工程綜合實(shí)踐2-PLC單元

王棟PLC可編程邏輯控制器技術(shù)《工程綜合實(shí)踐》中國計(jì)量學(xué)院工程訓(xùn)練中心課程組織介紹：課程組織特點(diǎn)：平時(shí)考核；項(xiàng)目報(bào)告；PPT答辯；具體要求：（可在下次理論課時(shí)學(xué)習(xí)）請一起學(xué)習(xí)15分鐘《工程綜合實(shí)踐實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》項(xiàng)目導(dǎo)航項(xiàng)目驗(yàn)收環(huán)節(jié)1.順序控制與PLC概述冶金包裝發(fā)電制造自動(dòng)控制的分類順序控制過程舉例啟動(dòng)給水洗滌排水給水沖洗排水脫水停止啟動(dòng)盒到1進(jìn)1退計(jì)數(shù)3進(jìn)堆垛氣缸1大推氣缸2大推氣缸2下膜3切刀44進(jìn)2進(jìn)順序控制過程舉例時(shí)序控制過程舉例---------電機(jī)順序啟動(dòng)

三臺皮帶運(yùn)輸機(jī)，分別由電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3驅(qū)動(dòng)，電機(jī)又分別通過接觸器KM1、KM2、KM3

控制接通三相交流電源。運(yùn)沙皮帶運(yùn)輸機(jī)時(shí)序控制過程舉例---------電機(jī)順序啟動(dòng)時(shí)序圖控制過程：啟動(dòng)SB1,電機(jī)M1、2、3依次啟動(dòng)，間隔為5S；按下SB2,電機(jī)M1、2、3依次停車，間隔為3S。電機(jī)順序啟動(dòng)時(shí)序圖時(shí)間停止啟動(dòng)

如果有一批電機(jī)、繼電器控制系統(tǒng)該多龐雜！時(shí)序控制過程舉例---------電機(jī)順序啟動(dòng)邏輯電路繼電器控制系統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)PLC與繼電器系統(tǒng)PLC邏輯電路PLC的優(yōu)點(diǎn)供需矛盾→PLC的產(chǎn)生（1969)批量大品種少↓批量小品種多

市場產(chǎn)品繼電控制盤體積大耗電多接線復(fù)雜可靠性低流程難改PLC控制盤體積小耗電少接線簡單可靠性高程序靈活2.PLC原理PLC定義：(ProgrammableLogicalController)PLC是一種以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制和通信技術(shù)的工業(yè)自動(dòng)控制裝置。具有體積小、功能強(qiáng)、程序設(shè)計(jì)簡單、維護(hù)方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。特別適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境，已經(jīng)被稱為現(xiàn)代工業(yè)的三大支柱之一。(即PLC、機(jī)器人和CAD/CAM)2.1PLC定義、工作原理PLC工作原理：PLC的工作過程分為輸入處理、程序處理、輸出處理三個(gè)階段。PLC采用循環(huán)掃描工作方式，即對用戶程序進(jìn)行逐行的解釋、對輸入/出端子進(jìn)行循環(huán)掃描。PLC的系統(tǒng)組成現(xiàn)場檢測元件輸入接口輸入狀態(tài)寄存器現(xiàn)場執(zhí)行元件輸出接口輸出狀態(tài)寄存器存儲(chǔ)器CPU接口外部設(shè)備（編程器等）PLC工作原理：（1）輸入處理階段：掃描所有的輸入端子，將信號存入輸入狀態(tài)映象寄存器中。（2）程序處理階段：從左到右，從上到下逐句掃描用戶程序。最后將運(yùn)算的結(jié)果寫入寄存器狀態(tài)表中。（3）輸出處理階段：完成一遍程序處理后，根據(jù)輸出映象寄存器內(nèi)容,驅(qū)動(dòng)繼電器線圈、控制負(fù)載的動(dòng)作。S7-200CPUCPU221CPU222CPU224CPU2262.2PLC硬件概述S7-200CPU外部結(jié)構(gòu)S7-200一體式主機(jī)技術(shù)規(guī)格

S7-200一體式主機(jī)技術(shù)規(guī)格

S7-200擴(kuò)展模塊8DI16DI8DO(DC,ACor

relay)4DO5A4DO10A4AI4AI/1AO2AO

2AIor4AIThermocouplesRTDmodules

PROFIBUSDPAS-i-Master

ModemEthernet4DI/4DO8DI/8DO16DI/16DOTeleservice

Communi-cation

MessagingPositionmoduleforsteppersolution模擬量I/O模塊測溫模塊通訊擴(kuò)展模塊Modem模塊定位模塊NEWNEW開關(guān)量I/O模塊CPU224硬件接線端子輸入：14點(diǎn)輸入（I0.0_I0.7，I1.0_I1.5）輸出：10點(diǎn)輸出（Q0.0_Q0.7，Q1.0_Q1.1）內(nèi)部程序驅(qū)動(dòng)

