S7200PLC系统设计及应用

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1、第7章 PLC系统设计及应用nPLCPLC系统设计应用实例系统设计应用实例7.1 系统的设计和调试步骤PLCPLC控制系统设计的原则控制系统设计的原则 1 1PLCPLC控制系统的被控对象应最大限度地满足工艺要求控制系统的被控对象应最大限度地满足工艺要求 2 2系统结构力求简单系统结构力求简单 3 3保证控制系统安全性和可靠性保证控制系统安全性和可靠性 4 4控制系统能够方便地进行功能扩展、升级控制系统能够方便地进行功能扩展、升级 5 5人机界面友好人机界面友好7.1 系统的设计和调试步骤了解被控系统选择PLC型号确定硬件配置分配I/O点，设计外部硬件接线图设计梯形图程序写入、检查程序、模拟调

2、试设计制作控制柜，现场安装接线满足要求？满足要求？现场总调试交付使用NNYY了解被控系统选择PLC型号确定硬件配置分配I/O点，设计外部硬件接线图设计梯形图程序写入、检查程序、模拟调试设计制作控制柜，现场安装接线满足要求？满足要求？现场总调试交付使用NNYY 了解被控系统选择PLC型号确定硬件配置分配I/O点，设计外部硬件接线图设计梯形图程序写入、检查程序、模拟调试设计制作控制柜，现场安装接线满足要求？满足要求？现场总调试交付使用NNYY了解被控系统选择PLC型号确定硬件配置分配I/O点，设计外部硬件接线图设计梯形图程序写入、检查程序、模拟调试设计制作控制柜，现场安装接线满足要求？满足要求？现

3、场总调试交付使用了解被控系统选择PLC型号确定硬件配置分配I/O点，设计外部硬件接线图设计梯形图程序写入、检查程序、模拟调试设计制作控制柜，现场安装接线满足要求？满足要求？现场总调试交付使用NNYY7.2 7.2 选型与硬件配置的确定选型与硬件配置的确定 1.PLC1.PLC的选择的选择功能强、要适当功能强、要适当1.1.选用低档选用低档PLCPLC 不同的负载对不同的负载对 PLC PLC 的输出方式有相应的要求。的输出方式有相应的要求。动作不频繁的交、直流负载可以选择继电器输出型的动作不频繁的交、直流负载可以选择继电器输出型的 PLC PLC。5.5.对在线和离线编程的选择对在线和离线编程

4、的选择 离线编程离线编程 在线编程在线编程 。计算机辅助编程既能实现离线编程，。计算机辅助编程既能实现离线编程，也能实现在线编程。也能实现在线编程。6.6.根据是否联网通信选型根据是否联网通信选型 大、中型机都有通信功能。大、中型机都有通信功能。目前大部分小型机也具有目前大部分小型机也具有通信功能。通信功能。一般输入点和输入信号、输出点和输出控制是一一对应一般输入点和输入信号、输出点和输出控制是一一对应的。的。分配好后，进行编号。分配好后，进行编号。（1 1）确定）确定 I/O I/O 通道范围通道范围 （2 2）内部辅助继电器）内部辅助继电器 （3 3）分配定时器）分配定时器 /计数器计数器

5、 7.2 一、一、PLCPLC几种典型的编程方法几种典型的编程方法1.1.图解法编程图解法编程 (1)(1)梯形图法梯形图法 (2)(2)逻辑流程图法逻辑流程图法 (3)(3)时序流程图法时序流程图法(4)(4)步进顺控法步进顺控法 2.2.经验法编程经验法编程 3.3.计算机辅助设计编程计算机辅助设计编程 这种方法很容易地就可以把原继电这种方法很容易地就可以把原继电器控制电路移植成器控制电路移植成 PLC PLC 的梯形图语言。的梯形图语言。这对于熟悉继电器控制的人来说，是最这对于熟悉继电器控制的人来说，是最方便的一种编程方法。方便的一种编程方法。逻辑流程图法是用逻辑框图表示逻辑流程图法是用

6、逻辑框图表示 PLC PLC 程序的执行过程，反应输入与输出的关程序的执行过程，反应输入与输出的关系。系。这种方法编制的这种方法编制的 PLC PLC 控制程序逻辑思控制程序逻辑思路清晰、输入与输出的因果关系及联锁路清晰、输入与输出的因果关系及联锁条件明确条件明确。画出控制系统的时序图画出控制系统的时序图 根据时序根据时序关系画出对应的控制任务的程序框图关系画出对应的控制任务的程序框图 把程序框图写成把程序框图写成 PLC PLC 程序程序 很适合于以时间为基准的控制系统的很适合于以时间为基准的控制系统的编程方法编程方法.步进顺控法是在顺控指令的配合下设步进顺控法是在顺控指令的配合下设计复杂的

