基于S7-300、400的“单键控制电机启停”
项目-用于S7-300和S7-400的标准软件PID控制
引言PID控制包的功能块(FB)包括了用于连续控制(CONT_C)和步进控制(CONT_S)的控制块，以及用于脉宽调制(PULSEGEN)的FB。
控制器块实现了一个纯软件控制器，它所包含的功能块可以提供控制器的所有功能。
循环计算所需的数据存储在为FB分配的数据块中。
这样，便可以按照需要频繁地调用FB。
功能块PULSEGEN和功能块CONT_C一起，可实现具有脉冲输出的控制器，用于控制比例执行器。
使用FB创建的控制器是由一系列子功能组成的，您可以选择激活或取消激活这些子功能。
除了具有其自身PID算法的实际控制器以外，还有一些集成的功能也可以用于处理设定值和过程变量，以及用于调整计算出的可调节变量。
通过两个控制器块实现的控制器并不局限于任何特定应用领域。
控制器的性能和它的处理速度只取决于所使用的CPU的性能。
对于任何一个给定的CPU，都必须在控制器的数量和单个控制器的处理频率之间进行折衷。
控制回路所必需的处理速度，换句话说，就是单位时间内计算可调节变量的次数，决定了可以安装的控制器数量(较快的回路意味着较少的控制器)。
在可以控制的过程类型方面，没有任何限制。
不论是慢速过程(温度、罐液位等)，还是非常快的过程(流速、电机速度等)，都可以进行控制。
注意要控制的过程的静态特征(增益)和动态特征(时间延迟、死区时间、复位时间等)，对控制器的结构和设计都有显著的影响，并且还会影响到控制器的静态(P分量)和动态(I和D分量)参数维数大小的选择。
因此，精确了解需要控制的过程的类型和特征数据是非常必要的。
注意控制回路的特征由给出的受控过程或机器的物理特征决定，并且只能做局部的细微修改。
仅当所选择的控制器类型非常适合工作条件并且与过程的时间响应相匹配时，才能获得良好的控制质量。
您可以在几乎不需要编程的情况下创建一个控制器(构造、参数分配和系统程序中的调用)。
但STEP 7的知识是必需的。
STEP 7在线帮助还提供了关于各种FB的信息。
（原创）S7-300PLC电机起动控制（带参FC法）项目设计图解
（原创）S7-300PLC电机起动控制（带参FC法）项目设计图
解
具有手动、自动档的Y/△电机启动PLC控制系统
（带参FC的应用）
一、组态硬件：
双击CPU打开CPU属性设置窗口，选择“启动”标签，设置启动方式（S7－300只有暖启动方式）：
打开“周期/时钟存储器”设置扫描周期监视时间，即看门狗时间（默认为150ms）：
打开“保留存储器”标签设置停电保持型存储器的范围（默认0－16）
二、结构化程序编写
1、在项目管理器中选择相应站点，并打开程序下的组织块，在块视图中右击“插入新对象
/组织块”，新建一个功能程序FC100
2、双击进入FC编程环境，首先设置功能程序的接口变量
3、输入梯形图程序，元件符号输入时右击鼠标“插入符号”并选择相应已经定义好的接口
变量作为元件符号。
4、功能程序输入完毕，保存退出，回到站点管理器打开站点中块视图，双击打开主模块
OB1，在其中调用功能程序FC100
并在接口处接入相应的控制按钮和输出
三、运行仿真
1、打开仿真器
2、选择项目管理器中相应站点程序文件夹中的“块”，将整个站点信息下载到CPU
3、设置仿真环境，打开用到的输入输出端口进行图形仿真。
第7章S7-300和S7-400PLC系统配置与编程PPT课件
第7章 可编程序控制器程序设计方法
对于控制功能和生产工艺较为复杂的控制对象，采用经 验设计法往往很难下手，设计周期长，分析、修改和维护工 作量很大，不利于充分发挥可编程序控制器的特点，因此 PLC在不断增强硬件功能的同时，也从编程方法上提出了更 为先进的解决办法——顺序控制设计法，其中，顺序功能指 令就是专门为顺序控制设计法提出的，如三菱FX2N和西门子 S7-200 PLC都有类似指令。
第7章 可编程序控制器程序设计方法
例7-2 某送料小车自动控制系统运行过程如下(如图7-2 所示)：X4处装料，停10 s后右行，遇X3停止卸料，15 s后左 行至X4处装料，如此反复；控制按钮有：右行启动按钮X0， 左行启动按钮X1，停止按钮X2，请编写梯形图程序。
分析：根据生产工艺，确定系统输入信号为三个按钮和 两个行程开关，分别为X0、X1、X2、X3、X4；输出为左 行、右行、装料、卸料四个动作，对应四个接触器线圈，分 别为Y0、Y1、Y2、Y3。
