PLC例题与复习解析

PLCPLC例题与复习解析例题与复习解析一、低压电器的分类一、低压电器的分类按用途分：1 低压配电电器低压配电电器 用于供电系统中进行电能的输送和分配的电器用于供电系统中进行电能的输送和分配的电器。主要技术要求：分断能力强，限流效果好，动稳定及热稳定性能好。有低压断路器、隔离开关、刀开关、自动开关等。2 低压控制电路低压控制电路 用于各种控制电路和控制系统的电器用于各种控制电路和控制系统的电器。主要技术要求：有一定的通断能力，操作频率高，抗冲击，电器和机械寿命长。包括接触器、继电器、启动器、各种控制器等。3低压主令电器低压主令电器4 用来发送控制指令的电器。用来发送控制指令的电器。5 主要技术要求：操作频率高，抗冲击，电器的机械寿命长。6 有按钮、主令开关、行程开关、万能转换开关。有按钮、主令开关、行程开关、万能转换开关。4低压保护电器低压保护电器 用于对电路和用电设备进行保护的电器。用于对电路和用电设备进行保护的电器。主要技术要求：有一定的通断能力，可靠性高，反应灵敏。主要有熔断器、热继电器、电压继电器、电流继电器。主要有熔断器、热继电器、电压继电器、电流继电器。5 低压执行电器低压执行电器 用于完成某种动作和传动功能的电器。用于完成某种动作和传动功能的电器。常用的有电磁铁、电磁离合器。常用的有电磁铁、电磁离合器。按工作原理，可分为电磁式电器、非电量控制电器等按工作原理，可分为电磁式电器、非电量控制电器等。电磁式低压电器的特征：采用电磁现象完成信号检测及电磁式低压电器的特征：采用电磁现象完成信号检测及工作状态转换。工作状态转换。二、电磁机构原理二、电磁机构原理 结构上主要由两部分组成：结构上主要由两部分组成：检测部分，即电磁机构；检测部分，即电磁机构；执行部分，即触头系统执行部分，即触头系统。1.电磁机构组成电磁机构组成 由线圈、铁心和衔铁组成由线圈、铁心和衔铁组成。主要作用：通过电磁感应原理将电能转换成机械能，带动主要作用：通过电磁感应原理将电能转换成机械能，带动触头动作，完成接通或关断电路的功能触头动作，完成接通或关断电路的功能。第二节第二节 电磁式接触器电磁式接触器一、接触器的结构及工作原理一、接触器的结构及工作原理1.1.交流接触器的结构交流接触器的结构 2.交流接触器的结构示意如图交流接触器的结构示意如图111所示。所示。四四大大部部分分组组成成：电电磁磁机机构构、触触头头系系统统、灭灭弧弧装装置置、其其他他辅辅助助部部件。件。（1 1）电磁机构：）电磁机构：由线圈、铁心和街铁组成，用作产生电磁吸力，带动触头动作。由线圈、铁心和街铁组成，用作产生电磁吸力，带动触头动作。（2）触头系统：）触头系统：分为主触头及辅助触头。分为主触头及辅助触头。主触头用于接通或断开主电路或大电流电路。容量较大。主触头用于接通或断开主电路或大电流电路。容量较大。辅助触头用于控制电路，控制其他元件接通或分断，及电辅助触头用于控制电路，控制其他元件接通或分断，及电气联锁作用。辅助触头容量较小，结构上通常是常开和常闭气联锁作用。辅助触头容量较小，结构上通常是常开和常闭成对的成对的。辅助触头一般不能用来分断主电路。辅助触头一般不能用来分断主电路。（3）灭弧装置：容量较大的接触器都有灭弧装置。）灭弧装置：容量较大的接触器都有灭弧装置。（4）其他辅助部件：包括压力弹簧、缓冲弹簧、触头压力）其他辅助部件：包括压力弹簧、缓冲弹簧、触头压力弹簧、传动机构、支架及底座等。弹簧、传动机构、支架及底座等。2.交流接触器的工作原理交流接触器的工作原理 当线圈通电时，线圈电流产生磁场，使铁心产生电磁吸力当线圈通电时，线圈电流产生磁场，使铁心产生电磁吸力衔铁吸合。与衔铁固连在一起的动触头动作，使常开触头闭合，衔铁吸合。与衔铁固连在一起的动触头动作，使常开触头闭合，常闭触头断开，进而完成电路的分断。常闭触头断开，进而完成电路的分断。