自動化生產(chǎn)線安裝與調試 教學課件任務五 可編程控制器技術運用

任務五可編程控制器技術應用任務五可編程控制器技術應用知識與能力目標了解不同類型的可編程控制器1掌握S7-200控制系統(tǒng)設計過程2掌握S7-300控制系統(tǒng)設計過程3任務五可編程控制器技術應用可編程控制器認識S7-200控制系統(tǒng)設計S7-300控制系統(tǒng)設計子任務一子任務二子任務三子任務一可編程控制器認知可編程控制器簡稱PLC，是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應用而設計的控制器。PLC是在電氣控制技術和計算機技術的基礎上開發(fā)出來的，并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，將自動化技術、計算機技術、通信技術融入為一體的新型工業(yè)控制裝置。子任務一可編程控制器認知可編程控制器實物圖I/O點數(shù)容量

使用情況

PLC

結構形式

小型機中型機大型機整體式模塊式通用型專用型子任務一可編程控制器認知123

中型機大型機小型機一般以開關量控制為主；輸入/輸出總點數(shù)在256點以下，用戶存儲器容量在4KB一下；價格低廉，體積小巧，適用于單機或小規(guī)模生產(chǎn)過程的控制；典型的小型機有西門子S7-200系列等。

輸入/輸出總點數(shù)在256至2000點之間，用戶存儲器容量為2至64KB；不僅具有開關量和模擬量控制功能，還具有更強的數(shù)字計算能力；適用于復雜的邏輯控制系統(tǒng)以及連續(xù)生產(chǎn)過程的過程控制場合；典型的有西門子S7-300系列等。

用戶存儲器容量為32KB至幾MB；性能與工業(yè)計算機相當，具有齊全的中斷控制、過程控制、智能控制、遠程控制等功能；通信功能十分強大，適合于大規(guī)模過程控制、分布式控制系統(tǒng)和工廠自動化網(wǎng)絡控制；典型的有西門子S7-400系列等。

PLC的類型特點：應用特點類型子任務一可編程控制器認知很強的抗干擾能力廣泛的適應能力

廣泛的應用范圍

PLC的應用1.開關量邏輯控制2.模擬量控制3.運動控制4.數(shù)據(jù)處理5.通信6.聯(lián)網(wǎng)等領域

PLC

子任務一可編程控制器認知高可靠性

多功能

網(wǎng)絡化

功能增強

速度加快

價格低廉

體積縮小

高速度

PLC產(chǎn)品方向發(fā)展

小型

大型

子任務一可編程控制器認知子任務二S7-200控制系統(tǒng)設計1.對電動機正反轉控制電路說明電動機正反轉的電氣原理圖控制電路說明：KM1是控制正轉的交流接觸器，KM2是控制反轉的交流接觸器，SB3是停止按鈕，SB1是正轉控制啟動按鈕，SB2反轉控制啟動按鈕，其中KM1、KM2常閉觸點互鎖。2.采用S7-200的PLC進行分析分析過程分析以上的控制任務就可得知，要使電動機實現(xiàn)正反轉控制，控制線路的主電路不變，PLC控制系統(tǒng)仍然需要使用兩個交流接觸器KM1、KM2對主電路回路通斷進行控制，同時仍然需要熱繼電器FR對電動機進行過載保護。因此，電動機的正反轉PLC控制系統(tǒng)設計，主要是對交流接觸器對KM1、KM2以及熱繼電器FR的工作狀態(tài)的控制，即控制線路的設計。但要注意，為了便于與PLC的輸出口電氣匹配、方便使用，KM1、KM2選用線圈供電為直流24V的交流接觸器。子任務二S7-200控制系統(tǒng)設計3.設置I/O分配表序號符號名稱I/O地址功能描述1SB1啟動按鈕I0.0正轉啟動2SB2啟動按鈕I0.1反轉啟動3SB3停止按鈕I0.2停止控制4FR熱繼電器I0.3過載保護5KM1正轉交流接觸器Q0.0正轉控制6KM2反轉交流接觸器Q0.1反轉控制子任務二S7-200控制系統(tǒng)設計4.設計接線圖子任務二S7-200控制系統(tǒng)設計5.設計工藝流程圖子任務二S7-200控制系統(tǒng)設計6.軟件設計（1）打開進入STEP7-Micro/WIN32程序編輯窗口子任務二S7-200控制系統(tǒng)設計（2）建立應用程序的符號表，具體為點擊操作欄的“符號表”選項，在程序顯示窗口的符號表內(nèi)輸入需要設定的符號名稱和地址。

