基于西门子plc的轨道车控制系统设计.doc

毕业论文（设计说明书）题目： 基于西门子PLC的轨道车控制系统设计 学 生： 包建东 学 号： 200606010109 院 （系）： 电气与信息工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 指导教师： 陈景文 2011年 06月02日陕 西 科 技 大 学毕业设计（论文）任务书电气与信息工程 学院 电气工程及其自动化专业 071班级学生： 包建东 毕业设计（论文）题目： 基于西门子PLC的轨道车控制系统设计 完成期限：从 2010 年 12 月 1 日起到 2011 年 06 月 17 日课题的意义及培养目标：电气控制及PLC课程是自动化专业的一门非常有用的专业课程，对目前我国工控领域缺乏熟练PLC软件编程人员的现状而言，通过毕业设计等实践环节锻炼学生的编程能力并进而提升学生进入社会的的竞争力显得尤为重要。本课题应用目前较先进的西门子公司的系列PLC，在理解轨道送料小车运行工艺的基础上，通过系统学习西门子系列PLC的编程语言及指令系统，设计一套轨道运料小车的控制程序，最后再通过实际验证其可行性。经过本系统的设计实践，使学生可以很好的与目前的先进工程实践接轨，使所学的专业课及专业基础课的知识由理论转向实践，使所学的文化知识得到较好的实际应用和验证，提升学生进入社会适应工程工作环境的力。 设计（论文）所需收集的原始数据与资料：所需的资料、参考书籍如下： 1、电机及拖动基础，电力电子技术，电力拖动自动控制系统，电器控制及PLC，单片机的相关知识 2、变频调速原理与设计 3、欧姆龙变频器的使用说明书等相关知识、材料。 4、西门子STEP7-WIN32编程软件的使用及指令手册 5、AUTOCAD制图软件 课题的主要任务（需附有技术指标要求）：1、熟悉轨道小车的运行工艺及动作过程。 2、学习西门子STEP7-WIN32编程软件的使用及变频器的原理并进一步会应用欧姆龙变频器实现电机的基本运行控制功能。 3、学习AUTOCAD制图软件的使用，会熟练绘制电气原理图。 4、充分运用所学习的的电器控制及PLC，电力拖动自动控制系统，电机原理及拖动，AUTOCAD制图，电力电子变流技术等知识设计一套完整的轨道小车传动控制系统，以满足实际需要。 5、在设计完成后，通过实践去验证可行性。 设计进度安排及完成的相关任务（以教学周为单位）：周 次设计（论文）任务及要求1-3复习电器控制及PLC课程学习的知识并到工厂去认识元器件；4学习AUTOCAD制图的使用及变频器的使用；5-6整理资料，西门子STEP7-WIN32编程软件使用；7-11应用AUTOCAD绘制运料小车控制系统原理图，在此基础上，熟悉西门子200系列指令并编写PLC程序；12-13实际论证所做设计的合理性并作论文前期整理工作；14-17论文定稿，印制，做答辩准备。学 生： 日期： 指导教师： 日期： 教研室主任： 日期： 127基于西门子PLC的轨道车控制系统设计摘 要本设计需要对运料小车的工艺过程以及PLC控制理论有较多的了解，利用所学知识对运料小车的运行、工位识别以及推拉料的过程进行了详细的设计。主要选用西门子S7-200系列PLC和ABB变频器一起实行控制。首先通过对小车当前工位和指定工位数据的采集，再把采集到的数据传送给PLC,PLC通过计算出当前工位和指定工位之间的距离以及运动方向后，发送运行的指令给小车的电机。小车的电机启动，开始运行到接近指定工位时，安装在此工位的位置传感器将信号传递给PLC，PLC根据位置信号通过DO输出为ABB变频器提供控制信号对小车进行2级减速，小车到达指定工位后，通过抱闸停车，完成车体运行定位动作。此后通过判断压机给与的进料允许信号进行推拉料动作，在推拉料过程中，小车的料架前进、后退等到位信号依靠行程开关判断。推料时，料架到位后料钩下降后退出；拉料时，料架到位后料钩上升后将料拉出。在料架后退到后限位点时，传感器将压机允许运行信号送至压机PLC，根据具体情况，压机可正常进行压板工作。在整个运行过程中，通过对西门子PLC、变频器及传感器的应用，较好的实现了小车工作的自动化。本设计就是在理解并熟悉西门子PLC原理及运料小车工作原理及工艺的基础上,应用S7-200 PLC对运料小车的运行和推拉料等的控制，通过对硬件结构的设计和通过STEP7-WIN32编程软件对软件编程，较充分的完成了对运料小车的自动化系统控制功能，在实际应用中获得了较好的应用效果。在设计中主要侧重于变频器、传感器测量、PLC等专业知识，结合生产实际，结合通讯原理及通讯协议，设计出PLC控制程序。