PLC應用技術電子教（學）案(可編程控制器)

授課時間2013年2月26日2013年2月27日第1周第1周授課節(jié)次1、27、8授課班級P12機電ーP12機電二課時22本次課題: 第1章可編程控制器概述§1.1PLC的產生§1.2PLC的定義§1.3PLC的控制功能及主要特點§1.4PLC的分類及發(fā)展目的要求:介紹可編程序控制器的定義、特點、分類、發(fā)展趨勢重點難點:可編程序控制器的定義、主要特點、發(fā)展趨勢參考資料:《可編程控制器原理及應用》高等教育課型: 新授課教學方法:講授法、練習法教具:作業(yè):教學步驟:課程:可編程控制器原理及應用 序號:1--新課要求:上課認真聽課,課前要進行預習,最少要四節(jié)課的容,認真作筆記,不懂要及時反映,多提問,作業(yè)及時上交,實驗報告要認真獨立完成。成績考核:1、平時成績占20-30%（作業(yè),實驗報告,考勤）2、考試成績占70-80%二.引入新課§1.1可編程控制器価介一、可編程控制器的產生和定義1969年,美國數(shù)字設備公司（GEC）首先研制成功第一臺可編程序控制器,并在通用汽車公司的自動裝配線上試用成功,從而開創(chuàng)了エ業(yè)控制的新局面。早期的可編程序控制器是為取代繼電器控制線路、存儲程序指令、完成順序控制而設計的。主要用于:1.邏輯運算2.計時,計數(shù)等順序控制,均屬開關量控制。所以,通常稱為可編程序邏輯控制器（PLC—ProgrammableLogicController卜進入70年代,隨著微電子技術的發(fā)展,PLC采用了通用微處理器,這種控制器就不再局限于當初的邏輯運算了,功能不斷增強。因此,實際上應稱之為PC——可編程序控制器。至80年代,隨大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路等微電子技術的發(fā)展，以16位和32位微處理器構成的微機化PC得到了驚人的發(fā)展。使PC在概念、設計、性能、價格以及應用等方面都有了新的突破。不僅控制功能增強，功耗和體積減小,成本下降,可靠性提高，編程和故障檢測更為靈活方便,而且隨著遠程I/O和通信網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)處理以及圖象顯示的發(fā)展,使pc向用于連續(xù)生產過程控制的方向發(fā)展,成為實現(xiàn)エ業(yè)生產自動化的一大支柱。定義:可編程控制器是ー種數(shù)字運算電子系統(tǒng)，專為在エ業(yè)環(huán)境應用而設計。它采用可編程序的存儲器,用于存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令,并通過數(shù)字式或模擬式的輸人輸出，控制各種類型的機械或生產過程。可編程控制器及其有關外圍設備都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一個整體,易于擴充其功能的設計?？删幊绦蚩刂破魇枪I(yè)專用微機控制裝置具有典型的計算機結構,用其構成的控制系統(tǒng)也是典型的工業(yè)控制系統(tǒng)。二、可編程控制器的功能及特點?可靠性髙,抗干擾能力強在硬件和軟件方面采取了多種措施,使PC除了本身具有較強的自診斷能力,能及時給出出錯信息,停止運行等待修復外,還使PC具有了很強的抗干擾能力。四、可編程序控制器的分類.可編程序控制器的分類(1)根據(jù)I/O點數(shù)、存貯器容量分:小型、中型和大型三類。(2)按照結構形狀分類:整體式和模塊式。(3)按PLC功能的強弱分:低檔機、中檔機、高檔機。.可編程序控制器的主要性能指標小結:，可編程序控制器是在繼電器順序控制基礎上發(fā)展起來的,以微處理器為基礎,綜合了計算機技術,自動控制技術和通訊技術的通用自動控制裝置。因其簡單易懂操作方便I可靠性高等優(yōu)點,獲得了廣泛的應用,與機器人、計算機輔助設計/制造成為現(xiàn)代控制三大之柱。

授課時間2013年2月28日2013年2月29日第1周第1周授課節(jié)次7、83、4授課班級P12機電二P12機電ー課時22本次課題: 第2章可編程控制器構成原理§2.1可編程控制器的基本組成§2.2可編程控制器的工作原理功能、工作原理目的要求:掌握PLC的組成、各部分的重點難點:PLC的組成及功能、工作原理參考資料:《可編程控制器原理及應用》高等教育課型: 新授課教學方法:講授法、練習法教具:作業(yè):教學步驟: 課程:可編程控制器原理及應用 序號:2a.復習（5分鐘）b.引入新課§2.1可編程控制器的基本組成ー、PLC的基本組成可編程控制器實質上是ー種エ業(yè)控制計算機,主要由四其他外設接收現(xiàn)場信號Z可編程控制器實質上是ー種エ業(yè)控制計算機,主要由四其他外設接收現(xiàn)場信號Z〇擴展單元:基本單元圖3-3可編程控制器的組成(1)CPU:與通用微機CPUー樣,它是PLC的核心。1)CPU的作用:(1)從程序存儲器讀取程序指令,編譯、執(zhí)行指令(2)將各種輸入信號取入(3)把運算結果送到輸出端(4)響應各種外部設備的請求2)CPU的類型:(1)通用處理器:8086、80286、80386(2)單片機芯片:8031、8096(3)位片式微處理器:AMD-2900小型PLC多采用8位微處理器或單片機作為CPU中型PLC多采用16位微處理器或單片機作為CPU大型PLC多采用高速位片式微處理器(2)PLC有系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器,前者用作存儲監(jiān)控程序、模塊化應用子程序和各種系統(tǒng)參數(shù)等。后者用作存放用戶程序。系統(tǒng)存儲器的容,用戶通常不能直接存取,因此,存儲器的容量是指用戶存儲器的容量。存儲器在硬件上,動態(tài)裝載部分一般采用RAM,程序存儲和備份部分則采用UVEP-ROM（紫外光擦除）、CMOSRAM（后備電池）等。（3）輸入、輸出接口采用光電隔離,實現(xiàn)了PLC的部電路與外部電路的電氣隔離,減小了電磁干擾。1）輸入接口作用:將按鈕、行程開關或傳感器等產生的信號,轉換成數(shù)字信號送入主機。PLC部輸入電路作用是將PLC外部信號送至PLC部電路。輸入接點分為干接點式,直流輸入式和交流輸入式三大類。2）輸出接口作用:將主機向外輸出的信號轉換成可以驅動外部執(zhí)行電路的信號,以便控制接觸器線圈等電器通斷電;另外輸出電路也使計算機與外部強電隔離。PfC輸出電路結構形式分為繼電器式,雙極型和晶閘管式等三ス。繼電器ー低速大功率可控硅一高速大功率晶體管ー高速小功率（4）電源單元.把外部供應的電源變換成系統(tǒng)部各單元所需的電源。.有的電源單元還向外提供24V隔離直流電源,可供開關量輸入單元連接的現(xiàn)場無源開關等使用。.可編程序控制器的電源一般采用開關式電源,其特點是輸入電壓圍寬、體積小、重量輕、效率高、抗干擾性能好。(5)各種接口、高功能模塊:小型機:有接口可擴展?！?.2可編程控制器的工作原理ー、工作過程可編程控制器通過循環(huán)掃描輸入端口的狀態(tài)執(zhí)行用戶程序,實現(xiàn)控制任務。PLC采用循環(huán)順序掃描方式工作,CPU在每個掃描周期的開始掃描輸入模塊的信號狀態(tài),并將其狀態(tài)送入到輸入映像寄存器區(qū)域;然后根據(jù)用戶程序中的程序指令來處理傳感器信號,并將處理結果送到輸出映像寄存器區(qū)域,在每個掃描周期結束時,送入輸出模塊。PLC的工作原理一建立I/O映像區(qū)I/O映象區(qū)的大小與系統(tǒng)控制的規(guī)模有關輸入點總有輸入映象區(qū)的某一位與之相對應PLC工作時,將采集到的輸入信號狀態(tài)存放在輸入映象區(qū)對應的位上;將運算的結果存放到輸出映象區(qū)對應的位上。PLC在執(zhí)行用戶程序時所需‘輸入繼電器”、“輸出繼電器”的數(shù)據(jù)取用于I/O映象區(qū),而不直接與外部設備發(fā)生關系〇二、技術性能指標1、I/O點數(shù)2、存儲容量3、掃描速度4、指令系統(tǒng)5、可擴展性6、通信功能小結:可編程控制器是以計算機為控制核心的控制裝置。先

