西门子PLC_项目1.ppt

项目一自动门开关控制 PLC控制技术 项目一自动门开关控制 1 1项目背景及要求1 2知识讲座 PLC发展历程与S7 200 1 3技能训练 安装软件与熟悉指令 1 4项目设计方案1 5技术答疑 自动门开关控制项目的学习目标如下 知识目标 了解PLC的产生及发展状况 熟悉PLC的性能规格 结构类型及控制功能 掌握PLC的基本组成及工作原理 掌握S7 200PLC的外部结构和简单指令 技能目标 能对S7 200进行简单接线 编程与调试 能熟练掌握STEP7 Micro WIN编程软件的安装过程 能进行PLC的简单输入输出接线 并运用位逻辑和定时器指令解决简单电气控制项目 职业素养目标 树立用电安全意识 并能从电气控制系统的发展轨迹看待PLC在实际工程中的应用背景 项目一自动门开关控制 图1 1酒店前台自动门 项目一自动门开关控制 1 1项目背景及要求 门内光电探测开关K1门外光电探测开关K2开门到位限位开关SQ1关门到限位开关SQ2开门执行机构KM1 使电动机正转 关门执行机构KM2 使电动机反转 等部件组成 图1 2自动门的主要电气控制原理图 项目一自动门开关控制 自动门控制要求 1 当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时 开门执行机构KM1动作 电动机正转 到达开门限位开关SQ1位置时 电机停止运行 2 自动门在开门位置停留8秒后 自动进入关门过程 关门执行机构KM2被起动 电动机反转 当门移动到关门限位开关SQ2位置时 电机停止运行 3 在关门过程中 当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时 应立即停止关门 并自动进入开门程序 4 在门打开后的8秒等待时间内 若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时 必须重新开始等待8秒后 再自动进入关门过程 以保证人员安全通过 项目一自动门开关控制 1 2知识讲座 PLC发展历程与S7 200概述 电路的吸合 释放 从而达到了在电路中的导通 切断的目的 图1 3PLC与继电器图 项目一自动门开关控制 图1 4梯形图的控制逻辑 线圈A B和线圈C中常开 常闭触点与线圈的逻辑关系可以很方便地用梯形图逻辑来表示 及输入A非与输入B相与 其结果就是输出C 项目一自动门开关控制 图1 5典型的顺序控制电路梯形图 在梯形图回路中 当所有串联的触点全部都处于 ON 状态时 回路就处于导通状态 回路末端的输出执行元件线圈被接通 例如 当A为 OFF B为 ON 时 执行元件C就被接通 产生输出动作 项目一自动门开关控制 图1 6PLC的组成示意 常见的PLC模块有 1 CPU模块 2 电源模块 3 I O模块 4 内存模块 5 底板 机架模块 项目一自动门开关控制 S7 200CPU将一个微处理器 一个集成电源和数字量I O点集成在一个紧凑的封装中 从而形成了一个功能强大的小型PLC 图1 7S7 200PLC的CPU单位设计 项目一自动门开关控制 表1 1S7 200PLC的各种CPU特性比较 项目一自动门开关控制 输出为晶体管图1 8a S7 200CPU的种类比较多 但根据输出结构来说 大抵为两类 输出为晶体管的和输出为继电器的 图1 8a 和图1 8b 是晶体管输出 继电器输出的基本接线图示意 以CPU224为例 项目一自动门开关控制 输出为继电器 图1 8b 项目一自动门开关控制 图1 9CPU222的实际接线图 项目一自动门开关控制 表1 2S7 200PLC的基本数据类型 项目一自动门开关控制 表1 3S7 200PLC的数据存储区寻址 项目一自动门开关控制 欲存取内存区中的一个位 用户需要指定地址 包括内存区标识符 字节地址和前面带一个句号的位数 图中内存区和字节地址 I 输入 2 字节2 后面是一个点号 用于分隔位址 位6 图1 10位直接寻址 项目一自动门开关控制 图1 11字节寻址举例 用户可以使用字节地址格式将大多数内存区 V I Q M S L和SM 的数据存取为字节 字或双字这图包括 区域标识符数据大小指定和字节 字或双字的字节地址 项目一自动门开关控制 表1 4S7 200PLC内存地址范围 此表所示为以位为单位进行标识的S7 200PLC内存地址范围 如果采用字节 字或双字则可以根据数据类型进行转换 项目一自动门开关控制 1 3技能训练 安装编程软件与熟悉基本指令 项目一自动门开关控制 安装编程软件的计算机应使用现PLC与计算机的通讯 