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1、第三章PLC控制流程图设计3.1 PLC选型及I/O分配点基于PLC的机械手运动控制设计中所用到17个输入点，6个输出点分别对机械手的各种动作进行控制，其I/O分配表如下：输入输出SQ1下限位I0.1YV1下降Q0.0SQ2上限位I0.2YV2上升Q0.2SQ2右限位I0.3YV3右移Q0.3SQ4左限位I0.4YV4左移Q0.4SB1上升I0.5YV5夹紧Q0.1SB2左移I0.6YV5原味指示灯Q0.5SB3松开I0.7M1.4回原点开始步第一种情况SB4下降I1.0M12.2回原点开始步第二种情况SB5右移I1.1M1.0回原点开始步第三种情况SB6夹紧I1.2M0.5原点标志T372秒
2、I1.3M0.0初始步T382秒I1.4M0.6转换标志T392秒I1.5SM0.0启动步SA1手动I2.0SA2回原点I2.1SA3单步I2.2SA4单周期I2.3SA5连续I2.4SB7启动I2.6SB8停止I1.7表3-13.2 PLC选型介于I/O分配点为17个输入6个输出点，I/O点数估算时应考虑适当的余量，通 常根据统计的输入输出点数，再增加10%- 20%勺可扩展余量后，作为输入输出点数估算数据，选用西门子 S7-200 PLC S7系列PLC分为S7-200小型机、S7-300中型 机、S7-400大型机。S7-200系列PLC是西门子公司20世纪90年代推出的整体式小 型机，
3、其结构紧凑、功能强，具有很高的性能价格比，在中小规模控制系统中应用广 泛。S7-200 CPU勺类型发展至今，大致经历了两代，第一代产品，其 CPU模块为CPU 21X,主机都可进行扩展，它具有四种不同配置的CPU单元：CPU212，CPU214，CPU215和CPU 216本书不介绍该产品。第二代产品，其CPU模块为CPU 22X主机都可进行扩展，它具有五种不同配置的 CPU单元：CPU221, CPU222, CPU224和CPU226 和CPU226X，除CPU221之外，其它都可加扩展模块，是目前小型 PLC的主流产品。 该实验我们采用的是 CPU226型 PLC，其增加了通信口的数量
4、，通信能力大大增强， 可用于点数较多、要求较高的小型或中型控制系统。CPU226具备了 24个输入点和16个输出点，能够满足设计需求。设计中的选用的电源为交流220V输入，而输出 为直流24VDC晶体管型。为保证PLC安全，在安装和拆除S7-200之前，必须确认该 设备的电源已断开。3.3 PLC S7-200的工作方式和工作过程S7-200有两种操作模式：停止模式和运行模式。CPU面板上的LED状态灯可以显示当前的操作模式。在停止模式下，S7-200不执行程序，可以下载程序和CPU组态。 在运行模式下，S7-200将运行程序。S7-200提供一个方式开关来改变操作模式，可 以用方式开关（位于
5、S7-200前盖下面）手动选择操作模式：当方式开关拨在停止模 式，停止程序执行；当方式开关拨在运行模式，启动程序的执行；也可以将方式开关 拨在TERM终端）（暂态）模式，允许通过编程软件来切换 CPU的工作模式，即停止 模式或运行模式。如果方式开关打在STOP或者TERM模式，且电源状态发生变化，则 当电源恢复时，CPU会自动进入STOP莫式。如果方式开关打在 RUN莫式，且电源状 态发生变化，则当电源恢复时，CPU会进入RUN莫式。3.4 PLC接线图设计中选用的S7-200 CPU226型PLC的接线图如下图（3-1）所示Uh： tiet' ik：. iRLLULLJLULU-TL
6、ULULULU10,110.210.310/10.5IO£10,711.011.1LIILSN12,02L12,1IL12,2QauIE,3QO.l12,4Q0.212611.7IM(JO,3QOZEM3M1 4Q0,5DC24V图3-1 lJlf-1.左布 mat3.5 PLC顺序功能图自动设计中一共用到三个顺序功能图， 分别是单步顺序功能图；连续顺序功能图;回原点序顺功能图 单步顺序功能图IL2.O 工3心图3-2 连续和单周期顺序功能图I '1.-i I连续与左限位图3-3z.en .7单周期与左限位自动回原点顺序功能图图3-43.6 PLC工作过程简介S7-200PL
7、C工作过程为扫描循环完成一系列任务。任务循环执行一次称为一个扫描 周期。在一个扫描周期中，S7-200主要执行下列五个部分的操作： 读输入：S7-200从输入单元读取输入状态，并存入输入映像寄存器中。 执行程序：CPU根据这些输入信号控制相应逻辑，当程序执行时刷新相关数据。程 序执行后，S7-200将程序逻辑结果写到输出映像寄存器中。 处理通讯请求：S7-200执行通讯处理。 执行CPU自诊断：S7-200检查固件、程序存储器和扩展模块是否工作正常 写输出：在程序结束时，S7-200将数据从输出映像寄存器中写入把输出锁存器， 最后复制到物理输出点，驱动外部负载。3.7 PLC接线示意图幵关电脑电源24 +FUFU图3-5