机械设备电气控制及PLC基础之PLC技术

机械设备电气控制及机械设备电气控制及 PLC基础基础 之之 PLC技术（技术（ 2） 授课：巫肇健 重点重点 一、顺序控制设计法； 二根据继电器电路设计梯形图的方法； 三、以转换为中心的顺序控制梯形图设计方法； 四、使用 SCR指令的顺序控制梯形图设计方法； 五、程序控制指令 (循环、跳转与标号）； 六、数据处理指令（数据传送、移位与循环）； 七、中断指令； 难点难点 一、使用 SCR指令的顺序控制梯形图设计方法； 二 、程序控制指令 (循环、跳转与标号）； 三 、数据处理指令（数据传送、移位与循环）； 四 、中断指令； 4 3 顺序控制设计法与顺序功能顺序控制设计法与顺序功能 图图 4 3 1顺序控制设计法顺序控制设计法 1.经验设计法存在的问题： 用经验设计法设计梯 形图时，没有一套同定的方法和步骤可以遵循， 具有很大的试探性和随意性，对于不同的控制系 统，没有一种通用的容易掌握的设计方法。梯形 图往往很难阅读，系统的维修和改进困难 。 2.定义： 所谓顺序控制，就是按照生产工艺预先所谓顺序控制，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。首先根据系统的工构自动地有秩序地进行操作。首先根据系统的工 艺过程艺过程 ,画出顺序功能图画出顺序功能图 ,然后根据顺序功能图画出然后根据顺序功能图画出 梯形图。梯形图。 3.顺序控制设计法的基本思想 ：将系统的一个工作周期 划分为若干个顺序相连的阶段，这些阶段称为步 (step) ，并用编程元件 (M和 S)来代表各步。 a.步的划分 :根据输出量的状态 ,在任何一步之内，各输出 量的 ON OFF状态不变，但是相邻两步输出量的状态 是不同的。 b. 转换条件 :使系统由当前步进入下一步的信号 。 4 3 2顺序功能图 1顺序功能图的由来 功用：描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图 形，也是设计可编程序控制器的顺序控制程序的有力工 具。 组成：步、有向连线、转换、转换条件、动作 2.步步 1）表示方法：）表示方法： 用矩形方框，方框中可以用数字，用矩形方框，方框中可以用数字， 编程元件的地址作为步的编号。编程元件的地址作为步的编号。 2）初始步：）初始步： 与系统的初始状态相对应的步称为初与系统的初始状态相对应的步称为初 始步，初始步用双线方框表示。始步，初始步用双线方框表示。 3）与步对应的动作或命令。）与步对应的动作或命令。 4）活动步：系统正处于某一步所在的阶段时该步）活动步：系统正处于某一步所在的阶段时该步 处于活动状态处于活动状态 。 3有向连线与转换条件有向连线与转换条件 1）有向连线：从上到下或从左至右箭头不标，反之）有向连线：从上到下或从左至右箭头不标，反之 标出。标出。 2）转换：用有向连线上与有向连线垂直的短划线来）转换：用有向连线上与有向连线垂直的短划线来 表示，将相邻两步隔开。表示，将相邻两步隔开。 3）转换条件：）转换条件： 转换条件是与转换相关的逻辑命题，转换条件是与转换相关的逻辑命题， 转换条件可以用文字语言、布尔代数表达式或图形符号转换条件可以用文字语言、布尔代数表达式或图形符号 标注在表示转换的短线的旁边标注在表示转换的短线的旁边 。 4基本结构基本结构 1）单序列）单序列 2）选择序列）选择序列 3）并列序列）并列序列 4）顺序功能图举例）顺序功能图举例 5转换实现的基本规则  1）转换实现的条件     (1)该转换所有的前级步都是活动步。   (2)相应的转换条件得到满足。  2）转换实现应完成的操作   (1)使所有由有向连线与相应转换符号相连的后续步都 变为活动步。   (2)使所有由有向连线与相应转换符号相连的前级步都 变为不活动步。 6注意事项   (1)两个步绝对不能直接相连必须用一个转换将它们隔 开。   (2)两个转换也不能直接相连必须用一个步将它们隔开 。   (3)初始步一般对应于系统等待起动的初始状初始步一般对应于系统等待起动的初始状 态，始步是必不可少态，始步是必不可少 。 (4)自动控制系统应能多次重复执行同一工艺自动控制系统应能多次重复执行同一工艺 过程，一般应有由步和有向连线组成的闭环，过程，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最后一步返回初始步，系统停留在初始状态 ( 单周期，图单周期，图 4-12)，在连续循环工作方式时，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将从最后一步返回下一工作周期开始运行的第 一步一步 (图图 4-17)。 (5)只有当某一步的前级步是活动步时，该步只有当某一步的前级步是活动步时，该步 才有可能变成活动步才有可能变成活动步  第第 5章章 顺序控制梯形图的设计方法顺序控制梯形图的设计方法 定义 :根据顺序功能图设计梯形图的方法。 方法 :使用起保停电路；以转换为中心；使用控制继电器 。 5.1 使用起保停电路设计顺序控制梯形图的方法 特点 :起保停电路仅仅使用触点和线圈有关指令 ,任何一种 PLC 的指令系统都有这一类指令，因此这是一种通用的编程方法， 可以用于任意型号的 PLC. 方法： 根据转换实现的基本规则，转换实现的条件是它的前步 为活动步，并且满足相应的转换条件， （步 M0.1变为活动步 的条件是它的前级步 M0.0为活动步，且转换条件 I0.0为） 转换实现应完成的操作是后续步都变为活动步，前级步都变为 不活动步。 （步 M0.1变为活动步， M0.0变为不活动步）。 5.1.1单序列的编程方法 例 .锅炉的鼓风机和引风机梯形图设计 顺序控制电路电路的设计方法 M0.1:起动 M0.0与 I0.0的常开触点串联，停止 M0.2的常闭触点与 M0.1的线圈串联，保持 M0.1的 常开触点与 M0.0与 I0.0的常开触点串联电路并联。 输出电路的设计方法 1）某一输出量仅在某一步中为 ON，将它的线圈与 对应步的存储器位（ M0.2）的线圈并联。  2）某一输出在几步中都为 ON，将代表各有关步的存 储器位的常开触点并联后，驱动该输出的线圈。（ M0.1 MO.3的常开触点并联驱动 Q0.O的线圈）   . .选择序列的编程方法 1.选择序列分支的编程 2.选择序列合并的编程 3.仅有两步的闭环的处理 4. 选择序列应用举例选择序列应用举例 . .并行序列的编程方法 1.并行序列分支的编程 2.并行序列合并的编程 3.并行序列应用举例     5.2以转换为中心的顺序控制梯形图设计方法以转换为中心的顺序控制梯形图设计方法 . .单序列的编程方法单序列的编程方法 1.梯形图与顺序功能图的对应关系梯形图与顺序功能图的对应关系 ： 方法：方法： 用该转换所有前级步对应的存储器位的常开触用该转换所有前级步对应的存储器位的常开触 点与转换对应的触点或电路串联，用它作为使所有后点与转换对应的触点或电路串联，用它作为使所有后 续步对应的存储器位置位，和使所有前级步对应的存续步对应的存储器位置位，和使所有前级步对应的存 储器位复位的条件储器位复位的条件 。 特点：特点： 这种设计方法特别有规律。梯形图与转换实现这种设计方法特别有规律。梯形图与转换实现 的基本规则之间有着严格的对应关系，在设计复杂的的基本规则之间有着严格的对应关系，在设计复杂的 顺序功能图的梯形图时既容易掌握，又不容易出错。顺序功能图的梯形图时既容易掌握，又不容易出错。 2.某组合机床的动力头控制系统梯形图设计某组合机床的动力头控制系统梯形图设计 注意注意 ：使用这种编程方法时，不能将输出位的线圈与：使用这种编程方法时，不能将输出位的线圈与 置位指令和复位指令并联。置位指令和复位指令并联。 . .选择序列的编程方法 . .并行序列的编程方法 . .应用举例 5.3使用使用 SCR指令的顺序控制梯形图指令的顺序控制梯形图 设计方法设计方法 5 3 1顺序控制继电器指令顺序控制继电器指令 顺序控制继电器顺序控制继电器 S专门用于编制顺序控制程序。专门用于编制顺序控制程序。 装载顺序控制继电器 (Load Sequence Control Relay)指 令 LSCR S_bit：表示一个 SCR段即顺序功能图中的步的开 始。 顺序控制继电器结束 (sequence Control Relay End)指令 SCRE：表示 SCR段的结束。 顺序控制继电器转换 (sequence Control Relay Transition)指令 SCRT S_bit :表示 SCR段之间的转换，即 步的活动状态的转换。 使用 SCR时有如下的限制：不能在不同的程序中使 用相同的 s位；不能在 SCR段中使用 JMP及 LBL指令 ，即不允许用跳转的方法跳人或跳出 SCR段；不能 在 SCR段中使用 FOR、 NEXT和 END指令 5. .2 单序列编程方法 某小车运动的梯形图设计 。 5.3.  选择序列与并行序列的编程方法 5.3.