西门子S7-1200 PLC应用技术项目教程（第3版） 课件 窄屏 6.运料小车往返控制-LAD

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施目录Contents项

目

拓

展项目6运料小车往返控制练

习

讲

解项目导入设计一个运料小车往返控制器:（1）当SA闭合小车自动运行状态：当SA闭合时，系统启动后小车先在原位进行装料，15s后装料停止，小车右行；右行至右侧行程开关SQ2处停止，进行卸料，10s后卸料停止，小车左行；左行至左侧行程开关SQ1处停止，进行装料，如此循环3次停止。在运行过程中，无论小车在什么位置，按下停止按钮，小车运行到装料处方可停止。（2）当SA断开时，小车手动控制：①按下点动前进按钮，小车接通前进电动机，点动前进至右侧行程开关SQ2处停止；②按下点动后退按钮后，小车接通后退电动机，点动后退至左侧行程开关SQ1处停止。项目6运料小车往返控制项目分析这是一个典型的顺序控制设计，顺序过程包括装料、小车右行、卸料、小车左行四个状态，每个状态之间的按照一定的规律循环转换。因此，本项目宜采用顺序控制设计的方法。

小车从装料、卸料的状态有时间控制设计中还要用到定时器指令，右行、左行状态的结束有行程开关的位置决定，在硬件安装中，要注意行程开关安装的正确性和可靠性。需要统计循环次数，因此还要用到计数器指令。项目6运料小车往返控制项目6运料小车往返控制相关知识--顺序控制设计法顺序控制设计法顺序控制设计法，就是按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号作用下，根据内部状态和时间顺序，在生产过程中各个执行机构自动的有序地进行操作。使用顺序控制设计法首先根据系统的工艺过程和运动规律，画出顺序功能图，然后根据顺序功能图编写程序。这种方法有一定的设计步骤和规律，很容易被初学者接受，对于有经验的工程师，也会提高设计效率。采用顺序控制的程序设计方法，使得程序的阅读、调试、修改十分方便。项目6运料小车往返控制相关知识--顺序控制设计法--顺序功能图