7-4所示的步与步之间连线上的短横线就是转换。 (2) 转换条件：指转换若要发生需要满足的条件，当转换
条件的逻辑值为1时，转换发生，如图7-4中所有短横线边上 的标注X0、X1、T0、X2。它也可以用文字语言、布尔代数 表达式或图形符号标注在转换条件的旁边，如图7-5所示。
第7章 可编程序控制器程序设计方法 图7-5 转换和转换条件的描述形式
第7章 可编程序控制器程序设计方法
并行序列的分支数理论上不受限制，但在使用步进顺 控指令编程方法时，考虑到可编程序控制器的堆栈资源有 限，一般不易太多，每一状态下的分支电路总数与每一分 支点分支数都可能有限制(参见PLC使用手册)，使用时需注 意，而使用其它编程方式没有这个问题。
第7章 可编程序控制器程序设计方法 图7-3 两地小车运行控制梯形图
基于S7-200 PLC的电动机单按钮启停控制
1．控制要求要求用1个控制按钮控制1台电动机的启动和停止。
第1次操作按钮电动机启动，第2次操作按钮电动机停车，第3次操作按钮电动机启动，如此循环。
2．任务分析 PLC在工作时采用顺序循环扫描的工作方式来执行主循环程序OB1及子程序中的用户程序，在一个扫描周期的开始CPU对所有的输入端子上的信号进行集中采集，并将采1．控制要求要求用1个控制按钮控制1台电动机的启动和停止。
第1次操作按钮电动机启动，第2次操作按钮电动机停车，第3次操作按钮电动机启动，如此循环。
2．任务分析PLC在工作时采用顺序循环扫描的工作方式来执行主循环程序OB1及子程序中的用户程序，在一个扫描周期的开始CPU对所有的输入端子上的信号进行集中采集，并将采集结果保存在过程映像输入寄存器(I)，在程序执行期间不再考虑输入端子上信号的变化，而程序执行过程中所产生的中间结果则直接保存在存储器(M)或过程映像输出寄存器(Q)中，并不立即送到输出端子，而只有在当前扫描周期结束前才将程序执行的最终结果集中送到输出端子，对输出端子进行刷新。
如果对这种扫描方式理解不清楚，在编程时就会出现意想不到的结果。
以电动机的单按钮启停控制为例，如果用如图3-11所示的逻辑来实现看起来似乎可行-但是，如果仔细分析会发现当按一次按钮时，首先扫描到第一个程序段，会使KM变为1-并写入过程映像输出寄存器；当扫描到第二个程序段时，由于KM的过程映像输出寄存器已经为1，所以又会使KM变为0，结果无论如何都无法启动电动机。
由于PLC循环扫描的工作特殊性，不能直接用简单的逻辑实现电动机的单按钮控制，必须考虑在同一扫描周期内是否会出现运行状态的多次切换。
3．实施方案[方案1]用边沿指令及异或逻辑实现首先根据控制按钮SB_1信号状态设置状态标志，使用上升沿检测指令，保证每按动一次控制按钮，状态标志F1的状态只在当前扫描周期内起作用。
然后用状态标志F1与电动机(KM)当前的状态进行逻辑异或运算，由于按动控制按钮当前周期内F1=1，用F1与KM 相异或，就可以实现对电动机状态的转换，如果直接用KM来代替F1，将无法实现要求的功能。
第六章第二节 S7-300 和S7-400的指令系统
2 复杂数据类型 数组（ARRAY） （1）数组（ARRAY） （2）结构（STRUCT） 结构（STRUCT） 字符串（STRING） （3）字符串（STRING） 日期和时间（DATE_AND_TIME） （4）日期和时间（DATE_AND_TIME） 用户定义的数据类型(UDT) （5）用户定义的数据类型(UDT) 功能块类型（FB、SFB） （6）功能块类型（FB、SFB）
（3）字符串（STRING） 字符串（STRING） 字符串是最多有254个字符（CHAR）的一维数组，最大长度为 个字符（ 字符串是最多有 个字符 ）的一维数组， 256个字节（其中前两个字节用来存储字符串的长度信息）。字符串 个字节（ ）。字符串 个字节 其中前两个字节用来存储字符串的长度信息）。 常量用单引号括起来，例如： 常量用单引号括起来，例如：
（4）日期和时间（DATE_AND_TIME） 日期和时间（DATE_AND_TIME） 用于存储年、 毫秒和星期，占用8个字节 个字节， 用于存储年、月、日、时、分、秒、毫秒和星期，占用 个字节， 格式保存。 的代码为2～ 。例如： 用BCD格式保存。星期天的代码为 ，星期 ～6的代码为 ～7。例如： 格式保存 星期天的代码为1，星期1～ 的代码为
