西门子PLC编程举例-[自动保存的

第七章 西门子PLC的编程举例学 习 目 的 ： 学 习 PLC控 制 系 统 的 设 计 方 法 ， 提 高 实 际 应 用 的 能 力 。学 习 内 容 ： 综 合 PLC硬 件 及 软 件 知 识 ， 联 系 工 业 控 制 的 实 际 ， 介 绍 小 型 PLC控 制 系 统 设 计 方 法 .学 习 要 求 ： （ 1） 了 解 PLC控 制 系 统 设 计 的 内 容 和 步 骤 。 （ 2） 掌 握 PLC控 制 系 统 硬 件 配 置 的 方 法 。 （ 3） 掌 握 PLC应 用 程 序 设 计 方 法 及 其 设 计 技 巧 。 （ 4） 结 合 工 业 控 制 中 的 应 用 实 例 的 设 计 ， 提 高 实 际 应 用 能 力 。 1.最 大 限 度 地 满 足 被 控 对 象 对 生 产 工 艺 的 要求 。 2.力 求 控 制 系 统 安 全 、 可 靠 、 优 质 、 经 济 。 3.应 考 虑 到 今 后 控 制 规 模 的 发 展 和 工 艺 的 改进 。 设 计 内 容1 拟 定 控 制 系 统 设 计 的 技 术 条 件 。 2 选 择 电 气 传 动 形 式 和 电 动 机 、 电 磁 阀 等 执 行 机 构 。3 选 择 PLC机 型 和 扩 展 模 块 ， 配 置 系 统 硬 件 ；4 编 制 PLC的 输 入 /输 出 分 配 表 和 绘 制 输 入 /输 出 端 子 接 线 图 ；5 根 据 系 统 对 控 制 的 要 求 设 计 用 户 程 序 ； 6 设 计 操 作 台 、 电 气 柜 ， 选 择 所 需 的 电 器 元 件 。7 编 写 设 计 说 明 书 和 操 作 使 用 说 明 书 。 根 据 具 体 控 制 对 象 ， 上 述 内 容 可 适 当 调 整 。 (一) 分析控制对象 (二) PLC系统的硬件配置 (三) 程序设计 (四) 输入程序并调试程序 (五) 程序固化 一、选择PLC机型 在 满 足 控 制 要 求 的 前 提 下 ， 选 型 时 应 选 择 最 佳 的 性 能 价 格比 。 1I/O点数的估算（数字量的点数预留1520%） 2用户存储器容量的估算 3CPU性能的选择二、开关量I/O模块的选择三、模拟量I/O模块的选择四、智能I/O模块的选择(包括通讯模块) PLC系 统 硬 件 配 置 后 ， 可 进 行 应 用 程序 设 计 。 PLC应 用 程 序 的 设 计 是 软 、 硬件 知 识 的 综 合 应 用 ， 有 时 硬 件 设 计 与 应用 程 序 设 计 可 同 时 进 行 。 1 系 统 框 图 设 计2 分 配 I/O编 号3设 计 应 用 程 序4 程 序 调 试5 编 写 程 序 说 明 书 应 用 程 序 设 计 过 程 中 ，（ 例 如 ： 取 水 泵 站 的 控 制 选 用 水 位 作控 制 参 量 ） ； 例 ， 水 不 能 溢 出 水 池 ） 。PLC应 用 程 序 的 设 计 方 法 有 多 种 ， 常 用 的 设计 方 法 有 经 验 设 计 法 、 顺 序 功 能 图 法 等 。 经 验 设 计 法 要 求 设 计 者 具 有 较 丰 富 的 实 践 经 验 ， 掌 握 较 多 的 典型 应 用 程 序 的 基 本 环 节 。 根 据 被 控 对 象 对 控 制 系 统 的 具 体 要 求 ， 凭经 验 选 择 基 本 环 节 ， 并 把 它 们 有 机 地 组 合 起 来 。 其 设 计 过 程 是 逐 步完 善 的 ， 一 般 不 易 获 得 最 佳 方 案 ， 程 序 初 步 设 计 后 ， 还 需 反 复 调 试 、修 改 和 完 善 ， 直 至 满 足 被 控 对 象 的 控 制 要 求 。 可 以 用 设 计 继 电 器 电 路 图 的 方 法 来 设 计 比 较 简 单 的 数 字 量 控 制系 统 的 梯 形 图 ， 即 在 一 些 典 型 电 路 的 基 础 上 ， 根 据 被 控 对 象 对 控 制系 统 的 具 体 要 求 ， 不 断 地 修 改 和 完 善 梯 形 图 。 有 时 需 要 多 次 反 复 地调 试 和 修 改 梯 形 图 ， 增 加 一 些 中 间 编 程 元 件 和 触 点 ， 最 后 才 能 得 到一 个 较 为 满 意 的 结 果 。 