PLC应用技术 课件 蒋华平 项目1-6 数控机床冷却泵启停控制技术-地下停车场车辆控制系统

PLC技术应用（西门子）（第一版）01数控机床冷却泵启停控制技术数控机床冷却泵启停控制技术

PLC技术目前在工业自动化生产中被广泛应用。学会应用PLC控制技术已成为新时代智能制造类电气工程技术人员的必备能力。PLC技术是在继电器控制技术的基础上发展起来的，随着现代化生产技术的不断提高，越来越多的领域开始采用PLC控制系统，在加工制造业中，对各种数控机床中的冷却泵等电动机进行启停控制。本控制系统主要是用于控制8盏霓虹灯按一定规律的亮灭。输入程序后可以通过硬件进行灯的自动闪烁，使光效果的变化更为丰富多彩，达到吸引人们注意的目的，如图1-3-1。

左图为数控机床，右图为冷却泵，在数控机床中对冷却泵电动机采用PLC进行启停控制。01项目引入02项目目标Ø知识目标掌握PLC定义、发展、主要特点、功能、分类、应用及其发展趋势，并能够对其进行解释。

掌握S7-200SMARTCPUSR20结构和特性，理解S7-200SMART硬件系统组成，掌握硬件组态（配置）方法，并能够独立叙述出来，并能够举例完成一硬件组态。理解数制、基本数据类型、存储区、直接寻址的含义并能叙述出来。Ø能力目标l能进行PLC与计算机的连接、通信设置及下载，并能够独立操作。能应用S7-200SMARTPLC软件窗口，并能够结合软件进行窗口介绍，会使用仿真软件，并能够使用它来仿真程序。

熟悉PLC的工作原理，会使用常开触点、常闭触点及输出线圈，能用指令编写程序。Ø职业能力l能够在实际工程项目中对冷却泵电机进行启停控制

具备项目管理能力，能够独立或团队合作完成冷却泵控制系统的设计、

实施和调试

具备沟通和协调能力，能够与其他部门（如生产、维护等）进行有效的沟通和协作

Ø思政目标倡导技术创新和工程实践精神，培养学习和解决问题的能力培养培养学生安全操作，规范操作，文明生产的行为和团结协作的精神

在数控机床中对冷却泵电动机采用PLC进行启停控制：

当按下启动按钮SB1时，

电动机接触器KM线圈接通得电，主触点闭合，电动机M启动运行；当按下停止按钮SB2时，电动机接触器KM线圈断开失电，主触点断开，电动机M停止运行，如图

所示。03项目分析

04知识准备

（一）认识PLC1.

PLC的定义和产生

可编程序控制器，英文称ProgrammableController，简称PC。但由于PC容易和个人计算机PC（PersonalComputer）混淆，故人们习惯用PLC作为可编程序控制器的缩写。PLC是英文ProgrammableLogicController的缩写。04知识准备

（一）认识PLC2.

PLC的主要特点（1）可靠性高，抗干扰能力强；（2）编程简单易学；（3）

硬件配套齐全，用户使用方便、维护方便；（4）设计、施工、调试周期短；（5）体积小，能耗低；（6）功能强，性价比高；04知识准备

（一）认识PLC3.PLC的主要功能（1）顺序逻辑控制；（2）

运动控制；（3）

定时控制；（4）

计数控制；（5）

步进控制；（6）

数据处理；（7）

过程控制；（8）

通信及联网；04知识准备

（一）认识PLC4.PLC的分类（1）根据I/O点数分类；

微型机、小型机、中型机、大型机和巨型机（2）根据结构形式分类；（3）根据生产厂家分类；1）德国西门子(SIEMENS)公司的S5系列、S7系列。2）日本欧姆龙(OMRON)公司的C系列。3）三菱(MITSUBISHI)公司的FX系列。4）日本松下(PANASONIC)公司的FP系列。5）法国施耐德（SCHNEIDER）公司的TWIDO系列。6）美国通用电气(GE)公司的GE-FANUC系列。7）美国AB公司的PLC-5系列。04知识准备

（一）认识PLC5.PLC的应用范围PLC控制技术代表了当今电气控制技术的世界先进水平，它与计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）、工业机器人并列为工业自动化的三大支柱。PLC作为一种通用的工业控制器，它可用于所有的工业领域。当前国内外已广泛地将PLC成功的应用到机械、汽车、冶金、石油、化工、轻工、纺织、交通、电力、电信、采矿、建材、食品、造纸、军工、家电等各个领域，并且取得了相当可观的技术经济效益。04知识准备

（一）认识PLC6.PLC的发展趋势（1）

系列化、模板化

；（2）

小型机功能强化；（3）中、大型机高速度、高功能、大容量；（4）低成本；（5）多功能；（6）网络通信功能；（7）外部诊断功能；电路工作原理如下：降压起动：先合上电源开降压起动：先合上电源开关QS关QSKM自锁触头闭合自锁按下SB1KMY线圈得电KMY常开触头闭合KM主触头闭合KMY主触头闭合电动机M接成Y形降压起动KMY联锁触头分断对KM△联锁KT线圈得电KT延时结束KT常闭触头分断04知识准备

（二）认识S7-200SMART1.S7-200SMART结构与特性（1）机型丰富，更多选择；（2）选件扩展，精确定制；（3）高速芯片，性能卓越；（4）以太网连互联，经济便捷；（5）三种脉冲，运动自如；（6）通用SD卡，快速更新；（7）软件友好，编程高效；（8）完美整合，无缝集成；电路工作原理如下：降压起动：先合上电源开降压起动：先合上电源开关QS关QSKM自锁触头闭合自锁按下SB1KMY线圈得电KMY常开触头闭合KM主触头闭合KMY主触头闭合电动机M接成Y形降压起动KMY联锁触头分断对KM△联锁KT线圈得电KT延时结束KT常闭触头分断04知识准备

（二）认识S7-200SMART2.S7-200SMART硬件系统组成和硬件组态（配置）S7-200SMARTPLC的硬件系统S7-200SMARTPLC的硬件系统由CPU模块、数字量扩展模块、模拟量扩展模块、热电偶与热电阻模块和相关设备组成。CPU模块、扩展模块及信号板如下图所示。电路工作原理如下：降压起动：先合上电源开降压起动：先合上电源开关QS关QSKM自锁触头闭合自锁按下SB1KMY线圈得电KMY常开触头闭合KM主触头闭合KMY主触头闭合电动机M接成Y形降压起动KMY联锁触头分断对KM△联锁KT线圈得电KT延时结束KT常闭触头分断04知识准备