7、控制程序。计复杂的控制程序。一般比较复杂的程序，都可以分成若干一般比较复杂的程序，都可以分成若干个功能比较简单的程序段，一个程序段个功能比较简单的程序段，一个程序段可以看成整个控制过程中的一步。可以看成整个控制过程中的一步。经验法是运用自己的或别人的经验进行经验法是运用自己的或别人的经验进行设计。多数是设计前先选择与自己工艺要设计。多数是设计前先选择与自己工艺要求相近的程序，把这些程序看成是自己的求相近的程序，把这些程序看成是自己的“试验程序试验程序”。这里所说的经验，有的是来自自己的经验这里所说的经验，有的是来自自己的经验总结，有的可能是别人的设计经验，就需总结，有的可能是别人的设计经验，就

8、需要日积月累，善于总结。要日积月累，善于总结。计算机辅助设计是通过计算机辅助设计是通过 PLC PLC 编程软编程软件在计算机上进行程序设计、离线或件在计算机上进行程序设计、离线或在线编程、离线仿真和在线调试等等在线编程、离线仿真和在线调试等等.7.2 二、二、PLC PLC 软件系统设计的步骤软件系统设计的步骤 1.1.对系统任务分块对系统任务分块 2.2.编制控制系统的逻辑关系图编制控制系统的逻辑关系图 3 3绘制各种电路图绘制各种电路图 4.4.编制编制 PLC PLC 程序并进行模拟调试程序并进行模拟调试 5.5.制作控制台与控制柜制作控制台与控制柜 6.6.现场调试现场调试 7.7.

9、编写技术文件并现场试运行编写技术文件并现场试运行 逻辑关系可以是以逻辑关系可以是以各个控制活动顺序为各个控制活动顺序为基准，也可能是以整基准，也可能是以整个活动的时间节拍为个活动的时间节拍为基准。逻辑关系图反基准。逻辑关系图反映了控制过程中控制映了控制过程中控制作用与被控对象的活作用与被控对象的活动，也反应了输入与动，也反应了输入与输出的关系。输出的关系。绘制各种电路的目的，绘制各种电路的目的，是把系统的输入输出所是把系统的输入输出所设计的地址和名称联系设计的地址和名称联系起来起来.绘制绘制 PLC PLC 的输入电路的输入电路 绘制绘制 PLC PLC 的输出电路的输出电路 在整个电路的绘制

10、中，在整个电路的绘制中，还要考虑设计的原则努还要考虑设计的原则努力提高其稳定性和可靠力提高其稳定性和可靠性。性。编好一个程序块要进编好一个程序块要进行模拟实验，这样便于查行模拟实验，这样便于查找问题，便于及时修改，找问题，便于及时修改，最好不要整个程序完成后最好不要整个程序完成后一起算总帐。一起算总帐。要注意选择开关、按要注意选择开关、按钮、继电器等器件的质量，钮、继电器等器件的质量，规格必须满足要求。设备规格必须满足要求。设备的安装必须注意安全、可的安装必须注意安全、可靠。靠。1.1.不能满足系统要求之不能满足系统要求之处处 2.2.发现控制电路和控制发现控制电路和控制程序发生矛盾之处程序发

11、生矛盾之处 3.3.是否适应控制系统的是否适应控制系统的要求。要求。全面整合技术文件，包括全面整合技术文件，包括整理电路图、整理电路图、PLC PLC 程序、使程序、使用说明及帮助文件用说明及帮助文件。7.3 PLC7.3 PLC系统设计的应用示例系统设计的应用示例 小车运动控制应用示例启动按钮I0.0小车底门打开5sQ0.3前限位开关I0.1后限位开关I0.2翻门打开7sQ0.1漏斗向前Q0.0向后Q0.2控制要求：控制要求：小车初始位置在最后端，并且小车底门已关闭，当按下启小车初始位置在最后端，并且小车底门已关闭，当按下启动按钮动按钮I0.0I0.0后，运动顺序是：小车向前，小车遇到前限位

