S7-300系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計

1、第8章 S7-300系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計第8章 S7-300系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計 8.1 PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容和步驟應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容和步驟 8.2 PLC應(yīng)用系統(tǒng)的硬件設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)的硬件設(shè)計 8.3 PLC應(yīng)用系統(tǒng)的軟件設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)的軟件設(shè)計 8.4 PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例第8章 S7-300系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計8.1 PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容和步驟應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容和步驟 按照規(guī)范的設(shè)計步驟進行按照規(guī)范的設(shè)計步驟進行PLC系統(tǒng)設(shè)計，可以提高工作效率。系統(tǒng)設(shè)計，可以提高工作效率。8.1.1 系統(tǒng)設(shè)計的原則與內(nèi)容系統(tǒng)設(shè)計的原則與內(nèi)容 1設(shè)計原則設(shè)計原則 (1) 最大限

2、度地滿足被控設(shè)備或生產(chǎn)過程的控制要求；最大限度地滿足被控設(shè)備或生產(chǎn)過程的控制要求； (2) 在滿足控制要求的前提下，力求簡單、經(jīng)濟，操作方便；在滿足控制要求的前提下，力求簡單、經(jīng)濟，操作方便； (3) 保證控制系統(tǒng)工作安全可靠；保證控制系統(tǒng)工作安全可靠； (4) 考慮到今后的發(fā)展改進，應(yīng)適當(dāng)留有進一步擴展的余地。考慮到今后的發(fā)展改進，應(yīng)適當(dāng)留有進一步擴展的余地。第8章 S7-300系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計 2設(shè)計內(nèi)容設(shè)計內(nèi)容 (1) 擬定控制系統(tǒng)設(shè)計的技術(shù)條件，它是整個設(shè)計的依據(jù)；擬定控制系統(tǒng)設(shè)計的技術(shù)條件，它是整個設(shè)計的依據(jù)； (2) 選擇電氣傳動形式和電動機、電磁閥等執(zhí)行機構(gòu)；選擇電氣傳動形

3、式和電動機、電磁閥等執(zhí)行機構(gòu)； (3) 選定選定PLC的型號；的型號； (4) 編制編制PLC的輸入的輸入/輸出分配表或繪制輸入輸出分配表或繪制輸入/輸出端子接線圖；輸出端子接線圖； (5) 根據(jù)系統(tǒng)要求編寫軟件說明書，然后再進行程序設(shè)計；根據(jù)系統(tǒng)要求編寫軟件說明書，然后再進行程序設(shè)計； (6) 重視人機界面的設(shè)計，增強人與機器之間的友善關(guān)系；重視人機界面的設(shè)計，增強人與機器之間的友善關(guān)系； (7) 設(shè)計操作臺、電氣柜及非標(biāo)準(zhǔn)電器元部件；設(shè)計操作臺、電氣柜及非標(biāo)準(zhǔn)電器元部件； (8) 編寫設(shè)計說明書和使用說明書。編寫設(shè)計說明書和使用說明書。第8章 S7-300系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計8.1.2

4、系統(tǒng)設(shè)計和調(diào)試的主要步驟系統(tǒng)設(shè)計和調(diào)試的主要步驟1深入了解和分析被控對象的工藝條件和控制要求深入了解和分析被控對象的工藝條件和控制要求2確定確定I/O設(shè)備，常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開關(guān)、行程開設(shè)備，常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、傳感器等，常用的輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、指示燈、關(guān)、傳感器等，常用的輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、指示燈、電磁閥等。電磁閥等。3選擇合適的選擇合適的PLC類型，類型， 根據(jù)已確定的用戶根據(jù)已確定的用戶I/O設(shè)備，統(tǒng)計所設(shè)備，統(tǒng)計所需的輸入信號和輸出信號的點數(shù)，選擇合適的需的輸入信號和輸出信號的點數(shù)，選擇合適的PLC類型。類型。4分配分配I/O點，編制出輸入點