返回目录
（三）、存储器区域及功能 ）、存储器区域及功能
1.输入过程映像寄存器（输入继电器）（I）：每一位对应数字量输入模块的一 1.输入过程映像寄存器（输入继电器）（I）：每一位对应数字量输入模块的一 输入过程映像寄存器 ）（ 个输入端子，可以按位、字节、字、双字寻址。 （有0~65535个字节）（标 个输入端子，可以按位、字节、 双字寻址。 0~65535个字节）（标 个字节）（ 识符： IB、IW、ID） 识符：I、IB、IW、ID） 2.输出过程映像寄存器 输出继电器）（ ）：每一位对应数字量输出模块的一 输出过程映像寄存器（ ）（Q 2.输出过程映像寄存器（输出继电器）（Q）：每一位对应数字量输出模块的一 个输出端子，可以按位、字节、 双字寻址。 0~65535个字节）（标 个字节）（ 个输出端子，可以按位、字节、字、双字寻址。 （有0~65535个字节）（标 识符： QB、QW、QD） 识符：Q、QB、QW、QD） 3.位存储器 辅助继电器）（ ）：与PLC外部对象没有任何关系 位存储器（ ）（M 外部对象没有任何关系， 3.位存储器（辅助继电器）（M）：与PLC外部对象没有任何关系，主要用来存 储程序运算过程中的临时结果，可以按位、字节、 双字寻址。 储程序运算过程中的临时结果，可以按位、字节、字、双字寻址。 （有 0~255个字节）（标识符 个字节）（标识符： MB、MW、MD） 0~255个字节）（标识符：M、MB、MW、MD） 4.外部输入寄存器 PI）：用户可以通过外部输入寄存器直接访号输入模块， 外部输入寄存器（ ）：用户可以通过外部输入寄存器直接访号输入模块 4.外部输入寄存器（PI）：用户可以通过外部输入寄存器直接访号输入模块， 可以按字节、 双字寻址（ 0~65535个字节）（标识符 PIB、PIW、PID） 个字节）（标识符： 可以按字节、字、双字寻址（有0~65535个字节）（标识符：PIB、PIW、PID） 5.外部输出寄存器 PQ）：用户可以通过外部输出寄存器直接访号输出模块， 外部输出寄存器（ ）：用户可以通过外部输出寄存器直接访号输出模块 5.外部输出寄存器（PQ）：用户可以通过外部输出寄存器直接访号输出模块， 可以按字节、 双字寻址（ 0~65535个字节）（标识符 PQB、PQW、 个字节）（标识符： 可以按字节、字、双字寻址（有0~65535个字节）（标识符：PQB、PQW、PQD
基于西门子S7—300的步进电机控制
学号***********毕业设计（论文）西门子S7-300PLC的步进电机控制教学系：信息工程系指导教师：***专业班级：自动化1083学生姓名：**二〇一二年六月毕业设计(论文)任务书毕业设计(论文)开题报告写，在学院规定时间内完成；2．设计(论文)目的及意义至少800字，基本内容和技术方案至少400字；3．指导教师意见应从选题的理论或实际价值出发，阐述学生利用知识、原理、建立的模型正确与否、学生能否完成课题，达到预期的目标。
郑重声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
本人签名：日期：目录摘要 (1)ABSTRACT (1)1 绪论 (1)1.1 设计背景 (1)1.2 系统设计的任务 (2)2步进电机及PLC简介 (3)2.1 步进电机简介 (3)2.1.1 步进电机的分类 (3)2.1.2 步进电机的基本参数 (3)2.1.3 步进电机主要特点 (4)2.1.4 步进电机在工业控制领域的主要应用 (4)2.2 PLC的概述 (4)2.3 PLC技术在步进电机控制中的应用 (5)3.PLC控制步进电机工作原理 (7)3.1 步进电机原理简述 (7)3.2步进电机主要参数 (7)3.3步进电机驱动电路 (7)3.4 PLC控制步进电机的设计思路 (9)3.4.1 步进电机控制方式 (9)3.4.2 西门子PLC控制步进电机 (11)4 S7—300控制步进电机硬件设计 (12)4.1 S7—300的介绍 (12)4.1.1 西门子 PLC 应用中需要注意的问题 (13)4.1.2 控制系统中干扰及其来源 (14)4.1.3 主要抗干扰措施 (14)4.1.4 正确选择接地点以完善接地系统 (15)4.2 PLC控制步进电动机硬件图设计 (15)5 S7-300PLC控制步进电机的控制软件设计 (16)5.1 PLC的编程语言 (16)5.2 程序设计常用方法 (16)5.3 本设计相关指令介绍 (17)5.3.1 传送指令MOVE (17)5.3.2 S_CU 加计数器指令 (18)5.3.2 S_ODT接通延时 S5 定时器指令 (18)5.3.3 SHR_W 字右移指令 (19)5.4 程序的编写 (20)5.4.1 程序流程图 (20)5.4.2 软件模块 (20)5.4.3. 