CH7 S7-200基本邏輯指令及其編程

第七章S7-200基本邏輯指令及其編程自動(dòng)控制系張海軍

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第七章S7-200基本邏輯指令及其編程S7-200基本邏輯指令7.1PLC用戶程序的編制7.2西門子S7-200程序編制實(shí)例7.3本講重點(diǎn)掌握堆棧的工作過(guò)程掌握定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的使用了解S7-200PLC編程語(yǔ)言要點(diǎn)，理清S7-200的指令類型，掌握PLC的編程使用方法是進(jìn)行PLC編程的基礎(chǔ)。但最好的方法是實(shí)際操作。

7.1S7-200基本邏輯指令國(guó)際電工委員會(huì)IEC規(guī)定了5種編程語(yǔ)言作為PLC編程語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)。7.1S7-200基本邏輯指令梯形圖指令與語(yǔ)句表指令是PLC程序最常用的兩種表述工具，它們之間有著密切的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

基本邏輯指令一般指位邏輯指令、定時(shí)器指令和計(jì)數(shù)器指令。邏輯控制指令是PLC最基本最常用的指令，是構(gòu)成梯形圖和語(yǔ)句表的基本成分。描述三菱

裝載，電路開(kāi)始的常開(kāi)觸點(diǎn)LD取反裝載，電路開(kāi)始的常閉觸點(diǎn)LDI與，常開(kāi)觸點(diǎn)AND取反與，常閉觸點(diǎn)ANI或，常開(kāi)觸點(diǎn)OR取反或，常閉觸點(diǎn)ORI塊與ANB塊或ORB輸出OUT取反INV西門子LDLDNAANOONALDOLD=NOTOMROMLDLDNOTANDANDNOTORORNOTANDLDORLDOUTNOT1.標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)與輸出指令1）標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)常開(kāi)觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)指令從存儲(chǔ)器或過(guò)程映像寄存器中取值。當(dāng)位值為1時(shí)，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合；當(dāng)位值為0時(shí)，常閉觸點(diǎn)閉合；輸出指令將新值寫入輸出點(diǎn)的過(guò)程映像寄存器。當(dāng)輸出指令執(zhí)行時(shí)，S7-200將輸出過(guò)程映像寄存器中的位接通或者斷開(kāi)。2）輸出指令例，寫出梯形圖對(duì)應(yīng)的語(yǔ)句表三菱PLC梯形圖LDX0ANIX1ORX2ANDX3ORX5OUTY0OUTY1ANIX4OUTY2例，寫出梯形圖對(duì)應(yīng)的語(yǔ)句表西門子PLC梯形圖LDI0.0ANI0.1OI0.2AI0.3OI0.5=Q0.3=Q1.4ANI3.4=Q2.62.立即觸點(diǎn)與立即輸出指令描述西門子立即裝載LDI立即取反裝載LDNI立即輸出=I在標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)和輸出指令后加I立即觸點(diǎn)并不依賴于S7-200的掃描周期刷新，它會(huì)立即刷新。在程序執(zhí)行過(guò)程中，常開(kāi)立即觸點(diǎn)指令與常閉立即觸點(diǎn)指令讀取物理輸入值。LDNII0.5OII0.1AII1.4=Q0.3寫出下面梯形圖對(duì)應(yīng)的語(yǔ)句表LDII0.4ONII0.2ANII0.0=IQ3.43.其它指令1）取反指令取反指令改變能流的輸入狀態(tài)。LDI0.1AI0.0=Q0.0NOT=Q0.1I0.0I0.1Q0.0Q0.12）跳變指令正跳變觸點(diǎn)檢測(cè)到一次正跳變時(shí)，觸點(diǎn)接通一個(gè)掃描周期；負(fù)跳變觸點(diǎn)檢測(cè)到一次負(fù)跳變時(shí)，觸點(diǎn)接通一個(gè)掃描周期；I0.4Q0.4Q0.5LDI0.4LPSEU=Q0.4LPPED=Q0.53）置位與復(fù)位S,R從指定地址開(kāi)始的N（1-255）個(gè)點(diǎn)置位或者復(fù)位。LDI0.1SQ0.2,6LDI0.2RQ0.2,6I0.1I0.2Q0.2將從指定地址開(kāi)始的N（1-128）個(gè)點(diǎn)置位或者復(fù)位。4）立即置位與立即復(fù)位新值會(huì)同時(shí)被寫入物理輸出和相應(yīng)的過(guò)程映像寄存器。SI、RI位邏輯指令-例題1I0.1M1.0位邏輯指令-例題2I0.1M1.0位邏輯指令-例題3I0.4Q0.3Q0.4Q0.5位邏輯指令-例題4起保停電路（異步電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)控制）電動(dòng)機(jī)直接起、?？刂齐娐菲鸨Ｍｋ娐?堆棧指令S7-200有一個(gè)9位堆棧，棧頂用來(lái)存儲(chǔ)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，下面八位用來(lái)存儲(chǔ)中間運(yùn)算結(jié)果。語(yǔ)句描述ANB棧裝載與，電路塊串聯(lián)ORB棧裝載或，電路塊并聯(lián)MPS邏輯入棧MRD邏輯讀棧MPP邏輯出棧語(yǔ)句描述ALD棧裝載與，電路塊串聯(lián)OLD棧裝載或，電路塊并聯(lián)LPS邏輯入棧LRD邏輯讀棧LPP邏輯出棧LDSn裝載堆棧三菱PLC西門子PLCLDX0MPSANDX3OUTY0MRDANIM0OUTY1

