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1、YCF（中职）可编程控制器技术与应用（西门子系列）第6章 PLC系统设计与实例教学课件工信版第6章 PLC系统设计与实例6.1 PLC应用系统设计概述6.2 PLC应用系统常用低压电器6.3 PLC应用中若干问题6.4 PLC的安装与维护6.5 PLC应用举例6.1 PLC系统设计概述6.1.1 PLC应用系统设计的基本原则和主要内容一、设计原则在进行PLC应用系统设计时，应遵循以下几项基本原则：1要能最大限度的满足对被控对象的控制要求。在系统设计前，设计人员应深入现场进行调查研究，搜集资料，并要与机械部分的设计人员和实际操作人员密切配合，共同确定电气控制方案，协同解决设计中出现的各类问题，使
2、设计成果满足控制要求。2在能满足控制要求的前提下，尽量使设计的控制系统结构简单、使用及维修方便、性价比高。3正确、合理的选择元器件。要确保设计的控制系统安全可靠。4考虑到生产发展和工艺改进的需要，在进行PLC选型时，应适当对I/O点数以及存储器容量留有一定余量。6.1 PLC系统设计概述二、设计内容PLC应用系统设计的主要内容大致可分为以下几个部分。在实际设计时，可以根据具体任务，对以下内容进行适当增减。1拟定控制系统设计的技术条件。一般以设计任务书的形式来确定，它是整个设计的依据和基础；2选择电气传动的形式以及电动机、电磁阀等执行机构；3确定PLC的型号（即PLC选型）；4绘制PLC的I/O
3、分配表以及PLC外部接线图和相关电气原理图；5根据系统设计的要求编写软件说明书，然后利用相应的编程语言（常用梯形图语言）进行程序设计；6对人机界面尽量进行人性化设计，以增强人机间的友善关系；7设计操作台、电气柜及其它非标准电器元部件；8编写设计以及使用等相关说明书。6.1 PLC系统设计概述6.1.2 PLC应用系统设计与调试的主要步骤1深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求 被控对象是指系统中受控的机电设备、生产线或生产过程等。控制要求主要指控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护及联锁等。对较复杂的控制系统，还可将控制任务分成几个独立部分进行设计，化整为零，有利于编
4、程和调试。该步骤是整个系统设计的基础。2确定I/O设备根据被控对象对PLC应用系统的功能要求，确定系统所需的用户输入元件、输出元件及由输出元件驱动的控制对象。在PLC控制系统中常用的输入元件有按钮、选择开关、行程开关、传感器等；常用的输出元件有继电器、接触器、指示灯、电磁阀等。当输出元件确定后，相对应的输出电源的种类、电压等级及容量就可以一并确定。6.1 PLC系统设计概述3选择合适的PLC型号选择PLC应在满足控制系统要求的前提下，在保证系统安全可靠、维护简单、性价比要高、有适当的余量等原则下进行。首先根据已确定的用户I/O设备，统计所需的输入和输出信号的点数。然后按既要充分发挥PLC的性能
5、，又要在PLC的I/O点和内存留有余量的前提下来选择合适类型的PLC。并按照控制要求，选取合适的A/D、D/A、I/O扩展、电源以及显示等模块。在一般情况下，I/O点数应留有实际应用的10%左右的备用量，内存容量一般要留有实际运行程序的25%左右的备用量。4I/O地址分配进行输入/输出点的分配，并编制输入/输出分配表或者绘制PLC系统外部接线图。为便于程序设计，也可以将定时器、计数器、内部辅助继电器等元件按类编制表格，写出元件名、设定值以及具体作用。完成以上内容后，就可以进行PLC程序设计。在程序设计的同时也可以进行控制柜（或操作台）的设计以及现场施工。6.1 PLC系统设计概述5设计应用系统
