1、西门子S7-200系列PLC顺控继电器指令Prof.Qi HanhongYanshan U21电电小车运动手动控制2023-1-6电气控制与电气控制与PLC2u 小车手动控制运行过程：小车手动控制运行过程：l 小车向前运动小车向前运动：手动操作按钮：手动操作按钮I0.4接通，并且小车底门关闭（接通，并且小车底门关闭（Q0.3断开）时，小车向前断开）时，小车向前运动（运动（Q0.0接通）并且停止在最前端位置（接通）并且停止在最前端位置（Q0.0断开，前限位开关断开，前限位开关I0.1接通）；接通）；l 漏斗翻门控制漏斗翻门控制：手动超作按钮：手动超作按钮I0.6接通，漏斗翻门打开（接通，漏斗翻门
2、打开（Q0.1接通），货物通过漏斗卸接通），货物通过漏斗卸下，下，7s后自动关闭漏斗翻门（后自动关闭漏斗翻门（Q0.1断开）；断开）；l 小车向后运动小车向后运动：手动操作按钮：手动操作按钮I0.5接通，小车向后运动（接通，小车向后运动（Q0.2接通）至后限位开关位置接通）至后限位开关位置停止（停止（Q0.2断开，后限位开关断开，后限位开关I0.2接通）；接通）；l 小车翻门控制小车翻门控制：手动操作按钮：手动操作按钮I0.7接通，小车底门打开（接通，小车底门打开（Q0.3接通），将小车中货物取接通），将小车中货物取下；下；5s后自动关闭小车翻门（后自动关闭小车翻门（Q0.3断开）。断开）。2
3、电气控制与PLC2023-1-6小车运动顺序控制2023-1-6电气控制与电气控制与PLC3u 小车手动控制每一个运动过程都需要人为手动操作。为提高生产效率，要求在满足初小车手动控制每一个运动过程都需要人为手动操作。为提高生产效率，要求在满足初始条件时，小车能够按照工艺要求顺序地自动循环各个生产步骤。将小车的各个工作步始条件时，小车能够按照工艺要求顺序地自动循环各个生产步骤。将小车的各个工作步骤用工序表示，并依工作顺序将工序连接成顺序控制图，其特点是：骤用工序表示，并依工作顺序将工序连接成顺序控制图，其特点是：l 将复杂的任务或过程分解成若干个将复杂的任务或过程分解成若干个工序。无论多复杂的顺
4、序控制过程均工序。无论多复杂的顺序控制过程均能分化成小的工序，有利于程序的结能分化成小的工序，有利于程序的结构化设计。构化设计。l 相对某个具体的工序来说，控制任相对某个具体的工序来说，控制任务实现了简化，给局部程序的编制带务实现了简化，给局部程序的编制带来了方便。来了方便。l 整体程序是局部程序的综合，只要整体程序是局部程序的综合，只要弄清楚各工序成立的条件，工序转移弄清楚各工序成立的条件，工序转移的条件和转移的方向，就可以进行这的条件和转移的方向，就可以进行这类图形的设计。类图形的设计。l 图很容易理解，可读性强，能清楚图很容易理解，可读性强，能清楚地反映全部控制工艺过程。地反映全部控制工
5、艺过程。3电气控制与PLC2023-1-6状态编程思想2023-1-6电气控制与电气控制与PLC4u 状态编程思想状态编程思想：将一个复杂的控制过程分解为若干个工作状态，弄清各状态的工作细：将一个复杂的控制过程分解为若干个工作状态，弄清各状态的工作细节（节（状态的功能状态的功能、转移条件转移条件和和转移方向转移方向），再依总的控制顺序要求，将这些状态联系起），再依总的控制顺序要求，将这些状态联系起来，形成状态转移图，进而编制梯形图程序。将来，形成状态转移图，进而编制梯形图程序。将“工序工序”更换为更换为“状态状态”，就得到状态，就得到状态转移图，是状态编程法的重要工具。转移图，是状态编程法的重
