西门子PLC应用系统设计及实例(工程师培训)
西门子PLC培训教程
根据实际需求确定物料的种类、数量 以及分拣规则等。
选择传感器和执行器
选择合适的传感器（如光电传感器、 接近开关等）和执行器（如气缸、电 机等）。
连接传感器和执行器
将传感器和执行器与PLC的I/O模块连 接。
编写分拣程序
使用西门子PLC编程软件编写物料分 拣程序，实现物料的自动识别、分类 和传送等功能。
等。
CPU性能指标
通讯接口
关注处理速度、内存大 小、指令集等性能指标，
确保满足实际需求。
根据通讯需求选择合适 的通讯接口，如以太网、
PROFIBUS、 PROFINET等。
配置方法
通过编程软件对CPU模 块进行配置，包括设置 IP地址、通讯参数、输
入输出地址等。
输入输出模块选型及配置方法
输入输出类型
调试与优化
将编写好的程序下载到PLC中，进行 调试和优化，确保物料分拣系统能够 按照预设规则正确运行。
谢谢聆听
S7-300系列
模块化PLC，适用于中型自动化项目，具有模块化设计、灵活配置、 高性能等特点。
S7-400系列
高端PLC，适用于大型和复杂的自动化项目，具有高性能、高可靠性、 可扩展性等特点。
S7-1200/S7-1500系列
新一代PLC，采用先进的硬件和软件技术，具有高性能、高可靠性、 易于集成等特点。
通过编程软件对电源模块和通信模块进行配置，包括设置通 讯参数、IP地址等。同时，根据实际需要对电源模块的电压 等级和电流容量进行调整。
04 通信网络构建与数据传输技术
通信网络基本概念及拓扑结构
通信网络定义
由一系列通信设备（如PLC、传感器、 执行器等）通过传输介质（如双绞线、 光纤、无线等）连接而成的信息交换 系统。
西门子 PLC应用系统设计及实例
第7章PLC应用系统设计及实例本章要点PLC应用系统设计的步骤及常用的设计方法应用举例PLC的装配、检测和维护应用系统设计概述在了解了PLC的基本工作原理和指令系统之后，可以结合实际进行PLC的设计，PLC的设计包括硬件设计和软件设计两部分，PLC设计的基本原则是：1. 充分发挥PLC的控制功能，最大限度地满足被控制的生产机械或生产过程的控制要求。
2. 在满足控制要求的前提下，力求使控制系统经济、简单，维修方便。
3. 保证控制系统安全可靠。
4. 考虑到生产发展和工艺的改进，在选用PLC时，在I/O点数和内存容量上适当留有余地。
5. 软件设计主要是指编写程序，要求程序结构清楚，可读性强，程序简短，占用内存少，扫描周期短。
PLC应用系统的设计7.2.1 PLC控制系统的设计内容及设计步骤1. PLC控制系统的设计内容（1）根据设计任务书，进行工艺分析，并确定控制方案，它是设计的依据。
（2）选择输入设备（如按钮、开关、传感器等）和输出设备（如继电器、接触器、指示灯等执行机构）。
（3）选定PLC的型号（包括机型、容量、I/O模块和电源等）。
（4）分配PLC的I/O点，绘制PLC的I/O硬件接线图。
（5）编写程序并调试。
（6）设计控制系统的操作台、电气控制柜等以及安装接线图。
（7）编写设计说明书和使用说明书。
2. 设计步骤（1）工艺分析深入了解控制对象的工艺过程、工作特点、控制要求，并划分控制的各个阶段，归纳各个阶段的特点，和各阶段之间的转换条件，画出控制流程图或功能流程图。
（2）选择合适的PLC类型在选择PLC机型时，主要考虑下面几点：1功能的选择。
对于小型的PLC主要考虑I/O扩展模块、A/D与D/A模块以及指令功能（如中断、PID等）。
2I/O点数的确定。
统计被控制系统的开关量、模拟量的I/O点数，并考虑以后的扩充（一般加上10%～20%的备用量），从而选择PLC的I/O点数和输出规格。
3内存的估算。
西门子PLC培训教程2024(全)
西门子PLC培训教程2024(全)目录CONTENCT •PLC基础知识•西门子PLC硬件组成及选型•西门子PLC软件编程环境搭建•基本指令集与程序结构设计•高级功能应用与扩展•故障诊断与排除技巧分享01PLC基础知识PLC定义与发展历程PLC定义可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。
发展历程从1960年代末期的初创阶段，到1970年代中期的成熟阶段，再到1980年代以后的高速发展阶段，PLC技术不断革新，应用领域也不断扩展。
PLC工作原理及特点工作原理PLC采用循环扫描的工作方式，即按照用户程序存储器中存放的先后顺序逐条执行指令，直到程序结束，然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。
特点PLC具有可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、易于维护等特点。
此外，PLC还具有丰富的I/O 接口模块和强大的通信功能，可方便地与其他设备进行数据交换。
西门子（Siemens ）欧姆龙（Omron ）三菱（Mitsubishi ）罗克韦尔（Rockwell ）常见PLC 品牌与型号介绍作为全球知名的电气和自动化解决方案提供商，西门子PLC 以其高性能、稳定性和广泛的应用领域而著称。
