可編程控制器的分類

按組成結構：整體式、模塊式和緊湊式

按I/O點數：大 (>1024)、中 (256～1024) 、小型 (<256點)

按功能：低、中、高檔.

PLC硬件系統：輸入部分；運算控制部分（CPU）；運算控制部分（CPU）

可編程控制器的一個機器掃描週期是指用戶程序運行一次所經過的時間。它分為執行CPU自診斷、處理通訊請求、讀輸入(輸入採樣)、執行程序、寫輸出(輸出刷新)等五個階段。

S7-200 CPU有兩種工作方式:

STOP(停止)。 CPU在停止工作方式時不執行程序，此時可以向CPU裝載程序或進行系統設置。

RUN(運行)。 CPU在RUN工作方式下運行用戶程序。

在程序編輯、上/下載等處理過程中，必須把CPU置於STOP方式。

改變工作方式的方法:

使用PLC上的方式開關來改變工作方式。

使用STEP7-Micro/WIN32編程軟件設置工作方式。

在程序中插入一個STOP指令，CPU可由RUN方式進入STOP工作方式。

使用工作方式開關改變工作狀態。

用位於CPU模塊的出/入口下面的工作方式開關選擇CPU工作方式。工作方式開關有三個擋位:STOP TERM(Terminal)、RUN。

提供參與操作的數據地址的方法，稱為尋址方式。

S7-200數據的尋址方式有立即數尋址、直接尋址和間接尋址三大類；有位、字節、字和雙字四種尋址格式。用立即數尋址的數據在指令中以常數形式出現。

輸入繼電器線圈只能由外部信號驅動，不能用程序指令驅動。

輸出繼電器用來將PLC的輸出信號傳遞給負載，只能用程序指令驅動。

數據存儲區及元件功能

（1）輸入/輸出映像寄存器

（2）變量存儲器(V)

（3）內部標誌位(M)存儲區

（4）順序控制繼電器(S)存儲區

（5）特殊標誌位(SM)存儲器

（6）局部存儲器(L)

（7）定時器

（8）計數器

（9）模擬量輸入/輸出映像寄存器(AI/AQ)

（10）累加器(AC)

（11）高速計數器(HC)

定時器的主要參數有定時器預置值，當前計時值和狀態位。

計數器有一個16位的當前值寄存器和一位狀態位。當前值寄存器用以累計脈衝個數,其設定值(預置值)在程序中被賦予；當計數器當前值大於或等於預置值時，狀態位置1。

S7-200 CPU提供有三種類型的計數器:

增計數，

減計數，

增/減計數。

S7-200系列PLC支持SIMATIC和IEC1131-3兩種基本類型的指令集，編程時可任意選擇。

SIMATIC指令集是西門子公司PLC專用的指令集，具有專用性強、執行速度快等優點，可提供LAD，STL，FBD等多種編程語言。

IEC1131-3指令集是按國際電工委員會(IEC)PLC編程標準提供的指令系統。該編程語言適用於不同廠家的PLC產品，有LAD和FBD兩種編輯器。

LAD圖形指令有三個基本形式：觸點、線圈和指令盒。

實例編程：

例1

圖1.1為三相異步電動機正反轉運行電路。起動時，合上QS，引入三相電源。按下正轉控制按鈕SB2，KMl線圈得電，其常開觸點閉合，電動機正轉並實現自鎖。

圖1.1

當電動機需要反轉時，按下反轉控制按鈕SB3，KMl線圈斷電，KM2線圈得電，KM2的常開觸點閉合，電動機反轉並實現自鎖，按鈕SBl為總停止按鈕。

任務要求用PLC來實現上圖所示的三相異步電動機的正反轉運行電路

（1）I/O(輸入/輸出)地址分配

由上述控制要求可確定PLC需要3個輸入點，2個輸出點，其I／0地址分配如下：

I0.0：停止按鈕SB1

I0.1：正轉起動按鈕SB2

I0.2：反轉起動按鈕SB3

Q0.0：正轉運行用交流接觸器KM1

Q0.1：反轉運行用交流接觸器KM2

PLC的外部硬件接線圖

1）方案一：直接用“起一保一停”基本電路實現。

2）方案二：利用“置位/復位”基本電路實現。

3）方案三：利用棧操作指令實現梯形圖及指令表。

例2

圖2.1為兩臺電動機順序起動逆序停止的控制電路圖。按下起動按鈕SB2，第一臺電動機M1開始運行，5s之後第二臺電動機M2開始運行；按下停止按鈕SB3，第二臺電動機M2停止運行，10s之後第一臺電動機Ml停止運行；SBl為緊急停止按鈕，當出現故障時，只要按下SBl，兩臺電動機均立即停止運行。