当线圈断电或电压较低时电磁吸力消失或减弱，衔铁在反当线圈断电或电压较低时电磁吸力消失或减弱，衔铁在反作用力弹簧的作用下释放，触头复位，实现低压释放的保护功作用力弹簧的作用下释放，触头复位，实现低压释放的保护功能。能。二、接触器的主要技术参数及型号含义二、接触器的主要技术参数及型号含义1.技术参数技术参数2.接触器的图形符号和文字符号（见图接触器的图形符号和文字符号（见图112）第三节第三节 电磁式继电器电磁式继电器一、继电器的结构、作用、分类和特性一、继电器的结构、作用、分类和特性二电磁式电压继电器及电流继电器二电磁式电压继电器及电流继电器四、中间继电器四、中间继电器三、时间继电器三、时间继电器第二章第二章 其他常用低压电器其他常用低压电器第一节第一节 低压开关及低压断路器低压开关及低压断路器一、低压开关一、低压开关低压开关也称低压隔离器。结构简单、应用广。是手动电器。低压开关也称低压隔离器。结构简单、应用广。是手动电器。主要有刀开关、组合开关、转换开关等。主要有刀开关、组合开关、转换开关等。二低压断路器二低压断路器低低压压断断路路器器又又称称自自动动空空气气开开关关，可可用用于于分分配配电电能能、不不频频繁繁地地启动异步电动机、对电动机及电源保护。启动异步电动机、对电动机及电源保护。具有过载、短路、欠电压等保护功能。具有过载、短路、欠电压等保护功能。三、主令电器三、主令电器常用主令电器有控制按钮、行程开关、万能转换开关、主令控常用主令电器有控制按钮、行程开关、万能转换开关、主令控制器和脚踏开关等。制器和脚踏开关等。第二节第二节 熔断器熔断器第三节第三节 热继电器热继电器第五节第五节 漏电保护开关漏电保护开关 第四节第四节 信号继电器信号继电器 干簧继电器干簧继电器第四章第四章 继电接触器控制系统继电接触器控制系统第一节第一节 电气控制线路图纸及绘制原则、图形和及字符号电气控制线路图纸及绘制原则、图形和及字符号第二节第二节 继电接触器控制电路组成的基本规律继电接触器控制电路组成的基本规律一、自锁及互锁一、自锁及互锁具有最基本的控制功能的电路称为启一保一停电路。具有最基本的控制功能的电路称为启一保一停电路。带互锁的三相异步电动机正反向运转控制电路：带互锁的三相异步电动机正反向运转控制电路：二点动及连续运转二点动及连续运转三多地联锁控制三多地联锁控制四、顺序控制四、顺序控制五自动循环五自动循环第三节第三节 常用基本控制电路常用基本控制电路第二篇第二篇 S7 S7200200系列系列PLCPLC及其指令及其指令第五章第五章 可编程序控制器及其工作原理可编程序控制器及其工作原理PLC定义：第一节第一节 可编程序控制器的产生与发展可编程序控制器的产生与发展第二节第二节 可编程序控制器的用途及特点可编程序控制器的用途及特点 第三节第三节 可编程序控制器的硬件组成可编程序控制器的硬件组成 输输出出接接口口用用来来连连接接被被控控对对象象中中各各种种执执行行元元件件，如如接接触触器器、电电磁阀、指示灯、调节阀（模拟量）、调速装置（模拟量）等。磁阀、指示灯、调节阀（模拟量）、调速装置（模拟量）等。开开关关量量输输出出单单元元可可分分为为晶晶体体管管输输出出、晶晶闸闸管管输输出出和和继继电电器器输输出单元。出单元。各种输出电路均带有输出指示。各种输出电路均带有输出指示。PLC的输出电路分的输出电路分共点式、分组式、隔离式共点式、分组式、隔离式三种。三种。输出只有一个公共端子的称共点式；输出只有一个公共端子的称共点式；分组式是将输出端子分成若干组，每组共用一个公共端子；分组式是将输出端子分成若干组，每组共用一个公共端子；隔离式是具有公共端子的各输出点之间互相隔离，可各自隔离式是具有公共端子的各输出点之间互相隔离，可各自使用独立的电源。使用独立的电源。第四节第四节 PLC的软件及应用程序编程语言的软件及应用程序编程语言1.