1 PLC控制系统教学案例

教 学 案 例项目1 电动机PLC控制系统设计安装调试教学导航1、能力目标1）学会I/O口分配表的设置；2）掌握绘制PLC硬件接线图的方法并能正确接线；3）学会编程软件的基本操作，掌握用户程序的输入和编辑方法。2、知识目标1）理解输入/输出指令、与指令、或指令的含义；2）熟悉基本指令的应用；3）了解PLC控制系统的设计方法。3、知识分布网络 任务导入生产机械在正常生产时，需要连续运行，但是在试车或进行调整工作时，往往需要点动控制来实现短时运行。电动机单向启动、停止控制线路如图1-1所示，它能实现电动机直接启动和自由停车的控制功能。 图2-1 电动机单向启动、停止控制线路（a）主电路；（b）控制电路任务分析在控制电路中，热继电器常闭触点、停止按钮、启动按钮属于控制信号，应作为PLC的输入量分配接线端子；而接触器线圈属于被控对象，应作为PLC的输出量分配接线端子。对于PLC的输出端子来说，允许额定电压为220 V，因此需要将原线路图中接触器的线圈电压由380 V改为220 V，以适应PLC输出端子的需要。对于线路图中的触点串并联接线，应根据逻辑关系采用PLC的基本位逻辑指令进行程序设计。本课题主要应用A、AN、O、ON指令。知识链接S7-200 PLC基本逻辑指令是PLC中最基本、最常见的指令，是构成梯形图及语句表的基本成分。基本逻辑指令是指构成基本逻辑运算功能的指令集合，包括基本位操作、置位/复位、边沿脉冲、定时、计数、比较等逻辑指令。一、基本位操作指令1、构成梯形图的基本元素 由触点或线圈符号和直接位地址两部分组成，含有直接位地址的指令又称为位操作指令，基本位操作指令操作数的寻址范围是：I、Q、M、SM、T、C、V、S、L。2、梯形图中触点和线圈的状态说明（1）触点代表CPU对存储器的读操作，动合触点和存储器的位状态一致，而动断触点和存储器的位状态相反。且用户程序中同一触点可使用无数次。（2）线圈代表CPU对存储器的写操作，若线圈左侧的逻辑运算结果为“1”，则表示能流能够达到线圈，CPU将该线圈所对应的存储器的位置位为“1”；若线圈左侧的逻辑运算结果为“0”，则表示能流不能够达到线圈，CPU将该线圈所对应的存储器的位写入“0”用户程序中，且同一线圈只能使用一次。3、基本位操作指令的格式和功能基本位操作指令的格式和功能如表2-1所列。表2-1 基本位操作指令的格式和功能表指令名称格 式功 能LADSTL输入/输出指令取指令 LD bit用于与母线连接的动合触点取反指令 LDNbit用于与母线连接的动断触点输出指令 bit线圈驱动指令触点串联指令与指令 A bit用于单个动合触点的串联连接与反指令 AN bit用于单个动断触点的串联连接触点并联指令或指令 O bit用于单个动合触点的并联连接或反指令 ON bit用于单个动断触点的并联连接【例2-1】输入/输出指令的应用举例如图2-2所示。 图2-2 输入/输出指令的应用举例（a）梯形图；（b）语句表4、输入/输出指令的使用说明（1）LD、LDN和=指令的操作数均可以是：Q、M、SM、T、C、V、S、L，此外，LD、LDN的操作数还可以是输入映像继电器I。（2）LD、LDN指令用于与输入母线相连的触点，也可用于指令块的开头与OLD、ALD指【例2-2】触点串联与触点并联指令的应用举例如图2-3所示。 图2-3 触点串联与触点并联指令的应用举例（a）梯形图；（b）语句表 5、触点串联与触点并联指令的使用说明（1）A、AN、O、ON的操作数：I、Q、M、SM、T、C、V、S 、L。（2）A、AN是单个触点串联连接指令，可连续使用。（3）O、ON是单个触点并联指令，可连续使用。【例2-3】与块指令和或块指令的应用举例如图1-4所示。 图2-4 与块指令和或块指令的应用举例（a）梯形图；（b）语句表 二、STEP7-Micro/WIN32编程软件的使用1、硬件连接典型的单主机与PLC直接连接如图1-5所示，它不需要其他的硬件设备，方法是把PC/PPI电缆的PC端连接到计算机的RS-232通信口（一般是COM1），而把PC/PPI电缆的PPI端连接到PLC的RS-485通信口即可。 图2-5 典型的单主机与PLC直接连接2、创建一个项目或打开一个已有的项目。（见任务1.3）任务实施图2-1电动机单向启动、停止控制线路的系统功能采用PLC控制系统来完成时，仍然需要保留主电路部分，图（b）中控制电路的功能由PLC执行程序取代，在PLC的控制系统中，还要求对PLC的输入/输出端口进行设置即I/O分配，根据I/O分配情况完成PLC的硬件接线，直到系统调试符合控制要求为止。一、I/O分配表表2-2 I/O分配输 入输 出I0.0停止按钮SB1Q0.1控制接触器KMI0.1启动按钮SB2I0.2热继电器动合触点FR二、PLC硬件接线图PLC的硬件接线如图2-6所示。 图2-6 PLC硬件接线图三、控制程序控制程序和运行结果分析如图1-24所示。 图2-7 电机单向启动、停止控制的程序（a）梯形图；（b）语句表；（c）波形图 四、系统调试1、完成接线并检查、确认接线正确；2、输入并运行程序，监控程序运行状态，分析程序运行结果；3、程序符合控制要求后再接通主电路试车，进行系统调试，直到最大限度地满足系统的控制要求为止。任务检查1.检查任务完成情况2.指令录入、调试、故障排除3.检测程序运行结果是否正确任务评价1.是否达到学习目的2.任务实施完整准确度如何3.工作态度、团队协作、创新精神如何小结：1、LD、LDN、A、AN、O、ON、=、ALD、OLD指令的特点及应用； 2、STEP7-Micro/WIN32软件的应用； 3、PLC的特点、应用范围及组成； 4、简单程序的调试与运行。思考练习题P83 2-1第 7 页