应用举例 5 4具有多种工作方式的系统的顺序控制梯具有多种工作方式的系统的顺序控制梯 形图设计方法形图设计方法 5.4.1系统的硬件结构与工作方式 1.硬件结构 多种工作方式 ：手动和自动 (包括连续、单周期、 单步、自动返回初始状态等 )手动程序比较简单， 一般用经验法设计，复杂的自动程序一般根据系 统的顺序功能图用顺序控制法设计。 例：某机械手用来将工件从 A点搬运到 B点 (图 5-16)，控制面板（图 5-17），外部接线图 （图 5-18）。 2.工作方式 ： 系统设有手动、单周期、单步、连续和回原点 5种工作方式。 2.程序的总体结构 图 5-19是主程序 OB1,SM0.0的常开触点一 直闭合，公用程序是无条件执行的。方式选择 开关在不同位置时，执行相应的子程序。 5 4 1 使用起保停电路的编程方法使用起保停电路的编程方法 1公用程序 功用：用于处理各种工作方式都要执行的任务 ，以及处理不同的工作方式之间相互切换 。 2手动程序 3.自动程序 顺序功能图（图 5-20） 梯形图（ 图 5-21） 单周期、连续、和单步这 3种工作方式主要是 用 “连续 ”标志 M0.7和 “转换允许 ”标志 M0.6 来区分 （ 1）单步与非单步的区分 M0.6的常开触点接在每一个控制代表步的存储器位的 起动电路中，它们断开时禁止步的活动状态的转换。 （ 2）单周期与连续的区分 连续， I2.4为 1状态。按 I2.6， M0.7为 1状态，系 统返回步 M2.0,反复连续地工作下去。按 I2.7，在完 成当前工作周期的全部操作后，返回初始步。 单周期， M0.7为一直处于 0状态，系统返回并停留 在初始步。 （ 3）单周期工作过程 （ 4）单步工作过程 （ 5）输出电路 4.自动回原点程序    第第 6章章  可编程序控制器的功能指令可编程序控制器的功能指令 概述 为了满足工业控制的需要， PLC生产厂家为 PLC 增添了过程控制，数据处理和特殊功能指令，这 些指令我们称为功能指令。 类型：传送、移位及填充指令；算术运算及逻辑 运算指令；数据转换指令；高速处理指令；通信 指令； PID指令 。  6 程序控制指令程序控制指令 6 1  循环指令  FOR指令表示循环的开始， NEXT指令表示 循环的结束 . 注意事项：  (1)如果启动了 FOR NEXT循环，除非 在循环内部修改了结束值，否则循环就一直进 行，直到循环结束。  (2)再次启动循环时，它将初始值 INIT传 送到指针 INDX中。  FOR指令必须与 NEXT指令配套使用。允 许循环嵌套，最多可嵌套 8层。（图 6-3） 6 2跳转与标号指令 跳转指令 JMP(Jump)可使程序流程 转移到同一程序的标号 (n)处。标号指令 LBL(Label)，用来指示跳转指令的目 的位置。 JMP与 LBL指令中的操作数 n 为常数 0 255。 6 数据处理指令数据处理指令  6 2 SIMATIC数据传送指令 1.字节、字、双字和实数的传送 将输人的数据 (IN)传送到输出 (OUT) ，传送过程中不改变数的大小。 2.字节、字、双字的块传送指令  将从输入地址 (IN)开始的 N个数据传 送到输出地址 (OUT)开始的 N个单元， N=l 255， N为字节变量  3.字节交换指令 字节交换 SWAP(swap Bytes)指令交换输人字 (IN)的高字节与低字节。 4.宇节立即读写指令  字节立即读 MOV_BIR(Move Byte Immediate Read)指令读取 IN输入端给出的 1 个字节的物理输入点 (IB)，并将结果写入 OUT。  字节立即写 MOV_BIW(Move Byte Immediate Write)指令将输入 (IN)给出的 1 字节数值写入 OUT端给出的物理输出点 (QB)。两 条指令的 IN和 OUT都是字节变量 。 6.3.3 移位与循环移位指令移位与循环移位指令 1.字节、字、双字右移位和左移位指令字节、字、双字右移位和左移位指令 将输入将输入 IN中的数的各位向右或向左移动中的数的各位向右或向左移动 N位后，送给输位后，送给输 出出 OUT. 2.字节、字、双宇循环右移位和循环左移字节、字、双宇循环右移位和循环左移 位指令位指令  将输入将输入 IN中的各位向右或向左循环移动中的各位向右或向左循环移动 N位后，送给输出位后，送给输出 OUT. 3.移位寄存器指令。移位寄存器指令。 