系统软件系统软件2用户程序用户程序编程语言：编程语言：PLC提供的编程语言通常有三种：梯形图梯形图（LAD）、指令表指令表（STL）和顺序功能流程图顺序功能流程图（SFC）梯形图左右两边垂直的线称为母线，母线之间是线路连梯形图左右两边垂直的线称为母线，母线之间是线路连接的元件，主要是触点与线圈。接的元件，主要是触点与线圈。右母线可以省略。右母线可以省略。梯形图的一个重要概念是梯形图的一个重要概念是“能流能流”。“能流能流”是一种假想的能是一种假想的能量流，方向从左到右，顺序从上自下。量流，方向从左到右，顺序从上自下。“能流能流”在任何时候都不会通过接点自右向左流。在任何时候都不会通过接点自右向左流。第五节第五节 可编程序控制器的运行方式可编程序控制器的运行方式PLC有两种基本状态，即运行状态与停止状态。有两种基本状态，即运行状态与停止状态。为了使为了使PLC的输出及时地响应随时可能变化的输入信号，的输出及时地响应随时可能变化的输入信号，用户程序不是只执行一次，而是反复不断地重复执行用户程序不是只执行一次，而是反复不断地重复执行.在每次循环过程中，在每次循环过程中，PLC还要完成内部处理、通信处还要完成内部处理、通信处理等工作理等工作。PLC的这种周而复始的循环工作方式称为扫描的这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。工作方式。PLC的工作方式是一个不断循环的顺序扫描工作方式。的工作方式是一个不断循环的顺序扫描工作方式。每一次扫描所用的时间称为扫描周期或工作周期每一次扫描所用的时间称为扫描周期或工作周期。扫描过程有扫描过程有“输入采样输入采样”、“程序执行程序执行”，“输出刷新输出刷新”三个三个阶段。阶段。第六节第六节 PLC的主要性能指标的主要性能指标1存储容量存储容量2输入输出点数输入输出点数3扫描速度扫描速度4编程指令的种类和数量编程指令的种类和数量5.扩展能力扩展能力6.智能单元的数量智能单元的数量第六章第六章 S7 S7200200系列可编程控制器系列可编程控制器注意：输入继电器不能由程序驱动，其触点也不能直接输出带动负载注意：输入继电器不能由程序驱动，其触点也不能直接输出带动负载1输入继电器（输入继电器（I）输入继电器和输入继电器和PLC的输入端子相连，是专设的输入过程的输入端子相连，是专设的输入过程映像寄存器，用来接收外部传感器或开关元件发来的信号。映像寄存器，用来接收外部传感器或开关元件发来的信号。2输出继电器（输出继电器（Q）输出继电器是输出继电器是PLC向外部负载发出控制命令的窗口，向外部负载发出控制命令的窗口，是专设的输出过程映像寄存器。输出继电器的外部输出触是专设的输出过程映像寄存器。输出继电器的外部输出触点接到输出端子上，以控制外部负载。点接到输出端子上，以控制外部负载。输出继电器的外部输出器件有三种：继电器、晶体管输出继电器的外部输出器件有三种：继电器、晶体管和晶闸管。和晶闸管。分为只读及可读/可写区两大部分。只读区特殊标志位，用户只能利用其触点。5定时器（定时器（T）6计数器（计数器（C）7.高速计数器（高速计数器（HC）8.变量寄存器（变量寄存器（V）9.累加器（累加器（AC）10局部存储器（局部存储器（L）11状态元件（状态元件（S）12模拟量输入输出模拟量输入输出（AIWAQW）3.内部标志位（内部标志位（M）不直接驱动外部负载，只起中间状态的暂存作用，类似于继电接触器系统中的中间继电器。4特殊标志位特殊标志位(SM)第七章第七章 S7200系列可编程控制器基本逻辑指令系列可编程控制器基本逻辑指令及其程序编制及其程序编制 基本逻辑控制指令一般指位逻辑指令、定时器指令及计基本逻辑控制指令一般指位逻辑指令、定时器指令及计数器指令。位逻辑指令又含触点指令、线圈指令、逻辑堆数器指令。位逻辑指令又含触点指令、线圈指令、逻辑堆栈指令、栈指令、RS触发器等指令。触发器等指令。下图所示梯形图及语句表示了串联电路的并联操作指令下图所示梯形图及语句表示了串联电路的并联操作指令。