PLC编程方法实例

PLC,编程思路和方法,概述,S7-300介绍,编程实例演示,培训内容,第一部分：概述,1、PLC的定义,2、PLC的特点,3、PLC的应用范围,可编程控制器（ProgrammableController）是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController），简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机（PersonalComputer）的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。,PLC的定义,PLC的特点,1、高可靠性,2、丰富的I/O接口模块,3、采用模块化结构,4、编程简单易学,5、安装简单，维修方便,PLC的应用范围,微型40.2%,小型23.8%,中型18.2%,大型17.8%,中国PLC市场组成结构图,PLC的应用范围（续）,大型：不少于1,024个点，占17.8%:主要用于冶金，自动化生产线和电厂。中型：2561,023点，占18.2%:主要用作控制系统运用于冶金，电力，造纸，化工，加工、组装生产流水线，包装流水线等领域。小型：64255点，占23.8%:主要用于设备控制，也有用作小型系统控制器的。微型：少于64点，占40.2%:主要用于单台设备的监控，在纺织机械，数控机床，塑料加工机械，小型包装机械上运用广泛。,第二部分：S7-300介绍,1、硬件结构,2、指令介绍,3、数据块的使用,4、功能的使用,S7-300硬件结构,S7-300系列PLC采用模块化硬件结构，各模块能以各种不同方式组合在一起，这表明可将控制系统设计成完全符合应用需要。西门子的常用模块有：电源模块、CPU模块、数字量模块、模拟量模块、各种功能模块、接口模块、RS485模块等类型。每种模块都有许多具体型号，以适合不同的应用场合。,S7-300常用模块介绍,电源模块为S7-300系统提供稳定可靠的电源,CPU模块（CPU312、CPU313、CPU314、CPU315、CPU316、CPU318）是S7-300系统的控制单元，用户程序和系统程序都在CPU模块中运行。我们常用的是CPU314系列的模块,S7-300常用模块介绍,S7-300常用模块介绍,数字量模块（SM321DI、SM322DO、SM323DI/DO）DI模块可检测开关量、数字量等开关状态量，DO模块可输出开关量控制外部执行单元，两者配合可实现各种复杂的工作流程,S7-300常用模块介绍,模拟量模块（SM331AI、SM332AO，SM334AI/AO）AI模块可连接温度、压力、电压、电流等各种传感器或变送器，检测现场的状态，AO模块可实现PID等调节机构，实现各种需要连续调节的控制,S7-300常用模块介绍,功能模块脉冲量模块（FM350）专用的脉冲量模块在计量站的应用中可用来检测脉冲式流量计的流量数值,S7-300常用模块介绍,接口模块（IM360、IM361、IM365）当系统中模块的数量超过8个（一排的最大模块数量），就需要接口模块来扩展更多的模块导轨排,S7-300常用模块介绍,RS485模块可自由编程的串行RS485口，可连接各种RS485接口的设备,S7-300导轨排,Rack0,Rack1,Rack2,更多Rack,S7-300指令介绍（1）,常开接点和常闭接点,常开接点相当于一个简单的开关，开关合上，电路接通，开关打开，电路断开,常闭接点也相当于简单的开关，但逻辑关系和常开接点相反，开关合上，电路断开，开关打开，电路接通,S7-300指令介绍（2）,输出线圈方式,输出线圈就如同继电器中的线圈，如果有电流通过线圈，则对应地址的开关被接通，反之则断开,线圈复位指令当有电流通过时，线圈无论当前是什么状态，对应的地址都被清零并保持。线圈无电流通过，则线圈保持当前状态,线圈置位指令当有电流通过时，线圈无论当前是什么状态，对应的地址都被置位，并保持。线圈无电流通过，则线圈保持当前状态,S7-300指令介绍（3）,比较指令分整数比较、双整数比较、实数比较等；比较方式有：IN1=INT2（等于）、IN1IN2（大于）、IN1=IN2（大于或等于）、IN1IN2（不等于）、IN1IN2（小于）、IN1=IN2（小于或等于），当IN1和IN2之间的关系和比较方式相一致时，指令的输出将被置为“1”,比较指令,S7-300指令介绍（4）,转换指令,转换指令把IN参数的内容转换成另外一种格式，并在OUT中输出结果。