6、要工具。u S7-200系列系列PLC的顺控继电器的顺控继电器S，是为状态编程提供的软元件。小车顺序运动控制中，是为状态编程提供的软元件。小车顺序运动控制中，S0.0表示初始状态，表示初始状态，S1.0S1.3分别代表工序一至工序四的状态，顺序控制工作过程如下：分别代表工序一至工序四的状态，顺序控制工作过程如下：l PLC运行时，运行时，SM0.1脉冲信号驱动初始状态脉冲信号驱动初始状态S0.0。l 当启动按钮当启动按钮I0.0接通，小车处于后限位位置接通，小车处于后限位位置I0.2=ON，小车，小车翻门关闭翻门关闭Q0.3=OFF，工作状态从，工作状态从S0.0转移到转移到S1.0。l 状态
7、状态S1.0驱动后，输出驱动后，输出Q0.0接通，小车向前运动，至前限接通，小车向前运动，至前限位位I0.1=ON，工作状态从，工作状态从S1.0转移到转移到S1.1。l 状态状态S1.1驱动后，输出驱动后，输出Q0.1接通，漏斗翻门打开，同时定接通，漏斗翻门打开，同时定时器时器T37接通，接通，7s后，定时器后，定时器T37触点接通，工作状态从触点接通，工作状态从S1.1转移到转移到S1.2。l 状态状态S1.2驱动后，输出驱动后，输出Q0.2接通，小车向后运动，至后限接通，小车向后运动，至后限位位I0.2ON，工作状态从，工作状态从S1.2转移到转移到S1.3。l 状态状态S1.3驱动后，
8、输出驱动后，输出Q0.3接通，小车翻门打开，同时定接通，小车翻门打开，同时定时器时器T38接通，接通，5s后，定时器后，定时器T38触点接通。此时，如果小车触点接通。此时，如果小车运行工作方式处于单循环方式（运行工作方式处于单循环方式（I1.1接通），工作状态从接通），工作状态从S1.3转移到转移到S0.0，小车回到原初始状态，等待启动按钮重新按下，小车回到原初始状态，等待启动按钮重新按下，开始第二次循环；如果小车运行工作方式处于自动循环方式开始第二次循环；如果小车运行工作方式处于自动循环方式（I1.0接通），工作状态从接通），工作状态从S1.3转移到转移到S1.0，小车重复，小车重复S1.0
9、S1.3的工作过程。的工作过程。4电气控制与PLC2023-1-6顺控继电器（SCR）指令2023-1-6电气控制与电气控制与PLC5u S7-200系列系列PLC的的SCR指令指令是按照顺序控制工艺在是按照顺序控制工艺在LAD、FBD或或STL中编制状态控制中编制状态控制程序的指令，包括程序的指令，包括LSCR、SCRT、CSCRE和和SCRE四条指令四条指令。l 装载装载SCR指令（指令（LSCR）：将将S位的值装载到位的值装载到SCR和逻辑堆栈中，和逻辑堆栈中，SCR堆栈的结果值决堆栈的结果值决定是否执行定是否执行SCR程序段，程序段，SCR堆栈的值会被复制到逻辑堆栈中，因此可以直接将指
10、令框或堆栈的值会被复制到逻辑堆栈中，因此可以直接将指令框或者输出线圈连接到左侧的能流线上而不经过中间触点者输出线圈连接到左侧的能流线上而不经过中间触点。l LSCR指令标志着指令标志着SCR段的开始，段的开始，SCR结束指令（结束指令（SCRE）则标志着则标志着SCR段的结束。在段的结束。在装载装载SCR指令与指令与SCR结束指令结束指令SCRE之间的所有逻辑操作的执行取决于之间的所有逻辑操作的执行取决于S堆栈的值，而在堆栈的值，而在SCR结束指令结束指令SCRE和下一条装载和下一条装载SCR指令指令LSCR之间的逻辑操作则不依赖于之间的逻辑操作则不依赖于S堆栈的值堆栈的值。l SCR传输指令
11、（传输指令（SCRT）：将程序控制权从一个激活的将程序控制权从一个激活的SCR段传递到另一个段传递到另一个SCR段。执段。执行行SCRT指令可以使当前激活的程序段的指令可以使当前激活的程序段的S位复位，同时使下一个将要执行的程序段的位复位，同时使下一个将要执行的程序段的S位位置位。在置位。在SCRT指令执行时，复位当前激活的程序段的指令执行时，复位当前激活的程序段的S位并不会影响位并不会影响S堆栈，堆栈，SCR段会一段会一直保持能流直到退出直保持能流直到退出。LADFBDSTL 操作数 SCRS_BitS_BitSCRLSCR S_BitSCRTSCRTS_BitS_BitSCRT S_Bit