從PLC的硬件電路分析入手,介紹了PLC的結構及|/O電路形式和電路原理,分析了PLC的工作原理和技術指標。

エ業(yè)職業(yè)學院教案授課時間2013年3月4日2013年3月5日第2周第2周授課節(jié)次1、27、8授課班級P12機電ーP12機電二課時22本次課題: 第3章S7-200系列可編程控制器§3.1S7-200系列PLC的構成目的要求:C②）了解輸入/輸出電路結構掌握PLC掃描周期的5個階段重點難點:可編程序控制器掃描周期的五個階段參考資料:《可編程控制器原理及應用》高等教育課型: 新授課教學方法:講授法、練習法教具:作業(yè):教學步驟:課程:可編程控制器原理及應用 序號:3a.復習（5分鐘）b.引入新課S7-200系列PLC的構成S7系列PLC分為S7-400,S7-300和S7-200等大中、小（微）三個子系列。-.S7-200PLC的系統(tǒng)配置.基本單元CPU224主機的結構外形頂部端子謚電源及輸出端子狀あLED前蓋頂部端子謚電源及輸出端子狀あLED前蓋RUN/STOP開關及電位器擴展I/O連接。儲器ド底部端子謚輸入端子及傳感器電源組成:CPU模塊的頂部端子蓋:電源及輸出端子底部端子蓋:輸入端子及傳感器電源中部右側前蓋:CPU工作方式開關（RUN/STOP）,模擬調節(jié)電位器和擴展I/O接口左側:狀態(tài)指示燈LED、存儲卡、及通訊ロ①狀態(tài)指示燈——顯示CPU的工作方式、本機I/O的狀態(tài)、系統(tǒng)錯誤狀態(tài)。②存儲卡（EEPOM卡）——可以存儲CPU程序。③RS-485的串行通訊端口——PLC主機實現(xiàn)人ー機對話、機ー機對話的通道。實現(xiàn)PLC與上位計算機的連接,實現(xiàn)PLC與PLC、編程器、彩色圖形顯示器、打印機等外部設備的連接。④擴展接口——PLC主機與輸入、輸出擴展模塊的接ロ,作擴展系統(tǒng)之用。主機與擴展模塊之間由導軌固定,并用擴展電纜連接。.個人計算機（PC）或編程器.STEP7-Micro/WIN32編程軟件STEP7-Micro/WIN32編程軟件的基本功能是創(chuàng)建、編輯、調試用戶程序、組態(tài)系統(tǒng)等.通訊電纜通訊電纜是PLC用來與個人計算機PC佚現(xiàn)通訊的。可以用PC/PP!電纜（RS232—RS485）,也可用ー個通訊處理器（CP）和多點接口（MPI）電纜,或者用一塊MP!卡及隨MPI卡提供的ー根通訊電纜。.人機界面人機界面主要指專用操作員界面,例如操作員面板、觸摸屏、文本顯示器等,這些設備可以使用戶通過友好的操作界面輕松地完成各種調整和控制的任務。二、S7-200CPU224PLe主機簡介S7-200CPU22X系列產品:CPU221模塊、CPU222模塊、CPU224模塊、CPU226模塊、CUP226XM模塊。?CPU224模塊I/O總點數(shù)為24點（14/10 點）,可帶7個擴展模塊;用戶程序存儲器容?為4K字;置高速計數(shù)器,具有PID控制的功能;有2個高速脈沖輸出端和1個RS-485通訊口;具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由口協(xié)議的通訊能力。CPU224外部電路接線電路圖?輸入電路采用了雙向光電耦合器,24VDC極性可任意選擇,1M、2M為輸入端子的公共端。1L、2L為輸岀公共端。?CPU224另有24V、280mA電源供PLC輸入點使用。14個數(shù)字?輸入點（圖3.2）分成二組:.第一組由輸入端子10.070.7共8個輸入點組成,每個外部輸入的開關信號均由各輸入端子接出,經(jīng)ー個直流電源終至公共端1M。.第二組由輸入端子11.071.5共6個輸入點組成,各輸入端子的接線與第一組類似,公共端為2MO由于是直流輸入模塊,所以采用直流電源作為檢測各輸入接點狀態(tài)的電源（用戶提供）。M、L+兩個端子提供24VDC/400mA傳感器電源,可以為傳感器提供電源,也可以作為輸入端的檢測電源使用。10個數(shù)字?輸出點分成三組:.第一組由輸出端子Q0.〇?Q0.4共5個輸岀點與公共端1L組成,每個負載的一端與輸出點相連,另一端經(jīng)電源與公共端相連。.第二組由輸出端子Q0.5~Q0.7.Q1.0-Q1.1共5個輸出點與公共端2L組成對于繼電器輸出方式,既可帶直流負載,也可帶交流負載。負載的激勵源由負載性質確定。輸出端子排的右端N、L1端子是供電電源120/240VAC輸入端。該電源電壓允許圍為85?264VAC。120/240"へUュ「巳〇cbcbS7-200CPU存儲器系統(tǒng)?S7-200CPU存儲器系統(tǒng)由RAM和EEPROM兩種存儲器構成。小結:通過本節(jié)學習,掌握可編程序控制器的基本結構

エ業(yè)職業(yè)學院教案授課時間2013年3月6日2013年3月7日第2周第2周授課節(jié)次7、83、4授課班級P12機電二P12機電ー課時22本次課題: 第3章S7-200系列可編程控制器 §3.2S7-200系歹リPLC部器件 目的要求:①S7-200系列PLC編程元件的了解②掌握S7-200系列元件地址分配和操作數(shù)圍重點難點:①S7-200系列PLC系統(tǒng)配置的理解②掌握部元件地址分配和操作數(shù)圍參考資料:《可編程控制器原理及應用》高等教育課型: 新授課教學方法:講授法、練習法教具:作業(yè):教學步驟: 課程:可編程控制器原理及應用 序號:4a.復習（5分鐘）b.引入新課§3.2S7-200系列PLC部器件可編程控制器在系統(tǒng)軟件的管理下,將用戶程序存儲器劃分為若干個區(qū),并將這些區(qū)域賦予不同的功能,由此組成了各種部器件,PLC部器件的種類和數(shù)量因不同廠家、不同系列、不同規(guī)格而異,部器件的種類及數(shù)量越多,其功能就越強。這些部器件沿用了傳統(tǒng)繼電器控制線路中繼電器的名稱,并根據(jù)其功能,分別稱為輸入繼電器、輸岀繼電器、部繼電器、保持繼電器、定時器、計數(shù)器等等。數(shù)據(jù)存儲類型及尋址方式存儲器115S7-200數(shù)據(jù)尋址方式有立即數(shù)尋址、直接尋址和間接尋址三大類。立即數(shù)尋址:#100直接尋址:位尋址如上圖。字節(jié)、字、雙字尋址（直接尋址）例:VB100、VW100、VD100間接尋址:例:MOVW*AC1,AC0//?時表示該操作數(shù)為地址指針。指令功能:將AC1作為存地址指針,把以AC1中容為起始地址的存單元的16位數(shù)據(jù)送到累加器AC0中。S7-200數(shù)據(jù)存儲區(qū)及元件（部資源）的功能.輸入/輸出映像寄存器:S7-200PLC編址圍（10.0-115.7）輸入映像寄存器（該區(qū)域可以按位操作又稱輸入繼電器）輸入繼電器線圈由外部信號驅動,常開觸點和常閉觸點供用戶編程使用。輸出映像寄存器:S7-200PLC編址圍（Q0.0-Q15.7）輸出映像寄存器（又稱輸出繼電器）是用來將PLC的輸出信號傳遞給負載,線圈用程序指令驅動。PLC的每ー個I/O點都是一個確定的物理點。CPU224主機有10.0?10.7,11.〇?11.5共14個數(shù)字量輸入端點,Q0.〇?Q0.7、Q1.0、Q1.1共10個數(shù)字量輸出端，、、、〇在編程時,通過使用輸入繼電器的觸點,無限制地使用輸入繼電器的狀態(tài)。輸出繼電器同輸入繼電器。輸出繼電器與其它部器件的ー個顯著不同在于它有一個且僅有一個實實在在的物理動合觸點,用來接通負載。這個動合觸點可以是有觸點的（繼電器輸出型）,或者是無觸點的（晶體管輸出型或雙向晶閘管輸出型卜.變量存儲器V:用以存儲運算的中間結果和其它數(shù)據(jù)。CPU224有VBO.〇?VB5119.7的5K存儲字節(jié)?？砂次弧⒆止?jié)、字或雙字使用。.部標志位（M）存儲區(qū)M作為控制繼電器（又稱中間繼電器）,用來存儲中間操作數(shù)或其它控制信息。S7-200PLC編址圍M0.0-M31.7I可以按位、字節(jié)、字或雙字來存取存儲區(qū)的數(shù)據(jù)。.順序控制繼電器（S）存儲區(qū)S又稱狀態(tài)元件,以實現(xiàn)順序控制和步進控制。S7-200PLC編址圍SO.〇?S31.7,可以按位、字節(jié)、字或雙字來存取數(shù)據(jù)。.特殊標志位（SM）存儲器CPU224編址圍SMO.O-SM179.7,共180個字節(jié)。其中SM0.0-SM29.7的30個字節(jié)為只讀型區(qū)域。①SMBO為狀態(tài)位字節(jié),在每次掃描循環(huán)結尾由S7-200CPU更新,定義如下:SMO.O RUN狀態(tài)監(jiān)控,PLC在運行RUN狀態(tài),該位始終為1〇SM0.1首次掃描時為1,PLC由STOP轉為RUN狀態(tài)時,ON（1態(tài)）ー個掃描周期,用于程序的初始化。SM0.2當RAM中數(shù)據(jù)丟失時,ON一個掃描周期,用于出錯處理。SM0.3PLC上電進入RUN方式,〇Nー個掃描周期。SM0.4分脈沖,該位輸出ー個占空比為50%的分時鐘脈沖。用作時間基準或簡易延時。SM0.5秒脈沖,該位輸出ー個占空比為50%的秒時鐘脈沖?？捎米鲿r間基準。SM0.6掃描時鐘,一個掃描周期為〇N（高電平）,另ー為〇FF（低電平）循環(huán)交替。SM0.7工作方式開關位置指示,〇為TERM位置，1為RUN位置。為1時,使自由端口通訊方式有效。②SMB1為指令狀態(tài)位字節(jié),常用于表及數(shù)學操作,部分位定義如下:SM1.0零標志,運算結果為〇時,該位置1oSM1.1 溢出標志,運算結果溢出或查出非法數(shù)值時,該位置1。? SM1.2 負數(shù)標志,數(shù)學運算結果為負時,該位為1〇.局部存儲器(L)S7-200有64個字節(jié)的局部存儲器,編址圍LBO.〇?LB63.7淇中60個字節(jié)可以用作暫時存儲器或者給子程序傳遞參數(shù),最后4個字節(jié)為系統(tǒng)保留字節(jié)。.定時器(相當于時間繼電器)S7-200CPU中的定時器是對部時鐘累計時間增量的設備用于時間控制。編址圍TO-T255(22X);T0~T127(21X)o.計數(shù)器計數(shù)器主要用來累計輸入脈沖個數(shù)。有16位預置值和當前值寄存器各一個，以及1位狀態(tài)位,當前值寄存器用以累計脈沖個數(shù)，計數(shù)器當前值大于或等于預置值時,狀態(tài)位置1〇S7-200CPU提供有三種類型的計數(shù)器,增計數(shù)、減計數(shù)、增/減計數(shù)。編址圍CO-C255(22X),C0-C127(21X卜.模擬量輸入/輸出映像寄存器（AI/AQ）S7-200的模擬量輸入電路將外部輸入的模擬量（如溫度、電壓）等轉換成1個字長（16位）的數(shù)字量,存入模擬量輸入映像寄存器區(qū)域。AI編址圍AIWO,AIW2 AIW62,起始地址定義為偶數(shù)字節(jié)地址,共有32個模擬量輸入點。S7-200模擬量輸出電路用來將模擬量輸出映像寄存器區(qū)域的1個字長（16位）數(shù)字值轉換為模擬電流或電壓輸輸出。AQ編址圍AQWO,AQW2,……AQW62,起始地址也采用偶數(shù)字節(jié)地址,共有32個模擬量輸出點。.累加器（AC）累加器是用來暫存數(shù)據(jù),S7-200PLC提供了4個32位累加器AC0~AC3o累加器支持以字節(jié)（B、字（W）和雙字（D）的存取。.高速計數(shù)器（HC）CPU22X提供了6個高速計數(shù)器HCO、HC1……HC5（每個計數(shù)器最高頻率為30KHz）用來累計比CPU掃描速率更快的事件。高速計數(shù)器的當前值為雙字長的符號整數(shù)。小結:本章以西門子CPU22X系列PLC為例,介紹了11類各元件地址分配和操作數(shù)圍,供用戶編程使用。

