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西门子滤波器6SE64002FB006AD0

锅炉鼓风机和引风机控制的PLC梯形图程序举例

 用简单设计法设计一个对锅炉鼓风机和引风机控制的梯形图程序。控制要求：

（1）开机前首先启动引风机，10S后自动启动鼓风机；

（2）停止时，立即关断鼓风机，经20S后自动关断引风机。

西门子STEP 7-Micro/WIN 32编程软件的安装与参数设置

1 系统要求

操作系统：Windows 95、Windows 98、Windows ME或 Windows 2000

计算机：IBM 486以上兼容机，内存8MB以上，VGA显示器，至少50MB以上硬盘空间，Windows 支持的鼠标。

通信电缆：PC/PPI电缆（或使用一个通信处理器卡），用来将计算机与PLC连接。

2 软件安装

STEP 7-Micro/WIN 32编程软件在一张光盘上，用户可按以下步骤安装：

①将光盘插入光盘驱动器。

②系统自动进入安装向导，或单击“开始”按钮启动Windows 菜单。

③单击“运行”菜单。

④按照安装向导完成软件的安装。

⑤在安装结束时，会出现是否重新起动计算机选项 。

3 硬件连接

可以用PC/PPI电缆建立个人计算机与PLC之间的通信。这是单主机与个人计算机的连接，不需要其他硬件，如调制解调器和编程设备等。

典型的单主机连接及CPU组态如下图所示。

4 参数设置

安装完软件并且设置连接好硬件之后，可以按下面的步骤核实默认的参数：

（1）在STEP 7-Micro/WIN 32运行时单击通信图标，或从菜单中选择View中选择选项Communications，则会出现一个通信对话框。

（2）在对话框中双击PC/PPI电缆的图标，将出现PG/PC接口的对话框。

（3）单击Properties按钮，将出现接口属性对话框，如图8.16所示。检查各参数的属性是否正确，其中通信波特率默认值为9600波特。

基于PLC的温度检测和控制系统

用PLC构成温度的检测和控制系统，接线图及原理图如图40，41所示。

1. 控制要求

温度控制原理：通过电压加热电热丝产生温度，温度再通过温度变送器变送为电压。加热电热丝时根据加热时间的长短可产生不一样的热能，这就需用到脉冲。输入电压不同就能产生不一样的脉宽，输入电压越大，脉宽越宽，通电时间越长，热能越大，温度越高，输出电压就越高。

 PID闭环控制：通过PLC+A/D+D/A实现PID闭环控制，接线图及原理图如图40，41所示。比例，积分，微分系数取得合适系统就容易稳定，这些都可以通过PLC软件编程来实现。

2. 程序设计

    如图42所示梯形图模拟量模块以EM235或EM231+EM232为例。

 

图42  PID控制梯形图

 图42（续）

 

  

图40  温度检测和控制示意图

选择性分支与汇合状态转移图和步进梯形图

从多个分支流程中选择某一个单支流程，称之为选择性分支。  图 为选择性分支与汇合状态转移图和步进梯形图

 并行性分支与汇合 

同时并行处理多个分支流程，称之为并行性分支与汇合。

图  为并行性分支与汇合状态转移图和步进梯形图

逻辑设计法实现基于PLC的交通灯控制系统举例

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】用PLC构成交通灯控制系统。

（1）控制要求：如图1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1  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2所示。

 

       

图2   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3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）。

   **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3 基本逻辑指令设计的信号灯控制的梯形图

西门子PLC控制系统设计的几个步骤

（一）决定系统所需的动作及次序。

    当使用可编程控制器时，**的一环是决定系统所需的输入及输出。输入及输出要求：

(1)  **步是设定系统输入及输出数目。

(2)  第二步是决定控制先后、各器件相应关系以及作出何种反应。

（二）对输入及输出器件编号

    每一输入和输出，包括定时器、计数器、内置寄存器等都有一个**的对应编号，不能混用。

（三）画出梯形图。

    根据控制系统的动作要求，画出梯形图。

（四）将梯形图转化为程序

    把继电器梯形图转变为可编程控制器的编码，当完成梯形图以后，下一步是把它的编码编译成可编程控制器能识别的程序。

    这种程序语言是由序号（即地址）、指令（控制语句）、器件号（即数据）组成。地址是控制语句及数据所存储或摆放的位置，指令告诉可编程控制器怎样利用器件作出相应的动作。

（五）在编程方式下用键盘输入程序。

（六）编程及设计控制程序。

（七）测试控制程序的错误并修改。

（八）保存完整的控制程序。