西門子S7-1200 PLC應(yīng)用技術(shù)項目教程（第3版） 課件 窄屏 6.運料小車往返控制-LAD

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析

相

關(guān)

知

識項

目

導(dǎo)

入項

目

實

施目錄Contents項

目

拓

展項目6運料小車往返控制練

習(xí)

講

解項目導(dǎo)入設(shè)計一個運料小車往返控制器:（1）當(dāng)SA閉合小車自動運行狀態(tài)：當(dāng)SA閉合時，系統(tǒng)啟動后小車先在原位進行裝料，15s后裝料停止，小車右行；右行至右側(cè)行程開關(guān)SQ2處停止，進行卸料，10s后卸料停止，小車左行；左行至左側(cè)行程開關(guān)SQ1處停止，進行裝料，如此循環(huán)3次停止。在運行過程中，無論小車在什么位置，按下停止按鈕，小車運行到裝料處方可停止。（2）當(dāng)SA斷開時，小車手動控制：①按下點動前進按鈕，小車接通前進電動機，點動前進至右側(cè)行程開關(guān)SQ2處停止；②按下點動后退按鈕后，小車接通后退電動機，點動后退至左側(cè)行程開關(guān)SQ1處停止。項目6運料小車往返控制項目分析這是一個典型的順序控制設(shè)計，順序過程包括裝料、小車右行、卸料、小車左行四個狀態(tài)，每個狀態(tài)之間的按照一定的規(guī)律循環(huán)轉(zhuǎn)換。因此，本項目宜采用順序控制設(shè)計的方法。

小車從裝料、卸料的狀態(tài)有時間控制設(shè)計中還要用到定時器指令，右行、左行狀態(tài)的結(jié)束有行程開關(guān)的位置決定，在硬件安裝中，要注意行程開關(guān)安裝的正確性和可靠性。需要統(tǒng)計循環(huán)次數(shù)，因此還要用到計數(shù)器指令。項目6運料小車往返控制項目6運料小車往返控制相關(guān)知識--順序控制設(shè)計法順序控制設(shè)計法順序控制設(shè)計法，就是按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的順序，在各個輸入信號作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時間順序，在生產(chǎn)過程中各個執(zhí)行機構(gòu)自動的有序地進行操作。使用順序控制設(shè)計法首先根據(jù)系統(tǒng)的工藝過程和運動規(guī)律，畫出順序功能圖，然后根據(jù)順序功能圖編寫程序。這種方法有一定的設(shè)計步驟和規(guī)律，很容易被初學(xué)者接受，對于有經(jīng)驗的工程師，也會提高設(shè)計效率。采用順序控制的程序設(shè)計方法，使得程序的閱讀、調(diào)試、修改十分方便。項目6運料小車往返控制相關(guān)知識--順序控制設(shè)計法--順序功能圖