5、，編制出輸入/輸出端子的接線圖。輸出端子的接線圖。5設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)梯形圖程序，這一步是整個應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計最核設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)梯形圖程序，這一步是整個應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計最核心的工作。心的工作。第8章 S7-300系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計6將程序輸入將程序輸入PLC，當(dāng)使用計算機上編程時，可將程序下載到，當(dāng)使用計算機上編程時，可將程序下載到PLC中。中。7進行軟件測試，在將進行軟件測試，在將PLC連接到現(xiàn)場設(shè)備上之前，必須進行連接到現(xiàn)場設(shè)備上之前，必須進行軟件測試，以排除程序中的錯誤。軟件測試，以排除程序中的錯誤。 8應(yīng)用系統(tǒng)整體調(diào)試，在應(yīng)用系統(tǒng)整體調(diào)試，在PLC軟硬件設(shè)計和控制柜及現(xiàn)場施工軟硬件設(shè)計和控制柜及現(xiàn)

6、場施工完成后，就可以進行整個系統(tǒng)的聯(lián)機調(diào)試。調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題完成后，就可以進行整個系統(tǒng)的聯(lián)機調(diào)試。調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題要逐一排除，直至調(diào)試成功。要逐一排除，直至調(diào)試成功。 9編制技術(shù)文件，編制技術(shù)文件， 系統(tǒng)技術(shù)文件包括功能說明書、電氣原理系統(tǒng)技術(shù)文件包括功能說明書、電氣原理圖、電器布置圖、電氣元件明細(xì)表、圖、電器布置圖、電氣元件明細(xì)表、PLC梯形圖等。梯形圖等。第8章 S7-300系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計8.2 PLC應(yīng)用系統(tǒng)的硬件設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)的硬件設(shè)計8.2.1 PLC選型選型 在滿足控制要求的前提下，選型時應(yīng)選擇最佳的性能價格在滿足控制要求的前提下，選型時應(yīng)選擇最佳的性能價格比，具體應(yīng)考慮以下

7、幾點。比，具體應(yīng)考慮以下幾點。 1性能與任務(wù)相適應(yīng)性能與任務(wù)相適應(yīng) 2PLC的處理速度應(yīng)滿足實時控制的要求的處理速度應(yīng)滿足實時控制的要求 3PLC應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理、機型系列應(yīng)統(tǒng)一應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理、機型系列應(yīng)統(tǒng)一 4在線編程和離線編程的選擇在線編程和離線編程的選擇第8章 S7-300系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計8.2.2 PLC容量估算容量估算 PLC容量包括兩個方面：一是容量包括兩個方面：一是I/O的點數(shù)，二是用戶存儲器的點數(shù)，二是用戶存儲器的的 容量。容量。 1I/O點數(shù)的估算點數(shù)的估算 根據(jù)功能說明書，可統(tǒng)計出根據(jù)功能說明書，可統(tǒng)計出PLC系統(tǒng)的開關(guān)量系統(tǒng)的開關(guān)量I/O點數(shù)及模點數(shù)及模擬量擬量I

8、/O通道數(shù)，以及開關(guān)量和模擬量的信號類型。應(yīng)在統(tǒng)計后通道數(shù)，以及開關(guān)量和模擬量的信號類型。應(yīng)在統(tǒng)計后得出得出I/O總點數(shù)的基礎(chǔ)上，增加總點數(shù)的基礎(chǔ)上，增加1015的裕量。選定的的裕量。選定的PLC機型的機型的I/O能力極限值必須大于能力極限值必須大于I/O點數(shù)估算值，并應(yīng)盡量避免點數(shù)估算值，并應(yīng)盡量避免使使PLC能力接近飽和，一般應(yīng)留有能力接近飽和，一般應(yīng)留有30左右的裕量。左右的裕量。第8章 S7-300系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計 2. 存儲器容量估算存儲器容量估算 用戶應(yīng)用程序占用多少內(nèi)存與許多因素有關(guān)，如用戶應(yīng)用程序占用多少內(nèi)存與許多因素有關(guān)，如I/O點數(shù)、點數(shù)、控制要求、運算處理量、程序結(jié)