梯形图程序设计 (21)5.5 PLC控制步进电机程序设计 (21)5.5.1主程序 (21)5.5.2单四拍程序 (27)6 PLC控制步进电机系统的调试 (32)结论 (33)参考文献 (34)附录 (35)附录Ⅰ双四拍程序图 (35)附录Ⅱ单，双八拍程序图 (40)致谢 (50)摘要控制步进电机最重要的就是要产生出符合要求的控制脉冲。
S7-300程序设计方法(开关量控制)
SIMATIC S7
Siemens AG 2000. All rights reserved.
Date: 2012-1-8 File No.: SSP1_03C.1
Information and Training Center Knowledge for Automation
线性化编程： 所有的指令都在一个 块 （OB1） 内。
模块化编程： 每个设备的控制指令 都在各自的块内。 OB1按顺序调用每个块。
SIMATIC S7
Siemens AG 2000. All rights reserved.
Date: 2012-1-8 File No.: SSP1_03C.3
Information and Training Center Knowledge for Automation
SIMATIC S7
Siemens AG 2000. All rights reserved.
Date: 2012-1-8 File No.: SSP1_03C.12
Information and Training Center Knowledge for Automation
3 经济实用 一个新的控制工程固然能提高产品的质量，提高产品的数量 一个新的控制工程固然能提高产品的质量， 从而为工程带来巨大的经济效益和社会效益。但是， ，从而为工程带来巨大的经济效益和社会效益。但是，新工程的 投入、技术的培训、 投入、技术的培训、设备的维护也会导致工程的投入和运行资金 的增加。在满足控制要求的前提下， 的增加。在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工 程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的y运行成本。 程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的y运行成本。这就 要求，不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统的使 要求，不仅应该使控制系统简单、经济， 用和维护即方便又低成本。 用和维护即方便又低成本。 4 适应发展 社会在不断地前进，科学在不断地发展，控制系统的要求也 社会在不断地前进，科学在不断地发展， 一定会不断地在提高、不断地在完善。因此， 一定会不断地在提高、不断地在完善。因此，在控制系统的设计 时要考虑到今后的发展、完善。这就要求在选择PLC机型和输入 机型和输入/ 时要考虑到今后的发展、完善。这就要求在选择 机型和输入 输出模块要能适应发展的需要，要适当留有余量。 输出模块要能适应发展的需要，要适当留有余量。
S7-300和400定时器时序图
t如果输入端I0.0的信号状态从“0”变为“1”(RLO中的上升沿)，则定时器T5将启动。
只要I0.0为“1”，定时器就将继续运行指定的两秒(2s)时间。
如果定时器达到预定时间前，I0.0的信号状态从“1”变为“0”，则定时器将停止。
如果输入端I0.1的信号状态从“0”变为“1”，而定时器仍在运行，则时间复位。
只要定时器运行，输出端Q4.0就是逻辑“1”。
（如果定时器预设时间结束或复位，则输出端Q4.0变为“0”。
）tt 输出信号状态如果在启动(S)输入端有一个上升沿，S_PULSE(脉冲S5定时器)将启动指定的定时器。
