常規(guī)控制電器的動作執(zhí)行特點，由此對一般繼電接觸控制電路進行熟練分析和設(shè)計。l 工廠常用電器l 基本控制電路l控制系統(tǒng)實例返回本章首頁1.1 工廠常用電器 1.1.1工廠電器基本知識 1.1.2工廠常用電器 1.1.3電氣圖形 返回本章首頁1.1.1工廠電器基本知識 1. 分類（1）按適用的電壓范圍分類分為低壓電器和高壓電器。 （2）低壓電器按所控制的對象分類根據(jù)其控制的對象分為低壓配電電器和低壓控制電器。 （3）按所起作用分

2、類依據(jù)電器所起的作用可分為控制電器和保護電器。 （4）按動作性質(zhì)分類依據(jù)電器的動作性質(zhì)可分為自動控制電器和非自動控制電器。 1.1.2 工廠常用電器 下面分別以控制按鈕和接觸器為例介紹手動電器和自動電器的結(jié)構(gòu)和工作原理。（1）按鈕按鈕是手動控制電器的一種，用來發(fā)出信號和接通或斷開控制電路。圖1.1是按鈕的結(jié)構(gòu)示意圖和圖文符號，圖（a）中1、2是動斷（常閉）觸點，3，4是動合（常開）觸點，5是復(fù)位彈簧，6是按鈕帽。圖（b）為圖文符號。 （a） 結(jié)構(gòu)示意 （b） 圖文符號圖1.1 按鈕（2）萬能轉(zhuǎn)換開關(guān) 圖1.5是LW6型萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的圖形符號和觸點合斷表。圖形符號中有6 個回路，3個擋位連線下有

3、圓圈“o”的，表示這條電路是接通的。在觸點合斷表中用“”表示被接通的電路，空格表示轉(zhuǎn)換開關(guān)在該位置時此路是斷開的。 圖1.2萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)觸點號1234562. 自動控制電器（1）接觸器（2）電磁式繼電器 （3）時間繼電器 （4）熱繼電器 （5）速度繼電器 （1）接觸器l 結(jié)構(gòu)及工作原理接觸器是利用電磁吸力的原理工作的，主要由電磁機構(gòu)和觸頭系統(tǒng)組成。電磁機構(gòu)通常包括吸引線圈、鐵心和銜鐵三部分。圖1.2為接觸器的結(jié)構(gòu)示意圖與圖文符號，（a）圖中，1、2，3、4是靜觸點，5、6是動觸點，7、8是吸引線圈，9、10分別是動、靜鐵心，11是彈簧。（b）圖中，1、2之間是常閉觸點，3、4之間是常開觸點，7

4、、8之間是線圈。 （a） 結(jié)構(gòu)示意 （b）圖文符號圖1.3 接觸器電磁鐵特點 根據(jù)吸引線圈通電電流的性質(zhì)分類，電磁鐵分為直流電磁鐵和交流電磁鐵。通常采用短路環(huán)來解決交流電磁鐵的振動問題。短路環(huán)的示意圖如圖1.3所示，其中1為短路環(huán)，2為鐵心。短路環(huán)起到磁通分相的作用，把極面上的交變磁通分成兩個交變磁通，并且使這兩個磁通之間產(chǎn)生相位差，那么它們所產(chǎn)生的吸力間也有一個相位差，這樣，兩部分吸力就不會同時達到零值，當(dāng)然合成后的吸力就不會有零值的時刻，如果使合成后的吸力在任一時刻都大于彈簧拉力，就消除了振動。圖1.4短路環(huán) 滅弧 常用的滅弧方法有：拉長電弧、冷卻電弧和將電弧分段。對于電弧較弱的接觸器，只

5、采用滅弧罩即可。電弧較強的接觸器，常采用滅弧柵熄弧。圖1.4是滅弧柵的機構(gòu)圖。圖中1是滅弧室，2和5分別為動、靜觸點，3 為金屬柵片，4為電弧。滅弧柵是數(shù)片鋼片制成的柵狀裝置，當(dāng)觸點斷開發(fā)生電弧時，電弧進入柵片內(nèi)，被分割為數(shù)段，迅速熄滅。圖1.5滅弧柵返回本節(jié)繼電器1）電磁式繼電器。在控制系統(tǒng)中，使用最多的是電磁式繼電器。電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理與電磁式接觸器相類似，也是由電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)和釋放彈簧等組成的。不過由于繼電器用于控制電路，流過觸頭的電流比較?。ㄒ话?A以下），因此不需要滅弧裝置。常用的電磁式繼電器有電壓繼電器、中間繼電器和電流繼電器。電壓繼電器和電流繼電器通過監(jiān)測所接電路的

6、電壓和電流完成對電路電壓和電流的保護與控制。其中過壓（流）繼電器用于電路過電壓（流）保護；欠壓（流）繼電器用于電路欠電壓（流）保護，零壓繼電器則用于電路的失壓保護。中間繼電器是一種傳遞中間信號的電磁式繼電器，可以用于放大中間信號，也可以將一個信號轉(zhuǎn)換成多個信號從而增加觸點的數(shù)目。中間繼電器實質(zhì)上是一種電壓繼電器。它的特點是觸頭數(shù)量較多（可達8對），觸頭容量較大（5A10A），動作靈敏，在電路中起增加觸頭數(shù)量和起中間放大作用。由于中間繼電器只要求線圈電壓為零時能可靠釋放，對動作參數(shù)無要求，故中間繼電器沒有調(diào)節(jié)裝置。2）時間繼電器 圖1.6為空氣阻尼式通電延時型時間繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖和圖文符號。它

7、是利用空氣阻尼的原理來獲得延時的。主要由電磁系統(tǒng)、氣室及觸點系統(tǒng)組成。工作原理：在圖1.6（a）中當(dāng)線圈11通電時，電磁力克服彈簧14的反作用拉力而迅速將銜鐵向上吸合，銜鐵13帶動杠桿15立即使1、2常閉觸點分斷，3、4常開觸點閉合。 （a） 結(jié)構(gòu)示意 （b） 圖文符號圖1.6空氣阻尼通電延時型時間繼電器熱繼電器的測量元件通常采用雙金屬片，由兩種具有不同線膨脹系數(shù)的金屬碾壓而成。主動層采用膨脹系數(shù)較高的鐵鎳鉻合金，被動層采用膨脹系數(shù)很小的鐵鎳合金。當(dāng)雙金屬片受熱后將向被動層方向彎曲，當(dāng)彎曲到一定程度時，通過動作機構(gòu)使觸點動作。如圖1.7所示，（a）圖是熱繼電器的結(jié)構(gòu)中感受部分的示意圖，（b）圖