9、構(gòu)等。因此在程序設(shè)計之前只控制要求、運算處理量、程序結(jié)構(gòu)等。因此在程序設(shè)計之前只能粗略的估算。根據(jù)經(jīng)驗，每個能粗略的估算。根據(jù)經(jīng)驗，每個I/O點及有關(guān)功能器件占用的內(nèi)點及有關(guān)功能器件占用的內(nèi)存大致如下：存大致如下： 所需存儲器容量所需存儲器容量(KB)(11.25)(DI10DO8AI/O100CP300)/1024其中：其中：DI為數(shù)字量輸入總點數(shù)；為數(shù)字量輸入總點數(shù)；DO為數(shù)字量輸出總點數(shù)；為數(shù)字量輸出總點數(shù)；AI/AO為模擬量為模擬量I/O通道總數(shù)；通道總數(shù)；CP為通信接口總數(shù)。為通信接口總數(shù)。第8章 S7-300系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計8.2.3 I/O模塊的選擇模塊的選擇 1開關(guān)量輸入

10、模塊的選擇開關(guān)量輸入模塊的選擇 PLC的輸入模塊用來檢測來自現(xiàn)場的輸入模塊用來檢測來自現(xiàn)場(如按鈕、行程開關(guān)、溫如按鈕、行程開關(guān)、溫控開關(guān)、壓力開關(guān)等控開關(guān)、壓力開關(guān)等)電平信號，并將其轉(zhuǎn)換為電平信號，并將其轉(zhuǎn)換為PLC內(nèi)部的低電內(nèi)部的低電平信號。開關(guān)量輸入模塊按輸入點數(shù)分，常用的有平信號。開關(guān)量輸入模塊按輸入點數(shù)分，常用的有8點、點、12點、點、16點、點、32點等；按工作電壓分，常用的有直流點等；按工作電壓分，常用的有直流5 V、12 V、24 V，交流交流110 V、220 V等；按外部接線方式又可分為匯點輸入、分等；按外部接線方式又可分為匯點輸入、分隔輸入等。隔輸入等。第8章 S7-3

11、00系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計 選擇輸入模塊主要應(yīng)考慮以下兩點：選擇輸入模塊主要應(yīng)考慮以下兩點： (1) 根據(jù)現(xiàn)場輸入信號根據(jù)現(xiàn)場輸入信號(如按鈕、行程開關(guān)如按鈕、行程開關(guān))與與PLC輸入模塊輸入模塊距離的遠(yuǎn)近來選擇電壓的高低。一般，距離的遠(yuǎn)近來選擇電壓的高低。一般，24 V以下屬低電平，其以下屬低電平，其傳輸距離不宜太遠(yuǎn)。如傳輸距離不宜太遠(yuǎn)。如12 V電壓模塊一般不超過電壓模塊一般不超過10 m，距離較，距離較遠(yuǎn)的設(shè)備選用較高電壓模塊比較可靠。遠(yuǎn)的設(shè)備選用較高電壓模塊比較可靠。 (2) 高密度的輸入模塊，如高密度的輸入模塊，如32點輸入模塊，允許同時接通的點輸入模塊，允許同時接通的點數(shù)取決于輸入

12、電壓和環(huán)境溫度。一般，同時接通的點數(shù)不得點數(shù)取決于輸入電壓和環(huán)境溫度。一般，同時接通的點數(shù)不得超過總輸入點數(shù)的超過總輸入點數(shù)的60。第8章 S7-300系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計 2開關(guān)量輸出模塊的選擇開關(guān)量輸出模塊的選擇 輸出模塊的任務(wù)是將輸出模塊的任務(wù)是將PLC內(nèi)部低電平的控制信號轉(zhuǎn)換為外部所內(nèi)部低電平的控制信號轉(zhuǎn)換為外部所需電平的輸出信號，驅(qū)動外部負(fù)載。輸出模塊有三種輸出方式：繼需電平的輸出信號，驅(qū)動外部負(fù)載。輸出模塊有三種輸出方式：繼電器輸出、雙向可控硅輸出和晶體管輸出。電器輸出、雙向可控硅輸出和晶體管輸出。 1) 輸出方式的選擇輸出方式的選擇 繼電器輸出價格便宜，使用電壓范圍廣，導(dǎo)通壓降

