PLC入门讲义

项目一 PLC入门 项目一 PLC入门 任务一 可编程控制器的构成及工作原理 任务二 S7 200系列PLC的硬件与编程元件的认识 任务三 S7 200系列PLC的编程软件及使用 项目一 PLC入门 任务二 S7 200系列PLC的硬件与编程元件的认识 S7 200系列PLC是西门子公司推出的一种小型PLC 它以紧凑的结构 良好的扩展性 强大的指令功能 低廉的 价格 已成为目前各种小型控制工程的理想控制器 一 任务目标 1 熟悉PLC的系统结构 2 熟悉并掌握PLC的外部接线 3 熟悉并掌握S7 200 PLC的编程语言 4 熟悉并掌握PLC的存储器的数据类型 CPU的存储 区 直接与间接寻址 项目一 PLC入门 二 任务分析 本任务从PLC的系统结构入手 分析CPU模块 数字 量扩展模块 模拟量扩展模块等以及S7 200系列PLC的外部 接线 编程语言与编程元件 为完成后续各项任务打下基础 项目一 PLC入门 三 相关知识 一 S7 200系列PLC的系统结构 图1 11是典型的整体式PLC 输入 输出模块 CPU模 块 电源模块均装在一个机壳内 当系统需要扩展时 可选 用需要的扩展模块与基本单元连接 项目一 PLC入门 图1 11 S7 200系列PLC外部结构实物图 项目一 PLC入门 1 输入接线端子 用于连接外部控制信号 在PLC底 部端子盖下是输入接线端子和为传感器提供的24 V直流电源 2 输出接线端子 用于连接被控设备 在PLC顶部端 子盖下是输出接线端子和PLC工作电源 3 状态指示灯 LED 显示CPU所处的工作状态 分 别为RUN 运行 STOP 停止 SF 系统故障 其作用如表 1 1所示 项目一 PLC入门 表1 1 CPU状态指示灯的作用 项目一 PLC入门 4 输入状态指示 用于显示是否有控制信号 如控制按钮 行程开关 接近开关 光电开关等数字量信息 接入PLC 5 输出状态指示 用于显示是否有信号输出到执行设备 如接触器 电磁阀 指示灯等 6 扩展模块 通过扁平电缆线 连接数字量I O扩展模 块 模拟量I O扩展模块 热电偶模块和通信模块等 7 通信端口 支持PPI MPI通信协议 有自由口通信能 力 用以连接编程器 手持式或PC 文本 图形显示器以及PLC 网络等外围设备 8 模拟电位器 模拟电位器用来改变特殊寄存器 SMB28 SMB29 中的数值 以改变程序运行时的参数 如定 时器 计数器的预置值 过程量的控制参数等 项目一 PLC入门 3 S7 200系列PLC的外部接线 输入 输出接口电路是PLC与被控对象间传递输入 输出信 号的接口部件 各输入 输出点的通 断状态用发光二极管 LED 显示 外部接线一般在PLC的接线端子上 S7 200系列CPU 22 主机的输入回路为直流双向光耦合输 入电路 输出有继电器和晶体管两种类型 如CPU 224 PLC 一种是CPU 224 AC DC 继电器型 其含义为交流24 V输入电 源 提供24 V直流给外部元件 如传感器等 继电器方式输出 14点输入 10点输出 一种是CPU 224 DC DC DC型 其含 义为直流24 V输入 提供24 V直流给外部元件 如传感器等 半导体元件直流方式输出 14点输入 10点输出 用户可根据 需要选择输入 输出类型 项目一 PLC入门 1 输入接线 CPU 224的主机共有14个输入点 I0 0 I0 7 I1 0 I1 5 和10个输出点 Q0 0 Q0 7 Q1 0 Q1 1 CPU 224输入电路接线如图1 12所示 系统设置1M为输入端 子I0 0 I0 7的公共端 2M为I1 0 I1 5输入端子的公共端 图1 12 CPU 224输入电路接线图 项目一 PLC入门 图1 13 CPU 224晶体管输出电路接线图 项目一 PLC入门 在继电器输出电路中 PLC由220 V交流电源供电 负 载采用继电器驱动 