8、為圖文符號。在圖1-7（a）中發(fā)熱元件2通電發(fā)熱后，主雙金屬片1受熱向左彎曲，推動導(dǎo)板3向左推動執(zhí)行機構(gòu)發(fā)生一定的運動。電流越大，執(zhí)行機構(gòu)的運動幅度也越大。當(dāng)電流大到一定程度時，執(zhí)行機構(gòu)發(fā)生躍變，即觸點發(fā)生動作從而切斷主電路。 3）速度繼電器速度繼電器用來感受轉(zhuǎn)速。它的感受部分主要包括轉(zhuǎn)子和定子兩大部分，執(zhí)行機構(gòu)是觸頭系統(tǒng)。當(dāng)被控電機轉(zhuǎn)動時，帶動繼電器轉(zhuǎn)子以同樣速度旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使定子克服外界反作用力轉(zhuǎn)動一定角度，轉(zhuǎn)速越高角度越大。當(dāng)轉(zhuǎn)速高于設(shè)定值時，速度繼電器的觸點發(fā)生動作，當(dāng)速度小于這一設(shè)定值時，觸點又復(fù)原。速度繼電器常用于電機的降壓起動和反接制動，其圖文符號如圖1.8所示。圖1.7

9、速度繼電器圖文符號4）固態(tài)繼電器。固態(tài)繼電器（SSR）是采用半導(dǎo)體元件組裝而成的一種無觸點開關(guān)。由于沒有機械部件，因此具有開關(guān)速度快、工作頻率高、重量輕、使用壽命長、噪聲低和動作可靠等優(yōu)點。固態(tài)繼電器不僅在許多自動化裝置中代替了常規(guī)電磁式繼電器，而且廣泛應(yīng)用于數(shù)字程控裝置、調(diào)溫裝置、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及計算機輸入/輸出接口等電路，尤其適用于動作頻繁、防爆耐潮和耐腐蝕等特殊場合。固態(tài)繼電器有兩個輸入端、兩個輸出端。當(dāng)控制輸入端無信號時，其主電路輸出呈阻斷狀態(tài)；當(dāng)輸入端施加控制信號時，主電路輸出端呈導(dǎo)通狀態(tài)。固態(tài)繼電器中的光電器件利用信號光電耦合方式消除了控制回路與負載之間的電磁關(guān)系，實現(xiàn)了輸入與輸出之

10、間的電氣隔離。（3）位置開關(guān)位置開關(guān)又稱行程開關(guān)或限位開關(guān)，它的作用是將機械位移轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，使電動機運行狀態(tài)發(fā)生改變，從而控制機械運動或?qū)崿F(xiàn)安全保護。位置開關(guān)包括：行程開關(guān)、限位開關(guān)、微動開關(guān)和接近開關(guān)等。根據(jù)生產(chǎn)機械的行程發(fā)出命令以控制其運行方向或行程長短的電器稱為行程開關(guān)。若將行程開關(guān)安裝于生產(chǎn)機械行程終點處，以限制其行程，則稱為限位開關(guān)或終點開關(guān)。接近開關(guān)是一種非接觸式的行程開關(guān)，通過感應(yīng)頭與被測物體間介質(zhì)能量的變化來獲取信號，當(dāng)生產(chǎn)機械接近它到一定距離范圍之內(nèi)時，它就能發(fā)出信號，以控制生產(chǎn)機械的位置或進行計數(shù)。接近開關(guān)的應(yīng)用已超出一般行程控制和限位保護的范疇，可用于高速計數(shù)、測速、液

11、面控制、檢測金屬體的存在、檢測零件尺寸以及無觸點按鈕等場合。即使用作一般行程開關(guān)，其定位精度、操作頻率、使用壽命及對惡劣環(huán)境的適應(yīng)能力也比機械行程開關(guān)高。行程開關(guān)在結(jié)構(gòu)上可以分為直動式、滾動式、微動式和非接觸式4種。圖1.8所示為直動式形程開關(guān)的結(jié)構(gòu)原理圖和圖文符號。（a）圖中，1為頂桿，2為彈簧，3為常閉觸點，4為觸頭彈簧，5為常開觸點。（b）圖中，3為常閉觸點，5為常開觸點。圖1.8 直動式行程開關(guān)（a）結(jié)構(gòu)示意 （b）圖文符號3. 保護電器保護電器包括熱繼電器、熔斷器、電磁脫扣器等。熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)來切斷電路的保護電器，它在控制電路中，用作電動機的過載保護，既能保證電動機不超過

12、容許的過載，有可以最大限度地保證電動機的過載能力。當(dāng)然，首先要保證電動機的正常起動。返回本節(jié) （a） 感受部分結(jié)構(gòu)示意 （b） 圖文符號圖1.9熱繼電器1.1.3電氣圖形 文字符號 2. 端子標記 3. 電氣圖形 1. 文字符號 表1.1字母符號含義 2. 端子標記 電氣圖中各電器的接線端子用規(guī)定的字母數(shù)字符號標記。按國家標準GB402683電器接線端子的識別和用字母數(shù)字符號標志接線端子的通則規(guī)定：三相交流電源的引入線用L1、L2、L3、N、PE標記。直流系統(tǒng)電源正、負極、中間線分別用L+、L與M標記。三相動力電器的引出線分別按U、V、W順序標記。 3. 電氣圖形 常用的電氣圖有系統(tǒng)圖、框圖、

13、電路圖、位置圖和接線圖等。通常，系統(tǒng)圖用于描述系統(tǒng)或成套裝置，如圖1.9所示?？驁D用于描述分系統(tǒng)或設(shè)備。國家標準GB6988.386電氣制圖 系統(tǒng)圖和框圖中，具體規(guī)定了繪制系統(tǒng)圖和框圖的方法，并闡述了它的用途。圖1.10系統(tǒng)圖位置圖用來表示成套裝置、設(shè)備中各個項目位置的一種圖。例如，圖1.10為某工廠電器位置圖，圖中詳細地繪制出了電氣設(shè)備中每個電器元件的相對位置，圖中各電器元件的文字代號必須與相關(guān)電路圖中電器元件的代號相同。圖1.11位置圖接線圖是電氣裝備進行施工配線、敷線和校線工作時所應(yīng)依據(jù)的圖樣之一。它必須符合電器裝備的電路圖的要求，并清晰地表示出各個電器元件和裝備的相對安裝與敷設(shè)位置，以

14、及它們之間的電連接關(guān)系。它是檢修和查找故障時所需的技術(shù)文件，如圖1.11所示。在國家標準GB6988.586電氣制圖 接線圖和接線表中詳細規(guī)定了編制接線圖的規(guī)則。圖1.12接線圖返回本節(jié)1.2基本控制電路 1.2.1直接起動控制電路 1.2.2降壓起動 1.2.3電機的制動 1.2.4電機的調(diào)速 1.2.5順序控制 返回本章首頁1.2.1直接起動控制電路 單向旋轉(zhuǎn) 2. 可逆轉(zhuǎn)動 3. 點動控制 4. 自動往返運動 1.單向旋轉(zhuǎn) 三相籠型電動機單向旋轉(zhuǎn)可用開關(guān)或接觸器控制，圖1.13為接觸器控制電路。接觸器控制電路圖中，Q為開關(guān)，F(xiàn)U1、FU2為主電路與控制電路的熔斷器，KM為接觸器，KR為熱