将将 DATA端输入的数值移入移位寄存器中，端输入的数值移入移位寄存器中， S_bit指定移指定移 位寄存器最低位的地址，字节变量位寄存器最低位的地址，字节变量 N指定移位寄存器的长指定移位寄存器的长 度和移位方向，正向移位度和移位方向，正向移位 N为正，反向移位为正，反向移位 N为负。为负。 6数学运算指令数学运算指令 6 5 1 SIMATIc整数数学运算指令 1整数与双整数加减法指令 2整数乘除法指令 3加 1与减 1指令 6 3 SIMATIC逻辑运算指令    1.取反指令  2.字节逻辑运算指令  3.字逻辑运算指令 6.5 中断程序与中断指令 6.5.1中断程序 中断程序 :是指令的一个可选集合 ,中断程序不是被主程序 调用 ,它们在中断事件发生时由主程序调用 . 6.5.2中断事件与中断指令 1.全局性中断允许与中断禁止指令 中断允许指令 ENI: 中断禁止指令 DISI: 中断程序有条件返回指令 CRETI: 2. 中断连接与中断分离指令 中断连接指令 ATCH: 中断分离指令 DTCH: 清除中断事件指令 CEVNT: 6.5.3中断优先级与中断队列溢出 优先顺序 :通信中断、 I/O中断、定时中断 1.通信口中断： 2.I/O中断： 例 :在 I0.0的上升沿通过中断使 Q0.0立即置位 .在 I0.0的下降沿通过 中断使 Q0.0立即复位 . /主程序 OB1 LD     SM0.0   /第一次扫描 ATCH INT_0,0   / I0.0的上升沿执行 0号中断程序 ATCH INT_0,1   /I0.1的下降沿执行 1号中断程序 ENI             /允许全局中断 /中断程序 0(INT_0) LD     SM0.0      /该位总是为 ON SI      Q0.1       /使 Q0.0立即置位 /中断程序 1(INT_1) LD     SM0.0      /该位总是为 ON RI      Q0.1      /使 Q0.0立即复位 3.定时中断： 例 6-12 定时中断的定时时间最长为 255ms, 用定时中断 1实现周期为 2s的高精度定时 . /主程序 OB1 LD       SM0.1     /第一次扫描时 MOVB   0,VB10     /将中断次数计数器清零 MOVB   250,SMB34 /设定中断 0的中断时间间隔 为 250ms       ATCH INT_0,10     /指定产生中断 0时执行 0号中 断程序 ENI                /允许全局中断 /中断程序 0(INT_0) LD      SM0.0     /该位总是为 ON   INCB    VB10       /中断次数计数器加 1 LDB=   8,VB10      /如果中断了 8次（ MOVB   0,VB10     /将中断次数计数器清零 INCB    QB0        /每 2s将 QB0加 1 第第 7章可编程序控制器在工业应用中的一些问题章可编程序控制器在工业应用中的一些问题 7.1  PLC控制系统的设计与调试步骤 可编程序控制器控制系统的设计调试过程如图所示 。  7 1 1深人了解被控制系统 。 设计人员应详细了解被控对象的全部功能，例如机械 部件的动作顺序、动作条件、必要的保护和连锁，系统的工 作方式系统内部机械、液压、气动、仪表、电气几大系统之 间的关系。   对于大型系统，需要考虑将系统分解为几个独立的部分 ，各部分分别用单独的 PLC或其他装置来控制，并考虑他们 之间的通信方式。 7 1 2与硬件有关的设计  (1)确定系统输入元件 (如按钮、指令开 关、限位开关、接近开关、传感器、变送 器等 )和输出元件 (如继电器、接触器、电 磁阀、指示灯等 )的型号。  (2)根据设备的操作任务和操作方式， 确定操作面板所需的元件，如指示灯、数 字显示装置、开关和按钮等，有的系统可 能需要智能的操作员面板，如与 S7-200 配套的 TD200文本显示器或有图形显示功 能和触摸屏功能的操作员面板。 (3)确定可编程序控制器的输入点和输出 点。列表统计可编程序控制器的输入信 号和输出信号在表中标明各信号的意 义和类型，如信号是数字量还是模拟量 ，模拟信号的范围等。 (4)确定可编程序控制器的型号和硬件 配置。如确定 CPU模块的型号，扩展模 块的型号和块数。   (5)给各输入、输出变量分配地址，梯形图 中变量的地址与可编程序控制器的外部接 线端子号是一致的。这一步为绘制硬件接 线图作好了准备，也为梯形图的设计作好 了准备。  (6)画出可编程序控制器的外部硬件接线图 。