1、1主讲教师：温伟刚主讲教师：温伟刚23.1 3.1 计算机控制系统计算机控制系统3.3.2 2 可编程序控制器技术可编程序控制器技术3.3 3.3 数字数字PIDPID控制技术控制技术3.4 3.4 计算机控制系统的设计计算机控制系统的设计教学内容精品资料返回返回你怎么称呼老师？如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你是否会认为老师的教学方法需要改进？你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？教师的教鞭“不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我笨，没有学问无颜见爹娘”“太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早”5 一、一、计算机控制系统的组成和特点计算机控制系统的组成和特点 3.1 计算机控制系统6l
2、硬件是由计算机主机、接口电路、输入硬件是由计算机主机、接口电路、输入/输出输出通道及外部设备等组成通道及外部设备等组成:自动控制7计算机是整个控制系统的核心；计算机是整个控制系统的核心；接口与接口与I/OI/O通道是计算机与被控对象信息交换通道是计算机与被控对象信息交换的桥梁；的桥梁；最基本的外设是操作台，它是人机对话的联最基本的外设是操作台，它是人机对话的联系纽带。系纽带。自动控制89自动控制10 机电一体化系统多用计算机作为控制器，常用的有机电一体化系统多用计算机作为控制器，常用的有基于单片机、单板机、普通基于单片机、单板机、普通PC机、工业机、工业PC机和可编机和可编程控制器（程控制器（
3、PLC）等系统。等系统。自动控制111213控制装置比较项目普通计算机系统工业控制机可编程序控制器单片(单板)系统PC扩展系统STD总线系统工业PC系统小型PLC（256点以内）大型PLC控制系统的组成自行研制(非标准化)配备各类功能接口板选购标准化STD模板整机已成系统，外部另行配置按使用要求选购相应的产品系统功能简单的逻辑控制或模拟量控制数据处理功能强，可组成功能完整的控制系统可组成从简单到复杂的各类测控系统本身已具备完整的控制功能，软件丰富，执行速度快逻辑控制为主,也可组成模拟量控制系统大型复杂的多点控制系统通信功能按需自行配置已备一个串行口，再多，另行配置选用通信模板产品已提供串行口选
4、用RS-232C通信模块选取相应的模块硬件制作工作量多稍多少少很少很少程序语言汇编语言汇编和高级语言均可汇编和高级语言均可高级语言为主梯形图编程为主多种高级语言自动控制14自动控制1516-PLC-PLC概述概述一、产生一、产生二、功能和特点、分类二、功能和特点、分类三、基本性能指标三、基本性能指标17定义：定义：PLC是一种专门为在工业环是一种专门为在工业环境下应用而设计的进行数字运算境下应用而设计的进行数字运算操作的电子装置。它采用可以编操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、存储执行逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算
5、术运算等操作的定时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。机械或生产过程。PLC及其有关及其有关的外围设备都应按照易于与工业的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体和易于扩控制系统形成一个整体和易于扩展其功能的原则而设计。展其功能的原则而设计。PLCPLC的概念的概念18l存储程序控制存储程序控制：l编程方便编程方便l易于扩展易于扩展l可在线修改和调试程序可在线修改和调试程序l维护方便维护方便l可靠性高可靠性高l体积小体积小l？问题？问题：接线程序控制：接线程序控制：l电气装
6、置体积大，生产周期长，接线复杂，故障率电气装置体积大，生产周期长，接线复杂，故障率高，可靠性差，通用性差。高，可靠性差，通用性差。一、可编程序控制器（一、可编程序控制器（ProgrammableLogicController，PLC）的产生的产生191.四个阶段四个阶段70年代中前：年代中前：逻辑运算、计时和计数；逻辑运算、计时和计数；70年代中年代中末：末：功能扩展，功能扩展，数据传送和比较，数据传送和比较，模拟量运算；模拟量运算；70年代末年代末 80年代中：年代中：分布式网络通信系统，分布式网络通信系统，可靠性提高，产品各自成系统；可靠性提高，产品各自成系统；80年代末后：年代末后：通信