15、繼電器，SB1、SB2分別為起動按鈕與停止按鈕，M為籠型感應(yīng)電動機。圖1.13單向旋轉(zhuǎn)其中的保護環(huán)節(jié)為：1）短路保護。 2）過載保護。 3）欠壓保護。 2. 可逆轉(zhuǎn)動 在實際生產(chǎn)中常需要運動部件實現(xiàn)正反兩個方向的運動，這就要求拖動電動機能做正反兩方向的運轉(zhuǎn)。從電機原理可知，改變電動機三相電源相序即可改變電動機旋轉(zhuǎn)方向。電動機的常用可逆旋轉(zhuǎn)控制電路如圖1.14所示。圖1.14可逆旋轉(zhuǎn)3. 點動控制 生產(chǎn)過程中，不僅要求生產(chǎn)機械運動部件連續(xù)運動，還需要點動控制。圖1.15為電動機點動控制電路。圖中的控制電路既可實現(xiàn)點動控制，又可實現(xiàn)連續(xù)運轉(zhuǎn)。SB3為連續(xù)運轉(zhuǎn)的停止按鈕，SB1為連續(xù)運轉(zhuǎn)起動按鈕，S

16、B2為點動起動按鈕。 圖1.15點動控制電路4. 自動往返運動 在實際生產(chǎn)中，常常要求生產(chǎn)機械的運動部件能實現(xiàn)自動往返。因為有行程限制，所以常用行程開關(guān)做控制元件來控制電動機的正反轉(zhuǎn)。圖1.16為電動機往返運行的可逆旋轉(zhuǎn)控制電路。圖中KM1、KM2分別為電動機正、反轉(zhuǎn)接觸器，SQ1為反向轉(zhuǎn)正向行程開關(guān)，SQ2為正向轉(zhuǎn)反向行程開關(guān)，SQ3、SQ4分別為正向、反向極限保護用限位開關(guān)。 返回本節(jié)圖1.16往返運行1.2.2降壓起動 1. 自耦變壓器起動法圖1.16是采用自動控制自耦變壓器降壓起動的控制電路。是由交流接觸器、熱繼電器、時間繼電器、按鈕和自耦變壓器等元件組成。圖中KM1為正常運轉(zhuǎn)接觸器，

17、KM2為降壓起動接觸器，KA為起動中間繼電器，KT為降壓起動時間繼電器。 圖1.17自耦變壓器降壓起動2. Y-D起動法凡是正常運行時三相定子繞組接成三角形運轉(zhuǎn)的三相籠型感應(yīng)電動機，都可采用Y-D降壓起動。起動時，定子繞組先接成Y聯(lián)結(jié)，接入三相交流電源，起動電流下降到全壓起動時的1/3，對于Y系列電動機直接起動時起動電流為額定電流IN的5.57倍。當(dāng)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時，將電動機定子繞組改成D聯(lián)結(jié)，電動機進入正常運行。這種方法簡便、經(jīng)濟，可用在操作較頻繁的場合，但其起動轉(zhuǎn)矩只有全壓起動時的1/3，Y系列電動機起動轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的1.42.2倍。圖1.18為用于13kW以上電動機的起動電路，由三個

18、接觸器和一個時間繼電器構(gòu)成。圖1.18Y-D起動返回本節(jié)1.2.3電機的制動 圖1.22為電動機單向旋轉(zhuǎn)電機反接制動控制電路。當(dāng)電動機轉(zhuǎn)速接近零時應(yīng)迅速切斷三相電源，否則電動機將反向起動。為此采用速度繼電器來檢測電動機的轉(zhuǎn)速變化，并將速度繼電器調(diào)整在n130r/min時觸點動作，而當(dāng)n100r/min時，觸點復(fù)原。圖1.19中，KM1為反接制動接觸器，KM2為電動機單向旋轉(zhuǎn)接觸器， KV為速度繼電器，R為反接制動電阻。 圖1.19 反接制動返回本節(jié)1.2.4電機的調(diào)速 圖1.20是D-YY反轉(zhuǎn)向方案變極調(diào)速電動機接線方法及控制電路。它是通過改變定子繞組的半相繞組電流方向來實現(xiàn)變極的。將三相繞組

19、的首尾端依次相接，構(gòu)成一個封閉三角形，從首端引出線接電源，中間抽頭懸空著，構(gòu)成D聯(lián)結(jié)。若將三個首尾端相接構(gòu)成一個中性點N，而將各繞組中間抽頭接電源，構(gòu)成YY聯(lián)結(jié)。使每相的兩個半相繞組并聯(lián)，從而使其中一個半相繞組電流方向反了，于是電動機極對數(shù)減小一半，即pD=2pYY。 圖1.20 電機變極調(diào)速(a)返回本節(jié)（a）電機接線方法（b）控制電路圖1.20 電機變極調(diào)速(b)1.2.5順序控制 順序控制是指以預(yù)先規(guī)定好的時間或條件為依據(jù)，按預(yù)先規(guī)定好的動作次序，對控制過程各階段順序地進行自動控制。圖1.21是順序控制原理圖，其中G1G4分別表示第一至第四程序的執(zhí)行電路，可根據(jù)每一程序的具體要求設(shè)計，K

20、1K4分別表示G1G4程序執(zhí)行完成時發(fā)出的控制信號，SB5、SB6分別為起動和停止按鈕。圖1.21 順序控制原理圖返回本節(jié)1.3數(shù)學(xué)輔助分析法 用繼電接觸控制線路表示邏輯代數(shù)的基本運算 邏輯函數(shù)與繼電接觸控制線路圖 1. 用繼電接觸控制線路表示邏輯代數(shù)的基本運算 （1）“與”運算（邏輯乘）邏輯代數(shù)中運算符號“”或“”讀作“與”?！芭c”運算的真值表如表1.2所示。 表1.2與運算實現(xiàn)邏輯乘的器件叫做“與”門，它的邏輯符號如圖1.22（a）所示，圖1.22（b）顯示出了繼電控制線路中“與”運算的實例，它表示觸點的串聯(lián)。若規(guī)定觸點接通為“1”，斷開為“0”，線圈通電為“1”，斷電為“0”，則可以寫出

21、KMKA1KA2，只有觸點KA1、KA2均接通，接觸器線圈KM能通電。（a）邏輯符號 （b）控制線路實例圖1.22 邏輯“與”（2）“或”運算（邏輯加）邏輯代數(shù)中運算符號“+”讀作“或”。“或”運算的真值表如表1.3所示。 表1.3或運算實現(xiàn)邏輯乘的器件叫做“或”門，它的邏輯符號如圖1.23（a）所示，圖1.23（b）顯示出了繼電控制線路中“或”運算的實例，它表示觸點的并聯(lián)，可寫成KMKA1+KA2，當(dāng)觸點KA1或KA2接通，或者KA1和KA2多接通時，接觸器線圈都可通電。圖1.23 邏輯“或” （a）邏輯符號 （b）控制線路實例（3）“非”運算（邏輯非）邏輯代數(shù)中“非”運算的符號用變量上面的

22、短橫線表示，讀作“非”。“非”運算的真值表如表1.4所示。它表示了事物相互矛盾的兩個對立面之間的關(guān)系。這種規(guī)律的因果規(guī)律稱為“非”邏輯關(guān)系。表1.4 非運算實現(xiàn)邏輯“非”的器件叫做“非”門，它的邏輯符號如圖1.24（a）所示，圖1.24（b）示出了繼電控制線路中“非”運算的實例，通常稱KA為原變量，為反變量，它們是一個變量的兩種形式，如同一個繼電器的一對常開、常閉觸點，在向各自相補的狀態(tài)切換時同步動作。圖（b）中，觸點KA的取值與線圈KM的取值相同，而KM1與繼電器的常閉觸點的取值相同，所以，故實現(xiàn)了非運算。 （a）邏輯符號 （b）控制線路實例圖1.24 邏輯“非”2. 邏輯函數(shù)與繼電接觸控制

