西门子S7-200的交通灯编程你确定会了?
1.PLC的介绍
1.1PLC 的功能
(1)控制功能逻辑控制,包括(定时,计数,顺序,逻辑)控制
(2)数据采集、存储与处理功能数学运算功能
(3)输入 /输出接口调理功能具有 A/D 、 D/A 转换功能,通过 I/O 模块完成对模拟量的控制和调节。 位数和精度可以根据用户要求选择。 具有温度测量接口,直接连接各种电阻或电偶。
(4)通信、联网功能现代PLC 大多数都采用了通信、网络技术,有RS232或
RS485 接口,可进行远程 I/O 控制,多台 PLC 可彼此间联网、通信,外部器件与一台或多台可编程控制器的信号处理单元之间,实现程序和数据交换,如程序转移、数据文档转移、监视和诊断。通信接口或通信处理器按标准的硬件接
口或专有的通信协议完成程序和数据的转移。如西门子 S7-200 的 Profibus 现
场总线口,其通信速率可以达到 12Mbps。 在系统构成时,可由一台计算机与多台 PLC 构成"集中管理、分散控制"的分布式控制网络,以便完成较大规模
的复杂控制。通常所说的 SCADA 系统,现场端和远程端也可以采用 PLC 作现场机。
(5)人机界面功能提供操作者以监视机器 /过程工作必需的信息。允许操作者和 PC 系统与其应用程序相互作用,以便作决策和调整。
(6)编程、调试等使用复杂程度不同的手持、便携和桌面式编程器、工作站和操作屏,进行编程、调试、监视 、试验和记录,并通过打印机打印出程序文件。2
图1-1 PLC 的基本结构框图
1.2PLC 的工作原理和结构
1.2.1 PLC 的工作原理 :
采用循环扫描方式。在 PLC 处于运行状态时,从内部处理、通信操作、程序输入、程序执行、程序输出,一直循环扫描工作。
注意:由于 PLC 是扫描工作过程,在程序执行阶段即使输入发生了变化,输入状态映象寄存器的内容也不会变化,要等到下一周期的输入处理阶段才能改变。
1.2.2 结构:
plc 实质上是一种专用与工业控制的计算机, 其硬件结构基本上与微型计算机再结构上分为固定式和组合式(模块式)两种,固定式 plc 包括 CPU 板, I/O 板,显示面板,内存块,电源等,这些元素组合成一个不可拆卸的整体。
模块式 plc 包括 CPU 模块, I/O 模块,内存模块,电源模块,底板或机架。
这些模块可以按照一定的规则组合配置。
图1-1 PLC 的基本结构框图
1.3西门子 S7-200 系列的编程软件
1.3.1 编程准备
(1)指令集和编辑器的选择
写程序之前,用户必须选择指令集和编辑器。 在 S7-200 系列 PLC 支持的指令集有 SIMATIC 和 IEC1131-3 两种。 SIMATIC 是专为 S7-200PLC 设计的,专用性强,采用 SIMATIC 指令编写的程序执行时间短, 可以使用 LAD 、STL、FBD三种编辑器。 IEC1131-3 指令集是按国际电工委员会( IEC )PLC 编程标准提供的指令系统,作为不同 PLC 厂商的指令标准,集中指令较少。有些 SIMATIC 所包含的指令,在 IEC 1131-3 中不是标准指令。 IEC1131-3 标准指令集适用于不同厂家 PLC,可以使用 LAD 和 FBD 两种编辑器。 本教材主要用 SIMATIC 编程模式。
a. 单命令"工具"→"选项" →"一般"标签 →"编程模式" →选 SIMATIC 。程序编辑器有 LAD 、 STL、FBD 三种。本论文主要用 LAD 和 STL。
b. 择编辑器的方法如下:
用菜单命令"检视"→LAD 或 STL。
或者菜单命令"工具"→"选项"→"一般"标签 →"默认编辑器"。
(2) 根据 PLC 类型进行参数检查
· PLC 和运行 STEP7-Micro/WIN 的 PC 连线后,在建立通信或编辑通信设置以前,应根据 PLC 的类型进行范围检查。 必须保证 STEP7-Micro/WIN 中 PLC
类型选择与实际 PLC 类型相符。方法如下:
a. 菜单命令" PLC"→"类型" →"读取 PLC"。
b. 在指令树 →"项目"名称 →"类型" →"读取 PLC"
1.3.2 程序的调试和监控
在运行 STEP 7-Micro/WIN 32 编程设备和 PLC 之间建立通信并向PLC 下载
程序后,便可运行程序,收集状态进行监控和调试程序。
(1)选择工作方式
PLC 有运行和停止两种工作方式。在不同的工作方式下, PLC 进行调试的操作方法不同。 单击工具栏中的"运行"按钮或"停止"按钮可以进入相应的工作方式 .
