西门子 PLC应用系统设计及实例
PLC应用技术项目教程(西门子S7-1200)项目3 彩灯控制系统设计
任务3.1 彩灯控制系统设计
知识点2 移位与循环移位指令
SIMATIC S7-1200的移位和循 环指令包含向右移位指令、向 左移位指令、循环向右移位指 令、循环向左移位指令。
任务3.1 彩灯控制系统设计
知识点2 移位与循环移位指令
任务3.1 彩灯控制系统设计
知识点3 比较指令
等 于 指 令 CMP== 、 不 等 于 指 令 CMP>< 、 大 于 或 等 于 指 令 CMP>= 、 小 于 或 等 于 指 令 CMP<=、大于指令CMP>、小于 指令CMP<等六条指令的上方为操 作数1，下方为操作数2。
六条指令分别在操作数1等于、不 等于、大于或等于、小于或等 于、大于、小于操作数2时，返回 运算结果1，否则返回0。
任务3.1 彩灯控制系统设计
知识点2 移位与循环移位指令
循环移位指令用于将输入 IN 中 操作数的内容按位向右循环移 位 ， 并 在 输出 OUT 中查 询 结 果。参数 N 用于指定循环移位 中待移动的位数。用移出的位填 充因循环移位而空出的位。
注意： ✓ 如果参数 N 的值为“0”，则将输入 IN 的值复制到输出 OUT 的操作数中。 ✓ 如果参数 N 的值大于可用位数，则输入 IN 中的操作数值仍会循环移动指定位数。
任务3.1 彩灯控制系统设计
知识点1 移动指令
“移动块”指令将一个存储区 （源范围）的数据移动到另一 个存储区（目标范围）中。使 用输入 COUNT 可以指定将移 动到目标范围中的元素个数。 可通过输入 IN 中元素的宽度 来定义元素待移动的宽度。
任务3.1 彩灯控制系统设计
S7-1200 PLC应用基础课件第8章 PLC应用系统设计实例
8.1.2 PLC选型和资源配置
2. 电气原理图
根据所选变频器、CPU及扩展单 元型号，参照用户手册，绘制主 电路和辅助电路电气原理图，分 为电源、主电路、系统配置、 CPU 和 模 拟 量 输 入 / 输 出 等 ， 如 图 8-3~ 图 8-7 所 示 ， 需 要 注 意 的 是，每张图纸都应该有标题栏。 电源部分考虑控制柜散热风扇及 照明、插座等，PLC电源和24V 直流电源前面加滤波器。主电路 电气原理图中应把变频器需要设 置的主要参数标注在图纸上，本 例选择SINAMICS V20变频器
主速度设定可以采用拨码开关输入给PLC的数字量输入模块或采用电位器输入给模拟量输入模 块或采用人机界面，本例采用人机界面。变频器本身的模拟量输出可用于显示或监测频率、电 流、转矩等参数，本例变频器的模拟量输出直接输入到PLC的模拟量输入模块来检测转矩值， 两转矩值经PLC运算后通过PLC模拟量输出模块调节变频器的频率。
1. SIMATIC S7-1200 PLC S7-1200 PLC可以通过多种方式来控制伺服驱动器，最常用的是PROFIdrive方式、 PTO方式以及模拟量方式。如果采用PTO方式，则需要配有板载高速输入输出的 DC/DC/DC型CPU；若选择继电器输出型CPU，则需要专门增配具有高速数字输出的 信号板。 本例采用PROFIdrive方式，它是一种基于PROFIBUS（或PROFINET）总线的驱动技 术标准，收录于国际标准IEC61800-7中。PROFIdrive定义了一个运动控制模型，包含 多种设备，设备之间通过报文进行数据交换，这些报文就是PROFIdrive的消息帧。 每一个消息帧都要符合统一规定的标准结构。PROFIdrive消息帧功能强大，它可以 将控制字、状态字、设定值和实际值传输到相应的设备。
基于西门子S-PLC电梯控制系统设计
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01
西门子S-PLC电梯控制 系统概述
02
系统软件设计
04
系统安全性和可靠性 设计
05
系统硬件设计
03
系统性能评估和优化
06
添加章节标题
西门子S-PLC电梯 控制系统概述
系统组成和功能
系统组成：西门子S-PLC电梯 控制系统由控制柜、曳引机、 门机等组成
级等
控制柜的外观 设计：美观大 方、标识清晰、 符合安全标准
等
电梯门机设计
门机类型：直驱 式或曳引式
门机结构：单开 门或双开门
门机控制方式： 自动或手动
安全保护装置： 防夹保护、光幕 保护等
电梯传感器设计
电梯传感器类型：光电传感器、 限位传感器、压力传感器等
传感器作用：检测电梯的运行 状态、楼层位置、载重量等
标准化：统一电梯控制系统的接口和协议，实现不同品牌和型号电梯的互操作性。 模块化：将电梯控制系统划分为多个模块，各模块之间相互独立，便于升级和维护。 智能化：结合人工智能和大数据技术，实现电梯控制系统的智能优化和预测性维护。 节能环保：采用高效节能技术和绿色材料，降低电梯运行过程中的能耗和环境影响。
传感器布局：根据电梯的结构 和功能需求进行合理布局
传感器选型：根据实际需求选 择合适的传感器型号和规格
电梯电机和驱动器设计
电机类型：永磁 同步电机
驱动方式：矢量 控制驱动
调速性能：高精 度调速，低速运 行平稳
安全保护：过载 保护、短路保护 等功能
系统软件设计
S-PLC编程语言和开发环境
编程语言：采 用结构化文本
编程语言
西门子PLC编程经验设计法及应用,附实例
在PLC发展的初期，沿用了设计继电器电路图的方法来设计比较简单的PLC 的梯形图，即在一些典型电路的基础上，根据被控对象对控制系统的具体要求，不断地修改和完善梯形图。
有时需要多次反复地调试和修改梯形图，增加一些中间编程元件和触点，最后才能得到一个较为满意的结果。
这种PLC梯形图的设计方法没有普遍的规律可以遵循，具有很大的试探性和随意性，最后的结果不是唯一的，设计所用的时间、设计的质量与设计者的经验有很大的关系，所以有人把这种设计方法叫做经验设计法，它可以用于较简单的梯形图(如手动程序)的设计。
梯形图的经验设计法是目前使用比较广泛的一种设计方法，该方法的核心是输出线圈，这是因为PLC的动作就是从线圈输出的(可以称为面向输出线圈的梯形图设计方法)。
其基本步骤如下：（1）分解控制功能，画输出线圈梯形图。
根据控制系统的工作过程和工艺要求，将要编制的梯形图程序分解成独立的子梯形图程序。
以输出线圈为核心画输出位梯形图，并画出该线圈的得电条件、失电条件和自锁条件。
在画图过程中，注意程序的启动、停止、连续运行、选择性分支和并联分支。
（2）建立辅助位梯梯形图。
如果不能直接使用输入条件逻辑组合作为输出线圈的得电和失电条件，则需要使用工作位、定时器或计数器以及功能指令的执行结果作为条件，建立输出线圈的得电和失电条件。
（3）画出互锁条件和保护条件。
互锁条件是可以避免同时发生互相冲突的动作，保护条件可以在系统出现异常时，使输出线圈动作，保护控制系统和生产过程。
在设计梯形图程序时，要注意先画基本梯形图程序，当基本梯形图程序的功能能够病足要求后，再增加其他功能，在使用输入条件时，注意输入条件是电平、脉冲还是边沿。
调试时要将梯形图分解成小功能块调试完毕后，再调试全部功能。
经验设计法具有设计速度快等优点，但是，在设计问题变得复杂时，难免会出现设计漏洞。
下面介绍两个程序设计实例。
例：运货小车的自动控制1.运货小车的动作过程图1运货小车在限位开关SQ0装料(见图1)10s后，装料结束。
西门子_PLC应用系统设计及实例
第7章PLC应用系统设计及实例本章要点● PLC应用系统设计的步骤及常用的设计方法●应用举例● PLC的装配、检测和维护7.1 应用系统设计概述在了解了PLC的基本工作原理和指令系统之后，可以结合实际进行PLC的设计，PLC 的设计包括硬件设计和软件设计两部分，PLC设计的基本原则是：1. 充分发挥PLC的控制功能，最大限度地满足被控制的生产机械或生产过程的控制要求。
2. 在满足控制要求的前提下，力求使控制系统经济、简单，维修方便。