可转换的数据格式：BCD码、整数、双整数、浮点数等,S7-300指令介绍（5）,定时器指令,定时器指令用在各类需要定时、延时、等时间操作的场合。有脉冲（PULSE）、扩展脉冲（PEXT）、接通延时（ODT）、保持型接通延时（ODTS）、断开延时（OFFDT）等种类，适合不同的延时/定时要求,S7-300指令介绍（6）,整数算术运算指令,整数算术运算指令在整数（或双整数）IN1和IN2之间进行加（ADD）、减（SUB）、乘（MUL）、除（DIV）等运算，结果在OUT中输出,S7-300指令介绍（7）,浮点算术运算指令,浮点数运算的种类有：加法（ADD）、减法（SUB）、乘法（MUL）、除法（DIV）、绝对值（ABS）、平方（SQR）、平方根（SQRT）、自然对数（LN）、e指数（EXP）、正弦（SIN）、反正弦（ASIN）、余弦（COS）、反余弦（ACOS）、正切（TAN）、反正切（ATAN）等运算,S7-300指令介绍（8）,赋值指令,赋值指令把IN输入端的特定值复制到输出端OUT上，MOVE只能复制BYTE（字节）、WORD（字）、DWORD（双字）数据,S7-300指令介绍（9）,程序控制指令,程序控制指令可实现在主程序中调用子程序、功能块，并且在子程序中返回，可实现比较复杂的程序流程，某些代码可以实现复用,调用指令：在主功能块（或功能）中调用功能（功能块）,返回指令：返回功能被调用的地方,S7-300指令介绍（10）,移位指令,移位指令把IN上的数据（字、整数、双整数）按照指定的方向（左移或右移）移动N位，并在OUT中输出,S7-300指令介绍（11）,字逻辑指令,字逻辑指令按照布尔逻辑将IN1、IN2上的字（16位）或双字（32位）逐位进行逻辑运算（与AND、或OR、异或XOR），结果在OUT中输出,使用数据块（DB）,创建一个新数据块,编辑已有数据块,在程序中使用数据块,如果CPU中没有足够的内部存储位来保存所有数据，可将一些指定的数据存储到数据块中，存在数据块中的数据可以在程序中使用（读取和赋值）,使用功能（FC）,创建一个新功能,编辑功能,在程序中使用功能,S7-300系统中的功能（FC），是若干指令、功能和系统功能（SFC）的组合，能实现某种特定的可重复使用的功能，相当于高级语言里的子程序这个概念,系统功能（SFC）,在Step7软件里，定义了好多系统功能（SFC），这都是西门子公司为用户编写的常用系统功能，可以在程序里调用他们，以实现许多与系统有关的功能比如：读、写时钟等操作，就可以通过调用SFC1（READ_CLK）和SFC0（SET_CLK）来实现,第三部分：编程实例演示,1、电动三通阀介绍,2、硬件组态,3、定义符号表,4、编程,5、调试运行,电动三通阀介绍,电动三通阀是在油田和其他流体工程中使用非常广泛的一种阀，它控制由进口进入的流体向两个出口中的一个流出，实现流向控制。,硬件组态的作用,看左侧安装一个简单的S7-300系统的步骤图，其中，硬件组态是进行系统配置的第一步。通过统计系统中所有的测控点，综合考虑系统性能、硬件成本、冗余点、可扩展性等因素，决定需要S7-300模块的种类和数量。然后在SETP7软件中新建一个工程，并建立与系统相对应的硬件组态,需求分析,1、输入开关量2个：“开到位”，“关到位”；2、输出开关量2个：“开三通”，“关三通”；3、控制逻辑分析：打开三通时，要先检测三通阀当前是什么状态，如已经是开到位的状态，则不必执行任何操作。反之，则打开“开三通”的输出开关，电机带动阀体运转，当接收到“开到位”信号时，立即断开“开三通”的输出。运行过程中，如果在操作规定时间后，阀仍然没有“到位”信号，则断开输出，并给出阀错误报警信号,硬件组态过程,按向导新建一个工程,选择要用的模块,在导轨上放置要用的模块并确定I/O点的地址,向PLC下载组态信息,符号表的作用,在PLC的程序中，用到许多I/O点和内部接点，如果这些接点都以其物理地址标识，那么较复杂的程序就显得杂乱无章，而且一旦地址变动，所有程序都要修改。而Step7为我们设计了一个工具符号表，可以解决这个问题。在符号表中，对程序中所用的I/O点、数据块、内存地址、功能等定义明确的名称，可大大增加程序的可读性和可移植性,编程、调试、运行,在工程视图中点View菜单的Online选项，打开Online界面，点Window/Arrange/Horizontally，垂直方向平铺Online（在线）和普通模式的两个窗口，把普通