常见型号有S7-200、S7-300、S7-400等。
欧姆龙PLC 以其紧凑的设计、高速的处理速度和丰富的功能而备受赞誉。
常见型号有CP1H 、CP1L 、CJ2M 等。
三菱PLC 以其高性能、低价格和广泛的应用领域而深受用户喜爱。
常见型号有FX3U 、FX5U 、Q 系列等。
罗克韦尔PLC 以其强大的处理能力、灵活的编程方式和广泛的应用领域而著称。
常见型号有MicroLogix 、ControlLogix 、CompactLogix 等。
02西门子PLC硬件组成及选型CPU模块功能与选型方法CPU模块功能作为PLC的核心部件，CPU模块负责执行用户程序、处理数据、控制输入输出等操作，直接影响PLC的性能和速度。
成都西门子PLC 培训计划
成都西门子PLC 培训计划一、培训计划背景随着工业自动化的发展，西门子PLC已经成为工业控制领域中应用最广泛的控制系统之一。
成都地区的制造业企业对PLC技术人才的需求日益增加，因此，为了满足企业对PLC技术人才的需求，提升人才的技术水平，我们制定了成都西门子PLC培训计划。
二、培训目标1. 通过培训使学员全面掌握西门子PLC的编程和应用技术；2. 帮助学员了解PLC系统的基本原理和结构；3. 培养学员对PLC系统的维护和故障排除能力；4. 提高学员的团队协作和沟通能力，为学员今后在工作中的发展奠定基础。
三、培训内容1. PLC基础知识- PLC的概念和应用领域- PLC的基本结构和工作原理- PLC的工作环境和接线2. 西门子PLC编程- SIMATIC STEP 7基础知识- PLC程序设计基础- PLC程序调试技巧3. PLC应用实例- PLC在工业控制中的应用实例- PLC在自动化生产线中的应用- PLC在环境工程中的应用4. PLC网络通讯和数据交换- PLC网络通讯协议- PLC数据采集和交换技术5. PLC系统维护和故障排除- PLC系统维护基础知识- PLC系统故障排除技术- PLC系统安全保护6. 团队协作和沟通- 团队协作技巧- 沟通技巧- 项目管理能力培养四、培训方式1. 理论讲解采用课堂教学和讲座的方式进行理论知识的传授，通过案例分析和实例操作让学员更好地理解和掌握知识。
2. 实操培训提供丰富的实际案例，通过实操训练，帮助学员掌握PLC系统的编程和调试技能。
3. 案例分析通过真实的工业案例分析，让学员了解PLC在工业控制中的应用场景，提升学员的解决问题的能力。
4. 考核评估培训期末进行理论和实操的综合考核，评估学员的学习成果。
五、培训师资力量1. 本培训计划将邀请西门子PLC领域专家和资深工程师授课，他们将通过丰富的实践经验和理论知识，为学员提供高质量的培训教育。
2. 培训师将根据学员的不同需求，提供个性化的培训指导，帮助学员更好地理解和掌握知识。
西门子可编程序控制器(PLC)应用技术全套培训课程
详细介绍S7-300/400系列PLC的指令集，包括位逻辑指令、定时器/计数器指令、数据处理指令、 数学运算指令等。
编程技巧与实例
编程技巧
介绍提高PLC编程效率的方法和技巧，如利用数据块、 组织块和功能块等。
实例解析
通过实际案例的解析，让学员更好地理解和掌握PLC编 程的方法和技巧。
调试与测试
存储器
用于存储程序和数据，分为随机存储器和 只读存储器。
电源模块
为PLC提供稳定的电源，确保系统的正常 运行。
PLC的软件编程
编程语言
PLC的编程语言包括指令 表(IL)、结构化文本(ST)、 梯形图(LD)等。
编程软件
常用的PLC编程软件有西源自门子的TIAPortal、
Rockwell的Studio 5000
仓库中货物的自动化管理。
PLC在智能仓储系统中的应用包 括货物出入库控制、库存管理、 货位调整等，能够提高仓储效率、
降低仓储成本。
实际案例包括智能物流中心、智 能仓库等，通过PLC实现对仓库 中货物的精准控制和管理，提高
仓储效率和降低成本。
工业机器人控制系统
工业机器人是现代工业生产中的重要设备，通过PLC实现对工业机器人的精准控制。
故障诊断与维护
01
02
03
故障检测与预警
介绍如何通过编程实现故 障自动检测，以及如何设 置预警条件，提前发现潜 在问题。
故障诊断工具
讲解使用西门子提供的故 障诊断工具进行故障定位 和排查的方法。
预防性维护策略
提供制定和实施预防性维 护计划的建议，降低设备 故障率。
安全保护与冗余设计
安全功能与安全PLC
05
西门子PLC的高级应用
2024版西门子PLC培训教材
3
污水处理自动化控制 分析PLC在污水处理自动化控制系统中的作用， 实现对水质、水量等参数的实时监测与控制。
系统优化策略探讨
硬件优化
通过升级PLC硬件、扩展模块等方式提高系统性能 和稳定性。
软件优化
采用先进的控制算法和编程技巧，优化控制程序， 提高系统响应速度和精度。
网络优化
加强PLC与上位机、下位机之间的网络通信，实现 远程监控和数据共享，提高系统智能化水平。
一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计 的。
要点二
发展历程
从最初的顺序控制到现在的复杂过程控制，PLC技术不断发 展，功能日益强大。
工作原理与特点