エ業(yè)職業(yè)學院教案授課時間2013年3月11日2013年3月12日第3周第3周授課節(jié)次1、27、8授課班級P12機電ーP12機電二課時22本次課題: 3.3輸入、輸出擴展3.4S7-200系列PLC程序概念目的要求:了解輸入/輸出擴展及PLC程序概念重點難點:可編程序控制器程序 參考資料:《可編程控制器原理及應用》高等教育課型: 新授課教學方法:講授法、練習法教具:作業(yè):教學步驟:課程:可編程控制器原理及應用 序號:5a.復習（5分鐘）b.引入新課3.3輸入、輸岀擴展ー、數(shù)字量擴展模塊用戶選用具有不同I/O點數(shù)的數(shù)字量擴展模塊,可以滿足不同的控制需要,節(jié)約投資費用。系統(tǒng)規(guī)模擴大后,増加I/O點數(shù)也很方便。用戶可選用8點、16點和32點的數(shù)字量輸入/輸出模塊（見表3-7）,除CPU221外,其他CPU模塊均可配接多個擴展模塊,連接時CPU模塊放在最左側,擴展模塊用扁平電纜與左側的模塊相連。

表3-7數(shù)字量擴展模塊型號各組輸入點數(shù)各組輸出點數(shù)EM22124VDC輸入4,4EM221230VAC輸入8點相互獨立EM22224VDC輸出4,4EM222繼電器輸出4,4EM22223VAC雙向晶閘管輸出8點相互獨立EM22324VDC輸入/繼電器輸出44EM22324VDC輸入1DC輸出44EM22324VDC輸入/繼電器輸出4,44,4EM22324VDC輸入1DC輸出4.44,4EM22324VDC輸入1DC輸出8,84,4,8EM22324VDC輸入/繼電器輸出8,84,4,4,4二、模擬量擴展模塊在工業(yè)控制中,某些輸入量（如壓カ、溫度、流量、轉速等）是模擬量,某些執(zhí)行機構（如晶閘管調速裝置、電動調節(jié)閥和變頻器等）要求可編程序控制器輸出模擬信號,而可編程序控制器的CPU只能處理數(shù)字量〇模擬量首先被傳感器和變送器轉換為標準的電流或電壓,如4~20mA,1~5V、0-10V,可編程序控制器用A/D轉換器將它們轉換成數(shù)字量。這些數(shù)字量可能是二進制的,也可能是十進制的,帶正負號的電流或電壓在A/D轉換后用二進制補碼表示。D/A轉換器將可編程序控制器的數(shù)字輸出量轉換為模擬電壓或電流,再去控制執(zhí)行機構。模擬量I/O模塊的主要任務就是實現(xiàn)A/D轉換（模擬量輸入）和D/A轉換（模擬量輸出卜例如,在溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)中,爐溫用熱電偶或熱電阻檢測,溫度變送器將溫度轉換為標準電流或標準電壓后送給模擬量輸入模塊,經(jīng)A/D轉換后得到與溫度成比例的數(shù)字量,CPU將它與溫度設定值比較,并按某種控制規(guī)律對差值進行運算,將運算結果（數(shù)字量）送給模擬量輸岀模塊,經(jīng)D/A轉換后變?yōu)殡娏餍盘柣螂妷盒盘?用來控制電動調節(jié)閥的開度,通過它控制加熱用的天然氣的流量,實現(xiàn)對溫度的閉環(huán)控制。A/D、D/A轉換器的二進制位數(shù)反映了它們的分辨率,位數(shù)越多,分辨率越高,例如8位A/D轉換器的分辨率為1/28=0.38%。模擬量輸入/輸出模塊的另ー個重要指標是轉換時間。S7-200有3種模擬量擴展模塊（見表3-8）〇S7-200的模擬量擴展模塊中A/D、D/A轉換器的位數(shù)均為12位〇模擬量輸入、輸出有多種量程供用戶選用,如0~10V,0~5V,0~20mA,0~100mV,±10V,±5V,±100mV等。量程為0~10V時的分辨率為2.5mVo表3-8模擬量擴展模塊技術數(shù)據(jù)模塊EM231EM232EM235點數(shù)4路模擬量輸入2路模擬量輸出4路輸入,1路輸出A/D轉換的時間小于250バ,模擬量輸入的階躍響應時間為1.5ms（達到穩(wěn)態(tài)值的95%時）。單極性全量程輸入圍對應的數(shù)字量輸出為〇?32000,雙極性全量程輸入圍對應的數(shù)字量輸出為ー32000?+32000。輸入阻抗大于等于10MQ。【例3-11壓カ變送器(0~10MPa)的輸出信號為DC4?20mA,模擬量輸入模塊將〇?20mA轉換為〇?32000的數(shù)字量,設轉換后得到的數(shù)字為N,試求以kPa為單位的壓カ值。解:4~20mA的模擬量對應于數(shù)字量6400-32000i即0~10000kPa對應于數(shù)字量640〇?32000壓カ的計算公式應為:P=(―0)(N-6400)=—(7V-6400)(?)模擬量輸出的量程有±10V和〇?20mA兩種,對應的數(shù)字量為ー3200〇?+32000或〇?32000。滿量程時電壓輸出和電流輸出的分辨率分別為12位和11位,25℃時的精度為土0.5%o電壓輸出和電流輸出的穩(wěn)定時間分別為100”和2mso最大驅動能力如下:電壓輸出時負載電阻最小5KQ,電流輸出時負載電阻最大500Qo三、SIMATICNETCP243-2通信處理器CP243-2是S7-200的AS-i主站,它最多可以連接31個AS-i從站。S7-200可以同時處理兩個CP243-2i每個CP243-2的AS-i網(wǎng)絡上最多能有124點開關量輸入(DI)和124點開關量輸出(DO),通過AS-i網(wǎng)絡可以增加S7-200的數(shù)字量輸入、輸出的點數(shù)。在S7-200的映像區(qū)中模塊占用ー個數(shù)字量輸入字節(jié)(狀態(tài)字節(jié))、一個數(shù)字量輸出字節(jié)(控制字節(jié))、8個模擬量入字和8個模擬量輸出字。通過用戶程序,用狀態(tài)字節(jié)和控制字節(jié)設置模塊的工作方式,模塊可以在CPU的模擬地址區(qū)存儲AS-i從站的I/O數(shù)據(jù)或存儲診斷數(shù)據(jù)?；騿又髡镜恼{用,例如改變ー個從站地址,通過按鈕可以設置連接的所有AS-i從站。小結:通過本節(jié)學習,掌握S7-200可編程序控制器的擴展模塊。エ業(yè)職業(yè)學院教案