信号变化始终是启用定时器的必要条件。
定时器在输入端S的信号状态为“1”时运行，但最长周期是由输入端TV指定的时间值。
只要定时器运行，输出端Q的信号状态就为“1”。
如果在时间间隔结束前，S 输入端从“1”变为“0”，则定时器将停止。
这种情况下，输出端Q的信号状态为“0”。
如果在定时器运行期间定时器复位(R)输入从“0”变为“1”时，则定时器将被复位。
当前时间和时间基准也被设置为零。
如果定时器不是正在运行，则定时器R输入端的逻辑“1”没有任何作用。
定时器位状态1、 S_PULSE（脉冲定时器）输入信号状态复位信号状态定时器运行tt t如果输入端I0.0的信号状态从“0”变为“1”(RLO中的上升沿)，则定时器T5将启动。
定时器将继续运行指定的两秒(2秒)时间，而不会受到输入端S 处下降沿的影响。
如果在定时器达到预定时间前I0.0的信号状态从“0”变为“1”，则定时器将被重新触发。
只要定时器运行，输出端Q4.0就为逻辑“1”。
tt 输出信号状态如果在启动(S)输入端有一个上升沿，S_PEXT(扩展脉冲S5定时器)将启动指定的定时器。
信号变化始终是启用定时器的必要条件。
定时器以在输入端TV指定的预设时间间隔运行，即使在时间间隔结束前，S输入端的信号状态变为“0”。
只要定时器运行，输出端Q的信号状态就为“1”。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于S7 300/400的“单键控制电机启停”
PLC编程实例
摘要：
本文由PLC工程技术人员或参加PLC职业技能比赛的工矿企业职工、职业院校学生常用到的“单键控制电机启停”问题入手，提出了基本的八种编程方法，并用S7 300/400PLC逐一进行了编程，对学习和应用S7 300/400PLC有很大的帮助。
关键词：PLC
PLC即可编程控制器（Programmable logic Controller），是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。
在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC 标准草案中对PLC做了如下定义：“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。
它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。
”
目前市场上的PLC机型很多，但其基本结构、原理相同，基本功能、指令系统、编程方法类似。
因此，笔者选择了当今最具特色和符合IEC标准的西门子S7-300/400作为背景机型论述。
1、西门子公司的产品最早是1975年投放市场的SIMATIC S3，它实际上是带有简单操作接口的二进制控制器；
2、1979年，S3系统被SIMATIC S5所取代，该系统广泛地使用了微处理器；
3、20世纪80年代初，S5系统进一步升级——U系列PLC，较常用机型：S5-90U、95U、100U、115U、135U、155U
4、1994年4月，S7系列诞生，它具有更国际化、更高性能等级、安装空间更小、更良好的WINDOWS用户界面等优势，其机型为：S7-200、300、400
5、1996年，在过程控制领域，西门子公司又提出PCS7（过程控制系统7）的概念，将其优势的WINCC（与WINDOWS兼容的操作界面）、PROFIBUS（工业现场总线）、COROS（监控系统）、SINEC（西门子工业网络）及控调技术溶为一体
6、现在，西门子公司又提出TIA（Totally Integrated Automation）概念，即全集成自动化系统，将PLC技术溶于全部自动化领域。
笔者在实际工作中，经常遇到这样一种题目：“用一个按钮控制电动机的启停，即第一下按按钮，电机运转，第二次按按钮，电机停止运转。
”我浏览了近几年各地的PLC技能比赛也多次涉及到类似问题。
下面我就以S7-300PLC为例，介绍七种“单键控制电机启停”PLC 编程实例。
一、用SR触发器实现
二、用逻辑判断实现
三、用计数器实现
四、用字右移指令实现
五、用双字循环右移指令实现
六、用异或指令实现
七、用累加器指令实现
八。
用S和R指令实现。