西门子S7-200PLC教程PPT.ppt

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第第77章章应用设计应用设计第第77章章应用设计应用设计7.17.1系统设计系统设计7.27.2程序设计程序设计7.37.3设计实例设计实例第第77章章应用设计应用设计本章主要内容：

本章主要内容：

应用设计的基本知识应用设计的基本知识系系统统设设计计，包包括括系系统统设设计计的的步步骤骤和和几几种种常常用用的设计方法的设计方法程程序序设设计计，比比较较详详细细地地介介绍绍在在程程序序设设计计时时功功能流程图的使用能流程图的使用应用实例应用实例本本章章要要求求对对应应用用系系统统设设计计的的方方法法和和步步骤骤掌掌握握会会用用，重点是掌握程序设计方法中的功能流程图法。

重点是掌握程序设计方法中的功能流程图法。

返回本章首页返回本章首页第第77章章应用设计应用设计7.17.1系统设计系统设计7.1.1系统设计的原则系统设计的原则7.1.2系统设计的步骤系统设计的步骤返回本章首页返回本章首页第第77章章应用设计应用设计7.1.1系统设计的原则系统设计的原则在在可可编编程程序序控控制制器器控控制制系系统统的的设设计计中中，应应该该最最大大限限度度地地满满足足生生产产机机械械或或生生产产流流程程对对电电气气控控制制的的要要求求，在在满满足足控控制制要要求求的的前前提提下下，力力求求PLC控控制制系系统统简简单单、经经济济、安安全全、可可靠靠、操操作作和和维维修修方方便便，而且应使系统能尽量降低使用者长期运行的成本。

而且应使系统能尽量降低使用者长期运行的成本。

设计一个设计一个PLC控制系统有多种途径：

可以在原有控制系统有多种途径：

可以在原有的继电接触控制系统基础上加以改造，形成可编的继电接触控制系统基础上加以改造，形成可编程序控制器的控制系统。

程序控制器的控制系统。

返回本节返回本节第第77章章应用设计应用设计7.1.2系统设计的步骤系统设计的步骤1.熟悉被控对象熟悉被控对象2.制定控制方案制定控制方案3.详细描述控制对象详细描述控制对象4.详细描述操作员站详细描述操作员站5.配置可编程序控制器配置可编程序控制器6.程序设计程序设计返回本节返回本节第第77章章应用设计应用设计7.2程序设计程序设计7.2.1功能流程图概述功能流程图概述7.2.2由功能流程图到程序由功能流程图到程序返回本章首页返回本章首页第第77章章应用设计应用设计程序设计的内容包括：

编写程序、编译程序、模程序设计的内容包括：

编写程序、编译程序、模拟运行及调试程序等。

拟运行及调试程序等。

程程序序设设计计的的方方法法是是指指用用什什么么方方法法和和编编程程语语言言来来编编写用户程序。

写用户程序。

程序设计有多种方法：

如果控制系统是改造原有程序设计有多种方法：

如果控制系统是改造原有成熟的继电接触控制系统，则可由电气控制电路成熟的继电接触控制系统，则可由电气控制电路图很容易地转化为梯形图，生成控制程序。

图很容易地转化为梯形图，生成控制程序。

本节主要介绍功能流程图法。

本节主要介绍功能流程图法。

第第77章章应用设计应用设计7.2.1功能流程图概述功能流程图概述功功能能流流程程图图，简简称称功功能能图图，又又叫叫状状态态流流程程图图或或状状态态转转移移图图。

它它是是专专用用于于工工业业顺顺序序控控制制程程序序设设计计的的一一种种功功能能说说明明性性语语言言，能能完完整整地地描描述述控控制制系系统统的的工工作作过过程程、功功能能和和特特性性，是是分分析析、设设计计电电气气控控制制系统控制程序的重要工具。

系统控制程序的重要工具。

第第77章章应用设计应用设计1.组成组成

（1）步）步步步是是控控制制系系统统中中的的一一个个相相对对不不变变的的性性质质，它它对对应应于于一一个个稳稳定定的的状状态态。

在在功功能能流流程程图图中中步步通通常常表表示示某某个个执执行行元元件件的的状状态态变变化化。

步步用用矩矩形形框框表表示示，框框中中的的数数字字是是该该步步的的编编号号，编编号号可可以以是是该该步步对对应应的的工工步步序序号号，也也可可以以是是与与该该步步相相对对应应的的编编程程元元件件（如如PLC内内部部的的通通用用辅辅助助继继电电器器、步标志继电器等）。

