S7-200-PLC程序设计方法.ppt

第第5章章 S7-200 PLC程序设计方法程序设计方法 5.1 编程原则 5.2 基本电路编程 5.3 经验设计法 5.4 顺序控制设计法 5.5 使用起保停电路的编程方法 5.1 编程原则 5.1.1 程序设计内容 5.1.2 程序设计步骤 5.1.3 编程基本规则 5.1.1 程序设计内容 1.控制程序功能分析和设计 2.程序的结构分析 3.编制程序规格说明书 4.程序设计 5.1.2 程序设计步骤程序设计步骤 1）编制出I/O地址分配表 根据PLC担负的任务，明确PLC的输入/输出信号的种类和数量，给每个输入/输出信号分配地址 2）制定控制结构框图，选择控制方案。3）编写PLC梯形图程序。4）程序调试和修改。5）编制程序说明书和其他文件。5.1.3 编程基本规则编程基本规则 1.网络规则 2.线圈的放置 3.指令盒方框的放置 4.网络尺寸 5.STEP 7-Micro/WIN LAD 1）中线输出结构中线输出结构：如果符合第一个条件，初步输出（输出1）在第二个条件评估之前显示，可以建立有中线输出的多个级档。2）并行输出结构并行输出结构：当符合起始条件时，所有的输出（方框和线圈）均被激活。如果一个输出未评估成功，电源仍然流到其他输出，不受失败指令的影响 3）串联级联结构串联级联结构：如果第一个方框指令评估成功，电流顺着网络流至第二个方框指令，则可在网络的同一级上将多条ENO指令用串联方式级联。如果任何指令失败，剩余的串联指令不会执行，使能位停止。图5-3 串联技巧 图5-4 并联技巧 4）串联及并联技巧：串联多的支路应尽量放在上部，并联电路块应尽量靠近母线。除以上规则之外还要注意以下问题：1）所使用的软元件编号（即地址）必须在该机型的有效范围内。2）每一个输入或输出继电器对外电路仅提供一个信号接点。3）在梯形图中适当地安排串、并联触点的位置可减少程序步数。4）采用状态流程图描述控制要求时，必须按有关规则使用状态元件。5）所使用的基本指令和功能指令必须在现用PLC机型的指令范围内 6）梯形图中串联和并联的触点数是无限次数的。7）梯形图中同一个编号的输出线圈只能有一次输出，如多次重复输出，称为多线圈输 出，则程序容易产生错误，应尽量避免。梯形图 语句表 状态流程图 8）绘梯形图时，应注意PLC外部所接“输入信号”的触点状态与梯形图中所采用的内部输入触点对应的关系。图5-5 异步电动机正反转控制电路 图5-6 PLC控制电路 梯形图中使用的各种PLC内部元件如辅助（中间）继电器、计数器、定时器等并不是电气元件，但具有相同的功能；其常开、常闭触点可以使用无数次，但线圈只能使用一次。梯形图中的输入点（如I0.0、I0.1等）和输出线圈（如Q0.0、Q0.1等）不是物理接点和线圈，而是输入、输出状态表中的输入、输出点的状态。电气控制电路中各支路是同时加上电压并行工作的，而PLC则采用不断循环、顺序扫描方式工作。虽然扫描时间很短（几十毫秒），但在设计梯形图时对这种并行处理与串行处理的差别有时应予以注意。特别对那些在程序执行阶段还要随时对输入状态进行刷新操作的PLC更要注意，不要因为对串行处理这一点考虑不够而引起偶然的误动作 5.2 基本电路编程基本电路编程 1.电动机起保停控制 2.电动机点动起停控制 3.电动机-起动控制 4.时间控制程序 1.电动机起保停控制 表5-1 起保停控制程序地址分配表 输入信号 输出信号 设备 地址 设备 地址 起动按钮SB1 I1.0 接触器KM1 Q0.3 停止按钮SB2 I2.0 图5-7 起保停控制程序 2.电动机点动起停控制电动机点动起停控制 表5-2 电动机点动起停控制程序地址分配表 输入信号 输出信号 设备 地址 设备 地址 起动按钮SB1 I1.0 接触器KM1 Q0.3 停止按钮SB2 I2.0 点动按钮SB3 I3.0 图5-8 电动机点动控制程序 3.电动机电动机Y-起动控制起动控制 图5-9 电动机 图5-10 电动机 表5-3 电动机 Y-起动控制地址分配表 输入信号 输出信号 设备 地址 设备 地址 停止按钮SB0 I0.0 电源接触器KM1 Q0.0 起动按钮SB1 I0.1 联结接触器KM2 Q0.1 联结接触器KM3 Q0.2 4.时间控制程序时间控制程序 （1）振荡电路（2）定时步进电路（3）计数电路（4）闪烁电路（1）振荡电路 图5-11 振荡电路程序及时序 （2）定时步进电路 图5-12 定时步进程序及时序 图5-13 计数程序及时序 （3）计数电路（4）闪烁电路 图5-14 闪烁电路程序 5.3 经验设计法经验设计法 5.3.1 基本方法 5.3.2 设计举例 5.3.1 基本方法 经验设计法类似于通常设计继电器控制电路图的方法，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，增加一些触点或中间编程元件，最后才能得到一个较为满意的结果。