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西门子PLC梯形图中的输入继电器用“字母I+数字”进行标识,每个输入继电器均与PLC的一个输入端子对应,用于接收外部开关信号。
输入继电器由PLC端子连接的开关部件的通断状态(开关信号)进行驱动,当开关信号闭合时,输入继电器得电,其对应的常开触点闭合,常闭触点断开,如图1所示。
图1 西门子PLC梯形图中的输入继电器2、输出继电器(Q)的标注西门子PLC梯形图中的输出继电器用“字母Q+数字”进行标识,每一个输出继电器均与PLC的一个输出端子对应,用于控制PLC外接的负载。输出继电器可以由PLC内部输入继电器的触点、其他内部继电器的触点或输出继电器自己的触点来驱动,如图2所示。
图1 西门子PLC梯形图中的输入继电器2、输出继电器(Q)的标注西门子PLC梯形图中的输出继电器用“字母Q+数字”进行标识,每一个输出继电器均与PLC的一个输出端子对应,用于控制PLC外接的负载。输出继电器可以由PLC内部输入继电器的触点、其他内部继电器的触点或输出继电器自己的触点来驱动,如图2所示。
图1 西门子PLC梯形图中的输入继电器
2、输出继电器(Q)的标注
西门子PLC梯形图中的输出继电器用“字母Q+数字”进行标识,每一个输出继电器均与PLC的一个输出端子对应,用于控制PLC外接的负载。
输出继电器可以由PLC内部输入继电器的触点、其他内部继电器的触点或输出继电器自己的触点来驱动,如图2所示。
图2 门子PLC梯形图中的输出继电器(3)辅助继电器(M、SM)的标注在西门子PLC梯形图中,辅助继电器有两种,一种为通用辅助继电器,一种为特殊标志位辅助继电器。①通用辅助继电器的标注。通用辅助继电器,又称为内部标志位存储器,如同传统继电器控制系统中的中间继电器,用于存放中间操作状态,或存储其他相关数字,用“字母M+数字”进行标识,如图3所示。
图2 门子PLC梯形图中的输出继电器(3)辅助继电器(M、SM)的标注在西门子PLC梯形图中,辅助继电器有两种,一种为通用辅助继电器,一种为特殊标志位辅助继电器。①通用辅助继电器的标注。通用辅助继电器,又称为内部标志位存储器,如同传统继电器控制系统中的中间继电器,用于存放中间操作状态,或存储其他相关数字,用“字母M+数字”进行标识,如图3所示。
图2 门子PLC梯形图中的输出继电器
(3)辅助继电器(M、SM)的标注
在西门子PLC梯形图中,辅助继电器有两种,一种为通用辅助继电器,一种为特殊标志位辅助继电器。
①通用辅助继电器的标注。通用辅助继电器,又称为内部标志位存储器,如同传统继电器控制系统中的
中间继电器
,用于存放中间操作状态,或存储其他相关数字,用“字母M+数字”进行标识,如图3所示。
图3 西门子PLC梯形图中的通用辅助继电器由图3可以看到,通用辅助继电器M0.0既不直接接受外部输入信号,也不直接驱动外接负载,它只是作为程序处理的中间环节,起到桥梁的作用。②特殊标志位辅助继电器的标注。特殊标志位辅助继电器,用“字母SM+数字”标识,如图4所示,通常简称为特殊标志位继电器,它是为保存PLC自身工作状态数据而建立的一种继电器,用于为用户提供一些特殊的控制功能及系统信息,如用于读取程序中设备的状态和运算结果,根据读取信息实现控制需求等。一般用户对操作的一些特殊要求也可通过特殊标志位辅助继电器通知CPU系统。图4 西门子PLC梯形图中的特殊标志位辅助继电器4、定时器(T)的标注在西门子PLC梯形图中,定时器是一个非常重要的编程元件,用“字母T+数字”进行标识,数字从0~255,共256个。不同型号的PLC,其定时器的类型和具体功能也不相同。在西门子S7-200系列PLC中,定时器分为3种类型,即接通延时定时器(TON)、保留性接通延时定时器(TONR)、断开延时定时器(TOF),三种定时器定时时间的计算公式相同,即T=PT×S(T为定时时间,PT为预设值,S为分辨率等级)其中,PT预设值根据编程需要输入设定值数值,分辨率等级一般有1ms、10ms、100ms三种,由定时器类型和编号决定,见表1所示。
图3 西门子PLC梯形图中的通用辅助继电器由图3可以看到,通用辅助继电器M0.0既不直接接受外部输入信号,也不直接驱动外接负载,它只是作为程序处理的中间环节,起到桥梁的作用。②特殊标志位辅助继电器的标注。特殊标志位辅助继电器,用“字母SM+数字”标识,如图4所示,通常简称为特殊标志位继电器,它是为保存PLC自身工作状态数据而建立的一种继电器,用于为用户提供一些特殊的控制功能及系统信息,如用于读取程序中设备的状态和运算结果,根据读取信息实现控制需求等。一般用户对操作的一些特殊要求也可通过特殊标志位辅助继电器通知CPU系统。图4 西门子PLC梯形图中的特殊标志位辅助继电器4、定时器(T)的标注在西门子PLC梯形图中,定时器是一个非常重要的编程元件,用“字母T+数字”进行标识,数字从0~255,共256个。不同型号的PLC,其定时器的类型和具体功能也不相同。在西门子S7-200系列PLC中,定时器分为3种类型,即接通延时定时器(TON)、保留性接通延时定时器(TONR)、断开延时定时器(TOF),三种定时器定时时间的计算公式相同,即T=PT×S(T为定时时间,PT为预设值,S为分辨率等级)其中,PT预设值根据编程需要输入设定值数值,分辨率等级一般有1ms、10ms、100ms三种,由定时器类型和编号决定,见表1所示。
图3 西门子PLC梯形图中的通用辅助继电器
由图3可以看到,通用辅助继电器M0.0既不直接接受外部输入信号,也不直接驱动外接负载,它只是作为程序处理的中间环节,起到桥梁的作用。