关键词：西门子PLC，运料小车，运行方式，系统设计Based On The Siemens PLC Rail Cars Control System DesignABSTRACTThe design need to have more understanding about carrying material car process and PLC control theory, which using knowledge to learn to carrying material car running、workstation recognition and push-pull material process on a detailed design. Mainly choose inverter to practice the control together with the Siemenss S7-200series PLC and ABB. Pass first to the trolleys current work and specify a data of work to collect, then deliver the data that collect to the PLC, then the PLC computes the distance between a current work and specify the of the work, and empresses the calculation value to the motor of the trolley.The motor of trolley starts, when it starts to close to specify the work, the position sensor installed on the position in this work delivers the signal to the PLC, the PLC passes the exportation of DO according to the position signal for the ABB inverter to provide to control the signal to carry on the 2 classes deceleration to the trolley, the trolley completes the bodywork movement fixed position action by parking brake after arrive to the specify the work, then through the judgment to press the machine conferment henceforth of into anticipate to allow the signal to carry on push to pull to anticipate the action, during the process, the trolley anticipates the signals such as a headway or a back depending on the judgment of route of travel switch. While pushing the material, anticipate the hook exits after anticipating to the place; while pulling to material, anticipate the hook up to rise the material out after anticipating to the place. After anticipating to retreat, the countermarch of the trolley arrives to spread the sensors allow to delivering the signal to PLC, according to concrete circumstance, pressing machine can carry on pressing the plank work normally. During the whole process, with the use of the Siemens PLC, inverter and sensors, the automation of trolley carries out well.This design is in comprehending and acquainting with the principle of Siemens PLC and the working theory of the trolley and the foundation of the technology, applied the movements controlling of S7-200 PLC to trolley such as operation and push-pulling the material etc. Done well on the auto function of trolley by the design of hardware structure and the programming with the software of STEP7-WIN32, and acquires a good applied result in actual application. The focuses are the expertise including inverter, sensor measurement, PLC etc, combing the actual