23、線路圖 （1）邏輯函數(shù) （2）邏輯圖和繼電接觸控制線路圖 由繼電接觸控制線路圖寫出邏輯函數(shù) 由邏輯函數(shù)畫出繼電接觸控制線路 圖1.25（a）為一個最簡單的起-保-停線路，接觸器線圈是串接在由觸點構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)上，然后與電源相接，是一個串聯(lián)電路。它的邏輯函數(shù)是：圖1.25（b）為圖（a）的反演電路，實現(xiàn)的邏輯功能完全相同，接觸器線圈與觸點網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)，所以圖（b）是并聯(lián)電路。圖中所接的電阻R是限流電阻，防止電源短路。原理是通過開關(guān)網(wǎng)絡(luò)使線圈的兩端短接（線圈不通電）或不予短接（線圈通電），來控制線圈。所以串聯(lián)電路是直接控制原理，并聯(lián)電路是旁路控制原理。 圖1.25 串聯(lián)和并聯(lián)繼電接觸控制線路返回本節(jié) （a

24、） （b）1.4控制系統(tǒng)實例 1.4.1主軸和進給電動機的控制 1.4.2 快速移動 1.4.3工作臺或主軸箱與主軸機動進給聯(lián)鎖 返回本章首頁下面以鏜床為例，分析其控制線路的應(yīng)用和控制系統(tǒng)的組成。圖1.26為鏜床電氣控制原理圖。圖1.26T68鏜床控制原理圖1.4.1主軸和進給電動機的控制 M1電動機的正反轉(zhuǎn)控制 高速與低速的轉(zhuǎn)換 3M1電動機的停車制動 4點動控制 5主軸及進給變速控制 （1）停車變速 （2）運行中變速 返回本節(jié)1.4.2 快速移動 主軸、工作臺和主軸箱的快速移動，由快速手柄并聯(lián)動行程開關(guān)SQ9、SQ10，控制接觸器KM6、KM7，從而控制M2 快速移動電動機來實現(xiàn)的。快速手

25、柄扳到中間位置，SQ9、SQ10不被壓下，M2 電動機停止轉(zhuǎn)動；扳到正向位置，SQ10接通，SQ9斷開，KM6通電，M2電動機正轉(zhuǎn)；扳到反向位置，SQ9接通，SQ10斷開，KM7通電，M2 電動機反轉(zhuǎn)。返回本節(jié)1.4.3工作臺或主軸箱與主軸機動進給聯(lián)鎖 為防止主軸箱或工作臺機動進給時出現(xiàn)將花盤刀架或主軸扳到機動進給的誤操作，一般都安裝一個行程開關(guān)SQ5以便與主軸箱和工作臺操縱手柄有機械聯(lián)動，另外在主軸箱上再設(shè)置一個行程開關(guān)SQ6以便與主軸進給手柄和花盤刀架進給手柄有機械聯(lián)動。如果主軸箱或工作臺的操縱手柄在機動進給時，SQ5斷開，此時若將花盤刀架或主軸進給手柄也扳到機動進給位置，SQ6也斷開，這

26、樣切斷了控制電路的來源，所以M1電動機停轉(zhuǎn)，同時，M2電動機也無法開動，從而起到聯(lián)鎖保護的作用。返回本節(jié)THANK YOU VERY MUCH ！本章到此結(jié)束，謝謝您的光臨！返回本章首頁結(jié) 束放映第2章可編程序控制器概論 2.1PLC的發(fā)展、分類及應(yīng)用 2.2結(jié)構(gòu)和工作原理 2.3技術(shù)性能指標 2.4編程語言 本章內(nèi)容包括：l PLC的發(fā)展、分類及應(yīng)用l結(jié)構(gòu)及工作原理l主要技術(shù)性能指標l常用編程語言返回本章首頁2.1PLC的發(fā)展、分類及應(yīng)用 2.1.1產(chǎn)生 2.1.2發(fā)展 2.1.3特點 2.1.4分類 2.1.5應(yīng)用 返回本章首頁2.1.1產(chǎn)生 可編程序邏輯控制器PLC產(chǎn)生于1969年，最初

27、只具備邏輯控制、定時、計數(shù)等功能，主要是用來取代繼電接觸器控制。 現(xiàn)在所說的可編程序控制器PC（Programmable Controller）是1980年以來，美、日、德等國由先前的可編程序邏輯控制器PLC進一步發(fā)展而來。 1985年，國際電工委員會IEC對可編程序控制器作了如下規(guī)定：可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。 返回本節(jié)2.1.2發(fā)展 1. 發(fā)展及現(xiàn)狀 2. 發(fā)展趨勢 （1）與計算機聯(lián)系密切 （2）發(fā)展多樣化 （3）模塊化 （4）網(wǎng)絡(luò)與通信能力增強 （5）多樣化與標準化 （6）工業(yè)軟件發(fā)展迅速 返回本節(jié)2.1.3特點 1. 可靠性高 2. 功能強大

28、 3.簡單方便 返回本節(jié)2.1.4分類 1. 從結(jié)構(gòu)上可編程序控制器從結(jié)構(gòu)上可分為整體式和模塊式。2. 從規(guī)模上按PLC的輸入輸出點數(shù)可分為小型、中型和大型。 返回本節(jié)2.1.5應(yīng)用 1. 工業(yè)1）開關(guān)量控制，如邏輯、定時、計數(shù)、順序等；2）模擬量控制，部分PLC或功能模塊具有PID控制功能，可實現(xiàn)過程控制；3）監(jiān)控，用PLC可構(gòu)成數(shù)據(jù)采集和處理的監(jiān)控系統(tǒng)；4）建立工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，為適應(yīng)復(fù)雜的控制任務(wù)且節(jié)省資源，可采用單級網(wǎng)絡(luò)或多級分布式控制系統(tǒng)。2. 其他行業(yè)可編程序控制器在其他行業(yè)的應(yīng)用也日益廣泛：在國防和民用，如建筑，環(huán)保，家用電器等。返回本節(jié)2.2結(jié)構(gòu)和工作原理 2.2.1結(jié)構(gòu) 2.2.2工

29、作原理 返回本章首頁2.2.1結(jié)構(gòu) PLC專為工業(yè)場合設(shè)計，采用了典型的計算機結(jié)構(gòu)，主要是由CPU、電源、存儲器和專門設(shè)計的輸入輸出接口電路等組成。圖2.1為一典型PLC結(jié)構(gòu)簡圖。圖2.1結(jié)構(gòu)簡圖1. 中央處理單元 中央處理單元（CPU）一般由控制器、運算器和寄存器組成，這些電路都集成在一個芯片上。 CPU的主要功能：1）從存儲器中讀取指令 2）執(zhí)行指令 3）順序取指令 4）處理中斷 2. 存儲器 1）只讀存儲器 2）隨機存儲器RAM 3. 輸入輸出單元 （1）輸入接口電路 （2）輸出接口電路 通常PLC的輸入類型可以是直流、交流和交直流。輸入電路的電源可由外部供給，有的也可由PLC內(nèi)部提供。