6、的PLC梯形图程序编程是指根据流程图或工作功能图表等设计出梯形图的过程。是整个PLC系统设计的核心部分，也是比较困难的一步。要设计梯形图，首先必须要十分熟悉系统的控制要求，同时设计人员还应具备一定的电气设计的实践经验。6将程序输入PLC将程序输入PLC有两种方法：一种是用手持编程器输入；另一种是用带编程软件的计算机通过通讯电缆下载到PLC。在使用手持编程器输入程序时，需使用指令表语言，比较麻烦，现在已基本不用。如今在工业现场，大多是利用编程软件在计算机上编程，然后通过连接计算机和PLC的通讯电缆将程序直接下载到PLC中去。6.1 PLC系统设计概述7软件模拟调试程序输入PLC后，应先进行模拟调
7、试工作。软件调试时，应充分考虑实际使用时可能出现的各种故障并进行模拟调试，若不能满足的应及时修改程序。8现场调试在以上步骤完成后，就可以进行整个系统的联机调试。把PLC安装到实际的控制系统中，连上实际的输入信号和负载设备，然后进行现场调试。在调试中出现的问题，要逐一排除，直至调试成功。9编制技术文件整理好PLC外部接线图、相关电气控制原理图、带注释的PLC软件程序和必要的文字说明、设备清单、电器布置图、电气元件明细表、操作说明书、调试流程步骤等系统技术文件。6.2 PLC系统常用低压电器电器是指根据特定的信号和要求，能够自动或手动的通断电路，断续或连续地改变电路参数，从而实现对设备的控制、切换
8、、保护、检测和调节作用的电气设备。按工作电压的等级可将电器可分为高压电器和低压电器两大类。通常我们把交流额定电压在1200V及以下、直流额定电压在1500V及以下的电器设备称为低压电器。下面我们介绍几种在PLC控制系统中常用到的低压电器的功能、工作原理以及图形符号和文字符号。6.2 PLC系统常用低压电器6.2.1开关电器开关电器是最普通、使用最早的电器之一。主要是用来分合电路并通断电流的。常见的开关电器有刀开关和低压断路器等 6.2 PLC系统常用低压电器6.2.2熔断器熔断器主要是用于电气设备短路和过电流保护。由熔体和安装熔体的熔座组成。串联在被保护电路。其工作原理是当电流过大，产生的热量
9、使熔体熔化从而断开电路。熔体由易熔金属材料如铅、锡、锌、银、铜及其合金制成，通常做成丝状、片状、带状或笼状。熔断器的图形、文字符号如图6-3所示。选择熔断器时，必须明确熔断器的类型和熔体的额定电流。主要是依据：熔断器的额定电压不应小于电路的额定电压；熔断器的额定电流不应小于熔体的额定电流；熔断器的极限分断能力必须大于或等于电路的最大短路电流。6.2 PLC系统常用低压电器6.2.3主令电器主令电器是一种在控制系统中专门发布控制指令的电器。常用来控制电动机的启动、停车、调速及制动等。常用的主令电器有：控制按钮、行程开关、接近开关，光电开关等。1控制按钮控制按钮是一种结构简单、以手动方式发出指令使
10、电路接通或断开的电器。可以与接触器、继电器配合，实现控制线路的电气联锁。控制按钮一般由按钮帽、复位弹簧、动触点、常开静触点、常闭静触点和外壳等部分组成。6.2 PLC系统常用低压电器6.2 PLC系统常用低压电器2行程开关行程开关又称限位开关，是一种根据运动部件的行程位置而控制其运行方向和行程长短的主令电器。它的作用原理与按钮类似，只不过按钮是手动操作，而行程开关是运动部件接触行程开关操作的。3接近式位置开关接近式位置开关是一种非接触式的位置开关，简称接近开关。它由感应头、高频振荡器、放大器和外壳组成。是利用其对接近物体的敏感特性达到控制开关通或断的目的。当运动部件与接近开关的感应头接近时，就