授課時間2013年3月13日2013年3月14日第3周第3周授課節(jié)次7、83、4授課班級P12機電二P12機電ー課時22本次課題: 第4章STEP7-Micro/WIN32編程軟件的安裝與使里§4.1SIMATICS7-200編程軟件§4.2STEP7-Micro/WIN32軟件介紹目的要求:①了解編程軟件的安裝②熟悉系統(tǒng)塊配置,完成濾波、脈沖截取,加密等各種設置功能密等各種設置功重點難點:熟悉系統(tǒng)塊配置,完成濾波、脈沖截取,加能參考資料:《可編程控制器原理及應用》高等教育課型: 新授課教學方法:講授法、練習法教具:作業(yè):教學步驟: 課程:可編程控制器原理及應用 序號:6a,復習（5分鐘）b.引入新課SIMATICS7-200編程軟件STEP7-Micro/WIN軟件西門子S7-200系列可編程序控制器使用的STEP7-Micro/WIN編程軟件有多個版本,以V4.0SP4為最新,其功能強大,包括以下升級功能:PID自整定模塊、超級項目樹形結構、狀態(tài)趨勢圖、PLC歷史記錄和事件緩存區(qū)、項目文件的口令保護、存儲卡支持、TD200和TD200c支持、PLC置位置控制向導、數(shù)據(jù)歸檔向導、配方向導、PT〇指令向導、診斷LED組態(tài)、數(shù)據(jù)塊頁、新的字符串和變量、變頻器USS庫函數(shù)。其兼容性極強,支持當前所有的CPU22X產品。編程軟件的安裝STEP7-Micro/WIN是基于Windows的應用軟件,運行于Windows9aWindows9&WindowsME或Windows2000操作系統(tǒng)的計算機,存8MB以上,硬盤空間50MB以上,VCA顯示器,支持鼠標,具有RS232口或USBロ,都可以安裝。建立S7-200CPU的通信應用軟件下載到PLC的過程是裝有STEP7-Micro/WIN的計算機和PLC的通信過程。通信最簡單的設備是ー根PC/PP!電纜,電纜的ー頭接計算機的RS232ロI另ー頭接在PLC的RS485通信口上,PC/PP!電纜上設有選擇通信波特率及幀模式的DIP開關,計算機與PLC的連接與DIP開關各位的功用。初學者可選通信速率為默認值9.6KbiVs,在不使用調制解調器時,開關4、5均應設置為〇〇安裝完成軟件并設置連接好硬件后可按下面步驟設置通信參數(shù):⑴運行STEP7-Micro/WIN軟件,在引導條中單擊“通信’圖標,或從主菜單中選擇“檢視”中的“通信”項,則會出現(xiàn)ー個“通信設定”對話框。(2)在對話框中雙擊PC/PP!電纜的圖標,即出現(xiàn)設置PG/PC接口的對話框,這時可安裝或刪除通信接口、設置及檢查通信接口等操作。系統(tǒng)默認設置為:遠程設備站地址為2,通信波特率為9.6KbiVs,采用PC/PPI電纜通信,使用計算機的C0M1ロ,PPI協(xié)議?！?.2STEP7-Micro/WIN32軟件介紹STEP7-Micro/WIN的基本功能STEP7-Micro/WIN的基本功能是協(xié)助用戶開發(fā)應用軟件。在STEP7-Micro/WIN環(huán)境下可創(chuàng)建用戶程序,修改和編輯原有的用戶程序,實現(xiàn)用戶所編輯程序的管理。該軟件還具有語法檢查功能,可在編程中檢查用戶程序的語法錯誤。利用該軟件的監(jiān)控功能還能實現(xiàn)用戶程序的調試及監(jiān)控。軟件的大部分功能,如程序的編制、編譯、調試相關的組態(tài)等工作,在離線工作方式（即計算機并未和PLC連接）時即可實現(xiàn),部分功能則需在在線情況下實現(xiàn)。軟件的主界面及各區(qū)域的用途啟動STEP7-Micro/WIN編程軟件,主界面含以下幾個主要分區(qū):菜單條（包含8個主菜單項、工具條（快捷操作窗口）、指令樹（InstructionTree）（快捷操作窗口）、用戶窗口、輸出窗口和狀態(tài)條（可同時或分別打開圖中的5個用戶窗口）。.菜單條菜單條是以菜單形式操作的入口,菜單含文件(File)、編輯(Ed。檢視(Viewス可編程序控制器(PLC)、調試(Debug)、工具(Tools)、視窗(Windows)、幫助(Help)等項。.工具條工具條提供簡便的鼠標操作,將最常用的STEP7-Micro/WIN操作以按鈕的形式設定到工具條。.引導條引導條為編程提供按鈕控制的快速窗口切換功能。.指令樹指令樹是編程指令的樹狀列表?？捎谩皺z視(View)”菜單中“指令樹(InstructionTree)”的選項來選擇是否打開,并提供編程時所用到的所有快捷操作命令和PLC指令。.主窗口主窗口用來顯示編程操作的工作對象?？梢砸猿绦蚓庉嬈?、符號表、狀態(tài)圖、數(shù)據(jù)塊及交叉引用等5種方式進行程序的編輯工作。另外,主窗口的下部設有主程序、子程序及中斷子程序的選擇按鈕。6,輸出窗口輸出窗口用來顯示程序編譯的結果信息,如各程序塊（主程序、子程序的數(shù)量及子程序號、中斷程序的數(shù)量及中斷程序號）及各塊的大小、編譯結果有無錯誤錯誤編碼和位置等。此外,從引導條中點擊系統(tǒng)塊或通信按鈕,可對PLC運行的許多參數(shù)進行設置。如設置通信的波特率,調整PLC斷電后機電源數(shù)據(jù)保存的存儲器圍,設置輸入濾波參段及設置機器的操作密碼等。小結:本節(jié)重點講解了STEP7-Micro/Win32編程軟件安裝、接線及軟件窗口組件及功能。エ業(yè)職業(yè)學院教案