②特殊标志位辅助继电器的标注。特殊标志位辅助继电器,用“字母SM+数字”标识,如图4所示,通常简称为特殊标志位继电器,它是为保存PLC自身工作状态数据而建立的一种继电器,用于为用户提供一些特殊的控制功能及系统信息,如用于读取程序中设备的状态和运算结果,根据读取信息实现控制需求等。一般用户对操作的一些特殊要求也可通过特殊标志位辅助继电器通知CPU系统。
图4 西门子PLC梯形图中的特殊标志位辅助继电器
4、定时器(T)的标注
在西门子PLC梯形图中,定时器是一个非常重要的编程元件,用“字母T+数字”进行标识,数字从0~255,共256个。不同型号的PLC,其定时器的类型和具体功能也不相同。在西门子S7-200系列PLC中,定时器分为3种类型,即接通延时定时器(TON)、保留性接通延时定时器(TONR)、断开延时定时器(TOF),三种定时器定时时间的计算公式相同,即
T=PT×S
(T为定时时间,PT为预设值,S为分辨率等级)
其中,PT预设值根据编程需要输入设定值数值,分辨率等级一般有1ms、10ms、100ms三种,由定时器类型和编号决定,见表1所示。
表1 西门子S7-200定时器号码对应的分辨率等级及较大值等参数①接通延时定时器(TON)的标注。接通延时定时器是*时器得电后,延时一段时间(由设定值决定)后其对应的常开或常闭触点才执行闭合或断开动作;当定时器失电后,触点立即复位。接通延时定时器(TON)在PLC梯形图中的表示方法如图5所示,其中,方框上方的“???”为定时器的编号输入位置;方框内的TON代表该定时器类型(接通延时);IN为起动输入端;PT为时间预设值端(PT外部的“???”为预设值的数值);S为定时器分辨率,与定时器的编号有关,可参照表1。
表1 西门子S7-200定时器号码对应的分辨率等级及较大值等参数①接通延时定时器(TON)的标注。接通延时定时器是*时器得电后,延时一段时间(由设定值决定)后其对应的常开或常闭触点才执行闭合或断开动作;当定时器失电后,触点立即复位。接通延时定时器(TON)在PLC梯形图中的表示方法如图5所示,其中,方框上方的“???”为定时器的编号输入位置;方框内的TON代表该定时器类型(接通延时);IN为起动输入端;PT为时间预设值端(PT外部的“???”为预设值的数值);S为定时器分辨率,与定时器的编号有关,可参照表1。
表1 西门子S7-200定时器号码对应的分辨率等级及较大值等参数
①接通延时定时器(TON)的标注。接通延时定时器是*时器得电后,延时一段时间(由设定值决定)后其对应的常开或常闭触点才执行闭合或断开动作;当定时器失电后,触点立即复位。
接通延时定时器(TON)在PLC梯形图中的表示方法如图5所示,其中,方框上方的“???”为定时器的编号输入位置;方框内的TON代表该定时器类型(接通延时);IN为起动输入端;PT为时间预设值端(PT外部的“???”为预设值的数值);S为定时器分辨率,与定时器的编号有关,可参照表1。
图5 接通延时定时器(TON)在PLC梯形图中的表示方法例如,某段PLC梯形图程序中所用定时器编号为T37,预设值PT为300,定时分辨率为100ms,如图6所示。可以计算出,该定时器的定时时间为300×100ms=30000ms=30s;则在该程序中,当输入继电器I0.3闭合后,定时器T37得电,延时30s后控制输出继电器Q0.0的延时闭合的常开触点T37闭合,使输出继电器Q0.0线圈得电。
图5 接通延时定时器(TON)在PLC梯形图中的表示方法例如,某段PLC梯形图程序中所用定时器编号为T37,预设值PT为300,定时分辨率为100ms,如图6所示。可以计算出,该定时器的定时时间为300×100ms=30000ms=30s;则在该程序中,当输入继电器I0.3闭合后,定时器T37得电,延时30s后控制输出继电器Q0.0的延时闭合的常开触点T37闭合,使输出继电器Q0.0线圈得电。
图5 接通延时定时器(TON)在PLC梯形图中的表示方法
例如,某段PLC梯形图程序中所用定时器编号为T37,预设值PT为300,定时分辨率为100ms,如图6所示。
可以计算出,该定时器的定时时间为300×100ms=30000ms=30s;则在该程序中,当输入继电器I0.3闭合后,定时器T37得电,延时30s后控制输出继电器Q0.0的延时闭合的常开触点T37闭合,使输出继电器Q0.0线圈得电。
图6 接通延时定时器(TON)应用②保留性接通延时定时器(TONR)的标注。保留性接通延时定时器(TONR)与上述的接通延时定时器(TON)原理基本相同,不同之处在于在计时时间段内,未达到预设值前,定时器断电后,可保持当前计时值,当定时器得电后,从保留值的基础上再进行计时,可多间隔累加计时,当到达预设值时,其触点相应动作(常开触点闭合,常闭触点断开)。保留性接通延时定时器(TONR)在PLC梯形图中的表示方法如图7所示,其中,方框上方的“???”为定时器的编号输入位置;方框内的TONR代表该定时器类型(接通延时);IN为起动输入端;PT为时间预设值端(PT外部的“???”为预设值的数值);S为定时器分辨率,与定时器的编号有关,可参照表。
图6 接通延时定时器(TON)应用②保留性接通延时定时器(TONR)的标注。保留性接通延时定时器(TONR)与上述的接通延时定时器(TON)原理基本相同,不同之处在于在计时时间段内,未达到预设值前,定时器断电后,可保持当前计时值,当定时器得电后,从保留值的基础上再进行计时,可多间隔累加计时,当到达预设值时,其触点相应动作(常开触点闭合,常闭触点断开)。保留性接通延时定时器(TONR)在PLC梯形图中的表示方法如图7所示,其中,方框上方的“???”为定时器的编号输入位置;方框内的TONR代表该定时器类型(接通延时);IN为起动输入端;PT为时间预设值端(PT外部的“???”为预设值的数值);S为定时器分辨率,与定时器的编号有关,可参照表。