工作原理
PLC采用循环扫描的工作方式，执 行用户程序并控制输出。
特点
可靠性高、编程方便、组态灵活、 安装方便、运行速度快等。
应用领域及市场需求
系统集成与测试
将各个硬件和软件部分集成在一 起，进行系统测试和调试，确保
整体性能稳定可靠。
典型应用案例分析
1 2
工业自动化生产线控制 介绍PLC在工业自动化生产线中的应用，包括物 料输送、加工、装配、检测等环节的控制。
楼宇自动化控制系统 讲解PLC在楼宇自动化控制系统中的应用，如空 调、照明、电梯等设备的监控与控制。
环保意识的提高将促使PLC控制系统在设计、 制造、使用等各个环节更加注重节能减排和 环保要求。
06 西门子PLC培训总结与展望
培训内容回顾与总结
PLC基础知识
包括PLC的定义、工作原理、硬件组成等，使学员对PLC有 全面的了解。
西门子PLC产品介绍
详细介绍了西门子PLC的特点、优势、应用领域等，使学员 对西门子PLC有更深入的认识。
西门子_PLC应用系统设计及实例
第7章 PLC应用系统安排及真例之阳早格格创做本章重心l PLC应用系统安排的步调及时常使用的安排要领l应用举例l PLC的拆置、检测战维护7.1 应用系统安排概括正在相识了PLC的基础处事本理战指令系统之后，不妨分离本量举止PLC的安排，PLC的安排包罗硬件安排战硬件安排二部分，PLC 安排的基根源基本则是：1. 充散收挥PLC的统造功能，最大极限天谦脚被统造的死产板滞或者死产历程的统造央供.2. 正在谦脚统造央供的前提下，力供使统造系统经济、简朴，维建便当.3. 包管统造系统仄安稳当.4. 思量到死产死少战工艺的矫正，正在采用PLC时，正在I/O面数战内存容量上适合留有余天.5. 硬件安排主假如指编写步调，央供步调结构领会，可读性强，步调简短，占用内存少，扫描周期短.7.2 PLC应用系统的安排7.2.1 PLC统造系统的安排真量及安排步调1. PLC统造系统的安排真量（1）根据安排任务书籍，举止工艺分解，并决定统造规划，它是安排的依据.（2）采用输进设备（如按钮、开关、传感器等）战输出设备（如继电器、交战器、指示灯等真止机构）.（3）选定PLC的型号（包罗机型、容量、I/O模块战电源等）.（4）调配PLC的I/O面，画造PLC的I/O硬件接线图.（5）编写步调并调试.（6）安排统造系统的收配台、电气统造柜等以及拆置接线图.（7）编写安排证明书籍战使用证明书籍.2. 安排步调（1）工艺分解深进相识统造对付象的工艺历程、处事特性、统造央供，并区分统造的各个阶段，归纳各个阶段的特性，战各阶段之间的变换条件，画出统造过程图或者功能过程图.（2）采用符合的PLC典型正在采用PLC机型时，主要思量底下几面：1功能的采用.对付于小型的PLC主要思量I/O扩展模块、A/D与D/A模块以及指令功能（如中断、PID等）.2I/O面数的决定.统计被统造系统的开关量、模拟量的I/O面数，并思量以去的扩充（普遍加上10%～20%的备用量），进而采用PLC 的I/O面数战输出规格.3内存的估算.用户步调所需的内存容量主要与系统的I/O面数、统造央供、步调结构少短等果素有关.普遍可按下式估算：保存容量=开关量输进面数×10+开关量输出面数×8+模拟通讲数×100+定时器/计数器数量×2+通疑接心个数×300+备用量.（3）调配I/O面.调配PLC的输进/输出面，编写输进/输出调配表或者画出输进/输出端子的接线图，接着便不妨举止PLC步调安排，共时举止统造柜或者收配台的安排战现场动工.（4）步调安排.对付于较搀纯的统造系统，根据死产工艺央供，画出统造过程图或者功能过程图，而后安排出梯形图，再根据梯形图编写语句表步调浑单，对付步调举止模拟调试战建改，曲到谦脚统造央供为止.（5）统造柜或者收配台的安排战现场动工.安排统造柜及收配台的电器安插图及拆置接线图；安排统造系统各部分的电气互锁图；根据图纸举止现场接线，并查看.（6）应用系统完齐调试.如果统造系统由几个部分组成，则应先做局部调试，而后再举止完齐调试；如果统造步调的步序较多，则可先举止分段调试，而后对接起去总调.（7）体例技能文献.技能文献应包罗：可编程统造器的中部接线图等电气图纸，电器安插图，电器元件明细表，程序功能图，戴注释的梯形图战证明.7.2.2 PLC的硬件安排战硬件安排及调试1. PLC的硬件安排PLC硬件安排包罗：PLC及中围线路的安排、电气线路的安排战抗搞扰步伐的安排等.选定PLC的机型战调配I/O面后，硬件安排的主要真量便是电气统造系统的本理图的安排，电气统造元器件的采用战统造柜的安排.电气统造系统的本理图包罗主电路战统造电路.统造电路中包罗PLC的I/O接线战自动、脚动部分的仔细对接等.电器元件的采用主假如根据统造央供采用按钮、开关、传感器、呵护电器、交战器、指示灯、电磁阀等.2. PLC的硬件安排硬件安排包罗系统初初化步调、主步调、子步调、中断步调、障碍应慢步伐战辅帮步调的安排，小型开关量统造普遍惟有主步调.最先应根据总体央供战统造系统的简曲情况，决定步调的基础结构，画出统造过程图或者功能过程图，简朴的不妨用体味法安排，搀纯的系统普遍用程序统造安排法安排.3. 硬件硬件的调试调试分模拟调试战联机调试.硬件安排佳后普遍先做模拟调试.