3. 保证控制系统安全可靠。
4. 考虑到生产发展和工艺的改进，在选用PLC时，在I/O点数和内存容量上适当留有余地。
5. 软件设计主要是指编写程序，要求程序结构清楚，可读性强，程序简短，占用内存少，扫描周期短。
7.2 PLC应用系统的设计7.2.1 PLC控制系统的设计内容及设计步骤1. PLC控制系统的设计内容（1）根据设计任务书，进行工艺分析，并确定控制方案，它是设计的依据。
（2）选择输入设备（如按钮、开关、传感器等）和输出设备（如继电器、接触器、指示灯等执行机构）。
（3）选定PLC的型号（包括机型、容量、I/O模块和电源等）。
（4）分配PLC的I/O点，绘制PLC的I/O硬件接线图。
（5）编写程序并调试。
（6）设计控制系统的操作台、电气控制柜等以及安装接线图。
（7）编写设计说明书和使用说明书。
2. 设计步骤（1）工艺分析深入了解控制对象的工艺过程、工作特点、控制要求，并划分控制的各个阶段，归纳各个阶段的特点，和各阶段之间的转换条件，画出控制流程图或功能流程图。
（2）选择合适的PLC类型在选择PLC机型时，主要考虑下面几点：1功能的选择。
对于小型的PLC主要考虑I/O扩展模块、A/D与D/A模块以及指令功能（如中断、PID等）。
2I/O点数的确定。
统计被控制系统的开关量、模拟量的I/O点数，并考虑以后的扩充（一般加上10%～20%的备用量），从而选择PLC的I/O点数和输出规格。
西门子S7-200 PLC应用实验与工程实例最新版精品课件第3章
抢先按下按钮的选手的正常抢答指示灯亮 ，同时选手序号在数码管上显示，其他选 手按钮不起作用。如果主持人未按下开始 按钮，就有选手抢答，则认为犯规，犯规 指示灯亮并闪烁，同时选手序号在数码管 上显示，其他选手按钮不起作用。当主持 人按下开始按钮，时间开始倒计时，在
10s内仍无选手抢答，则系统超时指示灯 亮，此后不能再有选手抢答。所有各种情 况，只要主持人按下复位按钮后，系统回
单击工具栏的“下载”按钮，或选择 菜单命令“文件+下载”，单击“确认” 按钮，开始下载。 （8）输入端信号状态可在PLC正面输入 侧观察LED灯。下载成功后，单击工具栏 的“运行”按钮，用户程序开始运行，
“RUN”LED亮。 用接在端子I0.0和I0.1的开关模拟按钮
的操作，即将开关接通后马上断开，发出
动）状态。
在编写程序时如何搭建 “步”，就要 使用顺序控制指令了。每一步都要使用3 条指令，这3条指令前后呼应，顺序不能 颠倒，缺一不可，组成一个固定的程序段
，这3条指令是（1）段开始（SCR）； （ 2）段转移（SCRT）；（3）段结束（ SCRE），一个“团结战斗的阵营”。
一与第二得电动作，形成电动机的Y起动 ，隔3秒种变成第一与第三得电动作，形 成电动机的△运行。
用PLC程序来实现这一控制过程，关 键在于最好不要在一个周期内形成三个接
触器都能得电动作的程序。 （1）根据控制要求， PLC的I/O接线
图如图3-9所示。 （2）第1方案控制程序梯形图如图3-
10所示。 （3）第2方案控制程序梯形图如图3-
在图3-17中，主持人开始按钮（SB1 ）；主持人复位按钮（SB2）；I0.2至 I0.5四位选手抢答按钮（SB3～SB6）； Q0.0至Q0.3对应四位选手指示灯（HL1 ～HL4）；Q0.4没人抢答灯（HL5）； Q0.5犯规指示灯（HL6）。
西门子PLC基本指令应用编程实例
例1：循环灯程序要求：按下启动按钮时，三只灯每隔1s轮流闪亮，并循环。
按下停止I0.1时，三只灯都熄灭。
分析：此程序是简单的循环类程序，循环周期长为3s,即第1s第一只灯亮，第2s第二只灯亮，第3s 第三只灯亮，第4s又变成第一只灯亮（可加N个灯），如此循环。
I/O分配如下：启动按钮，I0.0；停止按钮，I0.1；第一只灯，Q0.0；第二只灯，Q0.1；第三只灯，Q0.2。
控制程序如图1所示。
图1例2：多级皮带控制程序如图2所示是一个四级传送带系统示意图。
整个系统有四台电动机，控制要求如下：(1)落料漏斗YO启动后，传送带M1应马上启动，经6s后须启动传送带M2；(2)传送带M2启动5s后应启动传送带M3；(3)传送带M3启动4s后应启动传送带M4；(4)落料停止后，为了不让齐级皮带上有物料维积，应根据所需传送时间的差别，分别将四台电机停车。
即落料漏斗YO断开后过6s再断M1, M1断开后再过5s断M2，M2断开4s后再断M3,M3断开3s后再断开M4。
此程序为典型的时间顺序控制。
I/O分配如下：启动，I0.0；停止，I0.1；落料YO，Q0.0；传送带M1，Q0.1；传送带M2，Q0.2；传送带M3，Q0.3；传送带M4，Q0.4。
控制程序如图2-1所示，程序中M0.0控制启动过程，M0.1 控制停止过程。
图2-1例3：编写交通信号灯控制程序图3对如图3所示十字路口交通灯进行编程控制，该系统输入信号有：一个启动按钮SB1和一个停止按钮SB2。
输出信号有东西向红灯、绿灯、黄灯，南北向红灯、绿灯、黄灯。
控制要求：按下启动按钮，信号灯系统按图3-1的时序开始工作(绿灯闪烁的周期为1s)，并能循环运行。
按一下停止按钮，所有信号灯都熄灭。
图3-1 PLC的I/O分配，I/O接线图如图3-2所示。
图3-2该程序是一个循环类程序，交通灯执行一周的时间为60s，可把周期60s分成0~25s、25~ 28s、28~30s、30~55s、55~58s、58~60s 共6段时间，在25~ 28s、55~58s段编写一个周期为1s 的脉冲程序串入其中。
西门子_PLC应用系统设计及实例
第7章 PLC应用系统安排及真例之阳早格格创做本章重心l PLC应用系统安排的步调及时常使用的安排要领l应用举例l PLC的拆置、检测战维护7.1 应用系统安排概括正在相识了PLC的基础处事本理战指令系统之后，不妨分离本量举止PLC的安排，PLC的安排包罗硬件安排战硬件安排二部分，PLC 安排的基根源基本则是：1. 充散收挥PLC的统造功能，最大极限天谦脚被统造的死产板滞或者死产历程的统造央供.2. 正在谦脚统造央供的前提下，力供使统造系统经济、简朴，维建便当.3. 包管统造系统仄安稳当.4. 思量到死产死少战工艺的矫正，正在采用PLC时，正在I/O面数战内存容量上适合留有余天.5. 硬件安排主假如指编写步调，央供步调结构领会，可读性强，步调简短，占用内存少，扫描周期短.7.2 PLC应用系统的安排7.2.1 PLC统造系统的安排真量及安排步调1. PLC统造系统的安排真量（1）根据安排任务书籍，举止工艺分解，并决定统造规划，它是安排的依据.（2）采用输进设备（如按钮、开关、传感器等）战输出设备（如继电器、交战器、指示灯等真止机构）.（3）选定PLC的型号（包罗机型、容量、I/O模块战电源等）.（4）调配PLC的I/O面，画造PLC的I/O硬件接线图.（5）编写步调并调试.（6）安排统造系统的收配台、电气统造柜等以及拆置接线图.（7）编写安排证明书籍战使用证明书籍.2. 安排步调（1）工艺分解深进相识统造对付象的工艺历程、处事特性、统造央供，并区分统造的各个阶段，归纳各个阶段的特性，战各阶段之间的变换条件，画出统造过程图或者功能过程图.（2）采用符合的PLC典型正在采用PLC机型时，主要思量底下几面：1功能的采用.对付于小型的PLC主要思量I/O扩展模块、A/D与D/A模块以及指令功能（如中断、PID等）.2I/O面数的决定.统计被统造系统的开关量、模拟量的I/O面数，并思量以去的扩充（普遍加上10%～20%的备用量），进而采用PLC 的I/O面数战输出规格.3内存的估算.用户步调所需的内存容量主要与系统的I/O面数、统造央供、步调结构少短等果素有关.普遍可按下式估算：保存容量=开关量输进面数×10+开关量输出面数×8+模拟通讲数×100+定时器/计数器数量×2+通疑接心个数×300+备用量.