【文章內容簡介】 LC控制系統(tǒng)之前，必須對工藝流程進行細致的分析，詳細了解控制對象和控制要求，這樣才能真正明白自己要完成的任務，設計出令人滿意的控制系統(tǒng)。圖4圖4圖44和圖45為本機對帶式輸送線的控制要求。 確定I/O設備根據控制要求選擇合理的輸入設備（控制按鈕、開關等）和輸出設備（接觸器、繼電器等）。并根據選用的輸入/輸出設備的類型和數量，確定PLC的I/O點數選擇合適的PLC，I/O分配如表41所示。圖 46 PLC控制設備的設計步驟表41 帶式輸送線的I/O分配表輸入設備輸出設備設備輸入點設備輸出點模擬檢測物料將要裝滿時“電機M1”起動按鈕SB1出料閥門G電磁閥YV1模擬物料裝滿時“出料閥G”起動按鈕SB2電機M1電磁閥YV2模擬出現故障按鈕SB3有效時電機M2電磁閥YV3模擬故障消除按鈕SB3無效時故障燈LED正常停機按鈕SB4“出料閥G”起動按鈕SB5“電機M1”起動按鈕SB6“電機M2”起動按鈕SB7“出料閥G”關閉按鈕SB8“電機M1”關閉按鈕SB9“電機M2”關閉按鈕SB10輸入/輸出單元通常也稱為I/O單元或I/O模塊，是PLC與工業(yè)生產現場之間的連接部件。PLC通過輸入接口可以檢測被控對象的各種數據，以這些數據作為PLC對被控對象進行控制的依據；同時PLC又通過輸入接口將處理結果送給被控制對象，以實現控制目的。 控制程序的設計 梯形圖的設計梯形圖是PLC圖形編程語言。梯形圖語言是在傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)中常用的接觸器、繼電器等圖形表達符號的基礎上演變而來的。它與繼電器控制線路圖相似，繼承了傳統(tǒng)電器控制邏輯中使用的框架結構、邏輯運算方式和輸入輸出形式，具有形象、直觀、實用的特點。因此，這種編程語言為廣大電氣技術人員所熟知，是應用最廣泛的PLC編程語言，也是PLC的第一編程語言。圖4—7 傳統(tǒng)繼電器控制電路和PLC梯形圖a：傳統(tǒng)繼電器控制線路圖 b：PLC梯形圖 編寫梯形圖的注意事項1）輸入/輸出繼電器、內部輔助繼電器、定時器、記數器等器件的觸點可以多次重復使用，無需復雜的程序結構來減少觸點的使用次數。2）梯形圖每一行都是從左母線開始，線圈終止于右母線。觸點不能放在線圈的右邊。如果需要任何時候都被執(zhí)行的程序段，可以通過特殊內部常閉繼電器或一個沒有使用的內部繼電器的常閉觸點來連接。3）在程序中，不允許同一編號的線圈兩次輸出。4）不允許出現橋式電路。程序的編寫順序應按自上而下、從左至右的方式編寫。為了減少程序的執(zhí)行步數，程序應為“左大右小，上大下小”。 梯形圖編譯環(huán)境STEP 7 Micro/WIN SP3 版是西門子能源與自動化公司生產的一款軟件，它適用于Microsoft Windows 2000 Service Pack 3 或更新版本、Windows XP Home（家庭版）或 Windows XP Professional（專業(yè)版）等系統(tǒng)。它是一款發(fā)展比較成熟的軟件，他可以完成用戶程序工程的新建、打開、編譯、調試等功能，使用戶操作起來更為簡便、快捷。STEP 7編程軟件主要功能：STEP 7編程軟件可以實現梯形圖或語句表的編程、編譯檢查程序、程序和數據的上載及下載、設置PLC的設定區(qū)、對PLC的運行狀態(tài)或內存數據進行監(jiān)控和測試、打印程序清單、文檔管理等功能。圖48 STEP 7編程軟件界面STEP 7編程軟件界面的外觀如圖48所示。編程界面包括標題欄、菜單欄、工具條、瀏覽條、符號表、梯形圖編譯窗口、指令樹、狀態(tài)欄、標簽、輸出窗口，下面將簡單介紹各部分的功能。 菜單欄 如圖49所示。圖49 菜單欄1）文件菜單可以完成文件的新建、打開、保存、打印、導出等操作。2）編輯菜單提供編輯程序用的各種工具，如剪切、復制、粘貼程序塊或數據塊的操作，以及查找、替換、插入和刪除等功能。3）查看菜單可以設置編譯軟件的環(huán)境，如可以設置為梯形圖、STL和FBD編譯環(huán)境，還可以設置工具條的顯示、組件的查看和設置框架等。4）PLC菜單可以實現與PLC聯機時的一些操作，如對程序進行運行、停止、全部編譯、清除、上電復位等。5）調試菜單可以對程序進行首次掃描，多次掃描和開始狀態(tài)監(jiān)控等操作，從而對程序進行調試。