11、使其输出一个电信号。接近开关一般可分为电感式和电容式两种。6.2 PLC系统常用低压电器 电感式接近开关组成示意图和实物图 电容式接近开关组成示意图和实物图 6.2 PLC系统常用低压电器4光电接近开关光电接近开关简称光电开关，它是利用光电效应，把发射端（发光器件）和接收端（光电器件）之间光的强弱变化转化为电流的变化以达到探测的目的。由于光电开关输出回路和输入回路是电气隔离的，所以它可以在许多场合得到应用。镜面反射型光电开关实物图 对射型光电开关实物图6.2 PLC系统常用低压电器6.2.4接触器接触器是一种用来频繁地接通或分断带有负载的交、直流电路或大容量控制电路的电器。具有控制容量大、过载
12、能力强、寿命长、可远距离控制、设备简单等特点，是电气控制系统中使用最广的电器元件之一。交流接触器主要由以下四部分组成：（1）电磁系统：由线圈、动铁心和静铁心组成。其功能是将电磁能转换成机械能，产生电磁吸力带动触点系统动作。（2）触点系统：由主触点和辅助触点组成。主触点通常为三对常开触点，用于接通和断开主电路。辅助触点一般常开、常闭各两对。在控制电路中完成自锁或互锁功能。（3）灭弧装置：为了防止在通断时产生的电弧烧坏触点，一般接触器都有灭弧装置可以快速切断通断时产生的电弧。（4）其他部件：反作用弹簧、缓冲弹簧、触点压力弹簧、传动机构、接线柱及外壳等。6.2 PLC系统常用低压电器6.2.5继电器
13、继电器一种是根据外界输入信号的变化来接通或断开控制电路，实现控制和保护任务的电器。主要是起传递信号的作用。继电器的种类很多，按用途可分为控制用继电器和保护用继电器。按输入信号的性质可分为电压继电器、电流继电器、时间继电器、热继电器、干簧继电器、速度继电器、压力继电器等；按工作原理可分为：电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器和电子式继电器等。6.2 PLC系统常用低压电器1电磁式继电器电磁式继电器的结构及工作原理与接触器基本相同。由电磁系统、触点系统和释放弹簧等组成。常用的电磁式继电器有电压继电器、中间继电器和电流继电器几种。电压、电流继电器的型号和种类很多。在选用时，要考虑线圈电压、电流的
14、种类、动作电压、电流的大小以及触点的数量、形式、接线等因素。电磁式继电器图形、文字符号 6.2 PLC系统常用低压电器2热继电器热继电器是利用电流的热效应而动作的过载保护电器，主要用于电力拖动系统中电动机负载的过载保护。热继电器主要由热元件、双金属片和触点组成。热元件由发热电阻丝做成。双金属片由两种热膨胀系数不同的金属A和B复合而成，当双金属片AB受热时，由于A和B的热膨胀系数不同，金属片就会变成弧形，使常开触点闭合，常闭触点断开。在进行过载保护时，可以把热元件串接于设备的主电路中，常闭触点串接于控制电路的相应位置中即可。热继电器的图形及文字符号如图6-11所示。在选用热继电器时，只要考虑选用
15、的热继电器中的热元件的额定电流略大于电动机的额定电流即可。6.2 PLC系统常用低压电器3.时间继电器时间继电器又称延时继电器。是一种利用电磁原理或机械动作原理实现触点延时接通或断开的电器。其结构与电磁式继电器类似。常见的有电磁式、空气阻尼式、电动式和晶体管式等形式。工作过程与PLC内部的定时器相同，当定时器控制信号接通时，开始计时，当定时时间到，定时器接通，常开触点闭合，常闭触点断开。6.2 PLC系统常用低压电器4干簧继电器干簧继电器是一种具有密封触点的电磁式继电器。其体积小、结构简单、灵敏度高、吸合功率小。由于触点密封，不受尘埃、潮气及有害气体污染，寿命长。干簧继电器可分为线圈型和永磁型