（3）调配I/O面.调配PLC的输进/输出面，编写输进/输出调配表或者画出输进/输出端子的接线图，接着便不妨举止PLC步调安排，共时举止统造柜或者收配台的安排战现场动工.（4）步调安排.对付于较搀纯的统造系统，根据死产工艺央供，画出统造过程图或者功能过程图，而后安排出梯形图，再根据梯形图编写语句表步调浑单，对付步调举止模拟调试战建改，曲到谦脚统造央供为止.（5）统造柜或者收配台的安排战现场动工.安排统造柜及收配台的电器安插图及拆置接线图；安排统造系统各部分的电气互锁图；根据图纸举止现场接线，并查看.（6）应用系统完齐调试.如果统造系统由几个部分组成，则应先做局部调试，而后再举止完齐调试；如果统造步调的步序较多，则可先举止分段调试，而后对接起去总调.（7）体例技能文献.技能文献应包罗：可编程统造器的中部接线图等电气图纸，电器安插图，电器元件明细表，程序功能图，戴注释的梯形图战证明.7.2.2 PLC的硬件安排战硬件安排及调试1. PLC的硬件安排PLC硬件安排包罗：PLC及中围线路的安排、电气线路的安排战抗搞扰步伐的安排等.选定PLC的机型战调配I/O面后，硬件安排的主要真量便是电气统造系统的本理图的安排，电气统造元器件的采用战统造柜的安排.电气统造系统的本理图包罗主电路战统造电路.统造电路中包罗PLC的I/O接线战自动、脚动部分的仔细对接等.电器元件的采用主假如根据统造央供采用按钮、开关、传感器、呵护电器、交战器、指示灯、电磁阀等.2. PLC的硬件安排硬件安排包罗系统初初化步调、主步调、子步调、中断步调、障碍应慢步伐战辅帮步调的安排，小型开关量统造普遍惟有主步调.最先应根据总体央供战统造系统的简曲情况，决定步调的基础结构，画出统造过程图或者功能过程图，简朴的不妨用体味法安排，搀纯的系统普遍用程序统造安排法安排.3. 硬件硬件的调试调试分模拟调试战联机调试.硬件安排佳后普遍先做模拟调试.模拟调试不妨通过仿真硬件去代替PLC硬件正在估计机上调试步调.如果有PLC的硬件，不妨用小开关战按钮模拟PLC的本量输进旗号（如起动、停止旗号）或者反馈旗号（如限位开关的接通或者断开），再通过输出模块上各输出位对付应的指示灯，瞅察输出旗号是可谦脚安排的央供.需要模拟量旗号I/O时，可用电位器战万用表协共举止.正在编程硬件中不妨用状态图或者状态图表监视步调的运止或者强造某些编程元件.硬件部分的模拟调试主假如对付统造柜或者收配台的接线举止尝试.可正在收配台的接线端子上模拟PLC中部的开关量输进旗号，或者收配按钮的指令开关，瞅察对付应PLC输进面的状态.用编程硬件将输出面强造ON/OFF，瞅察对付应的统造柜内PLC背载（指示灯、交战器等）的动做是可仄常，或者对付应的接线端子上的输出旗号的状态变更是可精确.联机调试时，把体例佳的步调下载到现场的PLC中.调试时，主电路一定要断电，只对付统造电路举止联机调试.通过现场的联机调试，还会创造新的问题或者对付某些统造功能的矫正.7.2.3 PLC步调安排时常使用的要领PLC步调安排时常使用的要领主要有体味安排法、继电器统造电路变换为梯形图法、逻辑安排法、程序统造安排法等.1. 体味安排法体味安排法即正在一些典型的统造电路步调的前提上，根据被统造对付象的简曲央供，举止采用拉拢，并多次反复调试战建改梯形图，偶我需减少一些辅帮触面战中间编程关节，才搞达到统造央供.那种要领不程序可按照，安排所用的时间战安排品量与安排者的体味有很大的关系，所以称为体味安排法.体味安排法用于较简朴的梯形图安排.应用体味安排法必须死记一些典型的统造电路，如起保停电路、脉冲爆收电路等，那些电路正在前里的章节中已经介绍过.2. 继电器统造电路变换为梯形图法继电器交战器统造系统通过少久的使用，已有一套能完毕系统央供的统造功能并通过考证的统造电路图，而PLC统造的梯形图战继电器交战器统造电路图很相似，果此不妨间接将通过考证的继电器交战器统造电路图变换成梯形图.主要步调如下：（1）认识现有的继电器统造线路.（2）对付照PLC的I/O端子接线图，将继电器电路图上的被控器件（如交战器线圈、指示灯、电磁阀等）换成接线图上对付应的输出面的编号，将电路图上的输进拆置（如传感器、按钮开关、路程开关等）触面皆换成对付应的输进面的编号.（3）将继电器电路图中的中间继电器、定时器，用PLC的辅帮继电器、定时器去代替.（4）画出局部梯形图，并给予简化战建改.那种要领对付简朴的统造系统是可止的，比较便当，但是较搀纯的统造电路，便不适用了.【例7-1】图7-1为电效果Y/△减压起动统造主电路战电气统造的本理图.（1）处事本理如下：按下开用按钮SB2,KM1、KM3、KT通电并自保，电效果接成Y型起动，2s后，KT动做，使KM3断电，KM2通电吸合，电效果接成△型运止.按下停止按扭SB1，电效果停止运止.图7-1电效果Y/△减压起动统造主电路战电气统造的本理图（2）I/O调配输进输出停止按钮SB1：I0.0 KM1：Q0.0 KM2：起动按钮SB2：I0.1 KM3：Q0.2过载呵护FR：（3）梯形图步调图7-2 例1梯形图步调变换后的梯形图步调如图7-2所示.依照梯形图谈话中的语规则定简化战建改梯形图.为了简化电路，当多个线圈皆受某一串并联电路统造时，可正在梯形图中树坐该电路统造的保存器的位，如.简化后的步调如图7-3所示.图7-3 例1简化后的梯形图步调3. 逻辑安排法逻辑安排法是以布我代数为表里前提，根据死产历程中各工步之间的各个检测元件（如路程开关、传感器等）状态的变更，列出检测元件的状态表，决定所需的中间影象元件，再列出各真止元件的工序表，而后写出检测元件、中间影象元件战真止元件的逻辑表白式，再变换成梯形图.该要领正在简朴的条件统造系统中，非常佳用，相称于拉拢逻辑电路，但是战时间有关的统造系统中，便很搀纯.底下将介绍一个接通旗号灯的统造电路.【例7-2】用PLC形成接通灯统造系统.（1）统造央供：如图7-4所示，起动后，北北白灯明并保护25s.正在北北白灯明的共时，物品绿灯也明，1s后，物品车灯即甲明.到20s时，物品绿灯闪明，3s后燃烧，正在物品绿灯燃烧后物品黄灯明，共时甲灭.黄灯明2s后灭物品白灯明.与此共时，北北白灯灭，北北绿灯明.1s后，北北车灯即乙明.北北绿灯明了25s后闪明，3s后燃烧，共时乙灭，黄灯明2s后燃烧，北北白灯明，物品绿灯明，循环.图7-4 接通灯统造示企图（2）I/O调配输进输出起动按钮：I0.0 北北白灯：Q0.0 物品白灯：北北黄灯：Q0.1 物品黄灯：北北绿灯：Q0.2 物品绿灯：北北车灯：Q0.6 物品车灯：（3）步调安排根据统造央供最先画出十字路心接通旗号灯的时序图，如图7-5所示.图7-5 十字路心接通旗号灯的时序图根据十字路心接通旗号灯的时序图，用基础逻辑指令安排的旗号灯统造的梯形图如图7-6所示.分解如下：最先，找出北北目标战物品目标灯的关系：北北白灯明（灭）的时间=物品白灯灭（明）的时间，北北白灯明25S（T37计时）后，物品白灯明30S（T41计时）后.其次，找出物品目标的灯的关系：物品白灯明30S后灭（T41复位）→物品绿灯仄光明20S（T43计时）后→物品绿灯闪光3S（T44计时）后，绿灯灭→物品黄灯明2S（T42计时）.再其次，找出北北背灯的关系：北北白灯明25S（T37计时）后灭→北北绿灯仄光25S（T38计时）后→北北绿灯闪光3S（T39计时）后，绿灯灭→北北黄灯明2S（T40计时）.末尾找出车灯的时序关系：物品车灯是正在北北白灯明后开初延时（T49计时）1S后，物品车灯明，曲至物品绿灯闪光灭（T44延时到）；北北车灯是正在物品白灯明后开初延时（T50计时）1S后，北北车灯明，曲至北北绿灯闪光灭（T39延时到）.根据上述分解列出各灯的输出统造表白式：物品白灯：Q0.3=T37 北北白灯Q0.0=M0.0·T3物品绿灯：Q0.5=Q0.0·T43+T43·T44·T59 北北绿灯Q0.2=Q0.3·T38+T38·T39·T59物品黄灯：Q0.4=T44·T42 北北黄灯Q0.1=T39·T40物品车灯：Q0.7=T49·T44 北北车灯Q0.6=T50·T39图7-6 基础逻辑指令安排的旗号灯统造的梯形图4. 