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1、项目3江阴职业技术学院电气教研室江阴职业技术学院电气教研室【能力目标】【能力目标】顺序控制程序的编程能力顺序控制程序的编程能力正确使用定时器、计数器指令编写控制程序的能力正确使用定时器、计数器指令编写控制程序的能力逐步了解项目设计的过程和方法，提高逐步了解项目设计的过程和方法，提高S7-200PLCS7-200PLC系统的设计能力系统的设计能力【知识点】【知识点】巩固掌握定时器指令及其编程方法巩固掌握定时器指令及其编程方法掌握掌握S7-200S7-200的计数器指令功能及应用的计数器指令功能及应用掌握以转换为中心的顺序控制程序设计方法掌握以转换为中心的顺序控制程序设计方法项目3 小车自动往返运
2、料控制v3.1 项目导入项目导入 设计一个小车自动往返运料控制程序，要求系统启动后首先在原位进行装料，15s后装料停止，小车右行；右行至行程开关SQ2处右行停止，进行卸料，10s后卸料停止，小车左行至行程开关SQ1处，左行停止，进行装料。如此循环一直进行下去。在运行过程中，无论小车在任意位置，按下停止按钮，小车立即停止运行。如图示3-1：要求1）画出主电路的电路图；2）写出控制电路中PLC的I/O地址分配，并画出接线图；2）编写PLC控制程序；3）调试并运行程序；4）书写技术文档。项目3 小车自动往返运料控制v3.2 项目分析 这是一个典型的顺序控制设计，顺序过程包括装料、小车右行、卸料、小车
3、左行四个状态，每个状态之间的按照一定的规律循环转换。因此，本项目采用顺序控制设计的方法。 小车从装料、卸料的状态有时间控制设计中还要用到定时器指令，右行、左行状态的结束有行程开关的位置决定，在硬件安装中，要注意行程开关安装的正确性和可靠性。 项目3 小车自动往返运料控制v3.3 理论知识理论知识 顺序功能图法顺序功能图法 顺序功能图法就是依据顺序功能图设计PLC顺序控制程序的方法。基本思想是将系统的一个工作周期分解成若干个顺序相连的阶段，即“步”。顺序功能图主要有步、有向连线、转换和转换条件及动作（或命令）组成。项目3 小车自动往返运料控制v 3.3 理论知识理论知识 顺序功能图法顺序功能图法
4、 v 1、步 顺序功能图中把系统循环工作过程分解成若干顺序相连的阶段，称为“步”。步用矩形框表示，框内的数字表示步的编号。在控制过程进展的某给定时刻，一个步可以是活动的或非活动的。当步处于活动状态，称为活动步，反之，称为非活动步。控制过程开始阶段的活动步与初始状态对应，称为起始步，用双线方框表示，每个顺序功能图至少应有一个初始步。v 2、与步相关的动作（或命令） 控制系统的每一步都有要完成的某些“动作”（或命令），当该步处于活动状态时，该步内相应的动作（或命令）被执行；反之，不被执行。与该步相关的动作（或命令）用矩形框表示，框内的文字或符号表示动作或命令的内容，该矩形框应与相应步的矩形框相连。
5、在顺序功能图中，动作（或命令）可分为“非存储型”或“存储型”。当相应步活动时，动作（或命令）即被执行，当相应步不活动时，如果动作（或命令）返回到该步活动前的状态，是“非存储型”；如果动作（或命令）继续保存它的状态，则是“存储型”。 项目3 小车自动往返运料控制v 3.3 理论知识理论知识 顺序功能图法顺序功能图法v 3、有向连线、有向连线在顺序功能图中，会发生步的活动状态的进展。步之间的进展，采用有在顺序功能图中，会发生步的活动状态的进展。步之间的进展，采用有向连线表示，它将步连接到转换并将转换连接到步。步的进展按有向向连线表示，它将步连接到转换并将转换连接到步。步的进展按有向连线规定的线路进
6、行，有向连线是垂直或水平的，按习惯进展的方向连线规定的线路进行，有向连线是垂直或水平的，按习惯进展的方向总是从上而下或从左到右，如果不遵守上述习惯必须加箭头，必要时总是从上而下或从左到右，如果不遵守上述习惯必须加箭头，必要时为了更易于理解也可加箭头，箭头表示步进展的方向。为了更易于理解也可加箭头，箭头表示步进展的方向。v 4、转换和转换条件、转换和转换条件 在顺序功能图中，步的活动状态的进展是有一个或多个转换的实现来在顺序功能图中，步的活动状态的进展是有一个或多个转换的实现来完成，并与控制过程的发展相对应。转换的符号是一根与有向连线垂完成，并与控制过程的发展相对应。转换的符号是一根与有向连线垂
