流水灯PLC

情境2 流水灯的PLC控制 2 1任务资讯2 2任务分析2 3任务决策2 4任务计划2 5任务实施2 6评价提高 S7 200 S7 200 情境2 流水灯的PLC控制 2 1任务资讯2 2任务分析2 3任务决策2 4任务计划2 5任务实施2 6评价提高 S7 200 S7 200 2 1任务资讯 流水灯是利用彩灯对建筑物等进行装饰 达到烘托效果 这实际上是考虑了PLC输出的空间效果 上下 内外等 和时间顺序 先后 而针对不同的场合对彩灯的运行方式也有不同的要求 对于要求彩灯有多种不同运行方式的情况下 采用PLC中的定时器指令来进行控制非常方便 2 1 1任务目标 整体式PLC的硬件系统包括 1 微处理器 CPU 2 存储器 EPROM RAM 3 输入 输出接口 I O 4 外围设备 5 电源 2 1 2PLC的基本组成 PLC硬件系统组成 1 微处理器 CPU 接收并存储用户程序和数据 诊断电源 PLC工作状态及编程的语法错误 接收输入信号 送入数据寄存器并保存 运行时顺序读取 解释 执行用户程序 完成用户程序的各种操作 将用户程序的执行结果送至输出端 2 1 1PLC的基本组成 CPU型号 1 通用微处理器 8086 80286等 2 单片机 3 位片式微处理器 CPU位数 1 8位 小型机 价格低 通用性好 2 16 32位 中型机 集成度高 可靠 3 位片式微处理器 大型机 灵活 快速 专业生产PLC的厂家均采用自己开发的CPU芯片 2 存储器存放系统工作程序 监控程序 存放模块化应用功能子程序 存放命令解释程序 存放功能子程序的调用管理程序 存放存储系统参数 2 1 1PLC的基本组成 用户存储器 RAM EPROM EEPROM存放用户工作程序 存放工作数据 2 1 1PLC的基本组成 3 输入单元 带光电隔离电路多种辅助电源类型 AC电源DC24V输入DC电源DC24V输入DC电源DC12V输入接收开关量及数字量信号 数字量输入单元 接收模拟量信号 模拟量输入单元 接收按钮或开关命令 数字量输入单元 接收传感器输出信号 3 输出单元 带光电隔离器及滤波器多种输出方式 晶体管晶闸管继电器驱动直流负载 晶体管输出单元 驱动非频繁动作的交 直流负载 继电器输出单元 驱动频繁动作的交 直流负载 晶闸管输出单元 4 外围设备 采用PC PPI电缆连接专用编程器 连接个人电脑 PC 实现编程及在线监控 连接工控机 实现编程及在线监控 连接网络设备 如调制解调器 实现远程通讯 连接打印机等计算机外设 2 1 1PLC的基本组成 I O扩展接口 采用并行通讯方式扩展I O模块 扩展位置控制模块 扩展通讯模块 扩展模拟量控制模块 5 电源外接220V交流电提供5V供本机使用提供24V供输入端使用 PLC和其他计算机一样 数据存储器都作了分区 为每个存储单元编排了地址 并且经机内系统程序为每个存储单元赋予了不同的功能 形成了专用的存储元件 这就是编程 软 元件 为了理解的方便 PLC的编程元件用 继电器 命名 认为它们像继电器一样具有线圈及触点 且线圈得电 触点动作 所谓线圈得电不过是存储单元置1 线圈失电 不过是存储单元置0 也正因为如此 我们称之为 软 元件 2 1 2PLC的编程元件 1 输入继电器 I 输入继电器 又称输入映像寄存器 用于接受及存储输入端子的输入信号 机箱上每个输入端子都有一个输入继电器与之对应 输入信号通过隔离电路改变输入继电器的状态 一个输入继电器在存储区中占一位 输入继电器的状态不受程序的执行所左右 2 输出继电器 Q 输出继电器 又称输出映像寄存器 存储程序执行的结果 每个输出继电器在存储区中占一位 每一个输出继电器与一个输出口相对应 输出继电器通过隔离电路 将程序运算结果送到输出口并决定输出口所连接器件的工作状态 