12、CSCRECSCRECSCRE SCRE SCRES_Bit：SSCRE无l SCR条件结束指令（条件结束指令（CSCRE）：可以使程序退出一个激活的程序段可以使程序退出一个激活的程序段而不执行而不执行CSCRE与与SCRE之间的指之间的指令，令，CSCRE指令不影响任何指令不影响任何S位，位，也不影响也不影响S堆栈。堆栈。5电气控制与PLC2023-1-6顺控继电器（SCR）指令示例2023-1-6电气控制与电气控制与PLC6首次扫描首次扫描SM0.1置位置位S0.1，从而，从而在首次扫描中，激活状态在首次扫描中，激活状态1，延，延时时2秒后，秒后，T37导致切换到状态导致切换到状态2，切换
13、使状态切换使状态1停止，激活状态停止，激活状态2。6电气控制与PLC2023-1-6顺控继电器（SCR）指令2023-1-6电气控制与电气控制与PLC7u 每个状态提供的功能每个状态提供的功能：驱动处理驱动处理、转移条件转移条件及及相继状态相继状态。如。如状态状态S1.0，驱动驱动接通输出接通输出Q0.0，当，当转移条件转移条件I0.1接通后，工作状态从接通后，工作状态从S1.0转移到转移到相继状态相继状态S1.1，状态状态S1.0自动复位自动复位。u 状态状态S具有的功能具有的功能：l 触点功能触点功能：驱动输出线圈或相继的状态：驱动输出线圈或相继的状态l 线圈功能线圈功能：在转移条件下被驱
14、动：在转移条件下被驱动LADFBDSTL 操作数 SCRS_BitS_BitSCRLSCR S_BitSCRTSCRTS_BitS_BitSCRT S_BitCSCRECSCRECSCRE SCRE SCRES_Bit：SSCRE无7电气控制与PLC2023-1-6小车顺序控制步进梯形图2023-1-6电气控制与电气控制与PLC8 8电气控制与PLC2023-1-6顺控继电器指令特点及注意事项2023-1-6电气控制与电气控制与PLC9u SCR指令仅对状态器指令仅对状态器S有效，对于用作一般辅助继电器的状态器有效，对于用作一般辅助继电器的状态器S，不能采用，不能采用SCR指令，指令，而只能采
15、用基本指令。在而只能采用基本指令。在SCR指令后，只能采用指令后，只能采用SCRT指令作为状态器指令作为状态器S的置位转移。的置位转移。SCR指令的特点：指令的特点：l 转移源自动复位转移源自动复位：采用：采用SCR指令，当状态器指令，当状态器Sn接通，转移条件接通时，顺序控制转移到状态器接通，转移条件接通时，顺序控制转移到状态器Sn相继的状态，同时，转移源状态器相继的状态，同时，转移源状态器Sn自动复位。自动复位。l 允许双重输出允许双重输出：由于：由于SCR指令具有转移源自动复位功能，因此指令具有转移源自动复位功能，因此SCR指令允许双重甚至多重输出，指令允许双重甚至多重输出，而不会出现前
16、后矛盾的输出驱动。而不会出现前后矛盾的输出驱动。u 顺控继电器指令应用注意事项顺控继电器指令应用注意事项：l 状态器编号不能重复使用，不能把同一个状态器编号不能重复使用，不能把同一个S位用于不同程序中。位用于不同程序中。l 状态转移过程中，在一个扫描周期内两种状态同时接通，因此为了避免不能同时接通的一对输出状态转移过程中，在一个扫描周期内两种状态同时接通，因此为了避免不能同时接通的一对输出同时接通，除了在同时接通，除了在PLC外部设置互锁外，在相应的程序上也应设置互锁。外部设置互锁外，在相应的程序上也应设置互锁。l 定时器线圈与输出线圈一样，也可在不同状态间对同一定时器软元件编程，但是，在相邻
