陕西西门子S7-200SMART模块代理价格

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基于西门子S7-200 PLC的运料小车的控制设计

    一、控制要求

    图5-1所示小车一个工作周期的动作要求如下：

    图5-1    小车往返控制工况示意图

    (1)按下启动按钮SB (I0.0)，小车电动机M正转( Q1.0)，台车*次前进，碰到限位开关SQ1 (I0.1)后小车电动机M反转(Q1.1)，小车后退。

    (2)小车后退碰到限位开关SQ2 (I0.2)后，小车电动机M停转。停5s后，第二次前进，碰到限位开关SQ3 (I0.3)，再次后退。

    (3)第二次后退碰到限位开关SQ2 (I0.2)时，小车停止。

    二、解决方案

    1．方案一

    本例的输出较少，为电动机正转输出Q1.0及反转输出Q1.1。但控制工况比较复杂。由于分为*次前进、*次后退、第二次前进、第二次后退，且限位开关SQ1在两次前进过程中，限位开关SQ2在两次后退过程中所起的作用不同，想直接绘制针对Q1.0及01.1的启 保停电路梯形图就不容易了。于是我们就想着应当将启一保一停电路的内容弄简单点，不直接针对电动机的正转及反转列写梯形图，而是针对*次前进、*次后退、第二次前进、第二次后退列写启一保停电路梯形图。为此选M10.0、M10.1及M11.0、M11.1作为两次前进及两次后退的辅助继电器，选定时器T37控制小车*次后退在SQ2处停止的时间，本例的其他机内元件如图5-1中所示。

    针对两次前进及两次后退绘出的梯形图草图如图5-2所示。图中有*次前进、*次后退、计时、第二次前进、第二次后退5个支路，每个支路的启动与停止条件都是清楚的。但是程序的功能却不符合要求，因为细分支路后小车的各个工况间的牵涉虽然少了但并没有从根本上划分清楚。分析以上梯形图可以知道．若依以上程序，第二次前进碰到SQ1时即会转入*次后退的过程，且第二次后退碰到SQ2时还将启动定时器，不能实现停车。

    怎样解决以上问题呢？不难发现以上提及的不符合控制要求的两种情况都发生在第二次前进开始后．那么可不可以让PLC“记住”第二次前进的“发生”从而对计时及*次后退加以限制呢？这当然是可以的，于是我们选择M10.2作为第二次前进继电器，对草图修改后的程序如图5-3所示。图中将两次后退综合到到一起了，还增加了前进与后退继电器的互锁。

    2．方案二

    方案一虽然完成了。但这种梯形图可读性不好，初学者理解起来不容易。下面我们换个编程方法。由方案一中的困难我们想到，小车运行的四个工况牵涉过多，第二次前进后退中要两次经过SQ1但又不希望SQ1起作用，但在图5-2中，SQ1既然写在程序中了，程序又是全部要执行的，SQ1就不能不起作用了。那么能不能让PLC有选择地执行一些程序段呢？于是我们想到了复位及置位指令，希望用复位置位指令结合一些辅助继电器建立一些对程序段选择的开关实现对程序段的选择。具体的编程思路是这样的，将整个控制过程分成几个步骤，即：准备。*次前进，*次后退，第二次前进，第二次后退，并用辅继电器M10. 1~M10.5表示它们，再辅以置位、复位指令，使各步骤中的控制动作限定在M10.1～M10.5分别顺序接通的控制过程中，这样SQ1在两次前进中，SQ2在两次后退过程中所起作用不同的问题就迎刃而解了。图5-4是小车工作的步序图，图5-5是采用这程编程思路完成的梯形图。M10.0～M10.5就是程序段执行的控制开关，分析以上程序不难看出，M10. 0～M10.5中每次只有一个处于接通状态。这样，我们将一个较复杂的问题分为两个部分处理，即控制过程的流程及各控制步骤中都具体做什么。

    3．方案三

    方案二中的编程方法叫作步序法，也叫状态法。状态法编程的主旨是将控制要求分解为一个个的步序或称状态，用确定的编程元件代表它们。利用步序图或者状态流程图描述步序之间的联系从而表达整体的控制过程。这样每个步序中程序则可仅针对本步序的要求来写，具体内容为本状态要完成什么任务，满足什么条件时实现状态间的转移，以及下个状态的编号是多少，同时在程序执行的机理上由系统软件安排状态与状态间的隔离，即一个流程中只有一个状态相关的程序被执行。我们把执行中的状态称为被激活的状态，而称其他状态为未激活状态。这种编程方法的特点是方法规范，条理清楚，且易于化解复杂控制间的交叉联系，而使编程变得容易。因而许多PLC的开发商在自已的PLC产品中引入了的状态编程元件及状态指令。S7-200系列PLC也不例外。在S7-200 PLC中用于状态编程的软元件叫做顺控继电器，指令称为顺控继电器指令。下面我们先介绍顺控继电器及顺控继电器指令，再给出小车程序的第三种解法。

    S7-200 PLC安排有编号为S0.0～S31.7的编程软元件，称为顺控制继电器。顺控继电器可实行位、字节、字及双字寻址。在作为顺控继电器使用时，是一种位元件。为了配合顺控继电器使用，S7-200 PLC安排有顺控制继电器指令，如表5-1所示，其中装载SCR指令标示一个状态的开始，有激活SCR程序段的功能。SCRT指令称为SCR传输指令，用于说明状态的转移去向。而SCRE指令为状态程序段的结束指令。

    表5-1    顺控继电器指令

    使用状态法编程时，先安排好需用的顺控继电器，每一个顺控继电器代表控制过程中的一个状态，然后绘状态流程图。小车往返控制的状态流程图如图5-6所示。除了用每个顺控继电器表示控制过程中的步骤外，图中用竖线表示状态间的联系，用竖线上的短横线表示状态转移的条件，也叫作“开关”。而每个状态的控制任务则以梯形图表达输出类似的方式绘在表示状态的方框旁。

    在状态流程图绘出后，编程的后一步是依据状态流程图绘出梯形图，梯形图的构成方式很规范，每一个状态在梯形图中是一个完整的段落。现将小车状态编程法的梯形图绘在表5-2中，请读者自己来分析。

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