模拟调试不妨通过仿真硬件去代替PLC硬件正在估计机上调试步调.如果有PLC的硬件，不妨用小开关战按钮模拟PLC的本量输进旗号（如起动、停止旗号）或者反馈旗号（如限位开关的接通或者断开），再通过输出模块上各输出位对付应的指示灯，瞅察输出旗号是可谦脚安排的央供.需要模拟量旗号I/O时，可用电位器战万用表协共举止.正在编程硬件中不妨用状态图或者状态图表监视步调的运止或者强造某些编程元件.硬件部分的模拟调试主假如对付统造柜或者收配台的接线举止尝试.可正在收配台的接线端子上模拟PLC中部的开关量输进旗号，或者收配按钮的指令开关，瞅察对付应PLC输进面的状态.用编程硬件将输出面强造ON/OFF，瞅察对付应的统造柜内PLC背载（指示灯、交战器等）的动做是可仄常，或者对付应的接线端子上的输出旗号的状态变更是可精确.联机调试时，把体例佳的步调下载到现场的PLC中.调试时，主电路一定要断电，只对付统造电路举止联机调试.通过现场的联机调试，还会创造新的问题或者对付某些统造功能的矫正.7.2.3 PLC步调安排时常使用的要领PLC步调安排时常使用的要领主要有体味安排法、继电器统造电路变换为梯形图法、逻辑安排法、程序统造安排法等.1. 体味安排法体味安排法即正在一些典型的统造电路步调的前提上，根据被统造对付象的简曲央供，举止采用拉拢，并多次反复调试战建改梯形图，偶我需减少一些辅帮触面战中间编程关节，才搞达到统造央供.那种要领不程序可按照，安排所用的时间战安排品量与安排者的体味有很大的关系，所以称为体味安排法.体味安排法用于较简朴的梯形图安排.应用体味安排法必须死记一些典型的统造电路，如起保停电路、脉冲爆收电路等，那些电路正在前里的章节中已经介绍过.2. 继电器统造电路变换为梯形图法继电器交战器统造系统通过少久的使用，已有一套能完毕系统央供的统造功能并通过考证的统造电路图，而PLC统造的梯形图战继电器交战器统造电路图很相似，果此不妨间接将通过考证的继电器交战器统造电路图变换成梯形图.主要步调如下：（1）认识现有的继电器统造线路.（2）对付照PLC的I/O端子接线图，将继电器电路图上的被控器件（如交战器线圈、指示灯、电磁阀等）换成接线图上对付应的输出面的编号，将电路图上的输进拆置（如传感器、按钮开关、路程开关等）触面皆换成对付应的输进面的编号.（3）将继电器电路图中的中间继电器、定时器，用PLC的辅帮继电器、定时器去代替.（4）画出局部梯形图，并给予简化战建改.那种要领对付简朴的统造系统是可止的，比较便当，但是较搀纯的统造电路，便不适用了.【例7-1】图7-1为电效果Y/△减压起动统造主电路战电气统造的本理图.（1）处事本理如下：按下开用按钮SB2,KM1、KM3、KT通电并自保，电效果接成Y型起动，2s后，KT动做，使KM3断电，KM2通电吸合，电效果接成△型运止.按下停止按扭SB1，电效果停止运止.图7-1电效果Y/△减压起动统造主电路战电气统造的本理图（2）I/O调配输进输出停止按钮SB1：I0.0 KM1：Q0.0 KM2：起动按钮SB2：I0.1 KM3：Q0.2过载呵护FR：（3）梯形图步调图7-2 例1梯形图步调变换后的梯形图步调如图7-2所示.依照梯形图谈话中的语规则定简化战建改梯形图.为了简化电路，当多个线圈皆受某一串并联电路统造时，可正在梯形图中树坐该电路统造的保存器的位，如.简化后的步调如图7-3所示.图7-3 例1简化后的梯形图步调3. 逻辑安排法逻辑安排法是以布我代数为表里前提，根据死产历程中各工步之间的各个检测元件（如路程开关、传感器等）状态的变更，列出检测元件的状态表，决定所需的中间影象元件，再列出各真止元件的工序表，而后写出检测元件、中间影象元件战真止元件的逻辑表白式，再变换成梯形图.该要领正在简朴的条件统造系统中，非常佳用，相称于拉拢逻辑电路，但是战时间有关的统造系统中，便很搀纯.底下将介绍一个接通旗号灯的统造电路.【例7-2】用PLC形成接通灯统造系统.（1）统造央供：如图7-4所示，起动后，北北白灯明并保护25s.正在北北白灯明的共时，物品绿灯也明，1s后，物品车灯即甲明.到20s时，物品绿灯闪明，3s后燃烧，正在物品绿灯燃烧后物品黄灯明，共时甲灭.黄灯明2s后灭物品白灯明.与此共时，北北白灯灭，北北绿灯明.1s后，北北车灯即乙明.北北绿灯明了25s后闪明，3s后燃烧，共时乙灭，黄灯明2s后燃烧，北北白灯明，物品绿灯明，循环.图7-4 接通灯统造示企图（2）I/O调配输进输出起动按钮：I0.0 北北白灯：Q0.0 物品白灯：北北黄灯：Q0.1 物品黄灯：北北绿灯：Q0.2 物品绿灯：北北车灯：Q0.6 物品车灯：（3）步调安排根据统造央供最先画出十字路心接通旗号灯的时序图，如图7-5所示.图7-5 十字路心接通旗号灯的时序图根据十字路心接通旗号灯的时序图，用基础逻辑指令安排的旗号灯统造的梯形图如图7-6所示.分解如下：最先，找出北北目标战物品目标灯的关系：北北白灯明（灭）的时间=物品白灯灭（明）的时间，北北白灯明25S（T37计时）后，物品白灯明30S（T41计时）后.其次，找出物品目标的灯的关系：物品白灯明30S后灭（T41复位）→物品绿灯仄光明20S（T43计时）后→物品绿灯闪光3S（T44计时）后，绿灯灭→物品黄灯明2S（T42计时）.