16、两种。其结构如图6-12所示。永磁型继电器由永磁体来驱动，反映非电信号。当永久磁铁接近时，干簧片被磁化，从而相互吸引。相当于常开触点闭合，反之干簧片恢复常态。线圈型干簧继电器主要由干簧片与励磁线圈组成。干簧片一般由铁镍合金做成，具有良好的导电性。当线圈通电后，管中两干簧片的自由端分别被磁化而相互吸引，相当于常开触点闭合。线圈断电后，干簧片恢复常态，将线路切断。6.3 PLC应用中若干问题6.3.1 PLC选型问题目前，在市场上可供选用的PLC品牌及型号非常多。用户在进行PLC选型时应以满足系统功能为前提，不能盲目贪大求全而造成浪费。要全面权衡利弊、合理选型以达到经济实用的目的。一般PLC选型可
17、从以下几点来进行综合考虑。1根据I/O点数多少进行选择2根据存储器大小进行选择3根据I/O响应时间进行选择4根据输出负载类型进行选择5跟据是否联网通信进行选择6跟据PLC的结构进行选择6.3 PLC应用中若干问题6.3.2 干扰及抗干扰措施 1干扰来源影响控制系统的干扰源大都产生在电流或电压剧烈变化的部位。原因主要是由于电流改变产生磁场，对设备产生电磁辐射。通常电磁干扰按干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。PLC系统中干扰的主要来源有：1）强电干扰2）柜内干扰3）来自信号线引入的干扰4）来自接地系统混乱时的干扰5）来自PLC系统内部的干扰6）变频器干扰6.3 PLC应用中若干问题2.主要抗干
18、扰措施1）采用性能优良的电源，抑制电网引入的干扰。在PLC控制系统中，电源占有极重要的地位。电网干扰串入PLC控制系统主要通过PLC系统的供电电源(如CPU电源、I/O电源等)、变送器供电电源和与PLC系统具有直接电气连接的仪表供电电源等耦合进入的。现在对于PLC系统供电的电源，一般都采用隔离性能较好的电源，以减少PLC系统的干扰。2）正确选择电缆和实施分槽走线。不同类型的信号分别由不同电缆传输，信号电缆应按传输信号种类分层敷设，严禁用同一电缆的不同导线同时传送动力电源和信号，如动力线、控制线以及PLC的电源线和I/O线应分别配线。将PLC的I/O线和大功率线分开走线，如必须在同一线槽内，可加
19、隔离板，将干扰降到最低限度。6.3 PLC应用中若干问题3）硬件滤波及软件抗干扰措施。信号在接入计算机前，在信号线与地间并接电容，以减少共模干扰；在信号两极间加装滤波器可减少差模干扰。4）正确选择接地点，完善接地系统。接地的目的一是为了安全，二是可以抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。5）对变频器干扰的抑制 变频器的干扰处理一般有下面几种方式：加隔离变压器，主要是针对来自电源的传导干扰，可以将绝大部分的传导干扰阻隔在隔离变压器之前；使用滤波器，滤波器具有较强的抗干扰能力，还具有防止将设备本身的干扰传导给电源，有些还兼有尖峰电压吸收功能 6.3 PLC应用中若干问题
20、6.3.3 节省I/O点数的方法1节省输入点数的方法1）采用分组输入2）采用合并输入3）将某些信号设在PLC的外部接线中6.3 PLC应用中若干问题2节省输出点数的方法1）在输出功率允许的前提下，某些工作状态完全相同的负载可以并联在一起共用一个输出点。如在十字路口交通灯控制系统中，东边红灯和西边红灯就可以并联共用一输出点。2）尽量减少数字显示所需的输出点数。例如在需要数码管显示时，可利用CD4513译码驱动芯片。在显示数字较多的场合，可使用TD200文本显示器等设备以减少输出点数。6.4 PLC的安装与维护6.4.1 PLC的工作环境1温度 一般PLC要求工作环境温度在055，保存温度在-40
