1、任务任务2.5 2.5 可编程序控制器技术应用可编程序控制器技术应用 任务任务2.52.5 可编程序控制器技术应用可编程序控制器技术应用 知识与能力目标知识与能力目标 了解不同类型的可编程序控制器了解不同类型的可编程序控制器 1 掌握掌握S7-200控制系统设计过程控制系统设计过程 2 掌握掌握S7-300控制系统设计过程控制系统设计过程 3 任务任务2.52.5 可编程序控制器技术应用可编程序控制器技术应用 2.5.1 2.5.2 2.5.3 2.5.1 2.5.1 可编程序控制器认知可编程序控制器认知 可编程序控制器简称可编程序控制器简称PLCPLC，是一，是一 种数字运算操作的电子系统，
2、专为种数字运算操作的电子系统，专为 工业环境下应用而设计的控制器。工业环境下应用而设计的控制器。 PLCPLC是在电气控制技术和计算机技术是在电气控制技术和计算机技术 的基础上开发出来的，并逐渐发展的基础上开发出来的，并逐渐发展 成为以微处理器为核心，将自动化成为以微处理器为核心，将自动化 技术、计算机技术、通信技术融入技术、计算机技术、通信技术融入 为一体的新型工业控制装置。为一体的新型工业控制装置。 2.5.1 2.5.1 可编程序控制器认知可编程序控制器认知 可编程序控制器实物图可编程序控制器实物图 I/O点数容量点数容量 使用情况使用情况 PLC 结构形式结构形式 小 型 机 中 型
3、机 大 型 机 整 体 式 模 块 式 通 用 型 专 用 型 2.5.1 2.5.1 可编程序控制器认知可编程序控制器认知 1 2 3 中型机中型机 大型机大型机 小型机小型机 一般以开关量控制为主；输入一般以开关量控制为主；输入/输出总点数在输出总点数在256点以点以 下，用户存储器容量在下，用户存储器容量在4KB一下；价格低廉，体积小巧，一下；价格低廉，体积小巧， 适用于单机或小规模生产过程的控制；典型的小型机有西适用于单机或小规模生产过程的控制；典型的小型机有西 门子门子S7-200系列等。系列等。 输入输入/输出总点数在输出总点数在256至至2000点之间，用户存储器容量点之间，用户
4、存储器容量 为为2至至64KB；不仅具有开关量和模拟量控制功能，还具有更；不仅具有开关量和模拟量控制功能，还具有更 强的数字计算能力；适用于复杂的逻辑控制系统以及连续生强的数字计算能力；适用于复杂的逻辑控制系统以及连续生 产过程的过程控制场合；典型的有西门子产过程的过程控制场合；典型的有西门子S7-300系列等。系列等。 用户存储器容量为用户存储器容量为32KB至几至几MB；性能与工业计算机相；性能与工业计算机相 当，具有齐全的中断控制、过程控制、智能控制、远程控制当，具有齐全的中断控制、过程控制、智能控制、远程控制 等功能；通信功能十分强大，适合于大规模过程控制、分布等功能；通信功能十分强大
5、，适合于大规模过程控制、分布 式控制系统和工厂自动化网络控制；典型的有西门子式控制系统和工厂自动化网络控制；典型的有西门子S7-400 系列等。系列等。 PLC的类型特点：的类型特点： 应应 用用 特特 点点 类类 型型 2.5.1 2.5.1 可编程序控制器认知可编程序控制器认知 很强的抗很强的抗 干扰能力干扰能力 广泛的广泛的 适应能力适应能力 广泛的广泛的 应用范围应用范围 PLC的应用的应用 1.开关量逻辑控制开关量逻辑控制 2.模拟量控制模拟量控制 3.运动控制运动控制 4.数据处理数据处理 5.通信通信 6.联网等领域联网等领域 PLC 2.5.1 2.5.1 可编程序控制器认知可
6、编程序控制器认知 高可高可 靠性靠性 多功能多功能 网络化网络化 功能功能 增强增强 速度速度 加快加快 价格价格 低廉低廉 体积体积 缩小缩小 高速度高速度 PLC 产品产品 方向方向 发展发展 小型小型 大型大型 2.5.1 2.5.1 可编程序控制器认知可编程序控制器认知 2.5.2 S72.5.2 S7- -200 PLC 200 PLC 控制系统设计控制系统设计 1.1.对电动机正反转控制电路说明对电动机正反转控制电路说明 电动机正反转的电气原理图电动机正反转的电气原理图 控制电路说明：控制电路说明：KM1KM1是是 控制正转的交流接触控制正转的交流接触 器，器，KM2KM2是控制反