执行程序时，先算出各个并联支路（或逻辑）的结果，执行程序时，先算出各个并联支路（或逻辑）的结果，然后把这些结果进行与再传送到输出。然后把这些结果进行与再传送到输出。如下所示梯形图及语句表表示了生成脉冲指令的应用。如下所示梯形图及语句表表示了生成脉冲指令的应用。堆堆栈栈指指令令编编程程举举例例记忆接通延时定时器指令的应用：记忆接通延时定时器指令的应用：断开延时定时器指令的应用：断开延时定时器指令的应用：减计数器指令的应用：减计数器指令的应用：增减计数器指令的应用：增减计数器指令的应用：例例1 自锁控制自锁控制例例2互锁控制（连锁控制）互锁控制（连锁控制）常用于对输入开关和输出继电器的控制电路。常用于对输入开关和输出继电器的控制电路。例例3 互锁控制互锁控制(二二)例例4瞬时接通延时断开电路瞬时接通延时断开电路例例5延时接通延时断开电路延时接通延时断开电路 电路要求：有输入信号后，停一段时间输出信号才为ON；输入信号OFF后，输出信号延时一段时间才OFF。例例6 分频电路分频电路在许多控制场合，需要对控制信号进行分频。以二分频为例，要求输出脉冲Q00是输入信号脉冲I01的二分频。如例图6所示。例例7振荡电路振荡电路 下图 为一振荡电路。当输入 10 0接通时，输出 Q0 0闪烁，接通和断开交替进行。接通时间为1S，由定时器T33设定；断开时间为2S，由定时器T34设定。例例8电机顺序启停电路电机顺序启停电路 有三台电机M1、M2、M3，要求启动顺序为：先启动M1，经TI后启动M2，再经T2后启动M3。停车时要求：先停M3，经T3后再停M2，再经T4后停M1。电路中有2个输入点，即启动按钮I00、停止按钮I0l；3个输出点，即分别对应M1的Q00、M2的Q01和M3的Q02。例例8 电电机机顺顺序序启启/停停控控制制例例9彩灯控制彩灯控制彩灯控制梯形图如图3所示。设启动按钮为 I0.0，停止按钮为 I0.1，第一花样输出为Q0.0，第二花样输出为Q0.1，第三花样输出为Q0.2。按下启动按钮，第一花样绿灯亮；10s后，第二花样蓝灯亮；20s后，第三花样红灯亮；再过10s后返回到第一花样，如此循环，仅在第三花样后可停止。例9 彩灯控制第八章第八章 顺控继电器指令顺控继电器指令一一 顺控继电器指令及状态法编程顺控继电器指令及状态法编程 1顺序控制开始指令（装载顺序控制开始指令（装载 SCR指令指令）2顺序控制转换指令（顺序控制转换指令（SCR传输指令）传输指令）3顺序控制结束指令顺序控制结束指令 状态编程思想状态编程思想：将将一一个个较较复复杂杂的的控控制制过过程程分分解解为为一一系系列列状状态态，将将其其之之间间的的联联系及每个状态的任务分为两条主线表达。系及每个状态的任务分为两条主线表达。状态器及顺控继电器指令是实现状态编程的专用器件及指令。状态器及顺控继电器指令是实现状态编程的专用器件及指令。例：台车工作的步序图用状态元件绘制，如图9-5所示状态具有三个基本要素。要要素素1本状态做什么。如图9-5图中SCR S0.l的工作任务为第一次前进。要要素素2满足什么条件发生状态转移。如SCR S0.1状态转移的条件为输入口 I0.0置1。要要素素3状态转移的下一个状态是什么。如图9-5 SCR S0.1状态转移的下个状态为S0.2。图图6 可选择的分支的功能图可选择的分支的功能图本可选择的分支的对应梯形图如下：本可选择的分支的对应梯形图如下：图图7图图8 并行分支和联接并行分支和联接图图9 跳转和循环跳转和循环 二二 顺序控制指令应用举例顺序控制指令应用举例 小车运动控制示意图。图图10 小车运动控制示意图小车运动控制示意图。图图11 程序结构图程序结构图图图12 手动操作梯形图手动操作梯形图图图13 小车自动运行功能图小车自动运行功能图第九章第九章 S7-200 S7-200系列系列PLCPLC基本功能指令及应用基本功能指令及应用功能指令功能指令（Functional Instruction）或称为应用程序（Applied Instruction），用于数据处理，如数据的传送、运算、变换、程序控制及通讯等功能。