图6 接通延时定时器(TON)应用
②保留性接通延时定时器(TONR)的标注。保留性接通延时定时器(TONR)与上述的接通延时定时器(TON)原理基本相同,不同之处在于在计时时间段内,未达到预设值前,定时器断电后,可保持当前计时值,当定时器得电后,从保留值的基础上再进行计时,可多间隔累加计时,当到达预设值时,其触点相应动作(常开触点闭合,常闭触点断开)。
保留性接通延时定时器(TONR)在PLC梯形图中的表示方法如图7所示,其中,方框上方的“???”为定时器的编号输入位置;方框内的TONR代表该定时器类型(接通延时);IN为起动输入端;PT为时间预设值端(PT外部的“???”为预设值的数值);S为定时器分辨率,与定时器的编号有关,可参照表。
图7 保留性接通延时定时器(TONR)在PLC梯形图中的表示方法③断开延时定时器(TOF)的标注。断开延时定时器(TOF)是*时器得电后,其相应常开或常闭触点立即执行闭合或断开动作;当定时器失电后,需延时一段时间(由设定值决定),其对应的常开或常闭触点才执行复位动作。断开延时定时器(TOF)在PLC梯形图中的表示方法与上述两种定时器基本相同,如图8所示为断开延时定时器(TOF)的典型应用。
图7 保留性接通延时定时器(TONR)在PLC梯形图中的表示方法③断开延时定时器(TOF)的标注。断开延时定时器(TOF)是*时器得电后,其相应常开或常闭触点立即执行闭合或断开动作;当定时器失电后,需延时一段时间(由设定值决定),其对应的常开或常闭触点才执行复位动作。断开延时定时器(TOF)在PLC梯形图中的表示方法与上述两种定时器基本相同,如图8所示为断开延时定时器(TOF)的典型应用。
图7 保留性接通延时定时器(TONR)在PLC梯形图中的表示方法
③断开延时定时器(TOF)的标注。断开延时定时器(TOF)是*时器得电后,其相应常开或常闭触点立即执行闭合或断开动作;当定时器失电后,需延时一段时间(由设定值决定),其对应的常开或常闭触点才执行复位动作。
断开延时定时器(TOF)在PLC梯形图中的表示方法与上述两种定时器基本相同,如图8所示为断开延时定时器(TOF)的典型应用。
图8 断开延时定时器(TOF)的应用由图8可以看到,该程序中所用定时器编号为T33,预设值PT为60,定时分辨率为10ms。可以计算出,该定时器的定时时间为60×10ms=600ms=0.6s;则该程序中,当输入继电器I0.3闭合后,定时器T38得电,控制输出继电器Q0.0的延时断开的常开触点T38立即闭合,使输出继电器Q0.0线圈得电;当输入继电器I0.3断开后,定时器T38失电,控制输出继电器Q0.0的延时断开的常开触点T38延时0.6 s后才断开,输出继电器Q0.0线圈失电。5、计数器(C)的标注在西门子PLC梯形图中,计数器的结构和使用与定时器基本相似,也是应用广泛的一种编程元件,用来累计输入脉冲的次数,经常用来对产品进行计数。用“字母C+数字”进行标识,数字从0~255,共256个。不同型号的PLC,其定时器的类型和具体功能也不相同。在西门子S7-200系列PLC中,计数器分为3种类型,即增计数器(CTU)、减计数器(CTD)、增减计数器(CTUD),一般情况下,计数器与定时器配合使用。①增计数器(CTU)的标注。增计数器(CTU)是指在计数过程中,当计数端输入一个脉冲式时,当前值加1,当脉冲数累加到等于或大于计数器的预设值时,计数器相应触点动作(常开触点闭合,常闭触点断开)。在西门子S7-200系列PLC梯形图中,增计数器的图形符号及文字标识含义如图9所示,其中方框上方的“???”为增计数器编号输入位置,CU为计数脉冲输入端,R为复位信号输入端(复位信号为0时,计数器工作),PV为脉冲设定值输入端。
图8 断开延时定时器(TOF)的应用由图8可以看到,该程序中所用定时器编号为T33,预设值PT为60,定时分辨率为10ms。可以计算出,该定时器的定时时间为60×10ms=600ms=0.6s;则该程序中,当输入继电器I0.3闭合后,定时器T38得电,控制输出继电器Q0.0的延时断开的常开触点T38立即闭合,使输出继电器Q0.0线圈得电;当输入继电器I0.3断开后,定时器T38失电,控制输出继电器Q0.0的延时断开的常开触点T38延时0.6 s后才断开,输出继电器Q0.0线圈失电。5、计数器(C)的标注在西门子PLC梯形图中,计数器的结构和使用与定时器基本相似,也是应用广泛的一种编程元件,用来累计输入脉冲的次数,经常用来对产品进行计数。用“字母C+数字”进行标识,数字从0~255,共256个。不同型号的PLC,其定时器的类型和具体功能也不相同。在西门子S7-200系列PLC中,计数器分为3种类型,即增计数器(CTU)、减计数器(CTD)、增减计数器(CTUD),一般情况下,计数器与定时器配合使用。①增计数器(CTU)的标注。增计数器(CTU)是指在计数过程中,当计数端输入一个脉冲式时,当前值加1,当脉冲数累加到等于或大于计数器的预设值时,计数器相应触点动作(常开触点闭合,常闭触点断开)。在西门子S7-200系列PLC梯形图中,增计数器的图形符号及文字标识含义如图9所示,其中方框上方的“???”为增计数器编号输入位置,CU为计数脉冲输入端,R为复位信号输入端(复位信号为0时,计数器工作),PV为脉冲设定值输入端。
图8 断开延时定时器(TOF)的应用