步的图形符号如图步标志继电器等）。

步的图形符号如图7.1（a）所示。

所示。

初始步初始步初初始始步步对对应应于于控控制制系系统统的的初初始始状状态态，是是系系统统运运行行的的起起点点。

一一个个控控制制系统至少有一个初始步，初始步用双线框表示，如图系统至少有一个初始步，初始步用双线框表示，如图7.1（b）所示。

所示。

第第77章章应用设计应用设计图图7.1步和初始步步和初始步第第77章章应用设计应用设计

（2）有向线段和转移）有向线段和转移有向线段和转移及转移条件如图有向线段和转移及转移条件如图7.2所示。

所示。

图图7.2转转移移第第77章章应用设计应用设计（3）动作说明）动作说明一一个个步步表表示示控控制制过过程程中中的的稳稳定定状状态态，它它可可以以对对应应一一个个或或多多个个动动作作。

可可以以在在步步右右边边加加一一个个矩矩形形框框，在在框框中中用用简简明明的文字说明该步对应的动作，如下图的文字说明该步对应的动作，如下图7.3所示。

所示。

图图中中（a）表表示示一一个个步步对对应应一一个个动动作作；图图（b）和和（c）表表示一个步对应多个动作，两种方法任选一种。

示一个步对应多个动作，两种方法任选一种。

第第77章章应用设计应用设计2.使用规则使用规则

（1）步与步不能直接相连，必须用转移分开；）步与步不能直接相连，必须用转移分开；

（2）转移与转移不能直接相连，必须用步分开；）转移与转移不能直接相连，必须用步分开；（3）步步与与转转移移、转转移移与与步步之之间间的的连连线线采采用用有有向向线线段段，画画功功能能图图的的顺顺序序一一般般是是从从上上向向下下或或从从左左到到右，正常顺序时可以省略箭头，否则必须加箭头。

右，正常顺序时可以省略箭头，否则必须加箭头。

（4）一个功能图至少应有一个初始步。

）一个功能图至少应有一个初始步。

第第77章章应用设计应用设计3.结构形式结构形式

（1）顺序结构）顺序结构

（2）分支结构）分支结构选择性分支选择性分支并发性分支并发性分支（3）循环结构）循环结构（4）复合结构）复合结构第第77章章应用设计应用设计

（1）顺序结构）顺序结构图图7.4顺顺序序结结构构第第77章章应用设计应用设计

（2）分支结构）分支结构图图7.5选择性分支选择性分支第第77章章应用设计应用设计并发性分支并发性分支图图7.6并发性分支并发性分支第第77章章应用设计应用设计（3）循环结构）循环结构循环结构用于一个循环结构用于一个顺序过程的多次或顺序过程的多次或往复执行。

功能图往复执行。

功能图画法如图画法如图7.7所示，所示，这种结构可看作是这种结构可看作是选择性分支结构的选择性分支结构的一种特殊情况。

一种特殊情况。

图图7.7并并发发性性分分支支第第77章章应用设计应用设计（4）复合结构）复合结构图图7.8功能流程图举例功能流程图举例返回本节返回本节第第77章章应用设计应用设计7.2.2由功能流程图到程序由功能流程图到程序1.逻辑函数法逻辑函数法2.功能流程图实例功能流程图实例3.步标志继电器法步标志继电器法第第77章章应用设计应用设计1.逻辑函数法逻辑函数法

（1）通用辅助继电器的逻辑函数式）通用辅助继电器的逻辑函数式

（2）执行元件的逻辑函数式）执行元件的逻辑函数式（3）由逻辑函数式画梯形图）由逻辑函数式画梯形图第第77章章应用设计应用设计

（1）通通用用辅辅助助继继电电器器的的逻辑函数式逻辑函数式函数规则：

函数规则：

除第一步外，每一步用一除第一步外，每一步用一个通用辅助继电器（以下个通用辅助继电器（以下简称继电器）表示本步是简称继电器）表示本步是否被执行，即步状态。

如否被执行，即步状态。

如图图7.9所示。

所示。

图图7.9步与继电器步与继电器第第77章章应用设计应用设计

（2）执行元件的逻辑函数式）执行元件的逻辑函数式图图7.8中中的的Yj、Yk、Yp分分别别表表示示这这3个个步步所所对对应应的的动动作作或或输输出出，可可以以是是执执行行元元件件或或其其他他继继电电器器，也也可可以以是是指指令令盒盒。