MPPINVSETY10

LDI0.0LPSAI0.1=Q0.0LRDANM0.0=Q0.1LPPNOTSQ1.0,34

堆棧指令S1S0inv0inv1inv2inv3inv4inv5inv6S4inv0inv1inv2inv3inv4inv5inv6xS2inv0inv1inv2inv3inv4inv5inv6xS3S2inv0inv1inv2inv3inv4inv5inv6LDNI1.4AI0.3LDI3.2ANT16OLDLDNC24ONI.2ALDOQ3.4=Q5.3S3S1S2S0S4OLDS4=S2*S3S2=S0+S1ALD4.1塊或指令：ORBOLD兩個(gè)或兩個(gè)以上的觸點(diǎn)串聯(lián)連接叫串聯(lián)電路塊。串聯(lián)電路塊并聯(lián)連接時(shí)，分支開(kāi)始時(shí)，用LD、LD指令，分支結(jié)束用ORB。4.1塊或指令：ORBOLD（2）ORB指令與下面介紹的ANB指令等均為無(wú)操作元件的指令。每一塊使用ORB指令個(gè)數(shù)無(wú)限制。ORB指令也可以連續(xù)使用，但這種方法重復(fù)使用LD、LDI指令的次數(shù)要限制在8次以下。當(dāng)一個(gè)梯形圖的控制電路由若干個(gè)先串聯(lián)、后并聯(lián)的觸點(diǎn)組成時(shí)，可將每組串聯(lián)電路看成一個(gè)塊。4.1塊或指令：ORBOLD（3）

ORB指令編程方法有兩種：分散使用ORB指令，要在串聯(lián)的每個(gè)串聯(lián)電路后加ORB。集中使用ORB指令，先編寫每塊的程序，然后再連續(xù)使用ORB指令。4.2塊與指令：ANBALD兩個(gè)或以上的觸點(diǎn)并聯(lián)連接的電路稱為并聯(lián)電路塊。分支電路并聯(lián)電路塊與前面電路串聯(lián)連接時(shí)，使用ANB指令，要串聯(lián)電路的起始點(diǎn)用LD、LDI指令。并聯(lián)電路塊結(jié)束后，使用ANB指令與前面電路串聯(lián)起來(lái)。4.2塊與指令：ANBALD（2）4.2塊與指令：ANBALD（3）ANB為無(wú)操作元件的指令。若多個(gè)并聯(lián)電路塊順次用ANB指令將電路串聯(lián)連接，則ANB使用次數(shù)沒(méi)有限制。ANB指令也可以連續(xù)使用，但重復(fù)使用LD、LDI指令的次數(shù)要限制在8次以下。堆棧指令例

LDI0.0OQ2.5ANI2.3LDNM4.5OQ0.3AT1LDNM5.6AC5OLDALDOM3.2=Q0.3畫出與下列語(yǔ)句表對(duì)應(yīng)的梯形圖畫出下列語(yǔ)句對(duì)應(yīng)的梯形圖LDI0.0=Q1.0OI1.2ANI1.3OM10.0LDQ1.2AI0.5OM100.2ALDONM10.35定時(shí)器與計(jì)數(shù)器指令1.

