6ES7516-3TN00-0AB0现货西门子代理6ES7516-3TN00-0AB0现货西门子代理6ES7516-3TN00-0AB0现货西门子代理西门子S7-1200 PLC的基本指令有哪些？五个应用实例轻松入门PLC（即Programmable Logic Controller的简称），又称可编程逻辑控制器，是以微处理器、嵌入式芯片为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术发展而来的一种新型工业控制装置，是工业控制的主要手段和重要的基础设备之一。在西门子工厂自动化系统中，核心的就是PLC，它通过在现场层、控制层和管理层分别部署PLC的硬件产品和对应软件，实现了管理控制一体化。西门子目前主流的PLC产品为S7系列PLC，包括S7-200SMART、S7-1200、S7-300、S7-400、S7-1500等，具有外观轻巧、速度敏捷、标准化程度高等特点，同时借助的网络通信能力和标准，可以构成复杂多变的控制系统。本文主要介绍的就是S7-1200的一些基本指令应用。1. 西门子S7-1200 PLC如图1-1所示，西门子S7-1200 PLC模块包括CPU、电源、输入信号处理回路、输出信号处理回路、存储区、RJ45端口和扩展模块接口。图1-1 S7-1200 PLC模块根据PLC的定义，S7-1200 PLC的本质为一台计算机，负责系统程序的调度、管理、运行和PLC的自诊断，负担将用户程序作出编译解释处理以及调度用户目标程序运行的任务。与之前西门子S7-200系列PLC模块大的区别在于它标准配置了以太网接口RJ45，并可以采用一根标准网线与安装有博途软件的PC进行编程组态和工程应用。S7-1200 PLC系统的基本构成图1-2所示为S7-1200 PLC系统，它包括CPU模块、SM信号模块、CM通信模块、电源模块和其他附件。图1-2 S7-1200 PLC系统2. S7-1200基本指令应用2.1 位逻辑指令位逻辑指令是实现PLC控制的基本指令，即按照一定的控制要求对“0”、“1” 两个布尔操作数（BOOL）进行逻辑组合，可以构成“与”、“或”、“异或”等基本逻辑操作，也可以构成“置位”、“复位”、“上升沿检测”、“下降沿检测”等复杂逻辑操作，并将其结果送入存储器状态字的逻辑操作结果（RLO）。表2-1所示为常见的位逻辑指令汇总，主要包括触点和线圈指令，具体说明如下：（1）取反指令取反指令(-| NOT|-、-( / )-)改变能流输入的状态，将RLO的当前值由0变1，或由1变0。如图2-1中，左右母线是一个直流电源的正负极，左母线是接正极，右母线接负极，能流（电流）沿着梯形图，从左母线流到右母线，形成一条回路。如果采用-( / )-线圈取反指令，如图2-2所示，则输出结果与图2-1刚好相反。图2-1能流的概念图2-2 线圈取反指令（2）边沿检测指令边沿信号在PLC程序中比较常见，如电动机的起动、停止、故障等信号的捕捉都是通过边沿信号实现的。如图2-3所示，上升沿检测指令检测每一次0 到1的正跳变，让能流接通一一个扫描周期；下降沿检测指令检测每一次1到0的负跳变，让能流接通一一个扫描周期。图2-3边沿检测示意（3）置位/复位指令当触发条件满足(即RL0= 1)时，置位指令将一一个线圈置1；当触发条件不再满足（即RLO=0）时，线圈值保持不变，只有触发复位指令时才能将线圈值复位为0。单独的复位指令也可以对定时器、计数器的值进行清零。梯形图编程指令中RS、SR触发器带有触发优先级，当置位、复位信号同时为1时，将触发优先级高的动作，如RS触发器，S (置位在后)优先级高。表2-1 位逻辑指令汇总【实例2-1】用自锁实现输送带起停控制 采用S7-1200 CPU1215C DC/DC/DC来进行输送带启停控制电路的设计，即用启动按钮SB1控制输送带电动机运行，带动BOX物品从右向左运行，当达到到右侧的接近开关附近时，接近开关感应到物品，输送带电动机停止；急停按钮可以随时按下来停止输送带电动机；指示灯的运行和停止指示与电动机的动作一致。请用自锁控制来进行梯形图编程，并进行程序编辑与下载。图2-4 输送带起停控制示意1.[STEP1]  定义输入输出元件输送带启停控制涉及按钮、接近开关、电动机和指示灯等元件，表2-2所示为本实例的输入输出元件及控制功能。            表2-2 输入输出元件及控制功能PLC软元件元件符号/名称输入I0.0SB1/启动按钮I0.1SQ1/接近开关I1.0SB2/急停按钮（紧急停止）输出Q0.0KM/接触器/运行指示/停止指示2.[STEP2] 电气接线本实例采用S7-1200 PLC中的CPU1215C DC/DC/DC，具体接线图如图2-5所示。