这 种 方 法 没 有 普 遍 的 规 律 可 以 遵 循 ， 具 有 很 大 的 试 探 性 和 随 意性 ， 最 后 的 结 果 不 是 惟 一 的 ， 设 计 所 用 的 时 间 、 设 计 的 质 量 与 设 计者 的 经 验 有 很 大 的 关 系 ， 所 以 有 人 把 这 种 设 计 方 法 叫 做 经 验 设 计 法 ，它 可 以 用 于 较 简 单 的 梯 形 图 (例 如 手 动 程 序 )的 设 计 。 所 谓 顺 序 控 制 ， 就 是 按 照 生 产 工 艺 预 先 规 定 的 顺 序 ， 在 各 个输 入 信 号 的 作 用 下 ， 根 据 内 部 状 态 和 时 间 的 顺 序 ， 在 生 产 过 程 中 各 个执 行 机 构 自 动 地 有 秩 序 地 进 行 操 作 。使 用 顺 序 控 制 设 计 法 时 首 先 根 据 系 统 的 工 艺 过 程 ， 画 出 顺 序功 能 图 ， 然 后 根 据 顺 序 功 能 图 画 出 梯 形 图 。 有 的 PLC为 用 户 提 供 了 顺序 功 能 图 语 言 ， 在 编 程 软 件 中 生 成 顺 序 功 能 图 后 便 完 成 了 编 程 工 作 。它 是 一 种 先 进 的 设 计 方 法 ， 很 容 易 被 初 学 者 接 受 ， 对 于 有 经 验 的 工 程师 ， 也 会 提 高 设 计 的 效 率 ， 程 序 的 调 试 、 修 改 和 阅 读 也 很 方 便 。 某 厂有 经 验 的 电 气 工 程 师 用 经 验 设 计 法 设 计 某 控 制 系 统 的 梯 形 图 ， 花 了 两周 的 时 间 ， 同 一 系 统 改 用 顺 序 控 制 设 计 法 ， 只 用 了 不 到 半 天 的 时 间 ，就 完 成 了 梯 形 图 的 设 计 和 模 拟 调 试 ， 现 场 试 车 一 次 成 功 。顺 序 功 能 图 (Sequential Function Chart)是 描 述 控 制 系 统 的 控制 过 程 、 功 能 和 特 性 的 一 种 图 形 ， 也 是 设 计 PLC的 顺 序 控 制 程 序 的 有力 工 具 。 7.2.1 单 按 钮 控 制 电 动 机 起 停 用 一 个 按 钮 控 制 一 台 电 动 机 的 起 停 以 节 省 输 入 。 7.2.1 单 按 钮 控 制 电 动 机 起 停 7.2.2 水 塔 水 位 的 控 制 Network 1 / ON指 示 灯LD I0.5LD I0.6NOTA Q0.3OLD= Q0.3Network 2 / OFF指 示 灯LD I0.6LD I0.5NOTA Q0.4OLD= Q0.4 7.2.3 工 件 分 拣 系 统 设 计 7.2.3 工 件 分 拣 系 统 设 计工 件 由 左 端 进 入 ， 由 传 送 带 运 往 右 端 ， 并 进 行 分 类 。 工 件 有 红 色 、 黄 色 、蓝 色 三 种 。SB_1传 感 器 可 以 检 测 是 否 有 工 件 ；SB_2传 感 器 可 以 检 测 工 件 是 否 为 红 色 ；SB_3传 感 器 可 以 检 测 工 件 是 否 为 黄 色 ；当 有 工 件 进 入 传 送 带 ， 传 送 带 运 转 22s， 工 件 向 右 运 动 ；若 工 件 为 红 色 ， 第 一 块 挡 板 动 作 6s， 挡 住 红 色 工 件 ， 使 其 进 入 导 轨 1；若 工 件 为 黄 色 ， 第 二 块 挡 板 动 作 10s， 挡 住 黄 色 工 件 ， 使 其 进 入 导 轨 2；若 工 件 为 蓝 色 ， 两 块 挡 板 都 不 动 作 ， 固 定 挡 板 使 其 进 入 导 轨 3； 7.2.3 工 件 分 拣 系 统 设 计 Network 1 / 传 送 带 电 动 机 ，转 动 =1， 不 转 动 =0LD I0.0O Q0.0AN T1= Q0.0AN I0.0TON T38, 220Network 2 / 第 一 块 挡 板 ，=1， 挡 住 红 色 挡 板LD I0.1EU O Q0.1AN T39= Q0.1AN I0.0TON T39, 60 7.2.3 工 件 分 拣 系 统 设 计 Network 3 / 第 二 块 挡 板 ， =1， 挡住 黄 色 挡 板LD I0.2EUO Q0.2AN T40= Q0.2TON T40, 100 7.2.5 十 字 路 口 交 通 灯 控 制用 PLC控 制 十 字 路 口 交 通 信 号 灯 ， 在 南 北 方 向 红 