【正文】 （ 3）我還親身體會了 S7200 仿真軟件的運行，軟件的測試，感受到了得到仿真結(jié)果時的喜悅。 本章小結(jié) 本章對 PLC 程序進行了仿真和調(diào)試，首先介紹了 S7200 仿真軟件的使用和常州信息職業(yè)技術(shù)學院 36 CPU 模塊及輸入輸出擴展模塊的配置，并且對某一子程序的具體調(diào)試過程進行的解釋說明，最后進行了整個系統(tǒng) 的軟件測試，驗證了程序的正確性，并親身體會了仿真軟件的使用和操作。在測試過程中以狀態(tài)表監(jiān)控為依據(jù)判斷是否正確，當狀態(tài)為有“綠色”方框出現(xiàn)，說明此步動作，即有所謂的“能流”流過。 通過對某自動裝載裝置電控系統(tǒng)的測試，確保系統(tǒng)內(nèi)部各模塊的正常運作以及所編寫程序的正確性。 用鼠標點擊 CPU 模塊下面的開關(guān)板上第一個小開關(guān)（代表 ）上面黑色的部分，可以使小開關(guān)的手柄向上，觸點閉合，這時啟動步開始有能流流過，線圈 得電，又第一步、第二步形成“互鎖”， 得電后立刻會使 得常州信息職業(yè)技術(shù)學院 34 電，而 又進入失電狀態(tài)，同時三個電磁閥也得電，見圖 ，可見滿足設計要求。 因為本次編寫的程序塊較大，故需要一部分一部分的進行調(diào)試，以 III— V的程序為例進行調(diào)試說明如下： 1. 準備初始階段 用編程軟件以程序塊方式打開已經(jīng)編寫好的程序（這里指子 程序 1 ,IIIV），執(zhí)行菜單命令“文件”→“導出”，在出現(xiàn)的對話框中輸入導出的 ASCⅡ文本文件的文件名，此處名為“ III 號位 — V 號位運輸箱體”，文件的擴展名為“ awl”。 圖 仿真軟件 硬件設置 執(zhí)行菜單命令“配置” →“ CPU 型號”對話框的下拉式列表框中選擇 CPU的型號，本次畢業(yè)設計選用的是 CPU226， CPU 的網(wǎng)絡地址一般使用默認的地址（ 2）。 第五章 調(diào)試與仿真 仿真軟件的使用 S7200 的仿真軟件 學習 PLC 有效的手段是手動編程和上機調(diào)試，有許多讀者苦于沒有 PLC，常州信息職業(yè)技術(shù)學院 31 缺乏實驗的條件，編寫程序后無法檢驗是否正確，編程能力很難提高。緊接著并聯(lián)的是將各電磁閥都復位，使其滿足初始狀態(tài)：各液壓缸全部收縮到位，各鎖緊氣缸全部收縮到位，各定位氣缸全部伸出到位（見下圖 ）。 圖 油壓缸動作梯形圖 主程序 主程序是用來調(diào)用子程序，完成整 個工作流程。 圖 啟動梯形圖 在滿足轉(zhuǎn)換條件（前級步都是活動步；相應的轉(zhuǎn) 換條件得到滿足）的基礎(chǔ)上，此步就會變?yōu)椤盎顒硬健保? 步處于活動時，相應的動作就被執(zhí)行。程序布置如下圖 。 由于經(jīng)驗法的弊端，此次設計采用順序控制法，所謂順序控制，就是按照生產(chǎn)工藝預先規(guī)定的順序，在各個輸入信號的作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時間的順序，在生產(chǎn)過程中各個執(zhí)行機構(gòu)自動的有秩序的進行操作。 3 油缸收縮到位 65 啟動 5 66 啟動 6 67 啟動 7 68 啟動 8 69 IV 左檢測 70 IV 右檢測 數(shù)字量輸出信號 常州信息職業(yè)技術(shù)學院 25 序號 地址號 輸出信號 1 電磁閥 1（控制 , 氣缸） 2 電磁閥 2（控制 , 氣缸） 3 電磁閥 3（控制 , 氣缸） 4 油缸電磁閥 1（控制 液壓 缸） 5 減速裝置 1（控制 液壓缸減速） 6 電磁閥 4（控制 , 氣缸） 7 電磁閥 5（控制 , 氣缸） 8 油缸電磁閥 2（控制 液壓缸） 9 減速裝置 2（控制 液壓缸減速） 10 電磁閥 6（控制 , 氣缸） 11 油缸電磁閥 3（控制 1 液壓缸） 12 減速裝置 3（控制 1 液壓缸減速） 13 電磁閥 7（控制 , 氣缸） 14 電磁閥 8（控制 , 氣缸） 15 電磁閥 9（控制 , 氣缸） 16 油缸電磁閥 4（控制 液壓缸） 17 減速裝置 4（控制 液壓缸減速） 編制程序 用經(jīng)驗設計法設計梯形圖時，沒有一套固定的方法和步驟可以遵循，具有很大的試探性和隨意性，對于不同的控制系統(tǒng)，沒有一種通用的容易掌握的設計方法。 