12、开关，翻门打后，运动顺序是：小车向前，小车遇到前限位开关，翻门打开开7s7s，然后小车向后运动，小车遇到后限位开关，底门打开，然后小车向后运动，小车遇到后限位开关，底门打开5s5s，完成一，完成一次动作。次动作。控制方式：控制方式：手动、自动单周期、自动循环手动、自动单周期、自动循环 手动控制：一种动作由一个按钮控制，设置向前 运动按钮、向后运动按钮、开翻门按钮、开底门按钮，按下相应按钮执行相应动作；自动单周期：按下启动按钮后执行一个周期；自动循环：按下启动按钮后连续运行下去I/O分配工作方式选择：工作方式选择：手动：手动：I0.3单循环：单循环：I0.4自动循环：自动循环：I0.5手动操作按

13、钮：手动操作按钮：小车向前：小车向前：I0.6小车向后：小车向后：I0.7翻门打开：翻门打开：I1.0底门打开：底门打开：I1.1其它输入点：其它输入点：启动按钮：启动按钮：I0.0前限位开关：前限位开关：I0.1后限位开关：后限位开关：I0.2输出点：输出点：小车向前运动：小车向前运动：Q0.0小车向后运动：小车向后运动：Q0.2翻门打开：翻门打开：Q0.1底门打开：底门打开：Q0.3输入输入 点：点：1010个个输出点：输出点：4 4个个使用一个使用一个CPU214CPU214就可以就可以！主程序结构主程序结构手动操作梯形图手动操作梯形图小车向前运动小车向前运动翻门打开翻门打开7s小车向后

14、运动小车向后运动底门打开底门打开5s自动运行功能图自动运行功能图 PLCPLC在剪板机控制系统的应用在剪板机控制系统的应用剪板机工艺流程图 1 1、工业系统流程、工业系统流程各个装置都有短路、各个装置都有短路、过载和警示装置过载和警示装置小车电动机小车电动机起动小车控制电动机，起动小车控制电动机，带动小车右行直至包装带动小车右行直至包装线。卸料后，再起动小线。卸料后，再起动小车左行返回接料口车左行返回接料口.送料电动机送料电动机启动送料机构带动料启动送料机构带动料板向右移动，当板料板向右移动，当板料碰到限位开关时送料碰到限位开关时送料停止。停止。剪切电动机剪切电动机剪切电动机起动，控剪切电动机

15、起动，控制剪刀下落。制剪刀下落。压块电动机起动压板电动机，当起动压板电动机，当压板到位板料被压紧压板到位板料被压紧 光电开关检测落入小光电开关检测落入小车的剪好板料车的剪好板料，当达当达到设定数量到设定数量 2 2、电路图、电路图KM1KM1KM7KM7为接触器，为接触器，其中其中KM1KM1是紧急停止是紧急停止接触器，接触器，KM2KM2控制蜂鸣器，控制蜂鸣器，KM3KM3KM7KM7分别控制送分别控制送料、压块、剪切和小料、压块、剪切和小车电机，车电机，FR1FR1FR5FR5为热继电器为热继电器 其控制系统有24个输入点和11个输出点，22个输入点中，限位、检测开关占8个（SQ1SQ8）

16、，选择开关、按钮占11个。在输入点上使用一个EM221输入点扩充模块来满足输入点数。11个输出点中，接触器占7个，指示灯占4个。3 3、硬件设计、硬件设计 4 4、软件设计、软件设计主程序梯形图主程序梯形图 手动程序梯形图手动程序梯形图 机械手控制系统实例机械手动作示意图机械手动作示意图（1）工艺流程与控制要求（2）控制面板的设置I1.4I1.3I1.5I0.5I0.6I1.0I0.7I1.1I1.2接通接通I0.7I0.7是是单操作方式单操作方式接通接通I1.0I1.0是是步进方式步进方式接通接通I1.1I1.1是是单周期操作方式单周期操作方式接通接通I1.2I1.2是是连续操作方式连续操作方式（3）输入/输出端子地址分配输入输入 点：点：1414个个输出点：输出点：6 6个个使用一个使用一个CPU224CPU224就可以就可以！（4）主体程序设计（5）实现单操作工作的程序加载开关扳到“左/右”档，按下启动按钮。机械手右行；按下停止按钮，机械手左行。加载开关扳到“夹/松”档，按下启动按钮。机械手夹紧；按下停止按钮，机械手放松。加载开关扳到“上/下”档，按下启动按钮。机械手下降；按下停止按钮，机械手上升。（6）自动操作程序自自动动操操作作程程序序功功能能图图表表示示自自动动操操作作程程序序梯梯形形图图表表示示自自动动操操作作程程序序步步进进指指令令表表示示