图解西门子S7-200 SMARTPLC快速入门与提高最新章节_蔡杏山著

1.5 PLC应用系统开发举例

1.5.1 PLC应用系统开发的一般流程

PLC应用系统开发的一般流程如图1-14所示。

图1-14 PLC应用系统开发的一般流程

1.5.2 PLC控制电动机正、反转的开发实例

下面通过开发一个电动机正、反转控制线路为例，来说明PLC应用系统的开发过程。

1.明确系统的控制要求

系统控制要求如下：

（1）通过3个按钮分别控制电动机连续正转、反转和停转；

（2）采用热继电器对电动机进行过载保护；

（3）正、反转控制时能进行联锁控制保护。

2.确定输入/输出设备，并为其分配合适的I/O端子

这里选用S7-200 SMART PLC作为控制中心，具体采用的PLC型号为CPU-SR20，PLC有关端子连接的输入/输出设备及功能见表1-2。

表1-2 PLC有关端子连接的输入/输出设备及功能

3.绘制系统控制线路图

绘制PLC控制电动机正、反转线路图，如图1-15所示。

图1-15 PLC控制电动机正、反转线路图

4.编写PLC控制程序

在计算机中安装STEP 7-Micro/WIN SMART软件（S7-200 SMART PLC的编程软件），并使用STEP 7-Micro/WIN SMART软件编写图1-16所示的梯形图程序。

图1-16 用STEP 7-Micro/WIN SMART软件编写的电动机正、反转控制梯形图程序

下面对照图1-15所示线路图来说明图1-16所示梯形图程序的工作原理。

（1）正转控制

当按下PLC的I0.0端子外接按钮SB1时，该端子对应的内部输入继电器I0.0得电，程序中的I0.0常开触点闭合，输出继电器Q0.0线圈得电：一方面使程序中的Q0.0常开自锁触点闭合，锁定Q0.0线圈供电；另一方面使程序段2中的Q0.0常闭触点断开，Q0.1线圈无法得电。此外，还使Q0.0端子内部的硬触点闭合，Q0.0端子外接的KM1线圈得电：一方面使KM1常闭联锁触点断开，KM2线圈无法得电；另一方面使KM1主触点闭合，电动机得电正向运转。

（2）反转控制

当按下I0.1端子外接按钮SB2时，该端子对应的内部输入继电器I0.1得电，程序中的I0.1常开触点闭合，输出继电器Q0.1线圈得电：一方面使程序中的Q0.1常开自锁触点闭合，锁定Q0.1线圈供电；另一方面使程序段1中的Q0.1常闭触点断开，Q0.0线圈无法得电。此外，还使Q0.1端子内部的硬触点闭合，Q0.1端子外接的KM2线圈得电：一方面使KM2常闭联锁触点断开，KM1线圈无法得电；另一方面使KM2主触点闭合，电动机两相供电切换，反向运转。

（3）停转控制

当按下I0.2端子外接按钮SB3时，该端子对应的内部输入继电器I0.2得电，程序段1、2中的两个I0.2常闭触点断开，Q0.0、Q0.1线圈无法得电，Q0.0、Q0.1端子内部的硬触点断开，KM1、KM2线圈无法得电，KM1、KM2主触点断开，电动机失电停转。

（4）过热保护

当电动机过热运行时，热继电器FR发热元件使I0.3端子外接的FR常开触点闭合，该端子对应的内部输入继电器I0.3得电，程序段1、2中的两个I0.3常闭触点断开，Q0.0、Q0.1线圈均无法得电，Q0.0、Q0.1端子内部的硬触点断开，KM1、KM2线圈无法得电，KM1、KM2主触点断开，电动机失电停转。

电动机正、反转控制梯形图程序写好后，需要对该程序进行编译，具体的编译操作过程见3.2节的相应内容。

5.连接PC与PLC

S7-200 SMART PLC具有以太网通信功能，当需要将计算机中编写好的程序下载到PLC时，可以使用网线将计算机与PLC连接起来：网线的一端插入PLC的以太网端口，另一端插入编程计算机的以太网端口。另外，给PLC的L1、N端接上220V交流电源，再在计算机的STEP 7-Micro/WIN SMART软件中执行下载程序操作，就可以将编写好的程序写入PLC，具体下载操作过程将在后续章节进行介绍。

6.模拟测试运行

PLC写入控制程序后，通常先进行模拟运行，如果运行结果与预期一致，则将PLC接入系统线路。

PLC的模拟运行操作如图1-17所示。在PLC、L1、N端连接220V交流电源，为整个PLC供电；将PLC的DC24V电压输出的M端与输入的1M端连接在一起，并把一根导线的一端固定接在DC24V电压输出的L+端，另一端接在输入的I0.0端（即DIa.0端），相当于将I0.0端的外接按钮SB1闭合（见图1-15所示线路），I0.0端对应的输入指示灯变亮，表示I0.0端有输入，PLC内部的程序运行，若运行结果正常，则Q0.0端（即DQa.0端）会产生输出，Q0.0端对应的输出指示灯会变亮。再用同样的方法测试SB2、SB3、FR触点闭合时，PLC输出端的输出情况（查看相应输出端对应的指示灯的亮灭状态）。若运行结果正常，则输出结果与预期一致。如果不一致，应检查编写的程序是否有问题，改正并重新下载到PLC后再进行测试。另外，导线接触不良或PLC本身硬件有问题也会导致测试不正常。

大多数PLC面板上有RUN/STOP切换开关，测试时应将切换开关置于RUN处，这样PLC接通电源启动后就会运行内部的程序。S7-200 SMART PLC面板上没有RUN/STOP切换开关，需要在编程软件中将PLC上电启动后的模式设为RUN，具体设置方法见后面的章节介绍。

图1-17 PLC的模拟运行操作

7.安装系统控制线路，并进行现场调试

模拟测试运行通过后，就可以按照绘制的系统控制线路图将PLC及外围设备安装在现场。线路安装完成后，还要进行现场调试，观察是否达到控制要求。若达不到要求，则需检查是硬件问题还是软件问题，并解决这些问题。

8.系统投入运行

现场调试通过后，可试运行一段时间，若无问题发生，则可正式投入运行。