由图8可以看到,该程序中所用定时器编号为T33,预设值PT为60,定时分辨率为10ms。
可以计算出,该定时器的定时时间为60×10ms=600ms=0.6s;则该程序中,当输入继电器I0.3闭合后,定时器T38得电,控制输出继电器Q0.0的延时断开的常开触点T38立即闭合,使输出继电器Q0.0线圈得电;当输入继电器I0.3断开后,定时器T38失电,控制输出继电器Q0.0的延时断开的常开触点T38延时0.6 s后才断开,输出继电器Q0.0线圈失电。
5、计数器(C)的标注
在西门子PLC梯形图中,计数器的结构和使用与定时器基本相似,也是应用广泛的一种编程元件,用来累计输入脉冲的次数,经常用来对产品进行计数。用“字母C+数字”进行标识,数字从0~255,共256个。
不同型号的PLC,其定时器的类型和具体功能也不相同。在西门子S7-200系列PLC中,计数器分为3种类型,即增计数器(CTU)、减计数器(CTD)、增减计数器(CTUD),一般情况下,计数器与定时器配合使用。
①增计数器(CTU)的标注。增计数器(CTU)是指在计数过程中,当计数端输入一个脉冲式时,当前值加1,当脉冲数累加到等于或大于计数器的预设值时,计数器相应触点动作(常开触点闭合,常闭触点断开)。
在西门子S7-200系列PLC梯形图中,增计数器的图形符号及文字标识含义如图9所示,其中方框上方的“???”为增计数器编号输入位置,CU为计数脉冲输入端,R为复位信号输入端(复位信号为0时,计数器工作),PV为脉冲设定值输入端。
图9 增计数器的图形符号及文字标识含义例如,某段PLC梯形图程序中计数器类型为CTU,增计数器,编号为C1,预设值PV为80,复位端由输出继电器Q0.0的常闭触点控制,如图10所示。可以看到,该程序中,初始状态下,输出继电器Q0.0的常闭触点闭合,即计数器复位端为1,计数器不工作;当PLC外部输入开关信号使输入继电器I0.0闭合后,输出继电器Q0.0线圈得电,其常闭触点Q0.0断开,计数器复位端信号为0,计数器开始工作;同时输出继电器Q0.0的常开触点闭合,定时器T37得电。
图9 增计数器的图形符号及文字标识含义例如,某段PLC梯形图程序中计数器类型为CTU,增计数器,编号为C1,预设值PV为80,复位端由输出继电器Q0.0的常闭触点控制,如图10所示。可以看到,该程序中,初始状态下,输出继电器Q0.0的常闭触点闭合,即计数器复位端为1,计数器不工作;当PLC外部输入开关信号使输入继电器I0.0闭合后,输出继电器Q0.0线圈得电,其常闭触点Q0.0断开,计数器复位端信号为0,计数器开始工作;同时输出继电器Q0.0的常开触点闭合,定时器T37得电。
图9 增计数器的图形符号及文字标识含义
例如,某段PLC梯形图程序中计数器类型为CTU,增计数器,编号为C1,预设值PV为80,复位端由输出继电器Q0.0的常闭触点控制,如图10所示。
可以看到,该程序中,初始状态下,输出继电器Q0.0的常闭触点闭合,即计数器复位端为1,计数器不工作;当PLC外部输入开关信号使输入继电器I0.0闭合后,输出继电器Q0.0线圈得电,其常闭触点Q0.0断开,计数器复位端信号为0,计数器开始工作;同时输出继电器Q0.0的常开触点闭合,定时器T37得电。
图10 增计数器(CTU)的应用在定时器T37控制下,其常开触点T37每6min闭合一次,即每6min向计数器C1脉冲输入端输入一个脉冲信号,计数器当前值加1,当计数器当前值等于80时(历时时间为8h),计数器触点动作,即控制输出继电器Q0.0的常闭触点在接通8h后自动断开。②减计数器(CTD)的标注。减计数器(CTD)是指在计数过程中,将预设值装入计数器当前值寄存器,当计数端输入一个脉冲式时,当前值减1,当计数器的当前值等于0时,计数器相应触点动作(常开触点闭合、常闭触点断开),并停止计数。在西门子S7-200系列PLC梯形图中,减计数器的图形符号及文字标识含义如图11所示,其中方框上方的“???”为减计数器编号输入位置,CD为计数脉冲输入端,LD为装载信号输入端,PV为脉冲设定值输入端。
图10 增计数器(CTU)的应用在定时器T37控制下,其常开触点T37每6min闭合一次,即每6min向计数器C1脉冲输入端输入一个脉冲信号,计数器当前值加1,当计数器当前值等于80时(历时时间为8h),计数器触点动作,即控制输出继电器Q0.0的常闭触点在接通8h后自动断开。②减计数器(CTD)的标注。减计数器(CTD)是指在计数过程中,将预设值装入计数器当前值寄存器,当计数端输入一个脉冲式时,当前值减1,当计数器的当前值等于0时,计数器相应触点动作(常开触点闭合、常闭触点断开),并停止计数。在西门子S7-200系列PLC梯形图中,减计数器的图形符号及文字标识含义如图11所示,其中方框上方的“???”为减计数器编号输入位置,CD为计数脉冲输入端,LD为装载信号输入端,PV为脉冲设定值输入端。
图10 增计数器(CTU)的应用
在定时器T37控制下,其常开触点T37每6min闭合一次,即每6min向计数器C1脉冲输入端输入一个脉冲信号,计数器当前值加1,当计数器当前值等于80时(历时时间为8h),计数器触点动作,即控制输出继电器Q0.0的常闭触点在接通8h后自动断开。
②减计数器(CTD)的标注。减计数器(CTD)是指在计数过程中,将预设值装入计数器当前值寄存器,当计数端输入一个脉冲式时,当前值减1,当计数器的当前值等于0时,计数器相应触点动作(常开触点闭合、常闭触点断开),并停止计数。