再其次，找出北北背灯的关系：北北白灯明25S（T37计时）后灭→北北绿灯仄光25S（T38计时）后→北北绿灯闪光3S（T39计时）后，绿灯灭→北北黄灯明2S（T40计时）.末尾找出车灯的时序关系：物品车灯是正在北北白灯明后开初延时（T49计时）1S后，物品车灯明，曲至物品绿灯闪光灭（T44延时到）；北北车灯是正在物品白灯明后开初延时（T50计时）1S后，北北车灯明，曲至北北绿灯闪光灭（T39延时到）.根据上述分解列出各灯的输出统造表白式：物品白灯：Q0.3=T37 北北白灯Q0.0=M0.0·T3物品绿灯：Q0.5=Q0.0·T43+T43·T44·T59 北北绿灯Q0.2=Q0.3·T38+T38·T39·T59物品黄灯：Q0.4=T44·T42 北北黄灯Q0.1=T39·T40物品车灯：Q0.7=T49·T44 北北车灯Q0.6=T50·T39图7-6 基础逻辑指令安排的旗号灯统造的梯形图4. 程序统造安排法根据功能过程图，以步为核心，从起初步开初一步一步天安排下去，曲至完毕.此法的关键是画出功能过程图.最先将被统造对付象的处事历程按输出状态的变更分为若搞步，并指开工步之间的变换条件战每个工步的统造对付象.那种工艺过程图集结了处事的局部疑息.正在举止步调安排时，不妨用中间继电器M去影象工步，一步一步天程序举止，也不妨用程序统造指令去真止.底下将仔细介绍功能过程图的种类及编程要领.（1）单过程及编程要领图7-7 单过程结构功能过程图的单过程结构形式简朴，如图7-7所示，其特性是：每一步后里惟有一个变换，每个变换后里惟有一步.各个工步按程序真止，上一工步真止中断，变换条件创造，坐时开通下一工步，共时关断上一工步.用程序统造指令去真止功能过程图的编程要领，正在前里的章节已经介绍过了，正在那里将沉面介绍用中间继电器M去影象工步的编程要领.正在图7-7中，当n-1为活动步时，变换条件b创造，则变换真止，n步形成活动步，共时n-1步关断.由此可睹，第n步成为活动步的条件是：X n-1=1，b=1；第n步关断的条件惟有一个X n+1=1.用逻辑表白式表示功能过程图的第n步开通战关断条件为：Xn为第n步的状态，等号左边X n+1表示关断第n步的条件，Xn表示自脆持旗号，b表示变换条件.【例7-3】根据图7-8所示的功能过程图，安排出梯形图步调.将分离本例介绍时常使用的编程要领.1使用起保停电路模式的编程要领正在梯形图中，为了真止前级步为活动步且变换条件创造时，才搞举止步的变换，经常将代表前级步的中间继电器的常开接面与变换条件对付应的接面串联，动做代表后绝步的中间继电器得电的条件.当后绝步被激活，应将前级步关断，所以用代表后绝步的中间继电器常关接面串正在前级步的电路中.图7-8 例7-3题图如图7-8对付于输出电路的处理当注意：输出继电器正在、步中皆被接通，应将战的常开接面并联去启动；输出继电器只正在步为活动步时才接通，所以用的常开接面启动.使用起保停电路模式体例的梯形图步调如图7-9所示.2使用置位、复位指令的编程要领S7-200系列PLC有置位战复位指令，且对付共一个线圈置位战复位指令可合并编程，所以不妨真止以变换条件为核心的编程.目前步为活动步且变换条件创造时，用S将代表后绝步的中间继电器置位（激活），共时用R将本步复位（关断）.图7-8所示的功能过程图中，如用的常开接面战变换条件的常开接面串联动做置位的条件，共时动做复位的条件.那种编程要领很有程序，每一个变换皆对付应一个S/R的电路块，有几个变换便有几个那样的电路块.用置位、复位指令体例的梯形图步调如图7-10所示.图7-9 例7-3梯形图步调图7-10 置位、复位指令体例的梯形图3使用移位寄存器指令编程的要领单过程的功能过程图各步经常程序通断，而且共时惟有一步接通，果此很简单采与移位寄存器指令真止那种统造.对付于图7-8所示的功能过程图，不妨指定一个二位的移位寄存器，用、代表有输出的二步，移位脉冲由代表步状态的中间继电器的常开接面战对付应的变换条件组成的串联收路并联提供，数据输进端（DATA）的数据由初初步提供.对付应的梯形图步调如图7-11所示.正在梯形图中将对付应步的中间继电器的常关接面串联对接，不妨克制过程真止的历程中移位寄存器DATA端置“1”，免得爆收误收配旗号，进而包管了过程的成功真止.图7-11 移位寄存器指令体例的梯形图4使用程序统造指令的编程要领使用程序统造指令编程，必须使用S状态元件代表各步，如图7-12所示.其对付应的梯形图如图7-13所示.图7-12 用S状态元件代表各步图7-13 用程序统造指令编程（2）采用分收及编程要领采用分收分为二种，如图7-14为采用分收开初，7-15为采用分收中断.采用分收开初指：一个前级步后里紧接着若搞个后绝步可供采用，各分收皆有各自的变换条件，正在图中则表示为代表变换条件的短划线正在各自分收中.采用分收中断，又称采用分收合并，是指：几个采用分收正在各自的变换条件创造时变换到一个大众步上.正在图7-14中，假设2为活动步，若变换条件a=1，则真止工步3；如果变换条件b=1，则真止工步4；变换条件c=1，则真止工步5.即哪个条件谦脚，则采用相映的分收，共时关断上一步2.普遍只允许采用其中一个分收.