順序功能圖

順序功能圖是描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能和特性的一種圖形，也是設(shè)計可編程控制器的順序控制程序的有力工具。順序功能圖法就是依據(jù)順序功能圖設(shè)計PLC順序控制程序的方法?；舅枷胧菍⑾到y(tǒng)的一個工作周期分解成若干個順序相連的階段，即“步”。順序功能圖主要有步、有向連線、轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)換條件及動作（或命令）組成。項目6運料小車往返控制相關(guān)知識--順序控制設(shè)計法--順序功能圖步順序功能圖中，把系統(tǒng)循環(huán)工作過程分解成若干個順序相連的階段，即步。步用矩形框表示，框內(nèi)的數(shù)字表示步的編號。在控制過程中的某給定時刻，一個步可以是活動的也可以是非活動的。當(dāng)步處于活動狀態(tài)時，稱為活動步；反之，稱為非活動步。控制過程開始階段的活動步與初始狀態(tài)對應(yīng)，稱為起始步，用雙線矩形框表示，每個順序功能圖中至少應(yīng)有一個起始步。項目6運料小車往返控制相關(guān)知識--順序控制設(shè)計法--順序功能圖動作（或命令）控制系統(tǒng)的每個步都要完成某些動作（或命令），當(dāng)某步處于活動狀態(tài)時，與該步相關(guān)的動作（或命令）被執(zhí)行；反之，動作（或命令）不被執(zhí)行。與該步相關(guān)的動作（或命令）用矩形框表示，框內(nèi)的文字或符號表示動作（或命令）的內(nèi)容，該矩形框應(yīng)與相應(yīng)步的矩形框相連。在順序功能圖中，動作（或命令）可分為非存儲型和存儲型兩類。當(dāng)相應(yīng)步活動時，動作（或命令）被執(zhí)行，當(dāng)相應(yīng)步不活動時，動作（或命令）如果返回到該步活動前的狀態(tài)，則該動作（或命令）是非存儲型的；如果繼續(xù)保存它的狀態(tài)，則該動作（或命令）是存儲型。項目6運料小車往返控制相關(guān)知識--順序控制設(shè)計法--順序功能圖有向連線在順序功能圖中，會發(fā)生步的活動狀態(tài)的進展，用有向連線表示，它將步連接到轉(zhuǎn)換并將轉(zhuǎn)換連接到步。步的活動狀態(tài)的進展按有向連線規(guī)定的線路進行，有向連線是垂直或水平的，按習(xí)慣進展的方向總是從上到下或從左到右，如果不遵守上述習(xí)慣就必須加箭頭，必要時為了易于理解也可加箭頭，箭頭表示步的活動狀態(tài)的進展方向。項目6運料小車往返控制相關(guān)知識--順序控制設(shè)計法--順序功能圖轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)換條件在順序功能圖中，步的活動狀態(tài)的進展是由一個或多個狀態(tài)轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)的，并與控制過程的發(fā)展相對應(yīng)。轉(zhuǎn)換符號是一根與有向連線垂直的短橫線，步與步由轉(zhuǎn)換分割。轉(zhuǎn)換條件在轉(zhuǎn)換符號旁邊用文字或符號說明。當(dāng)兩步之間的轉(zhuǎn)換條件得到滿足時，轉(zhuǎn)換得以實現(xiàn)，即上一步的活動結(jié)束而下一步的活動開始，因此不會出現(xiàn)步的重疊現(xiàn)象。項目6運料小車往返控制相關(guān)知識--順序控制設(shè)計法--順序功能圖單序列結(jié)構(gòu)由一系列相繼激活的步組成，每個步的后面僅有一個轉(zhuǎn)移，每個轉(zhuǎn)移后面只有一個步項目6運料小車往返控制相關(guān)知識--順序控制設(shè)計法--順序功能圖選擇序列結(jié)構(gòu)選擇序列的開始稱為分支：某個步的后面有幾個步，當(dāng)滿足不同的轉(zhuǎn)換條件時，轉(zhuǎn)向不同的步。選擇序列的結(jié)束稱為合并：幾個選擇序列合并到同一個序列上，各個序列上的步在各自轉(zhuǎn)換條件滿足時轉(zhuǎn)換到同一個步。分支合并項目6運料小車往返控制相關(guān)知識--順序控制設(shè)計法--順序功能圖并行序列結(jié)構(gòu)并行序列的開始稱為分支。