顺序功能图

顺序功能图是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，也是设计可编程控制器的顺序控制程序的有力工具。顺序功能图法就是依据顺序功能图设计PLC顺序控制程序的方法。基本思想是将系统的一个工作周期分解成若干个顺序相连的阶段，即“步”。顺序功能图主要有步、有向连线、转换和转换条件及动作（或命令）组成。项目6运料小车往返控制相关知识--顺序控制设计法--顺序功能图步顺序功能图中，把系统循环工作过程分解成若干个顺序相连的阶段，即步。步用矩形框表示，框内的数字表示步的编号。在控制过程中的某给定时刻，一个步可以是活动的也可以是非活动的。当步处于活动状态时，称为活动步；反之，称为非活动步。控制过程开始阶段的活动步与初始状态对应，称为起始步，用双线矩形框表示，每个顺序功能图中至少应有一个起始步。项目6运料小车往返控制相关知识--顺序控制设计法--顺序功能图动作（或命令）控制系统的每个步都要完成某些动作（或命令），当某步处于活动状态时，与该步相关的动作（或命令）被执行；反之，动作（或命令）不被执行。与该步相关的动作（或命令）用矩形框表示，框内的文字或符号表示动作（或命令）的内容，该矩形框应与相应步的矩形框相连。在顺序功能图中，动作（或命令）可分为非存储型和存储型两类。当相应步活动时，动作（或命令）被执行，当相应步不活动时，动作（或命令）如果返回到该步活动前的状态，则该动作（或命令）是非存储型的；如果继续保存它的状态，则该动作（或命令）是存储型。项目6运料小车往返控制相关知识--顺序控制设计法--顺序功能图有向连线在顺序功能图中，会发生步的活动状态的进展，用有向连线表示，它将步连接到转换并将转换连接到步。步的活动状态的进展按有向连线规定的线路进行，有向连线是垂直或水平的，按习惯进展的方向总是从上到下或从左到右，如果不遵守上述习惯就必须加箭头，必要时为了易于理解也可加箭头，箭头表示步的活动状态的进展方向。项目6运料小车往返控制相关知识--顺序控制设计法--顺序功能图转换和转换条件在顺序功能图中，步的活动状态的进展是由一个或多个状态转换来实现的，并与控制过程的发展相对应。转换符号是一根与有向连线垂直的短横线，步与步由转换分割。转换条件在转换符号旁边用文字或符号说明。当两步之间的转换条件得到满足时，转换得以实现，即上一步的活动结束而下一步的活动开始，因此不会出现步的重叠现象。项目6运料小车往返控制相关知识--顺序控制设计法--顺序功能图单序列结构由一系列相继激活的步组成，每个步的后面仅有一个转移，每个转移后面只有一个步项目6运料小车往返控制相关知识--顺序控制设计法--顺序功能图选择序列结构选择序列的开始称为分支：某个步的后面有几个步，当满足不同的转换条件时，转向不同的步。选择序列的结束称为合并：几个选择序列合并到同一个序列上，各个序列上的步在各自转换条件满足时转换到同一个步。分支合并项目6运料小车往返控制相关知识--顺序控制设计法--顺序功能图并行序列结构并行序列的开始称为分支。当转换的实现导致几个序列同时激活时，这些序列称为并行序列，它们被同时激活后，每个序列中步的活动状态的进展将是独立的。并行序列的结束称为合并。在并行序列中，处于水平双线以上的各个步都为活动步，当转换条件满足同时转换到同一个步。分支合并相关知识--顺序控制设计法--应用举例项目6运料小车往返控制设计一小车自动控制程序，要求系统启动后首先在原位进行装料，15s后装料停止，小车右行；右行至行程开关SQ2处右行停止，进行卸料，10s后卸料停止，小车左行至行程开关SQ1处，左行停止，进行装料。如此循环一直进行下去。在运行过程中，无论小车在任意位置，按下停止按钮，小车立即停止运行。相关知识--顺序控制设计法--应用举例项目6运料小车往返控制输入输出启动按钮SB1I0.0装料电磁阀YV1Q0.0停止按钮SB2I0.1右行线圈KM2Q0.1左侧行程开关SQ1I0.2卸料电磁阀YV2Q0.2右侧行程开关SQ2I0.3左行线圈KM1Q0.3地址分配相关知识--顺序控制设计法--应用举例项目6运料小车往返控制状态转化图功能图M10.0为首次扫描位，M0.0为起始步，小车在原位并等待命令按下启动按钮，当满足I0.0*I0.2对应的转换需要同时满足两个条件，即该步为活动步（M0.0=1）和转换条件（I0.0*I0.2=1）同时满足时，就从当前步M0.0转换为M0.1步，M0.0为不活动步，而M0.1为活动步。依次分析相关知识--顺序控制设计法--应用举例项目6运料小车往返控制功能图相关知识--顺序控制设计法--应用举例项目6运料小车往返控制功能图注意：1）必须有起始步2）编程规律：第一步，初始化第二步：状态转换第三步：处理输出相关知识--计数器指令项目6运料小车往返控制S7-1200有3种计数器：加计数器(CTU)、减计数器(CTD)和加减计数器(CTUD),它们属于软件计数器，其最大计数速率受到它所在的OB的执行速率的限制,如果需要速率更高的计数器，可以使用CPU内置的高速计数器。调用计数器指令时，需要生成保存计数器数据的背景数据块。相关知识--计数器指令项目6运料小车往返控制参数数据类型说明CU、CDBOOL加计数或减计数，按加或减一计数R(CTU、CTUD)BOOL将计数值重置为零LD(CTD、CTUD)BOOL预设值的装载控制PVSInt、Int、DInt、USInt、UInt、UDInt预设计数值Q、QUBOOLCV>=PV时为真QDBOOLCV<=0时为真CVSInt、Int、DInt、USInt、UInt、UDInt当前计数值相关知识--计数器指令--加计数器项目6运料小车往返控制加计数器指令加计数器指令（CTU）参数CU的值从0变为1时，CTU使计数值加1,直到CV达到指定的数据类型的上限值，此后，CU状态的变化，CV值不再增加。如果参数CV(当前计数值)的值大于或等于参数PV(预设计数值)的值，则计数器输出参数Q=1。如果复位参数R的值从0变为1，则当前计数值复位为0。第一次执行程序时，CV被清零。相关知识--计数器指令--加计数器项目6运料小车往返控制相关知识--计数器指令--减计数器指令项目6运料小车往返控制减计数器

减计数器(CTD)如果参数LOAD的值从0变为1，则参数PV(预设值)的值将作为新的CV(当前计数值)装载到计数器，输出Q为0。参数CD的值从0变为1时，CTD使计数值减1。如果参数CV(当前计数值)的值等于或小于0，则计数器输出参数Q=1。第一次执行程序时，CV被清零。相关知识--计数器指令--减计数器指令项目6运料小车往返控制注意：如果计数器的计数类型为UInt，计数器的当前值减到0，停止计数；如果计数器的计数类型为Int，计数器当前值可以为负值。相关知识--计数器指令--加/减计数器指令项目6运料小车往返控制加/减计数器