给输入输出变量分配好地址后，画出 可编程序控制器的外部硬件接线图，以及 其他电气原理图和接线图。     (7)画出操作站和控制柜面板的机械布置 图和内部的机械安装图。 (8)建立符号表。符号表用来给存储器内 的绝对地址命名，可对物理输人输出 信号和程序中用到的其他存储单元命名 。建立符号表后可以在程序中显示各绝 对地址的符号名，有利于程序的设计和 阅读 。 7 1 3设计梯形图程序  首先应根据总体要求和控制系统的具 体情况，确定用户程序的基本结构，画 出程序流程图或数字量控制系统的顺序 功能图。它们是编程的主要依据，应尽 可能地准确和详细。  较简单的系统的梯形图可以用经验法 设计，复杂的系统一般采用顺序控制设 计法。 7 1 4梯形图程序的模拟调试  仿真软件可以对 S7-200的部分指令和功能 进行仿真  用 PL硬件调试程序， 根据顺序功能图，用小 开关和按钮来模拟可编程序控制器实际的输人 信号，通过模块上各输出位对应的发光二极管 ，观察各输出信号的变化是否满足设计的要求 。     调试顺序控制程序的主要任务是检查程 序的运行是否符合顺序功能图的规定。    调试时应充分考虑各种可能的情况，对 系统各种不同的工作方式、顺序功能图的每一 条支路、各种可能的进展路线，都应逐一检查 ，不能遗漏。 7 1 5现场调试  完成上述工作后，将可编程序控制器 安装在控制现场，接人实际的输入信号 和负载。在联机总调试过程中将暴露出 系统中可能存在的传感器、执行器和接 线等硬件方面的问题，以及可编程序控 制器的外部接线图和梯形图设计中的问 题，发现问题后在现场加以解决，直到 完全符合要求。  7 1 6编写技术文件 技术文件应包括：  (1)可编程序控制器的外部接线图和其他 电气图纸。  (2)可编程序控制器的编程元件表，包括 程序中使用的输入输出位、存储器位、定 时器计数器、顺序控制继电器等的地址、名 称、功能，以及定时器、计数器的设定值等 。  (3)顺序功能图、带注释的梯形图和必要 的总体文字说明。 7.2 节省节省 PLC输入输出电数的方法输入输出电数的方法 7.2.1 减少所需输入点数的方法 1.分时分组输入 2.输入触点的合并 3.将信号设置在 PLC之外 7.2.2 减少所需输出点数的方法 1.减少所需数字量输出点数的方法 2.减少数字显示所需输出点数的方法 7.3可编程序控制器控制系统的可靠可编程序控制器控制系统的可靠 性措施性措施 7 3 1外部干扰的来源外部干扰的来源 (1)控制系统供电电源的波动以及电源电压中控制系统供电电源的波动以及电源电压中 高次谐波产生的干扰。高次谐波产生的干扰。 (2)其他设备或空中强电场通过分布电容的耦合其他设备或空中强电场通过分布电容的耦合 窜人控制系统引起的干扰。窜人控制系统引起的干扰。 (3)邻近的大容量电气设备起动和停机时，因电邻近的大容量电气设备起动和停机时，因电 磁感应引起的干扰。磁感应引起的干扰。 (4)相邻信号线绝缘降低，通过导线绝缘电阻引相邻信号线绝缘降低，通过导线绝缘电阻引 起的干扰。起的干扰。 7 3 2 对电源的处理 7 3 3 安装的抗干扰措施 1.布线的抗干扰措施 2. PLC的接地 3.强烈干扰环境中的隔离 4. PLC输出的可靠性措施 7 3 4 故障的检测与诊断 习题习题 1.写出下列梯形图的指令表程序。写出下列梯形图的指令表程序。 2.画出画出 Q0.0的波形图。的波形图。 3.根据指令表程序画出梯形图根据指令表程序画出梯形图 。 4-12 在按钮在按钮 I0.0按下后按下后 Q0.0变为变为 1状态并状态并 自锁，自锁， I0.1输入输入 3个脉冲后（用加计数器个脉冲后（用加计数器 C1 记数），记数）， T37开始定时，开始定时， 5s后后 Q0.0变为变为 0状状 态，同时态，同时 C1被复位，在被复位，在 PLC 刚开始执行用刚开始执行用 户程序时，户程序时， C1也被复位，设计出梯形也被复位，设计出梯形 图。图。 5-10两条运输带顺序相连，按下起动两条运输带顺序相连，按下起动 按钮，按钮， 2号运输带开始运行，号运输带开始运行， 10s后后 1 号运输带自行起动，停机的顺序与起号运输带自行起动，停机的顺序与起 动的顺序刚好相反，间隔时间为动的顺序刚好相反，间隔时间为 8s。 画出顺序功能图，设计出梯形图。画出顺序功能图，设计出梯形图。 