（二）认识S7-200SMART2.S7-200SMART硬件系统组成和硬件组态（配置）

S7-200SMART硬件组态配置如下图所示。

电路工作原理如下：降压起动：先合上电源开降压起动：先合上电源开关QS关QSKM自锁触头闭合自锁按下SB1KMY线圈得电KMY常开触头闭合KM主触头闭合KMY主触头闭合电动机M接成Y形降压起动KMY联锁触头分断对KM△联锁KT线圈得电KT延时结束KT常闭触头分断04知识准备

（二）认识S7-200SMART3.S7-200SMARTPLC软件窗口如下图所示。

电路工作原理如下：降压起动：先合上电源开降压起动：先合上电源开关QS关QSKM自锁触头闭合自锁按下SB1KMY线圈得电KMY常开触头闭合KM主触头闭合KMY主触头闭合电动机M接成Y形降压起动KMY联锁触头分断对KM△联锁KT线圈得电KT延时结束KT常闭触头分断04知识准备

（二）认识S7-200SMART4.计算机与PLC的连接及通信设置

（1）计算机与PLC的硬件通信连接西门子S7-200SMARTCPU模块上有以台网口，（俗称网线接口、RJ45接口）该端口与计算机的网线端口相同，通过使用普通市售网线，一端插入到计算机网口，另一端插入到CPU以太网口，将它们连接起来，计算机与PLC通信时，需要PLC接通供电电源。

（2）通信设置计算机的网口与西门子S7-200SMARTCPU的以太网口连接好后，还需要在计算机中进行通信设置，才能让两者进行通信。电路工作原理如下：降压起动：先合上电源开降压起动：先合上电源开关QS关QSKM自锁触头闭合自锁按下SB1KMY线圈得电KMY常开触头闭合KM主触头闭合KMY主触头闭合电动机M接成Y形降压起动KMY联锁触头分断对KM△联锁KT线圈得电KT延时结束KT常闭触头分断04知识准备

（二）认识S7-200SMART4.计算机与PLC的连接及通信设置

（3）下载1）在2.3.3计算机与PLC的连接及通信设置成功完成，这一步非常重要！2）在STEP7-Micro/WINSMART软件中，编写好程序后，编译成功后，单击工具栏“下载”按钮

，弹出“通信”对话框，单击“查找”按钮，在“找到CPU”中，选择程序要下载到的CPU，通过MAC地址确认下载的CPU(通过对话框显示MAC地址与真实CPU表面印刷的MAC地址对应一致)，也可通过MAC右边闪烁指示灯确认下载的CPU，确认完下载的CPU后，再单击右下角的“确定”按钮，弹出“下载”对话框，如果保持默认选择，单击“下载”按钮。3）如果下载时CPU处于RUN模式，询问是否将CPU置于STOP模式，只有在STOP模式才能下载程序，单击“是”按钮，开始下载程序，下载完成后，弹出对话框，询问是否将CPU置于RUN模式，单击“是”按钮，完成程序的下载。

电路工作原理如下：降压起动：先合上电源开降压起动：先合上电源开关QS关QSKM自锁触头闭合自锁按下SB1KMY线圈得电KMY常开触头闭合KM主触头闭合KMY主触头闭合电动机M接成Y形降压起动KMY联锁触头分断对KM△联锁KT线圈得电KT延时结束KT常闭触头分断04知识准备

（三）认识S7-200SMART工作原理1．数制（1）二进制数。（2）十六进制数。（3）BCD码。2．基本数据类型（1）位数据类型。（2）算术数据类型。3．S7-200SMARTPLC存储区（1）输入过程映像寄存器I（输入继电器I）（2）输出过程映像寄存器Q（输出继电器Q）（3）模拟量输入映像寄存器（AI）（4）模拟量输出映像寄存器（AQ）（5）变量存储器（V）（6）辅助继电器M电路工作原理如下：降压起动：先合上电源开降压起动：先合上电源开关QS关QSKM自锁触头闭合自锁按下SB1KMY线圈得电KMY常开触头闭合KM主触头闭合KMY主触头闭合电动机M接成Y形降压起动KMY联锁触头分断对KM△联锁KT线圈得电KT延时结束KT常闭触头分断04知识准备

（三）认识S7-200SMART工作原理4.寻址方式（１）立即寻址指令直接给出操作数，操作数紧跟着操作码，在取出指令的同时也就取出了操作数，所以称为立即操作数或立即寻址。立即寻址方式可用来提供常数、设置初始值等。指令中常常使用常数。例如，传送指令“MOVD256，VD100”的功能就是将十进制常数256传送到VD100单元，这里256就是源操作数，直接跟在操作码后，不用再去寻找源操作数了，所以这个操作数称为立即数，这种寻址方式就是立即寻址方式。（２）直接寻址指令直接给出操作数地址，操作数的存储器地址按规定的格式表示。一般使用时必须指出数据存储区的区域标识符（编程元件名称）、数据长度及起始地址。电路工作原理如下：降压起动：先合上电源开降压起动：先合上电源开关QS关QSKM自锁触头闭合自锁按下SB1KMY线圈得电KMY常开触头闭合KM主触头闭合KMY主触头闭合电动机M接成Y形降压起动KMY联锁触头分断对KM△联锁KT线圈得电KT延时结束KT常闭触头分断04知识准备

（三）认识S7-200SMART工作原理4.寻址方式位寻址：LDI3.4字节寻址：MOVBVB50，VB100字寻址：MOVWVW50,VW100双字寻址：MOVDVD50,VD100（３）间接寻址指令给出了存放操作数地址的存储单元的地址，存储单元地址的地址称为指针，指针用“*”号表示。间接寻址常用于循环程序和查表程序。例MOVD&VB200,AC1

