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1、項(xiàng) 目 五 送 料 小 車(chē) 自 動(dòng) 往 返 的PLC控 制 電 氣 控 制 與PLC技 術(shù) 應(yīng) 用 職 業(yè) 核 心 能 力 培 養(yǎng) 探 索 小 車(chē) 往 返 運(yùn) 動(dòng) 控 制 廣 泛 應(yīng) 用 于 工 業(yè) 生 產(chǎn) 設(shè) 備 中 。 下 圖 是 小車(chē) 自 動(dòng) 往 復(fù) 循 環(huán) 示 意 圖 和 電 路 圖 ， 它 利 用 行 程 開(kāi) 關(guān) 實(shí) 現(xiàn) 往 復(fù) 運(yùn)動(dòng) 控 制 的 ， 通 常 叫 做 行 程 控 制 。項(xiàng) 目 描 述 5.1 利 用 可 編 程 控 制 器 對(duì) 小車(chē) 進(jìn) 行 更 優(yōu) 秀 的 控 制 。圖 5-2是 用 西 門(mén) 子 S7-200 PLC控 制 小 車(chē) 往 返運(yùn) 動(dòng) 的 電 路 圖 。 通

2、 過(guò) 本項(xiàng) 目 的 實(shí) 施 ， 我 們 了 解PLC的 產(chǎn) 生 、 結(jié) 構(gòu) 、 工作 原 理 、 編 程 語(yǔ) 言 ， 掌握 PLC的 結(jié) 構(gòu) 、 端 口 、工 作 原 理 、 基 本 指 令 、控 制 程 序 設(shè) 計(jì) 調(diào) 試 方 法等 基 本 知 識(shí) 和 技 能 。 通 用 PLC識(shí) 別 5.2 23143 31 可 編 程 控 制 器 主 要 由 CPU、 存 儲(chǔ) 器 、 基 本 I/O接口 電 路 、 外 設(shè) 接 口 、 編 程 裝 置 、 電 源 等 組 成 2 CPU存 儲(chǔ) 器單 元輸入接口電路 輸出接口電路 編 程 裝 置 輸 出設(shè) 備輸 入信 號(hào) 2 I/O單 元 及 I/O擴(kuò) 展

3、 接 口 外 設(shè) 接 口 電 路 ： 用 于 連 接 手 持 編 程 器或 其 他 圖 形 編 程 器 、 文 本 顯 示 器 ， 并能 通 過(guò) 外 設(shè) 接 口 組 成 PLC的 控 制 網(wǎng) 絡(luò) 。 電 源 單 元 ： 把 外 部 電 源 （ 220V的 交流 電 源 ） 轉(zhuǎn) 換 成 內(nèi) 部 工 作 電 壓 。2 3 3 I0.0 1M M L+ R1 5.6k R2 1k D2 D1 Q1S1 DC 24v 內(nèi) 部 電 路 3 3 K R1 R2 U C1 Kout 內(nèi) 部 電 路 Q0.0 1L AC 220V 3 4 PLC工 作 過(guò) 程5.3 2313 31 PLC循 環(huán) 工 作掃 描

4、 周 期1.掃 描 輸入 端 口2.執(zhí) 行 用戶(hù) 程 序 3處 理 通信 請(qǐng) 求 4.CPU自 診 斷5.寫(xiě) 輸出 端 口 與 其 他 設(shè) 備 之 間 的 通 信 。 通 信 主 要 涉 及 通 信模 塊 ， 通 信 接 口 ， 通 信 協(xié) 議 和 通 信 指 令 等 內(nèi)容 。 2 3 西 門(mén) 子 S7-200 PLC識(shí) 別 與 檢 測(cè)5.4 231 31 31 31 31 2 S7-200 PLC內(nèi) 部 器 件5.5 23143 最 基 本 的 存 儲(chǔ) 單 位 是 位 (bit)， 8位 二 進(jìn) 制 數(shù)組 成 1個(gè) 字 節(jié) (Byte)， 其 中 的 第 0位 為 最 低 位(LSB)， 第