21、85。2湿度 为了保证PLC的绝缘性能，工作环境的相对湿度一般为10%90%。3震动 一般类型的PLC能承受的振动频率为1055Hz，振幅为0.5mm，加速度为2g，能承受的冲击为10g。4空气 PLC的工作环境中不能有腐蚀或易燃的气体、粉尘、导电尘埃、水分、有机溶剂和盐分等。6.4 PLC的安装与维护6.4.2 PLC的安装S7-200既可以进行底板安装，也可以安装在标准DIN导轨上。底板安装是利用PLC机体外壳四个角上的安装孔，用螺钉将其固定在底版上。DIN导轨安装是利用模块上的DIN夹子，把模块固定在一个标准的DIN导轨上。导轨安装既可以水平安装，也可以垂直安装。在安装时，CPU模块和扩
22、展模块是通过总线连接电缆连接在一起，排成一排。在模块较多时，也可以用扩展连接电缆把两组模块分成两排进行安装，如图6-14所示。S7-200CPU和扩展模块是采用自然对流散热的，每单元的上、下方均应留至少25mm的散热空间，与后板间的深度应大于75mm。6.4 PLC的安装与维护模块安装到导轨上的步骤：先打开模块底部DIN导轨的夹子，把模块放在导轨上，再合上DIN夹子。然后检查一下模块是否固定好了。在进行多个模块安装时。应注意将CPU模块放在最左边，其他模块依次放在CPU的右边。在固定好各个模块后，将总线连接电缆依次连接即可。在拆卸时，顺序相反，先拆除模块上的连接电缆和外部接线后，松开DIN导轨
23、夹子，取下模块即可。值得注意的时是，在安装或拆卸各模块前，必须先断开电源，否则有可能导致设备损坏。6.4 PLC的安装与维护6.4.3 控制系统的接线1.现场接线的要求S7-200是采用0.51.5mm2的导线。在接线时导线要尽量成对使用，用一根中性或公共导线与一根控制线或信号线配合使用。将交流线和电流大且变化快的直流线与弱电信号线分隔开，在干扰较严重时应安装合适的浪涌抑制设备。2.PLC接地问题良好的接地是PLC抗干扰的措施之一。PLC在进行接地时最好使用专用的接地线。在必须要与其他设备共用接地系统时，要用自身的接地线直接与共用接地极相连。绝对不允许与大容量电动机以及大功率晶闸管装置等设备共
24、用接地系统,避免出现预想不到的电流，导致逻辑错误或损坏设备。6.4 PLC的安装与维护3.PLC电源处理1）供电电源PLC一般采用市电作为供电电源。电网的冲击及波动会直接影响PLC实时控制的可靠性。为提高系统的可靠性，可在供电系统中采用隔离变压器，以隔离供电系统中的各种干扰信号。可用过流保护设备（如空气开关）保护CPU的电源和I/O电路，也可以为输出点分组或分点设置熔断器。所有的地线端子集中到一起后，在最近的接地点用1.5 mm2的导线一点接地。将传感器电源的M端子接地，可获得最佳的噪声抑制。如果PLC采用24V DC电源供电时。一般也可用隔离变压器进行隔离。2）内部电源S7-200的CPU模
25、块提供一个24V DC传感器电源和一个5V DC电源。6.4 PLC的安装与维护4.对感性负载的处理感性负载有储能作用，触点断开时，电路中的感性负载会产生高于电源电压数倍甚至数十倍的反电势；触点闭合时，会因触点的抖动而产生电弧，它们都会对系统产生干扰。对此可采取以下措施：若负载为直流的，可在负载上并联一个二极管（阴极必须与电源正极相连）。该二极管可选用1A,耐压值应大于负载电源电压的3倍。若负载为交流的，可在负载上并联一个阻容吸收电路。该阻容电路电阻值可取100120，其瓦数应大于负载电源的峰值电压和工作电流之积，电容C可取0.1F左右，耐压值应大于负载电源峰值电压。6.4 PLC的安装与维护