程序统造安排法根据功能过程图，以步为核心，从起初步开初一步一步天安排下去，曲至完毕.此法的关键是画出功能过程图.最先将被统造对付象的处事历程按输出状态的变更分为若搞步，并指开工步之间的变换条件战每个工步的统造对付象.那种工艺过程图集结了处事的局部疑息.正在举止步调安排时，不妨用中间继电器M去影象工步，一步一步天程序举止，也不妨用程序统造指令去真止.底下将仔细介绍功能过程图的种类及编程要领.（1）单过程及编程要领图7-7 单过程结构功能过程图的单过程结构形式简朴，如图7-7所示，其特性是：每一步后里惟有一个变换，每个变换后里惟有一步.各个工步按程序真止，上一工步真止中断，变换条件创造，坐时开通下一工步，共时关断上一工步.用程序统造指令去真止功能过程图的编程要领，正在前里的章节已经介绍过了，正在那里将沉面介绍用中间继电器M去影象工步的编程要领.正在图7-7中，当n-1为活动步时，变换条件b创造，则变换真止，n步形成活动步，共时n-1步关断.由此可睹，第n步成为活动步的条件是：X n-1=1，b=1；第n步关断的条件惟有一个X n+1=1.用逻辑表白式表示功能过程图的第n步开通战关断条件为：Xn为第n步的状态，等号左边X n+1表示关断第n步的条件，Xn表示自脆持旗号，b表示变换条件.【例7-3】根据图7-8所示的功能过程图，安排出梯形图步调.将分离本例介绍时常使用的编程要领.1使用起保停电路模式的编程要领正在梯形图中，为了真止前级步为活动步且变换条件创造时，才搞举止步的变换，经常将代表前级步的中间继电器的常开接面与变换条件对付应的接面串联，动做代表后绝步的中间继电器得电的条件.当后绝步被激活，应将前级步关断，所以用代表后绝步的中间继电器常关接面串正在前级步的电路中.图7-8 例7-3题图如图7-8对付于输出电路的处理当注意：输出继电器正在、步中皆被接通，应将战的常开接面并联去启动；输出继电器只正在步为活动步时才接通，所以用的常开接面启动.使用起保停电路模式体例的梯形图步调如图7-9所示.2使用置位、复位指令的编程要领S7-200系列PLC有置位战复位指令，且对付共一个线圈置位战复位指令可合并编程，所以不妨真止以变换条件为核心的编程.目前步为活动步且变换条件创造时，用S将代表后绝步的中间继电器置位（激活），共时用R将本步复位（关断）.图7-8所示的功能过程图中，如用的常开接面战变换条件的常开接面串联动做置位的条件，共时动做复位的条件.那种编程要领很有程序，每一个变换皆对付应一个S/R的电路块，有几个变换便有几个那样的电路块.用置位、复位指令体例的梯形图步调如图7-10所示.图7-9 例7-3梯形图步调图7-10 置位、复位指令体例的梯形图3使用移位寄存器指令编程的要领单过程的功能过程图各步经常程序通断，而且共时惟有一步接通，果此很简单采与移位寄存器指令真止那种统造.对付于图7-8所示的功能过程图，不妨指定一个二位的移位寄存器，用、代表有输出的二步，移位脉冲由代表步状态的中间继电器的常开接面战对付应的变换条件组成的串联收路并联提供，数据输进端（DATA）的数据由初初步提供.对付应的梯形图步调如图7-11所示.正在梯形图中将对付应步的中间继电器的常关接面串联对接，不妨克制过程真止的历程中移位寄存器DATA端置“1”，免得爆收误收配旗号，进而包管了过程的成功真止.图7-11 移位寄存器指令体例的梯形图4使用程序统造指令的编程要领使用程序统造指令编程，必须使用S状态元件代表各步，如图7-12所示.其对付应的梯形图如图7-13所示.图7-12 用S状态元件代表各步图7-13 用程序统造指令编程（2）采用分收及编程要领采用分收分为二种，如图7-14为采用分收开初，7-15为采用分收中断.采用分收开初指：一个前级步后里紧接着若搞个后绝步可供采用，各分收皆有各自的变换条件，正在图中则表示为代表变换条件的短划线正在各自分收中.采用分收中断，又称采用分收合并，是指：几个采用分收正在各自的变换条件创造时变换到一个大众步上.正在图7-14中，假设2为活动步，若变换条件a=1，则真止工步3；如果变换条件b=1，则真止工步4；变换条件c=1，则真止工步5.即哪个条件谦脚，则采用相映的分收，共时关断上一步2.普遍只允许采用其中一个分收.正在编程时，若图7-14中的工步2、3、4、5分别用、、、表示，则当、、之一为活动步时，皆将引导M0.0=0，所以正在梯形图中应将、战的常关接面与的线圈串联，动做关断步的条件.正在图7-15中，如果步6为活动步，变换条件d=1，则，则工步6背工步9变换；如果步7为活动步，变换条件e=1，则工步7背工步9变换；如果步8为活动步，变换条件f=1，则工步8背工步9变换.若图7-15中的工步6、7、8、9分别用、、、表示，则（工步9）的起动条件为：M0.4·d+ M0.5·e+ M0.6·f ，正在梯形图中，则为的常开接面串联与d 变换条件对付应的触面、的常开接面串联与e 变换条件对付应的触面、的常开接面串联与f 变换条件对付应的触面，三条收路并联后动做线圈的起动条件.【例7-4】根据图7-16所示的功能过程图，安排出梯形图步调.图7-16 例7-4题图1使用起保停电路模式的编程对付应的状态逻辑关系为：对付应的梯形图步调如图7-17所示.2使用置位、复位指令的编程对付应的梯形图步调如图7-18所示.3使用程序统造指令的编程对付应的功能过程图如图7-19所示.对付应的梯形图步调如图7-20所示.图7-17 例7-4用起保停电路模式的编程 图7-18 例7-4用置位、复位指令的编程图7-19功能过程图图7-20 例7-4用程序统造指令的编程 2 3 4 5 a b c e d f 6 7 8 9图7-14 采用分收开初 图 7-15 采用分收中断（3）并止分收及编程要领并止分收也分二种，图7-21a 为并止分收的开初，图7-21b 为并止分收的中断，也称为合并.并止分收的开初是指当变换条件真止后，共时使多个后绝步激活.为了强调变换的共步真止，火仄连线用单线表示.正在图7-21a 中，当工步2处于激活状态，若变换条件e=1，则工步3、4、5共时起动，工步2必须正在工步3、4、5皆开开后，才搞关断.并止分收的合并是指：目前级步6、7、8皆为活动步，且变换条件f 创造时，开6、7、8. 【例7-5所示的功能过程图，安排出梯型图步调.1使用起保停电路模式的编程，对付应的梯形图步调如图7-23所示.图7-23 例7-5用起保停电路模式的编程2使用置位、复位指令的编程，对付应的梯形图步调如图7-24所示.图7-24例7-5用置位、复位指令的编程3使用程序统造指令的编程对付应的功能过程图如图 7-25所示.对付应的梯形图步调如图7-26所示.图7-21 并止分收图7-22 例7-5题图图7-26 例7-5用用程序统造指令的编程（4）循环、跳转过程及编程要领正在本量死产的工艺过程中，若央供正在某些条件下真止预约的动做，则可用跳转步调.若需要沉复真止某一历程，则可用循环步调.如图7-27所示. 跳转过程：当步2为活动步时，若条件f=1，则跳过步3战步4，间接激活步5.循环过程：当步5为活动步时，若条件e=1，则激活步2，循环真止.编程要领战采用过程类似，不再仔细介绍. 需要注意的是： ✧ 变换是有目标的，若变换的程序是从上到下，即为仄常程序，不妨简略箭头.若变换的程序从下到上，箭头不克不迭简略. ✧ 惟有二步的关环的处理.正在程序功能图中惟有二步组成的小关环如图7-28a 所示，果为既是的前级步，又是它的后绝步,所以对付应的用起保停电路模式安排的梯形图步调如图7-28b 所示.从梯形图中不妨瞅出，线圈基础无法通电.