當(dāng)轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)導(dǎo)致幾個序列同時激活時，這些序列稱為并行序列，它們被同時激活后，每個序列中步的活動狀態(tài)的進展將是獨立的。并行序列的結(jié)束稱為合并。在并行序列中，處于水平雙線以上的各個步都為活動步，當(dāng)轉(zhuǎn)換條件滿足同時轉(zhuǎn)換到同一個步。分支合并相關(guān)知識--順序控制設(shè)計法--應(yīng)用舉例項目6運料小車往返控制設(shè)計一小車自動控制程序，要求系統(tǒng)啟動后首先在原位進行裝料，15s后裝料停止，小車右行；右行至行程開關(guān)SQ2處右行停止，進行卸料，10s后卸料停止，小車左行至行程開關(guān)SQ1處，左行停止，進行裝料。如此循環(huán)一直進行下去。在運行過程中，無論小車在任意位置，按下停止按鈕，小車立即停止運行。相關(guān)知識--順序控制設(shè)計法--應(yīng)用舉例項目6運料小車往返控制輸入輸出啟動按鈕SB1I0.0裝料電磁閥YV1Q0.0停止按鈕SB2I0.1右行線圈KM2Q0.1左側(cè)行程開關(guān)SQ1I0.2卸料電磁閥YV2Q0.2右側(cè)行程開關(guān)SQ2I0.3左行線圈KM1Q0.3地址分配相關(guān)知識--順序控制設(shè)計法--應(yīng)用舉例項目6運料小車往返控制狀態(tài)轉(zhuǎn)化圖功能圖M10.0為首次掃描位，M0.0為起始步，小車在原位并等待命令按下啟動按鈕，當(dāng)滿足I0.0*I0.2對應(yīng)的轉(zhuǎn)換需要同時滿足兩個條件，即該步為活動步（M0.0=1）和轉(zhuǎn)換條件（I0.0*I0.2=1）同時滿足時，就從當(dāng)前步M0.0轉(zhuǎn)換為M0.1步，M0.0為不活動步，而M0.1為活動步。依次分析相關(guān)知識--順序控制設(shè)計法--應(yīng)用舉例項目6運料小車往返控制功能圖相關(guān)知識--順序控制設(shè)計法--應(yīng)用舉例項目6運料小車往返控制功能圖注意：1）必須有起始步2）編程規(guī)律：第一步，初始化第二步：狀態(tài)轉(zhuǎn)換第三步：處理輸出相關(guān)知識--計數(shù)器指令項目6運料小車往返控制S7-1200有3種計數(shù)器：加計數(shù)器(CTU)、減計數(shù)器(CTD)和加減計數(shù)器(CTUD),它們屬于軟件計數(shù)器，其最大計數(shù)速率受到它所在的OB的執(zhí)行速率的限制,如果需要速率更高的計數(shù)器，可以使用CPU內(nèi)置的高速計數(shù)器。調(diào)用計數(shù)器指令時，需要生成保存計數(shù)器數(shù)據(jù)的背景數(shù)據(jù)塊。相關(guān)知識--計數(shù)器指令項目6運料小車往返控制參數(shù)數(shù)據(jù)類型說明CU、CDBOOL加計數(shù)或減計數(shù)，按加或減一計數(shù)R(CTU、CTUD)BOOL將計數(shù)值重置為零LD(CTD、CTUD)BOOL預(yù)設(shè)值的裝載控制PVSInt、Int、DInt、USInt、UInt、UDInt預(yù)設(shè)計數(shù)值Q、QUBOOLCV>=PV時為真QDBOOLCV<=0時為真CVSInt、Int、DInt、USInt、UInt、UDInt當(dāng)前計數(shù)值相關(guān)知識--計數(shù)器指令--加計數(shù)器項目6運料小車往返控制加計數(shù)器指令加計數(shù)器指令（CTU）參數(shù)CU的值從0變?yōu)?時，CTU使計數(shù)值加1,直到CV達到指定的數(shù)據(jù)類型的上限值，此后，CU狀態(tài)的變化，CV值不再增加。如果參數(shù)CV(當(dāng)前計數(shù)值)的值大于或等于參數(shù)PV(預(yù)設(shè)計數(shù)值)的值，則計數(shù)器輸出參數(shù)Q=1。如果復(fù)位參數(shù)R的值從0變?yōu)?，則當(dāng)前計數(shù)值復(fù)位為0。第一次執(zhí)行程序時，CV被清零。相關(guān)知識--計數(shù)器指令--加計數(shù)器項目6運料小車往返控制相關(guān)知識--計數(shù)器指令--減計數(shù)器指令項目6運料小車往返控制減計數(shù)器