7、系统开放，通信协议开放，通信系统开放，通信协议开放，用标准的软件系统，高级语言编程，用标准的软件系统，高级语言编程，CRT显示显示功能。功能。-PLC-PLC概述概述20l(1)(1)微小型微小型PLC 体小、功能强、价低、配置灵活，实体小、功能强、价低、配置灵活，实现单机或小规模控制系统，如日本现单机或小规模控制系统，如日本OMRON的的CQM1、德国德国SIEMENS的的S7-200-PLC-PLC概述概述l(2)(2)大型大型PLC 大型网络化、高可靠性、多功能、大型网络化、高可靠性、多功能、兼容性好，实现大规模多机控制系统。兼容性好，实现大规模多机控制系统。l如如日本日本OMRON的的
8、CV2000、德国、德国SIEMENS的的S7-400 2.PLC正朝着两个方向发展正朝着两个方向发展:21生产厂家产品德国西门子SIEMENSS5、S7系列美国通用电气GEGE-I、系列美国Rockwell A-B公司SLC-500、PLC-2、3、5系列日本三菱MITSUBISHIF、FX、F1、F2、K系列日本欧姆龙OMRONC系列法国施耐德SchneiderTwido、Modicon Premium系列1.3 常用常用PLC22二、功能和特点二、功能和特点-PLC-PLC概述概述l1.运行稳定、可靠性高运行稳定、可靠性高、抗、抗干扰能力强干扰能力强l2.设计、使用、维护简单设计、使用、
9、维护简单l3.编程语言直观易学编程语言直观易学l4.网络技术相结合网络技术相结合l5.体积小、重量轻、能耗低体积小、重量轻、能耗低l1.逻辑控制功能逻辑控制功能l2.定时、计数控制功能定时、计数控制功能l3.顺序控制功能顺序控制功能l4.数据处理功能数据处理功能l5.A/D和和D/A转换功能转换功能l6.运动控制功能运动控制功能l7.过程控制功能过程控制功能l8.扩展功能扩展功能l9.远程控制功能远程控制功能l10.通信联网功能通信联网功能l11.监控功能监控功能23可编程序控制器的基本性能指标可编程序控制器的基本性能指标-PLC-PLC概述概述l可编程序控制器的基本性能指标可编程序控制器的基
10、本性能指标（1）输入输入/输出点数（输出点数（I/O点数）点数）（2）扫描速度扫描速度（3）内存容量内存容量（4）指令条数指令条数（5）内部寄存器内部寄存器（6）高功能模块高功能模块24（1）按）按PLC的结构形式分为整体式和组合式的结构形式分为整体式和组合式-PLC-PLC概述概述模块、模块、I/O模块等）独立模块等）独立封装，由总线相互连接，封装，由总线相互连接，装在插槽内。大中型装在插槽内。大中型PLC用。用。三、三、PLC的分类的分类2526输入输入模块模块输出输出模块模块CPU模块模块智能智能I/O模块模块通信通信模块模块高功能高功能模块模块开关等开关等现场信现场信号号电机等电机等被
11、控设被控设备备上位机上位机或其它或其它PLC总线总线组合式结构组合式结构PLC-PLC-PLC组成组成272829小型机：小型机：I/O点数在点数在128点以下点以下-PLC-PLC概述概述128512896小型机小型机中型机中型机大型机大型机超大型机超大型机l中型机：中型机：I/O点数在点数在128512点点l大型机：大型机：I/O点数在点数在512896点点l超大型机：超大型机：I/O点数在点数在896点以上。点以上。大型机和超大型机增联网通信、记录打印，增强编程终端大型机和超大型机增联网通信、记录打印，增强编程终端的处理能力，适大规模过程控制，构成分布式系统。的处理能力，适大规模过程控制
12、，构成分布式系统。303.2.1PLC的组成的组成3.2.2PLC的工作原理的工作原理3.2 PLC C的组成及工作原理的组成及工作原理-PLC-PLC概述概述313.2.1PLC的组成：的组成：-PLC-PLC概述概述12456输输出出接接口口3输输入入接接口口73332一、中央处理器一、中央处理器CPUCPU是是PLC的运算和控制核心，控制其它部件的运算和控制核心，控制其它部件运行，相当人的大脑。运行，相当人的大脑。CPU由运算器、控制器和寄存器组成由运算器、控制器和寄存器组成地址总线地址总线数据总线数据总线控制总线控制总线存储器存储器I/O接接口电路口电路CPU-PLC-PLC组成组成3