外部信號驅(qū)動(dòng)

CPU224硬件輸入端子接線及工作原理CPU224硬件輸入/出端子接線及工作原理CPU224硬件輸入/出端子接線及工作原理常用編程元件-1-輸入繼電器I

-輸出繼電器Q-輔助繼電器M-定時(shí)器T-計(jì)數(shù)器C

用來接收外部開關(guān)發(fā)出的信號。它與PLC的輸入端子相連，并帶有許多常開、常閉觸點(diǎn)供編程時(shí)使用。位：I0.0、I0.12.3PLC編程元件與尋址方式-輸入繼電器I-輸出繼電器Q

-輔助繼電器M-定時(shí)器T-計(jì)數(shù)器C

PLC用來傳遞信號的外部負(fù)載的器件。它通過輸出接線端與被控電器(如接觸器、電磁閥、指示燈等)相連。輸出繼電器有一個(gè)外部輸出的常開觸點(diǎn)，它是按程序執(zhí)行的結(jié)果而被驅(qū)動(dòng)的。

常用編程元件-2位：Q0.0、Q0.1-輸入繼電器I-輸出繼電器Q

-輔助繼電器M-定時(shí)器T-計(jì)數(shù)器C

屬于內(nèi)部繼電器，與外部沒有任何聯(lián)系，不能直接驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備；它可由PLC中各種電器的觸點(diǎn)（如輸入輸出或輔助繼電器）來驅(qū)動(dòng)；內(nèi)部繼電器帶有許多常開、常閉觸點(diǎn)供編程使用，以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯關(guān)系和聯(lián)鎖關(guān)系。

常用編程元件-3位：M0.0、M0.1-輸入繼電器I-輸出繼電器Q-輔助繼電器M-定時(shí)器T-計(jì)數(shù)器C

定時(shí)器是時(shí)間繼電器，如果定時(shí)器指令定時(shí)時(shí)間完畢，則與其同號的觸點(diǎn)動(dòng)作。定時(shí)器號T包含兩個(gè)信息：當(dāng)前值和狀態(tài)位.代號：T0-T255-TON接通延時(shí)-TOFF斷開延時(shí)-TONR接通保持

常用編程元件-4-輸入繼電器I-輸出繼電器Q-輔助繼電器M-定時(shí)器T-計(jì)數(shù)器C

計(jì)數(shù)器是脈沖計(jì)數(shù)繼電器，其觸點(diǎn)是計(jì)數(shù)指令的輸出。如果計(jì)數(shù)器指令計(jì)數(shù)完畢，則與其同號的觸點(diǎn)動(dòng)作。定時(shí)器號包含兩個(gè)信息：當(dāng)前值和狀態(tài)位

代號：C0-C255-CTU

遞增計(jì)數(shù)-CTD遞減計(jì)數(shù)-CTUD增/減計(jì)數(shù)常用編程元件-5I3.4字節(jié)的位號字節(jié)與位地址之間的間隔符字節(jié)的地址號區(qū)域標(biāo)識（I為輸入繼電器）尋址方式3.西門子S7200PLC軟件編程快捷項(xiàng)目區(qū)指令選擇區(qū)項(xiàng)目管理區(qū)變量符號表區(qū)編譯信息區(qū)編輯程序區(qū)上下載按鈕啟停監(jiān)控按鈕程序編輯器窗口包括的組件類型繼電器電路圖梯形圖(LAD)線圈常閉觸點(diǎn)

常開觸點(diǎn)

3.2編程語言（1）梯形圖（2）指令表(STL)語言（3）順序功能圖(SFC)語言（4）電氣線路圖與梯形圖語言的比較；

以下舉例說明梯形圖編程過程：控制原理：按下開關(guān)SB1,接觸器線圈KM通電,電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)顯示燈亮；按下開關(guān)SB2,接觸器線圈KM斷電,電動(dòng)機(jī)停車顯示燈亮。