7、转的是控制反转的 交流接触器，交流接触器，SB3SB3是停是停 止按钮，止按钮，SB1SB1是正转控是正转控 制启动按钮，制启动按钮，SB2SB2反转反转 控制启动按钮，其中控制启动按钮，其中 KM1KM1、KM2KM2常闭触点互常闭触点互 锁。锁。 2.2.采用采用S7S7- -200200 PLCPLC进行分析进行分析 分析过程分析过程 分析以上的控制任务就可得知，要使电动机实现分析以上的控制任务就可得知，要使电动机实现 正反转控制，控制线路的主电路不变，正反转控制，控制线路的主电路不变，PLCPLC控制系统控制系统 仍然需要使用两个交流接触器仍然需要使用两个交流接触器KM1KM1、KM2
8、KM2对主电路回路对主电路回路 通断进行控制，同时仍然需要热继电器通断进行控制，同时仍然需要热继电器FRFR对电动机进对电动机进 行过载保护。因此，电动机的正反转行过载保护。因此，电动机的正反转PLCPLC控制系统设控制系统设 计，主要是对交流接触器对计，主要是对交流接触器对KM1KM1、KM2KM2以及热继电器以及热继电器FRFR 的工作状态的控制，即控制线路的设计。的工作状态的控制，即控制线路的设计。但要注意但要注意， 为了便于与为了便于与PLCPLC的输出口电气匹配、方便使用，的输出口电气匹配、方便使用，KM1KM1、 KM2KM2选用线圈供电为直流选用线圈供电为直流24V24V的交流接
9、触器。的交流接触器。 2.5.2 S72.5.2 S7- -200 PLC 200 PLC 控制系统设计控制系统设计 3.3.设置设置I/OI/O分配表分配表 序号序号 符号符号 名称名称 I/OI/O地址地址 功能描述功能描述 1 1 SB1SB1 起动按钮起动按钮 I0.0I0.0 正转起动正转起动 2 2 SB2SB2 起动按钮起动按钮 I0.1I0.1 反转起动反转起动 3 3 SB3SB3 停止按钮停止按钮 I0.2I0.2 停止控制停止控制 4 4 FRFR 热继电器热继电器 I0.3I0.3 过载保护过载保护 5 5 KM1KM1 正转交流接触器正转交流接触器 Q0.0Q0.0
10、正转控制正转控制 6 6 KM2KM2 反转交流接触器反转交流接触器 Q0.1Q0.1 反转控制反转控制 2.5.2 S72.5.2 S7- -200 PLC 200 PLC 控制系统设计控制系统设计 4. 4. 设计接线图设计接线图 2.5.2 S72.5.2 S7- -200 PLC 200 PLC 控制系统设计控制系统设计 5.5.设计工艺流程图设计工艺流程图 2.5.2 S72.5.2 S7- -200 PLC 200 PLC 控制系统设计控制系统设计 6.6.软件设计软件设计 （1 1）打开进入）打开进入STEP7STEP7- -Micro/WIN 32Micro/WIN 32程序编
11、辑窗口程序编辑窗口 2.5.2 S72.5.2 S7- -200 PLC 200 PLC 控制系统设计控制系统设计 （2 2）建立应用程序的符号表，具体为单击操作栏的）建立应用程序的符号表，具体为单击操作栏的“符号表符号表”选选 项，在程序显示窗口的符号表内输入需要设定的符号名称和地址。项，在程序显示窗口的符号表内输入需要设定的符号名称和地址。 2.5.2 S72.5.2 S7- -200 PLC 200 PLC 控制系统设计控制系统设计 （3 3）设置环境，）设置环境， 工具工具 选项选项 程序编辑器程序编辑器 符号地址符号地址 下拉选项中选择下拉选项中选择“显示符号和地址显示符号和地址”
12、确定确定 2.5.2 S72.5.2 S7- -200 PLC 200 PLC 控制系统设计控制系统设计 （4 4）编写具体的控制程序）编写具体的控制程序 2.5.2 S72.5.2 S7- -200 PLC 200 PLC 控制系统设计控制系统设计 7.7.连机下载运行连机下载运行 （1）硬件连接设置）硬件连接设置 PC端端 PPI端端 RS-232/PPI或或 USB/PPI COM串串 口或口或 USB口口 O端口端口 2.5.2 S72.5.2 S7- -200 PLC 200 PLC 控制系统设计控制系统设计 （2）通信设置）通信设置 进入编程界面后，双击编辑界面左侧进入编程界面后，
13、双击编辑界面左侧 的操作栏中的操作栏中“通信通信”的标志，设置参数如的标志，设置参数如 右图。右图。 在用通讯对话框（如右图）与在用通讯对话框（如右图）与S7S7- -221221 建立通信时，双击刷新图标，建立通信时，双击刷新图标，STEP 7STEP 7- - Micro/WINMicro/WIN搜索并显示连接的搜索并显示连接的S7S7- -221 CPU 221 CPU 的图标，选择的图标，选择S7S7- -221221站点后单击站点后单击“确定确定” 即可。即可。 单击单击 下载图标，将编写好的程序直下载图标，将编写好的程序直 接下载到接下载到PLC PLC 中，之后单击中，之后单击