为了更加直观反映输入输出情况，将电源部分略作修改后的接线图如图2-6所示（本书后续实例主要采用这种画法）。图2-5 【实例2-1】接线图图2-6 【实例2-1】接线简化图3.[STEP3] PLC梯形图编程PLC的梯形图编程方法可以采用传统的“继电器—接触器”思路，如本实例中的“自锁控制”方法，当按下按钮I0.0后，Q0.0线圈闭合；此时Q0.0的触点动作，持续接通Q0.0线圈，形成自锁控制。当I1.0紧急停止动作或I0.1接近开关动作，Q0.0线圈断开，自锁失效。在编程中，还需要注意Q0.2输出和Q0.1刚好相反，可以采用取反线圈实现。图2-7 输送带起停梯形图4.[STEP4] PLC调试将图2-7所示的梯形图程序经编译下载到PLC后，可以进行在线监控如图2-8所示。需要注意的是SB2急停按钮在接线上是常闭触电，因此在梯形图编程中画的是常开，正常情况实际的在线监控也是接通的，只有当按下急停按钮后，I1.0信号才断开。图2-8 在线监控示意2.2 定时器与时钟存储器2.2.1 定时器种类使用定时器指令用以创建可编程的延迟时间，表2-3所示为S7-1200的定时器指令，常用的为如下4种定时器：1）TP：脉冲定时器可生成具有预设宽度时间的脉冲。2）TON：接通延迟定时器，输出Q在预设的延时过后设置为ON。3）TOF：关断延迟定时器，输出 Q在预设的延时过后重置为OFF。4）TONR：保持型接通延迟定时器，输出在预设的延时过后设置为ON。在使用 R 输入重置经过的时间之前，会跨越多个定时时段一直累加经过的时间。表2-3 定时器指令2.2.2 TON指令TON指令就是接通延迟定时器输出Q在预设的延时过后设置为ON，其指令形式如图2-9所示，参数及其数据类型如表2-4所示。参数 IN 从 0 跳变为 1 将启动定时器TON。图2-9 TON指令表2-4 TON参数及数据类型PT（预设时间）和 ET（经过的时间）值以表示毫秒时间的有符号双精度整数形式存储在存储器中（表2-5所示）。TIME 数据使用 T# 标识符，可以简单时间单元“T#200ms”或复合时间单元“T#2s_200ms（或T#2s200ms）”的形式输入。表2-5 TIME数据类型 如图2-10所示，在指令窗口中选择“定时器操作”中的TON指令，并将之拖入到程序段中（图2-11），这时就会跳出一个“调用数据块”窗口，选择自动编号，则会直接生成DB1数据块；也可以选择手动编号，根据用户需要生成DB数据块。图2-10 选择TON定时器操作图2-11  TON指令调用数据块在项目树的“程序块”中，可以看到自动生成的IEC_Timer_0_DB[DB1]数据块，生成后的TON指令调用如图2-12所示。图2-12 TON指令调用示意2.2.3 TOF定时器TOF关断延时定时器指令的参数与TON相同，区别在于IN 从1 跳变为 0 将启动定时器。2.2.4 TP脉冲定时器TP脉冲定时器指令虽然参数格式与TON、TOF一致，但含义跟接通延时和断电延时不同，它是在IN输入从0跳变到1之后，立即输出一个脉冲信号，其持续长度受PT值控制。图2-13 TP指令应用图2-14所示为TP指令时序图，从图中可以看到：即使TON的IN信号还处于“1”状态，TP指令输出Q在完成PT时长后，就不再保持为“1”；即使TON的IN信号为多个“脉冲”信号，输出Q也能完成PT时长的脉冲宽度。图2-14 TP指令时序图2.2.5 TONR时间累加器TONR指令如图2-15所示，与TON、TOF、TP相比增加了参数R，相关的参数及数据类型见表2-7。图2-15 TONR指令表2-7 TONR参数及数据类型 图2-16所示为TONR的时序图，当IN信号不连续输入时，定时器ET的值一直在累计，直到定时时间PT到，ET的值保持为PT值；当R信号ON时，ET的值复位为零。图2-16 TONR时序图2.2.6系统和时钟存储器的选用在报警指示中经常会碰到“闪烁”的频率概念，用TON等定时器可以完成，但更便捷的方式就是采用博途软件自带的PLC“系统和时钟存储器”。在图2-17中，选中PLC属性中所示的“系统和时钟存储器"，点击右边窗口的复选框“启用系统存储器字节”和“启用时钟存储器字节”，采用默认的MB1、MB0作为系统存储器字节、时钟存储器字节，也可以修改该2字节的地址。图2-17系统和时钟存储器将MB1设置为系统存储器字节后，该字节的M1.0~M1.3的意义如下：● M1.0(FirstScan): 仅在进入RUN模式的扫描时为1状态，以后为0状态。● M1.1(DiagStatusUpdate): 诊断状态已更改。● M1.2(Always TRUE): 总是为1状态，其常开触点总是闭合或高电平。