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西門子PLC常用指令舉例

在西門子plc梯形圖中，將其觸點和線圈等稱為程序中的編程元件。編程元件也稱為軟元件，是指在plc編程時使用的輸入/輸出端子所對應的存儲區以及內部的存儲單元、寄存器等。

根據編程元件的功能，西門子plc梯形圖中的常用的編程元件主要有輸入繼電器（I）、輸出繼電器（Q）、輔助繼電器（M、SM）、定時器（T）、計數器（C）和一些其他較常見的編程元件等。

1、輸入繼電器（I）的標注

西門子PLC梯形圖中的輸入繼電器用“字母I+數字"進行標識，每個輸入繼電器均與PLC的一個輸入端子對應，用于接收外部開關信號。

輸入繼電器由PLC端子連接的開關部件的通斷狀態（開關信號）進行驅動，當開關信號閉合時，輸入繼電器得電，其對應的常開觸點閉合，常閉觸點斷開，如圖1所示。

圖1  西門子PLC梯形圖中的輸入繼電器

2、輸出繼電器（Q）的標注

西門子PLC梯形圖中的輸出繼電器用“字母Q+數字"進行標識，每一個輸出繼電器均與PLC的一個輸出端子對應，用于控制PLC外接的負載。

輸出繼電器可以由PLC內部輸入繼電器的觸點、其他內部繼電器的觸點或輸出繼電器自己的觸點來驅動，如圖2所示。

圖2  西門子PLC梯形圖中的輸出繼電器

3、輔助繼電器（M、SM）的標注

在西門子PLC梯形圖中，輔助繼電器有兩種，一種為通用輔助繼電器，一種為特殊標志位輔助繼電器。

（1）通用輔助繼電器的標注。通用輔助繼電器，又稱為內部標志位存儲器，如同傳統繼電器控制系統中的中間繼電器，用于存放中間操作狀態，或存儲其他相關數字，用“字母M+數字"進行標識，如圖3所示。

圖3  西門子PLC梯形圖中的通用輔助繼電器

由圖3可以看到，通用輔助繼電器M0.0既不直接接受外部輸入信號，也不直接驅動外接負載，它只是作為程序處理的中間環節，起到橋梁的作用。

（2）特殊標志位輔助繼電器的標注。特殊標志位輔助繼電器，用“字母SM+數字"標識，如圖4所示，通常簡稱為特殊標志位繼電器，它是為保存PLC自身工作狀態數據而建立的一種繼電器，用于為用戶提供一些特殊的控制功能及系統信息，如用于讀取程序中設備的狀態和運算結果，根據讀取信息實現控制需求等。一般用戶對操作的一些特殊要求也可通過特殊標志位輔助繼電器通知CPU系統。

圖4  西門子PLC梯形圖中的特殊標志位輔助繼電器

4、定時器（T）的標注

在西門子PLC梯形圖中，定時器是一個非常重要的編程元件，用“字母T+數字"進行標識，數字從0～255，共256個。不同型號的PLC，其定時器的類型和具體功能也不相同。在西門子S7-200系列PLC中，定時器分為3種類型，即接通延時定時器（TON）、保留性接通延時定時器（TONR）、斷開延時定時器（TOF），三種定時器定時時間的計算公式相同，即

T=PT×S

（T為定時時間，PT為預設值，S為分辨率等級）

其中，PT預設值根據編程需要輸入設定值數值，分辨率等級一般有1ms、10ms、100ms三種，由定時器類型和編號決定，見表3所示。

表3  西門子S7-200定時器號碼對應的分辨率等級及大值等參數

（1）接通延時定時器（TON）的標注。接通延時定時器是時器得電后，延時一段時間（由設定值決定）后其對應的常開或常閉觸點才執行閉合或斷開動作；當定時器失電后，觸點立即復位。

接通延時定時器（TON）在PLC梯形圖中的表示方法如圖5所示，其中，方框上方的“???"為定時器的編號輸入位置；方框內的TON代表該定時器類型（接通延時）；IN為起動輸入端；PT為時間預設值端（PT外部的“???"為預設值的數值）；S為定時器分辨率，與定時器的編號有關，可參照表3。

圖5  接通延時定時器（TON）在PLC梯形圖中的表示方法

例如，某段PLC梯形圖程序中所用定時器編號為T37，預設值PT為300，定時分辨率為100ms，如圖6所示。

可以計算出，該定時器的定時時間為300×100ms=30000ms=30s；則在該程序中，當輸入繼電器I0.3閉合后，定時器T37得電，延時30s后控制輸出繼電器Q0.0的延時閉合的常開觸點T37閉合，使輸出繼電器Q0.0線圈得電。