正在编程时，若图7-14中的工步2、3、4、5分别用、、、表示，则当、、之一为活动步时，皆将引导M0.0=0，所以正在梯形图中应将、战的常关接面与的线圈串联，动做关断步的条件.正在图7-15中，如果步6为活动步，变换条件d=1，则，则工步6背工步9变换；如果步7为活动步，变换条件e=1，则工步7背工步9变换；如果步8为活动步，变换条件f=1，则工步8背工步9变换.若图7-15中的工步6、7、8、9分别用、、、表示，则（工步9）的起动条件为：M0.4·d+ M0.5·e+ M0.6·f ，正在梯形图中，则为的常开接面串联与d 变换条件对付应的触面、的常开接面串联与e 变换条件对付应的触面、的常开接面串联与f 变换条件对付应的触面，三条收路并联后动做线圈的起动条件.【例7-4】根据图7-16所示的功能过程图，安排出梯形图步调.图7-16 例7-4题图1使用起保停电路模式的编程对付应的状态逻辑关系为：对付应的梯形图步调如图7-17所示.2使用置位、复位指令的编程对付应的梯形图步调如图7-18所示.3使用程序统造指令的编程对付应的功能过程图如图7-19所示.对付应的梯形图步调如图7-20所示.图7-17 例7-4用起保停电路模式的编程 图7-18 例7-4用置位、复位指令的编程图7-19功能过程图图7-20 例7-4用程序统造指令的编程 2 3 4 5 a b c e d f 6 7 8 9图7-14 采用分收开初 图 7-15 采用分收中断（3）并止分收及编程要领并止分收也分二种，图7-21a 为并止分收的开初，图7-21b 为并止分收的中断，也称为合并.并止分收的开初是指当变换条件真止后，共时使多个后绝步激活.为了强调变换的共步真止，火仄连线用单线表示.正在图7-21a 中，当工步2处于激活状态，若变换条件e=1，则工步3、4、5共时起动，工步2必须正在工步3、4、5皆开开后，才搞关断.并止分收的合并是指：目前级步6、7、8皆为活动步，且变换条件f 创造时，开6、7、8. 【例7-5所示的功能过程图，安排出梯型图步调.1使用起保停电路模式的编程，对付应的梯形图步调如图7-23所示.图7-23 例7-5用起保停电路模式的编程2使用置位、复位指令的编程，对付应的梯形图步调如图7-24所示.图7-24例7-5用置位、复位指令的编程3使用程序统造指令的编程对付应的功能过程图如图 7-25所示.对付应的梯形图步调如图7-26所示.图7-21 并止分收图7-22 例7-5题图图7-26 例7-5用用程序统造指令的编程（4）循环、跳转过程及编程要领正在本量死产的工艺过程中，若央供正在某些条件下真止预约的动做，则可用跳转步调.若需要沉复真止某一历程，则可用循环步调.如图7-27所示. 跳转过程：当步2为活动步时，若条件f=1，则跳过步3战步4，间接激活步5.循环过程：当步5为活动步时，若条件e=1，则激活步2，循环真止.编程要领战采用过程类似，不再仔细介绍. 需要注意的是： ✧ 变换是有目标的，若变换的程序是从上到下，即为仄常程序，不妨简略箭头.若变换的程序从下到上，箭头不克不迭简略. ✧ 惟有二步的关环的处理.正在程序功能图中惟有二步组成的小关环如图7-28a 所示，果为既是的前级步，又是它的后绝步,所以对付应的用起保停电路模式安排的梯形图步调如图7-28b 所示.从梯形图中不妨瞅出，线圈基础无法通电.办理的办法是：正在小关环中删设一步，那一步只起短延时（≤0.1s ）效用，由于延时博得很短，对付系统的运止不会有什么效用，如图7-28c所示.abcd 2345 e f 图7-27 循环、跳转过程图7-25例7-5题图7.2.4 PLC 步调安排步调PLC 步调安排普遍分为以下几个步调：1. 步调安排前的准备处事步调安排前的准备处事便是要相识统造系统的局部功能、规模、统造办法、输进/输出旗号的种类战数量、是可有特殊功能的接心、与其余设备的关系、通疑的真量与办法等，进而对付所有统造系统建坐一个完齐的观念.接着进一步认识被控对付象，可把统造对付象战统造功能依照赞同央供、旗号用途或者统造天区分类，决定检测设备战统造设备的物理位子，相识每一个检测旗号战统造旗号的形式、功能、规模及之间的关系.2. 安排步调框图 根据硬件安排规格书籍的总体央供战统造系统的简曲情况，决定应用步调的基础结构、按步调安排尺度画造出步调结构框图，而后再根据工艺央供，画出各功能单元的功能过程图.3. 编写步调 根据安排出的框图逐条天编写统造步调.编写历程中要即时给步调加注释.4. 步调调试 调试时先从各功能单元进脚，设定输进旗号，瞅察输出旗号的变更情况.各功能单元调试完毕后，再调试局部步调，调试各部分的接心情况，曲到谦意为止.步调调试不妨正在真验室举止，也不妨正在现场举止.如果正在现场举止尝试，需将可编程统造器系统与现场旗号断图7-28惟有二步的关环的处理T38 MT38M（a ）（b ）（c ）绝，不妨切断输进/输出模板的中部电源，免得引起板滞设备动做.步调调试历程中先创造过失，后举止纠错.基根源基本则是“集结创造过失，集结纠正过失”.5. 编写步调证明书籍正在证明书籍中常常对付步调的统造央供、步调的结构、过程图等给以需要的证明，而且给出步调的拆置收配使用步调等.7.3 应用举例板滞脚的模拟统造图7-29为传递工件的某板滞脚的处事示企图，其任务是将工件从传递戴A搬运到传递戴B.1. 