四节传送带的PLC设计

1 总体设计思路

本次课程设计的题目是四节传送带的PLC控制，其模拟实验面板图如下：题目要求对四台电动机M1、M2、M3、M4实现顺序起动、顺序停止和过载保护。我们对题目及要求进行分析，采用顺序控制设计法。首先进行I/O分配，然后跟据输入、输出的个数选择合适的PLC，其次画出顺序功能图，再根据顺序功能图画出对应的梯形图。最后进行调试，看调试结果与题目要求是否一致，如果不一致，再对顺序功能图或梯形图进行修改，直至调试成功。

2 西门子S7-200的简介

2.1 S7-200系列PLC概述

西门子S7-200系列可编程控制器有CPU21X系列和CPU22X系列，其中CPU22X型可编程控制器提供了4个不同的基本型号，常见的有CPU221，CPU222，CPU224和CPU226四种基本型号，其主要技术规范如表2-1所示。

表2-1 S7-200CN CPU主要技术规范

2.2 扩展模块

扩展单元没有CPU，作为基本单元输入/输出点数的扩充，只能与基本单元连接使用，不能单独使用。连接时CPU模块放在最左侧，扩展模块用扁平电缆与左侧的模块相连。

S7-200的扩展模块包括数字量扩展模块，模拟量扩展模块，热电偶、热电阻扩展模块，通信模块，称重模块，位置控制模块等。数字量、模拟量扩展模块分别如表2-2、表2-3所示。

表2-2 数字量扩展模块

类型型号各组输入点数

各组输出点

数

输入扩展模块EM221 EM221 24V DC输入4，4 ——EM221 230V AC输入8点相互独立——

表2-3 模拟量扩展模块

2.3 S7-200的编程元件

1. 输入过程映像寄存器（输入继电器）I

●编号范围：I0.0--I15.7

●功能：专门用来接收从外部开关发来的信号。

●几点说明：

①只能由外部信号所驱动，不能在内部由程序指令来驱动。

②梯形图中只能出现输入继电器的触点，而不能出现输入继电器的线圈。

③可提供无数对常开、常闭触点供内部使用。

2. 输出映像寄存器（输出继电器）Q

●编号范围：Q0.0--Q15.7

●功能：专门用来将输出信号传送给外部负载。

●几点说明：

①一个输出继电器仅有一对常开触点供外部使用。

②可提供无数对常开、常闭触点供内部使用。

③输出继电器线圈的通断状态只能在程序内部用指令驱动。

3. 定时器T

●定时器的分类

按分辨率来分，有1ms、10ms、100ms三种定时器。按工作方式来分，有通电延时定时器（TON）、断电延时型定时器（TOF）和保持型通电延时定时器（TONR）三种。

●定时时间：定时时间=预置值×时基

4. 位存储器（中间继电器）M

●位存储器用来保存中间操作状态和控制信息，其作用相当于继电器控制电路中的中间继电器。地址编号范围为M0.0--M31.7共256点。

●位存储器在PLC中没有输入/输出端与之对应，其线圈的通断状态只能在程序内部用指令驱动，其触点不能直接驱动外部负载，只能在程序内部驱动输出继电器的线圈，再用输出继电器的触点去驱动外部负载。

5. 计数器C

●计数器的功能：用于累计计数输入端接收到的由断开到接通的脉冲个数。

●计数器的编号：C0--C255。

●计数器的分类：①加计数器②减计数器③加/减计数器

6．累加器AC

累加器是用来暂存数据的寄存器，它可以用来存放运算数据、中间数据和结果。CPU提供了4个 32位的累加器，其地址编号为AC0--AC3。累加器的可用长度为32位，可采用字节、字、双字的存取方式，按字节、字只能存取累加器的低8位或低16位，双字可以存取累加器全部的32 位。

7. 几个常用的特殊存储器SM

SM0.0：运行监视继电器

当PLC运行时，SM0.0自动处于接通状态，当PLC停止运行时，SM0.0处于断开状态。

SM0.1:初始化脉冲（开机脉冲）。

SM0.4:周期为1分钟占空比为50%的时钟脉冲。

SM0.5:周期为1秒钟占空比为50%的时钟脉冲。

8．顺序控制继电器S

顺序控制继电器是专门用于编制顺序控制程序的，通常与顺序控制继电器指令一起使用以实现顺序功能图的编程。顺序控制继电器的地址编号范围为S0.0--S31.7。

2.4 S7-200的数据长度和编址方式

1. S7-200的数据长度

S7-200的数据可以按位、字节、字和双字存取。其中1个二进制数为1位，8个相连的二进制位为1个字节（B），2个字节组成1个字（W），2个字组成1个双字（D）。

2. S7-200的编址方式

位编址格式：区域标志符+字节号.位号，如I0.0、Q2.0、M1.2等。

字节编址格式：区域标志符+B+字节号，如IB0、QB2、VB20等。

字编址格式：区域标志符+W+起始字节号，如VW0表示由VB0和VB1这2字节组成的字。

双字编址格式：区域标志符+D+起始字节号，如VD0表示由VB0到VB3这4字节组成的双字。

2.5 编程注意事项

1．触点不能放在线圈的右边。

2．梯形图中不能出现输入继电器的线圈。

3．输出线圈不能串联，但可以并联。

4．除含跳转和子程序调用指令的程序以外，同一操作数的线圈只能使用一次。

5．线圈不能直接与左母线相连。

6．地址编号中不可以出现XX.8和XX.9。

7．定时器和计数器必须有设定值。

8．立即输出和立即置位指令只能用于输出量，立即触点指令只能用于输入量。

9．跳转指令和标号指令必须成对使用。

2.6 编程技巧

1．串联触点多的支路应尽量放在上部，即“上重下轻”，如图2-5所示。