6）工具菜單用于設置PLC的型號和網絡配置工具、創(chuàng)建快捷鍵、以及改變梯形圖的顯示內容。7）窗口菜單用于設置窗口的排放方式和顯示窗口。8）幫助（Help）菜單項可以方便地檢索各種幫助信息。標題欄 如圖410所示。圖410 標題欄標題欄用于顯示軟件的名稱和工程文件的名稱。 工具條 如圖411所示。圖411 工具條工具條是將SEP 7編程軟件中最常用的操作以按鈕形式顯示，提供更加快捷的鼠標操作?？梢杂谩安榭础辈藛沃械摹肮ぞ邫凇边x項來顯示或隱藏各種工具。 梯形圖編譯窗口 如圖412所示。圖412 梯形圖編譯窗口梯形圖編譯窗口用于梯形圖的編譯和修改。 瀏覽條 如圖413所示。圖413 瀏覽條瀏覽條包含兩塊內容：查看和工具，查看欄可以查看程序塊、符號表、狀態(tài)表和數據塊等，工具欄可以打開指令向導、文本顯示向導、位置控制向導和以太網向導等一系列向導。 指令樹 如圖414所示。圖414 指令樹指令樹是顯示工程文件的名稱、編譯梯形圖時所需各個指令的顯示區(qū)域和顯示各個程序段。 梯形圖的編譯用SEP 7編程軟件編制用戶程序可按以下步驟進行：起動SEP 7 軟件、建立新工程文件、繪制梯形圖、編譯程序和導出程序等。 起動SEP 7軟件起動該軟件的步驟：在桌面上找到STEP 7軟件的快捷方式，雙擊該快捷方式即可起動該軟件，軟件起動后的界面如圖415所示。圖415 SEP 7軟件起動后的界面 建立新文件工程建立工程步驟：在打開SEP 7軟件后，按工具欄中的保存按鈕，將新工程保存到你所需的目錄下，并命名為你所需的工程的名字，保存界面如圖416所示。圖416 保存新工程界面1)在“保存路徑”中將新工程保存到你所需的路徑中。2)在“文件名”中將新工程命名為你所需的名字。3)在“保存類型中”設置新工程的類型。 繪制梯形圖本課題研究是帶式輸送線PLC的控制，主要是通過控制出料閥的電磁線圈和電動機的線圈來控制閥門和傳送帶的。下面我們以控制電磁線圈“”得電5秒后失電為例，來簡要說明SEP 7軟件的梯形圖編輯過程。1）找到“指令樹”中的 “位邏輯”，將其打開找到 “常開觸點”，并放到“編譯窗口”中的“網絡1中”，如圖417所示。圖417 設置常開觸點2） 將“指令樹”中“位邏輯”中的電磁線圈“”放入“網絡1”并將“指令樹”中“定時器”中的“接通延時定時器”命名為“T39”，時間設定為5秒后放入網絡1中，由于“”為常開按鈕，所以要并聯一個“”的常開觸點在網絡1中形成“”的自鎖，由于控制需要斷開“”所以要串聯一個中間繼電器“”在網絡1中，最后還要將電磁程序復位所以要串聯一個復位按鈕“”的常閉觸點于網絡1中與“”形成互鎖，并將網絡1注釋為“”，如圖418所示。圖418 起動“”3）關閉“”梯形圖編輯，用定時器關閉“”，在網絡2中串聯T39的常開觸點和中間繼電器“”線圈，再并聯 “”的常開觸點與“”形成自鎖于網絡2中，由于還要將程序復位所以串聯一個“”的長閉觸點于網絡2中，將網絡2注釋為關閉“”，如圖419所示。圖419 關閉“”4）程序復位梯形圖編輯，按鈕“”為復位按鈕，所以將“”的常開觸點放入網絡3中，再串聯一個“”的常閉觸點（與 “”形成互鎖）和中間繼電器線圈“”，同時并聯一個“”的常開觸點與線圈“”形成自鎖，將網絡3注釋為程序復位，如圖420所示。圖420 程序復位上述內容敘述了如何運用SEP 7軟件進行梯形圖編輯，并且?guī)捷斔途€的梯形圖已編程完畢詳見附錄1。 對梯形圖進行仿真1）首先將已編好的程序按下工具欄中 “全部編譯按鈕”將程序進行編譯，沒有錯誤就可以將程序導出，導出在“菜單欄”的“文件菜單”中，導出后將文件保存，如圖421所示。圖421 保存導出程序（A）保存路徑中，將導出的程序保存到桌面上。（B）文件名中，給導出的程序進行命名。（C）保存類型，設置導出程序的保存類型。2）S7_200仿真軟件對程序進行仿真。首先打開桌面上S7_200仿真界面的快捷方式將該軟件打開，打開后的界面如422所示。圖422 S7_200仿真軟件起動后界面找到“菜單欄”中的“Program”中的“Load Program”或按鈕將導出的程序添加到該軟件中，如圖423和424所示。圖423 導入程序A圖424 導入程序B在圖423中選擇“Accept”按鈕，就出現圖424，在圖424中選擇要導入程序的路徑、名稱和類型，之后按“打開”鍵即可將程序導入該軟件中。之后按按鈕運行程序，再按下面的按鍵即可在上面的仿真區(qū)域顯示按鍵和燈的顯示情況。如圖425所示。