办理的办法是：正在小关环中删设一步，那一步只起短延时（≤0.1s ）效用，由于延时博得很短，对付系统的运止不会有什么效用，如图7-28c所示.abcd 2345 e f 图7-27 循环、跳转过程图7-25例7-5题图7.2.4 PLC 步调安排步调PLC 步调安排普遍分为以下几个步调：1. 步调安排前的准备处事步调安排前的准备处事便是要相识统造系统的局部功能、规模、统造办法、输进/输出旗号的种类战数量、是可有特殊功能的接心、与其余设备的关系、通疑的真量与办法等，进而对付所有统造系统建坐一个完齐的观念.接着进一步认识被控对付象，可把统造对付象战统造功能依照赞同央供、旗号用途或者统造天区分类，决定检测设备战统造设备的物理位子，相识每一个检测旗号战统造旗号的形式、功能、规模及之间的关系.2. 安排步调框图 根据硬件安排规格书籍的总体央供战统造系统的简曲情况，决定应用步调的基础结构、按步调安排尺度画造出步调结构框图，而后再根据工艺央供，画出各功能单元的功能过程图.3. 编写步调 根据安排出的框图逐条天编写统造步调.编写历程中要即时给步调加注释.4. 步调调试 调试时先从各功能单元进脚，设定输进旗号，瞅察输出旗号的变更情况.各功能单元调试完毕后，再调试局部步调，调试各部分的接心情况，曲到谦意为止.步调调试不妨正在真验室举止，也不妨正在现场举止.如果正在现场举止尝试，需将可编程统造器系统与现场旗号断图7-28惟有二步的关环的处理T38 MT38M（a ）（b ）（c ）绝，不妨切断输进/输出模板的中部电源，免得引起板滞设备动做.步调调试历程中先创造过失，后举止纠错.基根源基本则是“集结创造过失，集结纠正过失”.5. 编写步调证明书籍正在证明书籍中常常对付步调的统造央供、步调的结构、过程图等给以需要的证明，而且给出步调的拆置收配使用步调等.7.3 应用举例板滞脚的模拟统造图7-29为传递工件的某板滞脚的处事示企图，其任务是将工件从传递戴A搬运到传递戴B.1. 统造央供按起动按钮后，传递戴A运止曲到光电开关PS检测到物体，才停止，共时板滞脚下落.下落到位后板滞脚夹紧物体，2s后开初降下，而板滞脚脆持夹紧.降下到位左转，左转到位下落，下落到位板滞脚紧开，2s后板滞脚降下.降下到位后，传递戴B开初运止，共时板滞脚左转，左转到位，传递戴B停止，此时传递戴A运止曲到光电开关PS再次检测到物体，才停止循环.板滞脚的降下、下落战左转、左转的真止，分别由单线圈二位电磁阀统造汽缸的疏通统造.当下落电磁阀通电，板滞脚下落，若下落电磁阀断电，板滞脚停止下落，脆持现有的动做状态.当降下电磁阀通电时，板滞脚降下.共样左转/左转也是由对付应的电磁阀统造.夹紧/搁紧则是由单线圈的二位电磁阀统造汽缸的疏通去真止，线圈通电时真止夹紧动做，断电时真止搁紧动做.而且央供惟有当板滞脚处于上限位时才搞举止左/左移动，果此正在安排转化时用上限条件动做联锁呵护.由于上下疏通，安排转化采与单线圈二位电磁阀统造，二个线圈不克不迭共时通电，果此正在上/下、左/左疏通的电路中须树坐互锁关节.为了包管板滞脚动做准确，板滞脚上拆置了限位开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4，分别对付板滞脚举止下落、降下、左转、左转等动做的限位，并给出动做到位的旗号.光电开关PS控造检测传递戴A上的工件是可到位，到位后板滞脚开初动做.2. I/O调配输进输出起动按钮： I0.0 降下YV1：Q0.1停止按钮： I0.5 下落YV2：降下限位SQ1：I0.1 左转YV3：下落限位SQ2：I0.2 左转YV4：左转限位SQ3：I0.3 夹紧YV5：左转限位SQ4：I0.4 传递戴A：光电开关 PS： I0.6 传递戴B：图7-29 板滞脚统造示企图3. 统造步调安排根据统造央供先安排出功能过程图，如图7-30所示.根据功能过程图再安排出梯形图步调，如图7-31所示.过程图是一个按程序动做的步进统造系统，正在本例中采与移位寄存器编程要领.用移位寄存器～位，代表过程图的各步，二步之间的变换条件谦脚时，加进下一步.移位寄存器的数据输进端DATA（）由～诸位的常关接面、降下限位的。
PLC应用技术图解项目化教程(西门子S7
从1969年美国DEC公司研制出第一台PLC开始，经历了从简单 到复杂、从低级到高级的发展历程，现已成为工业自动化领域 的重要控制设备。
PLC基本组成及工作原理
基本组成
PLC主要由CPU、存储器、输入输 出接口、电源等部分组成。
工作原理
PLC采用循环扫描的工作方式，即 按照用户程序的顺序逐条执行指令， 完成各种控制功能。
04
基本指令与程序设计方法
位逻辑指令及应用举例
位逻辑指令概述
介绍位逻辑指令的基本概念、作用及分类。
立即位逻辑指令
阐述I、Q、M、SM等立即位逻辑指令的特 性和应用。
基本位逻辑指令
详细讲解LD、LDN、A、AN、O、ON、=、 =/等指令的功能和使用方法。
位逻辑指令应用举例
通过实例演示位逻辑指令在PLC程序设计中 的具体应用。
数据类型
PLC的数据类型包括基本数据类型（如位、字节、字等）和复杂数据类型（如数 组、结构体等）。此外，西门子S7系列PLC还支持用户自定义数据类型 （UDT）。
02
硬件组成与接线
CPU模块选择与配置
01
02
03
CPU模块类型
CPU配置
扩展模块
西门子S7系列PLC提供多种CPU 模块，如S7-200、S7-300、S7400等，根据控制需求选择合适 的型号。
西门子S7系列PLC简介
S7-200系列
紧凑型PLC，适用于小型自动化项目。
S7-400系列
高性能PLC，适用于大型和复杂的自动化项目。
ABCD
S7-300系列
模块化PLC，适用于中型自动化项目。
S7-1200/1500系列
新一代PLC，具有更高的性能和更丰富的功能。
PLC控制系统设计步骤设计实例
PLC控制系统设计步骤设计实例PLC（可编程逻辑控制器）控制系统设计是指设计一种基于PLC的自动化控制系统，它能够实时监测和控制工业过程中的各种设备和动作，以提高生产效率和质量。
本文将介绍PLC控制系统设计的六个步骤，并以调度系统设计为实例来说明。
步骤一：需求分析在PLC控制系统设计的第一步，需要对待控制的系统进行详细的分析和了解。
这包括对所需控制的设备、传感器、执行器等硬件元件的类型和功能进行了解，并明确系统所需实现的目标和功能。
以调度系统设计为例，我们需要了解需要控制的设备类型（如输送带、机械臂等）以及系统所需实现的任务（如运输物料、转移货物等）。
步骤二：系统设计在系统设计阶段，需要根据需求分析的结果，制定PLC控制系统的整体框架和组成部分。
例如，调度系统的设计可能需要包括输入和输出模块、通信模块、中央处理单元等组件。
此外，还需要确定PLC的运行周期和通信方式等参数。
步骤三：程序设计在程序设计阶段，需要制定PLC程序来实现系统的控制逻辑。
根据控制需求，可以使用各种编程语言（如梯形图、函数图表等）来编写PLC程序。
对于调度系统设计，我们可以编写一个主程序来实现各个设备的调度和任务分配，并编写子程序来实现具体的控制操作。
步骤四：硬件选型在硬件选型阶段，需要根据系统设计和程序要求，选择适配的PLC硬件。
这包括选择合适的PLC型号、输入输出模块、通信模块等。
对于调度系统设计，我们需要选择支持足够的输入输出点数、具备高速通信功能的PLC设备。
步骤五：软件编程步骤六：调试和优化在完成软件编程后，需要对系统进行调试和优化。
这包括对系统进行实时监测和测试，并根据测试结果进行调整和改进。
对于调度系统设计，我们可以通过模拟输入信号和观察输出结果的方式来进行调试，并根据调试结果来对程序进行调整和优化，以满足系统要求。
综上所述，PLC控制系统设计的步骤包括需求分析、系统设计、程序设计、硬件选型、软件编程、调试和优化。
西门子型PLC应用系统实例设计
PLC應用系統設計及實例本章要點● PLC應用系統設計的步驟及常用的設計方法●應用舉例● PLC的裝配、檢測和維護7.1 應用系統設計概述在瞭解了PLC的基本工作原理和指令系統之後，可以結合實際進行PLC的設計，PLC 的設計包括硬體設計和軟體設計兩部分，PLC設計的基本原則是：1. 充分發揮PLC的控制功能，最大限度地滿足被控制的生產機械或生產過程的控制要求。
