「西门子PLC」装料卸料案列，教会你如何编写一个程序

本案例主要让读者练习西门子S7-200SMART系列PLC位逻辑指令、定时器、子程序的结构，了解编写一个程序的思路。

目的：

把A料罐的料自动运至料槽C里

控制要求：

1.有上电自动回原点功能 ：当设备上电时，将执行回原点动作;

2.有手/自动功能：可以切换手动和自动模式控制设备;

3.自动循环模式：机器重复执行的“自动控制过程”1-4;

4.单循环模式：机器执行完一次“自动控制过程”1-4后停止。

自动控制过程：

1.按下自动启动按钮，如果小车在原点，则打开装料阀装料。

2.10s后，关掉装料阀，小车前进，前进至终点后停止。

3.打开卸料阀。

4.12秒后，关闭卸料阀，小车后退，后退至原点停止。

在编写程序之前I/O表是需要先整理好的，也方便选型、后续编写程序、读程序等。

I/O表

流程图： 理清思路，把动作过程找出来，之后做出流程图。看着流程图，把流程图中要用到的PLC的输入输出点都找到，标记出来。自动程序是根据流程图编写的，读者们可以对照流程图和程序。

自动控制流程图

PLC程序

主程序：MAIN

调用开机回原点，手动，自动子程序，I0.0在这里的作用是机器只能在手动或者自动模式，防止启动了两种工作模式。

子程序：开机回原点

程序段1：PLC上电或者手动/自动模式切换时，复位Q0.0开始的4位和M20.0,步数赋值0，做数据初始化。

程序段2：PLC上电的时候，当小车在原点的时候就不执行小车后退，如果不在原点将执行小车后退，并把上电标志M20.0位置1。

程序段3：当上电标志位M20.0接通时，小车回到原点，然后复位小车后退。

子程序：手动

程序段1：I0.1按下小车前进，I0.1松开小车停止。

程序段2：到达终点限位I1.1小车将不能再前进，这里做了置0的保护。

程序段3：I0.2按下小车后退，I0.2松开小车停止。

程序段4：到达原点限位I1.0小车将不能再后退，这里做了置0的保护。

程序段5：I0.3按下装料阀打开，I0.3松开装料阀关闭。

程序段6：I0.4按下卸料阀打开，I0.4松开卸料阀关闭。

子程序：自动

程序段1：按下自动启动按钮，如果在小车在原点将执行第2步程序，小车不在原点将执行第1步程序。

程序段2：小车后退，到达原点执行第2步程序。

vb0写入的数值代表自动程序的步数

程序段3：小车停止后退，打开装料阀进行装料10秒后执行第2步程序。

程序段4：关闭装料阀等待1秒，防止关料阀还未关好小车就往料槽C方向前进了。

1秒后执行第4步程序。

程序段5：小车前进，到达终点后执行第5步程序。

程序段6：小车停止前进，打开装料阀进行装料12秒后执行第6步程序。

程序段7：关闭卸料阀，小车后退。到达原点时，如果执行的时单循环，将执行第0步程序，也就是停止，同时复位Q0.1;如果不是执行单循环，将执行第2步程序。

程序段8：按下自动停止按钮，步数清零，复位Q0.0开始的4位。

编写PLC程序？这几点很重要！实例讲解如何设计PLC控制系统

PLC在工业控制中的应用

1 PLC控制系统设计步骤

2 PLC在机床控制中的作用

3 PLC在化工生产过程中的应用

4 PLC在集选控制电梯中的应用

5 PLC随动控制系统中的应用

1 PLC控制系统设计步骤

(1)系统设计的主要内容

① 拟定控制系统设计的技术条件

② 选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构

③ 选定 PLC 的型号

④ 编制 PLC 的输入 / 输出分配表或绘制输入 / 输出端子接线图

⑤ 根据系统设计的要求编写软件规格说明书，然后再用相应的编程语言（常用梯形图）进行程序设计

⑥ 了解并遵循用户认知心理学，重视人机界面的设计，增强人与机器之间的友善关系

⑦ 设计操作台、电气柜及非标准电器元部件

⑧ 编写设计说明书和使用说明书

2、PLC 硬件系统设计

(1) PLC 型号的选择

① 对输入 / 输出点的选择

② 对存储容量的选择

③ 对 I/O 响应时间的选择

④ 根据输出负载的特点选型

⑤ 对在线和离线编程的选择

⑥ 据是否联网通信选型

⑦ 对 PLC 结构形式的选择

(2)分配输入 / 输出点

① 确定 I/O 通道范围