停止啟動(dòng)編程元件I/O地址分配表

編程步驟1：確定編程元件的地址例1：三相交流電機(jī)啟停輸入輸出電源編程步驟2：確定編程元件硬件控制線路編程步驟3：表達(dá)輸入輸出元件邏輯關(guān)系。（a）繼電器電路圖（b）PLC梯形圖4.PLC基本指令位邏輯(BitLogic)常開觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)觸點(diǎn)取非S(SET)R(Reset)上邊沿觸發(fā)下邊沿觸發(fā)輸出線圈常用編程元件常用編程元件基本位邏輯指令的三種語言格式常用編程元件其他常用位邏輯I0.0I0.1Q0.0Q0.1常用編程元件定時(shí)器指令格式類型精度ms最大值s定時(shí)器號TONTOFF132.767T32,T9610327.67T33~T36,T97~T1001003276.7T37~T63,T101~T255TONR132.767T0,T6410327.67T1~T4,T65~T681003276.7T5~T31,T69~T95定時(shí)器代號分類例2：人性化的走廊燈控制

常用編程元件計(jì)數(shù)器指令格式例3：水泵切換控制-----供水系統(tǒng)控制時(shí)序圖

計(jì)時(shí)↑1分2分359分360分供水系統(tǒng)控制時(shí)序圖T37C0Q0.1I0.0Q0.0例3：水泵切換控制-----供水系統(tǒng)控制4.觸摸屏組態(tài)軟件概述4.觸摸屏組態(tài)軟件概述威倫MT500系列觸摸屏3臺皮帶運(yùn)輸機(jī)，分別由電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3驅(qū)動(dòng)，3臺電機(jī)M1、M2、M3分別通過接觸器KM1、KM2、KM3接通三相交流電源。控制要求：打開啟動(dòng)按鈕SB1,電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3依次啟動(dòng)，間隔時(shí)間為5S。打開停止按鈕SB2,電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3依次停車，間隔時(shí)間為3S。例4：電機(jī)順序啟動(dòng)的例子問題：編程的基本步驟？控制時(shí)序圖連接示意圖輸入輸出元件的地址分配

例4：3個(gè)電機(jī)順序啟動(dòng)的例子定時(shí)器的地址分配

例4：3個(gè)電機(jī)順序啟動(dòng)的例子電氣接線圖和I/O接線圖控制時(shí)序圖用plc編程語言的方式來表達(dá)這一順序處理過程的焦點(diǎn)是定時(shí)器的應(yīng)用定時(shí)器號T包含兩個(gè)信息：當(dāng)前值和狀態(tài)位T37當(dāng)前值50觸發(fā)端討論題1：自動(dòng)供水控制輸入輸出元件的地址分配

討論題1：自動(dòng)供水控制I0.1Q0.0P啟動(dòng)S1I0.2Q0.0PR1停止討論題1：自動(dòng)供水控制電梯順序控制討論題2：程序中如何使用計(jì)數(shù)器？輸入輸出元件的地址分配

討論題2：電梯順序控制討論題3-1：定時(shí)器計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)有3臺皮帶運(yùn)輸機(jī)，分別由電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3驅(qū)動(dòng)，如圖所示。要求：啟動(dòng)按鈕SB1,電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3依次啟動(dòng)，間隔時(shí)間為5S。按停止鈕SB2若干下,PLC程序內(nèi)部計(jì)數(shù)，使電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3依次停車；3臺電機(jī)M1、M2、M3分別通過接觸器KM1、KM2、KM3。編程元件I/O端子電器元件作用輸入繼電器I0.0SB1啟動(dòng)按鈕I0.1SB2停止按鈕(接近開關(guān)SQ)輸出繼電器Q0.0KM1電動(dòng)機(jī)M1接觸器Q0.1KM2電動(dòng)機(jī)M2接觸器Q0.2KM3電動(dòng)機(jī)M2接觸器編程元件編程地址PT/PV值作用定時(shí)器(100ms)計(jì)數(shù)器T3750啟動(dòng)時(shí)的第一段延時(shí)T3850啟動(dòng)時(shí)的第二段延時(shí)C03第二個(gè)傳送帶停車計(jì)數(shù)C16第三個(gè)傳送帶停車計(jì)數(shù)討論題3-1：定時(shí)器計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)討論題3-1：定時(shí)器計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)改寫程序:將傳送帶的I0.1按鈕計(jì)數(shù)停止改為I0.1按鈕延時(shí)停止，（按停止鈕SB2,電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3依次停車，間隔時(shí)間為3S）參考上圖討論題3-2：定時(shí)器計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)編程元件編程地址PT值作用定時(shí)器(100ms)T3750啟動(dòng)時(shí)的第一段延時(shí)T3850啟動(dòng)時(shí)的第二段延時(shí)T3930停車時(shí)的第一段延時(shí)T4030停車時(shí)的第二段延時(shí)討論題3-2：定時(shí)器計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)討論題3-2：定時(shí)器計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)7.4.觸摸屏組態(tài)軟件概述威倫MT500系列觸摸屏隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的迅速提高，計(jì)算機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，人們對工業(yè)自動(dòng)化的要求越來越高，種類繁多的控制設(shè)備和過程監(jiān)控裝置在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，使得傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件已無法滿足用戶的各種需求。在開發(fā)傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件時(shí)，當(dāng)工業(yè)被控對象一旦有變動(dòng)，就必須修改其控制系統(tǒng)的源程序，導(dǎo)致其開發(fā)周期長；已開發(fā)成功的工控軟件又由于每個(gè)控制項(xiàng)目的不同而使其重復(fù)使用率很低，導(dǎo)致它的價(jià)格非常昂貴；在修改工控軟件的源程序時(shí)，倘若原來的編程人員因工作變動(dòng)而離去時(shí)，則必須同其他人員或新手進(jìn)行源程序的修改，因而更是相當(dāng)困難。通用工業(yè)自動(dòng)化組態(tài)軟件的出現(xiàn)為解決上述實(shí)際工程問題提供了一種嶄新的方法，因?yàn)樗軌蚝芎玫亟鉀Q傳統(tǒng)工業(yè)控制軟件存在的種種問題，使用戶能根據(jù)自己的控制對象和控制目的的任意組態(tài)，完成最終的自動(dòng)化控制工程。

