第7章 PLC的控制系统设计

M200 M201 M202 M203 Y0 Y1 Y2
初始
动力头控制系统顺序功能图
M203 M8002 M8002 M200 M200 Y0 Y1 X1 M202 X2 M203 X3 Y2 Y1 M201
X3
M201 M200 初始
M200 X0 M201
X0
M202 M201 Y0 快进
M201 M202 M202 M203 M201 M202
5、转换条件
使系统由当前步转入下一步的信号称为转换条件。转换条件可以 用文字语言、布尔代数表达式或图形符号标注在表示转换的短横 线旁。

二、设计顺序功能图应注意的问题
v 两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们隔开。 v 顺序功能图应该是一个由方框和有向线段组成的闭环。 v 功能表图中初始步是必不可少的，否则系统没有停止状态 v 只有当某一步所有的前级步都是活动步时，该步才有可能 变成活动步。而PLC开始进入RUN方式时各步均处于“0” 状态，因此必须要有初始化信号，将初始步预置为活动步， 否则功能表图中永远不会出现活动步，系统将无法工作。
Mi-1
Mi-1
Xi
Mi+1 Mi
Xi
Mi
Mi
Xi+1
Mi+1
具有记忆功能的启保停电路
设计启保停电路的关键是找出它的起动条件和 停止条件。
快进 快退 X3 M8002 X0
工进 X1 X1 X2
M8002
M200 X2 X3 X0 M201 快进 工进 快退 X1 M202 X2 M203 X3 Y2 Y1 Y0 Y1
根据顺序功能图设计梯形图时，可以用辅助继电 器M来代表步。某一步为活动步时，对应的M为“1” 状态，转换实现时，该转换变为不活动步，而其后续 步变为活动步。 启保停电路仅仅使用与触点和线圈有关的指令， 任何一种可编程序控制器的指令系统都有这一类指令， 因此是一种通用的编程方式，可以用于任意型号的 PLC。

在该选项卡中，需要对以下参数进行设置。
·类型 热电偶或者电压。 ·热电偶 支持的热电偶类型有B型( PtRh-PtRh)、N型（NiCrSiNiSi）、E型(Ni-Cu-Ni).R型(PtRh-Pt)、S型(PtRh-Pt)、J型(Fe-CuNi)、 T型(Cu-CuNi)、K型(NiCr-Ni、C型( W5Re-W26Re)、 TXK/XK(TXK/XK(L))。如果选电压类型，则±80 mV。 ·标尺 可选摄氏度或华氏度。 ·源参考温度 即冷端补偿温度，可选“内部参考”或者“由参数设
图7-6 模拟信号和电压信号的转换关系
由上面的转换关系可知，PLC通过读取模拟量的数值可以得到当前管道内的压力值，如 读取到的数值为15000，运算得出当前压力P=15000/27648×0.5=0.27MPa。
若压力变送器输出的是4-20mA的电压信号，则转换关系如图7-7所示。
图7-7 模拟信号和电流信号的转换关系
输入／输出类型 模拟量输入模块，8输入 模拟量输入模块，8输入 模拟量输出模块，2输出 模拟量输出模块，4输出 模拟量输入/输出模块，4输入/2输出 模拟量输入/输出模块，2输入/1输出 热电阻输入模块，2通道 热电阻输入模块，4输入 热电偶输入模块，4输入 模拟量扩展信号板，lx12位模拟量输出 模拟量扩展信号板，lx12位模拟量输入
模拟量输出的数字量对应的电压输出分别是-27648～+27648对应-10V～+10V。 O～ 20mA对应O～27648。
S7-200 SMART PLC的模拟量的组态
每个模块能同时输入／输出电流或电压信 号，对于模拟量输入／输出信号类型及量程 的选择都是通过组态软件选择。
1.模块参数
选中系统块上面的表格中相应的模拟量模块，在“模块参数”中， 可以激活“用户电源”报警。该报警是指当模拟量扩展模块外接 的：4 V直流电源供电出现故障时触发CPU的报警事件。用户电源 报警如图7-9所示。单击左边窗口的“模块参数”结点，可以设置 实时启用用户电源报警。