//把VB200的地址（VW200的起始地址）作为指针值送入AC１，建立指针MOVW*AC1,AC0

//把指针AC１所指的存储单元（VW200）的值送到AC０电路工作原理如下：降压起动：先合上电源开降压起动：先合上电源开关QS关QSKM自锁触头闭合自锁按下SB1KMY线圈得电KMY常开触头闭合KM主触头闭合KMY主触头闭合电动机M接成Y形降压起动KMY联锁触头分断对KM△联锁KT线圈得电KT延时结束KT常闭触头分断04知识准备

（三）认识S7-200SMART工作原理5.工作原理（1）

常开触点常开触点，又称动合触点，触点是位地址。当常开触点对应位地址的存储器单元位是“1”状态时，常开触点取对应位地址存储单元位“1”的状态，该常开触点闭合。当常开触点对应位地址的存储器单元位是“0”状态时，常开触点取对应位地址存储单元位“0”的状态，该常开触点断开。触点指令放在线圈的左边，是布尔型，只有两种状态。位地址的存储单元可以是I（输入继电器）、Q（输出继电器）、M（位存储器）等。注意：对于梯形图程序，常开触点的个数是无限的。电路工作原理如下：降压起动：先合上电源开降压起动：先合上电源开关QS关QSKM自锁触头闭合自锁按下SB1KMY线圈得电KMY常开触头闭合KM主触头闭合KMY主触头闭合电动机M接成Y形降压起动KMY联锁触头分断对KM△联锁KT线圈得电KT延时结束KT常闭触头分断04知识准备

（三）认识S7-200SMART工作原理5.工作原理（2）

常闭触点常闭触点，又称动断触点，

触点是位地址。当常闭触点对应位地址的存储器单元位是“1”状态时，常闭触点取对应位地址存储单元位“1”的反状态，该常闭触点断开。当常闭触点对应位地址存储器单元的位是“0”状态时，常闭触点取对应位地址存储单元位“0”的反状态，该常闭触点闭合。触点指令放在线圈的左边，是布尔型，只有两种状态。位地址的存储单元可以是I、Q、M等。注意：对于梯形图程序，常闭触点的个数是无限的。电路工作原理如下：降压起动：先合上电源开降压起动：先合上电源开关QS关QSKM自锁触头闭合自锁按下SB1KMY线圈得电KMY常开触头闭合KM主触头闭合KMY主触头闭合电动机M接成Y形降压起动KMY联锁触头分断对KM△联锁KT线圈得电KT延时结束KT常闭触头分断04知识准备

（三）认识S7-200SMART工作原理5.工作原理（3）

输出线圈输出线圈，又称输出指令（逻辑串输出指令），线圈为位地址。当程序中驱动输出线圈的触点接通时，线圈得电接通，这个“电”是“概念电流”或“能流”，而不是真正的物理电流。输出线圈得电，该位地址的存储单元位是“1”；输出线圈失电，该位地址的存储单元位是“0”。输出线圈属于布尔型，只有两种状态。输出线圈应放在梯形图的最右边。位地址的存储单元可以是Q、M等。注意：避免双线圈输出。所谓双线圈输出，就是指在程序中，同一个地址的输出线圈出现2次或2次以上。另外，程序中也不能出现I的线圈。电路工作原理如下：降压起动：先合上电源开降压起动：先合上电源开关QS关QSKM自锁触头闭合自锁按下SB1KMY线圈得电KMY常开触头闭合KM主触头闭合KMY主触头闭合电动机M接成Y形降压起动KMY联锁触头分断对KM△联锁KT线圈得电KT延时结束KT常闭触头分断04知识准备

（三）认识S7-200SMART工作原理5.工作原理（4）PLC的基本工作原理

1）PLC控制系统的等效工作电路电路工作原理如下：降压起动：先合上电源开降压起动：先合上电源开关QS关QSKM自锁触头闭合自锁按下SB1KMY线圈得电KMY常开触头闭合KM主触头闭合KMY主触头闭合电动机M接成Y形降压起动KMY联锁触头分断对KM△联锁KT线圈得电KT延时结束KT常闭触头分断04知识准备

（三）认识S7-200SMART工作原理5.工作原理（4）PLC的基本工作原理

2）PLC的扫描工作过程电路工作原理如下：降压起动：先合上电源开降压起动：先合上电源开关QS关QSKM自锁触头闭合自锁按下SB1KMY线圈得电KMY常开触头闭合KM主触头闭合KMY主触头闭合电动机M接成Y形降压起动KMY联锁触头分断对KM△联锁KT线圈得电KT延时结束KT常闭触头分断04知识准备

（三）认识S7-200SMART工作原理5.工作原理（4）PLC的基本工作原理

2）PLC的扫描工作过程

FU1插入式熔断器RT18-32/20500V、32A，熔体：20A3FU2插入式熔断器RTl8-32/2500V、32A,熔体：2A1KM1〜KM3交流接触器CJX2S-25380V、25A3FR1~FR3热继电器JR36-20三极，整定电流20A3SB1、SB2按钮LA10-3H保护式、按钮数31XT1、XT2端子排TD-20/l520A、

15节2PLC可编程序控制器S7-200SMARTSR20CPU226CN1

网孔板通用650mmX500mmx50mm1

电工工具通用包含工具、螺钉旋具.剥线钳等105器材准备

符号名称型号规格数量Ml~M3三相异步电动机Y132M-47.5kW、

380V、15A、▲联结3QF低压断路器NXB-633PC25三极，额定电流25A1

用PLC实现电动机启停控制：

当按下启动按钮SB1时，

电动机接触器KM线圈接通得电，主触点闭合，电动机M启动运行；当按下停止按钮SB2时，电动机接触器KM线圈断开失电，主触点断开，电动机M停止运行，如下图

所示。（一）任务要求06项目实施（二）任务目标06项目实施（1）掌握常开触点、常闭触点及输出线圈的使用，能用指令编写程序。（2）掌握PLC的工作原理，并能叙述。（3）了解仿真软件，并能够使用它来仿真程序。（三）任务实施06项目实施步骤1．输入和输出信号器件分析。输入：启动按钮SB1（常开触点）、停止按钮SB2（常开触点）。输出：电动机接触器KM线圈。步骤２.确定I/O地址分配。序号输入信号器件编程元件地址序号输出信号器件编程元件地址1启动按钮SB1（常开触点）I0.01电动机接触器KM线圈Q0.02停止按钮SB2（常开按钮）I0.1---（三）任务实施06项目实施步骤