1号 2号 SM0.1 M0.0 M0.1 M0.2 M0.3 M0.4 M0.5 M0.5 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.5 Q0.3 Q0.4 I0.0I0.1 I1.2 I1.4 I0.3 I0.4+I3.5 I0.6 I0.7 I1.0 I0.5 第八章第八章 典型生产过程的典型生产过程的 PLC 实例实例 . 三相步进电机控制三相步进电机控制 步进电机：将电脉冲信号变换成相应的角位移的执步进电机：将电脉冲信号变换成相应的角位移的执 行元件行元件 .控制要求控制要求 （）转速控制（）转速控制 （）正、反转控制（）正、反转控制 （）步数控制（）步数控制 .硬件设计硬件设计 （）选择（）选择 PLC型号型号 CPU224（ I14/O10) （）（） I/O地址分配地址分配 输入设备 输入点编号 输出设备 输出点编号 起动开关 S0 I0.0 步进 电机 绕组 A Q0.0 快速开关 S1 I0.1 B Q0.1 慢速开关 S2 I0.2 C Q0.2 慢速开关 S3 I0.3 定时器计数器 T37-快速，周期为 . S T38-慢速，周期为 S T39-慢速，周期为 S C0 -100步控制记数 C1 -10步控制记数 正反转开关 S4 I0.4 单步开关 SB5 I0.5 100步开关 S6 I0.6 10步开关 S7 I0.7 暂停开关 S8 I1.0 （ ） PLC接线图接线图 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 IM 2M M L Q0.0 Q0.1 Q0.2 M 1L S0 S1 S2 S3 S4 SB5 SB6 S7 S8 DC24V DC24V 3.程序设计 （）转速控制 接通 S1,再接 S0,快速 接通 S ,再接 S0,慢速 接通 S ,再接 S0,慢速 三相绕组的通电顺序： A  AB    B    BC     C     CA     A （）反转控制 接通 S4，再重复上述过程 三相绕组的通电顺序： B     BA    A     AC     C   CB      B （）步数控制 10步接 S7、 10步接 S6，再接 S0 8.2  全自动洗衣机控制系统全自动洗衣机控制系统 拨盘 外桶内桶 洗涤 电机 启动 按钮 停止 按钮 排水 按钮 低水位 开关 高水位 开关 1.控制要求 (流程图 ) 初始 进水 洗涤正转 暂停 洗涤反转 暂停 排水 脱水排水 报警 停机 起动 高水位 15s 3s 15s 3s正反洗 满 3次 正反洗未 满 3次 低水位 10s大循环 满 3次 大循环未 满 3次 10s 还要求按排 水按钮以实 现手动排水 , 按停止按钮 以实现手动 停止进水、 排水、脱水 、报警 2.I/O 设备及设备及 I/O点编号的分配点编号的分配 输入设备 输入点编号 输出设备 输出点编号 起动按钮 SB1 I0.0 进水电磁阀 YA1 Q0.0 停止按钮 SB2 I0.1 电机正转 KM1 Q0.1 排水按钮 SB3 I0.2 电机反转 KM1 Q0.2 高水位开关 SQ1 I0.3 排水电磁阀 YA1 Q0.3 低水位开关 SQ2 I0.4 脱水电磁离合器 YA3 Q0.4 报警蜂鸣器 Q0.5 3.程序设计程序设计 定时器和计数器定时器和计数器 T37 正洗计时正洗计时 T38 正洗暂停计时正洗暂停计时 T39 反洗计时反洗计时 T40 反洗暂停计时反洗暂停计时 T41 脱水计时脱水计时 T42 报警计时报警计时 C0 正反洗循环计数正反洗循环计数 C1 大循环计数大循环计数 SB1 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 IM 2M M L Q0.0 Q0.1 Q0.2 1L SB2 SB3 SQ1 SQ2 DC24V Q0.3 Q0.4 Q0.5 YA1 KM1 KM2 YA2 YA3 HL AC220V M0.0 M0.1 M0.2 M0.3 M0.4 M0.5 M0.6 M0.7 M1.0 I0.0起动 T37 T38 T39 T40*C0正反洗 满 3次 T40*C0 低水位 T41*C1大循 环满 3次 T41*C1 T42 SM0.1 Q0.0 Q0.1 T37 T38 Q0.2 T39 T40 Q0.3 Q0.1 Q0.3 Q0.4 T41 Q0.5 T42 I0. 3 15s 3s 15s 3s 10s 10s I0. 