7.2 PLC控制系统的硬件设计
· 7.2.2 PLC容量估算 · 1. 可编程控制器控制系统I/O点数估算 ·I/O点数是衡量可编程控制器规模大小的重要指标。根据被
控对象的输入信号与输出信号的总点数，选择相应规模的 可编程控制器并留有10%～15%的I/O裕量。估算出被控对象 上I/O点数后，就可选择点数相当的可编程控制器。如果是 为了单机自动化或机电一体化产品，可选用小型机，如果 控制系统较大，输入输出点数较多，被控制设备分散，就 可选用大、中型可编程控制器。
7.2 PLC控制系统的硬件设计
· 7.2.3 输入输出模块的选择 ·输出模块的任务是将机器内部信号电平转换为外部过程的
控制信号。对于开关频繁、电感性、低功率因数的负载， 推荐使用晶闸管输出模块，缺点是模块价格高；过载能力 稍差。继电器输出模块优点是适用电压范围宽，导通压降 损失小，价格便宜，缺点是寿命短，响应速度慢。输出模 块同时接通点数的电流累计值必须小于公共端所允许通过 的电流值。输出模块的电流值必须大于负载电流的额定值。 · 7.2.4 电源模块的选择 ·电源模块的选择比较简单，只需要考虑电流总量即可。即 其额定输出电流必须大于CPU、I/O等耗电总和。
· 3．选择PLC选择时主要包括PLC机型、容量、I／O模块、电源的选 择。
· 4．分配PLC的I／O地址根据生产设备现场需要，确定控制按钮，选 择开关、接触器、电磁阀、信号指示灯等各种输入输出设备的型号、 规格、数量；根据所选的PLC的型号列出输入／输出设备与PLC输入 输出端子的对照表，以便绘制PLC外部I／O接线图和编制程序。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
7.1 PLC控制系统设计的内容与步骤
7.1.1 PLC系统设计的原则与内容 1.设计原则 · PLC控制系统设计包括硬件设计和软件设计，硬件设计

逻辑堆栈指令


S7-200可编程序控制器使用一个逻辑堆栈来 分析控制逻辑，用语句表编程时要根据这一堆 栈逻辑进行组织程序，用相关指令来实现堆栈 操作，用梯形图和功能框图时，程序员不必考 虑主机的这一逻辑，这两种编程工具自动地插 入必要的指令来处理各种堆栈逻辑操作。 S7-200可编程序控制器的主机逻辑堆栈结构如 表7-1所示。
基本逻辑指令

基本逻辑指令一般指位逻辑指令、定时器指令 及计数器指令。位逻辑指令又含触点指令、线 圈指令、逻辑堆栈指令、RS触发器指令等。这 些指令处理的对象大多为位逻辑量，主要用于 逻辑控制类程序中。
位逻辑指令



1.标准触点指令 标准触点指令有LD、LDN、A、AN、O、ON、NOT、 =指令（语句表）。这些指令对存储器位在逻辑堆栈 中进行操作。 由于堆栈存储单元数的限制，语句表中A、O、AN、 ON指令最多可以连用有限次。同样，梯形图中，最多 一次串联或并联的触点数也有一定限制，功能框图中 AND和OR指令盒中输入的个数也不能超过这个范围 标准触点指令中如果有操作数，则为BOOL型，操作 数的编址范围可以是：I、Q、M、SM、T、C、S、 VL。
//装入常开触点 //或常开触点 //被串的块开始 //被并路开始 //与常开触点 //栈装载或，并路结束 //栈装载与，串路结束 //输出触点 //装入常开触点 //逻辑推入栈，主控 //与常开触点 //输出触点 //逻辑读栈，新母线 //装入常开触点 //或常开触点 //栈装载与 //输出触点 //逻辑弹出栈，母线复 //装入常开出触点 //或常开触点 //栈装载与 //输出触点

5、LRD（逻辑读栈指令）Logic Read LRD，逻辑读栈指令。把堆栈中第二级的值复 制到栈顶。堆栈没有推入栈或弹出栈操作，但 原栈顶值被新的复制值取代。在梯形图中的分 支结构中，当左侧为主控逻辑块时，开始第二 个和后边更多的从逻辑块。应注意，LPS后第 一个和最后一个从逻辑块不用本指令。