灯 30S期 间 ， 东 西 方 向绿 灯 25S， 后 变 成 绿 灯 闪 烁 3S， 最 后 是 黄 灯 亮 2S； 然 后 切 换 成 ；东 西 方 向 红 灯 30S， 期 间 ， 南 北 方 向 绿 灯 25S， 后 变 成 绿 灯 闪 烁 3S， 最后 是 黄 灯 亮 2S； 7.2.5 十 字 路 口 交 通 灯 控 制 7.2.5 十 字 路 口 交 通 灯 控 制 7.2.5 十 字 路 口 交 通 灯 控 制 7.2.5 十 字 路 口 交 通 灯 控 制 7.2.5 十 字 路 口 交 通 灯 控 制 7.2.5 十 字 路 口 交 通 灯 控 制 7.2.5 十 字 路 口 交 通 灯 控 制 7.2.5 十 字 路 口 交 通 灯 控 制 交 通 灯 控 制 现 有 四 台 电 动 机 M1、 M2、 M3、 M4， 要 求 四台 电 动 机 顺 序 启 动 和 顺 序 停 车 。启 动 时 的 顺 序 为 M1M2M3M4， 时 间 间隔 为 1分 钟 。停 车 时 的 顺 序 为 M4M3M2M1， 时 间 间隔 为 30秒 。可 选 用 S7-200PLC（ CPU222） 进 行 控 制 。 输 入信 号 停 止 按 钮 SB1 I 0.0启 动 按 钮 SB2 I 0.1输 出信 号 接 触 器 KM1 Q 0.0接 触 器 KM2 Q 0.1接 触 器 KM3 Q 0.2接 触 器 KM4 Q 0.3 + 1L 1M Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 SB1 SB2 KM1 KM2 KM3 KM4FR1 FR2 FR3 FR4 Network 1 / 按 下 起 动 按 钮 ，进 入 状 态 S0.0LD I0.0AB= SB0, 0S S0.0, 1Network 2 LSCR S0.0 Network 3 / 起 动 第 一 台 KM1， 定时 1分 钟 ， 2分 钟 ， 3分 钟LD SM0.0S Q0.0, 1TON T37, 60TON T38, 120TON T39, 180 Network 4 / 1分 钟 后 起 动 第 二 台 KM2LD T37S Q0.1, 1Network 5 / 2分 钟 后 起 动 第 三 台 KM3LD T38S Q0.2, 1Network 6 / 3分 钟 后 起 动 第 四 台 KM4LD T39S Q0.3, 1Network 7 LD I0.1SCRT S0.1 Network 8 SCRE Network 9 LSCR S0.1Network 10 / 停 第 四 台 KM4， 定 时 30S，60S， 90SLD SM0.0R Q0.3, 1TON T40, 30TON T41, 60TON T42, 90 Network 11 / 30后 停 止 第 三 台 KM3LD T40R Q0.2, 1Network 12 / 60秒 后 停 止 第 二 台 KM2LD T41R Q0.1, 1Network 13 / 90秒 后 停 止 第 一 台 KM1LD T42R Q0.0, 1Network 14 LD I0.1SCRT S0.2 Network 15 SCRE 1 先 编 制 I/O分 配 表 ， 后 设 计 梯 形 图2 合 理 排 列 梯 形 图 ， 使 输 入 、 输 出 响 应 滞 后 现 象 不 影 响 实 际 响 应 速 度 。3 在 PLC输 入 端 子 接 线 图 中 ， 对 于 同 一 个 发 信 元 件 通 常 只 需 选 其 中 某 一 接 点 （ 例 常 开 接 点 或 常 闭 点 ） 接 入 输 入 端 子 ， 即 对 一 个 发 信 元 件 它 只 能 占 一 个 输 入 地 址 编 号 。 4.合 理 接 入 输 入 信 号 的 触 点 （ 常 开 或 常 闭 触 点 ） ， 提 高 设 备 可 靠 性 安 全 性 。 5.从 安 全 考 虑 ， 重 大 安 全 部 分 不 接 入 PLC的 输 入 端 而 作 硬 件处 理 。 6 应 保 证 有 效 输 入 信 号 的 电 平 保 持 时 间 。 7 PLC指 令 的 执 行 条 件 有 信 号 电 平 有 效 和 跳 变 有 效 的 区 别 ， 编 程 时 应 加 以 注 意 。8 由 电 气 控 制 图 转 换 为 梯 形 图 时 应 注 意 的 问 题 。