实训：PLC控制实例

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1、PLC控制实例 实例导读五星彩灯闪烁控制程序设计。交通信号灯控制。四层电梯PLC控制系统。自动送料装车控制PLC在组合机床控制中的应用实训1 五星彩灯控制11.1实训内容1. 五星彩灯分布图（如图1.1所示）图1.1 五星彩灯分布图2控制要求：十只发光二极管L1-L10的亮暗规律如下：1）花样1先使全部彩灯复位（熄灭），然后L1到L10按图1.2所示的顺序每隔0.5s点亮一个彩灯，直到所有彩灯全部亮起为一个循环，重复轮回三次。图1.2 花样1流程图2）花样2两组灯亮灭交替，循环闪烁三次。图1.3 花样2流程图3）花样3先L1灯亮，延时0.5s后L2灯亮L1灯灭，延时0.5s后L3灯亮L2灯灭，

2、依次类推，形成单灯跑马效果，反复循环三次。图1.4 花样3流程图根据以上控制要求，将三种花样连贯起来，完成PLC I/O地址分配、硬件连线和控制程序的设计。1.2I/O地址分配根据五星彩灯的控制要求，为使程序简单，本实例不使用输入信号，一通电，彩灯即开始进行花样循环；使用10个输出点接L1L10十个彩灯，具体I/O地址分配如表1所示。 表1 I/O地址分配表输入元件I/O地址输出元件I/O地址彩灯L1Q0.0彩灯L2Q0.1彩灯L3Q0.2彩灯L4Q0.3彩灯L5Q0.4彩灯L6Q0.5彩灯L7Q0.6彩灯L8Q0.7彩灯L9Q1.0彩灯L10Q1.11.3PLC接线图图1.5 彩灯PLC接线

3、图1.4PLC梯形图控制程序1.主程序梯形图图1.6 彩灯PLC梯形图控制程序（主程序）2.花样1子程序梯形图图1.7 彩灯PLC梯形图控制程序（花样1子程序）3. 花样2子程序图1.8 彩灯PLC梯形图控制程序（花样2子程序）4. 花样3子程序图1.8 彩灯PLC梯形图控制程序（花样3子程序）实训2 交通信号灯控制22.1实训内容1. 交通灯示意图（如图2.1所示）北南西东图2.1 交通灯示意图2控制要求：SB1位自锁型按钮，功能为手动/自动切换，按下为自动状态，自动状态时SB2,SB3不起作用。自动控制：南北方向红绿灯动作一致，东西方向红绿灯动作一致。南北、东西方向红绿灯，以绿灯亮绿灯闪黄

4、灯亮红灯亮 时序动作，周而复始循环。 各色灯时序为，绿灯亮18秒后，闪烁6次每秒一次，黄灯亮6秒后，红灯亮30秒。手动控制：SB2为自锁型按钮，功能为南北与东西方向红绿灯的亮暗相反。SB3为自锁型按钮，功能为该按钮一旦按下，东西与南北方向的红灯全亮，绿灯全暗。2.2I/O地址分配根据控制要求，具体I/O地址分配如表2所示：表2 I/O地址分配表输入元件I/O地址输出元件I/O地址手动/自动切换按钮I0.0东西方向绿灯Q0.0手动控制按钮I0.1东西方向黄灯Q0.1手动全红按钮I0.2东西方向红灯Q0.2南北方向绿灯Q0.3南北方向黄灯Q0.4南北方向红灯Q0.5注：I0.0=1为自动，I0.0

5、=0为手动。I0.1=1为东西方向绿灯亮，红灯暗；I0.1=0为东西方向红灯亮，绿灯暗。I0.2=1各方向红灯全亮。2.3PLC接线图图2.2 PLC接线图2.4PLC梯形图控制程序图2.3 交通灯PLC控制程序实训3 自动送料系统控制33.1实训内容1. 自动送料系统实验板示意图（如图3.1所示）图3.1 自动送料系统实验板2控制要求：初始状态：红灯L1暗，绿灯L2亮，表示允许汽车开进装料。料斗K2，电动机M1、M2、M3 OFF。装料过程：当汽车到达时（按下S2表示），L1灯亮，L2灯暗，L5灯亮。M3转，M2在M3转动后3秒运行，M1在M2转动后3秒运行，K2在M1转动后3秒开始出料。装