26、6.4.4 PLC的检修与维护PLC是由半导体器件组成，长期使用后老化现象是不可避免的。所以，应对PLC定期进行检修与维护。检修时间一般一年1到2次比较合适，若工作在恶劣的环境中应根据实际情况加大检修与维护的频率。检修的主要项目有以下几个：检修电源：可在电源端子处检测电压的变化范围是否在允许的10%之间。工作环境：重点检查温度、湿度、振动、粉尘、干扰等是否符合标准工作环境。输入输出用电源：可在相应端子处测量电压变化范围是否满足规格。检查各模块与模块相连的各导线及模块间的电缆是否松劲，元件是否老化。检查后备电池电压是否符合标准、金属部件是否锈蚀等。6.4 PLC的安装与维护6.4.5 PLC的故
27、障诊断PLC系统的常见故障，一方面可能来自PLC内部，如CPU、存储器、电源、I/O接口电路等；另一方面也可能来自外部设备，如各种传感器、开关以及负载等。由于PLC本身可靠性较高，并且具有自诊断功能，通过自诊断程序可以非常方便的找到出故障的部件。而大量的工程实践表明，外部设备的故障发生率远高于PLC自身的故障率。针对外部设备的故障，我们可以通过程序进行分析。例如在机械手抓紧工件和松开工件的过程中，有两个相对的限位开关，这两个开关不可能同时导通，如果同时导通，说明至少有一个开关出现故障，应停止运行进行维护。在程序中，可以将这两个限位开关对应的常开触点串联来驱动一个表示限位开关故障的存储器位。表6
28、-1 PLC常见故障及其解决方法问题故障原因解决方法PLC不输出程序有错误输出的电气浪涌使被控设备出故障接线不正确输出过载强制输出修改程序当接电动机等感性负载时，需接抑制电路检查接线检查负载检查是否有强制输出CPU SF灯亮程序错误：看门狗错误0003、间接寻址0011、非法浮点数0012电气干扰：00010009元器件故障：00010010检查程序中循环、跳转、比较等指令的使用检查接线找出故障原因并更换元器件电源故障电源线引入过电压把电源分析器连接到系统，检查过电压尖峰的幅值和持续时间，并给系统配置合适的抑制设备电磁干扰问题不合适的接地在控制柜中有交叉配线对快速信号配置了输入滤波器进行正确的
29、接地进行合理布线。把DC24V传感器电源的M端子接地增加输入滤波器的延迟时间当连接一个外部设备时通信网络故障如果所有的非隔离设备连在一个网络中，而该网络没有一个共同的参考点。通信电缆会出现一个预想不到的电流，导致通信错误或损坏设备。检查通信网络；更换隔离型PC/PPI电缆；使用隔离型RS485中继器6.5 PLC应用举例6.5.1 PLC在液体混合装置控制中的应用对生产原料的混合操作是化工厂必不可少的工序之一。而采用PLC对原料的混合操作装置进行控制具有混合效率高、自动化程度高、混合质量高以及对环境要求不高等特点。所以其应用较广泛。图6-16所示为某生产原料混合装置的工作示意图。用于将两种液体
30、原料A和B按照一定的比例进行充分混合。图中SL1SL2SL3为3个液位传感器，当液面达到相应传感器位置时，该传感器送出ON信号，低于传感器位置时送出OFF信号。A、B两种液体原料的流入和混合原料C的流出分别由电磁阀YV1YV2YV3控制。M为搅拌电动机。液体原料混合装置的工作过程如下：6.5 PLC应用举例图6-16 液体原料混合装置示意图 6.5 PLC应用举例(1)在按下启动按钮后,装置开始按以下规定动作工作。首先打开混合原料排出的控制阀门并延时10s后关闭，主要是防止搅拌容器内有残液。然后电磁阀YV1导通，使控制原料A的阀门打开,原料A开始流入搅拌容器。(2)当液位高度到达SL2时，液位