３．PLC接线图。步骤４.按照接线图完成接线。（三）任务实施06项目实施步骤5.建立I/O符号。（三）任务实施06项目实施步骤6.用梯形图语言来编写程序。（三）任务实施06项目实施步骤7．联机调试。1.输入程序并传送到PLC，然后运行调试，观察是否符合要求，如不符合要求，则检查接线及PLC程序，直至按要求运行。2.按下正转起动按钮SB1，电机M1正转，按下停止按钮SB2，电机M1停止转到。（四）程序分析06项目实施电动机起动、保持和停止电路(简称为“起-保-停”电路)，其对应的PLC外部接线图如图１-１５，起动、停止常开按钮SB1和SB2分别接在输入端I0.0和I0.1，负载接在输出端Q0．0。因此输人映像寄存器I0.0的状态与起动按钮SBl(常开按钮)的状态相对应，输入映像寄存器I0.1的状态与停止按钮SB2(常开按钮)的状态相对应。程序运行结果写人输出映像寄存器Q0.0，并通过输出电路控制接触器线圈KM。图中的起动信号I0.0和停止信号I0.1是由起动按钮和（四）程序分析06项目实施停止按钮提供的信号，持续ON的时间一般都很短，这种信号称为短信号。起保停电路最主要的特点是具有“记忆”功能，按下起动按钮，I0.0的常开触点接通，如果这时未按停止按钮，I0.1的常闭触点接通，Q0.0的线圈“通电”，它的常开触点同时接通。松开起动按钮，I0.0的已闭合的触点断开，“能流”经Q0.0的已闭合的触点、I0.1的常闭触点和I0.2的常闭触点流过Q0.0的线圈，Q0.0仍为ON，这就是所谓的“自锁”或“自保持”功能。按下停止按钮，I0.1的常闭触点断开，使Q0.0的线圈断电，其已闭合的常开触点断开，以后即使放开停止按钮，I0.1的常闭触点恢复接通状态，Q0.0的线圈仍然“断电”，使KM线圈“断电”，电机停转。07项目评价

组内成员协调完成工作，在强化知识的基础上建立工业现场系统设计的概念，设计完成后，各组之间互评并由教师给予评定，其评定标准以PLC职业资格能力要求为依据，使学生初步建立工程概念。1.检查内容1）检查选择的元器件是否齐全，熟悉各元器件功能及作用。2）熟悉电气控制原理图，并列出PLC的I/O表。3）检查电气线路安装是否合理及运行情况。2.评估标准请根据在本项目中的实际表现进行自评及小组评价。

1.检查内容。07项目评价1）检查选择的元器件是否齐全，熟悉各元器件功能及作用。2）熟悉电气控制原理图，并列出PLC的I/O表。3）检查电气线路安装是否合理及运行情况。1.检查内容。07项目评价。2.评估策略。项目内容评估内容评估标准配分学生自评学生互评教师评价专业技能

知识掌握情况理解电路控制要求及原理10

元件选择与检测硬件元器件型号选择正确、用万用检测质量合格5

I/O分配合理列出

I/O端口，画出PLC控制I/O端口接线图10

接线及布线工艺按照原理图，正确、规范接线。10

梯形图设计根据接线编写梯形图程序10

程序检查与运行并将程序传送、运行、监控25

方法

自主学习能力预习及做好上课准备5

理解、总结能力能正确理解任务，善于总结5

创新能力选用新方法、新工艺效果好5

素养

团队协作能力积极参与、小组协作5

语言表达能力观点表达清楚，展示效果好5

安全操作能力遵守安全操作规程5

合

计100

08项目小结

本项目以数控机床冷却泵启停控制为情景学习PLC的基本指令，完成PLC控制系统的设计，使学生了解并完成PLC控制系统任务的设计步骤，通过分析具体任务，学习相关PLC知识、分配端子，绘制电气控制原理图和编程下载，项目完成后使学生掌握下列技能：1.了解西门子S7-200SMART

PLC的结构和工作原理。2.熟悉西门子S7-200SMART编程环境。3.熟悉西门子S7-200SMART基本指令。4.掌握西门子S7-200SMARTPLC控制系统的设计步骤。09思考练习

按下启动按钮SB1，电动机M１接触器KM1线圈接通得电，其主触点接通，电动机M１启动。电动机M１正转启动后，按下启动按钮SB2，电动机M２接触器KM2线圈才能接通得电，其主触点接通，电动机M２启动。按下停止按钮SB3，电动机M１和M２接触器线圈同时失电，其主触点断开，电动机M１和M２同时停止转动，实现电动机M１和M２顺序起动同时停止的功能。画出PLC电气控制原理图，并列出I/O分配表，编写PLC控制程序。PLC技术应用（西门子）（第一版）01多级传输带控制系统多级传输带控制系统在现代化生产中，流水线作业越来越多，已经占据了生产的主要地位。流水线技术是用传输带进行传动的，一件物品的组装与生产，仅靠一条流水线往往无法满足要求，这就要求多条传输带的配合才能够完美进行。本项目通过物流传送的流水线工作情景，分别学习脉冲式触点指令、定时器运用，实现多级传输带控制系统。本控制系统主要是用于控制8盏霓虹灯按一定规律的亮灭。输入程序后可以通过硬件进行灯的自动闪烁，使光效果的变化更为丰富多彩，达到吸引人们注意的目的，如图1-3-1。左图为物流传送的流水线，右图为传送的模拟画面传动机构由3条传送带组装而成。01项目引入02项目目标Ø知识目标理解多级传输带控制系统的基本原理和结构掌握PLC的基本原理、工作方式和编程方法

熟悉多级传输带控制系统的硬件组成

Ø能力目标l能够设计和搭建多级传输带控制系统，在系统中配置传感器、执行器和PLC等硬件设备

l能够编写PLC程序，实现对多级传输带的控制、监测和故障诊断等功能

l具备故障排除和维护多级传输带控制系统的能力

Ø职业能力l能够在实际工程项目中应用多级传输带控制系统，提高生产自动化水平

具备项目管理能力，能够独立或团队合作完成多级传输带控制系统的设计、

实施和调试

具备沟通和协调能力，能够与其他部门（如生产、维护等）进行有效的沟通和协作

Ø思政目标倡导技术创新和工程实践精神，培养学习和解决问题的能力培养培养学生安全操作，规范操作，文明生产的行为和团结协作的精神

传输带的控制是PLC控制中比较经典的一类控制。在实际生产中，为了节省能源和避免传送带上的物料堆积，经常由多台电动机控制传输带，而各台电动机的起动和停止是有顺序的，电动机的这种控制方式称为顺序起停控制。本项目将学习顺序起动控制电路，电路中设置了一个起动按钮SB1和一个停止按钮SB2，项目中有3条传输带工作,也就是有3台电动机在运行，需要用到3个接触器：上段传输带A对应接触器KM1,中段传输带B对应接触器KM2，下段传输带C对应接触器KM3。