在西门子S7-200系列PLC梯形图中,减计数器的图形符号及文字标识含义如图11所示,其中方框上方的“???”为减计数器编号输入位置,CD为计数脉冲输入端,LD为装载信号输入端,PV为脉冲设定值输入端。
图11 增计数器的图形符号及文字标识含义当装载信号输入端LD信号为1时,其计数器的设定值PV被装入计数器的当前值寄存器,此时当前值为PV。只有装载信号输入端LD信号为0时,计数器才可以工作。例如,某段PLC梯形图程序中计数器类型为CTD,减计数器,编号为C1,预设值PV为3,如图12所示。
图11 增计数器的图形符号及文字标识含义当装载信号输入端LD信号为1时,其计数器的设定值PV被装入计数器的当前值寄存器,此时当前值为PV。只有装载信号输入端LD信号为0时,计数器才可以工作。例如,某段PLC梯形图程序中计数器类型为CTD,减计数器,编号为C1,预设值PV为3,如图12所示。
图11 增计数器的图形符号及文字标识含义
当装载信号输入端LD信号为1时,其计数器的设定值PV被装入计数器的当前值寄存器,此时当前值为PV。只有装载信号输入端LD信号为0时,计数器才可以工作。
例如,某段PLC梯形图程序中计数器类型为CTD,减计数器,编号为C1,预设值PV为3,如图12所示。
图12 减计数器(CTD)的应用由图12可以看到,该程序中,由输入继电器常开触点I0.1控制计数器C1的装载信号输入端;输入继电器常开触点I0.0控制计数器C1的脉冲信号,I0.1闭合,将计数器的预设值3装载到当前值寄存器中,此时计数器当前值为3,当I0.0闭合一次,计数器脉冲信号输入端输入一个脉冲,计数器当前值减1,当计数器当前值减为0时,计数器常开触点C1闭合,控制输出继电器Q0.0线圈得电。③增减计数器(CTUD)的标注。增减计数器(CTUD)有两个脉冲信号输入端,其在计数过程中,可进行计数加1,也可进行计数减1。在西门子S7-200系列PLC梯形图中,增减计数器的图形符号及文字标识含义如图13所示,其中方框上方的“???”为增减计数器编号输入位置,CU为增计数脉冲输入端,CD为减计数脉冲输入端,R为复位信号输入端,PV为脉冲设定值输入端。当CU端输入一个计数脉冲时,计数器当前值加1,当计数器当前值等于或大于预设值时,计数器由OFF转换为ON,其相应触点动作;当CD端输入一个计数脉冲时,计数器当前值减1,当计数器当前值小于预设值时,计数器由OFF转换为ON,其相应触点动作。
图12 减计数器(CTD)的应用由图12可以看到,该程序中,由输入继电器常开触点I0.1控制计数器C1的装载信号输入端;输入继电器常开触点I0.0控制计数器C1的脉冲信号,I0.1闭合,将计数器的预设值3装载到当前值寄存器中,此时计数器当前值为3,当I0.0闭合一次,计数器脉冲信号输入端输入一个脉冲,计数器当前值减1,当计数器当前值减为0时,计数器常开触点C1闭合,控制输出继电器Q0.0线圈得电。③增减计数器(CTUD)的标注。增减计数器(CTUD)有两个脉冲信号输入端,其在计数过程中,可进行计数加1,也可进行计数减1。在西门子S7-200系列PLC梯形图中,增减计数器的图形符号及文字标识含义如图13所示,其中方框上方的“???”为增减计数器编号输入位置,CU为增计数脉冲输入端,CD为减计数脉冲输入端,R为复位信号输入端,PV为脉冲设定值输入端。当CU端输入一个计数脉冲时,计数器当前值加1,当计数器当前值等于或大于预设值时,计数器由OFF转换为ON,其相应触点动作;当CD端输入一个计数脉冲时,计数器当前值减1,当计数器当前值小于预设值时,计数器由OFF转换为ON,其相应触点动作。
图12 减计数器(CTD)的应用
由图12可以看到,该程序中,由输入继电器常开触点I0.1控制计数器C1的装载信号输入端;输入继电器常开触点I0.0控制计数器C1的脉冲信号,I0.1闭合,将计数器的预设值3装载到当前值寄存器中,此时计数器当前值为3,当I0.0闭合一次,计数器脉冲信号输入端输入一个脉冲,计数器当前值减1,当计数器当前值减为0时,计数器常开触点C1闭合,控制输出继电器Q0.0线圈得电。
③增减计数器(CTUD)的标注。增减计数器(CTUD)有两个脉冲信号输入端,其在计数过程中,可进行计数加1,也可进行计数减1。
在西门子S7-200系列PLC梯形图中,增减计数器的图形符号及文字标识含义如图13所示,其中方框上方的“???”为增减计数器编号输入位置,CU为增计数脉冲输入端,CD为减计数脉冲输入端,R为复位信号输入端,PV为脉冲设定值输入端。
当CU端输入一个计数脉冲时,计数器当前值加1,当计数器当前值等于或大于预设值时,计数器由OFF转换为ON,其相应触点动作;当CD端输入一个计数脉冲时,计数器当前值减1,当计数器当前值小于预设值时,计数器由OFF转换为ON,其相应触点动作。
图13 增减计数器的图形符号及文字标识含义例如,某段PLC梯形图程序中计数器类型为CTUD,增减计数器,编号为C48,预设值PV为4,如图14所示。
图13 增减计数器的图形符号及文字标识含义例如,某段PLC梯形图程序中计数器类型为CTUD,增减计数器,编号为C48,预设值PV为4,如图14所示。
图13 增减计数器的图形符号及文字标识含义
例如,某段PLC梯形图程序中计数器类型为CTUD,增减计数器,编号为C48,预设值PV为4,如图14所示。
