2.4 简单电气控制电路的编程与运行

2.4.1 灯控电路的应用

1.编程任务

图2-45所示为一简单的灯控电路，其所实现的功能是：①当选择开关SA1闭合时，指示灯一就亮，反之则灭；②当选择开关SA2或SA3任何一个闭合时，指示灯二就亮，只有当SA2和SA3都断开时，指示灯二才灭。

既然PLC能够实现电气控制功能，则可以采用西门子S7-200 PLC来进行电路改造，具体如图2-46所示（注：为读者编程方便起见，本书第2-4讲中大多数案例均采用CPU224来进行，具体包括CPU224 AC/DC/Relay和CPU224 DC/DC/DC两种）。

从图2-46中可以知道，I0.0、I0.4和I0.5接的是选择开关（简称“输入信号”），而Q0.0和Q0.1接的是指示灯（简称“输出信号”），两者在硬件接线上是分离，而PLC的编程就是将选择开关和指示灯进行“程序联系”。

2.采用梯形图LAD进行编程

梯形图LAD是各种PLC的通用语言，根据图2-47所示输入简单逻辑的一段程序（见图2-48）。

STEP7-Micro/WIN LAD的编辑可以包括工具条按钮、指令树拖放和功能键等多种方式。

3.对梯形图LAD程序进行编译

可以用工具条按钮或PLC菜单进行编译。S7-200 PLC程序编译如图2-49所示。

当用户在编译时，“输出窗口”会列出发生的所有错误。错误根据位置（网络、行和列）以及错误类型识别。这时可以双击错误线，调出程序编辑器中包含错误的代码网络。

4.通过PC/PPI编程电缆连接PC与PLC

按图2-50所示进行PC/PPI编程电缆通信联机，一旦联机成功后，即可下载程序到PLC。

5.下载程序，并使CPU处于运行状态

图2-51所示是程序的联机运行、停止与状态监控，其中 为程序RUN命令； 为程序STOP命令； 为程序状态监控命令。

2.4.2 增氧泵控制应用

1.编程任务

在水产养殖中，经常需要给鱼类补充氧气，最好的办法就是使用“增氧泵”（见图2-52）。适时开动增氧泵给鱼塘水体增加溶氧量，可以改善水质，减少鱼类“浮头”现象。

以某养殖场的增氧泵控制要求为例：

1）能在手动情况下，进行增氧泵的开机和关机。

2）能在自动情况下，按照设定的时间进行增氧泵时间控制，等时间设定过后，增氧泵中断停机。

2.增氧泵控制的硬件设计

对于增氧泵控制来说，其硬件设计相对简单，如图2-53所示。需要注意的是，在PLC电路控制中，输入和输出基本是分离的，而且由于本电路输入是DC24V信号，而输出是AC220V信号，因此，不能有任何短路现象发生。

增氧泵控制的I/O分配见表2-10。

3.增氧泵控制的软件设计

增氧泵的软件设计，主要根据SA1选择开关来进行，分为手动和自动，增氧泵的定时控制主程序如图2-54所示，其中定时器的时间可以根据实际要求进行调整。

其中必须要说明的是：尽管I0.1在硬件接线中是采用NC按钮，但是在实际编程中必须采用NO触点。

2.4.3 电动机正反转控制应用

1.编程任务

图2-55所示为一电动机正反转控制应用。在该控制电路中，KM1为正转交流接触器，KM2为反转交流接触器，SB1为停止按钮，SB2为正转控制按钮，SB3为反转控制按钮。KM1、KM2常闭触点相互闭锁，当按下SB2正转按钮时，KM1得电，电动机正转；KM1的常闭触点断开反转控制回路，此时当按下反转按钮，电动机运行方式不变；若要电动机反转，必须按下SB1停止按钮，正转交流接触器失电，电动机停止，然后再按下反转按钮，电动机反转。若要电动机正转，也必须先停下来，再来改变运行方式。这样的控制电路的好处在于避免误操作等引起的电源短路故障。

2.I/O分配及硬件接线

硬件接线如图2-56所示，按照控制电路的要求，将正转按钮、反转按钮和停止按钮接入PLC的输入端，将正转继电器和反转继电器接入PLC的输出端。注意正转、反转控制继电器必须有互锁。

3.编程和下载

运行编程软件，首先对电动机正反转控制程序的I/O及存储器进行分配和符号表的编辑，然后实现电动机正反转控制程序的编制，并通过编程电缆传送到PLC中。

如图2-57所示，在STEP 7-Micro/WIN中，单击“查看”视图中的“符号表”，弹出如图所示窗口，在符号栏中输入符号名称，中英文都可以，在地址栏中输入寄存器地址。

在符号表定义完符号地址后，在程序块中的主程序内输入如图2-58所示的程序。注意当菜单“察看”中“√符号寻址”选项选中时，输入地址，程序中自动出现的是符号编址。若选中“查看”菜单的“符号信息表”选项，每一个网络中都有程序中相关符号信息。

4.应用拓展

有电动机的正反转控制项目的基础，可以进一步用西门子S7-200 PLC实现小车往返的自动控制。

控制过程是：按下启动按钮，小车从左边往右边运动（右边往左边运动），当运动到右边（左边）碰到右边（左边）的行程开关后，小车自动做返回运动，当碰到另一边的行程开关后又做返回运动。如此的往返运动，直到当按下停车按钮后小车停止运动。

设计思路：可以按照电气接线图中的思路来编写程序。即可以利用下一个状态来封闭前一个状态。使其两个线圈不会同时动作。同时把行程开关作为一个状态的转换条件。小车往返电气接线图如图2-59所示。

接下来进行程序的编写，首先要进行I/O口的分配。根据要求，I/O资源的分配见表2-11。

I/O口分配好后可以根据上面的电气接线图进行程序的编写，参考程序如图2-60所示。