30、圖2.2和圖2.3分別為一種型號PLC的直流和交流輸入接口電路的電路圖，采用的是外接電源。圖2.2描述了一個輸入點的接口電路。其輸入電路的一次電路與二次電路用光耦合器相連，當(dāng)行程開關(guān)閉合時，輸入電路和一次電路接通，上面的發(fā)光管用于對外顯示，同時光耦合器中的發(fā)光管使三極管導(dǎo)通，信號進入內(nèi)部電路，此輸入點對應(yīng)的位由0變?yōu)?。即輸入映像寄存器的對應(yīng)位由0變?yōu)?。圖2.2 直流輸入電路圖圖2.3交流輸入電路圖返回本節(jié)（2）輸出接口電路。輸出電路有繼電器輸出型、晶體管輸出型和晶閘管輸出型3種。繼電器輸出型的工作原理如圖2.4（a）所示，當(dāng)內(nèi)部電路的狀態(tài)為1時，使繼電器線圈通電，產(chǎn)生電磁吸力，觸點閉合，負

31、載得電，同時點亮LED，表示該路輸出點有輸出；當(dāng)內(nèi)部電路的狀態(tài)為0時，繼電器線圈斷電，觸點斷開，負載斷電，同時LED熄滅，表示該路輸出點無輸出。繼電器輸出型屬于有觸點輸出方式，響應(yīng)速度慢、動作頻率低，適用于低頻大功率直流或交流負載。晶體管輸出型的工作原理如圖2.4（b）所示，當(dāng)內(nèi)部電路的狀態(tài)為1時，光電耦合器導(dǎo)通，使晶體管飽和導(dǎo)通，負載得電，同時點亮LED，表示該路輸出點有輸出；當(dāng)內(nèi)部電路的狀態(tài)為0時，光電耦合器斷開，大功率晶體管截止，負載失電，LED熄滅，表示該路輸出點無輸出。晶體管輸出型屬于無觸點輸出方式，響應(yīng)速度快、動作頻率高，只適用于高頻小功率直流負載。（a） （b） （c）圖2.4

32、PLC輸出接口電路2.2.2工作原理 1. 循環(huán)掃描PLC采用循環(huán)掃描工作方式，這個工作過程一般包括五個階段：內(nèi)部處理、與編程器等的通信處理、輸入掃描、用戶程序執(zhí)行、輸出處理，其工作過程如圖2.5所示。圖2.5中當(dāng)PLC方式開關(guān)置于RUN（運行）時，執(zhí)行所有階段；當(dāng)方式開關(guān)置于STOP（停止）時，不執(zhí)行后3個階段，此時可進行通信處理，如對PLC聯(lián)機或離線編程。圖2.5 工作原理圖圖2.6 程序執(zhí)行原理圖（2）工作特點。PLC的工作方式的特點為集中采樣和集中輸出。集中采樣：在一個掃描周期中，對輸入狀態(tài)的采樣只在輸入處理階段進行。當(dāng)PLC進入程序處理階段后輸入端將被封鎖，直到下一個掃描周期的輸入處

33、理階段才對輸入狀態(tài)進行重新采樣。集中輸出：在用戶程序中如果對輸出結(jié)果多次賦值，則最后一次有效。在一個掃描周期內(nèi)，只在輸出處理階段才將輸出狀態(tài)從輸出映像寄存器中輸出，對輸出接口進行刷新。在其他階段里輸出狀態(tài)一直保存在輸出映像寄存器中。集中采樣和集中輸出的循環(huán)掃描工作方式使得PLC工作時大多數(shù)時間與外部輸入/輸出設(shè)備隔離，從根本上提高了系統(tǒng)的抗干擾能力，增強了系統(tǒng)的可靠性。但同時也會導(dǎo)致PLC輸入輸出響應(yīng)滯后，降低系統(tǒng)的響應(yīng)速度。2. 與計算機的異同 相同點：（1）基本結(jié)構(gòu)相同 （2）程序執(zhí)行原理相同 不同點： 兩者的不同點主要體現(xiàn)在工作方式上。3. 與繼電接觸器的異同 相同點：圖形結(jié)構(gòu)和邏輯關(guān)系

34、相同。 不同點：（1）實現(xiàn)原理不同（2）工作方式不同返回本節(jié)2.3技術(shù)性能指標 1. 外形尺寸 2. 輸入輸出點數(shù) 3. 機器字長 4. 速度5. 指令系統(tǒng)6. 存儲器容量7. 擴展性8. 通信功能 返回本章首頁2.4編程語言 1. 梯形圖 2. 語句表 3. 邏輯符號圖 4. 高級語言 返回本章首頁THANK YOU VERY MUCH ！本章到此結(jié)束，謝謝您的光臨！返回本章首頁結(jié)束放映第3章S7-200可編程序控制器 3.1S系列PLC發(fā)展概述 3.2S7-200 PLC系統(tǒng)組成 3.3 編程元件及程序知識 3.4相關(guān)設(shè)備 3.5工業(yè)軟件 本章學(xué)習(xí)目的本章以西門子公司生產(chǎn)的S7-200系列

35、小型可編程序控制器為例，介紹具體型號的PLC，內(nèi)容包括：lS系列PLC發(fā)展概述lS7-200 可編程序控制器的系統(tǒng)組成l編程元件及程序知識l相關(guān)設(shè)備l常用工業(yè)軟件返回本章首頁3.1S系列PLC發(fā)展概述 德國的西門子（SIEMENS）公司是歐洲最大的電子和電氣設(shè)備制造商，生產(chǎn)的SIMATIC可編程序控制器在歐洲處于領(lǐng)先地位。其第一代可編程序控制器是1975年投放市場的SIMATIC S3系列的控制系統(tǒng)。 在1979年，微處理器技術(shù)被應(yīng)用到可編程序控制器中，產(chǎn)生了SIMATIC S5系列，取代了S3系列，之后在20世紀末又推出了S7系列產(chǎn)品。最新的SIMATIC產(chǎn)品為SIMATIC S7、M7和C

36、7等幾大系列。 返回本章首頁3.2S7-200 PLC系統(tǒng)組成 3.2.1系統(tǒng)基本構(gòu)成 3.2.2主機結(jié)構(gòu) 3.2.3工作方式 3.2.4特殊功能模塊3.2.5 輸入輸出擴展 3.2.6輸入輸出組態(tài)配置 返回本章首頁從CPU模塊的功能來看，SIMATIC S7-200系列小型可編程序控制器發(fā)展至今，大致經(jīng)歷了兩代：第一代產(chǎn)品其CPU模塊為CPU 21X，主機都可進行擴展，它具有四種不同結(jié)構(gòu)配置的CPU單元：CPU 212，CPU 214，CPU 215和CPU 216，對第一代PLC產(chǎn)品不再作具體介紹。第二代產(chǎn)品其CPU模塊為CPU 22X，是在21世紀初投放市場的，速度快，具有較強的通信能力