②确定内部辅助继电器

③ 分配定时器 / 计数器

3、PLC 软件系统设计方法及步骤

(1) PLC 软件系统设计的方法

① 图解法编程

a. 梯形图法

b. 逻辑流程图法

c. 时序流程图法

d. 步进顺控法

② 经验法编程

③ 计算机辅助设计编程

(2) PLC 软件系统设计的步骤

① 对系统任务分块

② 编制控制系统的逻辑关系图

③ 绘制各种电路图

④ 编制 PLC 程序并进行模拟调试

⑤ 制作控制台与控制柜

⑥ 现场调试

⑦ 编写技术文件并现场试运行

注意事项

控制单元输入端子接线

1 输入线尽可能远离高压线和动力线等干扰源

2 不能将输入设备连接到带“ . ”端子上

3 交流型 PLC 的内藏式直流电源输出可用于输入；直流型 PLC 的直流电源输出功率不够时，可使用外接电源

4 切勿将外接电源加到交流型 PLC 的内藏式直流电源的输出端子上

5 切勿将用于输入的电源并联在一起，更不可将这些电源并联到其他电源上

控制单元输出端子接线

1 输出线尽可能远离高压线和动力线等干扰源

2 不能将输出设备连接到带“ . ”端子上

3 各“ COM ”端均为独立的，故各输出端既可独立输出，又可采用公共并接输出。当各负载使用不同电压时，采用独立输出方式；而各个负载使用相同电压时，可采用公共输出方式.

4 当多个负载连到同一电源上时，应使用型号为 AFP1803 的短路片将它们的“ COM ”端短接起来

5 若输出端接感性负载时，需根据负载的不同情况接入相应的保护电路。在交流感性负载两端并接 RC 串联电路；在直流感性负载两端并接二极管保护电路；在带低电流负载的输出端并接一个泄放电阻以避免漏电流的干扰。以上保护器件应安装在距离负载 50cm 以内.

6 在 PLC 内部输出电路中没有保险丝，为防止因负载短路而造成输出短路，应在外部输出电路中安装熔断器或设计紧急停车电路；

实例; PLC在机床控制中的作用

工艺要求;四工位组合机床由四个工作滑台，各带一个加工动力头，组成四个加工工位。除了四个加工工位外，还有夹具、上下料机械手和进料器四个辅助装置以及冷却和液压系统共四部分。工艺要求为有上料机械手自动上料，机床的四个加工动力刀头同时对一个零件进行加工，一次完成一个零件，通过下料机械手自动取走加工完的零件。要求具有全自动、半自动、手动三种工作方式。

下图是组合机床控制系统全自动工作循环和半自动工作循环式的状态流程图。图中S2是初始状态，驱动它的条件是各滑台、各辅助装置都处在原位，夹具为松开状态，料道有待加工零件且润滑系统工作正常。

组合机床自动工作状态流程图

组合机床全自动和半自动工作过程;

1 上料;按下启动按钮，上料机械手前进，将零件送到夹具上，夹具加紧零件。同时进料装置进料，之后上料机械手退回原位，放料装置退回原位

2 加工;四个工作滑台前进，四个加工动力头同时加工，洗端面、打中心孔。加工完成后，各工作滑台退回原位

3 下料;下料机械手向前抓住零件，夹具松开，下料机械手退回原位并取走加工完的零件。

这样就完成了一个工作循环。如果选择了预停，则每个循环完成后，机床自动停在原位，实现半自动工作方式；如果不选择预停，则机床自动开始下一个工作循环，实现全自动工作方式。

PLC的选型;

四个工位组合机床电气控制系统有输入信号42个，输出信号27个，均为开关量。其中外部输入元件包括：17个检测元件、24个按钮开关、1个选择开关；外部输出元件包括：16个电磁阀、6个接触器、5个指示灯。

根据I/O信号的数量、类型以及控制要求，同时考虑到维护、改造和经济等诸多因素，决定选用FX2N -64MR主机和一个输出扩展单元FX-16EX，这样共有48个输入点，输出点就是主机的32点，满足控制要求。

I/O地址编号;将输入信号42个，输出信号27个按各自的功能类型分好，并与PLC的I/O端一一对应，编排好地址。列出外部I/O信号与PLCI/O端地址对照表，如表所示。

PLC梯形图程序

四工位组合机床的PLC控制系统梯形图包括初始化程序、手动调整程序和自动工作程序。图2是四工位组合机床在全自动与半自动工作方式时的梯形图程序，它采用了STL步进指令编写，程序简捷、清楚。图3四工位组合机床初始化程序梯形图。

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