13、3（4）自诊断功能：）自诊断功能：诊断电源、内部电路的工作状态诊断电源、内部电路的工作状态（2）执行指令：）执行指令：指令操作码译码指令操作码译码执行操作执行操作（3）处理中断）处理中断：接受内部或输入输出接口的中断请求接受内部或输入输出接口的中断请求中断中断处理处理返回断点地址返回断点地址顺序执行程序顺序执行程序功能：功能：（1）从存储器中读取指令）从存储器中读取指令-PLC-PLC组成组成34二、存储器二、存储器具有记忆功能的半导体电路具有记忆功能的半导体电路存储体存储体地址译码器地址译码器读写控制电路读写控制电路数据存储器数据存储器系统程序系统程序用户程序用户程序存放存放组成组成存储器存
14、储器系统程序存储器系统程序存储器：系统程序决定了系统程序决定了PLC的基本功能，固化在系统程序存的基本功能，固化在系统程序存储器中，主要包括系统管理程序、用户指令解释程序、功能与系统程序等储器中，主要包括系统管理程序、用户指令解释程序、功能与系统程序等用户程序存储器：用户程序存储器：存储用户调试程序和用户执行程序存储用户调试程序和用户执行程序-PLC-PLC组成组成数据存储器：数据存储器：存储中间结果数据和组态数据存储中间结果数据和组态数据351.只读存储器只读存储器（ROM）（1）检查程序：检查程序：（2）键盘输入处理程序：）键盘输入处理程序：（3）编程语言翻译程序：编程语言翻译程序：（4）
15、监控程序：）监控程序：根据实际需要调用相应的内部程序根据实际需要调用相应的内部程序用户命令用户命令解释、执行解释、执行用户程序用户程序送入存储器送入存储器用户编写的程序用户编写的程序机器代码程序机器代码程序翻译翻译语法检查语法检查PLC部分运行是否部分运行是否正常正常结果显示结果显示检查检查-PLC-PLC组成组成362.读写存储器（读写存储器（RAM）又称随机存储器又称随机存储器(Randommemory)l存储内容可随时读写存储内容可随时读写l存放用户调试程序和逻辑变量存放用户调试程序和逻辑变量373.存储器数据保持存储器数据保持保护用户程序、程序数据以及保护用户程序、程序数据以及CPU的
16、组态数据不丢失的组态数据不丢失EEPROM：永久保存程序永久保存程序超级电容器：超级电容器：CPU掉电时保存完整的掉电时保存完整的RAM存储器存储器电池卡：延长电池卡：延长RAM存储器保持的时间存储器保持的时间-PLC-PLC组成组成38三、输入三、输入/输出接口输出接口输入输出接口是输入输出接口是PLC主机和外部设备之间的连接主机和外部设备之间的连接电路。电路。光电隔离电路：由发光二极管和光电三极管组成。光电隔离电路：由发光二极管和光电三极管组成。检测元件检测元件指令元件指令元件输入接输入接口口PLC温度、压力、位置、温度、压力、位置、电流、电压电流、电压启动、暂停、启动、暂停、调整调整输出
17、接输出接口口控制控制驱动驱动负载负载-PLC-PLC组成组成39四、编程器四、编程器编程器是人编程器是人机对话的工具，用来输入、修改和调试用户机对话的工具，用来输入、修改和调试用户程序、监控程序、监控PLC的运行情况、调整内部寄存器的参数等。的运行情况、调整内部寄存器的参数等。五、电源五、电源系统电源和后备电源系统电源和后备电源作用：作用：将外部输入的交流电转换成将外部输入的交流电转换成CPU、存储器、存储器、I/O接口等电路所需直流电源接口等电路所需直流电源-PLC-PLC组成组成40（1）I/O扩展接口：扩展接口：将主机与将主机与I/O扩展单元连接起来；扩展单元连接起来；（2）智能）智能I
18、/O接口：独立的微处理器和控制软件接口：独立的微处理器和控制软件,适应和满足复杂控制要求；适应和满足复杂控制要求；（3）通信接口：用于）通信接口：用于PLC与计算机、打印机等外部设备相连，也构成集散控与计算机、打印机等外部设备相连，也构成集散控制系统或局域网；制系统或局域网；（4）A/D、D/A接口接口其他高功能模块其他高功能模块六、其它接口电路六、其它接口电路七、七、PLC外部设备外部设备编程器、打印机、外存储器、编程器、打印机、外存储器、EPROM写入器写入器-PLC-PLC组成组成41执行OB1中的程序(循环执行)事件(日期时间中断、硬件中断等)调用其他 OB，FB，FC输出模块A I
19、0.1A I 0.2=Q8.0块OB 1循环监视时间的开始启动块(OB 100)上电后执行一次从模块读信号状态，并保存到过程映象区(PII)把过程映象输出表(PIQ)写到输出模块CPU 循环循环输入模块PLCPLC的工作原理的工作原理PLC的的CPU执行用户程序、完成控制功能是以扫描工作方式执行用户程序、完成控制功能是以扫描工作方式进行的。进行的。42上电初始化与外设通讯自诊断RUN？执行用户程序输入采样输出刷新异常指示灯亮停止扫描NYNY43PLC的的过程映象：过程映象：并行执行过程并行执行过程字节 0字节 1字节 2:CPU 存储器区字节 0字节 1字节 2:PIIPIQ 用户程序 CPU
