S7200编程培训教程word高级应用技术Word文档下载推荐.docx
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2、分析处理(程序处理)
3、驱动执行机构(执行挑选良品和次品的动作)
其实,在所有的自动化控制系统里,无非也就是只有这三部分的工作。
以人本身作为举例(人本身就是世界上智能化的自动化系统)
A:
输入传感装置
用于将外界的信号输入到控制中心,如接近开关、光电开关、温度传感器(相当人的眼睛,皮肤).
B:
中央处理单元
负责把从外界接收的信号经过处理运算之后,输出到执行机构(相当人的大脑).
C:
外部执行机构将CPU输出的信号进行处理,完成特定的工作,例如加热器、电磁阀、定位装置等(相当人的手脚)如下图:
而我们上面所看到的物流检测系统例子里,我们所看到的BL1、BL2、BL3为输入装置
传送带、马达、电磁阀为执行机构.
咦~~,我们的控制中心呢?
跑哪去了?
别急,当然有,没有控制处理单元的系统是不叫自动化控制系统的,试问,没有大脑的人,能叫人吗?
一般控制系统都会安装在一个比较安全的单独的箱子里,一般我们叫这个箱子叫做控制柜,也叫电控柜。
哪~~,我们这个控制柜是怎么让这个系统动起来,怎么控制这个系统的呢?
他们之间的关联又是什么呢?
别急,请看第二讲,控制系统的硬件构成,即机械本体与控制中心的连接关系
第二讲控制系统的硬件构成
上一讲我们了解了整个自动化控制系统的构成,这一讲,我们就讲讲,这控制中心和机械本体他们的硬件连接关系又是怎么样。
我们知道,这机械本体上面的东西有BL1、BL2、BL3(控制系统的输入),传送带、马达、电磁阀(执行机构)。
而这些东西和控制系统的通信连接关系又是什么样呢,请看下图:
由上图,我们可以看到:
机械本体的输入(检测装置)和PLC的输入端连接(BL1连到I0.0,BL2连到I0.1,BL3连到I0.2),这样,PLC就可以实时地知道物流检测系统的当前状态,从而根据流水线的物品状态而做出相对应的控制处理。
同时,PLC的弱电信号通过信号线,直接连接到执行机构(电磁阀YV),控制YV的开启/关闭。
而PLC又是怎么样实时地监控到机械本体的检测信号,同时又控制机械本体的执行机械(电磁阀YV)的呢?
习第三讲,西门子S7-200系列PLC的硬件结构及选型
第三讲西门子S7-200系列PLC的硬件结构及选型
请先直观认识一下西门子S7-200系列PLC的一些常用型号
下面是CPU224各部分的组成
输入端子排信号
L+:
24V直流电源输出正
M:
24V直流电源输出负
1M,2M:
输入信号公共端
I0.0-I1.5:
PLC输入信号端子,当输入端子和1M或2M相接时,必须加接24VDC,才视为接通(有信号输入),如下图:
输出端子排信号
输出端子可以把它们看作是一组一组的开关,当某个输出点有输出时,相应的开关就会闭合,电路就会形成回路,从而就会驱动相应的负载(比如电磁阀,继电器等)。
例如下图,当Q0.0有输出时,PLC内部触点闭合,电路导通,灯泡就亮。
上面我们了解了西门子PLC的硬件构成及输入输出端子排的定义及电气特性,下面我们就来总结一下PLC硬件选型时还应该要注意哪些问题.
1、电源:
国内PLC的输入电源电压一般分为两种:
直流24V和交流220V,当然,国外还有一些输入电源电压标准,如110VAC。
注意:
在我们开始给PLC上电时,应该看清楚PLC的输入电源电压范围,以免把PLC烧掉。
2、输入I端子信号:
常用的西门子PLC输入电信号为低压信号,切记,不要输入交流高压信号,如果外部信号为高压信号的,应该通过中间继电器转换,或者转换成低压信号后再接入PLC的输入端子。
3、输出:
PLC输出一般分为
1)继电器输出
继电器类型输出的PLC优点是:
可以通过相对大的电流(约为2A左右,具体请查西门子手册),通过电流的电压可以至250VAC也可以是24VDC以下
缺点是:
输出触点响应时间相对较慢,约为10ms。
在有需要高速脉冲输出控制(如需要控制步进或伺服系统时)时不能选用继电器输出类型的PLC
2)晶体管输出
晶体管类型输出的PLC优点是:
输出触点响应时间快,约为0.1ms以下,经常应用在需要高速输出响应的系统里,缺点是:
只能通过30VDC以下的电压,通过电流小(约为0.75A左右)
在需要用高速脉冲输出控制步进或伺服系统时,一定要选用晶体管输出类型
PLC选型时需要注意:
1、输入电源电压:
24VDC还是220VAC,根据供电系统电压来选择,一般来说,不建议直接从动力电源直接取电,最好用隔离变压器把动力电源和控制电源隔离开来,同时做好滤等
抗干扰措施。
2、输入输出点数:
所谓的输入输出点数指的是整个控制系统需要用到的PLC的输入点个数和
输出点个数一般来说,当然是预先设计好整套系统方案,然后算出所有的输入输出点个数,如果是第一次设计的方案,建议预留点数.
3、输出触点类型:
是继电器输出类型还是晶体管输出类型。
根据所控制的执行机构电源电
压及功率来决定输出触点类型,如果系统里有需要用到高速脉冲输出控制步进电机或伺服系统时,一定要选择晶体管输出类型.
