工程综合实践2-PLC单元

王栋PLC可编程逻辑控制器技术《工程综合实践》中国计量学院工程训练中心课程组织介绍：课程组织特点：平时考核；项目报告；PPT答辩；具体要求：（可在下次理论课时学习）请一起学习15分钟《工程综合实践实验指导书》项目导航项目验收环节1.顺序控制与PLC概述冶金包装发电制造自动控制的分类顺序控制过程举例启动给水洗涤排水给水冲洗排水脱水停止启动盒到1进1退计数3进堆垛气缸1大推气缸2大推气缸2下膜3切刀44进2进顺序控制过程举例时序控制过程举例---------电机顺序启动

三台皮带运输机，分别由电动机M1、M2、M3驱动，电机又分别通过接触器KM1、KM2、KM3

控制接通三相交流电源。运沙皮带运输机时序控制过程举例---------电机顺序启动时序图控制过程：启动SB1,电机M1、2、3依次启动，间隔为5S；按下SB2,电机M1、2、3依次停车，间隔为3S。电机顺序启动时序图时间停止启动

如果有一批电机、继电器控制系统该多庞杂！时序控制过程举例---------电机顺序启动逻辑电路继电器控制系统PLC控制系统PLC与继电器系统PLC逻辑电路PLC的优点供需矛盾→PLC的产生（1969)批量大品种少↓批量小品种多

市场产品继电控制盘体积大耗电多接线复杂可靠性低流程难改PLC控制盘体积小耗电少接线简单可靠性高程序灵活2.PLC原理PLC定义：(ProgrammableLogicalController)PLC是一种以微处理器为基础，综合了计算机、自动控制和通信技术的工业自动控制装置。具有体积小、功能强、程序设计简单、维护方便、可靠性高等优点。特别适应恶劣工业环境，已经被称为现代工业的三大支柱之一。(即PLC、机器人和CAD/CAM)2.1PLC定义、工作原理PLC工作原理：PLC的工作过程分为输入处理、程序处理、输出处理三个阶段。PLC采用循环扫描工作方式，即对用户程序进行逐行的解释、对输入/出端子进行循环扫描。PLC的系统组成现场检测元件输入接口输入状态寄存器现场执行元件输出接口输出状态寄存器存储器CPU接口外部设备（编程器等）PLC工作原理：（1）输入处理阶段：扫描所有的输入端子，将信号存入输入状态映象寄存器中。（2）程序处理阶段：从左到右，从上到下逐句扫描用户程序。最后将运算的结果写入寄存器状态表中。（3）输出处理阶段：完成一遍程序处理后，根据输出映象寄存器内容,驱动继电器线圈、控制负载的动作。S7-200CPUCPU221CPU222CPU224CPU2262.2PLC硬件概述S7-200CPU外部结构S7-200一体式主机技术规格

S7-200一体式主机技术规格

S7-200扩展模块8DI16DI8DO(DC,ACor

relay)4DO5A4DO10A4AI4AI/1AO2AO

2AIor4AIThermocouplesRTDmodules

PROFIBUSDPAS-i-Master

ModemEthernet4DI/4DO8DI/8DO16DI/16DOTeleservice

Communi-cation

MessagingPositionmoduleforsteppersolution模拟量I/O模块测温模块通讯扩展模块Modem模块定位模块NEWNEW开关量I/O模块CPU224硬件接线端子输入：14点输入（I0.0_I0.7，I1.0_I1.5）输出：10点输出（Q0.0_Q0.7，Q1.0_Q1.1）内部程序驱动

外部信号驱动

CPU224硬件输入端子接线及工作原理CPU224硬件输入/出端子接线及工作原理CPU224硬件输入/出端子接线及工作原理常用编程元件-1-输入继电器I

-输出继电器Q-辅助继电器M-定时器T-计数器C

用来接收外部开关发出的信号。它与PLC的输入端子相连，并带有许多常开、常闭触点供编程时使用。位：I0.0、I0.12.3PLC编程元件与寻址方式-输入继电器I-输出继电器Q