組態(tài)（Configuration）為模塊化任意組合。通用組態(tài)軟件主要特點(diǎn)有：（1）延續(xù)性和可擴(kuò)充性。用通用組態(tài)軟件開發(fā)的應(yīng)用程序，當(dāng)現(xiàn)場（包括硬件設(shè)備或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）或用戶需求發(fā)生改變時(shí)，不需作很多修改而方便地完成軟件的更新和升級；（2）封裝性（易學(xué)易用），通用組態(tài)軟件所能完成的功能都用一種方便用戶使用的方法包裝起來，對于用戶，不需掌握太多的編程語言技術(shù)（甚至不需要編程技術(shù)），就能很好地完成一個(gè)復(fù)雜工程所要求的所有功能；（3）通用性，每個(gè)用戶根據(jù)工程實(shí)際情況，利用通用組態(tài)軟件提供的底層設(shè)備（PLC、智能儀表、智能模塊、板卡、變頻器等）的I/ODriver、開放式的數(shù)據(jù)庫和畫面制作工具，就能完成一個(gè)具有動(dòng)畫效果、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)和曲線并存、具有多媒體功能和網(wǎng)絡(luò)功能的工程，不受行業(yè)限制。觸摸屏是一種新型的人機(jī)界面，從一出現(xiàn)就受到關(guān)注，它內(nèi)置的組態(tài)軟件簡單易用，強(qiáng)大的功能及優(yōu)異的穩(wěn)定性使它非常適合用于工業(yè)環(huán)境，甚至可以用于日常生活之中，應(yīng)用非常廣泛，比如：自動(dòng)化停車設(shè)備、自動(dòng)洗車機(jī)、天車升降控制、生產(chǎn)線監(jiān)控等，甚至可用于智能大廈管理、會(huì)議室聲光控制、溫度調(diào)整……