20、 存储器区:A I2.0=Q4.3:1144注注：输入输入/输出点状态的存取通过映像寄存器，而不是实际的输出点状态的存取通过映像寄存器，而不是实际的输入输入/输出（输出（I/O）点。点。输入和输出映像寄存器输入和输出映像寄存器PLC在在RAM工作区将特定区工作区将特定区域的存储单元作为输入和输出映像寄存器的存储区，域的存储单元作为输入和输出映像寄存器的存储区，PLC将存将存储区与输入输出储区与输入输出I/O自动映射。自动映射。输出映像寄存器：输出映像寄存器：存储着对应位输出存储着对应位输出“继电器继电器”的状态的状态lPLC对其既可读，又可写对其既可读，又可写 输入映像寄存器输入映像寄存器：存
21、储着对应位输入：存储着对应位输入“继电器继电器”开关的通开关的通/断状态断状态l1通，通，0断断lPLC对其只能读，不能写对其只能读，不能写作用：作用：l使系统更加稳定：使系统更加稳定：执行阶段有固定的输入，执行完更新输出映像寄存器。执行阶段有固定的输入，执行完更新输出映像寄存器。l执行程序更加快捷：执行程序更加快捷：存取快得多。存取快得多。更具灵活性：更具灵活性：可按字节、字或双字存取。可按字节、字或双字存取。-PLC-PLC工作原理工作原理45输入端口输出端口输入映射寄存器输出映射寄存器用户程序PLC高1：通1通/高低0：断0断/低46PLC的应用方法的应用方法47S7-300 PLCS7
22、-300 PLC的硬件的硬件4849多层组态中的 DI/DO 编址机架 0槽 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 机架 396.0 to99.7100.0 to103.7104.0 to107.7108.0 to111.7112.0 to115.7116.0 to119.7120.0 to123.7124.0 to127.7IM(接受)PS机架 264.0 to67.768.0 to70.772.0 to75.776.0 to79.780.0 to83.784.0 to87.788.0 to91.792.0 to95.7IM(接受)PS机架1IM(接受)32.0 to35.736.
23、0 to39.744.0 to47.748.0 to51.752.0 to55.756.0 to59.760.0 to63.740.0 to43.7PS 0.0 to 3.720.0 to23.724.0 to27.728.0 to31.712.0 to15.716.0 to19.7 4.0 to 7.7 8.0 to11.7IM(发送)CPUPS50模拟量模块的编址IM256 to270336 to350352 to366368 to382304 to318320 to334272 to286288 to302(发送)槽口号 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 384 to39840
24、0 to414432 to446448 to462464 to478480 to494496 to510416 to430机架机架 1R0电源模块IM(接收)电源模块CPU512 to526528 to542544 to558560 to574576 to590592 to606608 to622624 to638机架机架 2IM(接收)电源模块机架机架 3640to654656to670672to686688 to702704 to718720 to734736 to750752 to766IM(接收)电源模块51单个模块的编址单个模块的编址PSCPUSMSMSMSMSMSMSM模块 12
25、4 5 6 7 8 9 10槽号地址 0.0地址 0.7地址 1.0地址 1.752PLC的编程语言有的编程语言有l梯形图（梯形图（LadderDiagram，LAD）l语句表（语句表（StatementList，STL）l功能块图（功能块图（FunctionBlockDiagram，FBD）l控制系统流程图（控制系统流程图（ControlSystemFlowchart）高档高档PLC提供专用的高级语言和通用计算机程序设提供专用的高级语言和通用计算机程序设计语言。计语言。-PLC-PLC编程语言编程语言53STL（语句表）STLSTL（语句表）是一种类似于计算机汇编语言的一种（语句表）是一种类