必须使用通讯电缆 包括PC PPI电缆 PPI多主站电缆或MPI电缆加安装在电脑中的通讯处理器 表1 5任务所需设备 项目一自动门开关控制 任务一 安装S7 200编程软件 安装中文编程环境的步骤如下 第一步 关闭所有应用程序 包括MicrosoftOffice快捷工具栏 在Windows资源管理器中打开安装文件所在区域 光盘 U盘或硬盘 双击Setup exe文件 第二步 运行Setup程序 选择安装程序界面语言 并默认使用英语 如图1 12所示 选择安装目的的文件夹 图1 12选择设置语言 项目一自动门开关控制 第三步 安装过程中 会出现 设置PG PC接口 窗口 按照编程电缆型号进行选择 一般选择PC PPIcable 如图1 13所示 图1 13设置PG PC接口 项目一自动门开关控制 第四步 安装完成后 单击对话框上的完成按钮重新启动计算机 重启后在Windows的 开始 菜单找到相应的快捷方式 运行STEP7 Micro WIN软件 图1 14快捷方式运行STEP7 Micro WIN软件 项目一自动门开关控制 图1 15菜单Tools Options选项 第五步 在STEP7 Micro WIN编程环境中 选择菜单Tools Options 如图1 15 中 选择General选项卡 并设置为Chinese 如图1 16 改变设置后 推出编程环境 再次启动后即进入全中文编程界面 项目一自动门开关控制 图1 16中文界面转换语言选择 项目一自动门开关控制 图1 17编程软件界面 图1 17所示为按照以上步骤安装STEP7 Micro WINV4 0版本编程软件的中文界面 项目一自动门开关控制 项目一自动门开关控制 任务二 对简单电气控制线路进行编程并运行 图1 18简单的灯控线路 1 当选择开关SA1闭合时 指示灯一就亮 反之则灭 2 当选择开关SA2或SA3任何一个闭合时 指示灯二就亮 只有当SA2和SA3都断开时 指示灯二才灭 项目一自动门开关控制 图1 19灯控线路的PLC接线 I0 0 I0 4和I0 5接的是选择开关 简称 输入信号 Q0 0和Q0 1接的是指示灯 简称 输出信号 两者在硬件接线上是分离 而PLC的编程就是将选择开关和指示灯进行 程序联系 项目一自动门开关控制 图1 19灯控线路的PLC接线 I0 0 I0 4和I0 5接的是选择开关 简称 输入信号 Q0 0和Q0 1接的是指示灯 简称 输出信号 两者在硬件接线上是分离 而PLC的编程就是将选择开关和指示灯进行 程序联系 项目一自动门开关控制 图1 20简单逻辑程序 项目一自动门开关控制 图1 21灯控线路的PLC程序输入 图1 22S7 200程序编译 项目一自动门开关控制 图1 23PC PPI电缆通讯联机 进行PC PPI编程电缆通讯联机 一旦联机成功后 即可下载程序到PLC 项目一自动门开关控制 图1 24程序的联机运行 停止与状态监控 图1 24所示是程序的联机运行 停止与状态监控 其中 为程序RUN命令 为程序STOP命令 为程序状态监控命令 项目一自动门开关控制 项目一自动门开关控制 任务三 利用位逻辑进行编程 图1 255种位逻辑 PLC最初的设计是为了替代继电器而出现 因此 类似与继电器控制线路的位逻辑指令是最基本的 最常见的 项目一自动门开关控制 项目一自动门开关控制 图1 27RS范例 项目一自动门开关控制 图1 28RS程序的波形 根据上述程序 可以进行波形描述如图1 28所示 项目一自动门开关控制 项目一自动门开关控制 任务四 利用定时器指令进行控制 表1 6定时器操作逻辑 项目一自动门开关控制 表1 7定时器的分辨率 定时器的分辨率由表1 7所示的定每一个当前值都是时间基准的倍数 例如 10毫秒定时器中的数值50表示500毫秒 项目一自动门开关控制 图1 29TON定时器 接通延时定时器 TON 指令在启用输入为 打开 时 开始计时 当前值 Txxx 大于或等于预设时间 PT 时 定时器位为 打开 启用输入为 关闭 时 接通延时定时器当前值被清除 达到预设值后 定时器仍继续计时 达到最大值32767时 停止计时 项目一自动门开关控制 图1 30定时器范例程序 NETWORK1 在 10 100毫秒或1秒之后 100毫秒定时器T37时 I0 0打开 T37被启用 I0 0关闭 禁止和复原T37 项目一自动门开关控制 图1 31时序图一 项目一自动门开关控制 图1 32定时器的另外一个范例程序 项目一自动门开关控制 图1 33定时器时序图二 项目一自动门开关控制 图1 