● M1.3(Always FALSE); 总是为0状态，其常闭触点总是闭合或低电平。时钟脉冲是一个周期内0状态和1状态所占的时间各为50%的方波信号，以M0.5为例，其时钟脉冲的周期为1s，如果用它的触点来控制接在某输出点的指示灯，指示灯将以1Hz的频率闪动，亮0.5s、熄灭0.5s。因为系统存储器和时钟存储器不是保留的存储器，用户程序或通信可能改写这些存储单元，破坏其中的数据。应避免改写这两个M字节，保证它们的功能正常运行。指定了系统存储器和时钟存储器字节后，这些字节不能再作它用，否则将会使用户程序运行出错，甚至造成设备损坏或人身伤害。【实例2-2】用TON指令延时启动电动机某电动机在启动按钮SB1动作后10s之后才启动，在停止按钮SB2动作后立即停止，请用TON指令进行编程。1.[STEP1]  定义输入输出元件和电气接线表2-6所示的输入元件包括SB1启动按钮和SB2停止按钮，均采取常开触点接线；输出元件包括接触器KM1。具体电气接线如图2-18所示。表2-6 输入输出元件及控制功能PLC软元件元件符号/名称输入I0.0SB1/启动按钮I0.1SB2/停止按钮输出Q0.0KM/接触器 图2-18 延时启动电动机电气接线2.[STEP2] PLC梯形图编程图2-19所示延时启动电动机PLC梯形图编程示意。程序段1：对中间变量M10.1电动机起动信号定时10s，输出为Q0.0。程序段2：采用启动按钮和停止按钮的SR触发器，输出为M10.1电动机起动信号，停止按钮复位优先。需要注意的是：程序段1和2的位置对于本实例来说其先后次序不影响程序的正确执行。 图2-19 延时起动电动机梯形图3.[STEP3]调试为了更好地理解TON指令，图2-20所示为程序下载后的实时监控，即在DB1中实时读取当前的延时时间，如T#3S_110MS。图2-20 TON指令实时监控【实例2-3】用TONR指令统计设备运行时间某设备所用的电动机在运行100分钟后要进行计时到指示，以便于维护人员进行停机检查。请用TONR指令进行编程。1.[STEP1]定义输入输出元件和电气接线表2-8所示为统计设备运行时间的输入输出元件及控制功能，包括3个输入信号的按钮和输出接触器、指示灯。电气接线如图2-21所示。表2-8 输入输出元件及控制功能PLC软元件元件符号/名称输入I0.0SB1/启动按钮I0.1SB2/停止按钮I0.2SB3/计时复位按钮输出Q0.0KM/接触器/运行累计时间到指示 图2-21 统计设备运行时间电气接线2.[STEP2]PLC梯形图编程如图2-22所示为统计设备运行时间的梯形图。程序段1：调用TONR对输入信号Q0.0（即接触器KM1）进行累计定时，100分钟时间一到即输出HL1指示灯Q0.1，该定时器可以通过SB3进行复位。程序段2：调用SR触发器对输入信号SB1进行Q0.0置位、对停止按钮SB2和运行累计时间到信号HL1进行Q0.0复位，其中复位优先。图2-22 统计设备运行时间梯形图【实例2-4】用时钟存储器来编程指示灯闪烁 如图2-23所示的指示灯HL1有两种闪烁方式，一种是当SB1按下时进行快闪，另外一种是当SB2按下时进行慢闪。当两个按钮同时按下时，指示灯HL1灭掉，然后进入待机状态，即按下SB1或SB2继续处于两种闪烁状态。请用时钟存储器来进行编程。图2-23 指示灯闪烁示意1.[STEP1]定义输入输出元件和电气接线指示灯闪烁实例包括2个按钮输入和1个指示灯输入见表2-9。电气接线如图2-24所示。表2-8 输入输出元件及控制功能PLC软元件元件符号/名称输入I0.0SB1/快闪按钮I0.1SB2/慢闪按钮输出/指示灯 图2-24 指示灯闪烁电气接线2.[STEP2]PLC梯形图编程图2-25所示为指示灯闪烁梯形图，采用M0.2来作为快闪的时钟存储器、M0.7来作为慢闪的时钟存储器。程序段1：按下SB1快闪按钮，则置位快闪中间变量M10.0，复位慢闪中间变量M10.1。程序段2：按下SB2慢闪按钮，则置位慢闪中间变量M10.1，复位快闪中间变量M10.0。程序段3：同时按下2个按钮时，则复位%M10.0和M10.1，同时置位M10.2（即复位中间变量）。程序段4：用2.5Hz表示快闪，用0.5Hz表示慢闪，在两种状态下输出指示灯。程序段5：在同时按下2个按钮情况下，过2s后自动激活，运行再次进行慢闪或快闪动作。 图2-25 指示灯闪烁梯形图2.3 比较、运算和移动指令2.3.1 比较指令表2-14所示为S7-1200共有10个常见的比较操作，用来比较数据类型相同的两个数IN1与IN2的大小，其操作数可以是I/Q/M/L/D等存储区中的变量或常量。当满足比较关系式给出的条件时，等效触点接通。表2-14比较指令