-辅助继电器M-定时器T-计数器C

PLC用来传递信号的外部负载的器件。它通过输出接线端与被控电器(如接触器、电磁阀、指示灯等)相连。输出继电器有一个外部输出的常开触点，它是按程序执行的结果而被驱动的。

常用编程元件-2位：Q0.0、Q0.1-输入继电器I-输出继电器Q

-辅助继电器M-定时器T-计数器C

属于内部继电器，与外部没有任何联系，不能直接驱动外部设备；它可由PLC中各种电器的触点（如输入输出或辅助继电器）来驱动；内部继电器带有许多常开、常闭触点供编程使用，以实现复杂的逻辑关系和联锁关系。

常用编程元件-3位：M0.0、M0.1-输入继电器I-输出继电器Q-辅助继电器M-定时器T-计数器C

定时器是时间继电器，如果定时器指令定时时间完毕，则与其同号的触点动作。定时器号T包含两个信息：当前值和状态位.代号：T0-T255-TON接通延时-TOFF断开延时-TONR接通保持

常用编程元件-4-输入继电器I-输出继电器Q-辅助继电器M-定时器T-计数器C

计数器是脉冲计数继电器，其触点是计数指令的输出。如果计数器指令计数完毕，则与其同号的触点动作。定时器号包含两个信息：当前值和状态位

代号：C0-C255-CTU

递增计数-CTD递减计数-CTUD增/减计数常用编程元件-5I3.4字节的位号字节与位地址之间的间隔符字节的地址号区域标识（I为输入继电器）寻址方式3.西门子S7200PLC软件编程快捷项目区指令选择区项目管理区变量符号表区编译信息区编辑程序区上下载按钮启停监控按钮程序编辑器窗口包括的组件类型继电器电路图梯形图(LAD)线圈常闭触点

常开触点

3.2编程语言（1）梯形图（2）指令表(STL)语言（3）顺序功能图(SFC)语言（4）电气线路图与梯形图语言的比较；

以下举例说明梯形图编程过程：控制原理：按下开关SB1,接触器线圈KM通电,电动机启动显示灯亮；按下开关SB2,接触器线圈KM断电,电动机停车显示灯亮。

停止启动编程元件I/O地址分配表

编程步骤1：确定编程元件的地址例1：三相交流电机启停输入输出电源编程步骤2：确定编程元件硬件控制线路编程步骤3：表达输入输出元件逻辑关系。（a）继电器电路图（b）PLC梯形图4.PLC基本指令位逻辑(BitLogic)常开触点常闭触点触点取非S(SET)R(Reset)上边沿触发下边沿触发输出线圈常用编程元件常用编程元件基本位逻辑指令的三种语言格式常用编程元件其他常用位逻辑I0.0I0.1Q0.0Q0.1常用编程元件定时器指令格式类型精度ms最大值s定时器号TONTOFF132.767T32,T9610327.67T33~T36,T97~T1001003276.7T37~T63,T101~T255TONR132.767T0,T6410327.67T1~T4,T65~T681003276.7T5~T31,T69~T95定时器代号分类例2：人性化的走廊灯控制

常用编程元件计数器指令格式例3：水泵切换控制-----供水系统控制时序图

计时↑1分2分359分360分供水系统控制时序图T37C0Q0.1I0.0Q0.0例3：水泵切换控制-----供水系统控制4.触摸屏组态软件概述4.触摸屏组态软件概述威伦MT500系列触摸屏3台皮带运输机，分别由电动机M1、M2、M3驱动，3台电机M1、M2、M3分别通过接触器KM1、KM2、KM3接通三相交流电源。控制要求：打开启动按钮SB1,电动机M1、M2、M3依次启动，间隔时间为5S。打开停止按钮SB2,电动机M1、M2、M3依次停车，间隔时间为3S。例4：电机顺序启动的例子问题：编程的基本步骤？控制时序图连接示意图输入输出元件的地址分配