3 M1.1 T43 I0.1 I0.1 I0.1 I0.2 0.1sT43 进水 洗涤正转 暂停 洗涤反转 暂停 排水 脱水 报警 第六章第六章  STEP7-Micro/WIN32 编程软件介绍编程软件介绍  简介： STEP 7-Micro/WIN 32 编程软件 是基于 Windows 的应用软件，由西门子 公司专门为 SIMATIC S7-200系列可编 程序控制器设计开发。  本章主要内容： 软件的安装 软件的基本功能 编程、调试、运行监控方法 第一节  软件安装及硬件连接  一、软件安装 软件来源： STEP 7-Micro/WIN32 西门子网站 下载或光盘。 安装： 双击 STEP 7-Micro/WIN32 的安装程序 setup.exe，根据在线提示，完成安装。 编程语言： 选择英语。 界面汉化： 安装完后可用 STEP 7-Micro/WIN 32 中 文汉化软件将编程界面和帮助文件汉化，使编程环 境为中文状态。  二、硬件连接 电缆连接： PC/PPI电缆 RS-232与 PC机相连， RS-485与 PLC的 RS-485相连。 模式设置： PC/PPI电缆 DIP开关中 1、 2、 3设定波特率 ， 4选择 10位或 11位数据传输模式， 5选择 RS-232为数据 通讯设备模式或数据终端设备模式。没有调制解调器时 开关 4、 5均应设置为 0。  三、通信参数的设置和修改 运行 STEP 7- Micro/WIN 32，在引导条中单击 “ 通讯 ”图标，或从主菜单中选择 “检视 ”中的 “通讯 ” 项，则会出现一个通讯设定对话框。 波特率、开 关、开关 。 双击 PC/PPI电缆的图标，将出现设置 PG/PC接 口的对话框，这时可安装或删除通信接口、设置 检查通信接口参数等操作。 设置好参数后，可双击通讯设定对话框中的刷新 图标， STEP 7- Micro/WIN 32将检查所连接的所 有 S7-200 CPU站（默认站地址为 2），并为每个 站建立一个 CPU图标。 第二节  软件功能介绍  一、基本功能 创建用户程序、修改和编辑原有的用户程序。 设置 PLC的工作方式和参数，上装和下装用户程序 ，进行程序的运行监控。 具有简单语法的检查、对用户程序的文档管理和加 密等功能，并提供在线帮助。 二、主界面各部分功能 1菜单条 引导条  指令树   程序编辑器  符号表   状态图表  数据块 输出窗口  状态条           程序察看     局部变量 表 菜单条 2工具条 提供简便的鼠标操作，可用 “检视 ”菜单的 “ 工具栏 ”项自定义工具条。可添加和删除 3种按钮：标准 、调试和指令。  3引导条 提供按钮控制的快速窗口切换功能。可用 “ 检视 ”菜单的 “浏览栏 ”项选择是否打开。引导条包括程序 块（ Program Block）、符号表（ Symbol Table）、状态 图表（ Status Chart）、数据块（ Data Block）、系统块 （ System Block）、交叉索引（ Cross Reference）和通讯 （ Communications）七个组件。一个完整的项目文件（ Project）通常包括前六个组件。  4指令树 提供编程时用到的所有快捷操作命令和 PLC 指令。可用 “检视 ”菜单的 “指令树 ”项决定是否将其打开 。 主界面 主界面 5输出窗口 显示程序编译的结果信息。 6状态条 显示软件执行状态，编辑程序时，显示当前网 络号、行号、列号；运行时，显示运行状态、通讯波特率 、远程地址等。 7程序编辑器 梯形图、语句表或功能图表编辑器编写用 户程序，或在联机状态下从 PLC上装用户程序进行程序的 编辑或修改。 8局部变量表 每个程序块都对应一个局部变量表，在带 参数的子程序调用中，参数的传递就是通过局部变量表进 行的。 允许为部分或全 部数字量输入点 设置输入滤波。 检视 系统块 输入过滤器。延 时时间范围为 0.212.8ms，默 认值为 6.4ms。 三、系统组态 1数字量输入滤波 2模拟量输入滤波模拟量输入滤波 S7-200CPU222、 224 和 226在模拟量输入 信号变化缓慢的场合 ，可以对不同的模拟 量输入选择软件滤波 。 检视 系统块 模 拟量 输入过滤器。 系 统默认参数为：模拟 量输入点全部滤波、 采样次数为 64、静区 值为 320。 如果数字量输入点 有一个持续时间小 于扫描周期的脉冲 ，则 CPU不能捕捉 到此脉冲， S7- 200CPU为每个主 机数字量输入点提 供脉冲捕捉功能。 3设置脉冲捕捉 4输出表的设置输出表的设置 系统块 输出表。