第二节第二节 功能指令的表达形式及使用要素功能指令的表达形式及使用要素 第一节第一节 功能指令的分类及用途功能指令的分类及用途（l）功能框及指令的标题）功能框及指令的标题 梯形图中功能指令多用功能框表达。功能框顶部标有该指令的标题。标题由两个部分组成，前部为指令的助记符，多为英语缩写词，如加法指令“ADD”；后部为参与运算的数据类型，如“I”，表示为整数。（2）语句表达格式）语句表达格式 语语句句表表达达式式一一般般也也分分为为两两个个部部分分，第第一一部部分分是是助助记记符符，表表示示指指令令的的功功能能，一一般般与与功功能能框框中中指指令令标标题题相相同同，但但也也可可能能不不同同；第第二二部部分分为为参参加加运运算算的的数数据据地地址址或或数数据据，也也有有无无数数据据的的功功能能指指令语句。令语句。（3）操作数类型及长度）操作数类型及长度 操作数是功能指令涉及或产生的数据。功能框及语句用操作数是功能指令涉及或产生的数据。功能框及语句用“IN”及及“OUT”表示的即为操作数。表示的即为操作数。功能框左边的操作数通常是源操作数，功能框右边的为目标功能框左边的操作数通常是源操作数，功能框右边的为目标操作数。操作数。操作数的类型及长度必须和指令相配合。表示常数时，操作数的类型及长度必须和指令相配合。表示常数时，K表表示十进制，示十进制，H表示十六进制。表示十六进制。（4）指令的执行条件及执行形式）指令的执行条件及执行形式 功能框中以“EN”表示的输入为指令执行的条件。（5）指令功能及）指令功能及 ENO状态状态 某些功能指令框右侧有ENO输出。如指令被正常执行，ENO输出会将能流传递给下一个元素。如果指令执行出错，ENO则为0。第三节第三节 S7 S7200200系列系列PLCPLC基本功能指令基本功能指令一、传送类指令一、传送类指令二、比较指令二、比较指令 计数器 C30中的当前值大于等于 30时，Q0.0为 ON；VD1中的实数小于 95.8且 I0.0为 ON时，Q0.1为 ON；VB1中的值大于 VB2的值或 I0.l为 ON时，Q0.2为 ON。图图-1 比比较较指指令令的的应应用用三、数字运算类指令三、数字运算类指令图 2 加1减 1运算指令的应用四、逻辑操作指令四、逻辑操作指令五、移位与循环移位指令五、移位与循环移位指令六、表指令六、表指令七、转换指令七、转换指令第四节第四节 功能指令的编程思路及应用实例功能指令的编程思路及应用实例应用举例应用举例：1.用比较指令编写的电机顺序启停电路的梯形图及程序用比较指令编写的电机顺序启停电路的梯形图及程序 有三台电机M1、M2、M3，要求启动顺序为：先启动M1，经TI后启动M2，再经T2后启动M3。停车时要求：先停M3，经T3后再停M2，再经T4后停M1。电路中有2个输入点，即启动按钮I00、停止按钮I0l；3个输出点，即分别对应M1的Q00、M2的Q01和M3的Q02。图12.查表找数据查表找数据见下例见下例3传送带控制的设计传送带控制的设计 控制要求：启动开关闭合（I0.0=1），运货车到位（I0.2=1），传送带（由 Q0.0控制）开始传送工件。件数检测仪在没有工件通过时，I0.1=l；有工件经过时，I0.1=0。当件数检测仪检测到三个工件时，推板机（由Q01控制）推动工件到运货车，此时传送带停止传送；当工件到运货车（行程可以由时间控制），推板机返回，传送带开始传送，计数器复位，并准备再重新计数。传送带控制的部分梯形图设计如图4所示。图4 传送带控制启动开关I0.0运货车到位 I0.2传送带Q0.0件数检测仪I0.1推板机Q014.说明：说明：第十章第十章 程序控制类指令及应用程序控制类指令及应用包括：跳转指令、循环指令、顺控继电器指令、子程序指令、中断指令等。