所以既可以选用直流电源为负载供电 也可以采用交流电源为负载供电 在继电器输出电路中 数 字量输出分为三组 每组的公共端为本组电源的供给端 Q0 1 Q0 3公用1L Q0 4 Q0 6公用2L Q0 7 Q1 1公用 3L 各组之间可接入不同电压等级和不同电压性质的负载 电源 如图1 14所示 项目一 PLC入门 图1 14 CPU 224继电器输出电路接线图 项目一 PLC入门 图1 15所示是CPU 226 DC DC DC的端子连接图 根据 该图对PLC进行端子接线 并借助输入按钮进行试车验收 图1 15 CPU 226 DC DC DC的端子连接图 项目一 PLC入门 1 电器元件检查与安装 配齐所有电器元件并进行质 量检验和安装固定 器材清单如表1 5所示 2 布线与安装 根据板前线槽布线操作工艺进行布线 与安装 接线时 注意PLC端子接线要用别径压端子连接 项目一 PLC入门 项目一 PLC入门 3 试车与交付 通电试车前 要复验接线是否正确 并测试绝缘电阻是否符合要求 通电试车时 必须有指导教 师在现场监护 按下输入按钮 观察PLC上对应的输入信号 灯是否亮 项目一 PLC入门 三 S7 200系列PLC的编程语言 1 S7 200系列PLC的编程语言 项目一 PLC入门 三 S7 200系列PLC的编程语言 1 梯形图 LAD 编程器 利用LAD编辑器可以建立与电气原理图相类似的梯形图 程序 梯形图是PLC编程的高级语言 很容易被PLC编程人员 和维护人员接受和掌握 所有PLC厂商均支持梯形图语言编程 梯形图按逻辑关系可分为梯级或网络段 简称段 项目一 PLC入门 图1 16给出梯形图应用实例 LAD图例指令有三种基 本形式 触点 线圈 指令盒 触点表示输入条件 例如开 关 按钮控制的输入映像寄存器状态和内部寄存器状态等 线圈表示输出结果 利用PLC输出点可直接驱动照明灯 指 示灯 继电器 接触器和电磁阀等负载 指令盒代表一些功 能较复杂的指令 例如定时器 计数器和数学运算指令等 项目一 PLC入门 图1 16 梯形图应用实例 项目一 PLC入门 2 语句表 STL 编辑器 语句表 STL 编辑器使用指令助记符创建控制程序 提 供了不同于梯形图或功能块图编程器的编程途径 语句表类 似于计算机的汇编语言 适合熟悉PLC并且有逻辑编程经验 的程序员使用 并且是手持式编程器唯一能够使用的编程语 言 项目一 PLC入门 例如 由图1 16中的梯形图程序转换的语句表程序如 下 NETWORK 1 网络题目 单行 LD I0 0 O Q0 0 AN I0 1 Q0 0 NETWORK 2 LD Q0 0 TON T33 500 项目一 PLC入门 3 功能块图 FBD 编辑器 STEP7 Mricro WIN32功能块图 FBD 编辑器是利用逻 辑门图形组成功能块图指令系统 功能块图指令由输入 输 出端及逻辑关系函数组成 用STEP 7 Mricro WIN 32软件 LAD STL和FBD编辑器的自动转换功能 可得到与图1 16 相对应的功能块图 如图1 17所示 项目一 PLC入门 图1 17 梯形图程序转换的功能块图程序 项目一 PLC入门 任务三 S7 200系列PLC的编程软件及使用 一 任务目标 1 STEP 7 Micro WIN编程软件的安装 通信参数设 置和修改 2 STEP 7 Micro WIN管理界面认识 3 STEP 7 Micro WIN软件包功能认识 4 创建项目 编程传送 监控和调试程序 5 程序的输入及下载 项目一 PLC入门 二 任务分析 本任务要求首先熟悉S7 200系列PLC的编程软件STEP 7 Micro WIN 32的使用 熟练运用编程软件 会用NETR与 NETW指令实现网络通信 项目一 PLC入门 三 相关知识 一 STEP 7 Micro WIN编程软件的使用 1 STEP 7 Micro