production, communication theory and communication protocol together, and design out a PLC control procedure.KEY WORDS: Siemens PLC, shipment material trolley, operation mode, system design目 录摘要IABSTRACTII1 绪论12 可编程控制器（PLC）的概况22.1 PLC的概述22.2 PLC的基本结构22.3 PLC的工作原理32.4 PLC的特点52.5 PLC的应用领域及前景62.5.1 PLC的应用领域62.5.2 PLC的发展前景73 西门子PLC S7-200系列以及ABB变频器的介绍83.1西门子PLC S7-200的硬件组成83.2西门子PLC指令集103.3 西门子S7-200编程软件简介133.3.1梯形图143.3.2 指令表153.3.3 顺序功能图153.3.4 功能块图163.3.5 结构文本163.4 ABB变频器简介173.4.1 变频器选型173.4.2 变频器的运行和相关参数的设置183.4.3 常见故障分析184 轨道运料小车的硬件设计204.1 运料小车的作用204.2运料小车的供电接线图204.3运料小车的ABB变频器接线图214.4 运料小车的PLC接线图224.4.1 PLC的输入端口接线图224.4.2 PLC的输出端口接线图245 轨道车的软件系统设计295.1 轨道车控制基本内容295.1.1 工位识别流程图295.1.2 小车向压机推拉料工艺流程315.2 梯形图部分程序注解326 总结37致谢38参考文献391 绪论可编程控制器是在计算机技术、通信技术和继电器控制技术的发展基础上开发起来的，最初叫做可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），即PLC，现已广泛应用于工业控制的各个领域。它以微处理器为核心，用编写的程序不仅可以进行逻辑控制，还可以定时、计数和算术运算等，并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。PLC作为20世纪现代制造领域中最重要的技术之一，主要解决生产效率与一致性问题。作为早期的工程自动化控制技术，PLC的诞生具有十分重要的意义，它的出现使得工业生产实现了初步的自动化，由于PLC有着很低的成本以及较高的可靠性，它提高了生产效率并且也降低了成本，并在之后得到了广泛应用，使得制造业能够快速发展。本课题应用目前较先进的西门子公司的系列PLC，在理解送料小车运行工艺的基础上，通过系统学习西门子系列PLC的编程语言及指令系统，设计一套运料小车的控制程序，最后再通过实际验证其可行性。本次设计主要的工作重心在于运料小车的精确定位和推拉料动作，这需要对PLC控制系统的综合学习。首先要能分析西门子PLC并学会应用方法，熟悉ABB变频器的工作原理和操作方式，学习掌握西门子PLC的STEP7-WIN32编程软件的使用方法，在此基础上，设计轨道车的运行方式进行编程，通过模拟运行联系实际得到最后的设计结果。经过本系统的设计实践，使我们可以很好的与目前的先进工程实践接轨，使所学的专业课及专业基础课的知识由理论转向实践，使所学的文化知识得到较好的实际应用和验证，提升我们进入社会适应工程工作环境的力。2 可编程控制器（PLC）的概况2.1 PLC的概述随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已扩展到了几乎所有的工业领域。可编程程序控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC,它的应用面广、功能强大、使用方便，已经成为当代工业自动化的主要控制设备之一，在工业生产的所有领域得到了广泛的使用，在其他领域的应用也得到了迅速的发展。国际电工委员会(International Electrical Committee- IEC),1987年的第三版对PLC作了如下的定义: PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计算和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程2。可编程控制器实际上是一种工业控制计算机，它的硬件结构与一般微机控制系统相似，甚至与之无异。可编程序控制器主要由CPU(中央处理单元)存储器(RAM和EPROM),输入/输出模块(简称为I/O模块)、编程器和电源五大部分组成。2.2 PLC的基本结构PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同。根据结构形式的不同，PLC的基本结构分为整体式和模块式结构两类。整体式（又称箱体式）结构的PLC由中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出（I/O）单元、电源电路和通信端口等组成，并将这些组装在同一机体内。这种结构的特点是结构简单、体积小、价格低、输入/输出点数固定、实现的功能和控制规模固定，但灵活性较低。其基本结构框图如图2-1所示。