5、 7位 為 最 高 位 (MSB)。 兩 個(gè) 字 節(jié) （ 16位 ） 組 成 1個(gè) 字 (Word)， 兩 個(gè) 字 （ 32位 ） 組 成1個(gè) 雙 字 （ Double word） 。 把 位 、 字 節(jié) 、 字和 雙 字 占 用 的 連 續(xù) 位 數(shù) 稱(chēng) 為 長(zhǎng) 度 。 PLC的 數(shù) 據(jù) 類(lèi) 型 可 以 是 字 符 串 、 布 爾 型 （ 0或1） 、 整 數(shù) 型 和 實(shí) 數(shù) 型 （ 浮 點(diǎn) 數(shù) ） 。 布 爾 型 數(shù)據(jù) 指 字 節(jié) 型 無(wú) 符 號(hào) 整 數(shù) ； 整 數(shù) 型 數(shù) 包 括 16位符 號(hào) 整 數(shù) （ INT） 和 32位 符 號(hào) 整 數(shù) （ DINT） 。實(shí) 數(shù) 型 數(shù) 據(jù) 采 用

6、32位 單 精 度 數(shù) 來(lái) 表 示 。 常 數(shù) ： 十 進(jìn) 制 ： 1234 ； 十 六 進(jìn) 制 ：16#3AC6 ； 二 進(jìn) 制 ： 2#1010 0001 1110 0000； ASCII碼 ： “ Show” ； 實(shí) 數(shù) （ 浮 點(diǎn) 數(shù) ） ：+1.175495E-38（ 正 數(shù) ） ， -1.175495E-38（ 負(fù) 數(shù) ）31 2 按 位 尋 址 V0.2 低 位高 位 V 0 . 2 位 號(hào)字 節(jié) 號(hào)區(qū) 域 號(hào)07按 字 節(jié) 尋 址 VB0 高 位 低 位 V B 0 字 節(jié) 號(hào)字 節(jié) 尋 址 標(biāo) 志 字 母區(qū) 域 號(hào)按 字 尋 址 VW0 VB0高 位 VB1 低 位07 01

7、5 V W 0 字 節(jié) 號(hào)字 尋 址 標(biāo) 志 字 母區(qū) 域 號(hào) V D 0 字 節(jié) 號(hào)雙 字 尋 址 標(biāo) 志 字 母區(qū) 域 號(hào)按 雙 字 尋 址 VD0 VB0高 位 VB131 VB2 VB3 低 位 0 1. 直 接 尋 址 直 接 尋 址 是 在 指 令 中 直 接 使 用 存 儲(chǔ) 器 或 寄 存器 的 元 件 名 稱(chēng) （ 區(qū) 域 標(biāo) 志 ） 和 地 址 編 號(hào) ， 直接 到 指 定 的 區(qū) 域 讀 取 或 寫(xiě) 入 數(shù) 據(jù) 。 有 按 位 、字 節(jié) 、 字 、 雙 字 的 尋 址 方 式 ， 如 圖 2-8所 示 。 2. 間 接 尋 址 （ 1） 創(chuàng) 建 指 針 。 指 針 為 雙 字

8、 ， 存 放 的 是 另 一存 儲(chǔ) 器 的 地 址 ， 只 能 用 V、 L或 累 加 器 AC作 指針 。 （ 2） 利 用 指 針 存 取 數(shù) 據(jù) 。 操 作 數(shù) 前 加 “ *”號(hào)表 示 該 操 作 數(shù) 為 地 址 指 針 。 例 如 ： MOVW *AC1 AC0 ， 指 令 將 AC1中 的 內(nèi) 容 為 起 始 地 址的 一 個(gè) 字 長(zhǎng) 的 數(shù) 據(jù) （ 即 VB200， VB201內(nèi) 部數(shù) 據(jù) ） 送 入 AC0內(nèi) 。 3 4 4 4 4 于 運(yùn) 行 狀 態(tài) 時(shí) ， 產(chǎn) 生 周 期 為 1s的 時(shí) 鐘 脈 沖 。 4 4 PLC程 序 設(shè) 計(jì) 語(yǔ) 言5.6 觸 點(diǎn) 線(xiàn) 圈 指 令 盒

9、 編 程 語(yǔ) 言 。 功 能 塊 圖 指 令 由 輸 入 、 輸 出 段 及邏 輯 關(guān) 系 函 數(shù) 組 成 。 基 本 指 令 分 析 與 應(yīng) 用5.7 31 網(wǎng) 絡(luò) 1LD I0.0 /裝 載 常 開(kāi) 觸 點(diǎn)= M1.5 /輸 出 線(xiàn) 圈網(wǎng) 絡(luò) 2LDN M1.5 /裝 載 常 閉 觸 點(diǎn)= Q0.2 /輸 出 線(xiàn) 圈5.1M 31 網(wǎng) 絡(luò) 1 LD I0.0 A I0.1 = M0.0 網(wǎng) 絡(luò) 2 LDN I1.1 A m10.1 AN M0.0 = Q0.0 A Q0.1 = Q0.7 31 31 網(wǎng) 絡(luò) 1 LD I0.0 O I0.1 = Q0.0 網(wǎng) 絡(luò) 2 LDN I1.1 A