授課時間2013年3月18日2013年3月19日第4周第4周授課節(jié)次1、27、8授課班級P12機電ーP12機電二課時22本次課題:第4章STEP7-Micro/WIN32編程軟件的安裝與使用§4.3程序編制及運行目的要求:①了解編程軟件的使用方法②熟悉系統(tǒng)塊配置,完成各種設置功能③掌握系統(tǒng)的輸入、編譯、監(jiān)視運行和調試方法重點難點:①熟悉系統(tǒng)塊配置,完成各種設置功能②掌握系統(tǒng)的輸入、編譯、監(jiān)視運行和調試方法參考資料:《可編程控制器原理及應用》高等教育課型:新授課教學方法:講授法、練習法教具:作業(yè):教學步驟:課程:可編程控制器原理及應用 序號:7a,復習(5分鐘)b.引入新課§4.3程序編制及運行程序文件操作.新建建立一個程序文件,可用“文件(File)”菜單中的“新建(New)”命令,在主窗口中將顯示新建程序文件的主程序區(qū)。也可用工具條中的按鈕來完成。新建一個程序文件的指令樹,系統(tǒng)默認新建的程序文件名為“項目1(CPU226)",括號為系統(tǒng)默認PLC的型號。項目包含7個相關的塊。其中程序中有1個主程序、1個子程序SBR-0和1個中斷程序!NT-0用戶可以根據(jù)實際編程需要做以下操作:(1)確定主機型號。根據(jù)實際應用情況選擇PLC型號。右擊“項目1(CPU226)”圖標,在彈出的按鈕中單擊“類型(Type)",或用“PLC”菜單中的“類型(Type)”命令。然后在彈出的對話框中選擇所用的PLC型號。若系統(tǒng)已連接,還可‘讀取”PLC的類型。(2)程序更名1)項目文件更名:如果新建了一個程序文件,可用“文件(File)”菜單中“另存為(Saveas)”命名,然后在彈出的對話框中鍵入希望的名稱。2)子程序和中斷程序更名:在指令樹窗口中,右擊要更名的子程序或中斷程序名稱,在彈出的選擇按鈕中單擊“重命名(Rename)”,然后鍵入名稱。主程序的名稱一般用默認的MAIN,任何項目文件的主程序只有一個。(3)添加一^子程序或ー^中斷程序。1)方法1:在指令樹窗口中,右擊“程序塊(ProgramBlock)”圖標,在彈出的選擇按鈕中單擊“插入子程序(InsertSubroutine)”或“插入中斷程序(InsertInterrupt)”項。2)方法2:用“編輯(Edザ菜單中的“插入(Insert)”命令。3)方法3:在編輯窗口中單擊編輯區(qū),在彈出的菜單中選擇“插入(Insert)”命令。新生成的子程序或中斷程序根據(jù)已有程序的數(shù)目,默認名稱分別為SBR-n和!NT-n.用戶可以自行更名。.操作已有的文件(1)打開已有文件。打開ー個磁盤中已有的程序文件,只要點擊“文件(File)”菜單中“打開(〇pen)"命令,在彈岀的對話框中選擇打開的程序文件即可,也可用工具條的資鈕來完成。(2)上裝PLC機的文件。需要對已裝入PLC中的程序做出修改時,需上裝文件。在已經(jīng)與PLC建立通信的前提下,可用“文件(File)菜單中“上裝(Upload)”命令,也可用工具條中的按鈕來完成。程序編輯編輯和修改控制程序是STEP7-Micro/WIN編程軟件最基本的功能，它可以為用戶提供兩套指令集，即SIMATIC指令集(S7-200方式)和國際標準指令集(EC61131-3方式),現(xiàn)以梯形圖編輯器為例介紹ー些基本的編輯操作。.輸入編輯元件LAD編輯器中有以下幾種輸入程序的方法:(1)鼠標拖放。鼠標單擊打開的指令樹中的類別分支,選擇指令標記，按住鼠標左鍵不放,將其拖到編輯器窗口合適的位置上再釋放。(2)鼠標雙擊。雙擊指令樹中選中的指令標記。該指令標記則岀現(xiàn)在方框光標所在的位置。(3)特殊功能鍵。按計算機鍵盤上的F4、F6、F9鍵,可分別打開觸點、線圈、功能指令框的下拉列表,用鼠標單擊合適的指令,該指令則岀現(xiàn)在光標方框所在的位置。(4)使用指令工具條上的編程按鈕。單擊觸點、線圈和指令盒按鈕,從彈出的窗口中下拉菜單所列出的指令中選擇要輸入的指令單擊即可。.元件間的連接指令工具條中的編程按鈕中含下行線、上行線、左行線和右行線4種。具體使用時應先將需連接的元件繪出來,將光標放在繪元件的地方,然后輸入元件,再按需選用線段按鈕即可實現(xiàn)元件間的連接。.輸入操作數(shù)輸入的元件上方均有紅色的括號及問號,須點擊問號將光標移到括號,輸入操作數(shù)的地址,元件的輸入オ算完整。.插入和刪除編程中經(jīng)常用到插入和刪除一行、一列、一個網(wǎng)絡、一個子程序或中斷程序等。方法有兩種:在編程區(qū)右擊要進行操作的位置,彈出下拉單,選擇“插入(Insert)”或“刪除(Delete)”選項,再在下拉菜彈出的子菜單中,單擊要插入或刪除的操作。對于元件剪切、復制和粘貼等方法也與上述操作相似。.塊操作利用塊操作對程序進行大面積刪除、移動、復制十分方便。塊操作包括塊選擇、塊剪切、塊復制和塊粘貼。這些操作非常簡單,與一般字處理軟件中的相應操作方法完全相同。除了梯形圖編程,STEP7-Micro/WIN編程軟件還提供指令表編程,并可以方便地將LAD與STL進行轉換。此外,編程操作中還有符號表、局部變量表、注釋等操作是方便程序的編制與閱讀的。在此不再詳述。4.3.3程序的調試及運行監(jiān)控程序的調試及運行監(jiān)控是程序開發(fā)的重要環(huán)節(jié),很少有程序ー經(jīng)編制成就是完善的,只有經(jīng)過試運行甚至現(xiàn)場運行才能發(fā)現(xiàn)程序中不合理的地方并且進行修改。STEP7-Micro/WIN編程軟件提供了一系列工具,可使用戶直接在軟件環(huán)境下調試并監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行。.設置掃描次數(shù)調試就是試運行,當某些程序需觀察一定次數(shù)的掃描執(zhí)行的結果時,設置用戶程序試運行的掃描次數(shù)就很有意義。具體設置時將PLC置于STOP模式,使用“調試(Debug)”菜單中的“初次掃描(FirstScans)”命令及“多次掃描(MultipleScans)”命令,即可指定執(zhí)行的掃描次數(shù),然后單擊確認(〇K)按鈕進行監(jiān)視。.狀態(tài)圖表監(jiān)控程序調試中有時為了模擬運行中的ー些工作條件的變化需人為改變程序相關的ー些變量,并觀察相關編程器件的變化,這ー工作可通過狀態(tài)圖表來完成。具體操作時在引導條窗口中單擊“狀態(tài)圖(StatusChart)”或用“檢視(View)”菜單中的“狀態(tài)時’命令。當程序運行時，可使用狀態(tài)圖來讀、寫和監(jiān)視其中的變量。當用狀態(tài)圖表時，可將光標移到某一個單元格，在彈岀的下拉菜單中單擊ー項，可實現(xiàn)相應的編輯操作。強制改變的變量可以是ー個Q位或所有的Q位，還可以強制改變最多16個V存儲器或M存儲器的數(shù)據(jù),變量可以是字節(jié)、字或雙字類型,強制改變模擬量存儲器l/O(AI或AQ),變量類型為偶字節(jié)開始的字類型。利用類似的操作可以解除有關器件的強制。.運行模式下的編輯在運行模式下編輯,可在對控制過程影響較小的情況下,對用戶程序做少量的修改。修改后的程序下載時,將立即影響系統(tǒng)的控制運行,所以使用時應特別注意?？蛇M行這種操作的PLC有CPU224.CPU226和CPU226XM等。.程序監(jiān)視利用三種程序編輯器(梯形圖、語句表和功能表)都可在PLC運行時,監(jiān)視程序的執(zhí)行對各元件的執(zhí)行結果,并可監(jiān)視操作數(shù)的數(shù)值〇利用梯形圖編輯器可以監(jiān)視在線程序狀態(tài)。實現(xiàn)方法是:用“工具(Tools)”菜單中的“選項(〇ptions)”命令,打開選項對話框,選擇“LAD狀態(tài)(LADstatus)”選項卡,然后選擇一種梯形圖樣式。梯形圖可選擇的樣式有三種:指令部顯示地址和外部顯示值;指令外部顯示地址和外部顯示值;只顯示狀態(tài)值。然后打開梯形圖窗口,在工具條中單擊程序狀態(tài)按鈕,即可進行梯形圖監(jiān)視。小結:重點講解了STEP7-Micro/Win32編程軟件及程序的輸入、編譯、調試的方法。エ業(yè)職業(yè)學院教案授課時間2013年3月20日2013年3月21日第4周第4周授課節(jié)次7、83、4授課班級P12機電二P12機電ー課時22本次課題: 第5章S7-200系列PLC基本指令§5.1基本邏輯指令（一）目的要求:1要求掌握各類基本指令及運用基本指令編程的方法2要求能夠針對具體的控制對象運用基本指令編程。重點難點:邏輯指令及其應用參考資料:《可編程控制器原理及應用》高等教育課型: 新授課教學方法:講授法、練習法教具:作業(yè)教學步驟: a.復習(5分鐘)b.引入新課本邏輯指令(一)SIMATICS7-200系列PLC共有27條邏輯指令,現(xiàn)按用途分類如下:邏輯取及線圏驅動指令邏輯取及線圈驅動指令為LD(Load\LDN(LoadNot\=(Out'LD(Load):取指令,由常開觸點邏輯運算開始。LDN(LoadNot):取反指令,由常閉觸點邏輯運算開始。=(Out):線圈驅動指令。圖5.1所示梯形圖及語句表表示上述三條基本指令的用ン去。圖5.1LD.LDN.=指令的使用LD、LDN、=指令使用說明:

①LD、LDN指令用于與輸入公共線(輸入母線)相連的觸點,在分支電路塊的開始處也要使用LD、LDN指令,與后面的〇LD、ALD指令配合完成塊電路的編程。②=指令用于輸出繼電器、輔助繼電器、定時器及計數(shù)器等,但不能用于輸入繼電器。③并聯(lián)的=指令可以連續(xù)使用任意次。?在同一程序中不要使用雙線圈輸出,即同一個元器件在同一程序中只使用一次=指令。觸點串聯(lián)指令觸點串聯(lián)指令為A(AndXAN(AndNot)A(And):與指令。用于單個常開觸點串聯(lián)連接。AN(AndNot):與反指令。用于單個常閉觸點串聯(lián)連接。圖5.2所示梯形圖及語句表表示上述兩條基本指令的用圖5.2A、AN指令的使用