电源中央处理器（CPU）输入/输出单元存储器系统总线编程器图2-1 PLC整体式结构模块式（又称组合式）结构的PLC是将中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出（I/O）单元、电源电路和通信端口等分别做成相应的模块，应用时将这些模块根据控制要求插在机架上，各模块间通过机架上的总线相互联系。模块式的PLC安装完成后，需进行登记，以便PLC对安装在总线上的各模块进行地址确认，其特点是系统构成的灵活性较高，可以构成不同控制规模和功能的PLC，但同时价格也较高。基本结构框图如图2-2所示。 机 架编程器现场设备其他PLC电源模块CPU模块通信模块输入模块输出模块特殊功能模块 图2-2 模块式结构2.3 PLC的工作原理PLC与继电器构成的控制装置的重要区别之一就是工作方式不同，继电器控制是并行运行方式，即如果输出线圈通电或断电，该线圈的触点立即动作，只要形成电流通路，就有可能有几个电器同时动作。而PLC则不同，它采用循环扫描技术，只有该线圈通电或断电，并且必须当程序扫描到该线圈时，该线圈触点才会动作，而且每次它只能执行一条指令，这也就是说PLC以“串行”方式工作的，这种工作方式可以避免继电器控制的触点竞争和时序失配等问题。也可以说，继电器控制装置是根据输入和逻辑控制结构就可以直接得到输出，而PLC控制则需要输入传送、执行程序指令、输出3个阶段才能完成控制过程。 PLC采用循环扫描技术可以分为3个阶段：输入采样阶段（将外部输入信号的状态传送到PLC）、用户程序执行程序和输出刷新阶段（将输出信号传送到外部设备）。扫描过程如图2-3与2-4所示1。一个扫描周期程序执行阶段输出阶段输入阶段程序执行阶段输出阶段输入阶段程序执行阶段图2-3 扫描周期流程图2-4 循环扫描(1) 输入采样阶段在输入采样阶段，PLC 以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O 映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O 映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。(2) 用户程序执行阶段在用户程序执行阶段，PLC 总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM 存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O 映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O 映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O 映象区或系统RAM 存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。(3) 输出刷新阶段当扫描用户程序结束后，PLC 就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU 按照I/O 映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。2.4 PLC的特点PLC之所以越来越受到控制界人士的重视，是和它的优点分不开的:(1) 使用方便，通用性强。模块化得PLC设计，使用户能根据控制系统的大小、工艺流程和控制要求等来选择自己所需的PLC模块并进行资源配置和PLC编程。这样，用户在硬件方面的设计工作只是确定PLC的硬件设备配置。当生产工艺改变或生产线设备更新时，不必改变PLC硬件设备，只需改变编程程序就可实现不同德控制方案，具有良好的通用性3。(2) 面向控制过程的编程语言，容易掌控。大多数PLC可采用“梯形图”进行编程，控制线路清晰直观。它不需要用户具有很强的程序设计能力，只要用户具备一定的计算机软、硬件知识和电器控制方面的知识即可。(3) 抗干扰能力强，可靠性高。PLC的高可靠性主要表现在硬件和软件两个方面。在硬件方面，隔离和滤波是抗干扰的两大主要措施，此外，还设置了联锁、环境检测与诊断电路。在软件方面，主要是设置故障检测和诊断程序。采用上述抗干扰措施后，一般PLC的抗电平干扰能力可达1000V/1s，其平均无故障时间可高达(4-5)104h,使得PLC具有极高的可靠性。(4) 安装调试简单，维修方便。在安装时，由于PLC的输入/输出接口已经做好，因此可以直接和外部设备相连，而不再需要专用的接口电路。PLC的调试可先在实验室模拟完成，模拟调试完成后在进行现场安装、调试。这样就可以避免在现场可能会出现的一些问题，从而缩短调试周期。在维修方面，PLC具有完善的诊断和显示功能，可以通过模块上的显示或编程器等很容易地找出故障的模块，而且由于模块化设计，因此只需要对出错的模块进行更换即可。(5) 网络功能强大。PLC具有强大的网络功能。它不仅能做到远程控制进行PLC内部通信以及上位机通信，还具备专线上网、无线上网等功能。这样，PLC就可以组成范围很大的控制网络，使得整个系统都可以实现自动化，从而提高生产的效率。(6) 体积小，重量轻，易于实现机电一体化。