03项目分析

04知识准备

（一）分析多级传输带控制电路电路工作原理如下：降压起动：先合上电源开降压起动：先合上电源开关QS关QSKM自锁触头闭合自锁按下SB1KMY线圈得电KMY常开触头闭合KM主触头闭合KMY主触头闭合电动机M接成Y形降压起动KMY联锁触头分断对KM△联锁KT线圈得电KT延时结束KT常闭触头分断04知识准备

（二）脉冲式触点指令：脉冲式触点有上升沿脉冲触点和下降沿脉冲触点两种，但只有常开触点没有常闭触点。P只在对应软元件接通时的上升沿接通一个扫描周期

电路工作原理如下：降压起动：先合上电源开降压起动：先合上电源开关QS关QSKM自锁触头闭合自锁按下SB1KMY线圈得电KMY常开触头闭合KM主触头闭合KMY主触头闭合电动机M接成Y形降压起动KMY联锁触头分断对KM△联锁KT线圈得电KT延时结束KT常闭触头分断04知识准备

脉冲式触点指令：脉冲式触点有上升沿脉冲触点和下降沿脉冲触点两种，但只有常开触点没有常闭触点。N只在对应软元件断开时的下降沿接通一个扫描周期

04知识准备

定时定时器，即用户可用的定时器号为T0-T255。TON、TONR和TOF定时器提供三种分辨率：1ms、10ms和100ms。（当前值的每个单位均为时基的倍数。例如，使用10ms定时器时，计数50表示经过的时间为500ms）。（三）定时器05器材准备

序号名称型号规格数量单位备注1三相异步电动机Y132M-47.5kW、380V、15A、▲联结3台2低压断路器NXB-633PC25三极，额定电流25A1只

3插入式熔断器RT18-32/20500V、32A，熔体：20A0.5只

4插入式熔断器RTl8-32/2500V、32A,熔体：2A1只

5交流接触器CJX2S-25380V、25A1只

6热继电器JR36-20三极，整定电流20A1只

7按钮LA10-3H保护式、按钮数39只

8端子排TD-20/l520A、15节3只

10可编程序控制器S7—200SMART

10台

11网孔板通用650mmX500mmx50mm若干块网孔板

12电工工具通用包含工具、螺钉旋具.剥线钳等若干个

05器材准备

由项目分析可知，电动机顺序起动I/O分配见下表。（一）确定I/O分配表06项目实施输入输出输入继电器输入元件作用输出继电器输出元件I0.0按钮SB1启动Q0.0上段传输带A（M1）I0.1按钮SB2停止Q0.1中段传输带B（M2）I0.2过载保护

保护Q0.2下段传输带C（M3）

（二）PLC的外部接线图06项目实施（四）编写梯形图程序06项目实施【任务一程序设计】流水线起动按钮在起动的一刹那起到作用外，其他都没有再继续用到起动按钮，所以这里可以考虑用P指令来实现起动功能完成情景1程序设计。

（四）编写梯形图程序06项目实施【任务二程序设计】起动后，上段传送带A运行10s，将物品传送到到了中段传送带B上，然后，中段传送帯B运行10s,物品被传送到下段传送带C上，然后，下段传动带C运行10s,物品被传送到了储物箱中(一个物品的流水线传送过程结束)。

（四）编写梯形图程序06项目实施【任务三程序设计】

起动后，物品放入储物箱中10s后,下段传送带停止，10s后，中段传送带停止，10s后，上段传送带停止，按下流水线紧急停止按钮时，无论流水线处于何种状态,都将无条件停止当前动作。（五）程序调试06项目实施输入程序并传送到PLC，然后运行调试，观察是否符合要求，如不符合要求则检查接线及PLC程序，直至按要求运行。07项目评价1)检查选择的元器件是否齐全，熟悉各元器件功能及作用。2)熟悉任务要求和编程方法，并列出PLC的I/O表。3)熟悉脉冲式触点指令和定时器在多级传输带控制中的编程方法，能熟练应用编程软件编写程序。4)检查线路安装及程序运行否合理正确。1.检查内容。07项目评价。2.评估策略。项目内容评估内容评估标准配分学生自评学生互评教师评价专业技能知识掌握情况理解比较指令格式及应用方法10

元件选择与检测硬件元器件型号选择正确、用万用检测质量合格5

I/O分配合理列出I/O端口，画出PLC控制I/O端口接线图10

接线及布线工艺按照原理图，正确、规范接线。10

梯形图设计根据接线编写梯形图程序10

程序检查与运行并将程序传送、运行、监控25

方法自主学习能力预习及做好上课准备5

理解、总结能力能正确理解任务，善于总结5

创新能力选用新方法、新工艺效果好5

职业素养团队协作能力积极参与、小组协作5

语言表达能力观点表达清楚，展示效果好5

安全操作能力遵守安全操作规程5

合计100

08项目小结本项目以多级传输带为载体，完成脉冲式输出指令、定时器的学习，使学生掌握西门子PLC基本指令的应用。项目完成应使学生掌握下列技能：1）能掌握脉冲式输出指令的编程方法和编程技巧2）能掌握定时器的编程方法和编程技巧3）能掌握多级传输带的编程方法和编程技巧4）通过练习，将项目设计思路和解决问题能力融会贯通，编程能力逐步提升。感谢观看《PLC技术应用》（西门子）第一版PLC技术应用（西门子）01认识S7-200SMARTPLC02多级传输带控制系统03交通信号灯控制系统04霓虹灯控制系统CONTENTS目录模块一基础应用项目三交通信号灯控制系统01项目引入02项目目标03项目分析04知识准备05器材准备06项目实施CONTENTS项目内容03交通信号灯控制系统交通信号灯控制系统