第一节第一节 跳转指令跳转指令 例1：第二节第二节 循环指令循环指令第 三节 子程序指令第四节第四节 中断指令中断指令1中断连接指令中断连接指令语句表示：“ATCH INT，EVNT”2中断分离指令中断分离指令语句表示：“DTCH EVNT”。3中断返回指令中断返回指令4.中断允许指令中断允许指令5中断禁止指令中断禁止指令二、中断类型二、中断类型：1通讯口中断通讯口中断2.I2.IO O中断中断3时基中断时基中断三、中断优先级及中断队列三、中断优先级及中断队列 中断接以下固定的优先级顺序执行：通信（最高优先级）、IO中断、时基中断（最低优先级）。一个程序内最多可有128个中断。四、中断程序编程步骤四、中断程序编程步骤 建立中断程序“INT n”；在中断程序“INT n”中编写其应用程序；编写中断连接指令（ATCH）；允许中断（ENI）。第十一章第十一章 S7 S7200200系列系列PLCPLC模拟量单模拟量单元及元及PIDPID指令指令 第一节第一节 S7 S7200 EM235200 EM235模拟量工作单元模拟量工作单元 一、性能指标一、性能指标S7200系列目前可以提供3种模拟量扩展模块：（1）模拟量输入模块 EM231：每个 EM231扩展 3路模拟量输入通道。（2）模拟量输出模块EM232：每个EM232扩展2路模拟量输出通道。（3）模拟量输入输出模块EM235：每个EM235同时扩展3路模拟量输入通道和1路模拟量输出通道。第二节第二节 EM235 EM235模拟量控制应用实例（略）模拟量控制应用实例（略）第三节第三节 PID PID调节及调节及 PID PID指令指令一、一、PIDPID指令指令 PID回路的操作取决于存储在36字节回路表内的9个参数。1.PID1.PID回路指令回路指令梯形图表示：语句表示：“PID TABLE，LOOP”。2PID算法算法3回路控制的组合选择回路控制的组合选择 若只需若只需PID算法中的算法中的P项（比例项）或项（比例项）或I项（积分项）、或项（积分项）、或PI项。对这种回路控制的功能组合的选择可通过对相关参数（常项。对这种回路控制的功能组合的选择可通过对相关参数（常数）的设定来完成。数）的设定来完成。若不需要积分项，应将积分时间常数设置为无穷大。若不需要积分项，应将积分时间常数设置为无穷大。若不需要微分项，则应将微分时间常数设置为若不需要微分项，则应将微分时间常数设置为0。4回路输入量的转换及归一化回路输入量的转换及归一化5.将回路控制输出转换为按工程量标定的整数值将回路控制输出转换为按工程量标定的整数值6.变量与范围变量与范围7控制回路参数表（控制回路参数表（LOOP TABLE）PID控制指令执行的形式为：“PID TABLE，LOOP”。操作数TABLE所指定的参数控制表的结构见下表1，此表含有9个参数，全部为32位的实数格式，占用36个字节。表表1 PID参数控制表参数控制表8PID的编程步骤的编程步骤 （1）设定回路输入及输出选项；）设定回路输入及输出选项；（2）设定回路参数；）设定回路参数；在PID指令中，必须指定内存区内的36个字节参数表的首地址。其中，要选定过程变量、设定值、回路增益、采样时间、积分时间和微分时间，并转换成标准值存入回路表中。（3）设定循环警报选项；）设定循环警报选项；（4）指定计算内存区域）指定计算内存区域；PID计算需要一定的存储空间，存储暂时结果。需要指定此计算区域的起始内存的字节地址。（5）指定初始化子程序及中断程序；）指定初始化子程序及中断程序；（6）生成）生成 PID程序。程序。9.编程举例编程举例某水箱需要维持一定的水位。该水箱里的水以变化的速度从水箱的出水管中流出。因而需要有一个水泵以不同的速度，通过水箱的进水管向水箱供水，以维持水位不变。