PLC结构紧凑、坚固，体积小，重量轻，功耗低，同时还具有很好的抗震性及适应环境温度、湿度变化的能力，因此，PLC很容易被安装在机械设备内部，是机电一体化设备中较为理想的控制装置。(7) 功能齐全，应用灵活。它的适用性极强，几乎所有的控制要求，它均能满足；而且应用灵活， 其标准的积木式硬件结构，以及模块化的软件设计，使得它不仅可以适应大小不同、功能繁复的控制要求，而且可以适应各种工艺流程变更较多的场合；(8) 操作方便，维修容易，稳定可靠。尽管PLC有各种型号，但都可以适应恶劣的工业应用环境，耐热、防潮、抗震等性能也很好，一般平均无故障率可达几万小时。PLC是传统的继电器技术和计算机技术相结合的产物，她具有继电器控制或通用计算机所无法比拟的特点。2.5 PLC的应用领域及前景2.5.1 PLC的应用领域PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时日常维护也变得容易起来，更重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、汽车、通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况主要分为如下几类:(1) 开关量逻辑控制取代传统的继电器控制电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于控制单台设备，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。(2) 工业过程控制在工业生产过程当中，存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量(即模拟量)，PLC采用相应的A/D和D/A转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的一种调节方法。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。(3) 运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。一般使用专用的运动控制模块，如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。(4) 数据处理PLC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。数据处理一般用于如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。(5) 通信及联网PLC通信包括PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着工厂自动化网络的发展，现在的PLC都具有通信接口，通信非常方便。但是，可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进行选用配置，其软件需根据控制要求进2.5.2 PLC的发展前景(1) 实现成本低 由于可以直接利用已有的配电网络作为传输线路，所以不用进行额外布线，从而大大减少了网络的投资，降低了成本。 (2) 范围广 电力线是覆盖范围最广的网络，它的规模是其他任何网络无法比拟的。PLC可以轻松地渗透到每个家庭，为互联网的发展创造极大的空间。 (3) 高速率 PLC能够提供高速的传输。目前，其传输速率依设备厂家的不同而4.5M45Mbps之间。远远高于拨号上网和ISDN，比ADSL更快！足以支持现有网络上的各种应用。更高速率的PLC产品正在研制之中。 (4) 永远在线 PLC属于即插即用，不用烦琐的拨号过程，接入电源就等于接入网络！(5) 便捷。不管在家里的哪个角落，只要连接到房间内的任何电源插座上，就可立即拥有PLC带来的高速网络享受！21世纪，PLC会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统DCS（Distributed Control System）中已有大量的可编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。3 西门子PLC S7-200系列以及ABB变频器的介绍3.1西门子PLC S7-200的硬件组成S7-200系列PLC可提供4种不同的基本单元和6种型号的扩展单元。其系统构成包括基本单元、扩展单元、编程器、存储卡、写入器、文本显示器等。 (1) 基本单元图表3-1是对西门子S7-200各型号CPU性能的具体数据。