一一般般情情况况下下，一一个个步步对对应应一一个个动动作作，当当功功能能流流程程图图中中有有多多个个步步对对应应同同一一个个动动作作时时，其其输输出出可可用用这这几几个个步步对对应应的的继电器继电器“或或”来表示。

来表示。

（3）由逻辑函数式画梯形图）由逻辑函数式画梯形图可可由由每每个个逻逻辑辑函函数数式式中中的的与与或或逻逻辑辑关关系系，用用串串联联或或并并联联触点对应线圈的形式画出所有梯级的梯形图。

触点对应线圈的形式画出所有梯级的梯形图。

第第77章章应用设计应用设计

（1）写通用辅助继电器的逻辑函数式）写通用辅助继电器的逻辑函数式

（2）写执行元件的逻辑函数式）写执行元件的逻辑函数式（3）由逻辑函数式画梯形图）由逻辑函数式画梯形图2.功能流程图实例功能流程图实例第第77章章应用设计应用设计用起动优先规则。

用起动优先规则。

（1）写通用辅助继电器的逻辑函数式）写通用辅助继电器的逻辑函数式第第77章章应用设计应用设计

（2）写执行元件的逻辑函数式）写执行元件的逻辑函数式图图7.9中中除除步步M00.2和和步步M00.6对对应应同同一一个个执执行行元元件件输输出出触点外，其他每一步对应一个不同的执行元件输出触点。

触点外，其他每一步对应一个不同的执行元件输出触点。

多步对应一动作多步对应一动作f（Q0.2）=M00.2+M00.6一步对应一动作一步对应一动作f（Q0.0）=M00.0f（Q0.3）=M00.3f（Q0.5）=M00.7f（Q1.0）=M01.1其他输入点的逻辑函数式写法也都用相同方式。

其他输入点的逻辑函数式写法也都用相同方式。

第第77章章应用设计应用设计（3）由逻辑函数式画梯形图）由逻辑函数式画梯形图根据上述逻辑函数式可画出对应的梯形图，根据上述逻辑函数式可画出对应的梯形图，如右图如右图7.10所示。

为节省篇幅，本程序中的所示。

为节省篇幅，本程序中的所有标题栏所有标题栏Network都省略，且只列出了部都省略，且只列出了部分输出。

分输出。

第第77章章应用设计应用设计图图7.10转化为梯形图转化为梯形图

（1）第第77章章应用设计应用设计图图7.10转化为梯形图转化为梯形图

（2）第第77章章应用设计应用设计3.步标志继电器法步标志继电器法图图7.11顺顺序序继继电电器器指指令令

（1）第第77章章应用设计应用设计图图7.11顺顺序序继继电电器器指指令令

（2）返回本节返回本节第第77章章应用设计应用设计7.3设计实例设计实例1.系统描述系统描述2.制定控制方案制定控制方案3.系统配置及输入输出对照表系统配置及输入输出对照表4.设计主电路及设计主电路及PLC外部接线图外部接线图5.设计功能流程图设计功能流程图6.建立步与继电器对照表建立步与继电器对照表7.写逻辑函数式写逻辑函数式8.画梯形图画梯形图返回本章首页返回本章首页第第77章章应用设计应用设计1.系统描述系统描述1.系统描述系统描述设设计计一一个个3工工位位旋旋转转工工作作台台，其其工工作作示示意意如如图图7.12所所示示。

三三个个工工位位分分别完成上料、钻孔和卸件。

别完成上料、钻孔和卸件。

（1）动作特性）动作特性工位工位1：

上料器推进，料到位后退回等待。

：

上料器推进，料到位后退回等待。

工工位位2：

将将料料夹夹紧紧后后，钻钻头头向向下下进进给给钻钻孔孔，下下钻钻到到位位后后退退回回，退退回回到到位后，工件松开，放松完成后等待。

位后，工件松开，放松完成后等待。

工工位位3：

卸卸料料器器向向前前将将加加工工完完成成的的工工件件推推出出，推推出出到到位位后后退退回回，退退回回到位后等待。

到位后