17、状态下定时器线圈与输出线圈一样，也可在不同状态间对同一定时器软元件编程，但是，在相邻状态下对同一定时器编程时，则状态转移时定时器线圈不断开，当前值不能复位，因此需要注意在相邻状对同一定时器编程时，则状态转移时定时器线圈不断开，当前值不能复位，因此需要注意在相邻状态不要对同一定时器编程。态不要对同一定时器编程。l 在中断程序与子程序内不能采用在中断程序与子程序内不能采用SCR指令。指令。l SCR指令内不禁止使用跳转指令，但由于动作复杂，建议不要使用。指令内不禁止使用跳转指令，但由于动作复杂，建议不要使用。l SCR段之间不能使用段之间不能使用JMP和和LBL指令。指令。l SCR段中不能使用段
18、中不能使用END指令指令 9电气控制与PLC2023-1-6单流程状态转移图2023-1-6电气控制与电气控制与PLC10u 单流程单流程：状态转移只有一种顺序，是状态转移的基本形式。：状态转移只有一种顺序，是状态转移的基本形式。采用定时器控制电动机采用定时器控制电动机M1M4按顺序起动，以相反顺序停止。其状按顺序起动，以相反顺序停止。其状态转移图是以单流程为基础进行状态的跳转。态转移图是以单流程为基础进行状态的跳转。10电气控制与PLC2023-1-6电机顺序起停控制步进梯形图2023-1-6电气控制与电气控制与PLC1111电气控制与PLC2023-1-6电机顺序起停控制指令表2023-1
19、-6电气控制与电气控制与PLC1212电气控制与PLC2023-1-6选择性分支2023-1-6电气控制与电气控制与PLC13u 选择性分支选择性分支：从多个流程顺序中选择执行某一个流程。：从多个流程顺序中选择执行某一个流程。l 选择性分支示例选择性分支示例：使用传送带，：使用传送带，将大、小球分类选择传送。左上方将大、小球分类选择传送。左上方为原点，传送机械的动作顺序为下为原点，传送机械的动作顺序为下降、吸住、上升、右行、下降、释降、吸住、上升、右行、下降、释放、上升、左行。机械臂下降，当放、上升、左行。机械臂下降，当电磁铁压着大球时，下限位开关电磁铁压着大球时，下限位开关LS2断开，压着小
20、球时，断开，压着小球时，LS2导通。导通。l 根据根据LS2的状态（即对应大、小球）的状态（即对应大、小球）有两个分支，此处为分支点，且属有两个分支，此处为分支点，且属于选择性分支。分支在机械臂下降于选择性分支。分支在机械臂下降之后根据之后根据LS2的通断，分别将球吸住、的通断，分别将球吸住、上升、右行到上升、右行到LS4（小球位置（小球位置I0.4动动作）或作）或LS5（大球位置（大球位置I0.5动作）处动作）处下降，此处应为汇合点。然后再释下降，此处应为汇合点。然后再释放、上升、左移到原点。放、上升、左移到原点。13电气控制与PLC2023-1-6大、小球分类选择控制状态转移图2023-1
21、-6电气控制与电气控制与PLC14u 两个分支两个分支：若吸住的是小球，则：若吸住的是小球，则I0.2为为ON，执行左侧流程；若为大球，执行左侧流程；若为大球，I0.2为为OFF，执，执行右侧流程。行右侧流程。u 初始状态由初始状态由SM0.1初始脉冲驱动，在步进初始脉冲驱动，在步进梯形图外编制机械臂处于原点时的指示梯形梯形图外编制机械臂处于原点时的指示梯形图程序（图程序（Q0.7指示）。指示）。u 步进梯形图程序中，增加了机械臂上电磁步进梯形图程序中，增加了机械臂上电磁铁下降至接近开关铁下降至接近开关PS0位置时的控制功能，位置时的控制功能，与限位开关与限位开关LS2共同作用（状态转移图中未
22、共同作用（状态转移图中未表示）。表示）。14电气控制与PLC2023-1-6大、小球分类选择控制步进梯形图2023-1-6电气控制与电气控制与PLC1515电气控制与PLC2023-1-6大、小球分类选择控制步进梯形图2023-1-6电气控制与电气控制与PLC1616电气控制与PLC2023-1-6并行分支状态转移图2023-1-6电气控制与电气控制与PLC17u 并行分支并行分支：多个分支可以同时执行的分支流程。：多个分支可以同时执行的分支流程。人行道与车道交叉路口红绿灯控制状态转移图：人行道与车道交叉路口红绿灯控制状态转移图：l PLC从从STOPRUN时，初始状态时，初始状态S0.0动作