定時(shí)器指令接通延時(shí)定時(shí)器有記憶的接通延時(shí)定時(shí)器斷開(kāi)延時(shí)定時(shí)器使用定時(shí)器可以完成基于時(shí)間的計(jì)數(shù)功能，S7-200提供了下述3種定時(shí)器指令。定時(shí)器號(hào)與分辨率★★★★(1)接通延時(shí)定時(shí)器當(dāng)使能輸入接通時(shí)，TON開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)定時(shí)器的當(dāng)前值大于預(yù)設(shè)值時(shí)，該定時(shí)器位被置位。當(dāng)使能輸入斷開(kāi)時(shí)，TON復(fù)位，清除當(dāng)前值，定時(shí)器位變?yōu)镺FF?！锂?dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)設(shè)時(shí)間后，接通延時(shí)定時(shí)器繼續(xù)計(jì)時(shí)，一直計(jì)到最大值32767。使能輸入端預(yù)設(shè)值定時(shí)器位當(dāng)前值(1)接通延時(shí)定時(shí)器TON(2)有記憶的接通延時(shí)定時(shí)器TONR當(dāng)使能輸入接通時(shí)，TONR開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)定時(shí)器的當(dāng)前值大于預(yù)設(shè)值時(shí)，該定時(shí)器位被置位。當(dāng)使能輸入斷開(kāi)時(shí)，TONR當(dāng)前值保持不變（累計(jì)時(shí)間）。★當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)設(shè)時(shí)間后，接通延時(shí)定時(shí)器繼續(xù)計(jì)時(shí)，一直計(jì)到最大值32767。使能輸入端預(yù)設(shè)值定時(shí)器位T1T1當(dāng)前值(2)有記憶的接通延時(shí)定時(shí)器TONRTONR定時(shí)器只能通過(guò)復(fù)位指令進(jìn)行復(fù)位操作。(3)

斷開(kāi)延時(shí)定時(shí)器TOF斷開(kāi)延時(shí)定時(shí)器用于在輸入斷開(kāi)后延時(shí)一段時(shí)間斷開(kāi)輸出；★定時(shí)器當(dāng)前值未到達(dá)預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，定時(shí)器位保持接通，當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，定時(shí)器位斷開(kāi)，并停止計(jì)時(shí)當(dāng)前值。使能輸入端預(yù)設(shè)值定時(shí)器位T33T1當(dāng)輸入接通時(shí)，定時(shí)器位立即接通，并把當(dāng)前值設(shè)為0。當(dāng)輸入斷開(kāi)時(shí)，定時(shí)器開(kāi)始定時(shí)，直到達(dá)到預(yù)設(shè)的時(shí)間。T33當(dāng)前值(3)斷開(kāi)延時(shí)定時(shí)器TOF定時(shí)器指令的操作數(shù)定時(shí)器使用的注意事項(xiàng)(1)例：設(shè)計(jì)控制程序，使指示燈以4秒為周期閃爍。I0.0I0.3啟動(dòng)停止Q0.0例：設(shè)計(jì)控制程序，使指示燈以4秒為周期閃爍。I0.0I0.3啟動(dòng)停止Q0.0I0.0I0.3啟動(dòng)停止Q0.02

計(jì)數(shù)器指令CTUCTDCTUDC0-C255增/減計(jì)數(shù)器

CTUDS7-200基本指令總結(jié)①標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)指令、②立即觸點(diǎn)指令③取反指令④跳變指令1.觸點(diǎn)指令2.輸出指令⑤輸出⑥立即輸出⑦置位與復(fù)位⑧立即置位與復(fù)位3.定時(shí)器指令⑨接通延時(shí)定時(shí)器⑩斷開(kāi)延時(shí)定時(shí)器⑾有記憶的接通延時(shí)定時(shí)器4.計(jì)數(shù)器指令⑿增計(jì)數(shù)器⒀減計(jì)數(shù)器⒁增/減計(jì)數(shù)器5.堆棧指令例在PLC中實(shí)現(xiàn)單按鈕控制啟動(dòng)/停止方法1、采用正跳變指令實(shí)現(xiàn)的方法（一）例在PLC中實(shí)現(xiàn)單按鈕控制啟動(dòng)/停止方法1、采用正跳變指令實(shí)現(xiàn)的方法（二）1、采用正跳變指令實(shí)現(xiàn)的方法（二）例在PLC中實(shí)現(xiàn)單按鈕控制啟動(dòng)/停止方法2、采用正跳變指令和置位/復(fù)位指令