12 氣缸收縮到位 61 2 10 氣缸收縮到位 57 4 6 氣缸收縮到位 53 4 8 氣缸收縮到位 42 1 油缸伸出減速 43 1 油缸伸出到位 44 1 油缸收縮減速 45 1 油缸收縮到位 46 啟動 4 47 II 左檢測 48 II 右檢測 49 3 6 氣缸收縮到位 35 啟動 3 36 I 左檢測 37 I 右檢測 38 4 4 氣缸收縮到位 常州信息職業(yè)技術(shù)學院 24 31 4 2 油缸收縮到位 27 3 1 油缸收縮到位 20 啟動 2 21 III 左檢測 22 III 右檢測 23 2 4 氣缸收縮到位 16 2 2 氣缸收縮到位 12 4 2 氣缸收縮到位 8 4 從上一章的工況分析中我們可以得知此次編程需要 70 個數(shù)字量輸入， 17 個數(shù)字量輸出，結(jié)合循環(huán)輸運機構(gòu)，分配符號如下表 ： 表 輸入輸出信號符號表 數(shù)字量輸入信號 序號 地址號 輸入信號說明 1 啟動 1 2 V 左檢測 3 V 右檢測 4 3 常州信息職業(yè)技術(shù)學院 22 第四章 PLC 軟件設計 系統(tǒng)流程圖 本次畢業(yè)設計是對循環(huán)輸運機構(gòu)進行電氣控制編程，即 PLC 程序編程，而在編程之前要先對總體結(jié)構(gòu)和流程進行分析，然后結(jié)合西門子編程控制思想，對所編程序?qū)懗鲎?基本的設計思想。其中， ~ 都為物理輸出，可以連接外部輸出信號，無多余輸出端子。組態(tài)上從左至右依次為 CPU22 EM22 EM22 EM223，各模塊 I/O 端口對應的地址如表 ： 表 PLC 各模塊 I/O 編址 常州信息職業(yè)技術(shù)學院 20 （ 1）數(shù)字量輸入地址的分配： CPU 模塊集成的輸入端子數(shù)位 24 端子，占用三個字節(jié)。 分析此輸運機構(gòu)含有五個工作位置，輸入點較多，屬于中小型控制系統(tǒng)，要求控制性較強，再比較各個型號 CPU 的規(guī)格參數(shù)，本系統(tǒng)選用 CPU226 型號較合適，其性能規(guī)格見表 ： 表 CPU226 性能規(guī)格表 特 性 CPU226 尺寸（ mm mm mm） 190 80 62 質(zhì)量（ g） 550（ DC） 660 (繼電器 ) 功耗（ W） 11（ DC） 17（繼電器） 程序存儲區(qū) （字節(jié)） 使用運行編程模式 16384 非運行編程模式 24576 數(shù)據(jù)存儲區(qū)（字節(jié)） 10240 掉電數(shù)據(jù)保 存時間（ h） 內(nèi)置超級電容 100 外插電池卡 連續(xù)使用 200 天 本機 I/O 數(shù)字量 24 入 /16 出 模擬量 無 I/O 映像區(qū) 數(shù)字量 256（ 128 入 /128 出） 模擬量 64（ 32 入 /32 出） 最 大擴展模塊數(shù)量 7 高速計數(shù)器 總數(shù) 6 單相（ kHz） 30 6 雙相（ kHz） 20 4 高速脈沖輸出（ DC） /（ kHz） 20 2 定時器 256（ 1ms 4,10ms 4,100ms 236） 計數(shù)器 256 中間存儲器（位） 256（其中， 118 位可存入 EEPROM） 時間中斷 特殊存儲器中斷 2（精度 1ms） +定時器中斷 2 常州信息職業(yè)技術(shù)學院 19 數(shù)字量輸入硬件中斷 4 上升沿和 /或 4 下降沿 模擬電位器 2（ 8 位精度） 實時時鐘 內(nèi)置 可配外插卡 存儲卡、電池卡 布爾指令運算速度（ us） 本機通信口 RS485 2 PPI、 DP/T 通信速率（ Kbit / s） 、 、 自由口通信速率（ Kbit/s） ~ 供電能 力（ m A） 5VDC 1000 24VDC 400 輸入輸出擴展模塊選型 在對該控制系統(tǒng)進行組態(tài)分析時要注意 CPU 模塊本身所帶的 I/O 端子數(shù)。 