10、Q0.1 ON M0.0 AN I0.2 O I0.3 = Q0.1 31 4. 電 路 塊 的 串 聯(lián) 指 令 ALD （ 1） 指 令 功 能 ALD： 塊 “ 與 ” 操 作 ， 用 于 串 聯(lián) 連 接 多 個(gè) 并 聯(lián) 電 路組 成 的 電 路 塊 。31 ALD指 令 使 用 說(shuō) 明 ： 并 聯(lián) 電 路 塊 與 前 面 電 路 串 聯(lián) 連 接 時(shí) ， 使 用 ALD指 令 。 分 支 的 起 點(diǎn) 用 LD/LDN指 令 ， 并 聯(lián) 電 路結(jié) 束 后 使 用 ALD指 令 與 前 面 電 路 串 聯(lián) 。 31 ALD ALD 網(wǎng) 絡(luò) 1LD I0.0 /串 聯(lián) 塊 1開(kāi) 始A I0.1A

11、N I0.2LD I0.3 /串 聯(lián) 塊 2開(kāi)始A I0.4OLD LDN I0.5 /串 聯(lián) 塊 3開(kāi)始A I0.6OLD= M0.1 31 網(wǎng) 絡(luò) 1LD I0.0S Q0.0, 1網(wǎng) 絡(luò) 2LD I0.1R Q0.0, 1 7. 置 位 /復(fù) 位 指 令 S/R 置 位 指 令 S： 設(shè) 置 從 位 地 址 bit開(kāi) 始 的 N 個(gè) 寄 存 器 位 （ 線(xiàn) 圈 ）的 值 為 “ 1”并 保 持 。 復(fù) 位 指 令 R： 設(shè) 置 從 位 地 址 bit開(kāi) 始 的 N 個(gè) 寄 存 器 位 （ 線(xiàn)圈 ） 的 值 為 “ 0”并 保 持 。31 31 31 I0.0M0.0 I0.1M0.1 Q

12、0.0 一 個(gè) 掃 描 周 期 寬 度 32 錯(cuò) 了可 以 這 樣 32 不 好 這 才 好 。 3 3 通 電 延 時(shí) 定 時(shí) 器工 作 工 程 時(shí) 序 3 3 3 3 3 時(shí) 鐘 周 期 ： 1000ms 一 個(gè) PLC掃 描 周 期 23143西 門(mén) 子 PLC編 程 軟 件 應(yīng) 用5.8 35 31 編 程 軟 件 的 安 裝 和 中 文 界 面 設(shè) 置 雙 擊 編 程 軟 件 中 的 安 裝 程 序SETUP.EXE， 根 據(jù) 安 裝 提 示 ,編 程 語(yǔ) 言選 擇 English， 完 成 安 裝 。 啟 動(dòng) STEP7-Micro/WIN40。 安 裝 完 成 自 動(dòng) 選 擇 為

13、 英文 版 ， 進(jìn) 行 以 下 操 作 ， 設(shè) 置 為 中 文 界 面 ：點(diǎn) 擊 菜 單 Tools， 選 項(xiàng) Options， 在 彈 出的 Options中 選 擇 General， 在 右 邊 的General標(biāo) 簽 下 的 語(yǔ) 言 選 擇 Language窗口 下 選 擇 Chinese， 點(diǎn) 擊 OK， 編 程 軟 件自 動(dòng) 關(guān) 閉 。 重 新 啟 動(dòng) 軟 件 ， 顯 示 為 中 文界 面 。 1. 連 接 S7-200PLC與 計(jì) 算 機(jī) 通 信 電 纜 可 以 采 用 PC/PPI電 纜 建 立 PC機(jī) 與 PLC之 間 的通 信 連 接 。 RS-232通 信 口 COM1或

14、COM2接口 上 ， RS-485端 接 到 S7-200通 信 口 上 。 有 5種 波 特 率 可 以 選 擇 ： 1.2K， 2.4K， 9.6K，19.2K， 38.4K。 系 統(tǒng) 的 默 認(rèn) 值 為 9.6K b/s。 2. 建 立 在 線(xiàn) 連 接 建 立 與 S7-200 CPU的 在 線(xiàn) 聯(lián) 系 ， 步 驟 如 下 ： （ 1） 在 STEP7-Micro/WIN40運(yùn) 行 時(shí) 單 擊“ 通 信 ” 圖 標(biāo) 。 （ 2） 雙 擊 對(duì) 話(huà) 框 中 的 “ 雙 擊 刷 新 ” 圖 標(biāo) ，STEP7-Micro/WIN40編 程 軟 件 將 檢 查 所 連 接的 所 有 S7-200C