A、AN指令使用說明:①A、AN是單個觸點串聯(lián)連接指令,可連續(xù)使用。但在用梯形圖編程時會受到打印寬度和屏幕顯示的限制,S7-200PLC的編程軟件中規(guī)定的串聯(lián)觸點使用上限為11個。②若要串聯(lián)多個觸點組合回路時,須采用后面說明的ALD指令。A、AN的操作數(shù):I,Q,M,SM,T,C,V和S。觸點并聯(lián)指令觸點并聯(lián)指令為〇(〇r卜ON(OrNot)0(Or):或指令。用于單個常開觸點并聯(lián)連接。ON(OrNot):或反指令。用于單個常閉觸點并聯(lián)連接。圖7.4所示梯形圖及語句表示了〇及ON指令的用法。〇、ON指令使用說明:①〇、ON指令可作為ー個接點的并聯(lián)連接指令,緊接在LD、LDN指令之后用,即對其前面LD、LDN指令所規(guī)定的觸點再并聯(lián)ー個觸點,可以連續(xù)使用。②若要將兩個以上觸點的串聯(lián)回路和其他回路并聯(lián)時,須采用后面說明的OLD指令。③〇、ON的操作數(shù):I,Q,M,SM,T,C,V和S。串聯(lián)電路塊的并聯(lián)指令串聯(lián)電路塊的并聯(lián)指令為OLD(OrLoad),用于串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接。圖5.4所示梯形圖及語句表表示了OLD指令的用法。〇LD指令使用說明:①幾個串聯(lián)支路并聯(lián)連接時,其支路的起點以LD、LDN開始,支路終點用OLD指令。②如需將多個支路并聯(lián),從第二條支路開始,在每ー支路后面加OLD指令。用這種方法編程,對并聯(lián)支路的個數(shù)沒有限制。③OLD指令無操作數(shù)。并聯(lián)電路塊的串聯(lián)指令并聯(lián)電路塊的串聯(lián)指令為ALD(AndLoad),用于并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接。圖7.6所示梯形圖及語句表表示了ALD指令的用法。置位與復位指令置位/復位指令為S/R(SeVReset),指令功能參見表5.1所示。表5.1置位/復位指令功能表STLLAD功能置位指厶Sbit.NS-bit一(S)N從S-bit開始的N個元件置1并保持復位指ムRbit.NS-bit一(R)N從S-bit開始的N個元件清。并保持圖5.3所示為S/R指令使用的例子。10.0的上升沿使Q0.0接通并保持,即使10.0斷開也不再影響QO.Oo10.1的上升沿使Q0.0斷開并保持斷開狀態(tài),直到10.0的下ー個脈沖到來。110.0 00.010.0J_~l_L-lI (S) LD10.01 10.1 I__ISQO.Oelケ咫ス -印I。/nlヤ)迦 IRQO.Ori(a)梯形圖 (b)時序圖圖5.3S/R指令的使用S/R指令使用說明:①對同一元件可以多次使用S/R指令(與=指令不同卜但要注意,由于是掃描工作方式,故寫在后面的指令有優(yōu)先權。如此例中,若!0.0和10.1同時為1,則Q0.0為〇。R指令寫在后因而有優(yōu)先權。②對計數(shù)器和定時器復位,計數(shù)器和定時器的當前值將被清零。③N的取值圍為1?255,N可為:VB,舊,QB,MB,SMB,SB,LB,AC,常數(shù),*VD,*AC,*LD。一般情況下使用常數(shù)。?S/R指令的操作數(shù)為:I,Q,M,SM,T,C,V,S和し〇邊沿脈沖指令邊沿脈沖指令為EU/ED（EdgeUp/EdgeDown卜邊沿脈沖指令使用說明參見表5.2所示。表5.2邊沿脈沖指令使用說明指令名稱STLLAD功能操作元件上升沿脈沖EU—]PI—()上升沿微分輸出無下降沿脈沖EDTpK-()下降沿微分輸出無EU指令對其之前的邏輯運算結果的上升沿（由OFF到ON）產生ー個寬度為ー個掃描周期的脈沖,驅動其后面的輸出線圈。ED指令則在對應輸入10.1有下降沿時產生一個寬度為ー個掃描周期的脈沖,驅動其后的輸出線圈。邊沿脈沖指令常用于啟動及關斷條件的判定,配合功能指令完成一些邏輯控制任務。邏輯堆棧操作指令S7-200系列PLC中有一個9層堆棧,用于處理所有邏輯操作,稱為邏輯堆棧。它與計算機中的堆棧結構相同,特點是“先進后出‘：①LPS指令(LogicPush):邏輯入棧指令(分支電路開始指令)b②LRD(LogicRead)指令:邏輯讀棧指令。③LPP(LogicPop)指令:邏輯出棧指令(分支電路結束指令卜使用中須注意的是:①由于受9層堆?？臻g的限制,LPS、LPP指令連續(xù)使用時應少于9次。②LPS、LPP指令必須成對使用，它們之間可以使用LRDナ曰TJ〇③LPS、LRD和LPP指令無操作數(shù)。小結:本節(jié)重點講解了S7-200系列PLC編程操作指令及功能。

