西门子6ES7223-1PH22-0XA8参数说明
1.3.1继电接触式控制系统的组成
继电接触式控制系统主要由输入部分、输出部分和控制部分组成,如图1-3所示。
图1-3 继电接触式控制系统的组成
其中输入部分是由各种输入设备,如按钮、位置开关及传感器等组成;控制部分是按照控制要求,由若干继电器及触点组成;输出部分是由各种输出设备,如接触器、电磁阀、指示灯等组成。
继电接触式控制系统根据操作指令及被控对象发出的信号,由控制电路按规定的动作要求决定执行的动作及动作顺序,驱动输出设备实现各种操作功能。继电接触式控制系统的缺点是接线复杂、不易改变、灵活性差、工作频率低、可靠性差、触点易损坏。
1.3.2PLC控制系统的组成
PLC控制系统也主要由输入部分、输出部分和控制部分组成,如图1-4所示。
图1-4 PLC控制系统的组成
从图1-4可以看出,PLC控制系统的输入、输出部分和继电器控制系统的输入、输出部分基本相同,但其控制部分采用了“可编程”的PLC,而不是实际的继电器电路。PLC控制系统可以通过改变程序实现各种控制功能,从根本上解决了继电器控制系统控制电路难以改变的问题。PLC控制系统不仅能实现逻辑运算,还具有数值运算及过程控制等复杂的控制功能。
1.3.3PLC控制与继电器控制的区别
1.组成器件不同
继电器控制系统由许多真正的继电器组成,而PLC控制系统由许多所谓的“软继电器(简称元件)”组成。这些“软继电器”实质上是存储器中的触发器,可以置“0”或置“1”。
2.触点数量不同
硬件继电器的触点数量有限,用于控制的继电器的触点一般只有4-8对,而PLC中每个“软继电器”可供编程使用的触点数有无数多对。
3.实施控制的方法不同
在继电器控制电路中,各种继电器通过硬接线来实现控制功能。由于其控制功能已经包含在固定电路之间,它的功能专一、灵活性差。而PLC控制是通过梯形图(软件功能)解决的,灵活多变。
继电器控制电路中,设置了许多互锁电路以达到提高安全性和节约继电器触点的要求:而在梯形图中,因为采用了扫描工作方式,不存在几个支路并列工作的现象:可以通过软件编程加入互锁条件,大大简化了控制电路的设计工艺。
4.工作方式不同
继电器控制系统采用硬逻辑的并行工作方式,继电器线圈通电或断电,都会使该继电器的所有常开和常闭触点立刻动作;而PLC采用扫描工作方式(串行工作方式),如果某个软继电器的线圈被接通或断开,只有等到扫描到该触点时才会动作。
PLC的类型繁多,功能和指令系统也不尽相同,但结构与工作原理则大同小异,通常由主机、输入/输出接口、电源扩展器接口和外部设备接口等几个主要部分组成。PLC的硬件系统结构如下图所示:
1、主机
主机部分包括中央处理器(CPU)、系统程序存储器和用户程序及数据存储器。CPU是PLC的核心,它用以运行用户程序、监控输入/输出接口状态、作出逻辑判断和进行数据处理,即读取输入变量、完成用户指令规定的各种操作,将结果送到输出端,并响应外部设备(如电脑、打印机等)的请求以及进行各种内部判断等。PLC的内部存储器有两类,一类是系统程序存储器,主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处理的程序,系统程序已由厂家固定,用户不能更改;另一类是用户程序及数据存储器,主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据和中间结果。
2、输入/输出(I/O)接口
I/O接口是PLC与输入/输出设备连接的部件。输入接口接受输入设备(如按钮、传感器、触点、行程开关等)的控制信号。输出接口是将主机经处理后的结果通过功放电路去驱动输出设备(如接触器、电磁阀、指示灯等)。I/O接口一般采用光电耦合电路,以减少电磁干扰,从而提高了可靠性。I/O点数即输入/输出端子数是PLC的一项主要技术指标,通常小型机有几十个点,中型机有几百个点,大型机将超过千点。