图14 增减计数器(CTUD)的应用由图14可以看到,当输入继电器常开触点I0.0闭合一次,为计数器CU输入一个脉冲,计数器当前值加1,当累加至4时,计数器C48动作,其常开触点C48闭合,输出继电器Q0.0线圈得电;当输入继电器常开触点I0.1闭合一次,为计数器CD输入一个脉冲,计数器当前值减1,当减至4时,计数器C48动作,其常开触点C48闭合,输出继电器Q0.0线圈得电。6、其他编程元件(V、L、S、AI、AQ、HC、AC)的标注西门子PLC梯形图中,除上述5种常用编程元件外,还包含一些其他基本编程元件。①变量存储器(V)的标注。变量存储器用字母V标识,用来存储全局变量,可用于存放程序执行过程中控制逻辑操作的中间结果等。同一个存储器可以在任意程序分区被访问。②局部变量存储器(L)的标注。局部变量存储器用字母L标识,用来存储局部变量,同一个存储器只和特定的程序相关联。③顺序控制继电器(S)的标注。顺序控制继电器用字母S标识,用于在顺序控制和步进控制中,是一种特殊的继电器。④模拟量输入、输出映像寄存器(AI、AQ)的标注。模拟量输入映像寄存器(AI)用于存储模拟量输入信号,并实现模拟量的A/D转换;模拟量输出映像寄存器(AQ)为模拟量输出信号的存储区,用于实现模拟量的D/A转换。⑤高速计数器(HC)的标注。高速计数器(HC)与普通计数器基本相同,其用于累计高速脉冲信号。高速计数器比较少,在西门子S7-200系列PLC中,CPU226中高速计数器为HC(0~5),共6个。⑥累加器(AC)的标注。累加器(AC)是一种暂存数据的寄存器,可用来存放运算数据、中间数据或结果数据,也可用于向子程序传递或返回参数等。西门子S7-200系列PLC中累加器为AC(0~3),共4个。
图14 增减计数器(CTUD)的应用由图14可以看到,当输入继电器常开触点I0.0闭合一次,为计数器CU输入一个脉冲,计数器当前值加1,当累加至4时,计数器C48动作,其常开触点C48闭合,输出继电器Q0.0线圈得电;当输入继电器常开触点I0.1闭合一次,为计数器CD输入一个脉冲,计数器当前值减1,当减至4时,计数器C48动作,其常开触点C48闭合,输出继电器Q0.0线圈得电。6、其他编程元件(V、L、S、AI、AQ、HC、AC)的标注西门子PLC梯形图中,除上述5种常用编程元件外,还包含一些其他基本编程元件。①变量存储器(V)的标注。变量存储器用字母V标识,用来存储全局变量,可用于存放程序执行过程中控制逻辑操作的中间结果等。同一个存储器可以在任意程序分区被访问。②局部变量存储器(L)的标注。局部变量存储器用字母L标识,用来存储局部变量,同一个存储器只和特定的程序相关联。③顺序控制继电器(S)的标注。顺序控制继电器用字母S标识,用于在顺序控制和步进控制中,是一种特殊的继电器。④模拟量输入、输出映像寄存器(AI、AQ)的标注。模拟量输入映像寄存器(AI)用于存储模拟量输入信号,并实现模拟量的A/D转换;模拟量输出映像寄存器(AQ)为模拟量输出信号的存储区,用于实现模拟量的D/A转换。⑤高速计数器(HC)的标注。高速计数器(HC)与普通计数器基本相同,其用于累计高速脉冲信号。高速计数器比较少,在西门子S7-200系列PLC中,CPU226中高速计数器为HC(0~5),共6个。⑥累加器(AC)的标注。累加器(AC)是一种暂存数据的寄存器,可用来存放运算数据、中间数据或结果数据,也可用于向子程序传递或返回参数等。西门子S7-200系列PLC中累加器为AC(0~3),共4个。
图14 增减计数器(CTUD)的应用
由图14可以看到,当输入继电器常开触点I0.0闭合一次,为计数器CU输入一个脉冲,计数器当前值加1,当累加至4时,计数器C48动作,其常开触点C48闭合,输出继电器Q0.0线圈得电;当输入继电器常开触点I0.1闭合一次,为计数器CD输入一个脉冲,计数器当前值减1,当减至4时,计数器C48动作,其常开触点C48闭合,输出继电器Q0.0线圈得电。
6、其他编程元件(V、L、S、AI、AQ、HC、AC)的标注
西门子PLC梯形图中,除上述5种常用编程元件外,还包含一些其他基本编程元件。
①变量存储器(V)的标注。变量存储器用字母V标识,用来存储全局变量,可用于存放程序执行过程中控制逻辑操作的中间结果等。同一个存储器可以在任意程序分区被访问。
②局部变量存储器(L)的标注。局部变量存储器用字母L标识,用来存储局部变量,同一个存储器只和特定的程序相关联。
③顺序控制继电器(S)的标注。顺序控制继电器用字母S标识,用于在顺序控制和步进控制中,是一种特殊的继电器。
④模拟量输入、输出映像寄存器(AI、AQ)的标注。模拟量输入映像寄存器(AI)用于存储模拟量输入信号,并实现模拟量的A/D转换;模拟量输出映像寄存器(AQ)为模拟量输出信号的存储区,用于实现模拟量的D/A转换。
⑤高速计数器(HC)的标注。高速计数器(HC)与普通计数器基本相同,其用于累计高速脉冲信号。高速计数器比较少,在西门子S7-200系列PLC中,CPU226中高速计数器为HC(0~5),共6个。
⑥累加器(AC)的标注。累加器(AC)是一种暂存数据的寄存器,可用来存放运算数据、中间数据或结果数据,也可用于向子程序传递或返回参数等。西门子S7-200系列PLC中累加器为AC(0~3),共4个。
的基本概念
可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员,是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller),简称PLC,它主要用来代替
继电器
实现逻辑控制。随着技术的发展,这种装置的功能已经大大**过了逻辑控制的范围,因此,今天这种装置称作可编程控制器,简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆,所以将可编程控制器简称PLC。
2、PLC的基本结构
PLC实质是一种专用于工业控制的计算机,其硬件结构基本上与微型计算机相同:
