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1、第十章 其它常用PLC系统简介,教学提示：除了三菱FX 系列PLC外，目前市场较为流行的中小型PLC还有日本欧姆龙C20 型PLC和德国西门子S7-200系列PLC。本章通过对比和举一反三的方式介绍这两种PLC，使读者能够很快地对这两种PLC有一个初步的总体的了解，以便于实际工作中的选用,教学要求：通过本章教学使学生初步掌握欧姆龙C20 PLC和西门子S7-200系列PLC的基本指令和梯形图设计，能够运用这两种PLC来实现逻辑控制,10.1 欧姆龙C系列C20普及型PLC,10.1.1 C20的性能,10.1.2 C20的选件和配置,10.2 西门子S7200PLC,10.1.3 C20的基本
2、指令,10.2.1 S7200系列PLC的硬件系统,10.3 3种PLC应用程序举例,10.1.4 C20的专用指令,10.2.2 S7200系列PLC的内部资源及寻址方式,第十章 其它常用PLC系统简介,10.2.3 S7200系列PLC基本逻辑指令及举例,10.3.1 简单程序举例,10.3.2 综合应用举例,10.1 欧姆龙C系列C20普及型PLC,10.1.1 C20的性能,C20有基本型和扩展型两种型号。基本型容量为1194个程序语句，28个I/O点及136个内部辅助继电器；扩展型除了I/O点能增加到140个以外，其它功能与基本型相同。C20的性能见表10.1,C20可以根据控制系统
3、的I/O点数选用16点输入/12点输出，32点输入/24点输出，48点输入/36点输出，64点输入/48点输出，80点输入/60点输出等主机模块,C20共有48个定时器/计数器每个定时器的范围是0.01秒999.9秒，每个计数器的计数范围是19999。C20还有高速定时功能，定时范围是0.01秒999.9秒,C20除了具有一般小型PLC所具备的逻辑运算指令、定时指令、计数指令等以外，还具有数值计算指令，例如加法、减法、比较、移位等指令，能适应较为复杂的开关量控制,表10.1 C20性能表,续表,10.1.2 C20的选件和配置,1C20的选件,（1）3G2C7-CPU44E,可扩展的主模块，外
4、型尺寸为：21025059.5mm。模块上有微处理器、RAM/ROM、16点输入和12点输出。还有可编程序控制台（3G2A6-PRO15E）或EPROM写入器（3G2A5-PRW04E）相连的接口，该模块是必选模块,（2）3G2C7-MC223,28点I/O扩展模块，外型尺寸为：21025059.5mm。该模块有16点输入，12点输出。它通过扁平电缆与主模块相连,（3）3G2C7-MC224,56点I/O扩展模块，外型尺寸为21025059.5mm。该模块有32点输入，24点输出。它通过扁平电缆与主模块相连,（4）3G2A6-PRO15E,编程器。可直接插到主模块上，不占安装位置。它主要用于输
5、入或修改用户程序，监控PC运行状态,（5）3G2A5-PRW04E,EPROM写入器。可直接插到主模块上，不占安装位置。它主要用于将PLC存储器中的用户程序写入EPROM，或将EPROM中的用户程序读到PLC的RAM用户程序区,2C20的配置,用户根据控制系的规模，可以选择如下配置：,16点输入，12点输出：只购置主模块,32点输入，24点输出：主模块I/O 28点扩展,48点输入，36点输出：主模块I/O 56点扩展,64点输入，48点输出：主模块I/O 56点扩展I/O 28点扩展,80点输入，60点输出：主模块I/O 56点扩展I/O 56点扩展,3C20的通道和继电器,（1）通道（CH
6、ANNEL）,C20有00CH 04CH 5个输入通道，05CH 09CH 5个输出通道，10CH 17CH 8个内部通道，HR00CH HR09CH 10个保持通道，每个通道由16个继电器构成,（2）继电器号,继电器号一般由两部分组成：,*,*,*,*,该通道的第几个继电器号,TIM 00,例如：1015表示第10通道的第16个继电器；HR000，表示HR通道的第一个继电器,C20与其它典型PLC一样其工作原理也是扫描工作原理。其基本构成与FX2N系列PLC相同，由CPU、输入接口、输出接口、扩展接口、编程器、存储器及后备电池和电源组成,4工作原理和组成,10.1.3 C20的基本指令,表1