圖2.1

任務要求用PLC來實現上圖所示的兩臺電動機順序起動逆序停止的控制電路，其控制時序圖如下圖所示。

I/O(輸入/輸出)地址分配

由上述控制要求可確定PLC需要3個輸入點，2個輸出點，其I/0地址分配如下：

I0.0：緊急停止按鈕SB1

I0.1：起動按鈕SB2

I0.2：停止按鈕SB3

Q0.0：電動機M1運行用交流接觸器KM1

Q0.1：電動機M2運行用交流接觸器KM2

根據I／0地址分配及控制時序圖可知，當起動按鈕SB2被按下時，輸入繼電器I0.1接通，輸出繼電器Q0.0置1，交流接觸器KMl線圈得電並自保，這時第一臺電動機M1運行，5s之後輸出繼電器Q0.1置1，第二臺電動機M2。

開始運行；當按下停止按鈕SB3時，輸入繼電器I0.2接通，輸出繼電器Q0.1置0，第二臺電動機M2停止運行，10s之後輸出繼電器Q0.0置0，第一臺電機停止運行。梯形圖及語句表如圖所示。

例3

圖3.1為三相異步電動機Y-△減壓起動的原理圖。KMl為電源接觸器。KM2為△聯結接觸器，KM3為Y聯結接觸器，KT為起動時間繼電器。其工作原理是：起動時合上電源開關QS，按起動按鈕SB2，則KMl、KM3和KT同時吸合併自鎖，這時電動機接成Y聯結起動。

圖3.1

任務要求用PLC來實現圖Y-△減壓起動的控制電路，其控制時序圖如圖所示。利用PLC基本指令中的串、並聯及輸出指令可實現上述控制要求。

例4

如圖4.1是一個庫門自動控制示意圖。當有汽車接近庫門時，超聲波開關動作（超聲波開關為0N），庫門打開，直到上限位開關動作，汽車通過庫門，紅外線光電開關動作(汽車遮斷了光束，光電開關為0N)，汽車完全進入庫門後，庫門開始關門，直到下限位開關動作，完成一個自動控制過程。

圖4.1

如圖4-1所示，設小車在初始位置時停在右邊，限位開關SQ2處於“0N”狀態。按下起動按鈕SB0後，小車向左運動，碰到限位開關SQl時，變為右行；返回限位開關SQ2處變為左行，碰到限位開關SQ0時，變為右行，返回起始位置後停止運動。

任務要求用PLC控制小車往復運動，用單序列的順序功能圖編程。

圖4-1

（1）I/O(輸入/輸出)地址分配

由上述控制要求可確定PLC需要4個輸入點，2個輸出點，其I/O地址分配如下：

I0.0：限位開天SQ0

I0.1：限位開關SQl

I0.2：限位開關SQ2

I0.3：起動按鈕SB0

QO.0：接觸器KMl小車左行

QO.1：接觸器KM2小車右行

小車往復運動的順序功能圖

小車往復運動的控制梯形圖

例5

城市隧道要求24小時不間斷照明，有時考慮到要節約用電和延長燈的使用壽命，需要分時控制，同時又要有足夠的照明，如隧道中有A、B、C三組燈，每天早7點到晚7點，第1組燈亮，晚7點到晚10點3組燈都亮(車多)，晚10點至第二天早7點第2、3組燈亮，要求用一個開關控制三組燈的亮和滅。

（1）I/O(輸入/輸出)地址分配

I0.0： 控制開關

QO.1、QO.2、QO.3： 三組燈