a. *处理单元(CPU)
*处理单元(CPU)是PLC的控制**。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据;检查
电源
、存储器、I/O以及警戒定时器的状态,并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时,首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据,并分别存入I/O映象区,然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序,经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后,最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置,如此循环运行,直到停止运行。
为了进一步提高PLC的可*性,近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统,或采用三CPU的表决式系统。这样,即使某个CPU出现故障,整个系统仍能正常运行。
b、存储器
存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。
存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。
C、电源
PLC的电源在整个系统中起着十分重要得作用。如果没有一个良好的、可*得电源系统是无法正常工作的,因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内,可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。
3、PLC的工作原理
一. 扫描技术
当PLC投入运行后,其工作过程一般分为三个阶段,即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间,PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。
(一) 输入采样阶段
在输入采样阶段,PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据,并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后,转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中,即使输入状态和数据发生变化,I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此,如果输入是脉冲信号,则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期,才能**在任何情况下,该输入均能被读入。
(二) 用户程序执行阶段
在用户程序执行阶段,PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时,又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路,并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算,然后根据逻辑运算的结果,刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态;或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态;或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。
即,在用户程序执行过程中,只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化,而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化,而且排在上面的梯形图,其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用;相反,排在下面的梯形图,其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。
(三) 输出刷新阶段
当扫描用户程序结束后,PLC就进入输出刷新阶段。在此期间,CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路,再经输出电路驱动相应的外设。这时,才是PLC的真正输出。
比较下二个程序的异同:
程序1:
程序2:
这两段程序执行的结果完全一样,但在PLC中执行的过程却不一样。
※ 程序1只用一次扫描周期,就可完成对%M4的刷新;
※ 程序2要用四次扫描周期,才能完成对%M4的刷新。
这两个例子说明:同样的若干条梯形图,其排列次序不同,执行的结果也不同。另外,也可以看到:采用扫描用户程序的运行结果与继电器控制装置的硬逻辑并行运行的结果有所区别。当然,如果扫描周期所占用的时间对整个运行来说可以忽略,那么二者之间就没有什么区别了。
一般来说,PLC的扫描周期包括自诊断、通讯等,如下图所示,即一个扫描周期等于自诊断、通讯、输入采样、用户程序执行、输出刷新等所有时间的总和。
二. PLC的I/O响应时间