7、0.2 C20、FX2N和S7200 PLC基本指令比较,续表,表10.3 C20、FX2N和S7200 PLC基本指令梯形图比较,续表,10.1.4 C20的专用指令,1.程序结束指令（END）,表10.4程序结束指令的定义与功能,2.分支指令对（IL/ILC）,表10.5程序结束指令的定义与功能,IL,ILC,指令说明：,IL（连锁）总是与ILC（连锁清除）一起使用。当不满足IL执行条件即IL支路前面的位是OFF时，那么在IL和ILC之间的那一部分程序就不执行，在IL和ILC之间的那部分程序中，输出继电器状态见表10.6,IL与ILC应配合使用，当IL未接通时，IL与ILC之间的输出都为O
8、FF，当IL接通时，IL与ILC之间的电路正常工作,当一个电路分支到多个OUT指令时，IL和ILC应成双地使用。如果没有成双使用，在程序检查过程中会出现错误,表10.6 条件是OFF时IL与ILC指令之间的每个继电器状态,【例10-1】IL与ILC指令的应用编程见图10.1所示,图10.1 IL与ILC指令的应用编程,3.支路（TR）,表10.7 C20 PLC中TR07与FX2N MPS、MPP、MRD应用对照表,指令说明：,一个暂存继电器TR位可以用在具有一个以上输出分支的地方作为一个暂存工作位。当一个梯形图程序不能用IL或ILC编程时，可以使用TR,TR0,共有8个TR位可供使用。即：T
9、R0到TR7。在一个程序中，这些位的使用次数没有限制，但是在同一个块中不能重复使用,TR和IL/ILC指令比较：在同一梯形图中既可以用TR编程也可以用IL/ILC编程。因为IL/ILC指令不需要像LD TR那样多占存储地址，所以程序中应尽可能使用IL/ILC指令代替TR位的使用，这样既可使程序缩短，又可节省存储空间,【例10-2】TR的梯形图见图10.2,图10.2 TR0、TR1应用示例,【例10-3】TR0、TR1在不同组内重复使用的编程见图10.3所示,图10.3 TR0、TR1重复使用情况,4.串行移位指令(SFT),表10.8 串行移位指令(SFT)指令的定义与功能,指令说明：,移位
10、寄存器必须按照输入、时钟、复位和SFT指令的顺序（首通道到末通道）编程,每一条SFT指令必须有若干16位的单元来作为其数据移动位。例10-4中，是从0500到0515共16位来移动数据,利用被指定通道的继电器号，可把移位寄存器的16位内容一位一位地输出,SET,CP,R,B,IN,E,【例10-4】SFT指令的编程见图10.4所示,图10.4 SFT指令的编程,5保持指令(KEEP),表10.9 保持指令(KEEP)指令的定义与功能,S,R,KEEP,【例10-5】KEEP指令的编程见图10.5所示。当输入0001和0002都闭合时，输出继电器0500即接通，并保持下来，只有当0003和000
11、4都闭合时，继电器0500 才断开,0001,0002,0003,0004,0005,KEEP,图10.5 KEEP指令的编程,6微分指令(DIFU/DIFD),表10.10 微分指令的定义与功能,【例10-6】微分指令(DIFU)的编程见图10.6所示。当串联触点0000和0001闭合时，在闭合的上升沿，使输出继电器0500 ON一个扫描周期，而后OFF,0001,0002,0500,DIFU,图10.6 DIFU微分指令的编程,DIFU/DIFD,【例10-7】微分指令(DIFD)指令的编程见图10.7所示。当0000从ON变为OFF时的下降沿，可使输出继电器0500 ON一个扫描周期，而
12、后OFF,0000,DIFD,0500,图10.7 DIFD微分指令的编程,7比较指令(CMP),表10.11 比较指令的定义与功能,CMP,S1,S2,【例10-8】当输入继电器0000 ON时，输入TIM00的运行数据与2500比较，其结果输出到专用辅助继电器结果区19051907。比较结果见表10.12和表10.13,图10.8 比较指令的编程,表10.12 专用辅助继电器的输出结果,表10.13 S1、S2的数据区域,8传输指令（MOV）和反传输指令（MVN）,表10.14 比较指令的定义与功能,MOV,S,D,MVN,S,D,指令说明：,若被传送的数据为0，则专用辅助寄存器1906接