15、PU站 。 （ 3） 雙 擊 要 進(jìn) 行 通 信 的 站 ， 在 通 信 建 立 對(duì) 話(huà)框 中 ， 可 以 顯 示 所 選 的 通 信 參 數(shù) 。 31 2 2 2 選項(xiàng)配 置程序編輯器 窗口 新建項(xiàng)目 打開(kāi)現(xiàn)有項(xiàng)目 保存當(dāng)前項(xiàng)目 剪切選項(xiàng)并復(fù) 制至剪貼板 打印預(yù)覽 將選項(xiàng)復(fù)制至 剪貼板 在光標(biāo)位置粘 貼剪貼板內(nèi)容 撤消最后一個(gè) 條目 編譯程序塊或 數(shù)據(jù)塊 全部編譯 將程序從PL C上載至計(jì)算 機(jī) 從計(jì)算機(jī)下載 程序至PLC 符號(hào)表名稱(chēng)列 按照A-Z排 序 符號(hào)表名稱(chēng)列 按照Z(yǔ)-A排 序 打印預(yù)覽 2 狀態(tài)圖 表全部讀 取強(qiáng)制數(shù) 值 將PLC 設(shè)為運(yùn)行 模式 將PLC 設(shè)為停止 模式 在程序狀

16、 態(tài)打開(kāi) 關(guān)閉之間 切換 在觸發(fā)暫 停打開(kāi) 停止之間 切換 在圖狀態(tài) 打開(kāi)關(guān) 閉之間切 換 狀態(tài)圖表 單次讀取 狀態(tài)圖表 全部寫(xiě)入 強(qiáng)制PL C數(shù)據(jù) 取消強(qiáng)制 PLC數(shù) 據(jù) 狀態(tài)圖表 全部取消 強(qiáng)制 2 2 插入 指令盒插入向下直 線(xiàn) 插入向上 直線(xiàn) 插入左 行 插入右行 插入觸點(diǎn) 插入線(xiàn)圈 1. 建 立 項(xiàng) 目 （ 1） 打 開(kāi) 已 有 的 項(xiàng) 目 文 件 。 用 菜 單 命 令 “ 文 件 ” “ 打 開(kāi) ” ， 在“ 文 件 ” 菜 單 底 部 列 出 最 近 工 作 過(guò) 的 項(xiàng)目 名 稱(chēng) ， 選 擇 文 件 名 ， 直 接 選 擇 打 開(kāi) 。 （ 2） 創(chuàng) 建 新 項(xiàng) 目 單 擊 “

17、新 建 ” 快 捷 按 鈕 。 菜 單 命 令 “ 文 件 ” “ 新 建 ” 。2 32 2 3 3 項(xiàng) 目 實(shí) 施 ： PLC控 制 小 車(chē) 運(yùn) 行 設(shè) 計(jì) 與 安 裝 調(diào) 試 5.9 1、 控 制 要 求 ：料 小 車(chē) 在 左 端 （ 由 行 程 開(kāi) 關(guān) SQ1限 位 ） 裝 料 ， 右 端（ 由 行 程 開(kāi) 關(guān) SQ2限 位 ） 卸 料 。 行 程 開(kāi) 關(guān) SQ3和 SQ4是 極 限 位 置 開(kāi) 關(guān) 。小 車(chē) 在 處 于 SQ1與 SQ2之 間 任 何 位 置 時(shí) ， 可 以 按 下 按鈕 SB3讓 小 車(chē) 停 止 ； 按 下 SB1小 車(chē) 向 左 運(yùn) 動(dòng) ； 按 下SB2小 車(chē) 向

18、右 運(yùn) 動(dòng) 。送 料 小 車(chē) 起 動(dòng) 后 先 向 左 行 ， 到 左 端 停 下 裝 料 ；30s后 裝 料 結(jié) 束 ， 開(kāi) 始 右 行 ， 到 右 端 停 下 卸 料 ；20s后 卸 料 完 畢 ， 又 開(kāi) 始 左 行 ；如 此 自 動(dòng) 往 復(fù) 循 環(huán) ， 直 到 按 下 停 止 按 鈕 。 2、 系 統(tǒng) 硬 件 設(shè) 計(jì) 送 料 小 車(chē) 自 動(dòng) 往 返 PLC控 制 系 統(tǒng) 的 硬 件 設(shè) 計(jì)包 括 設(shè) 計(jì) 系 統(tǒng) 的 主 電 路 、 系 統(tǒng) I/O元 件 分 配表 和 控 制 電 路 接 線(xiàn) 圖 。 系 統(tǒng) 共 有 4個(gè) 輸 入 點(diǎn) ： 按 鈕 三 個(gè) ， 左 行 按 鈕SB1， 右 行