13、小，承受瞬繼電器輸出價格便宜，使用電壓范圍廣，導(dǎo)通壓降小，承受瞬間過電壓和過電流的能力較強，且有隔離作用。但繼電器有觸點，間過電壓和過電流的能力較強，且有隔離作用。但繼電器有觸點，壽命較短，且響應(yīng)速度較慢，適用于動作不頻繁的交壽命較短，且響應(yīng)速度較慢，適用于動作不頻繁的交/直流負(fù)載。當(dāng)直流負(fù)載。當(dāng)驅(qū)動電感性負(fù)載時，最大開閉頻率不得超過驅(qū)動電感性負(fù)載時，最大開閉頻率不得超過1 Hz。 晶閘管輸出晶閘管輸出(交流交流)和晶體管輸出和晶體管輸出(直流直流)都屬于無觸點開關(guān)輸出，都屬于無觸點開關(guān)輸出，適用于通斷頻繁的感性負(fù)載。感性負(fù)載在斷開瞬間會產(chǎn)生較高的反適用于通斷頻繁的感性負(fù)載。感性負(fù)載在斷開瞬間

14、會產(chǎn)生較高的反壓，必須采取抑制措施。壓，必須采取抑制措施。第8章 S7-300系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計2) 輸出電流的選擇輸出電流的選擇 模塊的輸出電流必須大于負(fù)載電流的額定值，如果負(fù)載電模塊的輸出電流必須大于負(fù)載電流的額定值，如果負(fù)載電流較大，輸出模塊不能直接驅(qū)動，則應(yīng)增加中間放大環(huán)節(jié)。對流較大，輸出模塊不能直接驅(qū)動，則應(yīng)增加中間放大環(huán)節(jié)。對于電容性負(fù)載、熱敏電阻負(fù)載，考慮到接通時有沖擊電流，故于電容性負(fù)載、熱敏電阻負(fù)載，考慮到接通時有沖擊電流，故要留有足夠的裕量。要留有足夠的裕量。3) 允許同時接通的輸出點數(shù)允許同時接通的輸出點數(shù) 在選用輸出模塊時，還要看整個輸出模塊的滿負(fù)荷能力，在選用輸出

15、模塊時，還要看整個輸出模塊的滿負(fù)荷能力，如如OMRON公司的公司的CQM1-OC222是是16點輸出模塊，每個點允許點輸出模塊，每個點允許通過電流通過電流2 A(AC250 V/DC24 V)。但整個模塊允許通過的最大。但整個模塊允許通過的最大電流僅電流僅8 A。第8章 S7-300系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計8.2.4 分配輸入分配輸入/輸出點輸出點 一般輸入點與輸入信號、輸出點與輸出控制是一一對應(yīng)的；一般輸入點與輸入信號、輸出點與輸出控制是一一對應(yīng)的；在個別情況下，也有兩個信號用一個輸入點的，那樣就應(yīng)在接入在個別情況下，也有兩個信號用一個輸入點的，那樣就應(yīng)在接入輸入點前，按邏輯關(guān)系接好線輸入點前