減計數(shù)器(CTD)如果參數(shù)LOAD的值從0變?yōu)?，則參數(shù)PV(預(yù)設(shè)值)的值將作為新的CV(當(dāng)前計數(shù)值)裝載到計數(shù)器，輸出Q為0。參數(shù)CD的值從0變?yōu)?時，CTD使計數(shù)值減1。如果參數(shù)CV(當(dāng)前計數(shù)值)的值等于或小于0，則計數(shù)器輸出參數(shù)Q=1。第一次執(zhí)行程序時，CV被清零。相關(guān)知識--計數(shù)器指令--減計數(shù)器指令項目6運料小車往返控制注意：如果計數(shù)器的計數(shù)類型為UInt，計數(shù)器的當(dāng)前值減到0，停止計數(shù)；如果計數(shù)器的計數(shù)類型為Int，計數(shù)器當(dāng)前值可以為負值。相關(guān)知識--計數(shù)器指令--加/減計數(shù)器指令項目6運料小車往返控制加/減計數(shù)器

加減計數(shù)器（CTUD）加計數(shù)(CU,CountUp)或減計數(shù)(CD,CountDown)輸入的值從0跳變?yōu)?時，CTUD會使計數(shù)值加1或減1。如果參數(shù)CV（當(dāng)前計數(shù)值）的值大于或等于參數(shù)PV（預(yù)設(shè)值）的值，則計數(shù)器輸出參數(shù)QU=1。如果參數(shù)CV的值小于或等于零，則計數(shù)器輸出參數(shù)QD=1。如果參數(shù)LOAD的值從0變?yōu)?，則參數(shù)PV（預(yù)設(shè)值）的值將作為新的CV（當(dāng)前計數(shù)值）裝載到計數(shù)器。如果復(fù)位參數(shù)R的值從0變?yōu)?，則當(dāng)前計數(shù)值復(fù)位為0。相關(guān)知識--計數(shù)器指令--加/減計數(shù)器指令項目6運料小車往返控制相關(guān)知識--計數(shù)器指令--應(yīng)用舉例1項目6運料小車往返控制物體通過光電開關(guān)需要10秒時間，因安裝原因物體在通過光電開關(guān)時可能多次感應(yīng)，但只計數(shù)一次，計滿12個物體重新開始計數(shù)。假設(shè)光電開關(guān)接PLC的I0.0端口，試編寫PLC程序。相關(guān)知識--計數(shù)器指令--應(yīng)用舉例項目6運料小車往返控制I0.0為脈沖定時器T0的輸入，脈沖輸出“T0”.Q已濾除了10s內(nèi)的重復(fù)信號，作為加計數(shù)器C0的輸入，將加計數(shù)器的輸出“C0”.QU，作為計數(shù)器的復(fù)位信號，滿12個物件計數(shù)器復(fù)位程序段1程序段2相關(guān)知識--計數(shù)器指令--應(yīng)用舉例2項目6運料小車往返控制電動機帶動傳送帶KM1啟停，I0.0接傳送帶的啟動按鈕，I0.1接傳送帶的停止按鈕（常開），I0.2接產(chǎn)品檢測器PH，電動機接Q0.0，Q0.1控制機械手動作。傳送帶開始運行后，產(chǎn)品通過產(chǎn)品檢測器PH，檢測到信號，每檢測5個產(chǎn)品機械手動作1次，機械手動作后延時5s，機械手電磁鐵切斷，重新開始下一次計數(shù)相關(guān)知識--計數(shù)器指令--應(yīng)用舉例2項目6運料小車往返控制項目實施--輸入/輸出地址分配項目6運料小車往返控制輸入信號輸出信號啟動按鈕SB1I0.0裝料電磁閥YV1Q0.0停止按鈕SB2（常閉）I0.1右行線圈KM2Q0.1左側(cè)行程開關(guān)SQ1I0.2卸料電磁閥YV2Q0.2右側(cè)行程開關(guān)SQ2I0.3左行線圈KM1Q0.3自動/手動選擇SAI1.0