23、，车道信号灯动作，车道信号灯为绿灯，人行道信号灯为红灯。为绿灯，人行道信号灯为红灯。l 按下人行道信号灯控制按钮按下人行道信号灯控制按钮I0.0或或I0.1，状态，状态S2.1控制车控制车道信号灯为绿灯，状态道信号灯为绿灯，状态S3.0控制人行道信号灯为红灯。控制人行道信号灯为红灯。l 30s钟后，状态钟后，状态S2.2控制车道信号灯变为黄灯；再过控制车道信号灯变为黄灯；再过10s钟，钟，状态状态S2.3控制车道信号灯变为红灯。人行道信号灯仍为红控制车道信号灯变为红灯。人行道信号灯仍为红灯不变。灯不变。l 此后，定时器此后，定时器T39起动，起动，5s后，状态后，状态S3.1控制人行道信号控制
24、人行道信号灯变为绿灯。车道信号灯为红灯不变。灯变为绿灯。车道信号灯为红灯不变。l 15s后，人行道绿灯开始闪烁（状态后，人行道绿灯开始闪烁（状态S3.2时人行道信号绿时人行道信号绿灯熄灭，状态灯熄灭，状态S3.3时人行道信号绿灯亮）。时人行道信号绿灯亮）。车道信号灯为车道信号灯为红灯不变。红灯不变。l 闪烁时，闪烁时，S3.2、S3.3反复动作，计数器反复动作，计数器C0计数计数5次时，触次时，触点接通，动作状态向点接通，动作状态向S3.4转移，人行道信号灯变为红灯。转移，人行道信号灯变为红灯。l 5s后返回初始状态后返回初始状态S0.0。l 动作过程中，控制按钮动作过程中，控制按钮I0.0或
25、或I0.1无效。无效。17电气控制与PLC2023-1-6交叉路口红绿灯控制步进梯形图2023-1-6电气控制与电气控制与PLC1818电气控制与PLC2023-1-6交叉路口红绿灯控制步进梯形图2023-1-6电气控制与电气控制与PLC1919电气控制与PLC2023-1-6不能直接编程状态转移图变换2023-1-6电气控制与电气控制与PLC20u 运用状态编程思想解决问题时，当状态转移图设计出来后，有些状态转移图不单单是运用状态编程思想解决问题时，当状态转移图设计出来后，有些状态转移图不单单是某一种分支、汇合流程，往往是若干个或若干类分支、汇合流程的组合。如上述人行道某一种分支、汇合流程，
26、往往是若干个或若干类分支、汇合流程的组合。如上述人行道与车道交叉路口红绿灯控制的状态转移图，并行分支、汇合中存在选择性分支。与车道交叉路口红绿灯控制的状态转移图，并行分支、汇合中存在选择性分支。u 只要严格按照分支、汇合的原则和方法，就能对状态转移图编程。只要严格按照分支、汇合的原则和方法，就能对状态转移图编程。u 对于某些不能直接编程的分支、汇合组合流程，需要经过某些变换，才能进行编程。对于某些不能直接编程的分支、汇合组合流程，需要经过某些变换，才能进行编程。20电气控制与PLC2023-1-6组合流程虚拟状态的设置2023-1-6电气控制与电气控制与PLC21u 有一些分支、汇合状态的状态
27、转移图，连续地直接从汇合线转移到下一个分支线，没有一些分支、汇合状态的状态转移图，连续地直接从汇合线转移到下一个分支线，没有中间状态。这样的组合流程既不能直接编程，又不能采用变换后编程。有中间状态。这样的组合流程既不能直接编程，又不能采用变换后编程。u 这时需要在汇合线到分支线之间插入一个状态，以改变直接从汇合线到下一个分支线这时需要在汇合线到分支线之间插入一个状态，以改变直接从汇合线到下一个分支线的状态转移，但在实际工艺中这个状态并不存在，所以只是虚设，这种状态称为虚拟状的状态转移，但在实际工艺中这个状态并不存在，所以只是虚设，这种状态称为虚拟状态。加入虚拟状态后，状态转移图就可以进行编程了。态。加入虚拟状态后，状态转移图就可以进行编程了。21电气控制与PLC2023-1-6