随着社会发展和经济飞跃，城市交通的指挥变得越来越重要，而一个合理、安全、可靠的指挥系统是保障道路通畅的前提。十字路口车辆穿梭，行人熙攘，有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢?靠的是交通信号灯的自动指挥系统。图(a)一个十字路口，在该十字路口的东南西北四个方向分别装有红、黄、绿三色交通信号灯，具体过程如图(b)所示：南北红灯亮并维持40秒，在此期间东西绿灯亮35秒后闪烁3秒，然后东西黄灯亮2秒。再自动切换到东西红灯亮并维持40秒，在此期间南北绿灯亮35秒后闪烁3秒，然后南北黄灯亮2秒，如此循环往复。01项目引入图（a）图（b）理解十字路口交通信号灯控制系统的工作原理。掌握定时器的应用。掌握PLC编程的基本方法和技巧。掌握PLC外部接线及操作。应用PLC技术实现对交通信号灯的控制。02项目目标交通信号灯的控制是PLC控制系统中比较典型的一类控制。当控制开关SA1合上后计时开始，输出信号根据定时器的常开与常闭控制四个方向的交通灯按正常顺序动作。其控制时序图如图(c)所示。03项目分析

图（c）

定时器是PLC中常用的元件之一,在使用时要预置定时值，在运行过程中当定时器的输入条件满足时,当前值会从0开始安装一定的单位增加，当定时器的当前值到达设定值时，定时器开始动作，从而满足各种定时逻辑控制的需要。

S7-200系列PLC有256个定时器，按工作方式分为通电延时定时器(TON)，断电延时定时器(TOF)，记忆型通电延时定时器(TONR)，有1ms、10ms、100ms三种时基，定时器号决定了定时器的时基础。04知识准备

(一)定时器04知识准备

(一)定时器

通电延时定时器(TON)用于单一间隔的定时。当IN端接通时，定时器开始计时，当前值从0开始递增，计时到设定值PT时，定时器状态位置1，其常开触点接通，其后当前值仍增加，但不影响状态位。当前值的最大值为32767。当IN端断开时，定时器复位，当前值清0,状态位也清0。若IN端接通时间未到设定值就断开，定时器则立即复位，如图3所示。04知识准备

1.通电延时定时器(TON)

断电延时定时器(TOF)可以用于故障事件发生后的时间延时。断电延时型定时器用来在输入断开，延时一段时间后，才断开输出。IN端输入有效时，定时器输出状态位立即置1,当前值复位为0。IN端断开时，定时器开始计时，当前值从0递增，当前值达到预值时，定时器状态位复位为0,并停止计时，当前值保持。如果输入断开的时间，小于预定时间，定时器仍保持接通。IN再接通时，定时器当前值仍设为0，如图4所示。04知识准备

2.断电延时定时器(TOF)

记忆接通延时定时器(TONR)用于累计时间间隔的定时。当IN端接通，定时器开始计时，当前值递增，当前值大于或等于预置值(PT)时，输出状态位置1。IN断开时，当前值保持，当复位线圈有效时，定时器当前位清零，输出状态位置0。当IN端再次接通有效时，在原记忆值的基础上递增计时。注意:TONR记忆型通电延时型定时器采用线圈复位指令R进行复位操作。如图5所示04知识准备

3.记忆型通电延时定时器(TONR)05器材准备

序号名称型号规格数量1低压断路器4P4P，额定电流25A12熔断器RT18-322P

13熔断器RT18-323P

14按钮LA10-3H保护式、按钮数315端子排TD-20/15

16指示灯

红、黄、绿67可编程控制器S7-200PLCST6018电工常用工具通用包含万用表、剥线钳、螺钉旋具等19网孔板通用

110连接导线

若干由项目分析可知，交通信号灯控制系统I/O分配见下表。（一）确定I/O分配表06项目实施输入（I）输出（O）元件名称端口编号元件名称端口编号控制按钮SA1I0.0东西绿灯Q0.0

东西黄灯Q0.1

东西红灯Q0.2

南北绿灯Q0.3

南北黄灯Q0.4

南北红灯Q0.5（二）PLC的外部接线图06项目实施（三）按照接线图完成接线06项目实施（四）编写梯形图程序简单的梯形图可以借鉴继电器控制的电路图来设计，即在一些典型电路的基础上，根据被控对象对控制系统的具体要求，进行修改和完善，得到符合控制要求的梯形图，称为经验设计方法。根据控制要求直接设计控制程序步骤如下：步骤1：在准确了解控制要求后，合理地为控制系统中的信号分配I/O。步骤2：对于一些控制要求比较简单的输出信号，可直接写出它们的控制条件，依起、保、停电路的编程方法完成相应输出信号的编程；对于控制条件较复杂的输出信号，可借助辅助继电器来编程。步骤3：对于较复杂的控制，要正确分析控制要求，确定各输出信号的关键控制点。步骤4：确定了关键点后，根据运动状态选择控制原则，设计主令元件、检测元件和继电器等。（四）编写梯形图程序06项目实施（四）编写梯形图程序06项目实施（五）程序调试06项目实施1）输入程序并传送到PLC，然后运行调试，观察是否符合要求，如不符合要求则检查接线及PLC程序，直至按要求运行。2）按下启动按钮SA1，程序按顺序运行南北红灯亮并维持40秒，在此期间东西绿灯亮32秒后闪烁5秒，然后东西黄灯亮3秒。再自动切换到东西红灯亮并维持40秒，在此期间南北绿灯亮32秒后闪烁5秒，然后南北黄灯亮3秒，如此循环往复。感谢观看PLC技术应用（西门子）（第一版）04霓虹灯控制系统霓虹灯控制系统