26、似于计算机汇编语言的一种文本编程语言文本编程语言，由多条语句组成一个程序段。语句表可供，由多条语句组成一个程序段。语句表可供习惯汇编语言的用户使用，在运行时间和要求的存储空间习惯汇编语言的用户使用，在运行时间和要求的存储空间方面最优。在设计通信、数学运算等高级应用程序时建议方面最优。在设计通信、数学运算等高级应用程序时建议使用语句表。使用语句表。54LAD（梯形图）LADLAD（梯形图）是一种图形语言，比较形象直观，容（梯形图）是一种图形语言，比较形象直观，容易掌握，用得最多，堪称用户易掌握，用得最多，堪称用户第一编程语言第一编程语言。梯形图与继。梯形图与继电器控制电路图的表达方式极为相似，适
27、合于熟悉继电器电器控制电路图的表达方式极为相似，适合于熟悉继电器控制电路的用户使用，特别适用于数字量逻辑控制。控制电路的用户使用，特别适用于数字量逻辑控制。55FBD（功能块图）FBDFBD（功能块图）使用类似于布尔代数的图形（功能块图）使用类似于布尔代数的图形逻辑符逻辑符号号来表示控制逻辑，一些复杂的功能用指令框表示。来表示控制逻辑，一些复杂的功能用指令框表示。FBDFBD比较适合于有数字电路基础的编程人员使用。比较适合于有数字电路基础的编程人员使用。56（2）工作方式：）工作方式：在梯形图中，左竖线为起始母线，触在梯形图中，左竖线为起始母线，触点闭合，能流流过，到下一个器件，若触点打开阻止
28、能流通过。点闭合，能流流过，到下一个器件，若触点打开阻止能流通过。（1）梯形图能流的方向）梯形图能流的方向能流在梯形图中只单方向能流在梯形图中只单方向从左到右流动，不会产生反流。从左到右流动，不会产生反流。-PLC-PLC编程语言编程语言PLC梯形图的编程规则57线圈线圈 代表逻辑代表逻辑“输出输出”结果，如中间寄结果，如中间寄存器、内部输出条件等。存器、内部输出条件等。盒（方框）盒（方框）代表附加指令，如定时器、代表附加指令，如定时器、计数器或数学运算指令等。当能量流到此框时，就计数器或数学运算指令等。当能量流到此框时，就能执行一定的功能。能执行一定的功能。（3 3）梯形图组成梯形图组成触点
29、触点 代表逻辑代表逻辑“输入输入”条件条件，如开关、，如开关、按钮、内部条件等。按钮、内部条件等。-PLC-PLC编程语言编程语言58I0.0I0.1I2.0I2.1Q0.0I：输入映像寄存器寻址输入映像寄存器寻址I2.0表示第表示第2字节的第字节的第0位，位，CPU对输对输入点采样，并将采样值存于其中。入点采样，并将采样值存于其中。Q：输出映像寄存器寻址输出映像寄存器寻址扫描结尾，扫描结尾，CPU将其数值复制到物理将其数值复制到物理输出点上。输出点上。M：位存储区寻址位存储区寻址可使用内部存储器标志位（可使用内部存储器标志位（M）作为控制寄作为控制寄存器存取中间操作状态或其它控制信息。存器存
30、取中间操作状态或其它控制信息。-PLC-PLC编程语言编程语言5960PLC的结构化编程故障FBFBFBFCSFCSFBFB 带背景数据块阴影:OB组织块组织块循环定时过程OB=组织块FB=功能块FC=功能SFB=系统功能块SFC=系统功能 操作系统616263643.4PLC的基本指令的基本指令SIMATICS7-300系列系列PLC指令系统非常丰富，指令系统非常丰富，分为位逻辑指令、定时器和计数器指令、传送和分为位逻辑指令、定时器和计数器指令、传送和比较指令、运算指令、程序控制指令、特殊功能比较指令、运算指令、程序控制指令、特殊功能指令、堆栈和时钟指令等。指令、堆栈和时钟指令等。-PLC-
31、PLC基本指令基本指令l一、位逻辑指令一、位逻辑指令l二、定时器和计数器指令二、定时器和计数器指令l三、控制程序编制举例三、控制程序编制举例65一、位逻辑指令一、位逻辑指令l.标准触点指令标准触点指令l.输出操作指令输出操作指令l.逻辑与操作指令逻辑与操作指令l.逻辑或操作指令逻辑或操作指令l.取非操作指令取非操作指令l.串联电路的并联操作指令串联电路的并联操作指令l.并联电路的串联操作指令并联电路的串联操作指令l.置位与复位操作置位与复位操作l.正、负跳变操作指令正、负跳变操作指令-PLC-PLC基本指令基本指令66（1）标准触点指令）标准触点指令常开触点：线圈不带电，触点断开（触点的状态是