14、运行图标运运行图标运 行程序，通过单击行程序，通过单击 监控图标对程序进行监控图标对程序进行 监控。如果监控。如果PLCPLC在下载前处于运行状态，在下载前处于运行状态， 那么就会有一个对话框提示那么就会有一个对话框提示CPUCPU将进入停将进入停 止模式后，单击确定，然后下载即可。止模式后，单击确定，然后下载即可。 2.5.2 S72.5.2 S7- -200 PLC 200 PLC 控制系统设计控制系统设计 在上一任务中，已经通过一个简单的工作实例讲解了在上一任务中，已经通过一个简单的工作实例讲解了 西门子西门子S7S7- -200200的控制系统的设计，在这一任务中同样以电的控制系统的设
15、计，在这一任务中同样以电 动机的正反转控制为例来讲解动机的正反转控制为例来讲解S7S7- -300 PLC300 PLC控制系统的设计控制系统的设计 过程。过程。 分析过程同样可以分为几点：分析过程同样可以分为几点： （1 1）设置）设置I/OI/O配置表；配置表； （2 2）设计接线图；）设计接线图； （3 3）设计工艺流程图；）设计工艺流程图； （4 4）软件设计；）软件设计； （5 5）联机下载运行；）联机下载运行； 2.5.3 S72.5.3 S7- -300 PLC 300 PLC 控制系统设计控制系统设计 1.1.设置设置I/OI/O分配表分配表 序号序号 符号符号 名称名称 I/
16、OI/O地址地址 功能描述功能描述 1 1 SB1SB1 起动按钮起动按钮 I0.0I0.0 正转起动正转起动 2 2 SB2SB2 起动按钮起动按钮 I0.1I0.1 反转起动反转起动 3 3 SB3SB3 停止按钮停止按钮 I0.2I0.2 停止控制停止控制 4 4 FRFR 热继电器热继电器 I0.3I0.3 过载保护过载保护 5 5 KM1KM1 正转交流接触器正转交流接触器 Q0.0Q0.0 正转控制正转控制 6 6 KM2KM2 反转交流接触器反转交流接触器 Q0.1Q0.1 反转控制反转控制 2.5.3 S72.5.3 S7- -300 PLC 300 PLC 控制系统设计控制系
17、统设计 2.2.设计接线图设计接线图 2.5.3 S72.5.3 S7- -300 PLC 300 PLC 控制系统设计控制系统设计 3.3.设计工艺流程图设计工艺流程图 2.5.3 S72.5.3 S7- -300 PLC 300 PLC 控制系统设计控制系统设计 2.5.3 S72.5.3 S7- -300 PLC 300 PLC 控制系统设计控制系统设计 4.4.软件设计软件设计 （1 1）启动运行）启动运行MATIC ManagerMATIC Manager 软件，打开软件，打开SIMATICSIMATIC管理器窗口，管理器窗口， 利用利用“新建提示向导新建提示向导”创建一创建一 个电
18、动机正反转控制的项目结个电动机正反转控制的项目结 构。数据在分层结构中以对象构。数据在分层结构中以对象 的形式保存，左边窗口内的树的形式保存，左边窗口内的树 显示该项目的结构，当选择项显示该项目的结构，当选择项 目树所对应的图标时，右边窗目树所对应的图标时，右边窗 口中会显示所选对象的内容。口中会显示所选对象的内容。 第一层为项目，第二层为站第一层为项目，第二层为站 （站是组态硬件的起点站是组态硬件的起点）。）。 “S7 S7 程序（程序（1 1）”文件夹是文件夹是编编 写程序的起点，所有的软件均写程序的起点，所有的软件均 存放在该文件夹中。存放在该文件夹中。 4.4.软件设计软件设计 （2
19、2）进行项目的硬件组态。项）进行项目的硬件组态。项 目管理器目管理器 SIMATIC 300 SIMATIC 300 站点站点 对象对象 双击右边工作区的双击右边工作区的“硬硬 件件”图标，进入硬件组态窗口。图标，进入硬件组态窗口。 在硬件目录窗口中依次选择在硬件目录窗口中依次选择 SIMATIC 300RACKSIMATIC 300RACK- -300Rail,300Rail, 并将其直接拖到空白区，生成并将其直接拖到空白区，生成 机架。从硬件目录中选择机架。从硬件目录中选择 SIMATIC 300PS300PS 307 SIMATIC 300PS300PS 307 5A5A电源模块放置到机