16、，按邏輯關(guān)系接好線(如兩個觸點先串聯(lián)或并聯(lián)如兩個觸點先串聯(lián)或并聯(lián))，然后，然后再接到輸入點。再接到輸入點。1. 明確明確I/O通道范圍通道范圍 不同型號的不同型號的PLC，其輸入，其輸入/輸出通道的范圍是不一樣的，應(yīng)根輸出通道的范圍是不一樣的，應(yīng)根據(jù)所選據(jù)所選PLC型號，弄清相應(yīng)的型號，弄清相應(yīng)的I/O點地址的分配。點地址的分配。第8章 S7-300系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計2. 內(nèi)部輔助繼電器內(nèi)部輔助繼電器 內(nèi)部輔助繼電器不對外輸出，不能直接連接外部器件，而內(nèi)部輔助繼電器不對外輸出，不能直接連接外部器件，而是在控制其他繼電器、定時器、計數(shù)器時作數(shù)據(jù)存儲或數(shù)據(jù)處是在控制其他繼電器、定時器、計數(shù)器時

17、作數(shù)據(jù)存儲或數(shù)據(jù)處理用。根據(jù)程序設(shè)計的需要，應(yīng)合理安排理用。根據(jù)程序設(shè)計的需要，應(yīng)合理安排PLC的內(nèi)部輔助繼電的內(nèi)部輔助繼電器，在設(shè)計說明書中應(yīng)詳細(xì)列出各內(nèi)部輔助繼電器在程序中的器，在設(shè)計說明書中應(yīng)詳細(xì)列出各內(nèi)部輔助繼電器在程序中的用途，避免重復(fù)使用。用途，避免重復(fù)使用。3分配定時器分配定時器/計數(shù)器計數(shù)器 對用到定時器和計數(shù)器的控制系統(tǒng)，注意定時器和計數(shù)器對用到定時器和計數(shù)器的控制系統(tǒng)，注意定時器和計數(shù)器的編號不能相同。若掃描時間較長，則要使用高速定時器以保的編號不能相同。若掃描時間較長，則要使用高速定時器以保證計時準(zhǔn)確。證計時準(zhǔn)確。第8章 S7-300系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計8.2.5 安全

18、回路設(shè)計安全回路設(shè)計 安全回路起保護人身安全和設(shè)備安全的作用，它應(yīng)能獨立于安全回路起保護人身安全和設(shè)備安全的作用，它應(yīng)能獨立于PLC工作，并采用非半導(dǎo)體的機電元件以硬接線方式構(gòu)成。工作，并采用非半導(dǎo)體的機電元件以硬接線方式構(gòu)成。 確保系統(tǒng)安全的硬接線邏輯回路，在以下幾種情況下將發(fā)揮確保系統(tǒng)安全的硬接線邏輯回路，在以下幾種情況下將發(fā)揮安全保護作用：安全保護作用： PLC或機電元件檢測到設(shè)備發(fā)生緊急異常狀態(tài)或機電元件檢測到設(shè)備發(fā)生緊急異常狀態(tài)時；時； PLC失控時；失控時； 操作人員需要緊急干預(yù)時。操作人員需要緊急干預(yù)時。 設(shè)計安全回路的任務(wù)包括以下內(nèi)容：設(shè)計安全回路的任務(wù)包括以下內(nèi)容： (1)

19、確定控制回路之間邏輯和操作上的互鎖關(guān)系；確定控制回路之間邏輯和操作上的互鎖關(guān)系； (2) 設(shè)計硬回路以提供對過程中重要設(shè)備的手動安全性干預(yù)手設(shè)計硬回路以提供對過程中重要設(shè)備的手動安全性干預(yù)手段；段； (3) 為為PLC定義故障形式和重新啟動特性。定義故障形式和重新啟動特性。第8章 S7-300系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計8.3 PLC應(yīng)用系統(tǒng)的軟件設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)的軟件設(shè)計8.3.1 PLC應(yīng)用軟件設(shè)計的內(nèi)容應(yīng)用軟件設(shè)計的內(nèi)容 PLC應(yīng)用軟件的設(shè)計是一項十分復(fù)雜的工作，它要求設(shè)計應(yīng)用軟件的設(shè)計是一項十分復(fù)雜的工作，它要求設(shè)計人員既要有人員既要有PLC、計算機程序設(shè)計的基礎(chǔ)，又要有自動控制的、計算機程序設(shè)