エ業(yè)職業(yè)學院教案授課時間2013年3月25日2013年3月26日第5周第5周授課節(jié)次1、27、8授課班級P12機電ーP12機電二課時22本次課題: 第5章S7-200系列PLC基本指令§5.1基本邏輯指令（二）目的要求:①要求掌握各類基本指令及運用基本指令編程的方法②要求能夠針對具體的控制對象運用基本指令編程。重點難點:①邏輯指令及其應用②特別要注意掌握定時器指令和計數(shù)器指令的用法,理解其相應的工作原理參考資料:《可編程控制器原理及應用》高等教育課型: 新授課教學方法:講授法、練習法教具:作業(yè):教學步驟: 課程:可編程控制器原理及應用 序號:9a.復習（5分鐘）b.引入新課本邏輯指令（二）定時覇指令S7-200系列PLC為用戶提供了三種類型的定時器:通電延時定時器TON（OnDelayTimery斷電延時定時器TOROffDelayTimer）和保持型通電延時定時器TONR（RetentiveOnDelayTimer）〇定時器的當前值、設定值均用16位有符號整數(shù)來表示,最大計數(shù)值為3276?〇1.定時器編號定時器編號用定時器的名稱和常數(shù)（〇?255）編號,如表5.5所示（P56）。.分辨率與定時時間的計算S7-200PLC定時器有三種分辨率:1ms、10ms和100ms。定時器定時時間T的計算:T=PTxS （式中:T為實際定時時間。PT為定時設定值。S為分辨率。）定時器、計數(shù)器的設定值的數(shù)據(jù)類型均為整型（INT）,除了常數(shù)外,還可以用VW、IW等作它們的設定值。.定時器指令使用說明定時器指令的格式參見P56o（1）通電延時定時器通電延時定時器用于通電后單ー時間間隔的定時。上電或首次掃描時,定時器位為〇FF,當前值為〇〇輸入端（IN）接通時,定時器位為〇FF,當前值從〇開始計時，當前值達到PT（PresetTime,預置時間）端的設定值時,定時器位變?yōu)镺N,梯形圖中對應定時器的常開觸點閉合，常閉觸點斷開,當前值仍連續(xù)計數(shù)到32767。輸入端斷開，定時器自動復位.當前值被清零,定時器位為OFF。（2）斷電延時定時器斷電延時定時器用于斷電后單ー時間間隔的定時。上電或首次掃描時,定時器位為〇FF,當前值為〇〇輸入端（IN）接通時,定時器位變?yōu)镺N,當前值為〇〇當輸入端由接通到斷開時,定時器開始定時,當前值達到PT（PresetTime,預置時間）端的設定值時，定時器位變?yōu)椹朏F,當前值等于設定值,停止計時，直到輸入電路接通。梯形圖中對應定時器的常開觸點閉合,常閉觸點斷開,當前值仍連續(xù)計數(shù)到32767〇輸入端斷開,定時器自動復位,當前值被清零,常開觸點斷開。(3)保持型通電延時定時器保持型通電延時定時器用于多個時間間隔的累計定時。上電或首次掃描時,定時器位為〇FF,當前值保持在掉電前的值。輸入端(IN)接通時,當前值從上次的保持值開始繼續(xù)計時,當累計當前值達到設定值時,定時器位變?yōu)椹朜,,當前值可繼續(xù)計數(shù)到32767〇TONR指令只能用復位指令R對其進行復位。.定時器的刷新方法(P55).TON、TOF和TONR指令應用舉例計數(shù)器S7-200系列PLC為用戶提供了三種類型的計數(shù)器:増計數(shù)器CTU(CountUp卜減計數(shù)器CTD(CountDown)和增/減計數(shù)器CTUD(CountUp/Downb計數(shù)器的當前值、設定值均用16位有符號整數(shù)來表示，最大計數(shù)值為32767〇.計數(shù)器編號計數(shù)器編號用計數(shù)器的名稱和常數(shù)（〇?255）編號,即C***o如:C20o.計數(shù)器指令使用說明（1）增計數(shù)器增計數(shù)器指令（CTU）在每一個CU輸入的上升沿（從OFF到ON）,從當前計數(shù)值開始遞增計數(shù)。當復位輸入（R）置位或者執(zhí)行復位指令時,計數(shù)器復位。計數(shù)器在達到最大計數(shù)值（32767）時，停止計數(shù)。（2）減計數(shù)器減計數(shù)器指令（CTD）輸入端有上升沿時,減計數(shù)器每次從計數(shù)器的當前值減計數(shù)。當裝載輸入端接通時，計數(shù)器復位并把預設值裝入當前值。當計數(shù)器達到〇時,計數(shù)器位接通。（3）增/減計數(shù)器增ノ減計數(shù)器指令（CTUD）在每個CU輸入的上升沿，從當前計數(shù)值開始遞增計數(shù)。在每個CD輸入的上升沿遞減計數(shù)。當復位輸入（R）置位或執(zhí)行復位指令時,計數(shù)器復位。在達到計數(shù)器最大值3276?后，下ー個CU輸入上升沿將使計數(shù)值變?yōu)樽钚≈担?32768）〇同樣在達到最小計數(shù)值(-32768)后,下ー個CD輸入上升沿將使計數(shù)值變?yōu)樽畲笾?32767)〇比較指令比較指令是將兩個操作數(shù)按指定的條件作比較,條件成立時,觸點就閉合。其STL、LAD形式及功能參見表。比較指令為上、下限控制等提供了極大的方便。==等于比較,如LDロ==n1,n2,即n1==n2時觸點閉合。nlIIn2>=大于等于比較，如 ,即n1>=n2時觸點閉合。nlI n2<=小于等于比較，如 !〈二|I,即n1<=n2時觸點閉合?！啊酢北硎静僮鲾?shù)n1,n2的數(shù)據(jù)類型及圍:BByte,字節(jié)比較,如LDB==IB2,MB2OWWord,字節(jié)的比較,如AW>=MW2,VW12ODDoubleWord,雙字的比較,如OD<=VD24,MD。。RReal,實數(shù)的比較(實數(shù)應存放在雙字中,僅限于CPU214以上卜NOTRNOP指令.取反指令NOT將復雜邏輯結果取反后為用戶提供方便,該指令無操作數(shù)。.空操作指令NOP(NoOperation)該指令很少被使用,它對用戶程序的執(zhí)行沒有影響。小結:重點介紹S7-200系列PLC的邏輯指令。通過這ー節(jié)的學習,要求熟練掌握各種邏輯指令在梯形圖和語句表編程中的使用方法,并理解相應的時序邏輯。特別要注意掌握定時器指令和計數(shù)器指令的用法,理解其相應的工作原理。授課時間2013年3月27日2013年3月28日第5周第5周授課節(jié)次7、83、4授課班級P12機電二P12機電ー課時22本次課題: 無 目的要求:1要求掌握各類基本指令及運用基本指令編程的方法2要求能夠針對具體的控制對象運用基本指令編程。重點難點:邏輯指令及其應用參考資料:《可編程控制器原理及應用》高等教育課型: 新授課教學方法:講授法、練習法教具:作業(yè):教學步驟: 課程:可編程控制器原理及應用 序號10a.復習（5分鐘）b.引入新課練習.編寫一段程序,將VB100開始的50個字的數(shù)據(jù)傳送到VB1000開始的存儲區(qū)。.交流數(shù)字量輸入模塊與直流輸入模塊分別適用于什么場合?.數(shù)字量輸出模塊有哪幾種類型?.用10.0控制接在Q0.0-Q0.y上的8個彩燈循環(huán)移位,用T37定時,每0.5s移1位,首次掃描時給Q0.0-Q0.7置初值,用10.1控制彩燈移位的方向,設計出語句表程序。.首次掃描時給Q0.0-Q0.7置初值,控制接在Q0.0-Q0.7上的8個彩燈循環(huán)每隔2s左移2位,設計出語句表程序。.簡述模擬量擴展模塊的作用。.用于測量鍋爐爐膛壓カ(-60Pa?60Pa)的變送器的輸出信號為4?20mA,模擬量輸入模塊將0~20mA轉換為0-32000,設轉換后得到的數(shù)字為N,試求以0.01Pa為單位的壓カ值。.編寫程序實現(xiàn)將舊〇字節(jié)髙4位和低4位交換。.編寫程序,將VBO開始的256個字節(jié)存儲單元清零。小結:本節(jié)針對S7-200系列PLC編程邏輯操作指令及功能進行練習。授課時間2013年4月1日2013年4月2日第6周第6周授課節(jié)次1、27、8授課班級P12機電ーP12機電二課時22本次課題: 第5章S7-200系列PLC基本指令 §5.2算術、邏輯運算指令（一） 目的要求:1要求掌握各類算術、邏輯運算指令及運用算術、邏輯指令編程的方法2要求能夠針對具體的控制對象運用算術、邏輯指令編程。重點難點:算術、邏輯指令及其應用參考資料:《可編程控制器原理及應用》高等教育課型: 新授課教學方法:講授法、練習法教具:作業(yè)教學步驟: 課程:可編程控制器原理及應用 序號11a,復習(5分鐘)b.引入新課§5.2算術、邏輯運算指令(一)算術運算指令1、加/減運算指令(1)加/減運算指令格式(P61)(2)指令說明(以整數(shù)加減運算為例)?整數(shù)加/減運算指令是把兩個16bit(IN1,IN2)的整數(shù)作加/減運算后,將結果送到16bit的目標(OUT)中去。操作數(shù):IN1,IN2:VW,T,C,IW,QW,MW.AC,SMW,AIW,*VD,*AC,常數(shù)OUT:VW,T,C,IW,QW,MW,AC,SMW,AIW,*VD,*AC在梯形圖中, IN1+IN2=OUTIN1-IN2=OUT在語句表中,IN2的操作數(shù)與OUT同,且IN1+IN2=IN2IN2-IN1=IN2在梯形圖中,可以設定OUT和1N2指向同一存單元,這樣可節(jié)省存執(zhí)行結果對特殊標志位的影響:SM1.0(0),SM1.1(溢出)，SM1.2(負)(3)STL運算指令當IN1、N2、OUT操作數(shù)地址不同時MOVWIN1,OUT//IN1-OUT±lIN2,OUT//OUT±IN2=OUT當IN1或IN2=0UT時±lIN2.0UT//0UT±IN2=0UT2、乘/除運算指令（P63）（1）乘ノ除運算指令格式（2）指令說明（以整數(shù)乘除運算為例）整數(shù)乘法指令把兩個16bit整數(shù)相乗后,將結果送到32bit的目標（OUT）中去。整數(shù)除法指令把兩個16bit整數(shù)相除后,將結果送到32bit的目標（OUT）中去。計算結果的低16位為商,高16位為余數(shù)。■操作數(shù):IN1,IN2:VW,T,C,IW,QW,MW,SMW,AC,AIW,常數(shù),*VD,*AC。OUT:VD,ID,QD,MD,SMD,AC,*VD,*AC,SDO在梯形圖中, IN1*IN2=OUTIN1/IN2=OUT在語句表中,IN2的操作數(shù)與OUT同,IN2的低16位為ー乘子或被除數(shù),且IN2"IN1=IN2IN2/IN1=IN2在梯形圖中,可以設定OUT和1N2指向同一存單元,這樣可節(jié)省存。ー執(zhí)行結果對特殊標志位的影響:SM1.0（〇）,SM1.1（溢出），SM1.2（負）,SM1.3（除數(shù)為〇卜（3）STL運算指令5.2.2數(shù)學函數(shù)變換指令（1）平方根/自然對數(shù)指數(shù)指令①平方根指令:把32bit的實數(shù)取平方根后,將結果送到32bit的目標（OUT）中去,即屈=OUT②求自然對數(shù)指令:將32bit的實數(shù)取自然對數(shù)后,將結果送到32bit的目標（〇UT）中去。當求以10為底的自然對數(shù)時,似于以10為底的對數(shù)值)b③求指數(shù)指令:將輸入IN的值取以e為底的指數(shù),結果放入輸出(OUT)中去。④例5.16(P65)(2)三角函數(shù)運算指令①正弦(SIN)指令:將輸入IN的弧度值取正弦,結果放入輸出(〇UT)中去。輸入值為弧度值。如果輸入為角度值,使用MUL-R(*R)將該角度值乘以T!ハ80以將其轉換為弧度值。②余弦(COS)指令:將輸入IN的弧度值取余弦,結果放入輸出(OUT)中去。輸入值為弧度值。如果輸入為角度值,則將該角度值乘以!T/180以將其轉換為弧度值。③正切(TAN)指令:將輸入IN的弧度值取正切,結果放入輸出(〇UT)中去。輸入值為弧度值。如果輸入為角度值,則將該角度值乘以1T/180以將其轉換為弧度值。④例5.17(P66)小結:本節(jié)重點介紹S7-200系列PLC的邏輯指令。通過