20、架电源模块放置到机架1 1号槽中；号槽中； 用同样的方式，在硬件目录中用同样的方式，在硬件目录中 选择选择SIMATIC 300CPU312CSIMATIC 300CPU312C模模 块放置到块放置到2 2号槽中。号槽中。 硬件组态后的窗口界面硬件组态后的窗口界面 2.5.3 S72.5.3 S7- -300 PLC 300 PLC 控制系统设计控制系统设计 2.5.3 S72.5.3 S7- -300 PLC 300 PLC 控制系统设计控制系统设计 （3 3）进入模块属性设置。选）进入模块属性设置。选 择择CPU312CCPU312C模块进行属性参数模块进行属性参数 设置。如右上图所示，在
21、设置。如右上图所示，在 CPU312CCPU312C模块属性中对时刻中模块属性中对时刻中 断、周期性中断、诊断中断、断、周期性中断、诊断中断、 通信等一些参数进行设置。通信等一些参数进行设置。 （4 4）设置）设置MPIMPI接口的参数属接口的参数属 性，性，MPIMPI的默认地址为的默认地址为2 2，默，默 认的通信波特率认的通信波特率187.5kbps,187.5kbps, 如右下图所示如右下图所示 （5）在管理器的通信选项卡中，选择“）在管理器的通信选项卡中，选择“PG/PC接口设置”进行通信接口设置”进行通信 设置，选择设置，选择PC Adater(MPI),单击“属性”进行设置。各参
22、数如下图单击“属性”进行设置。各参数如下图 所示。所示。 2.5.3 S72.5.3 S7- -300 PLC 300 PLC 控制系统设计控制系统设计 2.5.3 S72.5.3 S7- -300 PLC 300 PLC 控制系统设计控制系统设计 （6）在程序设计中可）在程序设计中可 以寻址以寻址I/O地址、存储位、地址、存储位、 计数器、数据块等。选计数器、数据块等。选 择择SIMATIC管理器管理器 的”的”S7 程序（程序（1）”图）”图 标，双击右边工作区中标，双击右边工作区中 的“符号表”图标，进的“符号表”图标，进 入符号表定义窗口。然入符号表定义窗口。然 后将相应的符号、地址、
23、后将相应的符号、地址、 注释输入表中，最后保注释输入表中，最后保 存符号表后即可使用。存符号表后即可使用。 符号表窗口符号表窗口 2.5.3 S72.5.3 S7- -300 PLC 300 PLC 控制系统设计控制系统设计 （7）根据电动机正反）根据电动机正反 转的控制工艺流程，考转的控制工艺流程，考 虑必要的安全保护，在虑必要的安全保护，在 左边的项目管理器树中左边的项目管理器树中 选择“块”图标，双击选择“块”图标，双击 右边工作区的“右边工作区的“OB1” 图标进入程序编辑窗口，图标进入程序编辑窗口， 设置编程环境，完成电设置编程环境，完成电 动机正反转的控制程序动机正反转的控制程序
24、的编写。的编写。 电机正反转控制程序电机正反转控制程序 2.5.3 S72.5.3 S7- -300 PLC 300 PLC 控制系统设计控制系统设计 5.5.联机下载运行联机下载运行 （1）硬件连接设置）硬件连接设置 PC端端 PPI端端 RS-232/PPI或或 USB/PPI COM口口 O端口端口 2.5.3 S72.5.3 S7- -300 PLC 300 PLC 控制系统设计控制系统设计 5.5.连机下载运行连机下载运行 （2）完成程序编写和硬件连接后，）完成程序编写和硬件连接后，CPU的工作模式选择的工作模式选择 为为STOP或或RUN-P。CPU 312C PLC可进行离线和在
25、线模可进行离线和在线模 式下载程序和组态硬件。离线模式下载时，在式下载程序和组态硬件。离线模式下载时，在SIMATIC 管理器窗口选择命令菜单“管理器窗口选择命令菜单“PLC”“下载”即可；而在下载”即可；而在 线模式下载时，需要选择菜单命令“视图”线模式下载时，需要选择菜单命令“视图”“在线”“在线” 或“视图”或“视图”“显示可访问节点”，打开在线窗口查看“显示可访问节点”，打开在线窗口查看 PLC，在“，在“WINDOW”菜单打开在线管理器和离线管理器，菜单打开在线管理器和离线管理器， 将离线窗口中的块直接拖放到在线窗口中就可完成下载将离线窗口中的块直接拖放到在线窗口中就可完成下载 任务。完成下载后，重新将任务。完成下载后，重新将CPU的运行模式选择开关扳的运行模式选择开关扳 到“到“RUN”位置，开始程序的运行和监控调试。观察电动位置，开始程序的运行和监控调试。观察电动 机是否按照要求实现正反转运行工作，如果电动机的运机是否按照要求实现正反转运行工作，如果电动机的运 行出错，及时更改控制程序，再进行调试。行出错，及时更改控制程序，再进行调试。