20、計的基礎(chǔ)，又要有自動控制的技術(shù)，還要有一定的現(xiàn)場實踐經(jīng)驗。技術(shù)，還要有一定的現(xiàn)場實踐經(jīng)驗。 一個實用的一個實用的PLC軟件工程的設(shè)計通常要涉及以下幾個方面的軟件工程的設(shè)計通常要涉及以下幾個方面的內(nèi)容：內(nèi)容：(1) PLC軟件功能的分析與設(shè)計；軟件功能的分析與設(shè)計；(2) I/O信號及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計；信號及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計；第8章 S7-300系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(3) 程序結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計；程序結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計；(4) 軟件設(shè)計規(guī)格說明書編制；軟件設(shè)計規(guī)格說明書編制；(5) 用編程語言、用編程語言、PLC指令進行程序設(shè)計；指令進行程序設(shè)計；(6) 軟件測試；軟件測試；(7) 程序使用說明書

21、編制。程序使用說明書編制。8.3.2 PLC應(yīng)用系統(tǒng)的軟件設(shè)計步驟應(yīng)用系統(tǒng)的軟件設(shè)計步驟 根據(jù)可編程序控制器系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝要求，在軟件根據(jù)可編程序控制器系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝要求，在軟件規(guī)格說明書的基礎(chǔ)上，編制實際應(yīng)用程序并形成程序說明書的過規(guī)格說明書的基礎(chǔ)上，編制實際應(yīng)用程序并形成程序說明書的過程就是應(yīng)用系統(tǒng)的軟件設(shè)計。程就是應(yīng)用系統(tǒng)的軟件設(shè)計。第8章 S7-300系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計1. 制定設(shè)備運行方案制定設(shè)備運行方案 制定方案就是根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，分析各輸入、輸出與制定方案就是根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，分析各輸入、輸出與各種操作之間的邏輯關(guān)系，確定需要檢測的量和控制的方法，各種操

22、作之間的邏輯關(guān)系，確定需要檢測的量和控制的方法，并設(shè)計出系統(tǒng)中各設(shè)備的操作內(nèi)容和操作順序。據(jù)此便可畫出并設(shè)計出系統(tǒng)中各設(shè)備的操作內(nèi)容和操作順序。據(jù)此便可畫出流程圖。流程圖。2. 畫控制流程圖畫控制流程圖 對于較復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)，需要繪制系統(tǒng)控制流程圖，用以對于較復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)，需要繪制系統(tǒng)控制流程圖，用以清楚地表明動作的順序和條件。對于簡單的控制系統(tǒng)，可省去清楚地表明動作的順序和條件。對于簡單的控制系統(tǒng)，可省去這一步。這一步。第8章 S7-300系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計3. 制定系統(tǒng)的抗干擾措施制定系統(tǒng)的抗干擾措施 根據(jù)現(xiàn)場工作環(huán)境、干擾源的性質(zhì)等因素，綜合制定系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場工作環(huán)境、干擾源的性質(zhì)等

23、因素，綜合制定系統(tǒng)的硬件和軟件抗干擾措施，如硬件上的電源隔離、信號濾波，的硬件和軟件抗干擾措施，如硬件上的電源隔離、信號濾波，軟件上的平均值濾波等。軟件上的平均值濾波等。4. 編寫程序編寫程序 根據(jù)被控對象的輸入根據(jù)被控對象的輸入/輸出信號及所選定的輸出信號及所選定的PLC型號分配型號分配PLC的硬件資源，為梯形圖的各種繼電器或接點進行編號，再的硬件資源，為梯形圖的各種繼電器或接點進行編號，再按照軟件規(guī)格說明書按照軟件規(guī)格說明書(技術(shù)要求、編制依據(jù)、測試技術(shù)要求、編制依據(jù)、測試)，用梯形圖，用梯形圖進行編程。進行編程。第8章 S7-300系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計 5. 軟件測試軟件測試 剛編寫好