圖6  接通延時定時器（TON）應用

（2）保留性接通延時定時器（TONR）的標注。保留性接通延時定時器（TONR）與上述的接通延時定時器（TON）原理基本相同，不同之處在于在計時時間段內，未達到預設值前，定時器斷電后，可保持當前計時值，當定時器得電后，從保留值的基礎上再進行計時，可多間隔累加計時，當到達預設值時，其觸點相應動作（常開觸點閉合，常閉觸點斷開）。

保留性接通延時定時器（TONR）在PLC梯形圖中的表示方法如圖7所示，其中，方框上方的“???"為定時器的編號輸入位置；方框內的TONR代表該定時器類型（接通延時）；IN為起動輸入端；PT為時間預設值端（PT外部的“???"為預設值的數值）；S為定時器分辨率，與定時器的編號有關，可參照表。

7  保留性接通延時定時器（TONR）在PLC梯形圖中的表示方法

（3）斷開延時定時器（TOF）的標注。斷開延時定時器（TOF）是時器得電后，其相應常開或常閉觸點立即執行閉合或斷開動作；當定時器失電后，需延時一段時間（由設定值決定），其對應的常開或常閉觸點才執行復位動作。

斷開延時定時器（TOF）在PLC梯形圖中的表示方法與上述兩種定時器基本相同，如圖8所示為斷開延時定時器（TOF）的典型應用。

8  斷開延時定時器（TOF）的應用

由圖8可以看到，該程序中所用定時器編號為T33，預設值PT為60，定時分辨率為10ms。

可以計算出，該定時器的定時時間為60×10ms=600ms=0.6s；則該程序中，當輸入繼電器I0.3閉合后，定時器T38得電，控制輸出繼電器Q0.0的延時斷開的常開觸點T38立即閉合，使輸出繼電器Q0.0線圈得電；當輸入繼電器I0.3斷開后，定時器T38失電，控制輸出繼電器Q0.0的延時斷開的常開觸點T38延時0.6 s后才斷開，輸出繼電器Q0.0線圈失電。

5、計數器（C）的標注

在西門子PLC梯形圖中，計數器的結構和使用與定時器基本相似，也是應用廣泛的一種編程元件，用來累計輸入脈沖的次數，經常用來對產品進行計數。用“字母C+數字"進行標識，數字從0～255，共256個。

不同型號的PLC，其定時器的類型和具體功能也不相同。在西門子S7-200系列PLC中，計數器分為3種類型，即增計數器（CTU）、減計數器（CTD）、增減計數器（CTUD），一般情況下，計數器與定時器配合使用。

（1）增計數器（CTU）的標注。增計數器（CTU）是指在計數過程中，當計數端輸入一個脈沖式時，當前值加1，當脈沖數累加到等于或大于計數器的預設值時，計數器相應觸點動作（常開觸點閉合，常閉觸點斷開）。

在西門子S7-200系列PLC梯形圖中，增計數器的圖形符號及文字標識含義如圖9所示，其中方框上方的“???"為增計數器編號輸入位置，CU為計數脈沖輸入端，R為復位信號輸入端（復位信號為0時，計數器工作），PV為脈沖設定值輸入端。

圖11  增計數器的圖形符號及文字標識含義

例如，某段PLC梯形圖程序中計數器類型為CTU，增計數器，編號為C1，預設值PV為80，復位端由輸出繼電器Q0.0的常閉觸點控制，如圖12所示。

可以看到，該程序中，初始狀態下，輸出繼電器Q0.0的常閉觸點閉合，即計數器復位端為1，計數器不工作；當PLC外部輸入開關信號使輸入繼電器I0.0閉合后，輸出繼電器Q0.0線圈得電，其常閉觸點Q0.0斷開，計數器復位端信號為0，計數器開始工作；同時輸出繼電器Q0.0的常開觸點閉合，定時器T37得電。

12  增計數器（CTU）的應用

在定時器T37控制下，其常開觸點T37每6min閉合一次，即每6min向計數器C1脈沖輸入端輸入一個脈沖信號，計數器當前值加1，當計數器當前值等于80時（歷時時間為8h），計數器觸點動作，即控制輸出繼電器Q0.0的常閉觸點在接通8h后自動斷開。

（2）減計數器（CTD）的標注。減計數器（CTD）是指在計數過程中，將預設值裝入計數器當前值寄存器，當計數端輸入一個脈沖式時，當前值減1，當計數器的當前值等于0時，計數器相應觸點動作（常開觸點閉合、常閉觸點斷開），并停止計數。