正常运行中输出继电器的状态只由程序的执行决定 3 辅助继电器 M 辅助继电器也叫内部标志位 是PLC中数量较大的一种编程元件 它不直接接受外界信号 也不能用来直接驱动输出元件 作用类似于继电接触器电路中的中间继电器 辅助继电器常用来存放逻辑运算的中间结果 编址范围M0 0 M31 7 4 特殊辅助继电器 SM 特殊辅助继电器是PLC中用于特殊用途的存储器 它可以作为用户与系统程序之间的界面 为用户提供一些特殊的控制功能及系统信息 用户操作的一些特殊要求也可以通过特殊辅助继电器通知系统 5 定时器 T 定时器相当于继电接触器系统中的时间继电器 用于时间控制 PLC中定时器具有一个位元件 用来表示计时是否完成 还有一个字元件用来存储定时器的计时当前值 可以参与某些运算 因而称为位复合元件 6 计数器 C 普通计数器主要用来对程序中反映的信号或外部输入端低频信号进行计数 称为机内计数器 高速计数器则用来对高于PLC扫描频率的机外脉冲计数 高速计数器一般工作在中断状态 计数器工作中需一个位元件及一个存储计数当前值的字元件 也为位复合元件 7 数据存储器 V 数据存储器用来存放 数字 类数据 有的PLC中称为变量存储器 PLC中的运算数据有2 8 10 16进制等 可以是整数 也可是浮点制小数 占用的存储单元可以是字节 字 也可以是双字 如PID指令的回路表 网络读写缓冲区及自由端口缓冲区等都要用到数据存储器 数据存储量一般比较大 某些机型的PLC还有专门的模拟量存储单元 8 顺控继电器 S 顺序控制继电器S又称状态元件 用来组织机器操作或进入等效程序段工步 以实现顺序控制和步进控制 顺控继电器用于顺序功能图法编程 每一个状态器可以用来代表控制状态中的一个步序 能为编程提供方便 可以按位 字节 字或双字来存取S位 编址范围S0 0 S31 7 9 局部存储器 L 局部存储器 L 和变量存储器 V 很相似 主要区别在于局部存储器 L 是局部有效的 变量存储器 V 则是全局有效 全局有效是指同一个存储器可以被任何程序 如主程序 中断程序或子程序 存取 局部有效是指存储区和特定的程序相关联 10 累加器 AC CPU提供了4个32位累加器 AC0 AC3 可以按字节 字和双字来存取累加器中的数据 按字节 字只能存取累加器的低8位或低16位 双字存取全部的32位 存取的数据长度由所用的指令决定 可以像存储器那样使用读 写单元 例如可以用它向子程序传递参数 或从子程序返回参数 以及用来存放计算的中间值 11 高速计数器 HC CPU22XPLC提供了6个高速计数器 每个计数器最高频率为30kHz 用来累计比CPU扫描速率更快的事件 高速计数器的当前值为双字长的符号整数 且为只读值 高速计数器的地址由符号HC和编号组成 如HC0 HC5 定时器指令用来规定定时器的功能 西门子S7 200系列PLC定时器有三种 3条指令规定了三种不同功能的定时器 在有些品种的PLC中可能只有接通延时定时器而没有断开延时定时器 2 1 3定时器指令 1 编号 类型及分辨率 S7 200系列PLC配置了256只定时器 编号为T0 T255 定时器有1 10 l00ms三种分辨率 编号和类型与分辨率有关 选用前应先查表以确定合适的编号 2 预置值 也叫设定值 预置值即编程时设定的延时时间的长短 时基计数值称为当前值 存储在当前值寄存器中 预置值在使用梯形图编程时 标在定时器功能框的 PT PresetTime 端 定时器和计数器的预置值的数据类型均为整数 除了常数外 还可以用VW IW等作它们的预置值 3 工作条件 工作条件也叫使能输入 从梯形图的角度看 定时器功能框中 IN 端连接的是定时器的工作条件 对于接通延时定时器来说 有能流流到 IN 端时开始计时 对于关断延时定时器来说 能流从有变到无时开始计时 