plc编程IW 西门子S7-1200 PLC 水箱水位控制程序案例

发布时间 : 2024-11-24

作者 : 小编

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西门子S7-1200 PLC 水箱水位控制程序案例

给大家分享一个编程案例——S7-1200 PLC水箱水位控制，案例会应用到基本指令、模拟量转换指令、数据块的使用、FB和FC的使用等知识，这就要求大家要先掌握这些知识，才能更好地理解案例程序哦。话不多说，我们就开始吧。

先说明一下案例的控制要求：

1、该控制项目为水箱水位控制系统，系统中一共有3隔水箱，每隔水箱抖音一个液位传感器、输出的信号为0~10V电压信号，检测液位的高度为0~3m，液位为0.2m时为低液位，液位为2.5时为高液位。

2、每个水箱有三个进水阀和三个出水阀，进水阀分别是Y1、Y3、Y5，出水阀分别是Y2、Y4、Y6，每个水箱都有出水阀开和出水阀关两个按钮，出水阀开按钮分别是SB1、SB3、SB5，出水阀关按钮分别是SB2、SB4、SB6。

3、我们通过按SB1SB3SB5可以分别对各个水箱进行防水操作，顺序是随机的，当系统检测到水箱的“空”信号时，系统会自动打开水箱进水阀进行注水，当检测到水箱“满”信号时停止进水。水箱注水和水箱放空的顺序是相同的，而且每次只能对一个水箱进行注水的操作。

首先进行IO分配：

IO分配好之后根据IO分配的点进行接线即可，还需注意液位传感器需要接到模拟量输入模块，一共有三个液位传感器，那么可以选择SM1231 AI04的模块，分别接到通道1、通道2、通道3即可。

PLC控制程序设计：（案例源程序获取，请看文末）

1、首先进行硬件组态、配置模拟量模块的参数（案例源程序获取，请看文末）

我们选用CPU1214C DC/DC/DC型号的PLC，此外因为需要对三个水箱的水位进行采集，要使用到模拟量输入模块，我们选用的是SM1231 AI04模块，设备组态配置图如下图。

因为使用到了模拟量模块，还需要设置相应的模拟量输入信号的参数。根据液位继电器的输出信号类型进行配置，我们配置测量类型为电压，电压范围是正负10V，滤波为4个周期，启用溢出诊断和下溢诊断。通道0对应的地址是IW96，通道1对应的地址是IW98，通道2对应的地址是IW100。

2、编写模拟量处理程序

模拟量转换程序，是用来把采集到的模拟量信号转换成实际的液位，并将它与低液位和高液位做比较，从而输出是否达到低液位信号和高液位信号。因为三个水箱计算过程是相同的，所以我们可以编写一个带形式参数的FC块，方便重复调用。具体操作是添加一个FC块，并且命名为“模拟量处理”，设置好变量并编写FC程序。

3、建立一个PLC数据类型、添加一个全局DB块

在PLC数据类型页面中添加一个PLC的数据类型，并把它命名为“Analog”，在里面建立之后需要用到的变量，包括当前水位、低水位和高水位，并且设置好这三个变量的数据类型。

此外，再新建一个全局DB块，把它命名为“水箱控制数据”，我们可以在里面建立一个名称为“模拟量”的变量名称，数据类型设置成数组Array[0..2]of “Analog”，然后把每个元素的数据类型选择成建立的PLC的数据类型。

4、编写水箱放水和进水控制程序（案例源程序获取，请看文末）

因为有三个水箱，它们的注水和放水的过程是一样的，我们就可以把水箱的注水和放水过程的程序编写成一个带形式参数的FB块，方便重复调用。具体操作是添加一个FB块，并命名为“水箱控制”，在FB的接口区建立相应的形式参数变量，然后再编写FB中的控制程序。

以上是打开放水阀程序，当按下放水阀开按钮时，放水电磁阀打开，按下放水阀关按钮或者水位达到低水位时，关闭放水阀。

以上标记水箱空标志程序，因为水箱出现空信号后可以进行注水操作，但是一次只能对一个水箱进行注水，所以当标记水箱为空标志信号为1时，才可以进行注水操作。

当水箱水位到达低水位，则说明水箱是空的，这时如果另外两个水箱的空标记信号没有，那么这个水箱的空标记信号输出为1，如果另外两个水箱已经有水箱出现空标记信号的话，那么这个水箱的空标记信号不能输出为1。

而且当这个水箱开始注水时，水箱的空标记信号需要复位。

以上是开进水阀程序，当水箱空标记为1时，就可以打开进水电磁阀，同理因为一次只能对一个水箱进行注水操作，所以如果检测到另外两个水箱有注水操作时，那么这个水箱也不能进行注水操作。当达到高水位时停止关闭进水电磁阀，停止注水操作。

5、调用模拟量处理FC块和水箱控制FB块程序（案例源程序获取，请看文末）

添加一个FB块，并命名为“水箱水位控制程序”，我们在这个FB块中调用模拟量处理FC块，模拟量处理FC块的作用是对每隔水箱的液位传感器的数据进行处理。

此外还要调用水箱控制FB块程序，需要注意调用FB块在分配背景数据块时，要选择多重实例背景，调用之后编写每隔水箱的放水和进水的程序。

（案例源程序获取，请看文末）

以上程序对应的变量表，包括名称、地址、数据类型如下图所示。

6、主程序OB1中调用水箱水位控制程序的FB块

这样，我们就完成了整个控制案例的程序设计，当然这并不是一个完整的项目，如果是应用到实际项目中，可能还会有其他需要考虑的问题哦，这个就等待大家家去思考啦~

技成培训网原创，作者：蔡慧荥，未经授权不得转载，违者必究~

TIA(博图）S7-1200实战篇：模拟量标定

在我们入门S7-1200时总会涉及到模数转换（AD转换）和数模转化。在这里先介绍如何在PLC中编写模数转化，俗称标定。

首先介绍下S7-1200系统中西门子自带的标定块---NORM_X（标准化）和SCALE_X（缩放）具体说明如下图所示

在程序中如何编写呢，接下来举个实例来说明下。已知：温度传感器量程0~50℃，输出信号4~20ma，目标：在PLC或触摸屏中读出0~50℃的温度。模拟量模块选6ES7 231-4HF32-0XB0 （8路模拟量输入）CPU选CPU 1214C DC/DC/DC 。如何编程：

1、在设备组态中组态PLC及相应模块，然后分配好对应地址最后组态AI接入点的输入类型，如下图所示

2、在OB1或者FC块里编写程序，首先要用标准化指令将模拟量4~20ma和PLC接收的数字量 0~27648关联并有以0~100%形式标准化，然后在使用缩放指令将标准化指令结果转换成温度传感器的实际量程如此就完成模数转化了。这里模拟量AI输入IW100用DB数据块里INT类型代替，方便模拟数据。具体程序见下图

然后我们介绍另一种方法来标定传感器，也是西门子自带指令。CALCULATE：计算指令。具体如何使用就不多介绍了可以查看博图里帮助。

其实我们做传感器标定是有一个公式的，我们只要掌握了这个公式以后就不需要在求人或者去百度搜索或者去论坛里下载一个别人编辑好的块。别人的东西与自己的习惯终究不一样。接下来我们就介绍这个公式吧。首先：定义各变量名称传感器量程上限：HI 、下限： Lo ； PLC接收数字量：上限 K1、下限 K2；模拟量输入：AI。然后公式是：( AI-K2 )/(K1-K2)*(HI-Lo）+Lo。最后让我们来验证下对不对。见下图模拟数据。