（一）

例在PLC中實(shí)現(xiàn)單按鈕控制啟動(dòng)/停止方法2、采用正跳變指令和置位/復(fù)位指令（二）

例在PLC中實(shí)現(xiàn)單按鈕控制啟動(dòng)/停止方法3、采用計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)的方法

7.2PLC用戶程序的編制PLC用戶程序是用戶根據(jù)控制要求，利用PLC廠家提供的程序編制語(yǔ)言編寫的應(yīng)用程序。PLC的控制作用是靠執(zhí)行用戶程序?qū)崿F(xiàn)的，因此須將控制要求的形式表示出來(lái)。程序編制就是通過(guò)特定的語(yǔ)言將一個(gè)控制要求描述出來(lái)的過(guò)程。梯形圖編程規(guī)則梯形圖是根據(jù)控制要求連接而成的表示PLC輸入和輸出之間邏輯關(guān)系的圖形。1、兩個(gè)基本概念：

軟繼電器能流2梯形圖的格式要求①梯形圖按行從上到下編寫，每一行從左到右順序編寫。觸點(diǎn)應(yīng)畫在水平線上，不能畫在垂直分支上；②圖中左、右垂直線分別稱為起始母線（左）和終止母線（右）。每一邏輯行必須從左母線開(kāi)始畫起。右母線可以省略。③不包含觸點(diǎn)的分支應(yīng)放在垂直方向，不可放在水平位置以便識(shí)別觸點(diǎn)的組合和對(duì)輸出線圈的控制路徑；④每個(gè)梯形圖由多個(gè)梯級(jí)組成，每個(gè)輸出元素可構(gòu)成一個(gè)梯級(jí)，每個(gè)梯級(jí)可由多個(gè)支路組成。每個(gè)梯級(jí)必須有一個(gè)輸出元件。⑤梯形圖的最右側(cè)必須是輸出元件。不能將觸點(diǎn)畫在線圈的右邊。⑥梯形圖的觸點(diǎn)由兩種，動(dòng)合和動(dòng)斷。每個(gè)觸點(diǎn)有其特殊標(biāo)記以示區(qū)別。⑦梯形圖的觸點(diǎn)可以任意串、并聯(lián)，而輸出線圈只能并聯(lián)。⑧一個(gè)完整的梯形圖程序必須用“END”結(jié)束。3

梯形圖的編程技巧同一編號(hào)的輸出元件在一個(gè)程序中使用兩次，即形成雙線圈輸出，容易引起誤操作，應(yīng)盡量避免。但不同編號(hào)的輸出元件可以并行輸出。線圈不能直接與左母線相連，如需要，可以通過(guò)一個(gè)沒(méi)有使用元件的動(dòng)斷觸點(diǎn)或者特殊輔助繼電器M0.0（常ON）相連。不能編程的電路應(yīng)進(jìn)行等效變換后編程。對(duì)復(fù)雜電路，用ALD、OLD等指令難以編程，可重復(fù)使用一些觸點(diǎn)畫出等效電路，然后進(jìn)行編程。適當(dāng)安排編程順序，減少程序步數(shù)，簡(jiǎn)明。在有幾個(gè)串聯(lián)回路相并聯(lián)時(shí)，應(yīng)將觸頭最多的那個(gè)串聯(lián)回路放在最上面；在有幾個(gè)并聯(lián)回路相串聯(lián)時(shí)，應(yīng)將觸頭最多的那個(gè)并聯(lián)回路放在最左面；編程順序7.3西門子S7-200程序編制實(shí)例

把PLC應(yīng)用于工業(yè)控制首先需解決以下幾個(gè)問(wèn)題：將PLC接入控制系統(tǒng)工業(yè)控制系統(tǒng)通常由三大部分組成，主令及傳感器部分用于發(fā)布命令及檢測(cè)；控制器接受主令及傳感器信號(hào)并按照既定的控制要求發(fā)出執(zhí)行命令；而執(zhí)行器最終完成工作任務(wù)。主令及傳感器件控制器執(zhí)行器PLC作為控制器件，必須在其輸入口上接入按鈕、開(kāi)關(guān)、各類傳感器；在其輸出口上接上接觸器及電磁閥等執(zhí)行器。PLC的輸入、輸出端口分配為控制程序安排機(jī)內(nèi)軟元件一是決定選用元件的類型