MT500系列觸摸屏是專門面向PLC應(yīng)用的，它是在操作人員和機(jī)器設(shè)備之間作雙向溝通的橋梁，用戶可以自由的組合文字、按鈕、圖形、數(shù)字等來處理或監(jiān)控管理及應(yīng)付隨時(shí)可能變化信息的多功能顯示屏幕。隨著機(jī)械設(shè)備的飛速發(fā)展，以往的操作界面需由熟練的操作員才能操作，而且操作困難，無法提高工作效率。但是使用人機(jī)界面能夠明確指示并告知操作員機(jī)器設(shè)備目前的狀況，使操作變的簡單生動(dòng)，并且可以減少操作上的失誤，即使是新手也可以很輕松的操作整個(gè)機(jī)器設(shè)備。使用人機(jī)界面還可以使機(jī)器的配線標(biāo)準(zhǔn)化、簡單化，同時(shí)也能減少PLC控制器所需的I/O點(diǎn)數(shù)，降低生產(chǎn)的成本同時(shí)由于面板控制的小型化及高性能，相對的提高了整套設(shè)備的附加價(jià)值。2.觸摸屏硬件原理3.觸摸屏組態(tài)軟件使用方法①一般的人機(jī)界面的軟件主要提供以下幾個(gè)功能：A、指示燈(PLCI/O顯示、內(nèi)部節(jié)點(diǎn)顯示、多段指示燈等)B、開關(guān)(位狀態(tài)型開關(guān)、多段開關(guān)、切換窗口開關(guān)等)C、各種動(dòng)態(tài)圖表(棒圖、儀表、移動(dòng)元件、趨勢圖等)D、數(shù)據(jù)顯示(數(shù)值顯示、ASCII顯示、文字顯示等)E、數(shù)據(jù)輸入(數(shù)值輸入、ASCII輸入、文字輸入等)F、異常報(bào)警(報(bào)警顯示、跑馬燈顯示、事件顯示等)G、靜態(tài)顯示(直線、圓、矩形、文字等)③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩觸摸屏組態(tài)軟件界面顯示內(nèi)容EB500②新建工程后先進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定4.觸摸屏組態(tài)軟件設(shè)計(jì)實(shí)例4.觸摸屏組態(tài)軟件設(shè)計(jì)實(shí)例10主11自動(dòng)12手動(dòng)13參數(shù)14定時(shí)4.1窗口類型

窗口是EB500的工程的基本元素。每個(gè)屏幕都是由一些窗口組成。窗口有3種類型：基本窗口，公用窗口和快選窗口?；敬翱谶€可以當(dāng)作彈出窗口使用。

基本窗口：這是通常窗口的類型。當(dāng)用”切換基本窗口”命令來切換基本窗口時(shí)，當(dāng)前屏幕會(huì)清屏(除了公用窗口和快選窗口之外的窗口都會(huì)被清掉)，而要切換的基本窗口會(huì)顯示在當(dāng)前屏幕上。當(dāng)基本窗口上的元件調(diào)用彈出窗口時(shí)，基本窗口的原始信息會(huì)保留，而調(diào)用的彈出窗口會(huì)附加到當(dāng)前基本窗口上，所有的這樣的彈出窗口與基本窗口都是父子窗口的關(guān)系。當(dāng)從基本窗口N切換到基本窗口M時(shí)，所有窗口N的子窗口都將關(guān)閉，而顯示窗口M和窗口M的子窗口?；敬翱诒仨殱M屏幕大小?？爝x窗口：快選窗口是由工作按鈕調(diào)用的窗口，這個(gè)窗口會(huì)一直顯示在屏幕上直到工作按鈕把它隱藏。所以它可以用來放置切換窗口按鈕或其它一些常用的元件。快選窗口必須為窗口4，當(dāng)切換別的窗口為快選窗口時(shí)，那個(gè)窗口必須和快選窗口的大小完全一樣。公用窗口：公用窗口將始終顯示在屏幕上?？梢园研枰冀K顯示的元件放在公用窗口上。這樣您就可以隨時(shí)看到該元件的狀態(tài)或者操作該元件。公用窗口必須為窗口6。但是可以使用[切換公用窗口]功能鍵來切換別的窗口作為當(dāng)前公用窗口，但是當(dāng)前公用窗口只能有一個(gè)。留言板窗口：每個(gè)工程只能有一個(gè)留言板，其大小可以設(shè)定。該窗口為在[系統(tǒng)參數(shù)]/[一般]中設(shè)定的窗口。如果多個(gè)窗口都使用了留言板，那么它們使用的都是同一個(gè)留言板。關(guān)于留言板的相關(guān)內(nèi)容請參閱第9章[留言板]部分內(nèi)容。底層窗口：在窗口屬性對話框中還可以給窗口設(shè)置最多3個(gè)底層窗口。底層窗口一般用來放置多個(gè)窗口的公用元件，如：背景圖形，圖表，標(biāo)題等。所有窗口都可以設(shè)置為底層窗口。

4.觸摸屏組態(tài)軟件設(shè)計(jì)實(shí)例10主11自動(dòng)12手動(dòng)13參數(shù)14定時(shí)4.觸摸屏組態(tài)軟件設(shè)計(jì)實(shí)例放置元件：1）功能鍵可以用來切換屏幕，輸入數(shù)字或ASCII字符，最大或最小化或移動(dòng)窗口，設(shè)計(jì)留言板，打印等。放置的過程：1、按下功能鍵圖標(biāo)

2、填寫[功能鍵屬性]頁內(nèi)容：描述：分配給功能鍵的參考名稱(不顯示)功能：選擇要使用的功能鍵類型。3、跳到[向