例4：3个电机顺序启动的例子定时器的地址分配

例4：3个电机顺序启动的例子电气接线图和I/O接线图控制时序图用plc编程语言的方式来表达这一顺序处理过程的焦点是定时器的应用定时器号T包含两个信息：当前值和状态位T37当前值50触发端讨论题1：自动供水控制输入输出元件的地址分配

讨论题1：自动供水控制I0.1Q0.0P启动S1I0.2Q0.0PR1停止讨论题1：自动供水控制电梯顺序控制讨论题2：程序中如何使用计数器？输入输出元件的地址分配

讨论题2：电梯顺序控制讨论题3-1：定时器计数器实验有3台皮带运输机，分别由电动机M1、M2、M3驱动，如图所示。要求：启动按钮SB1,电动机M1、M2、M3依次启动，间隔时间为5S。按停止钮SB2若干下,PLC程序内部计数，使电动机M1、M2、M3依次停车；3台电机M1、M2、M3分别通过接触器KM1、KM2、KM3。编程元件I/O端子电器元件作用输入继电器I0.0SB1启动按钮I0.1SB2停止按钮(接近开关SQ)输出继电器Q0.0KM1电动机M1接触器Q0.1KM2电动机M2接触器Q0.2KM3电动机M2接触器编程元件编程地址PT/PV值作用定时器(100ms)计数器T3750启动时的第一段延时T3850启动时的第二段延时C03第二个传送带停车计数C16第三个传送带停车计数讨论题3-1：定时器计数器实验讨论题3-1：定时器计数器实验改写程序:将传送带的I0.1按钮计数停止改为I0.1按钮延时停止，（按停止钮SB2,电动机M1、M2、M3依次停车，间隔时间为3S）参考上图讨论题3-2：定时器计数器实验编程元件编程地址PT值作用定时器(100ms)T3750启动时的第一段延时T3850启动时的第二段延时T3930停车时的第一段延时T4030停车时的第二段延时讨论题3-2：定时器计数器实验讨论题3-2：定时器计数器实验7.4.触摸屏组态软件概述威伦MT500系列触摸屏随着工业自动化水平的迅速提高，计算机在工业领域的广泛应用，人们对工业自动化的要求越来越高，种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用，使得传统的工业控制软件已无法满足用户的各种需求。在开发传统的工业控制软件时，当工业被控对象一旦有变动，就必须修改其控制系统的源程序，导致其开发周期长；已开发成功的工控软件又由于每个控制项目的不同而使其重复使用率很低，导致它的价格非常昂贵；在修改工控软件的源程序时，倘若原来的编程人员因工作变动而离去时，则必须同其他人员或新手进行源程序的修改，因而更是相当困难。通用工业自动化组态软件的出现为解决上述实际工程问题提供了一种崭新的方法，因为它能够很好地解决传统工业控制软件存在的种种问题，使用户能根据自己的控制对象和控制目的的任意组态，完成最终的自动化控制工程。

组态（Configuration）为模块化任意组合。通用组态软件主要特点有：（1）延续性和可扩充性。用通用组态软件开发的应用程序，当现场（包括硬件设备或系统结构）或用户需求发生改变时，不需作很多修改而方便地完成软件的更新和升级；（2）封装性（易学易用），通用组态软件所能完成的功能都用一种方便用户使用的方法包装起来，对于用户，不需掌握太多的编程语言技术（甚至不需要编程技术），就能很好地完成一个复杂工程所要求的所有功能；（3）通用性，每个用户根据工程实际情况，利用通用组态软件提供的底层设备（PLC、智能仪表、智能模块、板卡、变频器等）的I/ODriver、开放式的数据库和画面制作工具，就能完成一个具有动画效果、实时数据处理、历史数据和曲线并存、具有多媒体功能和网络功能的工程，不受行业限制。触摸屏是一种新型的人机界面，从一出现就受到关注，它内置的组态软件简单易用，强大的功能及优异的稳定性使它非常适合用于工业环境，甚至可以用于日常生活之中，应用非常广泛，比如：自动化停车设备、自动洗车机、天车升降控制、生产线监控等，甚至可用于智能大厦管理、会议室声光控制、温度调整……