城市、企业为展现自己的形象和产品,一般都会采用通过霓虹灯来烘托气氛，所以当我们夜晚走在大街上,马路两旁各色各样的霓虹灯广告随处可见。这就涉及到如何去控制霓虹灯的亮灭、闪烁时间及流动方向等诸多控制问题，现实中可通过PLC控制霓虹灯。本项目通过霓虹灯三个工作情景，分别学习比较指令、传输指令、移位指令等功能指令，使用功能指令实现霓虹灯控制。本控制系统主要是用于控制8盏霓虹灯按一定规律的亮灭。输入程序后可以通过硬件进行灯的自动闪烁，使光效果的变化更为丰富多彩，达到吸引人们注意的目的，如图1-3-1。本控制系统是用于控制8盏霓虹灯按一定规律的亮灭。输入程序后可以通过硬件进行灯的自动闪烁，使光效果的变化更为丰富多彩，达到吸引人们注意的目的，如图4-1。01项目引入图4-1霓虹灯示意图02项目目标Ø知识目标l熟悉＝＝、<＝、>＝、<、>、<>等比较指令的使用方法l熟悉MOV传输指令的使用方法l熟悉SHL/SHR左（右）移指令的使用方法Ø能力目标l能根据霓虹灯控制要求自定义I/O分配表，画出PLC控制霓虹灯系统的电路原理图l能够根据PLC电路原理图，独立完成PLC接线板的安装与检测l能够根据霓虹灯系统控制要求利用比较指令、传输指令、移位指令完成程序l会对所出现的故障进行排查与纠错Ø职业能力l通过编程提升学生逻辑思维能力与程序编写能力l通过PLC线路安装提升动手操作能力和团队协作精神Ø思政目标l培养学生科技兴国的爱国意识l培养培养学生安全操作，规范操作，文明生产的行为和团结协作的精神本项目通过霓虹灯三个任务，分别学习比较指令、传输指令、移位指令等功能指令，使用功能指令实现霓虹灯控制。用PLC对霓虹灯实现控制,其具体要求如下:任务1：8盏灯（HL1-HL8），要求按下启动按钮。每隔1S，顺序依次点亮。再依次灭灯，如此循环。按下停止按钮，停止工作。任务2：8盏灯（HL1-HL8），4个为一组，要求按下启动按钮。每隔1S交替亮一次，重复循环。按下停止按钮，停止工作。任务3：8盏灯（HL1-HL8），按下启动按钮，要求8盏灯从右到左逐个点亮，全部点亮时，再从左到右逐个熄灭。全部熄灭后，再从左到右逐个点亮，全部点亮时，再从右向左逐个熄灭，并不断重复上述过程。按下停止按钮，停止工作。03项目分析

比较指令用于两个操作数按一定条件的比较。操作数可以是整数，也可以是实数。比较运算符有＝＝、<＝、>＝、<、>、<>分别表示等于、小于等于、大于等于、小于、大于、不等于。比较运算的操作数有字节比较B（Byte）、整数比较I（Int）/W（Word）、双字比较D（DoubleInt/Word）与实数比较R（Real）等类型，其中字节比较用于无符号整数比较；整数比较、双字比较用于有符号整数比较；实数比较用于有符号双字浮点数比较。比较指令格式如下图所示。04知识准备

（一）比较指令电路工作原理如下：降压起动：先合上电源开降压起动：先合上电源开关QS关QSKM自锁触头闭合自锁按下SB1KMY线圈得电KMY常开触头闭合KM主触头闭合KMY主触头闭合电动机M接成Y形降压起动KMY联锁触头分断对KM△联锁KT线圈得电KT延时结束KT常闭触头分断04知识准备

比较指令应用举例：应用比较指令，产生断电6s、通电4s的脉冲输出信号。04知识准备

传送指令在不改变原存储单元值（内容）的情况下，将IN（输入端存储单元）的值复制到OUT（输出端存储单元）中。可用于存储单元的清零、程序初始化等场合。传输包括单个数据传送及一次性传送多个连续字块。每种又可依据传送数据的类型分为字节（MOVB）、字（MOVW）、双字（MOVD）或者实数（MOVR）等几种情况。传送指令格式如下图所示。（二）传送指令电路工作原理如下：降压起动：先合上电源开降压起动：先合上电源开关QS关QSKM自锁触头闭合自锁按下SB1KMY线圈得电KMY常开触头闭合KM主触头闭合KMY主触头闭合电动机M接成Y形降压起动KMY联锁触头分断对KM△联锁KT线圈得电KT延时结束KT常闭触头分断04知识准备

传输指令应用举例：利用传送指令实现多盏灯的启停控制，按下按钮1（I0.0），HL1-HL4亮；按下按钮2（I0.1），HL5-HL8亮；按下停止按钮（I0.2），灯灭。04知识准备

移位指令将DATA数值移入移位寄存器。移位指令包含左移和右移，循环左移和循环右移。根据所循环移位的数的长度分别又可分为字节型、字型、双字型。移位指令格式如下图所示。（三）移位指令电路工作原理如下：降压起动：先合上电源开降压起动：先合上电源开关QS关QSKM自锁触头闭合自锁按下SB1KMY线圈得电KMY常开触头闭合KM主触头闭合KMY主触头闭合电动机M接成Y形降压起动KMY联锁触头分断对KM△联锁KT线圈得电KT延时结束KT常闭触头分断04知识准备

移位指令应用举例：移位指令举例循环移位指令举例05器材准备

序号名称型号规格数量单位备注1安装板600*8001块网孔板2PLC西门子S-200SMART1台

3导轨DIN0.5m

4空气断路器DZ47-631只

5开关电源CDKU-S1只

6按钮LA4-3H1只

7指示灯DC24V9只

8端子排TD-15203只

10铜导线BVR-0.75mm210m

11紧固件M4*20螺杆M4*12螺杆若干只

12号码管直径4弹簧垫圈直径4螺母若干只

13走线槽TC3025若干m

14常用电工工具

套

15万用表MF471只05器材准备

PLC接线板元件布置图由项目分析可知，电动机顺序起动I/O分配见下表。（一）确定I/O分配表06项目实施输入输出输入继电器输入元件作用输出继电器输出元件I0.1按钮SB1启动Q0.0指示灯HL1T0.2按钮SB2停止Q0.1指示灯HL2

Q0.2指示灯HL3

Q0.3指示灯HL4

Q0.4指示灯HL5

Q0.5指示灯HL6

Q0.6指示灯HL7

Q0.7指示灯HL8（二）PLC的外部接线图06项目实施（三）按照接线图完成接线06项目实施输入端接线示意图输出端接线示意图（四）编写梯形图程序06项目实施【任务一程序设计】8盏灯（HL1-HL8），要求按下启动按钮。每隔1S，顺序依次点亮。再依次灭灯，如此循环。按下停止按钮，停止工作。通过分析控制要求可以得到8盏灯的工作情况如下表，利用比较指令完成情景1程序设计。