表3-1 西门子S7-200各型号CPU性能CPU221CPU222CPU224CPU226CPU226XM用户程序区4K字节4K字节8K字节8K字节16K字节数据存储区2K字节2K字节5K字节5K字节10K字节CPU内置DI/DO点数6/48/614/1024/1624/16AI/AO点数无16/1632/3232/3232/32扫描时间/1条指令0.37us0.37us0.37us0.37us0.37us最大DI/DO点数256256256256256计数器256256256256256计时器256256256256256时钟功能可选可选内置内置内置数字量输入滤波标准标准标准标准标准模拟量输入滤波N/A标准标准标准标准高速计数器4个30KHZ4个30KHZ6个30KHZ6个30KHZ6个30KHZ脉冲输出2个20KHZ2个20KHZ2个20KHZ2个20KHZ6个20KHZ通讯口1RS4851RS4851RS4852RS4852RS485S7-200系列PLC中可提供4种不同的基本型号和6种CPU供选择使用，其输入输出点数的分配见表3-2：表3-2 S7-200系列PLC中CPU22X的基本单元型号输入点输出点可带扩展模块S7-200CPU22164-S7-200CPU222862个扩展模块78路数字量I/O点或10路模拟量I/O点S7-200CPU22414107个扩展模块168路数字量I/O点或35路模拟量I/O点S7-200CPU22624162个扩展模块248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点S7-200CPU226XM24162个扩展模块248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点(2) 扩展单元S7-200系列PLC主要有6种扩展单元，它本身没有CPU，只能与基本单元相连接使用，用于扩展I/O点数，S7-200系列PLC扩展单元型号及输入输出点数的分配如表3-3所示：表3-3 S7-200系列PLC扩展单元型号和输入输出点数类型型号输入点输出点数字量扩展模块EM2218无EM22无8EM2234/8/164/8/16模拟量扩展模块EM2313无EM232无2EM23531(3) 编程器PLC在正式运行时，不需要编程器。编程器主要用来进行用户程序的编制、存储和管理等，并将用户程序送入PLC中，在调试过程中，进行监控和故障检测。S7-200系列PLC可采用多种编程器，一般可分为简易型和智能型。简易型编程器是袖珍型的，简单实用，价格低廉，是一种很好的现场编程及检测工具，但显示功能较差，只能用指令表方式输入，使用不够方便。智能型编程器采用计算机进行编程操作，将专用的编程软件装入计算机内，可直接采用梯形图语言编程，实现在线检测，非常直观，切功能强大，S7-200系列PLC的专用编程软件为STEP7-Micro/Win。(4) 程序存储卡为了保证程序及重要参数的安全，一般小型PLC设有外接EEPROM卡盒接口，通过该接口可以将卡盒的内容写入PLC，也可将PLC内的程序及重要参数传到外接EEPROM卡盒内作为备份。程序存储卡EEPROM有6ES 7291-8GC00-0XA0和6ES 7291-8GD00-0XA0两种，程序容量分别为8K和16K程序步。(5) 写入器写入器的功能是实现PLC和EPROM之间的程序传送，是将PLC中RAM区的程序通过写入器固化到程序存储卡中，或将PLC中程序存储卡中的程序通过写入器传送到RAM区。(6) 文本显示器文本显示器TD200不仅是一个用于显示系统信息的显示设备，还可以作为控制单元对某个量的数值进行修改，或直接设置输入/输出量。文本信息的显示用选择/确认的方法，最多可显示80条信息，每条信息最多4个变量的状态。过程参数可在显示器上显示，并可以随时修改。TD200面板上的8个可编程的功能键，每个都分配了一个存储位，这些功能键在启动和测试系统时，可以进行参数设置和诊断。3.2西门子PLC指令集德国西门子（SIEMENS）公司生产的可编程序控制器在我国的应用相当广泛，在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性更高。S7系列PLC产品可分为微型PLC（如S7-200），小规模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等10。表3-4为一些西门子PLC各条指令，可用于查询或备忘。表3-4 西门子PLC指令集指令描述STL 常开触点LD/常闭触点LDNI立即常开触点LDI/I立即常闭触点LDNINOT取反触点NOTP正跳变触点EUN负跳变触点ED( )输出指令=( I )立即输出指令=I( S )置位S( SI )立即置位SI( R )复位R( RI )立即复位IRIN1(= =B)IN2比较指令LDB=AB=OB=IN1=IN2,IN1IN2IN1IN2, IN1IN2IN1IN2, IN1IN2( DISI )禁止中断指令DISI不允许处理中断服务程序，但中断事件仍排队等候( ENI )中断允许指令ENI允许所有被连接的中断事件( RETI)中断条件返回CRETI根据逻辑条件从中断程序中返回(JMP)跳转指令JMP N使程序流程跳转到指定的标号N处的程序分支LBL跳转到指令LBL NN处的程序分支DECOIN OUT OUT译码指令DECOIN 输入字节OUT 输出字根据输入字节的第四位所表示的位号置输出字的相应位为1ATCH INT EVNT 中断连接指令ATCHINT 中断程序号EVNT 中断事件将中断事件EVNT与中断服务程序号INT相关联，并使能该中断事件DTCH EVNT 中断分离指令DTCHEVNT将中断事件EVNT与中断服务程序之间的关联切断，并禁止该中断程序FILL_NIN OUTN存储器填充指令FILLIN 输入值OUT 输出N N个字的内容用输入值填充从输出开始的N个字的内容MOV_BIN OUT 字节传送MOV_B不改变原值的情况下将IN中的值传送到OUT地址： 