选择 STOP 工作方式 :
· STOP(停止)工作方式中,可以创建和编辑程序, PLC 处于半空闲状
态:停止用户程序执行;执行输入更新;用户中断条件被禁用。 PLC 操作系统继续监控 PLC,将状态数据传递给 STEP 7-Micro/WIN 32 ,并执行所有的 "强制"或"取消强制"命令。当 PLC 位于 STOP(停止)工作方式可以进行下列操作:
(1) 使用图状态或程序状态检视操作数的当前值。 (因为程序未执行,这一步骤等同于执行"单次读取" )
(2) 可以使用图状态或程序状态强制数值。使用图状态写入数值。
(3) 写入或强制输出。
(4)执行有限次扫描,并通过状态图或程序状态观察结果。
选择运行工作方式 :
(1)使用图状态收集 PLC 数据值的连续更新。 如果希望使用单次更新, 图状态必须关闭,才能使用"单次读取"命令。
(2)使用程序状态收集PLC 数据值的连续更新。
(3)使用 RUN 工作方式中的"程序编辑"编辑程序,并将改动下载至PLC。-
2-1 路况示意图
2 交通灯控制要求
图 2-1路况示意图
北
西 东
南
2.1 路况示意图
2.2工作要求和过程
主要程序要求如下:
信号灯受启动开关控制。当启动开关接同时,信号灯系统开始工作,先南、北红灯亮,在东、西绿灯亮。当启动开关断开时,所有信号灯都熄灭。
· 1)南、北绿灯和东、西绿灯不能同时亮,如果同时亮则应关闭信号灯系统,并立刻报警。
· 2)南北向绿灯亮 30s,东西红灯亮。 30s 后,南北向黄灯闪烁 3 次,每次通断各 0.5s,东西红灯亮 3s。闪 3 次后南北红灯亮,东西绿灯亮。
· 3)东西向绿灯亮 30s,南北红灯亮。 30s 后,东西向黄灯闪烁 3 次,每次通断各 0.5s,南北红灯亮 3s。闪 3 次后东西红灯亮,南北绿灯亮。至此一个循环结束。
· 4)上述动作循环进行。
注意:要求南北绿灯和东西绿灯不能同时亮,否则关闭系统,并立刻报警。
3.1交通灯顺序功能图
3 交通灯控制的设计
3.1顺序图
设启动 按钮 用 I0.0 表示 , 6 个工作 状态分 别用 顺序 控制 继电器位S0.0,S0.1,S0.2,S0.3,S0.4.S0.5表示 ,分别用 T0.T1,T2,T3,T4,T5 表示定时器 .
当 I0.0 启动按钮得电时 ,将激活 S0.0,进入第一步状态 ,在该状态南北红灯亮 , 东西绿灯亮 ,同时启动定时器 T1, T1 定时时间到时 ,转换条件满足 ,结束 S0.0 激活 S0.1 进入下一个工作状态 , 在该状态南北红灯亮 ,东西绿灯闪 .同时启动定时器 T2, T2定时时间到时 ,转换条件满足 ,结束 S0.1激活 S0.2进入下一个工作状态 , 在该状态南北红灯亮 ,东西黄灯亮 ,依次激活 S0.3,S0.4.S0.5,当定时器 T6 时间到时再次激活 S0.0,不断循环执行。
顺序功能图如图3.1 所示。
3.1交通灯顺序功能图
图3-1 功能图
3.2I/O 分配及接线图
下面先跟据输入 /输出接口的数量编制出输入输出分配表:
I/O 分配表 :
图3-.2 原理图
图3-3时序图
4 PLC 参考电路
5 交通灯控制时序图
图 3-3 交通灯控制时序图
6 设计梯形图(利用,置位复位编写程序)
PLC编程练习题
本文以下是PLC编程初学者,练习题目,
学会以下课题,基本已经可以独立编写逻辑控制程序了;
1、按起动按钮,接触器KM工作15秒钟,KM停止。 2、按起动按钮,延时15秒钟接触器KM才工作,按停止按钮KM方可停止。 3、按起动按钮,延时15秒钟接触器KM1才工作,KM1工作20秒钟停止后,接触器KM2工作;按停止按钮KM2方可停止。 4、按起动按钮,延时15秒钟接触器KM1才工作,KM1工作20秒钟停止后,接触器KM2工作,也使KM2工作20秒钟停止,延时15秒钟后,使KM1再次起动运行;按停止按钮使任意在运行的接触器停止。 5、按起动按钮,延时15秒钟接触器KM1才工作,KM1工作20秒钟停止后,延时15秒钟后,接触器KM2工作,也使KM2工作20秒钟停止,延时15秒钟后,使KM1再次起动运行;这样反复循环3次后停止;按停止按钮使任意在运行的接触器停止。 