圖425 按鍵區(qū)和仿真顯示區(qū)域具體的操作會在下文中提到。 ，讓帶式輸送線的顯示更真實。，它融過程控制設計、現場操作以及工廠資源管理于一體，將一個企業(yè)內部的各種生產系統(tǒng)和應用以及信息交流匯集在一起，實現最優(yōu)化管理。它基于 Microsoft Windows XP/NT/2000 操作系統(tǒng)，用戶可以在企業(yè)網絡的所有層次的各個位置上都可以及時獲得系統(tǒng)的實時信息。采用組態(tài)王軟件開發(fā)工業(yè)監(jiān)控工程，可以極大地 增強用戶生產控制能力、提高工廠的生產力和效率、提高產品的質量、減少成本及原材料的 消耗。它適用于從單一設備的生產運營管理和故障診斷，到網絡結構分布式大型集中監(jiān)控管 理系統(tǒng)的開發(fā)。下面介紹組態(tài)王的使用步驟：步驟一：，此時進入組態(tài)王界面，如圖426所示。 圖426 組態(tài)王起動后界面步驟二：新建工程，首先點擊工具欄中的按鈕，將會顯示新建的工程向導界面如圖427所示。圖427 新建工程的向導之一單擊圖427中的“下一步”即可對新工程進行路徑設置，如圖428所示。圖428 新建工程向導之二選擇工程所在的路徑選擇路徑之后點擊下一步，將會出現新建工程之三—工程名稱和描述，如圖429所示。（1）圖429中的工程名稱是對工程進行命名，如“帶式輸送線”。（2）圖429中的工程描述，可以對工程進行描述，這里不在描述。（3）上述設置完成之后，點擊完成即可完成新工程的建立。圖429 新建工程向導之三工程名稱和工程描述步驟三：建立新工程之后在“工程名稱”一欄中會出現新建工程的名字，雙擊該工程的名字，即可打開該工程，界面如圖430所示。圖430 工程打開后界面雙擊圖430界面中右側的“新建”，即可對新建畫面進行設置，如圖431所示。圖431 對畫面進行設置界面步驟四：對新建畫面進行設置之后，點擊“確定”按鈕即可完成對新建畫面的設置。在圖430右側中 “新建”的邊上出現新建畫面的名稱，雙擊即可打開該畫面，可以在該畫面中做動畫，畫面打開后的界面如圖432所示。圖432 畫面打開后的界面圖432中“圖庫”菜單欄中的“打開圖庫”選項可以將圖庫打開，從圖庫中選擇所需要的器件，最后再做動畫連接，即可完成動畫的設計。 PLC控制的帶式輸送線的設計 分布設計梯形圖在上述中已經提到如何運用SEP 7軟件進行梯形圖的編輯，現在我們對帶式輸送線的梯形圖進行分布設計。1）起動“電機M1”，按下起動“電機M1”按鈕“”，中間繼電器“”會得電，常開觸點“”閉合形成自鎖，同時網絡2中的常開觸點“”閉合使“電機M1” 接通，常開觸點“”閉合形成自鎖，如圖433所示。圖433 起動“電機M1”2)起動“出料閥G”和“電機M2”，按下按鈕“”使出“料閥門”得電，并形成自鎖，同時定時器“”開始計時，5秒后常開觸點“”閉合，使“電機M2”得電，并形成自鎖，如圖434所示。圖434 起動“出料閥G”和“電機M2”3)發(fā)生故障，按下故障按鈕“”，使中間繼電器“”得電，使常閉觸點“”打開，讓 “出料閥門G”、“電機M1”和“電機M2”斷電，在圖433和圖434中可以看出。發(fā)生故障后用一個“下降延檢測”和“增計數器”對發(fā)生故障后進行編輯。如圖435所示。圖435 發(fā)生故障后的梯形圖編輯4)發(fā)生故障后起動“電機M1”、 “電機M2”和“出料閥G”，當“增計數”達到預定計數后，常開觸點“”閉合，使中間繼電器“”得電使常開觸點“”閉合（即可起動“電機M2”如圖434），并形成自鎖，同時定時器“”開始計時，5秒后常開觸點“”閉合，使中間繼電器“”得電（同上述起動“電機M2”一樣起動“電機M1”），并形成自鎖，同時定時器 “”開始計時，常開觸點“”閉合，使中間繼電器“”得電（同上述起動“電機M2”一樣起動“出料閥G”），并形成自鎖，如圖436所示。圖436 故障后起動“電機M2”、“電機M1”和“出料閥G”5)正常停機使“電機M2”、“電機M1”和“出料閥G”按照一定的順序停止，按下正常停機按鈕“”，讓中間繼電器“”得電，并形成自鎖，同時常閉觸點“”斷開使“出料閥G”關閉如圖434所示，此時定時器“”開始計時，5秒后常開觸點“”閉合，并形成自鎖，讓中間繼電器“”得電同上述讓“出料閥G”斷電一樣，讓“電機M1”斷電如圖433所示，同時定時器“”開始計時，5秒后讓中間繼電器“”得電，讓“電