在PLC选好了以后,接下来我们就要了解机械本体的各个检测和执行机构是怎么和PLC进
行整体控制的.
第四讲PLC的工作原理
我们先了解一下PLC的内部组构和外部元件的关系,看下图:
物理输入:
指的是外部输入给PLC的信号(如上一节讲的BL1、BL2、BL3等外部传感器)
而我们知道,PLC根本就不知道外部的传感器是什么东西。
而它又是通过什么样的手段来知道外部传感器的状态的呢?
这里,就引入了一个输入映像的概念。
这个输入映像就好像是外部输入端子的影子,当外部有信号输入时,它相对应的输入映像寄存区就为1(在PLC里,1表示真,也就是接通;
0表示假,也就是不通)。
例如,当I0.0接通时,I0.0的输入映像寄存区就的状态就为1,不通时,为0;
从而,PLC就可以直接通过扫描映像寄存区来知道外部端子的通断状态。
物理输出:
指的是PLC输出去控制现场执行机构的端子输出信号(如上面例子的YV电磁阀)
同样,输出映像和物理输出也是对应的关系,当相对应的输出映像是1时,相对应的输出端了就接通.否则,就不通。
如Q0.0映像寄存区为1时,Q0.0输出端子接通。
请看下图,进一步理解映像寄存器的概念.
输入:
I0.1和I0.2分别接通,I0.1和I0.2的输入映像寄存区都为1,I0.0和I0.3分别不通,映像寄存区为0,PLC就是通过扫描这些映像寄存区,从而知道各个输入端子的状态的。
输出:
Q0.0和Q0.1有输入,映像寄存区为1,只要电路形成完整回路,灯泡亮,其它两个映像寄存区都为0,不通,灯泡处于熄灭状态。
输入和输出没有必然的联系,PLC仅仅只是通过扫描输入映像寄存区的状态,然后根据程序控制要求,输出控制执行机构
学完了映像寄存区的概念,下面了解下PLC的扫描机制及过程:
PLC只要一运行,就由左往右,由上往下,循环执行程序,并不停地刷新输入输出映像,如此循环运行不止,我们称之为扫描,把扫描执行一次需要的周期时间称为扫描周期。
如下图:
PLC的扫描运行过程:
1、扫描到触点I0.0,访问I0.0的映像寄存区,访问Q0.0映像寄存区,如果I0.0或Q0.0的映像寄存器其中一个或两个为1,则导通
2、接着扫描至I0.1,访问I0.1的映像寄存区,如果I0.1的映像寄存区为1,则触点动作,断开触点(I0.1为常闭触点),如果为0,则保持原来的导通状态.
3、这样,Q0.0的线路就导通,给Q0.0的映像寄存器置1,Q0.0的输出端子就输出。
由此往复循环………….
至此,我们已经对PLC的整套硬件系统有个初步的了解,学至此,我们应该清楚地了解:
1、PLC和机械本体之间的关系:
它们之间的电气连接是什么样的.
2、PLC的选型:
电源、输入、输出类型、所需要输入输出的点数.
3、PLC的输入信号与现场检测信号或其它输入信号的连线.
4、PLC应该怎么输出驱动现场的执行机构:
Q有输出,Q内部触点就会导通.
5、PLC的输入信号,映像存器之间的关系:
输入输出端子和映像寄存器为一一对应
的关系.
6、PLC的扫描过程:
由左往右,由上往下扫描.
请看下一页的整套示意图
学完了整套硬件系统了以后,剩下的就是怎么把软件程序编写,然后怎么把这些软件装到PLC这个盒子里了,请接着学习第五讲,西门子PLC编程软件STEP7-Micro/Win应用.
第五讲西门子PLC编程软件STEP7-Micro/Win应用
5.1梯形图与普通继电器电路的异同
在开始编程时,先了解下我们后面要经常用到的梯形图语言。
先看下下面的一个自锁继电器电路.
SB1按下,中间继电器KM1得电,相对应的触点KM1就会动作;
灯泡K1点亮,同时KM1闭合自导通,就使按钮SB1再放开,KM1依然还是得电的,只有按下常闭开关SB2时,线圈KM1才会失电,灯泡才会熄灭,这就是继电器的自锁电路.
如果我们现在要用PLC编程来替代,请看下面的梯形图:
梯形图里的I0.0触点对应的就是端子I0.0的状态,当按钮SB1按下时,I0.0接通,I0.0为有输入,梯形图里的I0.0触点动作.
闭合梯形图里的I0.1触点对应的就是端子I0.1的状态,当按钮SB2按下时,I0.1接通,I0.1为有输入,梯形图里的I0.1触点动作断开。
梯形图里的Q0.0相对应的就是Q0.0输出端子,当Q0.0导通输出时,灯泡亮。
这个梯形图所实现的功能就是,当按钮SB1按下时,I0.0端子接通,梯形图里的I0.0触点闭合,Q0.0“得电”,输出端子Q0.0输出,Q0.0导通,灯泡亮;
按下SB2时,Q0.0“失电”,输出端子Q0.0没有输出,Q0.0断路,灯泡熄灭。
由上面的例子可以得知,其实梯形图编程实际上就是从我们常用的继电器电路转换过来的,然后加了点计算机的功能,就成了我们现在所看到的PLC编程,下面就让我们开始我们的第一个程序。
5.2新建一个新工程
先来了解下西门子编程软件STEP7-Micro/Win的界面.
【操作步骤】
[文件]->
[新建]或者(Ctrl+N),即生成新项目页面