2. 在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統經濟、簡單，維修方便。
3. 保證控制系統安全可靠。
4. 考慮到生產發展和工藝的改進，在選用PLC時，在I/O點數和記憶體容量上適當留有餘地。
5. 軟體設計主要是指編寫程式，要求程式結構清楚，可讀性強，程式簡短，佔用記憶體少，掃描週期短。
7.2 PLC應用系統的設計7.2.1 PLC控制系統的設計內容及設計步驟1. PLC控制系統的設計內容（1）根據設計任務書，進行工藝分析，並確定控制方案，它是設計的依據。
（2）選擇輸入設備（如按鈕、開關、感測器等）和輸出設備（如繼電器、接觸器、指示燈等執行機構）。
（3）選定PLC的型號（包括機型、容量、I/O模組和電源等）。
（4）分配PLC的I/O點，繪製PLC的I/O硬體接線圖。
（5）編寫程式並調試。
（6）設計控制系統的操作臺、電氣控制櫃等以及安裝接線圖。
（7）編寫設計說明書和使用說明書。
2. 設計步驟（1）工藝分析深入瞭解控制對象的工藝過程、工作特點、控制要求，並劃分控制的各個階段，歸納各個階段的特點，和各階段之間的轉換條件，畫出控制流程圖或功能流程圖。
（2）選擇合適的PLC類型在選擇PLC機型時，主要考慮下麵幾點：1功能的選擇。
對於小型的PLC主要考慮I/O擴展模組、A/D與D/A模組以及指令功能（如中斷、PID等）。
2I/O點數的確定。
統計被控制系統的開關量、模擬量的I/O點數，並考慮以後的擴充（一般加上10%～20%的備用量），從而選擇PLC的I/O點數和輸出規格。
PLC控制系统设计步骤-设计实例
PLC控制系统的发展趋势
01
02
03
高速化和高可靠性
随着工业自动化和智能制 造的发展，PLC控制系统 需要具备更高的处理速度 和更强的抗干扰能力。
互联网+
PLC控制系统将与互联网 技术相结合，实现远程监 控和维护，提高系统的可 维护性和可操作性。
和型号。
确定系统电源和接地方式
02
根据PLC的供电要求，确定系统电源和接地方式。
规划系统布局和布线
03
根据现场环境和设备布局，规划PLC的安装位置和布线方式。
I/O配置
配置输入设备
根据控制要求，配置相应的传感器、开关等 输入设备。
配置输出设备
根据控制要求，配置相应的执行器、接触器 等输出设备。
配置通信接口
控制算法设计
确定控制逻辑
根据生产工艺和控制要求，设计相应的控制逻辑，如顺序控制、过 程控制等。
编写控制程序
使用PLC编程语言（如Ladder Logic、Structured Text等）编写控 制程序，实现控制逻辑。
程序测试与调试
在测试环境中对控制程序进行测试和调试，确保程序正确无误。
系统调试与优化
I/O配置
总结词：配置输入
详细描述：在I/O配置阶段，需要根据控制系统的需求，配置合适的输入输出设备。输入设备主要包括传感器，用于采集货位 信息、货物信息等；输出设备主要包括执行器，用于控制货物的升降、移动等动作。此外，还需要配置与上位机通信的接口 。
控制算法设计
总结词
设计控制逻辑
详细描述
在控制算法设计阶段，需要根据控制要求，设计合适的控制逻辑。控制逻辑主要包括货物的入库、存 储、出库等过程的控制逻辑，以及货位管理的控制逻辑。此外，还需要考虑安全保护逻辑，确保系统 的安全可靠运行。
西门子S7-200型PLC指令系统及编程应用
九、照明灯、指示灯等控制
继电控制电路中的照明灯一般都是36V安全电压驱动，所以具有 单独的变压器供电；而指示灯的电压等级不定，从6.3V到220V不等。
如果原继电控制回路中有照明灯、指示灯等，利用PLC进行改造 时一般不用改动，保留原样即可。
如果想丰富PLC控制系统的指示功能，可以单独改造指示灯电路， 实现闪烁等变化。
所谓“状态”是指特定的功能，因此状态转移实 际上就是控制系统的功能转移。机电自控系统中机械 的自动工作循环过程就是电气控制系统的状态自动、 有序、逐步转移的过程。
七、时间继电器的处理
时间继电器用来产生延迟效果，继电接触控制电路中的时间继电 器有通电延时型和断电延时型两种，每种时间继电器都有延时动作 触点和瞬时动作触点。
如果原继电控制回路中使用了通电延时动作的时间继电器，在 利用PLC控制系统设计时将其以PLC的定时器代替，不必出现在PLC的 输入或输出列表中，原时间继电器的延时闭合触点和延时打开触点 分别用定时器的常开接点和常闭接点代替。
五、PLC外部接线图设计
六、中间继电器的处理方法
中间继电器是用来“暂时”记忆控制过程的中间状态，这些状 态需要参与系统控制，但是并不直接驱动最终物理负载。
如果原继电控制回路中使用了中间继电器（一般以KA标记）， 在利用PLC控制系统设计时将其以PLC的内部继电器（或者叫中间继 电器、辅助继电器）代替，不必出现在PLC的输入或输出列表中。
输入 正转启动按钮SB1 反转启动按钮SB2
停止按钮SB3 左限位SQ1 右限位SQ2 左极限限位SQ3 右极限限位SQ4 热保护FR
I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7
输出 正转驱动KA1 反转驱动KA2
西门子PLC应用36例(经验设计法)
Q0.0
Q0.0
SB1 SB2
1 CPU224
输入映像寄存器
I0.0 I0.1
0 0
I0.0 I0.1
1L
AC220V
1M 2M L+
Q0.0
DC24V
KM
ON
SB2按钮(I0.1)启动,继电器KM (Q0.0)断开（启保停电路）
I0.0
OFF
I0.1
OFF
Q0.0
（OFF ）
输出映像寄存器
Q0.0
I0.0 I0.0 （ M0.0 M0.0 Q0.0 Q0.0 M0.2 （ （ M0.1 （ M0.0 ） M0.1 ） M0.2 ） Q0.0 ） I0.0 M0.0 M0.1 M0.2 Q0.0
1 0
I0.0 I0.1
1L
AC220V
1M 2M L+
Q0.0
DC24V
KM
ON
SB1按钮(I0.0)停止, Q0.0 自锁（启保停电路）
I0.0
ON OFF
I0.1
ON
Q0.0
（ON）
输出映像寄存器
Q0.0
ON
LD O AN =
I0.0 Q0.0 I0.1 Q0.0
起动 I0.0 停止 I0.1
I0.0 Q0.0
I0.1
Q0.0 （ ）
L1 L2 L3 N
A
QS FU1
FU2
SB1 SB2 FR
FU2
FR SB2 SB1
24V
I0.0 输 I0.1 入 模 块 I0.2 COM
L
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PLC
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西门子PLC300系列的设计步骤与实例
S7-300系列PLC应用系统设计PLC应用系统设计的内容和步骤PLC应用系统的硬件设计PLC应用系统的软件设计PLC应用系统设计实例PLC应用系统设计的内容和步骤系统设计的原则与内容1．设计原则(1) 最大限度地满足被控设备或生产过程的控制要求；(2) 在满足控制要求的前提下，力求简单、经济，操作方便；(3) 保证控制系统工作安全可靠；(4) 考虑到今后的发展改进，应适当留有进一步扩展的余地。
2．设计内容(1) 拟定控制系统设计的技术条件，它是整个设计的依据；(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) 根据系统要求编写软件说明书，然后再进行程序设计；(6) 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。