7、直的短划线，步与步之间由转换分割。转换条件是在转换符号短划线直的短划线，步与步之间由转换分割。转换条件是在转换符号短划线旁边用文字或符号说明。当两步之间的转换条件得到满足时，转换得旁边用文字或符号说明。当两步之间的转换条件得到满足时，转换得以实现，即上一步的活动结束而下一步的活动开始，因此不会出现步以实现，即上一步的活动结束而下一步的活动开始，因此不会出现步的重叠，每个活动步之间取决于步之间的转换的实现。的重叠，每个活动步之间取决于步之间的转换的实现。 项目3 小车自动往返运料控制v3.4 项目实施项目实施 项目3 小车自动往返运料控制项目3 小车自动往返运料控制v3.4 项目实施项目实施 地
8、址分配输入信号输出信号启动按钮SB1I0.0装料YV1Q0.0停止按钮SB2I0.1右行KM2Q0.1左侧程开关SQ1I0.2卸料YV2Q0.2右侧程开关SQ2I0.3左行KM1Q0.3v3.4 项目实施项目实施 控制线路项目3 小车自动往返运料控制项目3 小车自动往返运料控制v3.4 项目实施项目实施 状态图和功能图10432启动SQ2SQ1起始状态装料右行卸料左行15S10S项目3 小车自动往返运料控制v 3.4 3.4 项目实施项目实施梯形图梯形图 v3.5项目拓展 设计一个小车自动往返运料控制程序，要求系统启动后首先在原位进行装料，15s后装料停止，小车右行；右行至行程开关SQ2处右行
9、停止，进行卸料，10s后卸料停止，小车左行至行程开关SQ1处，左行停止，进行装料。如此循环一直进行下去。在运行过程中，无论小车在任意位置，按下停止按钮，小车需经过一个循环回到装料处方可停止。并具有手动装料、右行、卸料和左行的功能。 同时增加手动和自动选择功能，在自动状态，手动按钮无效，在手动状态，可以使小车点动前进和后退。 项目3 小车自动往返运料控制项目3 小车自动往返运料控制v3.5项目拓展输入信号自动/手动选择开关I1.0启动按钮SB1I0.0停止按钮SB2I0.1左侧行程开关SQ1I0.2右侧行程开关SQ2I0.3手动装料按钮I0.4手动右行按钮I0.5手动卸料按钮I0.6手动左行按钮
10、I0.7输出信号装料YV1Q0.0右行KM2Q0.1卸料YV2Q0.2左行KM1Q0.3项目3 小车自动往返运料控制v 3.5项目拓展 -循环次数控制的小车往返运动循环次数控制的小车往返运动 设计一个小车自动往返运料控制程序，要求系统启动后首先在原位进行装料，15s后装料停止，小车右行；右行至行程开关SQ2处右行停止，进行卸料，10s后卸料停止，小车左行至行程开关SQ1处，左行停止，进行装料。如此为一个循环，循环三次自动停止。在运行过程中，无论小车在任意位置，按下停止按钮，小车到装料处方可停止。由于必须用计数器指令来实现循环次数的控制，首先介绍计数器指令的分类及其应用。项目3 小车自动往返运料
11、控制v3.5项目拓展 计数器指令计数器指令 v 定时器是对PLC内部的时钟脉冲进行计数，而计数器用来累计输入脉冲或由程序产生的脉冲进行次数。计数器是应用非常广泛的编程元件，经常用来对产品进行计数。 计数器指令有3种：增计数CTU、增减计数CTUD和减计数CTD。计数器总数有256个，计数器号范围为C(0255)。指令操作数有4方面：编号、预设值、脉冲输入和复位输入。计数器有两个相关变量：v 当前值：计数器累计计数脉冲的当前值，它存放在计数器的当前值寄存器中（16位）。v 计数器位值：计数器的当前值大于或等于设定值时，计数器位被置“1”。 项目3 小车自动往返运料控制v3.5项目拓展 计数器指令
12、计数器指令v增计数器增计数器v 增计数器指令（增计数器指令（CTU），首次扫描，计数器位），首次扫描，计数器位OFF（其值为（其值为0），当），当前值为前值为0。脉冲输入的每个上升沿，计数器计数。脉冲输入的每个上升沿，计数器计数1次，当前值增加次，当前值增加1个个单位，当前值达到预设值时，计数器位单位，当前值达到预设值时，计数器位ON（其值为（其值为1），当前值继续），当前值继续计数到计数到32767停止计数。复位输入有效或执行复位指令，计数器自动停止计数。复位输入有效或执行复位指令，计数器自动复位，即计数器位复位，即计数器位OFF（其值为（其值为0），当前值为），当前值为0，符号如图，符号如
13、图3-13所示。所示。设定值（设定值（PV）的数据类型为有符号整数（）的数据类型为有符号整数（INT），增计数器指令的编），增计数器指令的编程例子如图程例子如图3-14所示，当脉冲输入端所示，当脉冲输入端(CU)输入第三个脉冲时，即输入输入第三个脉冲时，即输入脉冲数脉冲数=设定值设定值PV，计数器的位值为，计数器的位值为1，当计数器的复位端有复位脉，当计数器的复位端有复位脉冲时，计数器的当前值为冲时，计数器的当前值为0，位值也为，位值也为“0”。增计数器的时序及波形。增计数器的时序及波形见图见图3-15所示。所示。 项目3 小车自动往返运料控制v3.5项目拓展 计数器指令计数器指令v增计数器增