24、的程序難免有缺陷或錯誤。為了及時發(fā)現(xiàn)和消除剛編寫好的程序難免有缺陷或錯誤。為了及時發(fā)現(xiàn)和消除程序中的錯誤和缺陷，需要對程序進行離線測試。經(jīng)調(diào)試、排程序中的錯誤和缺陷，需要對程序進行離線測試。經(jīng)調(diào)試、排錯、修改及模擬運行后，才能正式投入運行。錯、修改及模擬運行后，才能正式投入運行。6. 編制程序使用說明書編制程序使用說明書 當(dāng)一項軟件工程完成后，為了便于用戶和現(xiàn)場調(diào)試人員的使當(dāng)一項軟件工程完成后，為了便于用戶和現(xiàn)場調(diào)試人員的使用，應(yīng)對所編制的程序進行說明，說明書應(yīng)包括程序設(shè)計的依用，應(yīng)對所編制的程序進行說明，說明書應(yīng)包括程序設(shè)計的依據(jù)、結(jié)構(gòu)、功能、流程圖，各項功能單元的分析，據(jù)、結(jié)構(gòu)、功能、流程

25、圖，各項功能單元的分析，PLC的的I/O信信號，軟件程序操作使用的步驟、注意事項等。號，軟件程序操作使用的步驟、注意事項等。第8章 S7-300系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計8.4 PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例 機械手控制系統(tǒng)設(shè)計機械手控制系統(tǒng)設(shè)計 1. 工藝過程及控制要求工藝過程及控制要求 1) 工藝過程工藝過程 圖圖8.1所示為一簡易物料搬運機械手的工藝流程圖。該機械所示為一簡易物料搬運機械手的工藝流程圖。該機械手是一個水平手是一個水平/垂直位移的機械設(shè)備，其操作是將工件從左工作垂直位移的機械設(shè)備，其操作是將工件從左工作臺搬運到右工作臺，由光耦合器臺搬運到右工作臺，由光耦合器VLC來檢測

26、工作臺上有沒有工來檢測工作臺上有沒有工件。機械手通常位于原點，它的動作全部由氣缸驅(qū)動，而氣缸件。機械手通常位于原點，它的動作全部由氣缸驅(qū)動，而氣缸則由相應(yīng)的電磁閥控制。其中，上升則由相應(yīng)的電磁閥控制。其中，上升/下降和左移下降和左移/右移分別由雙右移分別由雙線圈二位電磁閥控制，放松線圈二位電磁閥控制，放松/夾緊由一個單線圈二位電磁閥夾緊由一個單線圈二位電磁閥(稱為稱為夾緊電磁閥夾緊電磁閥)控制。控制。第8章 S7-300系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計圖圖8.1 搬運機械手工藝流程圖搬運機械手工藝流程圖A工件夾緊放松Q4.4VLC I1.5Q4.0Q4.1下降上升B左移 Q4.3右移 Q4.2第8章 S

27、7-300系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計 2) 控制要求控制要求 機械手整個搬運過程要求都能自動控制。在啟動過程中能切換機械手整個搬運過程要求都能自動控制。在啟動過程中能切換到手動控制及自動控制或半自動控制到手動控制及自動控制或半自動控制(又稱單周期控制又稱單周期控制)，以便對設(shè)，以便對設(shè)備進行調(diào)整和檢修。圖備進行調(diào)整和檢修。圖8.2是機械手控制系統(tǒng)的邏輯流程圖。系統(tǒng)是機械手控制系統(tǒng)的邏輯流程圖。系統(tǒng)啟動之前，機械手處于原始位置，條件是機械手在高位左位。啟動之前，機械手處于原始位置，條件是機械手在高位左位。 原位啟動工件停止下降低位夾緊延時上升高位右移右位左位左移高位上升延時松開低位下降圖圖8.2 機