如：為某個(gè)按鍵安排了輸入口。二是安排選用元件的編號(hào)

安排軟元件的實(shí)質(zhì)即決定程序中要用到的編程軟元件的地址。編制控制程序7.3、西門子S7-200程序編制實(shí)例例1：用接在I0.0輸入端的光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)傳送帶上通過(guò)的產(chǎn)品，有產(chǎn)品通過(guò)時(shí)I0.0位ON，如果在10s內(nèi)沒(méi)有產(chǎn)品通過(guò)，由Q0.0發(fā)出報(bào)警信號(hào)，用I0.1輸入端的開(kāi)關(guān)解除報(bào)警信號(hào)。試畫出梯形圖。例1：用接在I0.0輸入端的光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)傳送帶上通過(guò)的產(chǎn)品，有產(chǎn)品通過(guò)時(shí)I0.0位ON，如果在10s內(nèi)沒(méi)有產(chǎn)品通過(guò)，由Q0.0發(fā)出報(bào)警信號(hào)，用I0.1輸入端的開(kāi)關(guān)解除報(bào)警信號(hào)。試畫出梯形圖。例2簡(jiǎn)單的3組搶答器兒童2人、青年學(xué)生1人和教授2人組成3組搶答。兒童任一人按鈕均可搶答；教授二人同時(shí)按可搶得，在主持人按鈕同時(shí)宣布開(kāi)始后5s內(nèi)有人搶答則幸運(yùn)球轉(zhuǎn)動(dòng)。輸入端子輸出端子其他器件輸入端子輸出端子兒童：I0.1、I0.2Q1.1定時(shí)器T37主持人開(kāi)始按鈕：I1.1彩球：Q1.4學(xué)生：I0.3Q1.2主持人復(fù)位按鈕：I1.2教授：I0.4I0.5Q1.3端子分配例2簡(jiǎn)單的3組搶答器例2簡(jiǎn)單的3組搶答器例3較復(fù)雜的搶答器主持人設(shè)有總臺(tái)燈及總音響，3個(gè)分臺(tái)設(shè)有分臺(tái)燈及分臺(tái)搶答按鈕。搶答在主持人給出題目、宣布開(kāi)始并按下開(kāi)始按鈕后的10s內(nèi)進(jìn)行。如提前，總臺(tái)燈及分臺(tái)燈亮，總臺(tái)音響發(fā)生，表示“違例”。10s無(wú)人答，總臺(tái)燈亮、總臺(tái)音響發(fā)聲，表示應(yīng)答時(shí)間到，該題作廢。正常搶答時(shí)，分臺(tái)燈亮，總臺(tái)音響發(fā)生。搶得答題需在20s內(nèi)完成，20s到時(shí)，總臺(tái)燈亮、總臺(tái)音響發(fā)聲，表示答題超時(shí)。一個(gè)題目終了時(shí)，按下總臺(tái)復(fù)位按鈕，搶答器恢復(fù)原是狀態(tài)，為下一輪強(qiáng)大作出準(zhǔn)備。例3較復(fù)雜的搶答器輸入器件輸入器件機(jī)內(nèi)其他器件I0.0：總臺(tái)復(fù)位按鈕Q0.0：總臺(tái)音響M1.4：總臺(tái)復(fù)位繼電器I0.1-I0.3：分臺(tái)按鈕Q0.1-Q0.3：各臺(tái)燈M1.1：應(yīng)答允許繼電器I1.0：總臺(tái)開(kāi)始按鈕Q1.0：總臺(tái)燈M1.2：搶答繼電器M1.3：答題開(kāi)始繼電器M1.5：音響啟動(dòng)信號(hào)繼電器M1.6：應(yīng)答時(shí)限繼電器T37：應(yīng)答時(shí)限10sT38：答題時(shí)限20sT39：音響時(shí)限1s關(guān)鍵點(diǎn)主持人是否按下過(guò)開(kāi)始按鈕，這是正常搶答及違例的界限（M1.1）；是否有搶答（M1.2）；應(yīng)答時(shí)間是否到時(shí)（M1.1，T37）；答題時(shí)間是否到時(shí)（M1.3，T38）；例4自動(dòng)臺(tái)車的控制電路

下圖是自動(dòng)臺(tái)車