被控对象为需保持一定压力的供水水箱，调节量为其水位，给定量为满水位的75，控制量为向水箱注水的调速电机的转速。调节量（为单极性信号）由水位计检测后经 AD变换送入PLC。用于控制电机的转速信号由PLC执行PID指令后以单极性信号经DA变换后送出。本工程的特点是，在系统中，水泵的机械惯性比较大，故系统仅采用比例和积分控制。其增益和时间常数可以通过工程计算初步确定。实际中，还需要进一步调整，以达到最优控制效果。本例假设采用PI控制。增益、采样时间常数和积分时间常数选为增益、采样时间常数和积分时间常数选为:KC=025，TS=0.1S，TI=30s。工作在手动方式下时，可以把水泵的速度（工作在手动方式下时，可以把水泵的速度（0.01.0之间之间的实数）直接写入回路表中的输出寄存器。的实数）直接写入回路表中的输出寄存器。本例中的程序仅有自动控制方式的设计。其中主程序本例中的程序仅有自动控制方式的设计。其中主程序OB1的功能是的功能是PLC首次运行时利用首次运行时利用SM0.l调用初始化程序调用初始化程序SBR0。子程序子程序SBR_0的功能是形成的功能是形成PID的回路表，建立的回路表，建立100ms的定时的定时中断，并且开中断。中断程序中断，并且开中断。中断程序INT0的功能是输入水箱的水面的功能是输入水箱的水面高度高度AIW0的值，并送入回路表。的值，并送入回路表。I0.0=1时，进行时，进行PID“自动自动”控制。把控制。把PID运算的输出值送运算的输出值送到到AQ QWO中，从而控制进水泵的速度，以保持水箱的水面高中，从而控制进水泵的速度，以保持水箱的水面高度。度。图图1 主主程序梯形图程序梯形图 图2 2 子子程程序序梯梯形形图图 图图3 3 中中断断服服务务程程序序梯梯形形图图 1图图4 4 中中断断服服务务程程序序梯梯形形图图2 2 第十二章第十二章 S7 S7200200系列系列PLCPLC应用举例应用举例例例1:一个密码锁，有8个按键SB1SB8，其控制要求为：SB7为启动键，按下SB7键，才可进行开锁作业。SB1、SB2、SB5为可按压键。开锁条件为：SB1设定按压次数为3次，SB2设定按压次数为2次，SB5按压次数为4次。如果按上述规定按压，则5S后，密码锁自动打开。SB3、SB4为不可按压键，一按压，警报器就发出警报。SB6为复位键，按下SB6键后，可重新进行开锁作业。如果按错键，则必须进行复位操作，所有的计数器都被复位。SB8为停止键，按下SB8键，停止开锁作业。除了启动键外，不考虑按键的顺序。1.编程元件的地址分配编程元件的地址分配输入输出继电器地址分配如表输入输出继电器地址分配如表121所示。所示。表121 输入/输出继电器地址分配表其他编程元件地址分配如表其他编程元件地址分配如表12-2所示。所示。表12-2 其他编程元件地址分配3接线图接线图 如图121所示。图图12-1 12-1 密码锁控制的接线图密码锁控制的接线图4.参考梯形图程序参考梯形图程序例例2.2.水泵控制水泵控制 在一个恒压供水系统中，有4台水泵，为保持主管道压力在一定的范围内保持恒定，可将水泵自动地依次进行切换（接通或者切除），如图12-4所示。控制要求如下：当主管道压力低于正常压力5S后，接通水泵的开关脉冲，被触发。当主管道压力高于正常压力5S后，切除水泵的开关脉冲，被触发。所有4台水泵的运行时间和接通频率尽可能一致。水泵切换的原则是：当需要切除水泵时，总是将运行时间最长的那台水泵先切除；当需要接通水泵时，总是将停止运行时间最长的那台水泵先接通。图图12-4 12-4 压力控制示意图压力控制示意图1编程元件的地址分配编程元件的地址分配输入输出继电器地址分配表如表12-5所示。表表12-5 输入输出继电器地址分配表输入输出继电器地址分配表表表12-6 其它编程元件地址分配其它编程元件地址分配2.参参考考梯梯形形图图程程序序例例4.机械手控制系统设计实例机械手控制系统设计实例 机械手的动作示意如图1312所示。