【任务描述】原是用继电-接触器控制系统实现，现要求改造成PLC控制。请用S7-200PLC设计其控制系统并调试。

图1.1 电动机连续运转原理图

 

【附加目标】

1.认识PLC的外部端子，能正确连接PLC的电源、输入和输出；

2.会识读PLC的名牌型号；

3.会安装STEP7-Micro/WIN32编程软件；

4.会使用STEP7-Micro/WIN32编程软件新建、保存项目，能输入梯形图程序；

5.知道程序的下载流程。

 

【2.1】知识点一：PLC外部端子图

图1.2 CPU226 AC/DC/RLY PLC外形图

图1.3 CPU226 AC/DC/RLY 端子连接图

CPU226 AC/DC/RLY 端子介绍

1.供电电源及输出端子（PLC的顶部）

交流电源供电：L1、N、地，其中L1、N、地分别表示电源相线、零线和接地线。输入交流电压为85～264V（可查阅S7-200PLC手册），一般接220V交流电源，电源接线见图1.3所示。

1L、2L、3L：输出继电器的公共端口。接输出端所使用的电源。输出各组之间是互相独立的，这样负载可以使用多个电压系列（如AC220V、DC24V等）。

Q0.0～Q1.7：输出继电器端子，负载接在该端子与输出端电源之间，见图1.3所示。输出继电器用“Q”表示，CPU226PLC共16位，采用八进制（Q0.0～Q0.7，Q1.0～Q1.7）。

注意：带点的端子上不要外接导线，以免损坏PLC。

 

2.输入端子及传感器电源（PLC的底部）

1M、2M：输入继电器的公共端口。

I0.0～I2.7：输入继电器端子，输入信号的接入端。输入继电器用“I”表示，CPU226PLC共24位，采用八进制（I0.0～I0.7，I1.0～I1.7,I2.0～I2.7）。

L＋：内部24V DC电源正极，为外部传感器或输入继电器供电。

M：内部24V DC电源负极，接外部传感器负极或输入继电器公共端。即只要PLC接通电源，L＋、M之间输出24V的直流电压。

 

【预备知识一】了解PLC程序设计方法——翻译法

1.翻译法介绍

　　翻译法是将继电器的控制逻辑图直接翻译成梯形图。对于传统的工业技术改造常选用翻译法。原有的继电器控制系统，其控制逻辑图在长期的运行中，实践已证明该系统设计合理、运行可靠。在这种情况下可采用翻译法直接把该系统的继电器的控制逻辑图翻译成PLC控制的梯形图。如图1-6所示，可以看出继电器－接触器控制与PLC控制的区别。继电器控制系统和PLC控制系统实现逻辑控制的方式不同。继电器控制逻辑由继电器硬件连线组成，PLC控制逻辑由程序组成。PLC利用程序中的“软继电器”取代传统的物理硬件继电器，使控制系统的硬件结构大大简化，具有价格偏宜、维护方便、编程简单、控制功能强等优点。

2.翻译法设计程序步骤

（1）了解和熟悉被控设备的工艺过程和机械的动作情况，根据继电器电路图分析和掌握控制系统的工作原理。

（2）PLC的I/O地址分配。确定系统的输入设备和输出设备，进行PLC的I/O分配，画出PLC外部接线图。常用的输入器件和设备包括主令器件和检测器件两大类，如按钮、选择开关、数字开关、行程开关、接近开关、光电开关、继电器触点、接触器辅助触点等。输出设备主要有接触器、继电器、电磁阀、指示灯、数字显示装置、电铃、蜂鸣器等。

（3）和继电器系统一一对应选择PLC软件中功能a相同的器件。

（4）根据上述对应关系画出梯形图。梯形图便是以图形符号及图形符号在图中的相互关系表示控制关系的编程语言，是从继电器电路图演变而来。两者部分符号对应关系如表1-1所示。

（5）简化和修改梯形图，使其符合PLC的特殊规定和要求。

表1-1继电器电路符号与梯形图符号对应关系

例1-1:采用翻译法用PLC实现电动机起保停控制电路的改造。

【预备知识二】STEP7-Micro/WIN V4.0 SP9编程软件的安装

 

【任务实施步骤】

【step1】I/O地址分配表

表1-2 电动机连续运转的PLC控制I/O地址分配表

【step2】电动机连续运转的PLC控制原理图

图1.4 电动机连续运转的PLC控制原理图

【step3】电动机连续运转的硬件接线

【step4】程序设计

 

【PLC控制与继电器控制比较】

(1)逻辑控制

　　继电器控制是利用各电器件机械触点的串、并联组合成逻辑控制。采用硬线连接，连线多而复杂, 对今后的逻辑修改、增加功能很困难。而PLC中逻辑控制是以程序的方式存储在内存当中改变程序, 便可改变逻辑。连线少、体积小、方便可靠。

(2)控制速度

　　依靠机械触点的吸合动作来完成控制的继电器控制系统, 工作频率低, 工作速度慢。而PLC由于采用程序指令控制半导体电路来实现控制, 稳定、可靠, 运行速度大大提高了。

(3)顺序控制

　　继电器控制是利用时间继电器的滞后动作来完成时间上的顺序控制。时间继电器内部的机械结构易受环境温度和湿度变化的影响, 造成定时的精度不高。在PLC内部是由半导体电路组成的定时器以及由晶体振荡器产生的时钟脉冲计时，定时精度高。使用者根据需要, 定时值在程序中便可设置, 灵活性大,定时时间不受环境影响。

(4)灵活性可扩展性

　　继电器系统安装后。受电器设备触点数目的有限性和连线复杂等原因的影响，系统在今后的灵活性、扩展性很差。而具有专用的翰人和输出模块，理论上连接可以无穷多。连线少, 灵活性可扩展性好。

(5)计数功能

　　继电器控制可实现逻辑功能，但不具备计数的功能。PLC内部有特定的计数器，可实现对生产设备的步进控制。

(6)可靠性和可维护性

　　继电器控制使用大量的机械触点，触点在开闭时会产生电弧，造成损伤并伴有机械磨损，使用寿命短，运行可靠性差，不易维护。而PLC采用微电子技术，内部的开关动作均由无触点的半导体电路来完成。体积小，寿命长，可靠性高，并且能够随时显示给操作人员，及时监视控制程序的执行状况，为现场调试和维护提供便利。