34整数比较指令 由于定时器的实际值是一个整数 因此本案例直接利用定时器数据的比较来输出一个触点 其中整数比较指令如图1 34所示 整数比较指令共有 IN1 IN2 IN1 IN2 IN1IN2 IN1IN2 几种 项目一自动门开关控制 图1 35指示灯程序的硬件接线 项目一自动门开关控制 A 选择开关ON后延时5秒 指示灯才亮 选择开关OFF后 指示灯就灭 参考程序如图1 36 图1 36TON应用案例一 项目一自动门开关控制 图1 37TON应用案例二 B 选择开关ON后 指示灯就亮 选择开关OFF后 指示灯延时5秒才灭 参考程序 略 只需要将T101的TON功能改为TOF即可 C 选择开关ON后延时5秒 指示灯才亮 选择开关OFF后 指示灯也延时5秒才灭 参考程序如下 如图1 37 项目一自动门开关控制 项目一自动门开关控制 任务五 增阳泵的定时控制 图1 38增氧泵示意 在水产养殖中 经常会碰到需要给鱼类补充氧气 最好的办法就是使用 增氧泵 项目一自动门开关控制 图1 39增氧泵控制的硬件设计 项目一自动门开关控制 图1 40增氧泵的定时控制主程序 项目一自动门开关控制 项目一自动门开关控制 1 4项目设计方案 图1 41自动门控制的硬件设计 在PLC线路控制中 输入和输出基本是分离的 而且由于本线路输入是DC24V信号 而输出是AC220V信号 因此 不能有任何短路现象发生 项目一自动门开关控制 表1 8自动门控制的I O分配 项目一自动门开关控制 自动门的软件设计 主要根据SA1选择开关来进行 分为手动和自动 具体见图1 42所示 其中定时器的时间可以根据实际要求进行调整 项目一自动门开关控制 项目一自动门开关控制 项目一自动门开关控制 图1 42自动门的定时控制主程序 项目一自动门开关控制 项目一自动门开关控制 1 5技术答疑 图1 43PLC数字量输入 在自动门控制的PLC线路图中 输入信号采用DC24V信号 连接的是PLC数字量输入 所谓PLC数字量输入是指限位开关 光电传感器 按钮等外部器件向PLC输送信号 项目一自动门开关控制 图1 44PLC输入隔离 PLC的数字量输入一般都提供电流输出PNP型和电流输入NPN型两种方式 输入电压根据型号的不同 DC24V 也有AC220V 极少数场合使用 其输入隔离方式以光藕隔离居多 如图1 44中的a 和b 两者的区别在于a 输入阻抗低 开关频率高 b 输入阻抗高 开关频率低 项目一自动门开关控制 外部设备是开关量接点形式的 按图a 接 如继电器的触点 接触器和热继电器的辅助触点等作为输入形式的 外部设备是NPN开路输出类型的 按图b 接线 项目一自动门开关控制 图1 45外部设备与PLC接线 NPN型开路输出型接近开关 外部设备是两线制类型的NPN电流输出的 则按图c 接线 外部设备是PNP电流输出型的 按图d 接线 外部设备是电压输出类型的 则按图e 接线 项目一自动门开关控制 表1 9特殊存储器标志位SMB0 项目一自动门开关控制 图1 46通信端口设置 PLC地址 输入要使用的CPU站地址 1 126 最高地址 输入网络中的最高站地址 1 126 波特率 从下拉列表中选择要用的数据通信速率 9 6kbps 19 2kbps或187 5kbps 重试次数 输入尝试建立通信的重试次数 0 8 间隔刷新系数 输入在检查新的网络主站前持有令牌的次数 对间隔更新系数的选择系基于您网络的配置和大小 1 100 项目一自动门开关控制 图1 47断电数据保持 选择在上电周期时希望保持的存储区区 包括V M T或C等存储区 项目一自动门开关控制 图1 48密码 进行密码等级设置 以授权访问功能和存储区 如果没有设置密码 S7 200提供不受限制的访问 受密码保护时 S7 200根据授权级别来提供操作功能限制 项目一自动门开关控制 图1 49数字量输出表 数字量输出表 令用户可在RUN to STOP 运行至停止 转换后将数字量输出设置为安全状态 或保持在转换为STOP 停止 模式之前所存在的输出状态 项目一自动门开关控制 图1 50输入滤波器 S7 200允许为某些或全部局部数字量输入点选择一个定义时延 可从0 2毫秒至12 8毫秒之间选择 的输入滤波器 如图1 50所示 该延迟帮助过滤输入接线上可能对输入状态造成不良改动的噪音 项目一自动门开关控制 图1 51PLC数字量输出 PLC的数字量输出分为两种 即继电器输出和晶体管输出 继电器输出为了延长寿命 一般在编程序时都建议将开关频率高于1SON 1SOFF 否则就应该使用晶体管输出型 项目一自动门开关控制