为了增强PLC的抗干扰能力,提高其可*性,PLC的每个开关量输入端都采用光电隔离等技术。
为了能实现继电器控制线路的硬逻辑并行控制,PLC采用了不同于一般微型计算机的运行方式(扫描技术)。
以上两个主要原因,使得PLC得I/O响应比一般微型计算机构成的工业控制系统满的多,其响应时间至少等于一个扫描周期,一般均大于一个扫描周期甚至更长。
所谓I/O响应时间指从PLC的某一输入信号变化开始到系统有关输出端信号的改变所需的时间。其较短的I/O响应时间与较长的I/O响应时间如图所示:
*(n-1)个
扫描周期
较短I/O响应时间:
较长I/O响应时间
SIEMENS PLC在中国的产品,根据规模和性能的大小,主要有 S7-200 S7-300 和S7-400三种,下面就简单介绍一下该三种产品的一些特性。
S7-200
针对低性能要求的摸块化小控制系统,它较多可有7个模块的扩展能力,在模块中集成背板总线,它的网络联接有RS-485通讯接口和Profibus两种,可通过编程器PG访问所有模块,带有电源、CPU和I/O的一体化单元设备。
其中的扩展模块(EM)有以下几种:数字量输入模块(DI)——24VDC 和 120/230VAC;数字量输出(DO)——24VDC 和 继电器;模拟量输入模块(AI)——电压、电流、电阻和热电偶;模拟量输出模块——电压和电流。 还有一个比较特殊的模块-通讯处理器(CP)——该块的功能是可以把S7-200作为主站连接到AS-接口(
传感器
和执行器接口),通过AS-接口的从站可以控制多达248个设备,这样就可以显着的扩展S7-200的输入和输出点数。
CPU设计
有3种手动选择操作模式:S**——停机模式,不执行程序;TERM——运行程序,可以通过编程器进行读/写访问;RUN——运行程序,通过编程器仅能进行读操作。
状态指示器(LED):SF——系统错误或(和)CPU内部错误;RUN——运行模式,绿灯;S**——停机模式,黄灯;DP——分布式I/O(仅对CPU-215)。
存储器卡——用来在没电的情况下不需要电池就可以保存用户程序。PPI口用来连接编程设备、文本显示器或其他CPU。
S7-300
相比较S7-200,S7-300针对的是中小系统,他的模块可以扩展多达32个模块,背板总线也在模块内集成,它的网络连接已比较成熟和流行,有MPI(多点接口)、Profibus和
工业以太网
,使通讯和编程变的简单和多选性,并可以借助于HWConfig工具可以进行组态和设置参数。
S7-300的模块稍微多一点,除了信号模块(SM)和200的EM模块同类型之外,它还有接口模块(IM)——用来进行多层组态,把总线从一层传到另一层;占位模块(DM)——为没有设置参数的信号模块保留一个插槽或为以后安装的接口模块保留一个插槽;功能模块(FM)——执行特殊功能,如计数、定位、闭环控制相当于对CPU功能的一个扩展或补充;通讯处理器(CP)——提供点对点连接、Profibus和工业以太网。
CPU设计
模式选择器有:MRES=模块复位功能;S**=停止模式,程序不执行;RUN=程序执行,编程器只读操作;RUN-P=程序执行,编程器可读写操作。
状态指示器:SF,BATF=电池故障;DC5V=内部5 V DC电压指示;FRCE=表示至少有一个输入或输出被强制;RUN=当CPU启动时闪烁,在运行模式下常亮;S**=在停止模式下常亮,有存储器复位请求时慢速闪烁,正在执行复位时快速闪烁。
MPI接口用来连接到编程设备或其他设备,DP接口用来直接连接到分布式I/O。
S7-400
同300的区别主要?--*婺:托阅苌细看螅舳嘈陀欣淦舳–RST)和热启动(WRST)之分,其他基本一样。哦,它还有一个外部的电池电源接口,当在线更换电池时可以向RAM提供后备电源。
编程设备
编程设备主要有PG720 PG740 PG760——可以理解成装有编程软件的手提
电脑
;也可以直接用安装有STEP7(SIEMENS的编程软件)的PC来完成。而实现通讯(要编程首先要和PLC的CPU通讯上)的要求主要在于接口:1.可以在PC上装CP5611卡——上面有MPI口,可用电缆直接连接。2.加个PC适配器,把MPI口转换成RS-232口后接到PC上。3.PLC加CP343卡,使它具有以太网口。
一个工程的建立
项目管理
每个自动化过程都是由许多较小的部分和子过程组成,所以工程建立的*一个任务是分解子任务。而每个子任务定义了自动化系统要完成的硬件和软件要求。其中硬件包括输入/输出数目和类型,对应模块序号和类型,所用机架号,CPU型号和容量,
hmi
人机界面
)系统,网络系统。软件方面主要是程序结构,自动化过程中的数据管理,组态数据、通讯数据及程序和项目文档。在SIEMENS的S7中,上述工作都在项目管理(SIMATIC 管理器),包括必须的硬件(+组态),网络(+组态),所有程序和自动化解决方案的数据管理。 F1在线帮助。
SIMATIC管理器管理STEP 7项目,编写 STEP 7用户程序的工具,有梯形图LAD,语句表STL,和功能块图FBD,编程语言。利用编程器或外部编程器可以把用户程序保存到EPROM卡上。
SIMATIC管理器是一个在线/离线编辑S7对象的图形化用户界面,这些对象包括项目、用户程序、快、硬件站和工具。此管理器的用户界面中工具条和WINDOWS差不多,就是多了几个PLC菜单——显示访问节点、存储器卡、下载、仿真模块。
注::由于目前主流系统是S7-300,所以下面的操作基本以S7-300为主,而实际过程由于配置的不同可能会有所不同。
STEP 7项目结构:项目中,数据以对象形式存储,按树型结构组织。