它是一个水平垂直位移的机械设备，用来将工件从左工作台搬到右工作台。机械手的动作过程如图机械手的动作过程如图1313所示所示 1.工作方式：工作方式：机械手的操作方式分为手动操作方式和自动操作方式，自机械手的操作方式分为手动操作方式和自动操作方式，自动操作方式又分为步进、单周期和连续操作方式。动操作方式又分为步进、单周期和连续操作方式。手动操作：用按钮对机械手的每一步运动单独进行操作控手动操作：用按钮对机械手的每一步运动单独进行操作控制。制。步进操作：每按一次启动按钮，机械手完成一个动作后自步进操作：每按一次启动按钮，机械手完成一个动作后自动停止。动停止。单周期操作机械手从原点开始按一下启动按钮，机械手单周期操作机械手从原点开始按一下启动按钮，机械手自动完成一个周期的动作后停止。自动完成一个周期的动作后停止。连续操作：机械手从原点开始，按下启动按钮，机械手的连续操作：机械手从原点开始，按下启动按钮，机械手的动作将自动地、连续不断地周期性循环。按下停止按钮，机械动作将自动地、连续不断地周期性循环。按下停止按钮，机械手将继续完成一个周期的动作后，回到原点自动停止。手将继续完成一个周期的动作后，回到原点自动停止。2.操作面板布置操作面板布置:如图如图1314所示。所示。3.输入输出端子地址分配输入输出端子地址分配：该机械手控制系统共使用了该机械手控制系统共使用了14个输入量，个输入量，6个输出量。个输出量。4.程序整体结构程序整体结构 5.实现单操作的程序实现单操作的程序 6.自动操作程序图自动操作程序图 对应梯形图：对应梯形图：6.步进动作状态步进动作状态转移图转移图 与图与图13-18相相似，但每步动作似，但每步动作都须增加一个启都须增加一个启动按钮。如图动按钮。如图1320所示。所示。步进操作所用步进操作所用的输出继电器、的输出继电器、定时器与其他操定时器与其他操作所用的输出继作所用的输出继电器、定时器相电器、定时器相同。同。例例5.人行道交通灯控制人行道交通灯控制 控制要求：如图控制要求：如图147所示，当有人要通过横道时，按路所示，当有人要通过横道时，按路两边的按钮两边的按钮 I0.0或或 I0.1发出过街请求信号，而后交通灯以图发出过街请求信号，而后交通灯以图148的时序动作，完成一次过街。的时序动作，完成一次过街。PLC硬件安排及软件规划：两只过街信号按钮，用硬件安排及软件规划：两只过街信号按钮，用I0.0及及 I0.1输入端，车行道红、绿、黄灯占用三个输出点输入端，车行道红、绿、黄灯占用三个输出点Q0.0Q02，人行道红绿灯占用两个输出点，人行道红绿灯占用两个输出点Q0.3及及Q0.4。本例可采用并行性分支的顺控继电器编程方式。状态转移本例可采用并行性分支的顺控继电器编程方式。状态转移图如图如149所示。所示。由状态流程图绘出梯形图程序及程序说明（见图由状态流程图绘出梯形图程序及程序说明（见图1410）。图图1410例例6.大小球分选机控制大小球分选机控制 控制要求如图控制要求如图1411所示，大小球分选机用于将料箱中的所示，大小球分选机用于将料箱中的钢球依大小不同分置于小球容器及大球容器中，分选过程如钢球依大小不同分置于小球容器及大球容器中，分选过程如下：左上为原点，动作顺序为下降、吸球、上升、右行、下下：左上为原点，动作顺序为下降、吸球、上升、右行、下降、释放、上升、左行。降、释放、上升、左行。在以上过程中，机械臂下降时，电磁铁吸住大球，下限开在以上过程中，机械臂下降时，电磁铁吸住大球，下限开关关SQ2断开，若吸住小球，断开，若吸住小球，SQ2接通接通 PLC硬件安排：输入输出端口及机内器件如表硬件安排：输入输出端口及机内器件如表144所示。所示。根据控制要求分析可知本例可采用选择性分支的顺控继根据控制要求分析可知本例可采用选择性分支的顺控继电器编程方式。状态转移图如图电器编程方式。状态转移图如图1412所示。所示。结束结束