plc入门讲义

1、,项目一 PLC入门,任务一 可编程控制器的构成及工作原理 任务二 S7-200系列PLC的硬件与编程元件的认识 任务三 S7-200系列PLC的编程软件及使用,任务二 S7-200系列PLC的硬件与编程元件的认识 S7-200系列PLC是西门子公司推出的一种小型PLC，它以紧凑的结构、良好的扩展性、强大的指令功能、低廉的价格，已成为目前各种小型控制工程的理想控制器。 一、任务目标 (1) 熟悉PLC的系统结构。 (2) 熟悉并掌握PLC的外部接线。 (3) 熟悉并掌握S7-200 PLC的编程语言。 (4) 熟悉并掌握PLC的存储器的数据类型、CPU的存储区、直接与间接寻址。,二、任务分析 本任务从PLC的系统结构入手，分析CPU模块、数字量扩展模块、模拟量扩展模块等以及S7-200系列PLC的外部接线、编程语言与编程元件，为完成后续各项任务打下基础。,三、相关知识 (一) S7-200系列PLC的系统结构 图1-11是典型的整体式PLC，输入/输出模块、CPU模块、电源模块均装在一个机壳内，当系统需要扩展时，可选用需要的扩展模块与基本单元连接。,图1-11 S7-200系列PLC外

2、部结构实物图,(1) 输入接线端子：用于连接外部控制信号。在PLC底部端子盖下是输入接线端子和为传感器提供的24 V直流电源。 (2) 输出接线端子：用于连接被控设备。在PLC顶部端子盖下是输出接线端子和PLC工作电源。 (3) 状态指示灯(LED)：显示CPU所处的工作状态，分别为RUN(运行)，STOP(停止)，SF(系统故障)。其作用如表1-1所示。,表1-1 CPU状态指示灯的作用,(4) 输入状态指示：用于显示是否有控制信号(如控制按钮、行程开关、接近开关、光电开关等数字量信息)接入PLC。 (5) 输出状态指示：用于显示是否有信号输出到执行设备(如接触器、电磁阀、指示灯等)。 (6) 扩展模块：通过扁平电缆线，连接数字量I/O扩展模块、模拟量I/O扩展模块、热电偶模块和通信模块等。 (7) 通信端口：支持PPI、MPI通信协议，有自由口通信能力，用以连接编程器(手持式或PC)、文本/图形显示器以及PLC网络等外围设备。 (8) 模拟电位器：模拟电位器用来改变特殊寄存器(SMB28、SMB29)中的数值，以改变程序运行时的参数，如定时器、计数器的预置值，过程量的控制参数等。,

3、3S7-200系列PLC的外部接线 输入/输出接口电路是PLC与被控对象间传递输入/输出信号的接口部件。各输入/输出点的通、断状态用发光二极管(LED)显示，外部接线一般在PLC的接线端子上。 S7-200系列CPU 22主机的输入回路为直流双向光耦合输入电路，输出有继电器和晶体管两种类型。如CPU 224 PLC，一种是CPU 224 AC/DC/继电器型，其含义为交流24 V输入电源，提供24 V直流给外部元件(如传感器等)，继电器方式输出，14点输入，10点输出；一种是CPU 224 DC/DC/DC型，其含义为直流24 V输入，提供24 V直流给外部元件(如传感器等)，半导体元件直流方式输出，14点输入，10点输出。用户可根据需要选择输入、输出类型。,(1) 输入接线。CPU 224的主机共有14个输入点(I0.0I0.7、I1.0I1.5)和10个输出点(Q0.0Q0.7，Q1.0Q1.1)。CPU 224输入电路接线如图1-12所示。系统设置1M为输入端子I0.0I0.7的公共端，2M为I1.0I1.5输入端子的公共端。,图1-12 CPU 224输入电路接线图,图1-13

4、 CPU 224晶体管输出电路接线图,在继电器输出电路中，PLC由220 V交流电源供电，负载采用继电器驱动，所以既可以选用直流电源为负载供电，也可以采用交流电源为负载供电。在继电器输出电路中，数字量输出分为三组，每组的公共端为本组电源的供给端，Q0.1Q0.3公用1L，Q0.4Q0.6公用2L，Q0.7Q1.1公用3L，各组之间可接入不同电压等级和不同电压性质的负载电源，如图1-14所示。,图1-14 CPU 224继电器输出电路接线图,图1-15所示是CPU 226 DC/DC/DC的端子连接图，根据该图对PLC进行端子接线，并借助输入按钮进行试车验收。,图1-15 CPU 226 DC/DC/DC的端子连接图,(1) 电器元件检查与安装。配齐所有电器元件并进行质量检验和安装固定，器材清单如表1-5所示。 (2) 布线与安装。根据板前线槽布线操作工艺进行布线与安装。接线时，注意PLC端子接线要用别径压端子连接。,(3) 试车与交付。通电试车前，要复验接线是否正确，并测试绝缘电阻是否符合要求；通电试车时，必须有指导教师在现场监护；按下输入按钮，观察PLC上对应的输入信号灯是否亮。,(

5、三) S7-200系列PLC的编程语言 1S7-200系列PLC的编程语言,(三) S7-200系列PLC的编程语言 1) 梯形图(LAD)编程器 利用LAD编辑器可以建立与电气原理图相类似的梯形图程序。梯形图是PLC编程的高级语言，很容易被PLC编程人员和维护人员接受和掌握，所有PLC厂商均支持梯形图语言编程。 梯形图按逻辑关系可分为梯级或网络段，简称段。,图1-16给出梯形图应用实例。LAD图例指令有三种基本形式：触点、线圈、指令盒。触点表示输入条件，例如开关、按钮控制的输入映像寄存器状态和内部寄存器状态等。线圈表示输出结果，利用PLC输出点可直接驱动照明灯、指示灯、继电器、接触器和电磁阀等负载。指令盒代表一些功能较复杂的指令，例如定时器、计数器和数学运算指令等。,图1-16 梯形图应用实例,2) 语句表(STL)编辑器 语句表(STL)编辑器使用指令助记符创建控制程序，提供了不同于梯形图或功能块图编程器的编程途径。语句表类似于计算机的汇编语言，适合熟悉PLC并且有逻辑编程经验的程序员使用，并且是手持式编程器唯一能够使用的编程语言。,例如，由图1-16中的梯形图程序转换的语句表程序