系统设计和调试的主要步骤1．深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求2．确定IO设备，常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器等，常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀等。
3．选择合适的PLC类型，根据已确定的用户IO设备，统计所需的输入信号和输出信号的点数，选择合适的PLC类型。
4．分配IO点，编制出输入输出端子的接线图。
5．设计应用系统梯形图程序，这一步是整个应用系统设计最核心的工作。
6．将程序输入PLC，当使用计算机上编程时，可将程序下载到PLC中。
7．进行软件测试，在将PLC连接到现场设备上之前，必须进行软件测试，以排除程序中的错误。
8．应用系统整体调试，在PLC软硬件设计和控制柜及现场施工完成后，就可以进行整个系统的联机调试。
调试中发现的问题要逐一排除，直至调试成功。
9．编制技术文件，系统技术文件包括功能说明书、电气原理图、电器布置图、电气元件明细表、PLC梯形图等。
PLC选型在满足控制要求的前提下，选型时应选择最佳的性能价格比，具体应考虑以下几点。
PLC应用技术项目教程(西门子S7-1200)项目8 PLC在过程控制系统中的应用
任务1 温度控制系统设计
任务实施
• 2、程序设计
• （4）组态PID_Compact指令
任务1 温度控制系统设计
任务实施
• 2、程序设计
• （5）指令输入
任务1 温度控制系统设计
任务实施
• 2、程序设计
• （6）调试与运行
1）检查I/O接线是否正确。 2）运行程序，观察温度控制模块动作是否满足任务要求。 3）温度设定值与温度反馈值是否能限定在误差0.5℃以内。 4）调试各种可能出现的情况，比如在任何情况下都有可能加入工件，系统都要能可靠工作。 5）优化程序。
PLC应用技术项目教程
PLC application technology
项目八
PLC在过程控制系统中的应用
任务8.1 温度控制系统设计
任务1 温度控制系统设计
知识点1 硬件模块
• 1、温控模块
温度设定值数显表：输入4-20mA，DC24V供电，温度显示0-100°。 温度反馈值数显表：输出0-10V，DC24V供电，温度显示0-100°。 温控板输入信号为0-20mA
任务1 温度控制系统设计
练习与提高
1. PID三个参数的含义是什么？ 2.在本系统中，温控模块输出的温度反馈信号为0-10V的电压信号，此信号 传输至“温度反馈值数显表”用于显示当前温度，同时此信号也传输给PLC作为信 号反馈。由于运行机制不同，数显表的显示值与PLC的反馈值之间总有差异， 在系统运行过程中，仔细观察他们之间的差异，找出规律，尝试做一个温度补 偿的程序，使这两个值尽量一致。
任务1 温度控制系统设计
知识点1 硬件模块
• 2、SM1232 4 AQ4 模块
技术数据 输出点数 类型 范围 分辨率 满量程范围（数据字）
西门子S7-200PLC教程PPT
✓自动和半自动调整步2
✓工位1：
✓工位2：
✓工位3
（2）执行元件函数式
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第7章 应用设计
8. 画梯形图
将所有函数式写出后，很容易就可以用编程软件 做出梯形图。梯形图完成后便可以将可编程序控 制器与计算机连接，把程序及组态数据下装到 PLC进行调试，程序无误后即可结合施工设计将 系统用于实际。
第7章 应用设计
5
0
(a)
(b)
图7.1 步和初始步
第7章 应用设计
（2）有向线段和转移 有向线段和转移及转移条件如图7.2所示。
图 7 2 转 移
.
第7章 应用设计
（3）动作说明 一个步表示控制过程中的稳定状态，它可以对应一个或 多个动作。可以在步右边加一个矩形框，在框中用简明 的文字说明该步对应的动作，如下图7.3所示。 图中（a）表示一个步对应一个动作；图（b）和（c）表 示一个步对应多个动作，两种方法任选一种。
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第7章 应用设计
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第7章 应用设计
2. 使用规则
（1）步与步不能直接相连，必须用转移分开； （2）转移与转移不能直接相连，必须用步分开； （3）步与转移、转移与步之间的连线采用有向 线段，画功能图的顺序一般是从上向下或从左到 右，正常顺序时可以省略箭头，否则必须加箭头。 （4）一个功能图至少应有一个初始步。
第7章 应用设计
第7章 应用设计
工位2 钻孔
装工件
工位1
退回
卸
料
卸工件
器
退回
工位3
图7.12 工作台示意图
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第7章PLC应用系统设计及实例本章要点● PLC应用系统设计的步骤及常用的设计方法●应用举例● PLC的装配、检测和维护7.1 应用系统设计概述在了解了PLC的基本工作原理和指令系统之后，可以结合实际进行PLC的设计，PLC 的设计包括硬件设计和软件设计两部分，PLC设计的基本原则是：1. 充分发挥PLC的控制功能，最大限度地满足被控制的生产机械或生产过程的控制要求。
2. 在满足控制要求的前提下，力求使控制系统经济、简单，维修方便。
3. 保证控制系统安全可靠。
4. 考虑到生产发展和工艺的改进，在选用PLC时，在I/O点数和内存容量上适当留有余地。
5. 软件设计主要是指编写程序，要求程序结构清楚，可读性强，程序简短，占用内存少，扫描周期短。
7.2 PLC应用系统的设计7.2.1 PLC控制系统的设计内容及设计步骤1. PLC控制系统的设计内容（1）根据设计任务书，进行工艺分析，并确定控制方案，它是设计的依据。
（2）选择输入设备（如按钮、开关、传感器等）和输出设备（如继电器、接触器、指示灯等执行机构）。
（3）选定PLC的型号（包括机型、容量、I/O模块和电源等）。
（4）分配PLC的I/O点，绘制PLC的I/O硬件接线图。
（5）编写程序并调试。
（6）设计控制系统的操作台、电气控制柜等以及安装接线图。
（7）编写设计说明书和使用说明书。
2. 设计步骤（1）工艺分析深入了解控制对象的工艺过程、工作特点、控制要求，并划分控制的各个阶段，归纳各个阶段的特点，和各阶段之间的转换条件，画出控制流程图或功能流程图。
（2）选择合适的PLC类型在选择PLC机型时，主要考虑下面几点：1功能的选择。
对于小型的PLC主要考虑I/O扩展模块、A/D与D/A模块以及指令功能（如中断、PID等）。
2I/O点数的确定。
统计被控制系统的开关量、模拟量的I/O点数，并考虑以后的扩充（一般加上10%～20%的备用量），从而选择PLC的I/O点数和输出规格。
3内存的估算。
用户程序所需的内存容量主要与系统的I/O点数、控制要求、程序结构长短等因素有关。
一般可按下式估算：存储容量=开关量输入点数×10+开关量输出点数×8+模拟通道数×100+定时器/计数器数量×2+通信接口个数×300+备用量。
（3）分配I/O点。
分配PLC的输入/输出点，编写输入/输出分配表或画出输入/输出端子的接线图，接着就可以进行PLC程序设计，同时进行控制柜或操作台的设计和现场施工。
（4）程序设计。
对于较复杂的控制系统，根据生产工艺要求，画出控制流程图或功能流程图，然后设计出梯形图，再根据梯形图编写语句表程序清单，对程序进行模拟调试和修改，直到满足控制要求为止。
（5）控制柜或操作台的设计和现场施工。
设计控制柜及操作台的电器布置图及安装接线图；设计控制系统各部分的电气互锁图；根据图纸进行现场接线，并检查。