MT500系列触摸屏是专门面向PLC应用的，它是在操作人员和机器设备之间作双向沟通的桥梁，用户可以自由的组合文字、按钮、图形、数字等来处理或监控管理及应付随时可能变化信息的多功能显示屏幕。随着机械设备的飞速发展，以往的操作界面需由熟练的操作员才能操作，而且操作困难，无法提高工作效率。但是使用人机界面能够明确指示并告知操作员机器设备目前的状况，使操作变的简单生动，并且可以减少操作上的失误，即使是新手也可以很轻松的操作整个机器设备。使用人机界面还可以使机器的配线标准化、简单化，同时也能减少PLC控制器所需的I/O点数，降低生产的成本同时由于面板控制的小型化及高性能，相对的提高了整套设备的附加价值。2.触摸屏硬件原理3.触摸屏组态软件使用方法①一般的人机界面的软件主要提供以下几个功能：A、指示灯(PLCI/O显示、内部节点显示、多段指示灯等)B、开关(位状态型开关、多段开关、切换窗口开关等)C、各种动态图表(棒图、仪表、移动元件、趋势图等)D、数据显示(数值显示、ASCII显示、文字显示等)E、数据输入(数值输入、ASCII输入、文字输入等)F、异常报警(报警显示、跑马灯显示、事件显示等)G、静态显示(直线、圆、矩形、文字等)③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩触摸屏组态软件界面显示内容EB500②新建工程后先进行系统参数设定4.触摸屏组态软件设计实例4.触摸屏组态软件设计实例10主11自动12手动13参数14定时4.1窗口类型

窗口是EB500的工程的基本元素。每个屏幕都是由一些窗口组成。窗口有3种类型：基本窗口，公用窗口和快选窗口。基本窗口还可以当作弹出窗口使用。

基本窗口：这是通常窗口的类型。当用”切换基本窗口”命令来切换基本窗口时，当前屏幕会清屏(除了公用窗口和快选窗口之外的窗口都会被清掉)，而要切换的基本窗口会显示在当前屏幕上。当基本窗口上的元件调用弹出窗口时，基本窗口的原始信息会保留，而调用的弹出窗口会附加到当前基本窗口上，所有的这样的弹出窗口与基本窗口都是父子窗口的关系。当从基本窗口N切换到基本窗口M时，所有窗口N的子窗口都将关闭，而显示窗口M和窗口M的子窗口。基本窗口必须满屏幕大小。快选窗口：快选窗口是由工作按钮调用的窗口，这个窗口会一直显示在屏幕上直到工作按钮把它隐藏。所以它可以用来放置切换窗口按钮或其它一些常用的元件。快选窗口必须为窗口4，当切换别的窗口为快选窗口时，那个窗口必须和快选窗口的大小完全一样。公用窗口：公用窗口将始终显示在屏幕上。可以把需要始终显示的元件放在公用窗口上。这样您就可以随时看到该元件的状态或者操作该元件。公用窗口必须为窗口6。但是可以使用[切换公用窗口]功能键来切换别的窗口作为当前公用窗口，但是当前公用窗口只能有一个。留言板窗口：每个工程只能有一个留言板，其大小可以设定。该窗口为在[系统参数]/[一般]中设定的窗口。如果多个窗口都使用了留言板，那么它们使用的都是同一个留言板。关于留言板的相关内容请参阅第9章[留言板]部分内容。底层窗口：在窗口属性对话框中还可以给窗口设置最多3个底层窗口。底层窗口一般用来放置多个窗口的公用元件，如：背景图形，图表，标题等。所有窗口都可以设置为底层窗口。

4.触摸屏组态软件设计实例10主11自动12手动13参数14定时4.触摸屏组态软件设计实例放置元件：1）功能键可以用来切换屏幕，输入数字或ASCII字符，最大或最小化或移动窗口，设计留言板，打印等。放置的过程：1、按下功能键图标

2、填写[功能键属性]页内容：描述：分配给功能键的参考名称(不显示)功能：选择要使用的功能键类型。3、跳到[向