手動前進I0.6

手動后退I0.7

項目實施--控制電路接線項目6運料小車往返控制常閉硬件互鎖項目實施--輸入/輸出變量定義項目6運料小車往返控制項目實施--流程圖項目6運料小車往返控制M0.5有停止按鈕按下標(biāo)志位M3.1為三次循環(huán)結(jié)束標(biāo)志位M10.0初次掃描位步M0.0～M0.4（對應(yīng)變量為step0～step4）項目實施--梯形圖項目6運料小車往返控制程序段1：程序段2：初始化程序段2~程序段6，狀態(tài)轉(zhuǎn)換項目實施項目6運料小車往返控制程序段3：程序段4：項目實施項目6運料小車往返控制程序段5：程序段6：程序段7：建立停止標(biāo)志位項目6運料小車往返控制程序段8：項目實施累計循環(huán)次數(shù)：起始步進入循環(huán)，計一次數(shù)；再加循環(huán)三次項目6運料小車往返控制程序段9：項目實施程序段10：有停止標(biāo)志位，回到起始步程序段10~13，集中處理手/自動輸出項目實施項目6運料小車往返控制程序段11：程序段12：程序段13：項目拓展項目6運料小車往返控制運料小車自動往返控制器

（1）當(dāng)SA閉合時小車自動運行狀態(tài)如下：小車初始停在原位，按啟動按鈕進行裝料，15s后裝料停止，小車右行；右行至右側(cè)行程開關(guān)SQ2處停止，進行卸料，10s后卸料停止，小車左行；左行至左側(cè)行程開關(guān)SQ1處停止，進行裝料，如此循環(huán)3次停止。在運行過程中，無論小車在任意位置，按下停止按鈕（常閉），小車到裝料處方可停止。（2）當(dāng)SA閉合時小車自動運行狀態(tài)下，按下暫停按鈕（常開觸點），小車運行的狀態(tài)立即暫停，再次按暫停按鈕，小車在從暫停轉(zhuǎn)態(tài)繼續(xù)運行。（3）當(dāng)SA斷開時，小車只能手動控制：①當(dāng)按下點動前進按鈕后，小車接通前進電動機，點動前進至右側(cè)行程開關(guān)SQ2處停止；②當(dāng)按下點動后退按鈕后，小車接通后退電動機，點動后退至左側(cè)行程開關(guān)SQ1處停止。項目拓展項目6運料小車往返控制與前面項目的設(shè)計要求比較，增加了暫停功能。例：若在卸料狀態(tài)且已經(jīng)卸料3s，當(dāng)暫停后，再次按下暫停按鈕，繼續(xù)卸料7s后，開始右行，顯然需要用保持性接通延時定時器，且要把暫停的狀態(tài)標(biāo)志位，串接在轉(zhuǎn)態(tài)轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)中。PLC變量定義同前，暫停按鈕接PLC的輸入端I0.4。順序功能圖參照項目，PLC變量表中，M0.5為停止按鈕按下標(biāo)志位，另外還需定義M0.6暫停標(biāo)志位。奇數(shù)次按下暫停按鈕，實現(xiàn)暫停功能；偶數(shù)次按下暫停按鈕，繼續(xù)運行，需要用乒乓程序項目拓展--梯形圖項目6運料小車往返控制程序段1：程序段2：建立一個掃描周期的暫停按鈕按下標(biāo)志位項目拓展--梯形圖項目6運料小車往返控制程序段3：程序段4：實現(xiàn)奇數(shù)次按下暫停按鈕，M0.6=1，偶數(shù)次按下暫停標(biāo)志位，M0.6=0項目拓展--梯形圖項目6運料小車往返控制程序段5：程序段6：程序段5~程序段9，自動運行轉(zhuǎn)態(tài)下的轉(zhuǎn)態(tài)轉(zhuǎn)換（注意：需要把暫停標(biāo)志位的常閉觸點，串聯(lián)在狀態(tài)轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)