37、。它具有四種不同結(jié)構(gòu)配置的CPU單元：CPU 221，CPU 222，CPU 224和CPU 226，除CPU 221之外，其他都可加擴展模塊。3.2.1系統(tǒng)基本構(gòu)成 SIMATIC S7-200系統(tǒng)由硬件和工業(yè)軟件兩大部分構(gòu)成，如圖3.1所示。圖3.1S7-200 PLC系統(tǒng)組成系統(tǒng)基本構(gòu)成1. 硬件（1）基本單元 （2）擴展單元 （3）特殊功能模塊 （4）相關(guān)設(shè)備 2. 工業(yè)軟件 工業(yè)軟件是為更好地管理和使用這些設(shè)備而開發(fā)的與之相配套的程序、文檔及其規(guī)則的總和，它主要由標準工具、工程工具、運行軟件和人機接口等幾大類構(gòu)成。返回本節(jié)3.2.2主機結(jié)構(gòu) 1. 各CPU介紹及I/O系統(tǒng)（1）主機外

38、形SIMATIC S7-200系統(tǒng)CPU 22X系列PLC主機（CPU模塊）的外形如圖3.2所示：圖3.2S7-200主機外形（2）基本結(jié)構(gòu)特點輸出信號類型電源輸出 基本I/O 存儲安全 高速反應(yīng) 模擬電位器 實時時鐘 輸入輸出可擴展性 4種CPU各有晶體管輸出和8繼電器輸出兩種類型，具有不同電源電壓和控制電壓。各類型的型號如表3.2所示。 表3.2CPU型號2. 存儲系統(tǒng)（1）存儲系統(tǒng)（2）存儲器及使用（3）存儲安全 圖3.3存儲系統(tǒng)表3.3存儲容量（2）存儲器及使用 上裝和下裝用戶程序 定義存儲器保持范圍 用程序永久保存數(shù)據(jù) 存儲器卡的使用 （3）存儲安全1）主機CPU模塊內(nèi)部配備的EEP

39、ROM，上裝程序時，可自動裝入并永久保存用戶程序、數(shù)據(jù)和CPU的組態(tài)數(shù)據(jù)。2）用戶可以用程序?qū)⒋鎯υ赗AM中的數(shù)據(jù)備份到EEPROM存儲器。3）主機CPU提供一個超級電容器，可使RAM中的程序和數(shù)據(jù)在斷電后保持幾天之久。4）CPU提供一個可選的電池卡，可在斷電后超級電容器中的電量完全耗盡時，繼續(xù)為內(nèi)部RAM存儲器供電，以延長數(shù)據(jù)所存的時間。5）可選的存儲器卡可使用戶像使用計算機磁盤一樣來方便地備份和裝載程序和數(shù)據(jù)。返回本節(jié)3.2.3 工作方式 工作方式1）STOP方式 2）RUN方式 改變CPU工作方式的方法1）用PLC上的方式開關(guān)來手動切換，方式開關(guān)有3個擋位 。2）用STEP 7-Micr

40、o/Win32編程軟件，應(yīng)首先把主機的方式開關(guān)置于TERM或RUN位置，然后在此軟件平臺用鼠標單擊STOP和RUN方式按鈕即可。3）在用戶程序中用指令由RUN方式轉(zhuǎn)換到STOP方式，前提是程序邏輯允許中斷程序的執(zhí)行。3.2.4 特殊功能模塊（1）數(shù)字量擴展模塊（2）模擬量擴展模塊（3）熱電偶、熱電阻模塊（4）通信擴展模塊1. 設(shè)備連接 圖3.7I/O擴展示意圖3.2.5輸入輸出擴展 輸入輸出擴展 實例1輸入輸出擴展方案設(shè)計（1）擴展點數(shù)計算。CPU 224主機有14點數(shù)字輸入，10點數(shù)字數(shù)出，沒有模擬量輸入和數(shù)出點。因此：需要擴展的數(shù)字輸入點數(shù) 24-1410需要擴展的數(shù)字輸出點數(shù) 20-10

41、10需要擴展的模擬輸入點數(shù) 6-06需要擴展的模擬輸出點數(shù) 2-02（2）硬件組態(tài)方案設(shè)計。本系統(tǒng)可有多種不同模塊的選取組合，以下是可能應(yīng)用的兩種方案。方案1：EM221(8I)2； EM222(8O)2； EM231(4AI)2； EM232(2AO)1方案2：EM221(8I)1； EM222(8O)1； EM223(4I4O)1； EM235(4AI1AO)22方案驗證PLC的擴展能力是有限的，限制PLC擴展能力的因素包括：CPU允許的最多擴展模塊數(shù)。映像寄存器的數(shù)量。CPU為擴展模塊所能提供的最大電流和每種擴展模塊消耗的電流。即PLC主機連接的擴展模塊的數(shù)量不能超過該主機允許的擴展模塊

42、數(shù)量；擴展模塊點數(shù)之和不能超過主機輸入和輸出映像寄存器的總數(shù)；所有擴展模塊消耗的電流不能超過CPU所能提供的電流。在根據(jù)需要擴展的輸入輸出點確定了擴展模塊組合方案后，必須對方案進行驗證，以確保擴展方案不會超出PLC主機的擴展能力。下面以方案2為例介紹驗證方法。CPU 224可以擴展7個模塊，方案2中的擴展模塊的總數(shù)為5個，符合要求。CPU 224有數(shù)字量映像寄存器數(shù)量為256，輸入模擬量映像寄存器為32，輸出模擬量映像寄存器為32，方案2中擴展模塊點數(shù)之和遠小于主機輸入輸出映像寄存器之和，符合要求。CPU 22X可連接的各擴展模塊消耗5VDC電流如表3.7所示。擴展模塊編號擴展模塊型號模塊消耗

43、電流（mA）1EM 221 DI8DC24V302EM 222 DO8DC24V503EM 222 DO8繼電器404EM 223 DI4/DO4DC24V405EM 223 DI4/DO4DC24V/繼電器406EM 223 DI8/DO8DC24V807EM 223 DI8/DO8DC24V/繼電器808EM 223 DI16/DO16DC24V1609EM 223 DI16/DO16DC24V/繼電器15010EM 231 AI412位2011EM 231 AI4熱電耦6012EM 231 AI4RTD6013EM 232 AQ212位2014EM 235 AI4/AQ1123015EM

44、 277 PROFIBUS-DP150各CPU所能提供的最大5VDC電流如表3.6所示。CPU型號221222224226最大擴展電流(mA)03406601000表3.6 CPU提供的電流方案2中擴展模塊消耗的電流之和301+501+401 +302 180mA，沒有超過CPU 224允許的660mA驅(qū)動電流，滿足要求。3擴展設(shè)備的連接進行I/O擴展時，可以在CPU右邊依次連接多個擴展模塊，在不同模塊組合方案中，各模塊在I/O鏈中的位置排列方式也可以有多種，圖3.8所示為方案2的一種模塊連接形式。4本機I/O和擴展I/O的編址S7-200 CPU有一定數(shù)量的本機I/O，本機I/O的地址是固定