31、传感器SL2触点接通，此时电磁阀YV1断电关闭，原料A的阀门停送液体A，电磁阀YV2通电，打开原料B阀门，原料B流入容器。(3)当液位高度到达SL1时，液位传感器SL1触点接通，这时电磁阀YV2断电关闭，原料B不再流入搅拌容器，同时启动电动机M进行搅拌。(4)当电动机搅拌60s后停止，这时可认为A、B液体已搅拌均匀。电磁阀YV3通电打开，混合原料排出阀门打开，开始排放混合原料。(5)当液面下降到SL3时，SL3触点断开，再经过10s以后，搅拌容器排空，这时关闭混合原料阀门，为下一周期操作做准备。6.5 PLC应用举例输入信号输入信号元件名称输入点编号元件名称输入点编号液位传感器SL1I0.0搅
32、拌电机MQ0.0液位传感器 SL2I0.1原料A阀门YV1Q0.1液位传感器 SL3I0.2原料B阀门YV2Q0.2启动按钮I0.3混合原料C阀门YV3Q0.3停止按钮I0.46.5 PLC应用举例6.5.2 PLC在十字路口交通灯控制中的应用随着社会发展和经济飞跃，城市交通的指挥变的越来越重要，而一个合理、安全、可靠的指挥系统是保障道路通畅的前提。下面介绍一下西门子s7-200在十字路口交通灯中的应用。如图6-18所示为一十字路口交通灯示意图。在该十字路口的东南西北四个方向分别装有红、黄、绿三色交通灯，并按照白天和夜间两种情况进行控制。具体过程如下：当白天控制开关SA1合上后，南北红灯亮并维
33、持40s，在此期间东西绿灯亮32s后闪烁5s，然后东西黄灯亮3s。再自动切换到东西红灯亮并维持40s，在此期间南北绿灯亮32s后闪烁5s，然后南北黄灯亮3s，如此循环往复。6.5 PLC应用举例当夜晚来临时，工作人员合上夜间控制开关SA2后，四个方向的黄灯闪烁，提醒过往人员慢速行驶。另外该系统要求，东南西北四个方向的红灯不能同时亮，如果同时亮表明控制系统出了故障，报警灯亮。根据以上工作过程可知，该系统输入点有2个，输出点有7个。参考I/O地址分配见表6-3所示。程序见图6-19所示。图6-18 十字路口交通灯示意图 6.5 PLC应用举例表6-3 I/O分配表输入信号输出信号元件名称输入点编号
34、元件名称输入点编号白天控制按钮SA1I0.0东西绿灯Q0.0夜间控制按钮SA2I0.1东西黄灯Q0.1东西红灯Q0.2南北绿灯Q0.3南北黄灯Q0.4南北红灯Q0.5报警信号Q0.66.5 PLC应用举例6.5.3 PLC在机械手中的应用机械手在工业加工及控制中经常使用，具有效率高、安全可靠、能适应恶劣环境等优点。应用很广范。下面介绍一下西门子s7-200在气动机械手中的应用。设计如图6-20所示的一气动控制机械手。该机械手的作用是将工件由A处传送到B处。其上升、下降、左移和右移的执行是利用双线圈二位电磁阀推动气缸完成。由于采用气动控制，只要某个电磁阀线圈通电，就一直保持对应的机械动作不变，直
35、到相反动作的电磁阀通电为止。例如一旦上升的电磁阀线圈通电，机械手上升，即使线圈再断电，仍保持现有的上升动作状态，直到相反方向下降的线圈通电为止。另外，夹紧与放松由单线圈二位电磁阀推动气缸完成，线圈通电执行夹紧动作，线圈断电时执行放松动作。要求设备上装有上、下、左和右四个限位开关：即SQ2、SQ1、SQ4、SQ3。机械手的工作过程如图6-21所示，共有八个动作。6.5 PLC应用举例图6-20机械手示意图图6-21 机械手工作过程6.5 PLC应用举例输入信号输出信号元件名称输入点编号元件名称输入点编号启动SB1I0.0下降电磁阀YV1Q0.0下降限位开关SB2I0.1夹紧电磁阀YV2Q0.1上升限位开关SB3I0.2上升电磁阀YV3Q0.2右限位开关SB4I0.3右移电磁阀YV4Q0.3左限位开关SB5I0.4左移电磁阀YV5Q0.4原位指示灯HLQ0.5表6-4 I/O地址分配 6.5 PLC应用举例图6-22 PLC外部接线图