加减计数器（CTUD）加计数(CU,CountUp)或减计数(CD,CountDown)输入的值从0跳变为1时，CTUD会使计数值加1或减1。如果参数CV（当前计数值）的值大于或等于参数PV（预设值）的值，则计数器输出参数QU=1。如果参数CV的值小于或等于零，则计数器输出参数QD=1。如果参数LOAD的值从0变为1，则参数PV（预设值）的值将作为新的CV（当前计数值）装载到计数器。如果复位参数R的值从0变为1，则当前计数值复位为0。相关知识--计数器指令--加/减计数器指令项目6运料小车往返控制相关知识--计数器指令--应用举例1项目6运料小车往返控制物体通过光电开关需要10秒时间，因安装原因物体在通过光电开关时可能多次感应，但只计数一次，计满12个物体重新开始计数。假设光电开关接PLC的I0.0端口，试编写PLC程序。相关知识--计数器指令--应用举例项目6运料小车往返控制I0.0为脉冲定时器T0的输入，脉冲输出“T0”.Q已滤除了10s内的重复信号，作为加计数器C0的输入，将加计数器的输出“C0”.QU，作为计数器的复位信号，满12个物件计数器复位程序段1程序段2相关知识--计数器指令--应用举例2项目6运料小车往返控制电动机带动传送带KM1启停，I0.0接传送带的启动按钮，I0.1接传送带的停止按钮（常开），I0.2接产品检测器PH，电动机接Q0.0，Q0.1控制机械手动作。传送带开始运行后，产品通过产品检测器PH，检测到信号，每检测5个产品机械手动作1次，机械手动作后延时5s，机械手电磁铁切断，重新开始下一次计数相关知识--计数器指令--应用举例2项目6运料小车往返控制项目实施--输入/输出地址分配项目6运料小车往返控制输入信号输出信号启动按钮SB1I0.0装料电磁阀YV1Q0.0停止按钮SB2（常闭）I0.1右行线圈KM2Q0.1左侧行程开关SQ1I0.2卸料电磁阀YV2Q0.2右侧行程开关SQ2I0.3左行线圈KM1Q0.3自动/手动选择SAI1.0

手动前进I0.6

手动后退I0.7

项目实施--控制电路接线项目6运料小车往返控制常闭硬件互锁项目实施--输入/输出变量定义项目6运料小车往返控制项目实施--流程图项目6运料小车往返控制M0.5有停止按钮按下标志位M3.1为三次循环结束标志位M10.0初次扫描位步M0.0～M0.4（对应变量为step0～step4）项目实施--梯形图项目6运料小车往返控制程序段1：程序段2：初始化程序段2~程序段6，状态转换项目实施项目6运料小车往返控制程序段3：程序段4：项目实施项目6运料小车往返控制程序段5：程序段6：程序段7：建立停止标志位项目6运料小车往返控制程序段8：项目实施累计循环次数：起始步进入循环，计一次数；再加循环三次项目6运料小车往返控制程序段9：项目实施程序段10：有停止标志位，回到起始步程序段10~13，集中处理手/自动输出项目实施项目6运料小车往返控制程序段11：程序段12：程序段13：项目拓展项目6运料小车往返控制运料小车自动往返控制器

（1）当SA闭合时小车自动运行状态如下：小车初始停在原位，按启动按钮进行装料，15s后装料停止，小车右行；右行至右侧行程开关SQ2处停止，进行卸料，10s后卸料停止，小车左行；左行至左侧行程开关SQ1处停止，进行装料，如此循环3次停止。在运行过程中，无论小车在任意位置，按下停止按钮（常闭），小车到装料处方可停止。（2）当SA闭合时小车自动运行状态下，按下暂停按钮（常开触点），小车运行的状态立即暂停，再次按暂停按钮，小车在从暂停转态继续运行。（3）当SA断开时，小车只能手动控制：①当按下点动前进按钮后，小车接通前进电动机，点动前进至右侧行程开关SQ2处停止；②当按下点动后退按钮后，小车接通后退电动机，点动后退至左侧行程开关SQ1处停止。项目拓展项目6运料小车往返控制与前面项目的设计要求比较，增加了暂停功能。例：若在卸料状态且已经卸料3s，当暂停后，再次按下暂停按钮，继续卸料7s后，开始右行，显然需要用保持性接通延时定时器，且要把暂停的状态标志位，串接在转态转换网络中。PLC变量定义同前，暂停按钮接PLC的输入端I0.4。顺序功能图参照项目，PLC变量表中，M0.5为停止按钮按下标志位，另外还需定义M0.6暂停标志位。奇数次按下暂停按钮，实现暂停功能；偶数次按下暂停按钮，继续运行，需要用乒乓程序项目拓展--梯形图项目6运料小车往返控制程序段1：程序段2：建立一个扫描周期的暂停按钮按下标志位项目拓展--梯形图项目6运料小车往返控制程序段3：程序段4：实现奇数次按下暂停按钮，M0.6=1，偶数次按下暂停标志位，M0.6=0项目拓展--梯形图项目6运料小车往返控制程序段5：程序段6：程序段5~程序段9，自动运行转态下的转态转换（注意：需要把暂停标志位的常闭触点，串联在状态转换网络