32、常开触点：线圈不带电，触点断开（触点的状态是OFF或或0），线圈带电时，触点闭合。），线圈带电时，触点闭合。常闭触点常闭触点：线圈不带电，触点是闭合（触点状态是线圈不带电，触点是闭合（触点状态是1），线圈带电时，其触点断开（触点状态是），线圈带电时，其触点断开（触点状态是0）ANbitbitAbitbit-PLC-PLC基本指令基本指令67（2）输出操作指令）输出操作指令当执行输出命令时，新值被写入存储器的指定地址位，当执行输出命令时，新值被写入存储器的指定地址位，在扫描周期中，在扫描周期中，CPU以批处理的方式将输出映象寄存器以批处理的方式将输出映象寄存器中内容传送到输出点，使输出线圈接通。
33、中内容传送到输出点，使输出线圈接通。（）bit=bit-PLC-PLC基本指令基本指令68（3）逻辑与操作指令）逻辑与操作指令AI0.0AI0.1=Q0.0-PLC-PLC基本指令基本指令69AI0.0OI0.1=Q0.0I0.0Q0.0I0.1（）NOTNOT-PLC-PLC基本指令基本指令（4）逻辑或操作指令）逻辑或操作指令（5）取非操作指令）取非操作指令70（6）串联电路的并联操作指令串联电路的并联操作指令串联电路的并联连接是指多个串联电路之间又构串联电路的并联连接是指多个串联电路之间又构成或的逻辑操作。在执行程序时，先算出各个串成或的逻辑操作。在执行程序时，先算出各个串联支路（与逻辑）
34、的结果，然后再把结果的或传联支路（与逻辑）的结果，然后再把结果的或传送到输出。送到输出。（7）并联电路的串联操作指令）并联电路的串联操作指令并联电路的串联连接是指多个并联电路之间又构并联电路的串联连接是指多个并联电路之间又构成与的逻辑操作。执行程序时，先算出各个并联成与的逻辑操作。执行程序时，先算出各个并联支路（或逻辑）的结果，然后再把结果的与传送支路（或逻辑）的结果，然后再把结果的与传送到输出。到输出。-PLC-PLC基本指令基本指令71串、并联电路的并、串联操作串、并联电路的并、串联操作I0.0（）I0.1Q0.0I0.2 I0.3I0.4 I0.5AI0.0AI0.1OAI0.2AI0.
35、3OAI0.4AI0.5=Q0.0I0.0（）I0.2Q0.1I0.1 I0.3I0.4I0.5A（OI0.0OI0.1）A（OI0.2OI0.3）A（OI0.4OI0.5）=Q0.1(a)(b)-PLC-PLC基本指令基本指令72-PLC-PLC基本指令基本指令73复位操作指令74（）BitSnSbit,n(a)（）BitRnRbit,n(b)置位与复位操作指令置位与复位操作指令-PLC-PLC基本指令基本指令75（8）上、下微分（正、负跳变）操作指令上、下微分（正、负跳变）操作指令上微分是指某一位操作数的状态由上微分是指某一位操作数的状态由0变为变为1的过程，即出现的过程，即出现上升沿的过
36、程，上微分指令可形成一个上升沿的过程，上微分指令可形成一个ON、一个扫描周期一个扫描周期的脉冲。的脉冲。上微分操作指令上微分操作指令I0.0Q0.0AI0.0FP=Q0.0（）P-PLC-PLC基本指令基本指令l该脉冲用来启动一个控制程该脉冲用来启动一个控制程序、运算过程、结束一段控序、运算过程、结束一段控制等制等l上微分操作的梯形图由常开上微分操作的梯形图由常开触点加上微分符触点加上微分符“P”构成，构成，语句表由操作码语句表由操作码“FP”构成构成P一个扫描周期一个扫描周期I0.0Q0.076当负跳变触点检测到一次负跳变时，使输出接通一个当负跳变触点检测到一次负跳变时，使输出接通一个扫描周
37、期，语句表由操作码扫描周期，语句表由操作码“FN”构成构成-PLC-PLC基本指令基本指令NI0.0（）Q0.2N一个扫描周期一个扫描周期I0.0Q0.277S7-300PLCS7-300PLC共有五种定时器和三种计数器共有五种定时器和三种计数器。l定时器定时器可分为接通延时定时器（可分为接通延时定时器（SD）、）、断开延时定时断开延时定时器（器（SF）和脉冲定时器（和脉冲定时器（SPSP）、）、扩展脉冲定时器扩展脉冲定时器（SESE），），保持型接通延时定时器保持型接通延时定时器(SS)SS)。l计数器计数器可分为增计数器（可分为增计数器（S_CU）、）、减计数器（减计数器（S_CD）和增减
