天津西门子S7-200SMARTPLC模块代理经销商

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有些设备的运动部件的位置常常需要进行调整，这就要用到具有点动调整的功能。这样除了上述启动按钮、停止按钮外，还需要增添点动按钮SB3，I/O分配表如表6-3所示。PLC的I/O接线图如图6-16所示。

    表6-3    I/O分配表

    在继电器控制柜中，点动的控制是采用复合按钮实现的，即利用动合触点、动断触点的先断后合的特点实现的。而PLC梯形图中，“软继电器”的动合触点和动断触点的状态转换是同时发生的，这时，可采用图6-17所示的位存储器M2.0及其常闭触点来模拟先断后合型电器的特性。该程序中运用了PLC的周期循环扫描工作方式而造成的输入、输出延迟响应来达到先断后合的效果的。注意：将M2.0内部线圈与Q0.1输出线圈两个线圈的位置对调一下，则不能产生先断后合的效果。
顺序功能图法首先根据系统的工艺流程设计顺序功能图，然后再依据顺序功能图设计顺序控制程序。在顺序功能图中，实现转换时使前级步的活动结束而使后续步的活动开始，步之间没有重叠。这使得系统中大量复杂的联锁关系在步的转换中得以解决。而对于每一步的程序段，只需处理极其简单的逻辑关系。因而这种编程方法简单易学，规律性强。设计出的控制程序结构清晰、可读性好，程序的调试和运行也很方便，可以*地提高工作效率。S7 - 200 PLC采用顺序功能图法设计时，可用顺序控制继电器( SCR)指令、置位／复位(S/R)指令、移位寄存器(SHRB)指令等实现编程。

    控制系统设计的难易程度因控制任务而异，也因人而异。对于经验丰富的工程技术人员来说，在长时间的专业工作中，受到过各种各样的磨练，积累了许多经验，除了一般的编程方法外，更有自己的编程技巧和方法。但不管怎么说，平时多注意积累和总结是很重要的。

    在程序设计时，除了I/O地址列表外，有时还要把在程序中用到的中间继电器(M)、定时器(T)、计数器(C)和存储单元(V)以及它们的作用或功能列写出来，以便编写程序和阅读程序。

    在编程语言的选择上，用梯形图编程还是用语句表编程或使用功能图编程，这主要取决于以下几点：

    (1)有些PLC使用梯形图编程不是很方便，则可以使用语句表编程，但是梯形图总比语句表直观。

    (2)经验丰富的人员可以使用语句表直接编程，就像使用汇编语言一样。

    (3)如果是清晰的单顺序、选择顺序或并发顺序的控制任务，则是用功能图来设计。
工业电气控制线路中，有不少都是通过继电器等电器元件来实现，而继电器，交流接触器的触点都只有两种状态即吸合和断开，因此，用“0”和“1”两种取值的逻辑代数设计电器控制线路是*可以的，PLC的早期应用就是替代继电器控制系统，因此用逻辑设计方法同样也可以适用于PLC应用程序的设计。当一个逻辑函数用逻辑变量的基本运算式表达出来后，实现这个逻辑函数的线路就确定了。当这种方法使用熟练后，甚至梯形图程序也可以省略，可以直接写出与逻辑函数和表达式对应的指令语句程序。关于逻辑函数和运算式与梯形图、指令语句的对应关系见表6-1。

    用逻辑设计法设计PLC应用程序的一般步骤如下：

    (1)明确控制系统的任务和控制要求。通过分析工艺过程，明确控制系统的任务和控制要求，绘制工作循环和检测元件分布图，列出执行元件动作节拍表，得到各种执行元件功能表。

    (2)绘制PLC电气控制系统的状态转移表。通常PLC电气控制系统的状态转移表由输出信号状态表、输入信号状态表、状态转换指令表和中间元件状态表4部分组成。状态转换表全面、完整地揭示了PLC控制系统各部分、各时刻的状态和状态之间的联系与转换，非常直观，对建立PLC控制系统的整体联系、动态变化的概念有很大帮组，是进行PLC控制系统分析和设计的有效工具。

    (3)进行系统的逻辑设计。有了状态转换表，就可以建立控制系统的逻辑函数关系，内容包括列写中间元件的逻辑函数式和列出执行元件（输出端子）的逻辑函数式两个内容。这两个函数式组，既是生产机械或生产过程内部逻辑关系和变化规律的表达形式，又是构成控制系统实现控制目标的具体程序。

    (4)编写PLC程序。该步骤的目的就是将逻辑设计的结果转化为PLC程序。PLC作为工控机，逻辑设计的结果（逻辑函数式）能很方便地过渡到PLC程序，特别是语句表形式，其结构和形式都与逻辑函数非常相似。很容易直接由逻辑函数式转化。若设计者需要由梯形图程序作为过渡，或者选用的PLC的编程器具有图形输入功能，则也可以首先由逻辑函数式转换为梯形图程序。

    (5)对程序检测、修改和完善。程序的完善和补充是逻辑设计法的后一步，包括手动调整工作方式的设计、手动与自动工作方式的选择、自动工作循环和保护措施等。
由于继电器电路图与梯形图在表示方法和分析方法上有许多相似之处，因此根据继电器电路图来设计梯形图是一种捷径。对于一些成熟的继电器一接触器控制电路可以按照一定的规则转换成PLC控制的梯形图。这样既保证了原有的控制功能的实现，又能方便地得到PLC梯形图，程序设计十分方便。转换设计法得到的控制方案虽不是的，但对于用PLC改造继电器接触器控制的陈旧设备是一种十分有效和快速的方法。同时，由于这种设计方法一般不需要改动控制面板，因而保持了系统原有的外部特性，操作人员不需改变*形成的操作习惯。