在西門子S7-200系列PLC梯形圖中，減計數器的圖形符號及文字標識含義如圖13所示，其中方框上方的“???"為減計數器編號輸入位置，CD為計數脈沖輸入端，LD為裝載信號輸入端，PV為脈沖設定值輸入端。

圖13  增計數器的圖形符號及文字標識含義

當裝載信號輸入端LD信號為1時，其計數器的設定值PV被裝入計數器的當前值寄存器，此時當前值為PV。只有裝載信號輸入端LD信號為0時，計數器才可以工作。

例如，某段PLC梯形圖程序中計數器類型為CTD，減計數器，編號為C1，預設值PV為3，如圖14所示。

圖14  減計數器（CTD）的應用

由圖14可以看到，該程序中，由輸入繼電器常開觸點I0.1控制計數器C1的裝載信號輸入端；輸入繼電器常開觸點I0.0控制計數器C1的脈沖信號，I0.1閉合，將計數器的預設值3裝載到當前值寄存器中，此時計數器當前值為3，當I0.0閉合一次，計數器脈沖信號輸入端輸入一個脈沖，計數器當前值減1，當計數器當前值減為0時，計數器常開觸點C1閉合，控制輸出繼電器Q0.0線圈得電。

（3）增減計數器（CTUD）的標注。增減計數器（CTUD）有兩個脈沖信號輸入端，其在計數過程中，可進行計數加1，也可進行計數減1。

在西門子S7-200系列PLC梯形圖中，增減計數器的圖形符號及文字標識含義如圖15所示，其中方框上方的“???"為增減計數器編號輸入位置，CU為增計數脈沖輸入端，CD為減計數脈沖輸入端，R為復位信號輸入端，PV為脈沖設定值輸入端。

當CU端輸入一個計數脈沖時，計數器當前值加1，當計數器當前值等于或大于預設值時，計數器由OFF轉換為ON，其相應觸點動作；當CD端輸入一個計數脈沖時，計數器當前值減1，當計數器當前值小于預設值時，計數器由OFF轉換為ON，其相應觸點動作。

【干貨】西門子PLC常用指令舉例

圖15  增減計數器的圖形符號及文字標識含義

例如，某段PLC梯形圖程序中計數器類型為CTUD，增減計數器，編號為C48，預設值PV為4，如圖16所示。

圖16  增減計數器（CTUD）的應用

由圖16可以看到，當輸入繼電器常開觸點I0.0閉合一次，為計數器CU輸入一個脈沖，計數器當前值加1，當累加至4時，計數器C48動作，其常開觸點C48閉合，輸出繼電器Q0.0線圈得電；當輸入繼電器常開觸點I0.1閉合一次，為計數器CD輸入一個脈沖，計數器當前值減1，當減至4時，計數器C48動作，其常開觸點C48閉合，輸出繼電器Q0.0線圈得電。

6、其他編程元件（V、L、S、AI、AQ、HC、AC）的標注

西門子PLC梯形圖中，除上述5種常用編程元件外，還包含一些其他基本編程元件。

（1）變量存儲器（V）的標注。變量存儲器用字母V標識，用來存儲全局變量，可用于存放程序執行過程中控制邏輯操作的中間結果等。同一個存儲器可以在任意程序分區被訪問。

（2）局部變量存儲器（L）的標注。局部變量存儲器用字母L標識，用來存儲局部變量，同一個存儲器只和特定的程序相關聯。

（3）順序控制繼電器（S）的標注。順序控制繼電器用字母S標識，用于在順序控制和步進控制中，是一種特殊的繼電器。

（4）模擬量輸入、輸出映像寄存器（AI、AQ）的標注。模擬量輸入映像寄存器（AI）用于存儲模擬量輸入信號，并實現模擬量的A/D轉換；模擬量輸出映像寄存器（AQ）為模擬量輸出信號的存儲區，用于實現模擬量的D/A轉換。

（5）高速計數器（HC）的標注。高速計數器（HC）與普通計數器基本相同，其用于累計高速脈沖信號。高速計數器比較少，在西門子S7-200系列PLC中，CPU226中高速計數器為HC（0～5），共6個。

（6）累加器（AC）的標注。累加器（AC）是一種暫存數據的寄存器，可用來存放運算數據、中間數據或結果數據,也可用于向子程序傳遞或返回參數等.西門子S7-200系列PLC中累加器為AC（0～3）,共4個.

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