5.3.2 设计举例设计举例 1.自动往返控制的梯形图设计 2.自动装车上料控制程序设计 3.常闭触点提供的输入信号的处理 1.自动往返控制的梯形图设计 图5-15 小车自动往返示意图 图5-16 小车控制程序 2.自动装车上料控制程序设计自动装车上料控制程序设计 图5-17 自动装车上料控制的示意图 表5-4 PLC输入/输出地址分配表 PLC地址 说 明 输入 I0.0 起动按钮SB1 I0.1 前限位开关SQ1 I0.2 后限位开关SQ2 I0.3 连续按钮SB2 输出 Q0.0 小车向前KM1 Q0.1 翻斗门打开KM2 Q0.2 小车向后KM3 Q0.3 底门打开KM4 图5-18 PLC外部接线图 图5-19 自动装车上料控制程序 3.常闭触点提供的输入信号的处理 在继电器接触器控制电路中，热继电器的常闭触点与接触器的线圈串联。在图5-15中，使用的却是热继电器对应的常开触点I0.5，对于熟悉继电器电路的人来说，这是很不习惯的。因此建议尽可能使用常开触点作为PLC的输入信号，使继电器电路与对应的梯形图电路中的触点的常开、常闭类型一致。5.4 顺序控制设计法顺序控制设计法 5.4.1 顺序功能图的组成 5.4.2 顺序功能图的实现 5.4.3 顺序功能图的注意事项 5.4.1 顺序功能图的组成 1.工步 2.驱动处理（动作）3.有向线段 4.转移条件 顺序功能图主要有以下三种基本形式：（1）单一序列（单流程）（2）选择序列（3）并行序列 图5-20 顺序功能图示例 图5-21 单一序列 图5-22 选择序列 图5-23 并行序列 5.4.2 顺序功能图的实现顺序功能图的实现 1.单一序列（单流程）的编程方法 2.选择序列的编程方法 3.并行序列的编程方法 1.单一序列（单流程）的编程方法 （1）使用辅助继电器实现顺序控制（2）使用顺序控制继电器指令实现顺序控制 图5-24 机床的主轴电动机和油泵电动机的控制 图5-25 顺序控制继电器程序 2.选择序列的编程方法选择序列的编程方法 （1）系统的控制要求（2）地址分配（见表5-5）。（3）编写顺序功能图（1）系统的控制要求 图5-26 大小球分拣控制系统 （2）地址分配（见表5-5）。表5-5 大小球分拣控制系统地址分配表 输入信号 输出信号 设备 输入地址 设备 输出地址 起动按钮SB0 I0.0 原位指示灯 Q0.0 左限位开关SQ1 I0.1 机械手下降 Q0.1 小球右限位开关SQ2 I0.2 机械手上升 Q0.2 大球右限位开关SQ3 I0.3 机械手右移 Q0.3 上限位开关SQ4 I0.4 机械手左移 Q0.4 下限位开关SQ5 I0.5 夹具夹紧 Q0.5 夹具限位开关SQ6 I0.6（3）编写顺序功能图 图5-27 大小球分拣控制系统顺序功能图 （4）使用顺序控制继电器指令实现顺序控制 图5-28 大小球分拣控制系统梯形图 3.并行序列的编程方法并行序列的编程方法 （1）系统的控制要求（2）地址分配（3）编写顺序功能图（4）使用顺序控制继电器指令实现顺序控制（1）系统的控制要求 图5-29 交通灯时序图 （2）地址分配 表5-6 交通灯控制系统地址分配表 输入信号 输出信号 设备 地址 设备 地址 起动开关 I0.0 车道绿灯 Q0.0 路南按钮SB0 I0.1 人行横道红灯 Q0.1 路北按钮SB1 I0.2 车道黄灯 Q0.2 车道红灯 Q0.3 人行横道绿灯 Q0.4 人行横道黄灯 Q0.5（3）编写顺序功能图 图5-30 交通灯控制系统顺序功能图 （4）使用顺序控制继电器指令实现顺序控制 5.4.3 顺序功能图的注意事项顺序功能图的注意事项 1）两个步绝对不能直接相连，必须用一个转移将它们隔开。2）两个转移也不能直接相连，必须用一个步将它们隔开。3）顺序功能图中的初始步一般应对应于系统等待起动的初始状态，这一步可能没有什么输出处于ON状态，因此在画顺序功能图时很容易遗漏这一步。4）自动控制系统应能多次重复执行同一工艺过程，因此在顺序功能图中一般应有由步和有向连线组成的闭环，即在完成一次工艺过程的全部操作之后，应从最后一步返回初始步，系统停留在初始状态（单周期操作），在连续循环工作方式时，将从最后一步返回下一工作周期开始运行的第一步。5）如果选择有断电保持功能的存储器位（M）来代表顺序功能图中的各步，在交流电源断电的瞬间状态开始继续运行。5.5 使用起保停电路的编程方法使用起保停电路的编程方法 5.5.1 编程方法 5.5.2 虚拟步的应用 5.5.1 编程方法 1.选择序列的编程方法 2.并行序列的编程方法 图5-32 选择与并行序列 5.5.2 虚拟步的应用虚拟步的应用 图5-33 使用起保停电路的控制程序 图5-34 简单闭环顺序功能图 图5-35 虚拟步的设置