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第1章 PLC运料小车控制系统。

采用PLC控制运料小车,可实现运料小车的全自动控制,降低系统运行费用,控制系统连线简单,控制速度快,可靠性及可维护性好,本章通过对运料小车的控制系统设计,引导读者初步了解西门子S7-300/400系列PLC的硬件结构、软件开发平台的构成和操作系统设计的基本思想,并介绍西门子PLC基本控制指令和编程方法。

1.1 系统工艺及控制要求。

在自动化生产线上,有些生产机械的工作台需要按一定的顺序实现自动往返运动,并且有的还要求在某些位置有一定的时间停留,以满足生产工艺要求,图1-1所示为运料小车示意图。

运料小车控制系统工艺要求如下：

①按下开始按钮,小车从起始位置A装料。如果小车不在起始位置,则需要先让小车运行到起始位置。

②装料时间为10s,10s后小车前进驶向1号位,到达1号位后停8s卸料,卸料后小车返回。

③小车返回到起始位置A继续装料10s,10s后小车第二次前进驶向2号位,到达2号位后停8s卸料,卸料后小车返回起始位置A。

④开始下一轮循环工作。

⑤工作过程中若按下停止按钮,需完成一个工作周期后才停止工作。

1.2 相关知识点

1.21 S7-300/400PLC简介

德国西门子公司是世界上研制和生产PLC的主要厂家,历史悠久,技术雄厚,产品线覆盖广泛。S7系列PLC是在S5系列基础上研制的,由S7-200、S7-300/400组成。

S7-300是模块式的PLC,由电源模块、CPU模块、接口模块、信号模块、功能模块、通信处理模块等组成,安装在DIN标准导轨上,可以根据实际需要任意搭配。背板总线集成在模块上,由安装在模块背后的总线连接器连接,除了CPU模块和电源模块,一个机架上最多可并排安装8个模块,系统自行分配各个模块的地址,模块种类如图1-2所示。

其中,PS为电源模块,为PLC提供DC 24V电源:CPU模块存储并执行用户程序,为模块背板总线提供DC 5V电源等;IM为接口模块,可进行多层组态,实现不同导轨之间的总线连接:SM(DI)为数字量输入模块;SM(DO)为数字量输出模块;:SM(AI)为模拟量输入模块;SM(AO)为模拟量输出模块;FM为功能模块,可执行如高速计数、定位控制、闭环控制等特殊功能;CP为通信处理器,可提供 PROFIBUS、工业以太网、点对点等联网接口。中堂PLC编程培训技巧如下:

1.电源模块(PS)为所有模块供电,分DC 24V供电和交流供电两个大类,额定电流有2A、5A、10A3种,比如PS305是直流供电模块,PS307是交流供电模块。图1-3所示为电源模块实物图。

2.CPU模块是决定整个控制系统性能的关键,也是选型时的主要考虑。S7-300有20多种不同性能、档次的型号可供选择,以满足不同等级和规模的控制要求。CPU模块大致可以分为紧凑型、标准型、户外型和其他特殊设计的型号。图1-4所示为CPU模块实物图。

S7-31XC(x表示任意数字)是一系列紧凑型CPU模块,特征是集成了I/O,加上电源模块就构成S7-300的一个最小系统,紧凑型CPU的技术参数见表1-1。

3.接口模块(IM)在多机架系统中连接主机架(CR)和扩展机架(ER)。装在主机架上的接口为IM360,扩展机架上安装IM361,如果只有两个机架,并且肯定不会再扩展,则可以在主机架和扩展机架上安装IM365,这是牺牲了扩展性的低成本方案。

4.输入和输出模块都叫信号模块( Signal Model),分为数字量模块和模拟量模块,有单独处理输入和输出的型号,也有输入和输出合在一起的型号,其中数字量模块又有直流量和交流量的区别。

5.数字量输入模块SM321把现场信号数字化为S7-300内部信号电平。这个过程有光电隔离和RC滤波,以抗干扰和误触发,输入电流一般在毫安级。直流输入模块的延迟较短,是选型时的首选;交流输入模块则适用于恶劣环境,如油雾、粉尘的环境.

6.数字量输出模块SM322把S7-300的内部电平信号转换成控制过程要求的外部电平,作隔离和功率放大处理,输出电流0.5~2A。输出开关器件有晶体管、晶闸管、继电器所带负载对应直流负载、交流负载和交/直流两用负载.

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7.DI/DO模块SM323有8点和16点两种型号,I/O特性相同,额定电压均为DC 24V,输出电路为晶体管,带电子保护。

8.数字量输入/可配置输入、输出模块SM327与SM323类似,有8个输入点,区别在另外8个点可独立配置成输入或输出。

9.模拟量输入模块SM331按通道数和精度分为多个型号,各型号除了通道数和精度不同外,工作原理、性能、参数等都一样。

10.模拟量输出模块SM332按通道数和精度分为多个型号,各型号额定负载电压均为24V,都有短路保护,每个通道都可单独编程为电压输出或电流输出。