统造央供按起动按钮后，传递戴A运止曲到光电开关PS检测到物体，才停止，共时板滞脚下落.下落到位后板滞脚夹紧物体，2s后开初降下，而板滞脚脆持夹紧.降下到位左转，左转到位下落，下落到位板滞脚紧开，2s后板滞脚降下.降下到位后，传递戴B开初运止，共时板滞脚左转，左转到位，传递戴B停止，此时传递戴A运止曲到光电开关PS再次检测到物体，才停止循环.板滞脚的降下、下落战左转、左转的真止，分别由单线圈二位电磁阀统造汽缸的疏通统造.当下落电磁阀通电，板滞脚下落，若下落电磁阀断电，板滞脚停止下落，脆持现有的动做状态.当降下电磁阀通电时，板滞脚降下.共样左转/左转也是由对付应的电磁阀统造.夹紧/搁紧则是由单线圈的二位电磁阀统造汽缸的疏通去真止，线圈通电时真止夹紧动做，断电时真止搁紧动做.而且央供惟有当板滞脚处于上限位时才搞举止左/左移动，果此正在安排转化时用上限条件动做联锁呵护.由于上下疏通，安排转化采与单线圈二位电磁阀统造，二个线圈不克不迭共时通电，果此正在上/下、左/左疏通的电路中须树坐互锁关节.为了包管板滞脚动做准确，板滞脚上拆置了限位开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4，分别对付板滞脚举止下落、降下、左转、左转等动做的限位，并给出动做到位的旗号.光电开关PS控造检测传递戴A上的工件是可到位，到位后板滞脚开初动做.2. I/O调配输进输出起动按钮： I0.0 降下YV1：Q0.1停止按钮： I0.5 下落YV2：降下限位SQ1：I0.1 左转YV3：下落限位SQ2：I0.2 左转YV4：左转限位SQ3：I0.3 夹紧YV5：左转限位SQ4：I0.4 传递戴A：光电开关 PS： I0.6 传递戴B：图7-29 板滞脚统造示企图3. 统造步调安排根据统造央供先安排出功能过程图，如图7-30所示.根据功能过程图再安排出梯形图步调，如图7-31所示.过程图是一个按程序动做的步进统造系统，正在本例中采与移位寄存器编程要领.用移位寄存器～位，代表过程图的各步，二步之间的变换条件谦脚时，加进下一步.移位寄存器的数据输进端DATA（）由～诸位的常关接面、降下限位的。
西门子S7-200 PLC应用实验与工程实例最新版精品课件第3章
方案一中只用了一个时间继电器， 所有的延时都由它负责，具体时刻用了 比较指令，所以程序中比较指令较多。 程序中使用了上升沿脉冲指令，利用它
为其前面的触点信号只ON一个周期的特 点来抓转换点。另外，这个例子还适合 用顺控指令来编写，自己可编写程序上
在图3-17中，主持人开始按钮（SB1 ）；主持人复位按钮（SB2）；I0.2至 I0.5四位选手抢答按钮（SB3～SB6）； Q0.0至Q0.3对应四位选手指示灯（HL1 ～HL4）；Q0.4没人抢答灯（HL5）； Q0.5犯规指示灯（HL6）。
图3-17 抢答器示意图
实验七 单按钮控制彩灯循环 一、实验目的
动）状态。
在编写程序时如何搭建 “步”，就要 使用顺序控制指令了。每一步都要使用3 条指令，这3条指令前后呼应，顺序不能 颠倒，缺一不可，组成一个固定的程序段
，这3条指令是（1）段开始（SCR）； （ 2）段转移（SCRT）；（3）段结束（ SCRE），一个“团结战斗的阵营”。
如图3-8所示为单台电动机星形（Y） -三角形（△）降压起动控制线路图，将 其用PLC改造，要求画出PLC对外I/O接 线图，并编写出PLC梯形图程序。
2. 程序设计 电动机Y-△降压起动是大家最熟悉
的一种降压起动方式了，体现为方法简 单，安装维护方便，经济实惠。控制线 路也有很多种，不管是哪种控制结果是 一样的，其本质就是三个接触器先是第
停止，10s后小车正转运行，直至碰到正向 限位开关SQ1后停止。当按下反转起动按 钮SB2时，如果小车处于停止状态，则立 即反转运行，直至碰到反向限位开关SQ2 后停止。如果小车处于正转运行状态，则
先使正向停止，10s后小车反转运行，直至 碰到反向限位开关SQ2后停止。任何时候 按下停止按钮SB3，小车停止运行。
- 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)。
本章要点
PLC 应用系统设计的步骤及常用的设计方法 应用举例 PLC 的装配、检测和维护
1 应用系统设计概述
在了解了 PLC 的基本工作原理和指令系统之后，可以结合实际进行 PLC 的设计，PLC 的设计包括硬件设计和软件设计两部分，PLC 设计的基本原则是：
1. 充分发挥 PLC 的控制功能，最大限度地满足被控制的生产机械或生产过程的控制要 求。
硬件部分的模拟调试主要是对控制柜或操作台的接线进行测试。可在操作台的接线端子 上模拟 PLC 外部的开关量输入信号，或操作按钮的指令开关，观察对应 PLC 输入点的状态。 用编程软件将输出点强制 ON/OFF，观察对应的控制柜内 PLC 负载（指示灯、接触器等）的 动作是否正常，或对应的接线端子上的输出信号的状态变化是否正确。
1. 经验设计法