6、启动按钮X1,停止按钮X2,输出Y0的单回路控制程序。 7、编写一个M0=1后,延时15秒接通Y2,M0从1变0,延时18秒断开Y2。 8、用一个输入点(X3),控制一盏灯(Y1)。按3次灯亮,按3次灯灭。 9、正反转程序。正转启动:X10,反转启动:X11,停止按钮:X12;正向接触器Y3,反向接触器:Y4。 10、星-三角启动程序。启动按钮:X13,停止按钮:X14。主接触器:Y5,星:Y6,三角:Y7。 11、编写双联开关的程序。开关,X4,X5;灯Y1 12、设计一个按钮控制正反转的程序,即按一下正转,再按一下反转。 13题、 1、按X002,Y001点亮,延时5秒钟后Y002点亮,Y001熄灭。 2、在Y002亮的前提下,延时10秒钟后按X003三次后,Y003点亮,Y002关闭。 3、在上面按X003最后一次,Y002灯关闭的同时,计数器开始按每秒1次计数,且每秒Y004闪亮1次,计数15次后全部熄灭,并可以重复开始的动作。 14、设计一个单按钮控制两台电动机顺序启动的程序,即按一下电动机M1启动,再按一下电动机M2启动;当按下停止按钮时,两台电动机同时停止。 15题、 1、按X001按钮,Y001延时2秒钟后点亮,再延时3秒钟后,Y002点亮。 2、在Y002亮的前提下,按X002,进行10秒钟延时,在这10秒时间内,按X003五次(10秒钟外操作无效),Y003点亮。 3、在Y003点亮后,计数器开始按每秒1次计数,且每秒钟Y004闪亮一次,计数15次后,灯Y004点亮,按X000灯全部熄灭。 16、设计一个报警程序,当报警信号成立时,实现报警,要求如下:蜂鸣器鸣叫,警灯闪烁,闪烁为亮2S,灭1S,警灯闪烁15次后,自动结束报警。 17题、 1、按X000,Y000点亮,延时5秒钟后Y001点亮, Y000熄灭。 2、在Y001亮的前提下,按X001,Y002闪亮(闪亮周期为1秒钟),延时4秒钟后,Y001,Y002全部关闭。 3、在上面灯全部关闭的同时,计数器开始按每秒1次进行计数, Y003也按每秒1次闪亮(闪亮时间为0.6秒),计数10次后,Y004点亮,Y003关闭,按X002,灯全部熄灭。 18、设计一个报警程序,当报警信号成立时,实现报警,要求如下:蜂鸣器鸣叫,频率为2HZ;警灯以1HZ的频率闪烁;10S钟后,若没有按下复位按钮,则蜂鸣器鸣叫频率变为5HZ,警灯以10HZ的频率闪烁。当按下复位按钮后,停止报警。 19题、 1、按X001,Y002点亮,延时4秒钟后Y003点亮,再延时3秒钟Y004点亮。 2、在Y004亮的前提下,按X002,Y005以周期为1S闪亮4次后,Y002、Y003、Y004、Y005全部关闭。 3、在上面灯全部关闭的同时,Y006、Y007交替点亮(每只灯间隔为0.5秒);按X003,Y006、Y007熄灭,Y000点亮,按X003,灯全部熄灭。 20、设计一个报警程序,当报警信号成立时,实现报警,要求如下:蜂鸣器鸣叫,为一长音(响2S),一短音(响0.5S);警灯以1HZ的频率闪烁,当按下复位按钮后,停止报警。 21题、 1、按X001,Y001延时5秒钟后点亮,再延时5秒钟后Y002也点亮。 2、在Y002亮的前提下,按X002,Y003点亮,并进行10秒钟延时,在这10秒时间内,按X003三次(10秒钟外操作无效),Y004点亮。 3、在Y004点亮后,计数器开始按每秒1次计数,且每秒钟Y005闪亮一次,计数15次后Y006点亮,Y005关闭,按X004,灯全部熄灭。 22、设计一个两台电动机顺序控制程序,即按下启动动按钮,M1启动,延时3S后,M2自行启动;按下停止按钮,M2停止,延时3S后,M1自动停止;若按下急钮,电动机立即停止。 23题、 1、按X000,Y000点亮,延时4秒钟后,Y001点亮。 2、在以上条件下,延时10秒钟后,按X001三次,Y002点亮,Y000,Y001灯关闭。 3、在上述Y000、Y001灯关闭的同时,计数器开始按每秒1次进行计数, 且每秒钟Y003闪亮一次,计数10次后,灯全部熄灭。
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