這ー節(jié)的學習,要求熟練掌握各種邏輯指令在梯形圖和語句表

編程中的使用方法。

授課時間2013年4月8日2013年4月9日第7周第7周授課節(jié)次1、27、8授課班級P12機電ーP12機電二課時22本次課題: 第5章S7-200系列PLC基本指令 §5.2算術、邏輯運算指令（二） 目的要求:1要求掌握各類算術、邏輯運算指令及運用算術、邏輯指令編程的方法2要求能夠針對具體的控制對象運用算術、邏輯指令編程。重點難點:算術、邏輯指令及其應用參考資料:《可編程控制器原理及應用》高等教育課型: 新授課教學方法:講授法、練習法教具:作業(yè)教學步驟: 課程:可編程控制器原理及應用 序號12a.復習（5分鐘）b,引入新課§5.2算術、邏輯運算指令（二）増1/M1指令（1）增"減1指令格式（P67）（2）指令說明（以字增1/減1為例）字的加1/減1指令把源字加1/減1后,將結果送到目標（〇UT）中去。操作數(shù):IN:VW,T,C,IW,QW,MW,SMW,AC,AIW,*VD,*AC,SW,常數(shù)。OUT:VW,T.C,IW,QW,MW,SMW,AC,*VD,*AC,SWO在梯形圖中, IN+1=OUTIN-1=OUT在語句表中,IN的操作數(shù)與OUT同,且IN+1=ININ-1=IN在梯形圖中,可以設定OUT和（N指向同一存單元,這樣可節(jié)省存。執(zhí)行結果對特殊標志位的影響:SM1.0（0）,SM1.1（溢出），SM1.2（負b邏輯運算指令（與、或、異成及取反）（1）邏輯運算指令格式（P67）（2）指令說明（以字節(jié)與、或、異或及取反為例）字節(jié)的與指令ANDB:將字節(jié)IN1和IN2按位作邏輯與運算,結果送到OUT指定的目標字節(jié)中去。字節(jié)的或指令ORB:將字節(jié)IN1和IN2按位作邏輯或運算,結果送到OUT指定的目標字節(jié)中去。字節(jié)的異或指令XORB:將字節(jié)IN1和IN2按位作邏輯異或運算,結果送到OUT指定的目標字節(jié)中去。?字節(jié)取反指令INVB:把源字節(jié)IN中數(shù)據(jù)逐位取反,結果存入OUT指定的目標字節(jié)中。,操作數(shù):IN1,IN2,OUT:VB,IB,QB,MB,SMB,AC,*VD,*AC。!N的取值圍與IN1相同。在梯形圖中,執(zhí)行結果放在OUT中。在語句表中,執(zhí)行結果放在IN2或IN中。梯形圖中,可以設定OUT和!N2(IN)指向同一存單元,這樣可節(jié)省存。指令執(zhí)行影響特殊標志位:SM1.0(0)CPU212和CPU214無此指令。(3)例5.18字或、雙字異或、字求反、字節(jié)與操作編程(P68)小結:本節(jié)重點介紹S7-200系列PLC的邏輯指令。通過這ー節(jié)的學習,要求熟練掌握各種邏輯指令在梯形圖和語句表編程中的使用方法。授課時間2013年4月10日2013年4月11日第7周第6周授課節(jié)次7、83、4授課班級P12機電二P12機電ー課時22本次課題: 第5章S7-200系列PLC基本指令 §5.3數(shù)據(jù)處理指令 目的要求:1要求掌握各類數(shù)據(jù)處理指令及運用數(shù)據(jù)處理指令編程的方法2要求能夠針對具體的控制對象運用數(shù)據(jù)處理指令編程。重點難點:數(shù)據(jù)處理指令及其應用參考資料:《可編程控制器原理及應用》高等教育課型: 新授課教學方法:講授法、練習法教具:作業(yè)教學步驟: 課程:可編程控制器原理及應用 序號13a.復習(5分鐘)b.引入新課§5.3數(shù)據(jù)處理指令數(shù)據(jù)傳送1、指令格式及功能(1)字節(jié)傳送指令,如表所示。指令說明MOV_BENENOinmit?字節(jié)傳送指令:將源字節(jié)IN的容傳送到OUT中,傳送后,源字節(jié)容不變?操作數(shù):IN:VB,IB,QB,MB,SMB,AC,*AC,*VD,SB,常數(shù)OUT:VB.IB,QB,MB,SMB,AC,*AC,*VD,SBMOVBIN,OUT(2)字傳送指令,如表所示。指令說明MOV_WENINOUTMOVWIN,OUT?字節(jié)傳送指令:將源字IN的容傳送到OUT中,傳送后,源字容不變操作數(shù):IN:VW,T,C,IW,QW,MW,SMW,AC,AIW,常數(shù),*VD,*AC.SWOUT:VW,T,C,IW,QW,MW,SMW,AC,AQW,*VD,*AC,SW(3)雙字傳送指令,如表所示。指令說明MOV_DWENINOUTMOVDIN,OUT?雙字傳送指令:將源雙字IN的容傳送到OUT中,傳送后,源雙字容不變?操作數(shù):IN:VD,ID,QD,SMD,AC,HC,常數(shù),"VD「AC,&VB,&IB,&QB,&MB,&T,&C,SDOUT:VD,ID,QD,MD,SMD,AC,*VD,*AC,SD(4)實數(shù)傳送指令,如表所示。指令說明MOV_REN?實數(shù)傳送指令:將源雙字IN中的32bit實數(shù)傳送到指定的目標雙字(OUT)中去,傳送后,源雙字容不變。

INOUT■操作數(shù):MOVRIN,OUTIN:VD,ID,QD,MD,SMD,AC,*VD,*AC,SD?常數(shù),HC0OUT:VD,ID,QD,MD,SMD,AC,*VD,*AC,SD0CPU212無實數(shù)型數(shù)據(jù)操作指令。(5)字節(jié)的塊傳送指令,如表所示。也4用71說明BLKMOV.BENIN1?字節(jié)的塊傳送指令:將從字節(jié)!N開始的連續(xù)N個字節(jié)的數(shù)據(jù)塊的容復制到從字節(jié)OUT開始的數(shù)據(jù)塊里。N的有效圍是1?255NOUTBMBIN.OUT.N?操作數(shù):IN,OUT:VB,IB,QB.MB,SMB,*VD,*ACON:VB,IB,QB,MB,SMB,AC,常數(shù),*VD,*AC,SB(6)字的塊傳送指令,如表所示。指令說明BLKMOV_WENIN1N OUTBMWIN,OUT,N?字的塊傳送指令:將從IN開始的連續(xù)N個字的數(shù)據(jù)塊的容復制到從字OUT開始的數(shù)據(jù)塊里。N的有效圍是1-255,操作數(shù):IN:VW,T,C,IW,QW,MW,SMW,AIW,*VD,*AC,SWOUT:VW,T,C,IW,QW,MW,SMW,AQW,*VD,*AC,SWN:VB,IB,QB,MB,SMB,AC?常數(shù),*VDドAC,SB(7)雙字的塊傳送指令,如表所示。指令說明BLKMOV_DENIN1NOUTBMDIN,OUT,N?雙字的塊傳送指令:將從(N開始的連續(xù)N個雙字的數(shù)據(jù)塊復制到從雙字〇UT開始的數(shù)據(jù)塊里。N的有效圍是1?255.操作數(shù):IN,OUT:VD,ID,QD,MD,SMD,*VD,*AC,SDN:VB,IB,QB,MB,SMB,AC,*VDJAC,SB,常數(shù)■CPU212和CPU214無此指令2、［例］5.19將變量存儲器VW100中容送到VW200中(P70)移位與循環(huán)移位指令(以字節(jié)移位與循環(huán)移位為例)1、指令格式及功能(1)字節(jié)的右移/左移指令,如表所示。指令說明SHR_BEN字節(jié)的右移/左移指令把源字節(jié)(IN)向右/左移動N位,移空的位以〇填充。

INNOUTSRBIN,N?操作數(shù):IN:VB,IB,QB,MB,SMB,AC,*VDドAC,SBOUT:VB,IB.QB,MB,SMB,AC,*VD,*AC,SBN:VB.IB,QB,MB,SMB,AC,*VD,*AC,常數(shù),SB№8時,按8處理N>0則溢出標志位SM1.1取最后移出位的值N=0則不作移位操作?在梯形圖中,移位結果存放在。UT中在語句表中,移位結果存放在IN中在梯形圖中,可以設定OUT和!N指向同一存單元,這樣可節(jié)省存?執(zhí)行結果對特殊標志位的影響:SM1.0(0),SM1.1(溢出)?CPU212和CPU214無此指令SHL_BENINNOUTSLBIN,N(2)字節(jié)的循環(huán)右移/左移指令,如表所示。指令說明ROR_BENINN OUTRRBIN,N字節(jié)的循環(huán)右移/左移指令把源字節(jié)IN指定的容向右、左循環(huán)移N位,結果存入〇UT指定的目標字節(jié)中。?操作數(shù):IN:VB,IB,QB,MB,SMB,AC,*VD,*AC,SB0OUT:VB,IB,QB,MB,SMB,AC