冻 结输出： RUN STOP后，所有数 字量输出点将冻结在 CPU进入 STOP方 式之前的状态；否则 ：数字量输出点的状 态用输出表来设置。 CPU用 EEPROM保存用户程序、程序数据及 CPU组态数据 ；用一个超级电容器，使 PLC在掉电时保存整个 RAM存储 器中的信息。 S7-200PLC还可选用存储器卡保持用户程序。 CPU模块在 STOP方式下，点击菜单 “PLC”中的 “程序存储 器卡 ”项就可将用户程序、 CPU组态信息及 V、 M、 T、 C的 当前值复制到存储器卡中。 单击 “系统块 ”的 “保存范围 ”标签 ，可选择 PLC断电时希望保持的内存区域。最多可定义六个 要保存的存储区范围，设置保存的存储区有 V、 M、 C和 T。 对于定时器，只能保存定时器 TONR，而且只能保持定时器 和计数器的当前值，定时器位和计数器位不能保持，上电时 定时器位和计数器位均被消除。对 M存储区的前 14个字节， 系统缺省设置为不保持。  5 PLC断电后的数据保存方式 6 CPU密码的设置密码的设置 默认是 1级，相当于关闭了密码功能。在 “系统块 ”窗 口中点击 “密码 ”标签。首先选择适当的限制级别（如 2 、 3级），需输入密码（密码不区分大小写）并确认密 码。要使密码设置生效，必须先运行一次程序。 如果 忘记了密码，必须清除存储器，重新下载程序。 第三节  编程软件的使用 一、项目生成  1新建项目  (1) 确定 PLC的 CPU型号 (2) 项目文件更名 (3) 添加一个子程序 (4) 添加一个中断程序 (5) 编辑程序 2打开已有项目文件  3上装和下装项目文件  以梯形图编辑器为例，语句 表和功能块图编辑器的操作类 似。 1输入编程元件 梯形图的 编程元件（编程元素）主要有 线圈、触点、指令盒、标号及 连接线。输入方法：指令树窗 口中双击要输入的指令，就可 在矩形光标处放置一个编程元 件。 工具条上的编程按钮。单 击触点、线圈或指令盒按钮， 从弹出的窗口下拉菜单所列出 的指令中选择要输入指令单击 即可。  二、程序的编辑与传送 2插入和删除  在编辑区 右击要进行操作的位置，弹出 图示的下拉菜单，选择 “插入 ” 或 “删除 ”选项，弹出子菜单， 单击要插入或删除的项，然后 进行编辑。也可用菜单 “编辑 ” 中相应的 “插入 ”或 “编辑 ”中的 “ 删除 ”项完成相同的操作。 3符号表符号表 将梯形图中的直接地址编号用具有实际含义的符号代替 。方法：在编程时使用直接地址（如 I0.0），然后打开 符号表，编写与直接地址对应的符号（如与 I0.0对应的 符号为 start），编译后由软件自动转换名称。另一种 是在编程时直接使用符号名称，然后打开符号表，编写 与符号对应的直接地址，编译后得到相同的结果。 4局部变量表 （ 1）局部变量与全局变量 程序中的每个 POU（ Program Organizational Unit，程序组织单元）都有 64K字节 L存储器组 成的局部变量表。局部变量只在他被创建 POU中有效。全局变 量在各 POU中均有效，只能在符号表（全局变量表）做定义。 （ 2）局部变量的设置 将光标移到编辑器的程序编辑区的上边 缘，向下拖动上边缘，则自动出现局部变量表，此时可为子程 序和中断服务程序设置局部变量。 5注释  梯形图编辑器中的 Network n表示每个网络 或梯级，同时又是标题栏，可在此为每个网络或梯级 加标题或必要的注释说明。双击 Network n区域，弹 出图示的对话框，此时可以在 “题目 ”文本框键入相关 标题，在 “注释 ”文本框键入注释。 6语言转换  语句表、梯形图和功能块图三种编程语言（ 编辑器）之间的任意切换。检视 STL（语句表）、 LAD （梯形图）或 FBD（功能块图）便可进入对应的编程环境。 程序编辑完成，可用菜单 “PLC”中的 “编 译 ”项进行离线编译。编译结束后在输出 窗口显示程序中的语法错误的数量、各 条错误的原因和错误在程序中的位置。 双击输出窗口中的某一条错误，程序编 辑器中的矩形光标将会移到程序中该错 误所在的位置。必须改正程序中的所有 错误，编译成功后才能下载程序。 7编译用户程序 8程序的下载和清除程序的下载和清除 下载之前， PLC应处于 STOP方式。单击工具栏的 “停止 ” 按钮，或选择菜单命令 “PLC”中的 “停止 ”项，可以进入 STOP状态。如果不在 STOP状态，可将 CPU模块上的方 式开关扳到 STOP位置。 为了使下载的程序能正确执行，下载前必须将 PLC存储 器中的原程序清除。清除的方法是：