（6）应用系统整体调试。
如果控制系统由几个部分组成，则应先作局部调试，然后再进行整体调试；如果控制程序的步序较多，则可先进行分段调试，然后连接起来总调。
（7）编制技术文件。
技术文件应包括：可编程控制器的外部接线图等电气图纸，电器布置图，电器元件明细表，顺序功能图，带注释的梯形图和说明。
7.2.2 PLC的硬件设计和软件设计及调试1. PLC的硬件设计PLC硬件设计包括：PLC及外围线路的设计、电气线路的设计和抗干扰措施的设计等。
选定PLC的机型和分配I/O点后，硬件设计的主要内容就是电气控制系统的原理图的设计，电气控制元器件的选择和控制柜的设计。
电气控制系统的原理图包括主电路和控制电路。
控制电路中包括PLC的I/O接线和自动、手动部分的详细连接等。
电器元件的选择主要是根据控制要求选择按钮、开关、传感器、保护电器、接触器、指示灯、电磁阀等。
2. PLC的软件设计软件设计包括系统初始化程序、主程序、子程序、中断程序、故障应急措施和辅助程序的设计，小型开关量控制一般只有主程序。
首先应根据总体要求和控制系统的具体情况，确定程序的基本结构，画出控制流程图或功能流程图，简单的可以用经验法设计，复杂的系统一般用顺序控制设计法设计。
3. 软件硬件的调试调试分模拟调试和联机调试。
软件设计好后一般先作模拟调试。
模拟调试可以通过仿真软件来代替PLC硬件在计算机上调试程序。
如果有PLC的硬件，可以用小开关和按钮模拟PLC的实际输入信号（如起动、停止信号）或反馈信号（如限位开关的接通或断开），再通过输出模块上各输出位对应的指示灯，观察输出信号是否满足设计的要求。
需要模拟量信号I/O时，可用电位器和万用表配合进行。
在编程软件中可以用状态图或状态图表监视程序的运行或强制某些编程元件。
硬件部分的模拟调试主要是对控制柜或操作台的接线进行测试。
可在操作台的接线端子上模拟PLC外部的开关量输入信号，或操作按钮的指令开关，观察对应PLC输入点的状态。
用编程软件将输出点强制ON/OFF，观察对应的控制柜内PLC负载（指示灯、接触器等）的动作是否正常，或对应的接线端子上的输出信号的状态变化是否正确。
联机调试时，把编制好的程序下载到现场的PLC中。
调试时，主电路一定要断电，只对控制电路进行联机调试。
通过现场的联机调试，还会发现新的问题或对某些控制功能的改进。
7.2.3 PLC程序设计常用的方法PLC程序设计常用的方法主要有经验设计法、继电器控制电路转换为梯形图法、逻辑设计法、顺序控制设计法等。
1. 经验设计法经验设计法即在一些典型的控制电路程序的基础上，根据被控制对象的具体要求，进行选择组合，并多次反复调试和修改梯形图，有时需增加一些辅助触点和中间编程环节，才能达到控制要求。
这种方法没有规律可遵循，设计所用的时间和设计质量与设计者的经验有很大的关系，所以称为经验设计法。
经验设计法用于较简单的梯形图设计。
应用经验设计法必须熟记一些典型的控制电路，如起保停电路、脉冲发生电路等，这些电路在前面的章节中已经介绍过。
2. 继电器控制电路转换为梯形图法继电器接触器控制系统经过长期的使用，已有一套能完成系统要求的控制功能并经过验证的控制电路图，而PLC控制的梯形图和继电器接触器控制电路图很相似，因此可以直接将经过验证的继电器接触器控制电路图转换成梯形图。
主要步骤如下：（1）熟悉现有的继电器控制线路。
（2）对照PLC的I/O端子接线图，将继电器电路图上的被控器件（如接触器线圈、指示灯、电磁阀等）换成接线图上对应的输出点的编号，将电路图上的输入装置（如传感器、按钮开关、行程开关等）触点都换成对应的输入点的编号。
（3）将继电器电路图中的中间继电器、定时器，用PLC的辅助继电器、定时器来代替。
（4）画出全部梯形图，并予以简化和修改。
这种方法对简单的控制系统是可行的，比较方便，但较复杂的控制电路，就不适用了。
【例7-1】图7-1为电动机Y/△减压起动控制主电路和电气控制的原理图。
（1）工作原理如下：按下启动按钮SB2,KM1、KM3、KT通电并自保，电动机接成Y型起动，2s后，KT动作，使KM3断电，KM2通电吸合，电动机接成△型运行。
按下停止按扭SB1，电动机停止运行。
图7-1电动机Y/△减压起动控制主电路和电气控制的原理图（2）I/O分配输入输出停止按钮SB1：I0.0 KM1：Q0.0 KM2：Q0.1起动按钮SB2：I0.1 KM3：Q0.2过载保护FR：I0.2（3）梯形图程序图7-2 例1梯形图程序转换后的梯形图程序如图7-2所示。
按照梯形图语言中的语法规定简化和修改梯形图。
为了简化电路，当多个线圈都受某一串并联电路控制时，可在梯形图中设置该电路控制的存储器的位，如M0.0。
简化后的程序如图7-3所示。
图7-3 例1简化后的梯形图程序3. 逻辑设计法逻辑设计法是以布尔代数为理论基础，根据生产过程中各工步之间的各个检测元件（如行程开关、传感器等）状态的变化，列出检测元件的状态表，确定所需的中间记忆元件，再列出各执行元件的工序表，然后写出检测元件、中间记忆元件和执行元件的逻辑表达式，再转换成梯形图。
该方法在单一的条件控制系统中，非常好用，相当于组合逻辑电路，但和时间有关的控制系统中，就很复杂。
下面将介绍一个交通信号灯的控制电路。
【例7-2】用PLC构成交通灯控制系统。
（1）控制要求：如图7-4所示，起动后，南北红灯亮并维持25s。
在南北红灯亮的同时，东西绿灯也亮，1s后，东西车灯即甲亮。
到20s时，东西绿灯闪亮，3s后熄灭，在东西绿灯熄灭后东西黄灯亮，同时甲灭。
黄灯亮2s后灭东西红灯亮。
与此同时，南北红灯灭，南北绿灯亮。
1s后，南北车灯即乙亮。
南北绿灯亮了25s后闪亮，3s后熄灭，同时乙灭，黄灯亮2s 后熄灭，南北红灯亮，东西绿灯亮，循环。
图7-4 交通灯控制示意图（2）I/O分配输入输出起动按钮：I0.0 南北红灯：Q0.0 东西红灯：Q0.3南北黄灯：Q0.1 东西黄灯：Q0.4南北绿灯：Q0.2 东西绿灯：Q0.5南北车灯：Q0.6 东西车灯：Q0.7 （3）程序设计根据控制要求首先画出十字路口交通信号灯的时序图，如图7-5所示。
起动I0.0东西绿灯Q0.5东西车灯甲Q0.7东西黄灯Q0.4东西红灯Q0.3南北绿灯Q0.2南北车灯乙Q0.6南北黄灯Q0.1南北红灯Q0.0图7-5 十字路口交通信号灯的时序图根据十字路口交通信号灯的时序图，用基本逻辑指令设计的信号灯控制的梯形图如图7-6所示。
分析如下：首先，找出南北方向和东西方向灯的关系：南北红灯亮（灭）的时间=东西红灯灭（亮）的时间，南北红灯亮25S（T37计时）后，东西红灯亮30S（T41计时）后。
其次，找出东西方向的灯的关系：东西红灯亮30S后灭（T41复位）→东西绿灯平光亮20S（T43计时）后→东西绿灯闪光3S（T44计时）后，绿灯灭→东西黄灯亮2S（T42计时）。
再其次，找出南北向灯的关系：南北红灯亮25S（T37计时）后灭→南北绿灯平光25S（T38计时）后→南北绿灯闪光3S（T39计时）后，绿灯灭→南北黄灯亮2S（T40计时）。
最后找出车灯的时序关系：东西车灯是在南北红灯亮后开始延时（T49计时）1S后，东西车灯亮，直至东西绿灯闪光灭（T44延时到）；南北车灯是在东西红灯亮后开始延时（T50计时）1S后，南北车灯亮，直至南北绿灯闪光灭（T39延时到）。
根据上述分析列出各灯的输出控制表达式：东西红灯：Q0.3=T37 南北红灯Q0.0=M0.0·T3东西绿灯：Q0.5=Q0.0·T43+T43·T44·T59 南北绿灯Q0.2=Q0.3·T38+T38·T39·T59 东西黄灯：Q0.4=T44·T42 南北黄灯Q0.1=T39·T40东西车灯：Q0.7=T49·T44 南北车灯Q0.6=T50·T39图7-6 基本逻辑指令设计的信号灯控制的梯形图4. 顺序控制设计法根据功能流程图，以步为核心，从起始步开始一步一步地设计下去，直至完成。