对无记忆的定时器来说 工作条件失去 如延时接通定时器能流从有变到无时 无论定时器计时是否达到预置值 定时器均复位 前边的计时值清零 4 工作对象 工作对象指定时间到时 利用定时器的触点控制的元器件或工作过程 S7 200系列PLC定时器的工作过程如下 每个定时器均有一个16Bit当前值寄存器及一个1Bit的状态位 接通延时定时器和有记忆的接通延时定时器在 IN 端接通 定时器的当前值大于等于PT端的预置值时 该定时器位被置位 当达到预设时间后 接通延时定时器和有记忆接通延时定时器继续计时 一直计到最大值32767 若工作条件未失去 则保持最大值32767 此外 使用定时器的当前值可扩大控制范围 情境2 流水灯的PLC控制 2 1任务资讯2 2任务分析2 3任务决策2 4任务计划2 5任务实施2 6评价提高 S7 200 S7 200 本实例中 天塔之光的控制要求 PLC运行后 灯光自动开始显示 有时每次只亮一盏灯 顺序从上向下 或是从下向上 有时从底层从下向上全部点亮 然后又从上向下熄灭 运行方式多样 学生可自行设计 具体讲 共有8盏灯 每灯亮1s 顺序依次为L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L7 L6 L5 L4 L3 L2 循环往复 2 2任务分析 情境2 流水灯的PLC控制 2 1任务资讯2 2任务分析2 3任务决策2 4任务计划2 5任务实施2 6评价提高 S7 200 S7 200 2 3任务决策 完成本项目有多个方案 软件方案 1 定时器指令 2 移位指令 3 传送指令 4 算术指令 情境2 流水灯的PLC控制 2 1任务资讯2 2任务分析2 3任务决策2 4任务计划2 5任务实施2 6评价提高 S7 200 S7 200 2 4任务计划 整个项目计划书主要包含以下几个方面内容 项目设计 材料准备 项目实施 项目验收 2 4 1硬件设计 1 输入电路本系统上电后自动运行 无输入电路 2 输出电路输出电路由9只发光二极管组成 3 电源使用220V 50HZ的交流电 接在L M端 图中输入侧的直流电源由PLC提供 而输出侧的直流电源需另配备 2 4 2PLC资源分配 该任务中有9个输出 无输入信号 用于自锁 互锁的触点无须占用外部接线端子而是由内部 软开关 代替 故不占用I O点数 资源分配如表 2 4 3流水灯控制时间计划采用项目管理的方法计划4个过程 分别用4个任务描述 2 4 4时间进度管理甘特图 情境2 流水灯的PLC控制 2 1任务资讯2 2任务分析2 3任务决策2 4任务计划2 5任务实施2 6评价提高 S7 200 S7 200 2 5任务实施 2 5 1硬件安装 1 将PLC与热源 高电压和电子噪声隔离开 2 为接线和散热留出适当的空间 3 电源定额 4 接地和接线 2 5 2软件编程 1 STEP7 Micro WIN编程软件 2 连接S7 200CPU 3 通信配置 4 编程基本操作 2 5 3相关指令本项目中重点使用定时器指令 使用要素较多 使用时主要是要弄清指令的逻辑含义和梯形图表达形式 特别是如何实现循环显示 流水灯控制的梯形图 由于控制规律是相似的 故每个网络也相似 本网络中 T37为启动条件 T38为延时和退出条件 M10 0为驱动控制 2 5 4程序调试点击工具条中的下载图标或者在命令菜单中选择File Download来下载程序 单击工具条中的运行图标或者在命令菜单中选择PLC RUN 选择Debug ProgramStatus来监控程序 情境2 流水灯的PLC控制 2 1任务资讯2 2任务分析2 3任务决策2 4任务计划2 5任务实施2 6评价提高 S7 200 S7 200 2 6评价提高 2 6 1评价验收依据国家标准对工程进行验收 验收过程可以分