子任務二S7-200控制系統(tǒng)設計（3）設置環(huán)境，工具選項程序編輯器符號地址下拉選項中選擇“顯示符號和地址”確定子任務二S7-200控制系統(tǒng)設計（4）編寫具體的控制程序子任務二S7-200控制系統(tǒng)設計7.連機下載運行（1）硬件連接設置PC端PPI端RS-232/PPI或USB/PPICOM串口或USB口O端口子任務二S7-200控制系統(tǒng)設計（2）通信設置進入編程界面后，雙擊編輯界面左側的操作欄中“通信”的標志，設置參數(shù)如右圖。在用通訊對話框（如右圖）與S7-221建立通信時，雙擊刷新圖標，STEP7-Micro/WIN搜索并顯示連接的S7-221CPU的圖標，選擇S7-221站點后點擊“確定”即可。點擊下載圖標，將編寫好的程序直接下載到PLC中，之后點擊運行圖標運行程序，通過點擊監(jiān)控圖標對程序進行監(jiān)控。如果PLC在下載前處于運行狀態(tài)，那么就會有一個對話框提示CPU將進入停止模式后，單擊確定，然后下載即可。子任務二S7-200控制系統(tǒng)設計在上一任務中，已經(jīng)通過一個簡單的工作實例講解了西門子S7-200的控制系統(tǒng)的設計，在這一任務中同樣以電動機的正反轉控制為例來講解S7-300PLC控制系統(tǒng)的設計過程。分析過程同樣可以分為幾點：（1）設置I/O配置表；（2）設計接線圖；（3）設計工藝流程圖；（4）軟件設計；（5）連機下載運行；子任務三S7-300控制系統(tǒng)設計1.設置I/O分配表序號符號名稱I/O地址功能描述1SB1啟動按鈕I0.0正轉啟動2SB2啟動按鈕I0.1反轉啟動3SB3停止按鈕I0.2停止控制4FR熱繼電器I0.3過載保護5KM1正轉交流接觸器Q0.0正轉控制6KM2反轉交流接觸器Q0.1反轉控制子任務三S7-300控制系統(tǒng)設計2.設計接線圖子任務三S7-300控制系統(tǒng)設計3.設計工藝流程圖子任務三S7-300控制系統(tǒng)設計子任務三S7-300控制系統(tǒng)設計4.軟件設計（1）啟動運行MATICManager軟件，打開SIMATIC管理器窗口，利用“新建提示向導”創(chuàng)建一個電動機正反轉控制的項目結構。數(shù)據(jù)在分層結構中以對象的形式保存，左邊窗口內(nèi)的樹顯示該項目的結構，當選擇項目樹所對應的圖標時，右邊窗口中會顯示所選對象的內(nèi)容。第一層為項目，第二層為站（站是組態(tài)硬件的起點）?！癝7程序（1）”文件夾是編寫程序的起點，所有的軟件均存放在該文件夾中。4.軟件設計（2）進行項目的硬件組態(tài)。項目管理器SIMATIC300站點對象雙擊右邊工作區(qū)的“硬件”圖標，進入硬件組態(tài)窗口。在硬件目錄窗口中依次選擇SIMATIC300→RACK-300→Rail,并將其直接拖到空白區(qū)，生成機架。從硬件目錄中選擇SIMATIC300→PS300→PS3075A電源模塊放置到機架1號槽中；用同樣的方式，在硬件目錄中選擇SIMATIC300→CPU312C模塊放置到2號槽中。硬件組態(tài)后的窗口界面子任務三S7-300控制系統(tǒng)設計子任務三S7-300控制系統(tǒng)設計（3）進入模塊屬性設置。選擇CPU312C模塊進行屬性參數(shù)設置。如右上圖所示，在CPU312C模塊屬性中對時刻中斷、周期性中斷、診斷中斷、通信等一些參數(shù)進行設置。

（4）設置MPI接口的參數(shù)屬性，MPI的默認地址為2，默認的通信波特率187.5kbps,如右下圖所示（5）在管理器的通信選項卡中，選擇“PG/PC接口設置”進行通信設置，選擇PCAdater(MPI),點擊“屬性”進行設置。各參數(shù)如下圖所示。子任務三S7-300控制系統(tǒng)設計子任務三S7-300控制系統(tǒng)設計（6）在程序設計中可以尋址I/O地址、存儲位、計數(shù)器、數(shù)據(jù)塊等。選擇SIMATIC管理器的”S7程序（1）”圖標，雙擊右邊工作區(qū)中的“符號表”圖標，進入符號表定義窗口。然后將相應的符號、地址、注釋輸入表中，最后保存符號表后即可使用。

符號表窗口子任務三S7-300控制系統(tǒng)設計（7）根據(jù)電動機正反轉的控制工藝流程，考慮必要的安全保護，在左邊的項目管理器樹中選擇“塊”圖標，雙擊右邊工作區(qū)的“OB1”圖標進入程序編輯窗口，設置編程環(huán)境，完成電機正反轉的控制程序的編寫。電機正反轉控制程序子任務三S7-300控制系統(tǒng)設計5.連機下載運行（1）硬件連接設置PC端PPI端RS-232/PPI或USB/PPICOM口O端口子任務三S7-300控制系統(tǒng)設計5.連機下載運行（2）完成程序編寫和硬件連接后，CPU的工作模式選擇為STOP或RUN-P。CPU312CPLC可進行離線和在線模式下載程序和組態(tài)硬件。離線模式下載時，在SIMATIC管理器窗口選擇命令菜單“