13、通，否则断开,表10.15 S、D的数据区域,【例10-9】当0000接通时，MOV把10CH（10001015）的16位数据传送到HR9CH（HR900HR915），然后，由MVN求反再传送到HR0CH（HR000HR015）。梯形图见图10.9,图10.9 MOV/MVN指令的编程,9加法指令（ADD）,表10.16 加法指令的定义与功能,指令说明：,（1）在实现ADD指令之前，应安排一条CLC指令来清除进位标志（1904）,（2）该指令为4位BCD数据相加，若相加结果为0，则1906接通；若有进位，则1904接通,ADD,S1,S2,D,表10.17 S1、S2、D的数据区域,10减法指
14、令(SUB),表10.18 减法指令的定义与功能,指令说明：,（1）在实现SUB指令之前，应安排一条CLC指令来清除进位标志（1904）,（2）该指令为4位BCD数据带进位（1904）相减，若相减结果为0，则1906接通，若结果为负数，则1904接通,ADD,S1,S2,D,10.2 西门子S7-200 PLC,10.2.1 S7-200系列PLC的硬件系统,1硬件系统基本构成,（1）基本单元,CPU 221 它有6输入/4输出，I/O共计10点，无扩展能力，程序和数据存储容量较小，有一定的高速计数处理能力，非常适合于少点数的控制系统,CPU 222 它有8输入/6输出，I/O共计14点。和C
15、PU 221相比，它可以进行一定模拟量的控制和2个模块的扩展，因此是应用更广泛的全功能控制器,CPU 224 它有14输入/10输出，I/O共计24点。和前两者相比，存储容量扩大了一倍，它可以有7个扩展模块，有内置时钟，它有更强的模拟量和高速计数的处理能力，是使用的最多的S7-200产品,CPU 226 它有24输入/16输出，I/O共计40点，和CPU 224相比，增加了通信口的数量，通信能力大大增强。它可用于点数较多、要求较高的小型或中型控制系统,CPU 226 XM 这是西门子公司后来推出的一种增强型主机，它在用户程序存储容量和数据存储容量上进行了扩展，其它指标和CPU 226相同,（2
16、）扩展单元,表10.19 数字量输入输出扩展模块,表10.20 模拟量输入输出扩展模块,（3）特殊功能模块,（5）工业软件,（4）相关设备,2 I/O点数扩展和编址,CPU 22X系列的每种主机所提供的本机I/O点的I/O地址是固定的，进行扩展时，可以在CPU右边连接多个扩展模块，每个扩展模块的组态地址编号取决于各模块的类型和该模块在I/O链中所处的位置。编址方法是同种类型输入或输出点的模块在链中按与主机的位置而递增，其它类型模块的有无以及所处的位置不影响本类型模块的编号,【例10-10】某一控制系统选用CPU224，系统所需的输入输出点数各为：数字量输入24点、数字量输出20点、模拟量输入6
17、点和模拟量输出2点,解：,该系统可有多种不同模块的选取组合，并且各模块在I/O链中的位置排列方式也有可能有多种，图10.10所示为其中的一种模块连接形式。表10.21为其对应的各模块的编址情况,图10.10 模块连接方式,表10.21 各模块编址,10.2.2 S7-200系列PLC的内部资源及寻址方式,输入/输出继电器(I/Q),通用辅助继电器(M),特殊辅助继电器(SM),变量存储器(V),局部变量存储器(L),顺序控制继电器(S),定时器(T),计数器,模拟量输入映像寄存器(AI)、模拟量输出映像寄存器(AQ),高速计数器,累加器,2.软元件数据类型及范围寻址,表10.22 S7-200