45、的。擴展模塊的地址編號則取決于各模塊的類型和該模塊在I/O鏈中所處的位置。S7-200系統(tǒng)擴展時輸入輸出模塊的編址需要遵循以下規(guī)則：（1）CPU 22X每種主機所提供的本機I/O點的I/O地址是固定的。（2）同種類型輸入或輸出點的模塊在鏈中按與主機的位置而遞增。（3）其他類型模塊的有無以及所處的位置不影響本類型模塊的編號。（4）對于數(shù)字量，輸入輸出映像寄存器單位長度為8位（1個字節(jié)），本模塊高位實際位數(shù)未滿8位的，未用位不能分配給I/O鏈的后續(xù)模塊。（5）對于模擬量，輸入輸出以2字節(jié)（1個字）遞增方式來分配空間。 根據(jù)輸入輸出模塊的編址規(guī)則，圖3.8所示的擴展方案中各模塊的編址如表3.8所示。

46、表3.8 各模塊編址主機I/O模塊1 I/O模塊2 I/O模塊3 I/O模塊4 I/O模塊5 I/OI0.0 Q0.0I0.1 Q0.1I0.2 Q0.2I0.3 Q0.3I0.4 Q0.4I0.5 Q0.5I0.6 Q0.6I0.7 Q0.7I1.0 Q1.0I1.1 Q1.1I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 I2.0I2.1I2.2I2.3I2.4I2.5I2.6I2.7Q2.0Q2.1Q2.2Q2.3Q2.4Q2.5Q2.6Q2.7AIW0 AQW0AIW2AIW4AIW6I3.0 Q3.0I3.1 Q3.1I3.2 Q3.2I3.3 Q3.3AIW8 AQW2AIW10AIW12

47、AIW143.2.6 CPU的輸入輸出組態(tài)設(shè)置（1）設(shè)置輸入濾波 （2）設(shè)置脈沖捕捉 （3）輸出表配置 （4）定義存儲器保持范圍 3.3 編程元件及程序知識 3.3.1編程元件及尋址 3.3.2指令系統(tǒng) 3.3.3編程語言 3.3.4 程序結(jié)構(gòu) 返回本章首頁3.3.1編程元件及尋址 1. 數(shù)據(jù)類型2. 直接尋址方式 3間接尋址方式 1. 數(shù)據(jù)類型（1）數(shù)據(jù)類型及范圍SIMATIC S7-200系列PLC數(shù)據(jù)類型可以是布爾型、整型和實型（浮點數(shù)）。實數(shù)采用32位單精度數(shù)來表示，其數(shù)值有較大的表示范圍：正數(shù)為+1.175495E-38+3.402823E+38；負數(shù)為-1.175495E38-3.

48、402823E+38。（2）常數(shù)在編程中經(jīng)常會使用常數(shù)。常數(shù)數(shù)據(jù)長度可為字節(jié)、字和雙字，在機器內(nèi)部的數(shù)據(jù)都以二進制存儲，但常數(shù)的書寫可以用二進制、十進制、十六進制、ASCII碼或浮點數(shù)（實數(shù)）等多種形式。輸入繼電器（I）輸出繼電器（Q） 通用輔助繼電器（M） 特殊標志繼電器（SM） 變量存儲器（V） 局部變量存儲器（L） 順序控制繼電器（S） 3.3.2 編程元件介紹定時器（T） 計數(shù)器（C） 模擬量輸入映像寄存器（AI）模擬量輸出映像寄存器（AQ） 高速計數(shù)器（HC）累加器（AC） 3.3.3 編程元件尋址S7-200將編程元件統(tǒng)一歸為存儲器單元，存儲單元按字節(jié)進行編址，無論所尋址的是何種數(shù)

49、據(jù)類型，通常應(yīng)指出它在所在存儲區(qū)域和在區(qū)域內(nèi)的字節(jié)地址。每個單元都有惟一的地址，地址用名稱和編號兩部分組成.1. 直接尋址方式 （1）編址形式按位尋址的格式為：Ax.y 存儲區(qū)內(nèi)另有一些元件是具有一定功能的硬件，由于元件數(shù)量很少，所以不用指出元件所在存儲區(qū)域的字節(jié)，而是直接指出它的編號。其尋址格式為：Ay數(shù)據(jù)尋址格式為：ATx 按位尋址的格式為：Ax.y必須指定元件名稱、字節(jié)地址和位號，如圖3.10 所示。圖3.8中MSB表示最高位，LSB表示最低位。 圖3.10位尋址格式2間接尋址方式 間接尋址方式是，數(shù)據(jù)存放在存儲器或寄存器中，在指令中只出現(xiàn)所需數(shù)據(jù)所在單元的內(nèi)存地址的地址。存儲單元地址的

50、地址又稱為地址指針。這種間接尋址方式與計算機的間接尋址方式相同。間接尋址在處理內(nèi)存連續(xù)地址中的數(shù)據(jù)時非常方便，而且可以縮短程序所生成的代碼的長度，使編程更加靈活。用間接尋址方式存取數(shù)據(jù)需要作的工作有3種：建立指針、間接存取和修改指針。 （1）建立指針 建立指針必須用雙字傳送指令（MOVD），將存儲器所要訪問的單元的地址裝入用來作為指針的存儲器單元或寄存器，裝入的是地址而不是數(shù)據(jù)本身，格式如下：例：MOVD&VB200,VD302MOVD&MB10,AC2MOVD&C2,LD14注意：建立指針用MOVD指令。（2）間接存取 指令中在操作數(shù)的前面加“*”表示該操作數(shù)為一個指針。下面兩條指令是建立指

51、針和間接存取的應(yīng)用方法：MOVD&VB200，AC0MOVW*AC0，AC1若存儲區(qū)的地址及單元中所存的數(shù)據(jù)如下所示 執(zhí)行過程如下：（3）修改指針 下面的兩條指令可以修改指針的用法：INCDAC0INCDAC0MOVW*AC0，AC1返回本節(jié)3.3.4指令系統(tǒng) 和編程語言S7-200 系列PLC主機中有兩類基本指令集：SIMATIC指令集和IEC 1131-3指令集，程序員可以任選一種。提供了許多類型的指令以完成廣泛的自動化任務(wù)。SIMATIC指令集：是為S7-200系列PLC設(shè)計的，本指令通常執(zhí)行時間短，而且可以用LAD、STL和FBD三種編程語言。IEC 1131-3指令集是不同PLC廠家

52、的指令標準，它不能使用STL編程語言。 返回本節(jié)1、指令系統(tǒng)2編程語言 1. 語句表 2. 梯形圖 3. 功能塊圖 4. 其他編程語言 1. 語句表 語句表（STL）語言類似于計算機的匯編語言，特別適合于來自計算機領(lǐng)域的工程人員。用指令助記符創(chuàng)建用戶程序，屬于面向機器硬件的語言，STEP 7 Micro/Win32的語句表如圖3.11所示。圖3.11語句表舉例2. 梯形圖 圖3.12梯形圖舉例3. 功能塊圖 功能塊圖（FBD）的圖形結(jié)構(gòu)與數(shù)字電子電路的結(jié)構(gòu)極為相似，如下圖3.13所示。 4. 其他編程語言 SIMATIC工業(yè)軟件中的工程工具中為大型或中型PLC提供了許多高級編程工具，以下簡要其