38、计数器（和增减计数器（S_CUD）。）。二、定时器二、定时器-PLC-PLC基本指令基本指令78接通延时(SD)定时器LADT4S_ODTTVSQBCD BIRI0.7I0.5S5T#35sQ4.5MW0QW6STLAI0.7LS5T#35sSD T4AI0.5RT4LT4TMW0LC T4TQW6AT4=Q4.5例如S处的RLO R处的RLO 定时器操作Q时间值:0.9990,01s-0,1s-1s-10s-00011011S5TIME数据类型当定时器时间到达，没有错误且输入S=“1”时，输出“Q”的信号变为“1”。如果在定时时间到达前输入端S从“1”变到“0”，定时器停止运行，输出Q=“0
39、”。79-PLC-PLC基本指令基本指令当当S S端信号由端信号由0 0变为变为1 1时，定时器开始计时，定时器的当前时间值时，定时器开始计时，定时器的当前时间值等于预置值减启动后的时间值，等于预置值减启动后的时间值，如果如果S S端保持为端保持为1 1，计时值到达后，输出端，计时值到达后，输出端Q Q由由0 0变为变为1 1，计时到达，计时到达后若后若S S端又变为端又变为0 0，则定时器复位，则定时器复位，Q Q随之变为随之变为0 0；若计时时间未到达时若计时时间未到达时S S端由端由1 1变为变为0 0，则定时器停止计时，当前时，则定时器停止计时，当前时间值和输出间值和输出Q Q保持不变
40、，一旦保持不变，一旦S S端又由端又由0 0变为变为1 1时，定时器重新启动，时，定时器重新启动，从预置值开始计时。从预置值开始计时。接通延时定时器接通延时定时器(SD)(SD)AI0.1LS5T#500msSDT0AT0=Q0.1T0SDS5T#500MSQ0.1I0.1T0802.增计数器增计数器(CU)CU：加计数器输入端，上升沿当前值加一；：加计数器输入端，上升沿当前值加一；S、PV：当：当S端上升沿时，把端上升沿时，把PV端的预置数作为当前值写入计数器；端的预置数作为当前值写入计数器；R：复位输入端，：复位输入端，R为为1时，计数器被复位清时，计数器被复位清0，计数器不能工作；，计数
41、器不能工作；Q：当前值为：当前值为0时，时，Q=0，当前值不为，当前值不为0时，时，Q=1；CV：输出计数器当前值。：输出计数器当前值。-PLC-PLC基本指令基本指令81计数器（计数器（CU/CD）的用法：）的用法：l计数器当前值范围为0999lCD：先把PV的预置数送入计数器，当减计数器减至0时，Q从1变为0lCU：把计数器当前值送出去与某个常数进行比较，比较的结果产生一个动作-PLC-PLC基本指令基本指令82-PLC-PLC基本指令基本指令AI0.2LC#20SC1AI0.1RC1AI0.0CUC1LC1TMW2AC1=Q4.5问题：计数器C1如图所示，I0.1=0，I0.2=1，当I
42、0.0产生了五个上升沿后，Q4.5、MW2等于多少？83实例实例:有三个开关有三个开关S1、S2、S3。控制要求：只有开关控制要求：只有开关S1、S2都接通时，小灯都接通时，小灯HL1才会亮，当才会亮，当HL1亮亮2秒后，小灯秒后，小灯HL2开始亮。开始亮。当开关当开关S3接通时，两个灯就同时熄灭接通时，两个灯就同时熄灭-PLC-PLC编程语言编程语言84V1+V1-V2+V2-S1S2S3K1KT0S3K2KT0K1K1K2HL1HL2接线程序控制接线程序控制存储程序控制存储程序控制S1S2HL1HL2V1+PLCS3I0.0I0.1I0.2Q0.0Q0.1V1-V2-V2+-PLC-PLC
43、编程语言编程语言I0.0T0（）（）I0.1 I0.2 Q0.0I0.2 Q0.1Q0.0T02秒秒85思考题用S7-300控制灯L1，当控制键SB1闭合后，L1熄灭2S，点亮1S交替闪烁，请设计相应的PLC程序实现。86例例3-1某供料控制系统，运料小车负责向四个料仓送料，送料路某供料控制系统，运料小车负责向四个料仓送料，送料路上从左向右共有上从左向右共有4个料仓（个料仓（1号仓号仓4号仓）位置开关，其信号分别号仓）位置开关，其信号分别由由PLC的输入端的输入端I0.0、I0.1、I0.2、I0.3检测，当信号状态为检测，当信号状态为1时，说时，说明运料小车到达该位置，否则说明小车没在此位置
44、。小车行走受两明运料小车到达该位置，否则说明小车没在此位置。小车行走受两个信号的驱动，个信号的驱动，Q0.0驱动小车左行，驱动小车左行，Q0.1驱动小车右行。料仓要料驱动小车右行。料仓要料信号由信号由4个手动按钮发出，从左到右（个手动按钮发出，从左到右（1号仓号仓4号仓）分别为号仓）分别为I0.4、I0.5、I0.6、I0.7。设计自动运料驱动控制程序。设计自动运料驱动控制程序。小车小车右右左左Q0.0Q0.1供料控制系统示意图供料控制系统示意图I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7-PLC-PLC基本指令基本指令M0.0M0.1M0.0M0.387编制控制程序编制控