0FFMOV_WIN OUT 字传送MOV_W不改变原值的情况下将IN中的值传送到OUT地址： 0FFFFMOV_DWIN OUT 双字传送MOV_D不改变原值的情况下将IN中的值传送到OUT地址0FFFF FFFFWAND_BIN1 OUTIN2与WAND_BWAND_WWAND_DW字节与字与双字与WOR_BIN1 OUTIN2或WOR_B WOR_WWOR_DW字节或字或双字或WXOR_BIN1 OUTIN2异或WXOR_BWXOR_WWXOR_DW字节异或字异或双字异或IN TON PT接通延时定时器TONIN TONR PT有记忆接通延时定时器TONRIN TOF PT断开延时定时器TOFINC_BIN1 OUT递增INC_BINC_WINC_DW字节递增字递增双字递增DEC_BIN1 OUT递减DEC_BDEC_WDEC_DW字节递减字递减双字递减3.3 西门子S7-200编程软件简介西门子PLC的专用编程软件为STEP 7-Micro/WIN 32，其主界面外观如图3-1所示。界面一般可分以下几个区：菜单条（包含8个主菜单项）、工具条（快捷按钮）、导引条（快捷操作窗口）、指令树（快捷操作窗口）、输出窗口和用户窗口（可同时或分别打开图中的5个用户窗口）。图3-1 编程软件外观可编程序控制器与一般的计算机相类似，在软件方面有系统软件和应用软件之分。只是可编程序控制器的系统软件由可编程序控制器生产厂家固化在ROM中。一般的用户只能在应用软件上进行操作，即通过编程软件来编制用户程序。编程软件是由可编程序控制器生产厂家提供的编程语言。至今为止还没有一种能适合各种可编程序控制器的通用的编程语言，但是各个可编程序控制器发展过程有类似之处。可编程序控制器的编程语言即编程工具都大体差不多，一般有如下五种表达方式14。3.3.1梯形图梯形图（Ladder Diagram）是一种基于梯级图形符号的编程语言。图中的若干图形符号的组合表示控制关系。它是从继电器控制电路图演变过来的。梯形图将继电器控制电路图进行简化，同时加进了许多功能强大、使用灵活的指令，将微机的特点结合进去，使编程更加容易，而实现的功能却更强大，是目前最普通的一种可编程序控制器编程语言。梯形图设计的一般原则如下：(1) 输入/输出继电器、内部辅助继电器、定时器、计数器等器件的触点可以多次重复使用，无需复杂的程序结构来减少触点的使用次数。(2) 梯形图每一行都是从左母线开始，线圈终止于右母线，触点不能放在线圈的右边，有时右母线可以省略。(3) 每个梯形图由多个梯级组成，每个梯级必须而且只能具有一个输出元素，即OUT，或TIM，或CNT，或其他特殊功能指令。从左母线引出的每条逻辑线在到达右侧竖母线之前必定汇集于某个输出元素，从而构成该输出元素所在的梯级，这些逻辑线称为此梯级的支路，每个梯级可以有多个支路。(4) 不允许双重输出。即在同一梯形图程序中，不允许同一编号的位或通道号重复用作为输出使用，即只能使用一次。但被用作输出的位号时可以多次用作输入，即其常开或常闭触点可以反复多次使用。(5) 不允许出现桥式电路。(6) 程序的编写顺序应按自上而下、从左至右的方式编写。为了减少程序的执行步数，程序应为左大右小，上大下小。(7) 除步进、NOP及END等少数指令外，任何线圈、定时器、计数器高级指令等不能直接与左母线相连。如果需要某个输出总是接通，则可用P_on作为其输入条件。(8) 编程时应注意PLC与一般计算机工作原理的不同，PLC以扫描的方式执行用户程序，扫描从左至右，从上至下。每个扫描周期中按程序梯级顺序执行，上一个梯级执行完以后，其结果会直接影响到下面梯级的解算，这些特点应在编程时加以考虑，以免将控制时序搞错。3.3.2 指令表梯形图编程语言优点是直观、简便，但要求用带了屏幕显示的图形编程器才能输入图形符号。小型的编程器一般无法满足，而是采用经济便携的编程器（指令编程器）将程序输入到可编程序控制器中。这种编程方法使用指令语句（助记符语言），它类似于微机中的汇编语言。指令表（Instruction List）编程是采用一种助记符编程语言，又称语句表、命令语句、梯形图助记符等。每一条指令由语句步、操作码、操作数组成。梯形图符号与助记符语句存在一一对应关系。语句步是用户程序中语句的序号，一般由编程器自动依次给出。操作码就是PLC指令系统中的指令代码。指令助记符，表示需要进行的工作。操作数则是操作对像，主要是指继电器的类型和编号。每一个继电器都用一个字母或特殊的数字开头，表示属于哪类继电器，后缀数字则表示属于该类继电器中的第几号继电器。也有个别指令不含有操作数。3.3.3 顺序功能图顺序功能图（Sequential Function Chart）常用来编制顺序控制类程序。它包含步、动作、转换三个要素。顺序功能编程法可将一个复杂的控制过程分解为一些小的顺序控制组合成整体的控制程序。顺序功能图法体现了一种编程思想，在程序的编制中具有很重要的意义。在介绍步进指令时将详细介绍顺序功能图编程法。如图3-1所示为顺序功能图。3.3.4 功能块图功能块图编程（Function Block Diagram）语言实际上是用逻辑功能符号组成的功能块来表达命令的图形语言。与数字电路中逻辑图一样，它极易表现条件与结果之间的逻辑功能。这种编程方法是根据信息流将各种功能块加以组合如图3-2和图3-3，是一种逐步发展起来的新式的编