WIN编程系统简介 STEP 7 Micro WIN 32是基于Windows平台的应用软件 是西门子公司专为SIMATIC系列PLC研制开发的编程软件 它可以使用通用的个人计算机作为图形编辑器 用于在线 联机 或离线 脱机 开发用户程序 并可以在线实时监控用 户程序的执行状态 S7 200系列PLC利用编程软件STEP 7 Micro WIN 32所 提供的梯形图语言 LAD 语句表语言 STL 及功能块图 FBD 三种编程语言可以对实际系统完成软件编程 运行及 监控 项目一 PLC入门 2 STEP 7 Micro WIN编程软件的安装 1 操作系统要求 Windows 2000 XP 2 硬件设备要求 至少350 MB以上硬盘空间 光驱 鼠标 3 通信电缆 PC PPI电缆 或使用一个通信处理器卡 用来将计算机与PLC连接 项目一 PLC入门 4 STEP 7 Micro WIN 32编程软件在一张光盘上 用户 可按以下步骤安装 将光盘插入光盘驱动器 系统自动进入安装向导 或在Windows资源管理器中 找到并打开安装光盘上的 Setup exe 文件 双击 运行 该文件 按照安装向导完成软件的安装 安装过程中 会出现 Set PG PC Interface 窗口 决定 通信方式后 确认 PC PPI cable PPI 单击 OK 按钮 程序 继续安装 安装结束时 会出现是否重新启动计算机的选项 选 择重新启动计算机 Windows桌面上将显示STEP7 Micro WIN 的图标 项目一 PLC入门 3 硬件的连接 可以用PC PPI电缆建立个人计算机与PLC之间的通信 这是单主机与个人计算机的连接 不需要其他硬件 如调 制解调器和编程设备等 典型的单主机连接如图1 20所示 项目一 PLC入门 图1 20 PLC与计算机的连接示意图 项目一 PLC入门 4 软件的功能 STEP 7 Micro WIN 32编程软件的基本功能是在Windows平 台编制用户应用程序 它主要完成下列任务 1 离线方式创建 编辑和修改用户程序 2 在线方式下通过联机通信的方式上传 Upload 和下载 Download 用户程序及系统组态数据 编辑和修改用户程序 3 在编辑程序过程中进行语法检查 使用梯形图编程时 在出现错误的地方会自动加红色波浪线 使用语句表编程时 在 出现错误的语句行前自动画上红色叉 且在错误处加上红色波浪 线 4 提供对用户程序进行文档管理 加密处理等工具功能 5 设置PLC的工作方式和运行参数 进行运行监控和强制 操作等 项目一 PLC入门 5 SETP 7 Micro WIN 32软件的使用 STEP 7 Micro WIN 32编程软件的窗口组件如图1 21所 示 图1 21 STEP 7 Micro WIN 32编程软件的窗口 项目一 PLC入门 1 程序的输入和编辑 1 建立或打开项目 双击STEP 7 Micro WIN 32图标 或双击要打开的 mwp文件可以建立新项目或打开已有的项目 项目一 PLC入门 2 输入程序 输入程序时应注意 网络必须从接点开 始 以线圈或没有ENO输出的指令盒结束 线圈不允许串 联使用 一个程序段中只能有一个 能流 通路 不能有两条 互不联系的通路 具体输入方法如下 在指令树中选择需要的指令 用鼠标将其拖放到编 辑窗口内合适的位置再释放 将光标放在需要的位置上 单击工具栏指令按钮 打开通用指令窗口 从中选择需要的指令 3 保存项目 使用工具条上的 保存 按钮保存 或 从 文件 菜单选择 保存 或 另存为 选项保存 项目一 PLC入门 项目一 PLC入门 项目一 PLC入门 项目一 PLC入门 四 能力测试 用可编程软件对图1 5的运行进行监控 项目一 PLC入门 六 思考与练习 通过图1 22所示的程序判断Q0 1 Q0 2 Q0 3 Q0 4 的输出状态 输入程序并进行运行 加以验证 图1 22 与或非程序