14、计数器项目3 小车自动往返运料控制I0.0I0.1C20 当前值C20 位v增减计数器v 增减计数器指令（CTUD），有两个脉冲输入端：CU输入端用于递增计数，CD输入端用于递减计数。 当计数器输入端（CU）有一个计数脉冲的上升沿信号时，计数器做增计数器，计数器当前值加1；当计数器输入端（CD）有一个计数脉冲的上升沿信号时，计数器做减计数器，计数器的当前值减1。当计数器的当前值等于或大于设定值时，该计数器被置位。当复位输入端（R）有效时，计数器被复位。增减计数器指令格式如图3-16v 计数器的在达到计数最大值32767后，下一个CU输入端上升沿将使计数值变为最小值-32728，同样在达到最小值
15、-32768后，下一个CD输入上升沿将使计数值变为最大值。v 当用复位指令（R）复位计数器时，计数器被复位，计数器位为“0”，并且当前值清零。增减计数器指令应用见图3-17和图3-18。项目3 小车自动往返运料控制v增减计数器项目3 小车自动往返运料控制v减计数器v 减计数器指令（CTD），脉冲输入端CD用于递减计数。首次扫描，计数器位为“0”，当前值等于预设值PV。计数器检测到CD输入的每个上升沿时，计数器当前值减少1个单位，当前值减到0时，计数器位为“1”，停止计数。v 减计数器无复位输入端，当在装载输入端LD接通时，使计数器复位并把设定值装入当前值寄存器中。减计数器指令格式见图3-19所
16、示,其应用见图3-20和图3-21所示。 项目3 小车自动往返运料控制项目3 小车自动往返运料控制v减计数器v 计数器的应用举例（产品数量检测）v 计数器通常用于生产工件的统计，在下图3-22所示的中，传送带用于传送工件，工件通过产品检测器检测到的信号，送到PLC的输入端，机械手每收集到24个产品机械手动作1次，机械手动作后，延时2秒，将机械手电磁铁切断，同时将CT100复位。CT100复位后，Y1和TM1也复位。v PLC的I/O分配： I0.0 传送带停机按钮 I0.1传送带起动按钮 I0.2 产品通过检测器PH Q0.0传送带电机KM1 Q0.1机械手KM2 T37定时器,定时2秒；C1
17、0计数器，初始值24。其梯形图及其如3-23所示 项目3 小车自动往返运料控制v 计数器的应用举例（产品数量检测)项目3 小车自动往返运料控制产品通过检测器PH机械手KM1KM2传送带电机v 定时器和计数器的配合使用v 用计数器和定时器配合增加延时时间，如图3-24和3-25所示。以下程序中实际延时为30000*10*0.1S=30000S后，C20位输出为1。 项目3 小车自动往返运料控制 LD I0.0 /启动通电延时 AN M0.0 /重新启动延时 TON T50, +30000 /通电延时定时器 /时间设定为 3000s LD T50 /延时时间到 = M0.0 /关定时器，产生一个
18、/脉冲。 LD M0.0 /每隔 3000s 输入一个 /脉冲 LDN I0.0 /复位输入 CTU C20, +10 /增计数器，累计脉冲 /的总数。 12354I 0.0T50位C20位10v计数器串联扩展计数范围v S7-200CPU最大的计数值为32767，v 若需要更大的计数范围可以将多个v 计数器串联扩展计数范围。v 如图3-26，若输入信号I0.0是一个v 光电脉冲（用来计工件），从第v 一个工件产生的光电脉冲，到v 输出线圈Q0.0有输出，v 共计数N=30000*30000个工件。 项目3 小车自动往返运料控制v循环次数可控的小车往返梯形图项目3 小车自动往返运料控制项目3 小车自动往返运料控制项目3 小车自动往返运料控制项目3 小车自动往返运料控制项目3 小车自动往返运料控制项目3 小车自动往返运料控制v 思考与练习1启动I0.0SQ1高液位开关，I0.1SQ2中也未开关，I0.2SQ3低液位开关，I0.3阀A Q0.0阀B Q0.1阀C Q0.2搅拌机Q0.3项目3 小车自动往返运料控制思考与练习思考与练习 搅拌控制系统程序设计搅拌控制系统程序设计使用开关量。使用开关量。 搅 拌 器 低 液 位 传 感 器 高 液 位 传 感 器 进 料 泵 1 进 料 泵 2 中 液 位 传 感 器 放 料 泵 启 动 停 止 料 A 料 B 料 C 起动