灯时间1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12S13S14S15S16SHL1亮亮亮亮亮亮亮亮亮

HL2

亮亮亮亮亮亮亮亮亮

HL3

亮亮亮亮亮亮亮亮亮

HL4

亮亮亮亮亮亮亮亮亮

HL5

亮亮亮亮亮亮亮亮亮

HL6

亮亮亮亮亮亮亮亮亮

HL7

亮亮亮亮亮亮亮亮亮

HL8

亮亮亮亮亮亮亮亮亮（四）编写梯形图程序06项目实施【任务一程序设计】（四）编写梯形图程序06项目实施【任务二程序设计】8盏灯（HL1-HL8），4个为一组，要求按下启动按钮。每隔1S交替亮一次，重复循环。按下停止按钮，停止工作。通过分析控制要求可得到8盏灯的工作情况如下表，利用传送指令完成程序设计。

灯时间1S2S……HL1(Q0.0)-HL4(Q0.3)亮

循环HL5(Q0.4)-HL8(Q0.7)

亮循环（四）编写梯形图程序06项目实施【任务二程序设计】（四）编写梯形图程序06项目实施【任务三程序设计】8盏灯（HL1-HL8），按下启动按钮，要求8盏灯从右到左逐个点亮，全部点亮时，再从左到右逐个熄灭。全部熄灭后，再从左到右逐个点亮，全部点亮时，再从右向左逐个熄灭，并不断重复上述过程。按下停止按钮，停止工作。

（四）编写梯形图程序06项目实施【任务三程序设计（续）】

任务三霓虹灯程序（五）程序调试06项目实施输入程序并传送到PLC，然后运行调试，观察是否符合要求，如不符合要求则检查接线及PLC程序，直至按要求运行。07项目评价1)检查选择的元器件是否齐全，熟悉各元器件功能及作用。2)熟悉任务要求和比较指令编程方法，并列出PLC的I/O表。3)熟悉比较指令在霓虹灯控制中的编程方法，能熟练应用编程软件编写程序。4)检查线路安装及程序运行否合理正确。1.检查内容。PLC接线板元件布置图07项目评价。2.评估策略。项目内容评估内容评估标准配分学生自评学生互评教师评价专业技能知识掌握情况理解比较指令格式及应用方法10

元件选择与检测硬件元器件型号选择正确、用万用检测质量合格5

I/O分配合理列出I/O端口，画出PLC控制I/O端口接线图10

接线及布线工艺按照原理图，正确、规范接线。10

梯形图设计根据接线编写梯形图程序10

程序检查与运行并将程序传送、运行、监控25

方法自主学习能力预习及做好上课准备5

理解、总结能力能正确理解任务，善于总结5

创新能力选用新方法、新工艺效果好5

职业素养团队协作能力积极参与、小组协作5

语言表达能力观点表达清楚，展示效果好5

安全操作能力遵守安全操作规程5

合计100

08项目小结本项目以霓虹灯控制为载体，完成比较指令、传输指令、移位指令等功能指令的学习，使学生掌握西门子PLC基本功能指令的应用。项目完成应使学生掌握下列技能：1）能掌握比较(＝＝、<＝、>＝、<、>、<>)指令的编程方法和编程技巧2）能掌握传输（MOV）指令的编程方法和编程技巧3）能掌握移位指令（SHL/SHR）的编程方法和编程技巧4）通过练习，将功能指令融会贯通，编程能力逐步提升。感谢观看《PLC技术应用》（西门子）第一版编写组PLC技术应用（S7-200SMART）（第二版）05四层电梯控制系统06地下停车场车辆控制系统07工业机械手控制系统08罐装生产线包装控制系统CONTENTS目录模块二典型应用05四层电梯控制系统模块二四层电梯控制系统任务一曳引机的PLC控制CONTENTS项目内容任务二门电机的PLC控制任务三四层电梯的PLC控制任务一曳引机的PLC控制任务一曳引机的PLC控制01学习目标02任务要求03知识准备04任务实施05任务评价CONTENTS任务内容了解垂直升降电梯的结构与工作原理；掌握曳引机正反转及制动控制的工作原理；掌握曳引机的PLC程序设计、接线与调试。01学习目标四层电梯控制系统随着建筑楼层的不断增加，高层的垂直运输成为了一个急需解决的重要问题。电梯因此得到了广泛应用，它不仅方便人类在建筑中轻松舒适的上下行走，还能用来运载货物，减轻人工搬运负担。两层电梯的曳引机控制要求如下：一楼门厅设有向上呼梯按钮SB1，二楼门厅设有向下呼梯按钮SB2。上电后轿厢停于一楼，一楼位置开关SQ1接通，一楼指示灯点亮。当二层有人按下按钮SB2时，轿厢上升，一楼指示灯熄灭，上升指示灯点亮；至位置开关SQ2时轿厢停止，上升指示灯熄灭，二楼指示灯点亮。当一层有人按下按钮SB1时轿厢下降，二楼指示灯熄灭，下降指示灯点亮；降至SQ1时轿厢停止，下降指示灯熄灭，一楼指示灯点亮。02任务要求

03知识准备

（一）垂直升降电梯的结构和工作原理垂直升降电梯主要由曳引设备、导轨、对重装置、安全装置(如限速器、张紧装置、紧急终端开关和缓冲器等)、信号操控系统、轿厢与厅门等组成，如图5-1所示。电梯的工作原理是动力电能通过电气控制线路向曳引机供电，曳引机旋转带动钢丝绳拉动电梯井内的轿厢做上下运行动作。03知识准备1-电源开关；2-电气控制柜；3-曳引电动机；4-抱闸；5-减速箱；6-曳引轮；7-曳引机机座；8-导向轮；9-限速器；10-导轨支架；11-曳引钢丝绳；12-开关碰铁；13-紧急终端开关；14-轿厢架；15-轿厢门；16-导轨；17-对重；18-补偿链；19-补偿链导轮；20-张紧装置；21-井道传感器；22-开门机；23-轿厢内操控面板；24-轿厢壁；25-随行电缆；26-轿厢外呼梯面板；27-厅门；28-