经验设计法即在一些典型的控制电路程序的基础上，根据被控制对象的具体要求，进行 选择组合，并多次反复调试和修改梯形图，有时需增加一些辅助触点和中间编程环节，才能 达到控制要求。这种方法没有规律可遵循，设计所用的时间和设计质量与设计者的经验有很 大的关系，所以称为经验设计法。经验设计法用于较简单的梯形图设计。应用经验设计法必 须熟记一些典型的控制电路，如起保停电路、脉冲发生电路等，这些电路在前面的章节中已 经介绍过。
联机调试时，把编制好的程序下载到现场的 PLC 中。调试时，主电路一定要断电，只对 控制电路进行联机调试。通过现场的联机调试，还会发现新的问题或对某些控制功能的改进。
2.3 PLC 程序设计常用的方法
PLC 程序设计常用的方法主要有经验设计法、继电器控制电路转换为梯形图法、逻辑设 计法、顺序控制设计法等。
深入了解控制对象的工艺过程、工作特点、控制要求，并划分控制的各个阶段，归纳各 个阶段的特点，和各阶段之间的转换条件，画出控制流程图或功能流程图。
（2）选择合适的 PLC 类型 在选择 PLC 机型时，主要考虑下面几点： 1 功能的选择。 对于小型的 PLC 主要考虑 I/O 扩展模块、A/D 与 D/A 模块以及指令功能 （如中断、PID 等）。 2I/O 点数的确定。 统计被控制系统的开关量、模拟量的 I/O 点数，并考虑以后的扩充（一 般加上 10%～20%的备用量），从而选择 PLC 的 I/O 点数和输出规格。 3 内存的估算。 用户程序所需的内存容量主要与系统的 I/O 点数、控制要求、程序结构 长短等因素有关。一般可按下式估算：存储容量=开关量输入点数×10+开关量输出点数×8+ 模拟通道数×100+定时器/计数器数量×2+通信接口个数×300+备用量。 （3）分配 I/O 点。 分配 PLC 的输入/输出点，编写输入/输出分配表或画出输入/输出端 子的接线图，接着就可以进行 PLC 程序设计，同时进行控制柜或操作台的设计和现场施工。 （4）程序设计。 对于较复杂的控制系统，根据生产工艺要求，画出控制流程图或功能 流程图，然后设计出梯形图，再根据梯形图编写语句表程序清单，对程序进行模拟调试和修 改，直到满足控制要求为止。 （5）控制柜或操作台的设计和现场施工。 设计控制柜及操作台的电器布置图及安装接 线图；设计控制系统各部分的电气互锁图；根据图纸进行现场接线，并检查。 （6）应用系统整体调试。如果控制系统由几个部分组成，则应先作局部调试，然后再进 行整体调试；如果控制程序的步序较多，则可先进行分段调试，然后连接起来总调。 （7）编制技术文件。技术文件应包括：可编程控制器的外部接线图等电气图纸，电器布 置图，电器元件明细表，顺序功能图，带注释的梯形图和说明。
2.1 PLC 控制系统的设计内容及设计步骤
1. PLC 控制系统的设计内容 （1）根据设计任务书，进行工艺分析，并确定控制方案，它是设计的依据。 （2）选择输入设备（如按钮、开关、传感器等）和输出设备（如继电器、接触器、指示 灯等执行机构）。 （3）选定 PLC 的型号（包括机型、容量、I/O 模块和电源等）。 （4）分配 PLC 的 I/O 点，绘制 PLC 的 I/O 硬件接线图。 （5）编写程序并调试。 （6）设计控制系统的操作台、电气控制柜等以及安装接线图。 （7）编写设计说明书和使用说明书。 2. 设计步骤 （1）工艺分析
2.2 PLC 的硬件设计和软件设计及调试
1. PLC 的硬件设计
PLC 硬件设计包括：PLC 及外围线路的设计、电气线路的设计和抗干扰措施的设计等。 选定 PLC 的机型和分配 I/O 点后，硬件设计的主要内容就是电气控制系统的原理图的设 计，电气控制元器件的选择和控制柜的设计。电气控制系统的原理图包括主电路和控制电路。 控制电路中包括 PLC 的 I/O 接线和自动、手动部分的详细连接等。电器元件的选择主要是根 据控制要求选择按钮、开关、传感器、保护电器、接触器、指示灯、电磁阀等。
2. PLC 的软件设计
软件设计包括系统初始化程序、主程序、子程序、中断程序、故障应急措施和辅助 程序的设计，小型开关量控制一般只有主程序。首先应根据总体要求和控制系统的具体情况， 确定程序的基本结构，画出控制流程图或功能流程图，简单的可以用经验法设计，复杂的系 统一般用顺序控制设计法设计。
3. 软件硬件的调试
2.பைடு நூலகம்在满足控制要求的前提下，力求使控制系统经济、简单，维修方便。 3. 保证控制系统安全可靠。 4. 考虑到生产发展和工艺的改进，在选用 PLC 时，在 I/O 点数和内存容量上适当留有余 地。 5. 软件设计主要是指编写程序，要求程序结构清楚，可读性强，程序简短，占用内存少， 扫描周期短。
2 PLC 应用系统的设计
调试分模拟调试和联机调试。 软件设计好后一般先作模拟调试。模拟调试可以通过仿真软件来代替 PLC 硬件在计算机 上调试程序。如果有 PLC 的硬件，可以用小开关和按钮模拟 PLC 的实际输入信号（如起动、 停止信号）或反馈信号（如限位开关的接通或断开），再通过输出模块上各输出位对应的指示 灯，观察输出信号是否满足设计的要求。需要模拟量信号 I/O 时，可用电位器和万用表配合 进行。在编程软件中可以用状态图或状态图表监视程序的运行或强制某些编程元件。