45、制程序 料仓要料状态编程：要料信号取决于料仓要料状态编程：要料信号取决于I0.4I0.4到到I0.7I0.7，由由手动按钮产生。实际中有多个按钮同时要料的情况，确手动按钮产生。实际中有多个按钮同时要料的情况，确定把要料权交哪个料仓，须确定排队规则：定把要料权交哪个料仓，须确定排队规则：l采取要料时刻不相同时，先要料者优先；采取要料时刻不相同时，先要料者优先；l程序中用程序中用M M寄存器代表料仓要料状态；其中寄存器代表料仓要料状态；其中M0.0M0.0M0.3M0.3分别代分别代表表1 1号料仓号料仓1 14 4号料仓要料状态，要料满足后清零。号料仓要料状态，要料满足后清零。-PLC-PLC基
46、本指令基本指令小车小车右右左左Q0.0Q0.1I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7M0.0M0.1M0.0M0.388运料小车的控制程序，驱动条件：运料小车的控制程序，驱动条件：1.要料料仓的位置（由要料料仓的位置（由M0.0M0.3决定）；决定）；2.运料小车当前所处的位置（由运料小车当前所处的位置（由I0.0I0.3决定）；决定）；3.运料小车的右行、左行、停止控制（由运料小车的右行、左行、停止控制（由Q0.0和和Q0.1决定）。决定）。小车运行条件小车运行条件l运料小车互锁条件：其中一个要料没有满足前不能进行第二个运料小车互锁条件：其中一个要料没有满足前不能进
47、行第二个要料；小车右行时不允许左行起动，同样小车左行时也不允许右要料；小车右行时不允许左行起动，同样小车左行时也不允许右行起动。行起动。l运料小车停止条件：要料仓位与小车的车位相同时，是小车的运料小车停止条件：要料仓位与小车的车位相同时，是小车的停止条件。停止条件。l运料小车右行条件：小车在运料小车右行条件：小车在1 1、2 2、3 3号仓位，号仓位，4 4号仓要料；小车号仓要料；小车在在1 1、2 2号仓位，号仓位，3 3号仓要料；小车在号仓要料；小车在1 1号仓位，号仓位，2 2号仓要料为小车号仓要料为小车右行条件。右行条件。l运料小车左行条件：小车在运料小车左行条件：小车在4 4、3 3
48、、2 2号仓位，号仓位，1 1号仓要料；小车号仓要料；小车在在4 4、3 3号仓位，号仓位，2 2号仓要料；小车在号仓要料；小车在4 4号仓位，号仓位，3 3号仓要料为小车号仓要料为小车左行条件。左行条件。-PLC-PLC基本指令基本指令89要料互锁：要料互锁：14条支路条支路小车停止：第小车停止：第5条支路。小车停止后，要条支路。小车停止后，要清除料仓要料状态信号。清除料仓要料状态信号。小车右行：第小车右行：第6条支路。条支路。小车左行：第小车左行：第7条支路。条支路。90（1）控制描述）控制描述 通常车道上只允许车辆通行，道口处车道指通常车道上只允许车辆通行，道口处车道指示灯保持绿色灯亮（
49、示灯保持绿色灯亮（Q0.2=1），），这时不允许人跨越车道，这时不允许人跨越车道，人行道指示灯保持红色灯亮（人行道指示灯保持红色灯亮（Q0.31）。）。车道两侧各设有车道两侧各设有人行道开关，当有人想通过人行横道，用手按动人行道开关，当有人想通过人行横道，用手按动“走人行走人行道道”开关，信号通过开关，信号通过I I0.0或或I I0.1送到送到S7-300中，执行如下中，执行如下时序程序。时序程序。问题：用按钮控制人行道的设计问题：用按钮控制人行道的设计-PLC-PLC基本指令基本指令人行道人行道车道车道I0.0I0.1车道时序车道时序Q0.2Q0.1Q0.0Q0.2人行道时序人行道时序Q0
50、.3Q0.4Q0.330s10s10s5s5s 5s人行道控制示意图人行道控制示意图Q0.0红灯红灯Q0.1黄灯黄灯Q0.2绿灯绿灯红灯红灯Q0.3绿灯绿灯Q0.4I0.0I0.191动画演示动画演示30s10s5s10s5s5s.-PLC-PLC基本指令基本指令92当有行人要通过横道（当有行人要通过横道（I0.0=1或或I0.11）时，车道的绿时，车道的绿灯继续保持亮灯继续保持亮30s，然后绿灯灭而黄灯亮（然后绿灯灭而黄灯亮（Q0.11）10s，10s过后，红灯亮（过后，红灯亮（Q0.0=1），），车辆停。当车道红车辆停。当车道红灯亮灯亮5s后，人行道的红灯灭（后，人行道的红灯灭（Q0.30