6、料完成：当车装满后（按S2表示），料斗K2关闭，电动机M1延时3秒后关断，M2再延时3秒后关断，M3再延时3秒后关断。L2绿灯亮，L1红灯暗，表示汽车可以开走。过5秒后L5灯灭，表示车已开走。进料过程：按S3表示料斗中的料已到低限，需要进料。K1打开进料。按S1表示料满，K1关闭。3.2I/O地址分配根据控制要求，具体I/O地址分配如表3所示：表3 I/O地址分配表输入元件I/O地址输出元件I/O地址料斗高位S1按钮I0.0红灯L1Q0.0小车到位S2按钮I0.1绿灯L2Q0.1料斗低位S3按钮I0.2料斗高限位灯L3Q0.2料斗低限位灯L4Q0.3小车到位灯L5Q0.4进料阀K1Q0.5进料

7、阀K2Q0.6电机M1Q0.7电机M2Q1.0电机M3Q1.13.3PLC接线图3.4PLC梯形图控制程序图3.3 自动送料系统PLC梯形图程序实训4 八层电梯系统控制44.1实训内容1. 八层电梯系统示意图（如图4.1所示）图4.1 八层电梯监控示意图2控制要求：初始状态：上电后，电梯应回到第一层等待。运行过程：电梯应及时响应来自各楼层的请求信号和来自电梯厢内的请求信号。4.2I/O地址分配根据控制要求，具体I/O地址分配如表3所示：表3 I/O地址分配表输入元件I/O地址输出元件I/O地址一楼楼层限位I0.0一楼上升灯Q0.0二楼楼层限位I0.1二楼上升灯Q0.1三楼楼层限位I0.2二楼下

8、降灯Q0.2四楼楼层限位I0.3三楼上升灯Q0.3五楼楼层限位I0.4三楼下降灯Q0.4六楼楼层限位I0.5四楼上升灯Q0.5轿厢内一楼按钮I0.6四楼下降灯Q0.6轿厢内二楼按钮I0.7五楼上升灯Q0.7轿厢内三楼按钮I1.0五楼下降灯Q1.0轿厢内四楼按钮I1.1六楼下降灯Q1.1轿厢内五楼按钮I1.2六楼上升灯Q1.2轿厢内六楼按钮I1.3七楼上升灯Q1.3轿厢内开门按钮I1.4七楼下降灯Q1.4轿厢内关门按钮I1.5八楼下降灯Q1.5一楼请求上升按钮I1.6开门动作Q1.6二楼请求上升按钮I1.7关门动作Q1.7二楼请求下降按钮I2.0电梯启停Q2.0三楼请求上升按钮I2.1电梯正反转

9、Q2.1三楼请求下降按钮I2.2速度设定1Q2.2四楼请求上升按钮I2.3速度设定2Q2.3四楼请求下降按钮I2.4五楼请求上升按钮I2.5五楼请求下降按钮I2.6六楼请求下降按钮I2.7轿厢内七楼按钮I3.0轿厢内八楼按钮I3.1七楼楼层限位I3.2八楼楼层限位I3.3电梯上极限I3.4电梯下极限I3.5六楼请求上升按钮I4.0七楼请求上升按钮I4.1七楼请求下降按钮I4.2八楼请求下降按钮I4.34.3PLC接线图图4.2 PLC中央处理单元226接线图图4.3 PLC数字量输入输出模块E223接线图4.4PLC梯形图控制程序主程序当前层显示子程序上升控制子程序下降控制子程序电梯升降控制子

10、程序图4.4 八层电梯系统PLC梯形图程序5实训5 组合机床控制5.1实训内容如图5.1所示为两工位钻孔、攻丝组合机床，能自动完成工件的钻孔和攻丝加工，大大提高自动化程度和生产效率。机床由床身、滑动工作台、夹具、钻孔滑台、钻孔动力头、攻丝滑台、攻丝动力头、滑台移动控制凸轮和液压系统等组成。图5.1 双工位钻孔攻丝组合机床示意图1. 加工工艺控制要求：系统通电后，自动起动液压系统M1。机床各部分处于原位：工作台在钻孔工位SQ1钻孔滑台在原位SQ2攻丝滑台在原位SQ3液压系统压力正常，压力继电器PV动作，原位指示灯HL1亮。 系统上电1将工件放在工作台上，按下启动按钮SB，夹紧电磁阀YV1得电凸轮