6、如下： NETWORK 1 /网络题目(单行) LD I0.0 O Q0.0 AN I0.1 = Q0.0 NETWORK 2 LD Q0.0 TON T33，+500,3) 功能块图(FBD)编辑器 STEP7-Mricro/WIN32功能块图(FBD)编辑器是利用逻辑门图形组成功能块图指令系统。功能块图指令由输入、输出端及逻辑关系函数组成。用STEP 7-Mricro/WIN 32软件LAD、STL和FBD编辑器的自动转换功能，可得到与图1-16相对应的功能块图，如图1-17所示。,图1-17 梯形图程序转换的功能块图程序,任务三 S7-200系列PLC的编程软件及使用 一、任务目标 (1) STEP 7-Micro/WIN编程软件的安装、通信参数设置和修改。 (2) STEP 7-Micro/WIN管理界面认识。 (3) STEP 7-Micro/WIN软件包功能认识。 (4) 创建项目、编程传送、监控和调试程序。 (5) 程序的输入及下载。,二、任务分析 本任务要求首先熟悉S7-200系列PLC的编程软件STEP 7 Micro/WIN 32的使用，熟练运用编程软件，会用NET

7、R与NETW指令实现网络通信。,三、相关知识 (一) STEP 7-Micro/WIN编程软件的使用 1STEP 7-Micro/WIN编程系统简介 STEP 7-Micro/WIN 32是基于Windows平台的应用软件，是西门子公司专为SIMATIC系列PLC研制开发的编程软件，它可以使用通用的个人计算机作为图形编辑器，用于在线(联机)或离线(脱机)开发用户程序，并可以在线实时监控用户程序的执行状态。 S7-200系列PLC利用编程软件STEP 7-Micro/WIN 32所提供的梯形图语言(LAD)、语句表语言(STL)及功能块图(FBD)三种编程语言可以对实际系统完成软件编程、运行及监控。,2STEP 7-Micro/WIN编程软件的安装 (1) 操作系统要求：Windows 2000/XP。 (2) 硬件设备要求：至少350 MB以上硬盘空间、光驱、鼠标。 (3) 通信电缆：PC/PPI电缆(或使用一个通信处理器卡)，用来将计算机与PLC连接。,(4) STEP 7-Micro/WIN 32编程软件在一张光盘上，用户可按以下步骤安装： 将光盘插入光盘驱动器； 系统自动进入安装

8、向导，或在Windows资源管理器中找到并打开安装光盘上的“Setup.exe”文件，双击“运行”该文件； 按照安装向导完成软件的安装； 安装过程中，会出现“Set PG/PC Interface”窗口，决定通信方式后，确认“PC/PPI cable(PPI)”，单击“OK”按钮，程序继续安装； 安装结束时，会出现是否重新启动计算机的选项。选择重新启动计算机，Windows桌面上将显示STEP7-Micro/WIN的图标。,3硬件的连接 可以用PC/PPI电缆建立个人计算机与PLC之间的通信，这是单主机与个人计算机的连接，不需要其他硬件，如调制解调器和编程设备等。典型的单主机连接如图1-20所示。,图1-20 PLC与计算机的连接示意图,4软件的功能 STEP 7-Micro/WIN 32编程软件的基本功能是在Windows平台编制用户应用程序，它主要完成下列任务： (1) 离线方式创建、编辑和修改用户程序。 (2) 在线方式下通过联机通信的方式上传(Upload)和下载(Download)用户程序及系统组态数据，编辑和修改用户程序。 (3) 在编辑程序过程中进行语法检查。使用梯形图编

9、程时，在出现错误的地方会自动加红色波浪线；使用语句表编程时，在出现错误的语句行前自动画上红色叉，且在错误处加上红色波浪线。 (4) 提供对用户程序进行文档管理、加密处理等工具功能。 (5) 设置PLC的工作方式和运行参数，进行运行监控和强制操作等。,5SETP 7-Micro/WIN 32软件的使用 STEP 7-Micro/WIN 32编程软件的窗口组件如图1-21所示。,图1-21 STEP 7-Micro/WIN 32编程软件的窗口,1) 程序的输入和编辑 (1) 建立或打开项目。双击STEP 7-Micro/WIN 32图标，或双击要打开的 .mwp文件可以建立新项目或打开已有的项目。,(2) 输入程序。输入程序时应注意：网络必须从接点开始，以线圈或没有ENO输出的指令盒结束，线圈不允许串联使用；一个程序段中只能有一个“能流”通路，不能有两条互不联系的通路。具体输入方法如下： 在指令树中选择需要的指令，用鼠标将其拖放到编辑窗口内合适的位置再释放。 将光标放在需要的位置上，单击工具栏指令按钮。打开通用指令窗口，从中选择需要的指令。 (3) 保存项目。使用工具条上的“保存”按钮保存，或从“文件”菜单选择“保存”或“另存为”选项保存。,四、能力测试 用可编程软件对图1-5的运行进行监控。,六、思考与练习 通过图1-22所示的程序判断Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4的输出状态、输入程序并进行运行，加以验证。,图1-22 与或非程序,

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