28、械手控制的程序流程圖機械手控制的程序流程圖第8章 S7-300系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計 2. 可編程序控制器選型可編程序控制器選型 1) 硬件配置硬件配置 系統(tǒng)輸入信號有系統(tǒng)輸入信號有3個啟動按鈕，個啟動按鈕，4個限位開關(guān)，個限位開關(guān)，5個手動輸入個手動輸入信號，信號，1個有工件檢測信號，共計個有工件檢測信號，共計14個數(shù)字量輸入信號；輸出信個數(shù)字量輸入信號；輸出信號有機械手上升號有機械手上升/下降驅(qū)動信號左移下降驅(qū)動信號左移/右移驅(qū)動信號和機械手夾右移驅(qū)動信號和機械手夾緊驅(qū)動信號，共有緊驅(qū)動信號，共有5個數(shù)字量輸出信號。個數(shù)字量輸出信號。不需模擬量模塊，選擇不需模擬量模塊，選擇S7-300系列

29、的系列的CPU313，加上數(shù)字量輸入模塊，加上數(shù)字量輸入模塊SM321及輸出模塊及輸出模塊SM322就可以滿足要求，而且還有一定的裕量。就可以滿足要求，而且還有一定的裕量。 2) I/O地址分配地址分配 將將14個輸入信號、個輸入信號、5個輸出信號與個輸出信號與PLC的的I/O端一一對應(yīng)，端一一對應(yīng)，編排好地址，如表編排好地址，如表6.1所示。所示。第8章 S7-300系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計表表8.1 I/O地址分配地址分配第8章 S7-300系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(1) 夾緊定時器T1，定時5 s；(2) 放松定時器T2，定時5 s；(3) 自動方式標(biāo)志M0.0；(4) 單動方式標(biāo)志M0.1

30、；(5) 手動方式標(biāo)志M0.2；(6) 結(jié)束標(biāo)志M0.5。3) 其它地址分配其它地址分配第8章 S7-300系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計 3. 機械手程序設(shè)計機械手程序設(shè)計 1) 邏輯功能塊邏輯功能塊(子程序子程序) 邏輯功能塊包括兩個部分：自動方式或單動方式控制邏輯功能塊包括兩個部分：自動方式或單動方式控制(FC10)和手動方式控制和手動方式控制(FC11)。 (1) 自動方式或單動方式控制自動方式或單動方式控制(FC10)的具體程序的具體程序(梯形圖表梯形圖表示示)如圖如圖8.3所示。所示。 (2) 手動方式控制手動方式控制(FC11)的具體程序的具體程序(梯形圖表示梯形圖表示)如圖如圖8.4所

31、示。所示。第8章 S7-300系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計第8章 S7-300系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計網(wǎng)絡(luò)5：機械手上升到位，停止上升并啟動右移控制Q4.1I0.6I0.4Q4.3(R)(P)M1.4(S)Q4.2Q4.1網(wǎng)絡(luò)6：機械手右移到位，停止右移并啟動下降控制Q4.2I0.4I0.7Q4.1(R)(P)M1.1(S)Q4.0Q4.2網(wǎng)絡(luò)7：機械手下降到位，停止下降并啟動松開控制Q4.0I0.7I0.5(P)M1.2(R)Q4.0(R)Q4.4第8章 S7-300系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計圖圖8.3 自動控制方式梯形圖自動控制方式梯形圖網(wǎng) 絡(luò) 8： 機 械 手 松 開 并 啟 動 松 開 定 時 器 ， 定 時 5 sQ4.4I0.7I0.5Q4.1(SD)T2S5T#5 s網(wǎng) 絡(luò) 9： 定 時 時 間 到 ， 并 且 機 械 手 沒 有 下 降 時 啟 動 上 升 控 制T2I0.7I0.5Q4.0(P)M1.3(S)Q4.1網(wǎng) 絡(luò) 10： 機 械 手 上 升 到 位 ， 停 止 上 升 并 啟 動 左 移 控 制Q4.1I0.7I0.4Q4.2(R)(P)M1.5(S)Q4.3Q4.1網(wǎng) 絡(luò) 11： 機 械 手 左 移 到 位 停 止 ， M0.1 0， 以 阻 止 單 動 方 式 下 的 自 動 啟 動