53、中的幾種：（1）S7-SLC和 M7-Pro C/C+（2）S7-GRAPH （3）S7-HiGraph （4）CFC （1）S7-SLC和 M7-Pro C/C+圖3.14SLC語言S7-SLC的語言與PASCAL非常相似，如圖3.12所示。 （2）S7-GRAPH 圖3.15順序流程圖（3）S7-HiGraph 它借助于狀態(tài)圖來描述異步過程。用于裝置和過程，以及可能的轉(zhuǎn)移狀態(tài)的圖形描述。本工具可基于系統(tǒng)框圖和流程圖直接進行編程，程序結(jié)構(gòu)和過程清晰。 S7-HiGraph如圖3.14所示。圖3.16 狀態(tài)圖（4）CFC CFC（連續(xù)功能圖）是在原來的CSF（控制系統(tǒng)流程圖）的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的

54、，它通過繪制過程控制流程圖，將各程序塊在版面上布置，然后將它們相互連接即可。 控制系統(tǒng)流程圖如圖3.17所示。返回本節(jié)圖3.17 連續(xù)功能圖 3.3.5 程序結(jié)構(gòu) 1. 用戶程序 （1）主程序 （2）子程序 （3）中斷處理程序 2. 數(shù)據(jù)塊 3. 參數(shù)塊 如果編程使用的是手編器，主程序應(yīng)安排到程序的最前面。其他部分的位置安排沒有嚴格的順序，但習(xí)慣上把子程序安排在中斷程序的前面。如圖3.18所示。圖3.18程序結(jié)構(gòu) 返回本節(jié)3.4相關(guān)設(shè)備 3.4.1手編器 3.4.2計算機 3.4.3人機界面 返回本章首頁3.4.1手編器 工業(yè)上用的各廠商的可編程序控制器的使用中，手編器曾是主要編程設(shè)備，后來出

55、現(xiàn)了圖形輸入設(shè)備，又出現(xiàn)了計算機編程軟件。通過通信設(shè)備，使PLC和計算機相連，用編程軟件可直接在計算機上編程，由于計算機的顯示器屏幕較大，對程序的編制和修更加方便高效。但即使是現(xiàn)在，手編器的使用仍十分廣泛，特別是用小型和微型PLC實現(xiàn)的小規(guī)模系統(tǒng)。 返回本節(jié)3.4.2計算機 計算機包括個人計算機和工業(yè)計算機，在可編程序控制器系統(tǒng)的工業(yè)應(yīng)用中發(fā)揮著越來越重要的作用，幾乎PLC系統(tǒng)從工程項目開發(fā)、編程、調(diào)試到系統(tǒng)的運行和維護，計算機越來越成了不可缺少的工具。返回本節(jié)3.4.3人機界面 1. 構(gòu)造特點 文本顯示區(qū)：可顯示兩行信息（每行20個字符）的液晶顯示LCD 。按鍵：共有9個鍵 。通信：通過TD

56、/CPU電纜（通用RS232接口）可以提供可編程序控制器與TD 200的通信，同時可以提供TD的電源，而不必再另接電源。 電源：如果不用TD/CPU通信電纜，可以通過面板右側(cè)的電源接口連接外部電源。2. 主要功能可以顯示從CPU主機讀出的信息（如讀取指令、數(shù)據(jù)、當(dāng)前值及狀態(tài)）；可以調(diào)整運行中選定的程序變量；可以提供對輸入輸出點的強制功能；可以為實時時鐘設(shè)置日期和時間；支持多種語言形式的菜單和提示并支持中文。返回本節(jié)3.5工業(yè)軟件 3.5.1應(yīng)用和特點 3.5.2 工業(yè)軟件的類型 返回本章首頁3.5.1應(yīng)用和特點 1. 應(yīng)用 它為自動化工程項目的所有階段提供如下方便使用的功能：硬件和通信的規(guī)劃、

57、配置和參數(shù)的賦值；用戶編程；文件編制；系統(tǒng)測試、起動、服務(wù)；過程控制；歸檔。 2. 特點采用多種標準 共享數(shù)據(jù)管理 工具系統(tǒng)集成化 開放化的系統(tǒng) 可重用的程序段 集成的診斷功能 返回本節(jié)3.5.2 工業(yè)軟件的類型 1. 標準工具標準工具是SIMATIC S7/M7/C7自動化系統(tǒng)進行編程的基礎(chǔ)，SIMATIC系列標準工具及其適用范圍如表3.12所示。2. 工程工具 工程工具主要包括：編程員用的高級語言；技術(shù)專家用的圖形語言；診斷、仿真、遠程維護和工廠文件編制等用的輔助軟件。3. 運行軟件 運行軟件種類很多，以下是幾個常用的運行軟件：1）SIMATIC S7的控制，例如：標準控制、模塊化和模糊控

58、制系列軟件；2）將自動化系統(tǒng)連接到Windows應(yīng)用程序的程序接口工具；3）SIMATIC M7的實時操作系統(tǒng)。4. 人機接口 人機接口包括：操作員面板和系統(tǒng)組態(tài)用的軟件，如Protool和Protool/Life等；用于過程診斷的可選軟件包ProAgent；Windows 95/NT用的高性能可視化工具系統(tǒng)WinCC。返回本節(jié)THANK YOU VERY MUCH ！本章到此結(jié)束，謝謝您的光臨！返回本章首頁結(jié) 束第4章 基本指令 4.1位操作類指令 4.2運算指令 4.3其他數(shù)據(jù)處理指令 4.4表功能指令 4.5轉(zhuǎn)換指令本章學(xué)習(xí)目的l位操作類指令，主要是位操作及運算指令，與時也包含與位操作密

59、切相關(guān)的定時器和計數(shù)器指令等。l運算指令，包括常用的算術(shù)運算和邏輯運算指令。l其他數(shù)據(jù)處理類，包括數(shù)據(jù)的傳送、移位、填充和交換等指令。l 表功能指令，包括對表的存取和查找指令。l 轉(zhuǎn)換指令，包括數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換、碼轉(zhuǎn)換和字符轉(zhuǎn)換指令。返回本章首頁4.1.1指令使用概述 1. 主機的有效編程范圍存儲器的存儲容量及各編程元件的有效編程范圍如右表4.1所示。許多指令中含有操作數(shù)，操作數(shù)的有效編址范圍如表4.2所示。（1）指令例整數(shù)加法+I，整數(shù)加法指令。使能輸入有效時，將兩個單字長（16位）的符號整數(shù)IN1和IN2相加，產(chǎn)生一個16位整數(shù)結(jié)果輸出（OUT）。在LAD和FBD中，以指令盒形式編程。指令盒的

60、執(zhí)行結(jié)果：IN1+IN2=OUT在STL中，執(zhí)行結(jié)果：IN1+OUT=OUTIN1和IN2的尋址范圍：VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、AIW、T、C、AC、*VD、*AC、*LD和常數(shù)。OUT的尋址范圍：VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、T、C、AC、*VD、*AC和*LD。本指令影響的特殊存儲器位：SM1.0（零）；SM1.1（溢出）；SM1.2（負）使能流輸出ENO斷開的出錯條件：SM1.1（溢出）；SM4.3（運行時間）；0006（間接尋址）指令格式：+IIN1, OUT例： +IVW0, VW4本指令在梯形圖和語句表中的編程如圖4.1所示。圖4.1整數(shù)加法3. 梯