11、电机M2得电运行夹紧限位SQ4得电时，表明工件被夹紧。 按下启动按钮SB2启动钻孔动力头M3，由于凸轮电机M2正在运行，此时钻孔滑台前移，进行钻孔加工。钻孔到终点时SQ5动作钻孔滑台自动后退，压住SQ2时停止同时，M3停止 钻孔3钻孔滑台回到原位后，工作台右移电磁阀YV2得电工作台到攻丝工位时，SQ6动作，工作台停止攻丝动力头电机M4正转，攻丝滑台前移，开始攻丝加工攻丝到终点时，SQ7动作，制动电磁铁DL得电，攻丝动力头制动延时0.3s后，攻丝电机M4反转，同时攻丝滑台后退至原位（压住SQ3） 工作台右移，攻丝加工4两个滑台的移动，是通过控制凸轮来控制滑台液压系统的液压阀来实现的，电气系统不参

12、与，只需启动控制凸轮电机M2即可。加工过程中应启动冷却泵电机M3，供给冷却液。 其他事项6当攻丝滑台回到原位时，攻丝动力头电机M4停止，凸轮正好运转一个周期。凸轮电机M2停止颜色3s，左移电磁阀YV3得电，工作台左移，到钻孔工位时停止 放松电磁阀YV4得电，放松工件放松限位SQ8动作时，方式结束原位指示灯亮，取下工件，加工过程结束。 工作台左移，完成一个加工周期52. 机床加工顺序表，如表5-1所示表5-1 机床加工顺序表工步1234567891011通电启动液压泵各部分在原位启动机床凸轮电机及夹紧工件钻孔加工钻孔滑台退回原位工作台右移到攻丝工位攻丝加工攻丝滑台到终端制动延时0.3s攻丝动力头

13、反转后退攻丝滑台到原位延时3s工作台左移到钻孔工位放松工件放松完成原位指示灯亮输入及检测元件液压压力检测PV1钻孔工位SQ1111钻孔滑台原位SQ211111111钻孔滑台终点SQ51攻丝滑台原位SQ31111启动按钮SB1夹紧限位SQ4111111攻丝工位SQ61111攻丝滑台终点SQ71放松限位SQ811驱动元件液压泵电机M11111111111凸轮电机M21111111夹紧电磁阀YV11111111钻孔动力头M31冷却泵电机M511111工作台右移电磁阀YV21攻丝电机M4正转1攻丝动力头制动DL1攻丝电机M4反转1工作台左移电磁阀YV31放松电磁阀YV41原位指示灯HL1115.2I/

14、O地址分配I/O地址分配表如表5-2所示输入元件分配地址输出元件分配地址压力检侧PVI0.0原点指示HL1Q2.4钻孔工位SQ1I0.1液压泵电机M1（KM1）Q0.1钻孔滑台原位SQ2I0.2凸轮电机M2（KM2）Q0.2攻丝滑台原位SQ3I0.3夹紧电磁阀YV1Q2.0夹紧限位SQ4I0.4钻孔动力头电机M3（KM3）Q0.3钻孔滑台终点SQ5I0.5冷却泵电机M5（KM6）Q0.6攻丝工位SQ6I0.6工作台右移电磁阀YV2Q2.1攻丝滑台终点SQ7I0.7攻丝电机M4正转（KM4）Q0.4方式限位SQ8I1.0制动DLQ0.0系统启动SBI1.1攻丝电机M4反转（KM5）Q0.5手动/

15、自动选择SAI1.2工作台左移电磁阀YV3Q2.2液压泵启动SB1手动控制放松电磁阀YV4Q2.3凸轮电机启动SB2自动指示灯HL2Q2.5钻孔SB3手动指示灯HL3Q2.6攻丝正转SB4手动控制电源Q2.7攻丝反转SB5冷却泵启动SB6夹紧SB7工作台右移SB8工作台左移SB9放松SB105.3PLC接线图由于使用的输入输出点数超过了S7-200本机的点数，因此需要使用I/O扩展模块。由于要驱动机床上的交流电机，因此应选用带交流输出的模块，考虑到以后增加其他功能的需要，I/O点数还需要留出一定的余量。这里选用西门子EM223 24VDC 8输入/8继电器输出。I/O接线图如图5.2所示。图5.2 PLC接线图5.4PLC控制状态流程图本实例做出顺序控制功能流程图后，很容易将其转换成PLC梯形图控制程序，限于篇幅，本书仅提供该实例的控制系统状态转移图，如图5.3所示。图5.3 组合机床控制系统顺序控制流程图5.5PLC梯形图控制程序使用步进指令编写梯形图程序如图5.4所示。图5.4 组合机床PLC梯形图控制程序注意：图5.3和图5.4中，中间继电器M0.0M1.3用于故障诊断。