18、 PLC中常数表示方法,3.软元件直接寻址,（1）位寻址格式,按位寻址的格式为：Ax.y，其中，A：元件名称，x：字节地址，y：字节内的位地址。使用时必须指定元件名称、字节地址和位号。如图10.11 所示是输入继电器的位寻址格式,可以进行位寻址的编程元件有：输入继电器(I)，输出继电器(Q)、通用辅助继电器(M)、特殊辅助继电器(SM)、局部变量存储器(L)、变量存储器(V)和顺序控制继电器(S),I,3,.,4,字节的位号,字节和位地址之间的间隔,字节的地址,元件名称(I为输入继电器）,图10.11 CPU存储器中位数据表示方法举例（位寻址）,2.特殊器件的寻址格式,存储区内另有一些元件是具
19、有一定功能的器件，不用指出它们的字节，而是直接写出其编号。这类元件包括定时器(T)、计数器(C)、高速计数器(HC)和累加器(AC)。其中T和C地址编号中均包含两个含义，如T10，既表示T10的定时器状态信息，又表示该定时器的当前值,3.字节、字和双字的寻址格式,对字节、字和双字数据，直接寻址时需要指明元件名称、数据类型和存储区域内的首字节地址。如图10.12 所示是以变量存储器为例分别存取字节、字和双字3种长度数据的比较,图10.12 存取3种长度数据的比较,10.2.3 S7-200系列PLC基本逻辑指令及举例,表10.23 C20、FX2N和S7200 PLC基本指令比较,表10.23
20、C20、FX2N和S7200 PLC基本指令比较,P,P,除以上基本指令外，还有如下基本指令,1计数器指令,表10.24 记数器指令格式,记数器号,计数脉冲输入,复位输入,计数设定值,记数器号,增计数脉冲输入,减计数脉冲输入,复位输入,计数设定值,CU,PV,R,CTU,CU,R,PV,CD,CTUD,记数器号,复位输入,计数设定值,R,PV,CD,CTD,计数脉冲输入,2定时器指令,表10.25 定时器指令格式,定时器号,定时输入端,时间常数,IN,PT,TON,定时器号,定时输入端,时间常数,IN,PT,TONR,定时器号,定时输入端,时间常数,IN,PT,TOF,2.置位、复位指令,表1
21、0.26 置位/复位指令的功能表,表10.27 置位/复位指令的应用示例,S7-200 PLC基本指令梯形图,表10.27 C20、FX2N和S7200 PLC基本指令梯形图,续表,10.3 三种PLC应用程序举例,10.3.1 简单程序举例,【例10-11】程序。该电路要求在输入信号有效时，立刻有输出；而输入信号断开后，输出信号延时一段时间才断开,C20和S7-200两种PLC的瞬时接通/延时断控制的编程如表10.28所示,解：,表10.28 瞬时接通/延时断开程序比较,【例10-12】延时接通/延时断开程序。该电路要求有输入信号接通后，停一段时间输出信号才接通；而输入信号断开后，输出信号延
22、时一段时间才断开,延时接通/延时断开的梯形图和指令程序及见表10.29所示,解：,表10.29 延时接通/延时断开程序,续表,【例10-13】振荡电路。振荡电路也叫闪烁电路如表10.30所示，主要用于报警、娱乐等场合,解：振荡电路的梯形图和指令程序及见表10.30所示,表10.30 振荡电路程序,【例10-14】长延时电路。当需要延时时间很长时，常需要使用几个定时器与记数器组合的电路来实现,解：长延时的电路的梯形图和指令程序及如表10.31所示，长延时定时时间为15小时20分钟,表10.31 长延时电路程序,续表,10.3.2 综合应用举例,【例10-15】机械手将传送带A上的物体搬运到传送带
23、B上，其时序图如图10.13 所示，我们将应用前面介绍的三种PLC进行编程,图10.13 搬运机械手时序图,解：,（1）确定输入输出元件如下：,（2）三种PLC的梯形图及指令见表10.32、表10.33和表10.34所示,表10.32 欧姆龙C20系列可编程序控制器梯形图及指令,表10.33 三菱FX2N系列可编程序控制器梯形图及指令,表10.34 西门子S7-200可编程序控制器梯形图及指令,续表,小 结,本章在前面章节介绍了FX2N PLC的工作原理、基本指令、步进顺控指令的基础上，对比介绍了欧姆龙C20 普及型PLC和西门子S7-200 小型机PLC的基本指令格式、功能和梯形图设计，并且应用三种PLC进行了简单程序设计和综合应用。这三种PLC在基本指令、步进顺控指令方面有相似之处，本章节可作为了解C20、S7-200型PLC的入门知识,