    在分析PLC控制系统的功能时，可以将它想象成一个继电器控制系统中的控制箱，其外部接线图描述了这个控制箱的外部接线，梯形图是这个控制箱的内部“线路图”。梯形图中的输入位寄存器和输出位寄存器是控制箱与外部世界联系的“接口继电器”，这样就可以用分析继电器电路图的方法来分析PLC控制系统。在分析和设计梯形图时可以将输入位寄存器的触点设想为对应的外部输入器件的触点或电路，将输出位寄存器的触点设想为对应的外部负载的线圈。外部负载的线圈除了受梯形图的控制外，还可能受外部触点的控制。

    将继电器电路图转换为功能相同的PLC的外部接线图和梯形图的步骤如下：

    1．了解熟悉被控设备

    首先对原有的被控设备的工艺过程和机械的动作情况进行了解，对其继电器电路图进行分析，熟悉并掌握继电器控制系统的各组成部分的功能和工作原理。

    2．两种电路的元件和电路的对应转换

    (1)可以转换为PLC的外部线圈中的I/O设备的继电器电路中的元件，继电器电路中的按钮、控制开关、限位开关、接近开关等是用来给PLC提供控制命令和反馈信号的，它们的触点应接在PLC的输入端，即可转换成PLC外接线圈中的输入设备。继电器电路图中的接触器、指示灯和电磁阀等执行机构应接人PLC的输出端，由PLC的输出位寄存器来控制，即它们可转换为PLC外部线圈中的输出设备。据此可画出PLC的外部接线图，同时也就确定了PLC的各输入信号和输出负载对应的输入位寄存器和输出位寄存器的元件号。

    (2)可以转换为PLC的内部梯形图中的继电器电路中的元件，继电器电路图中的中间继电器和时间继电器的功能用PIJC内部标志位存储器和定时器来完成，与PLC的输入位寄存器和输出位寄存器无关。确定继电器电路图中的中间继电器、时间继电器对应的梯形图中的内部标志位存储器(M)和定时器(T)的元件号。

    建立继电器电路图中的元件和PLC外接电路及内部梯形图中的元件号之间的对应关系后，列出PLC的I/O地址分配表，画出PLC的外部接线图，为梯形图设计打下基础。

    3．设计梯形图

    根据两种电路转换得到的PLC外部电路和梯形图元件及其元件号，将原继电器电路的控制逻辑转换成对应的PLC梯形图。

    4．转换注意事项

    梯形图和继电器电路图虽然表面上看起来差不多，实质上有本质区别。继电器电路是硬件组成的电路，而梯形图是一种软件表示方法，是PLC图形化的程序。在继电器电路图上，由同一继电器的多对触点控制的多个继电器的状态可能同时变化。而PLC的CPU是串行工作的．即CPU同一个时刻只能处理一条与触点和输出位寄存器（线圈）有关的指令。根据继电器电路图设计PLC的外部接线图和梯形图时应注意以下几个问题：

    (1)应遵循梯形图语言中的语法规则。在继电器电路图中，触点可以放在线圈的左边，也可以放在线圈的右边，但在梯形图中，输出位寄存器（线圈）必须放在电路的右边。

    (2)设置中间单元。在梯形图中，若多个线圈都受某一触点串并联电路控制，为了简化编程电路，在梯形图中可以设置用该电路控制的内部标志位存储器，它类似于继电器电路中的中间继电器。

    (3)设置外部连锁电路。为了防止控制电动机正反转或不同电压调速的两个或多个接触器同时动作造成电源短路或不同电压的混接，应在PLC外部设置硬件互锁电路。

    (4)外部负载电压电流匹配。PLC的继电器输出模块和晶闸管输出模块只能驱动电压不高于220V的负载，如果原系统的交流接触器的线圈电压为380V，应将线圈换成220V的，也可设置外部中间继电器，同时它们的电流也必须匹配。
在一些典型的控制环节和电路的基础上，根据被控制对象对控制系统的具体要求，凭经验进行选择、组合。有时为了得到一个满意的设计结果，需要进行多次反复地调试和修改，增加一些辅助触点和中间编程元件。这种设计方法没有一个普遍的规律可遵循，即具有一定的试探性和随意性，后得到的结果也不一的，设计所用的时间、设计的质量与设计者经验的多少有关。

    经验设计法对于一些比较简单的控制系统的设计是比较有效的，可以收到快速、简单的效果。但是，由于这种方法主要是依靠设计人员的经验进行设计，所以对设计人员的要求也比较高，特别是要求设计者有一定的实践经验，对工业控制系统和工业上常用的各种典型环节比较熟悉。对于比较复杂的系统，经验法一般设计周期长，不易掌握，系统交付使用后，维护困难，所以，经验法一般只适合于比较简单的或与某些典型系统相类似的控制系统的设计。

    应用经验设计时首先应收集相同或类似设备的控制方案和软件实现方法，了解该方案是如何满足生产工艺和性能要求的。经验设计法不能一次获得控制方案，需要反复修改，逐步完善，设计者的经验会影响设计方案的质量、性能甚至设计进度，可靠性一般不宜控制。

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