19、按 鈕 SB2， 停 機(jī) 按 鈕 SB3； 行 程開(kāi) 關(guān) 2 個(gè) ， 左 位 行 程 開(kāi) 關(guān) SQ1， 右 位 行 程 開(kāi)關(guān) SQ2。 共 有 2個(gè) 輸 出 點(diǎn) ： 右 行 接 觸 器 KM1， 左 行 接觸 器 KM2。 當(dāng) 小 車(chē) 到 達(dá) 裝 料 位 置 時(shí) ， SQ1動(dòng) 作 ， 定 時(shí)器 T37計(jì) 時(shí) ， 30秒 時(shí) 間 到 ， 定 時(shí) 器 常 開(kāi) 觸 點(diǎn)閉 合 。 小 車(chē) 自 動(dòng) 右 行 。 當(dāng) 下 車(chē) 達(dá) 到 卸 料 位 置 時(shí) ， SQ2動(dòng) 作 ， 定 時(shí)器 T38計(jì) 時(shí) ， 20秒 時(shí) 間 到 ， 定 時(shí) 器 常 開(kāi) 觸 點(diǎn)閉 合 。 小 車(chē) 自 動(dòng) 左 行 。 按 下 右 行

20、按 鈕 或 裝 料 時(shí) 間 到 ， 小 車(chē) 右 行 。按 下 停 止 按 鈕 或 到 達(dá) 卸 料 位 置 時(shí) ， 小 車(chē) 停止 。 按 下 左 行 按 鈕 或 卸 料 時(shí) 間 到 ， 小 車(chē) 左 行 。按 下 停 止 按 鈕 或 到 達(dá) 裝 料 位 置 時(shí) ， 小 車(chē) 停止 。 3、 控 制 程 序 4 安 裝 與 調(diào) 試 （ 1） 連 接 控 制 電 路 。 （ 2） 連 接 主 控 制 電 路 。 （ 3） 連 接 PLC與 計(jì) 算 機(jī) 的 通 信 電 纜 。 （ 4） 按 圖 5-55編 輯 梯 形 圖 ， 使 用 符 號(hào) 表 對(duì)端 口 定 義 。 編 譯 ， 下 載 到 PLC， 運(yùn)

21、行 程 序 。 （ 5） 按 控 制 要 求 ， 按 下 按 鈕 SB1,觀 察 電 動(dòng)機(jī) 運(yùn) 行 情 況 ； 按 下 按 鈕 SB2， 觀 察 電 動(dòng) 機(jī) 運(yùn)行 情 況 ； 按 下 按 鈕 SB3， 觀 察 電 動(dòng) 機(jī) 運(yùn) 行 情況 。 （ 6） 應(yīng) 用 編 程 軟 件 的 在 線(xiàn) 監(jiān) 控 功 能 ， 觀 察每 次 按 下 按 鈕 時(shí) PLC內(nèi) 部 各 觸 點(diǎn) 和 線(xiàn) 圈 的 值的 變 化 情 況 。 31 知 識(shí) 拓 展 ： PLC控 制 應(yīng) 用 5.10 FUFR L1 L2 L3 M3 QSKM KMY KMA B CX Y Z 31 觸 點(diǎn) 硬 件 互 鎖 ， 熱 繼 電 器觸 點(diǎn) 直 接 接 在 KM線(xiàn) 圈 上 31 延 時(shí) 起 動(dòng) 三 角 形接 法 的 接 觸 器 （ 1） 設(shè) 計(jì) 主 電 路 ： 主 電 路 仍 然 是 電 氣 控 制的 正 反 轉(zhuǎn) 主 電 路 ， 由 KM1控 制 電 動(dòng) 機(jī) 正 轉(zhuǎn)往 前 ， KM2控 制 電 動(dòng) 機(jī) 反 轉(zhuǎn) 往 后 。 （ 2） 設(shè) 計(jì) 輸 入 輸 出 分 配 ， 編 寫(xiě) 元 件 I O分 配 表 ， 并 畫(huà) 出 PLC接 線(xiàn) 圖 。 32 2 系 統(tǒng) 的 硬 件 設(shè) 計(jì) 3 系 統(tǒng) 的 軟 件 設(shè) 計(jì)