3、电源
图中电源是指为CPU、存储器、I/O接口等内部电子电路工作所配置的直流开关稳压电源,通常也为输入设备提供直流电源。
4、编程
编程是PLC利用外部设备,用户用来输入、检查、修改、调试程序或监示PLC的工作情况。通过专用的PC/PPI电缆线将PLC与电脑联接,并利用专用的软件进行电脑编程和监控。
5、输入/输出扩展单元
I/O扩展接口用于将扩充外部输入/输出端子数的扩展单元与基本单元(即主机)连接在一起。
6、外部设备接口
此接口可将打印机、条码扫描仪,变频器等外部设备与主机相联,以完成相应的操作。
实验装置提供的主机型号有西门子S7-200系列的CPU224(AC/DC/RELAY)。输入点数为14,输出点数为10;CPU226(AC/DC/RELAY),输入点数为26,输出点数为14。
保持区可用于程序中的各种数据的存储和操作。保持区的寻址范围为H000~H511(位寻址H0.00~H511.15)。保持区既可以字访问,也可以位访问,但在字号或位号前需冠以“H”字符,以区别于其他区。当系统工作方式改变、电源中断或PLC操作停止时,保持区内的数据保持不变。
如果一个保持区的位在IL(002)和ILC (003)之间被调用,IL(002)的执行条件为OFF时,保持区的位将被清零。如果仍需保持该位为ON,则只能在IL(002)前用SET指令将此位置为ON。
只有采用自锁电路编程才能保持某一个保持区的位,当电源复位时自锁位也不清零,如图4-5所示。若采用如图4-6所示的梯形图编程,当0.01为OFF或0.02为ON或电源复位时,H0.00将复位。
图4-5 自保持梯形图示例
图4-6 非自保持梯形图示例
如果保持区中的位被KEEP指令调用时,注意不要用交流供电输入单元外接的常闭触点作为KEEP指令的复位输入,如图4-7所示,其原因是当供电关断或暂时中断时,输入将在PLC内部供电前关断,保持位将被复位。正确的使用方法如图4-8所示。
图4-7 KEEP指令中保持位错误用法示例
图4-8 KEEP指令中保持位正确用法示例
PLC与继电接触器控制的重要区别之一就是工作方式不同。继电接触器控制系统是按"并行"方式工作的,也就是说是按执行的方式工作的,只要形成电流通路,就可能有几个电器动作。而PLC是以"串行"方式工作的,PLC在循环执行程序时,是按照语句的书写顺序自上而下进行逻辑运算,而前面逻辑运算的结果会影响后面语句的逻辑运算结果。梯形图编程时,各语句的位置也会对控制功能产生关键影响。例如:
图1 程序1
程序1调试结果:X0接通3次,Y3接通,X0再接通1次,Y3断开。
图2 程序2
程序2程序调试结果.X0接通3次,Y3接通瞬间即断开。
上面两个程序中,输出Y3、计数器CTl02及内部通用继电器R0前面的逻辑条件均相同,仅仅是计数器CTl02所在语句位置发生了变化,而两段程序的运行结果就截然不同。这是因为CTl02对输出Y3的影响方式发生了变化。执行段程序时,将判断输出Y3的状态,再判断CTl02的状态,CTl02的状态变化只能在下一个扫描周期对Y3产生影响;而执行第二段程序时,将判断CTl02的状态,再判断输出Y3的状态,CTl02的状态变化将在该扫描周期直接影响Y3的状态。
从以上讨论可以得出,由于PLC采用"串行"工作方式,是同一元件,在梯形图中所处的位置不同,其工作状态也会有所不同,在利用梯形图进行控制程序编制时,应对控制任务进行充分分析,合理安排各编程元件的位置,才能够更为准确地实现控制。
电机的顺序启动控制,主要有三类:1.顺序启动,停止。2.1.顺序启动,顺序停止。3.顺序启动,逆序停止。
下面以顺序启动顺序停止介绍。
控制要求:
电机1启动,电机2才能启动,若电机1不启动,则电机2无法启动。
电机1停止后,电机2才能停止,若电机1不停止,则电机2无法停止。
具体内容请参考上传图片
1控制电路图
2PLC接线示意图
3IO分配表
4梯形图