表 I/O特性 型號 主機輸出類型 主機輸入點數(shù) 主機輸出點數(shù) 可擴展模塊數(shù) CPU221 DC/繼電器 6 4 無 CPU222 DC/繼電器 8 6 2 CPU224 DC/繼電器 14 10 7 CPU226 DC/繼電器 24 16 7 表 CPU 電源規(guī)范 CPU 類型 電源電壓 輸入 電壓 輸出電壓 輸出電流 CPU221 DC 輸出 DC 輸入 24VDC 24VDC 24VDC ， 晶體管 繼電器輸出 DC 輸入 85~264VAC 24VDC 24VDC 24~230VAC 2A， 繼電器 CPU222 CPU224 DC 輸出 24VDC 24VDC 24VDC ， 晶體管 常州信息職業(yè)技術(shù)學院 18 CPU226 繼電器輸出 85~264VAC 24VDC 24VDC 24~230VAC 2A， 繼電器 下面對各種 CPU 的特性作一簡單比較， S7200 系列可編程 控制器有CPU21X 系列和 CPU22X 系列。 5. 進行軟件測試； 本章小結(jié) 本章對課題作了詳細的介紹，對輸運機構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)進行了說明和參數(shù)的分析，另外，更詳細的描述了輸運機構(gòu)的工作流程，從中可以鮮明的看出，此輸運機構(gòu)的工作流程具有很強的聯(lián)系性和循環(huán)性。系統(tǒng)流程由以下四部分組成： （ 1）將 III 號位負載運至 V 號位 首先判斷 V 號位有無箱體，如有則不能動作，如無則按照以下流程工作： 鎖緊氣缸 、 伸出到位→定位氣缸 、 、 、 收縮到位→液壓缸 帶載伸出到位→定位氣缸 、 伸出到位→鎖緊氣缸 、 收縮到位→ 液壓缸 空載收縮到位→鎖緊氣缸 、 伸出到位→定位氣缸 、 收縮到位→液壓缸 帶載伸出到位→鎖緊氣缸 、 收縮到位→液壓缸 空載收縮到位 （ 2）將 I 號位負載運至 III 號位 首先判斷 III 號位有無箱體，如有則不能動作，如無則按照以下流程工作： 液壓缸 空載伸出到位→鎖緊氣缸 、 伸出到位→定位氣缸 、 收縮到位→液壓缸 帶載收縮到位→定位氣缸 、 伸出到位→鎖緊氣缸 、 收縮到位→液壓缸 空載伸出到位→鎖緊氣缸 、 伸出 到位→定位氣缸 、 收縮到位→液壓缸 帶載收縮到位→定位氣缸 、 伸出到位→鎖緊氣缸 、 收縮到位 （ 3）將 II 號位負載運至 I 號位 首先判斷 I 號位有無箱體，如有則不能動作，如無則按照以下流程工作： 常州信息職業(yè)技術(shù)學院 14 定位氣缸 、 收縮到位→液壓缸 1 帶載伸出到位→定位氣缸 、 伸出到位 （ 4）將 IV 號位負載運至 II 號位 首先判斷 II 號位有無箱體，如有則不能動作，如無則按照以下流程工作： 鎖緊氣缸 、 伸出到位→定位氣缸 、 、 、 收縮到位→液壓缸 帶載伸出到位→定位氣缸 、 伸出到位→鎖緊氣缸 、 收縮到位→液壓缸 空載收縮到位→鎖緊氣缸 、 伸出到位→定位氣缸 、 收縮到位→液壓缸 帶載伸出到位→定位氣缸 、 伸出到位→鎖緊氣缸 、 收縮到位→液壓缸 空載收縮到位 2. 系統(tǒng)空載工作流程（退箱）： 初始狀態(tài)為各液壓缸全部收縮到位，各鎖緊氣缸全部收縮到位，各定位氣缸全部收縮到位。思路明了，易于編寫和修改。只有這樣，才能作出高質(zhì)量地設計。 全部調(diào)試完畢后，交付試運行。 （ 6）聯(lián)機調(diào)試 聯(lián)機調(diào)試是將通過模擬調(diào)試的程序進一步進行在線統(tǒng)調(diào)。具體設計流程如下： （ 1）分析被控對象并提出控制要求 詳細分析被控對象的工作流程及工作特點，了解被控對象機、電、液、氣之間的配合，提出被控對象對 PLC 控 制系統(tǒng)的控制要求，確定控制方案，擬定設計任務書。通過通過畢設中的文獻檢索和查找資料來提高自身獲取新知識的能力。對于量大的配套項目，采用單片機系統(tǒng)具有成本低、效益高的優(yōu)點，但對研發(fā)力量和行業(yè)經(jīng)驗要求高。 2）單片機可以構(gòu)成各種各樣的應用系統(tǒng)，從微型、小型到中型、大型均可，PLC 是單片機應用系統(tǒng)的一個特例。而 PLC 從0000 號存儲地址所存放的第一條用戶程序開始，在無中斷活跳轉(zhuǎn)的情況下，按存儲地址號遞增的方向順序逐條執(zhí)行用戶程序，直到 END 指令結(jié)束。 常州信息職業(yè)技術(shù)學院 8 PLC 與計算機控制系統(tǒng)的異同點 相同點： 1) 基本結(jié)構(gòu)相同 PLC 和計算機都是由 CPU、存儲器、輸入和輸出部分構(gòu)成。而 PLC 的內(nèi)部繼電器（也稱為軟繼電器），它并不是真正的電磁線圈，而是電子元件，動作的時間極短，通