S7 PLC画出梯形图的步骤与规则

 根据控制系统的动作要求，画出梯形图。

    梯形图设计规则

（1）触点应画在水平线上，并且根据自左至右、自上而下的原则和对输出线圈的控制路径来画。

（2）不包含触点的分支应放在垂直方向，以便于识别触点的组合和对输出线圈的控制路径。

（3）在有几个串联回路相并联时，应将触头多的那个串联回路放在梯形图的**上面。在有几个并联回路相串联时，应将触点**多的并联回路放在梯形图的**左面。这种安排，所编制的程序简洁明了，语句较少。

（4）不能将触点画在线圈的右边。

利用西门子提供的两种网络连接器可以把多个设备很容易的连到网络中。两种连接器都有两组螺钉端子，可以连接网络的输入和输出。一种连接器仅提供连接到CPU的接口，而另一种连接器增加了一个编程接口。两种网络连接器还有网络偏置和终端偏置的选择开关，该开关在ON位置时的内部接线图，在OFF位置时未接终端电阻。接在网络端部的连接器上的开关应放在ON位置。如下图所示：

图1网络连接器

带有编程器接口的连接器可以把SIMATIC编程器或操作员面板接到网络中，而不用改动现有的网络连接。编程器接口的连接器把CPU来的信号传到编程器接口。                            

     在其通讯模式中还有自由端口通讯、工业以太网通讯、调制解调器通讯、无线以太网通讯，

西门子PLC定子电阻起动电路及编程示例

这个示例程序说明了带短路软起动开关的鼠笼转子的三相感应电动机的自动起动过程。通过这种短路软起动，电动机减速起动，并在一定时问段后达到额定转速。

通过按接在输入端I0.0的点动开关ON来实现电机软起动。如果按接在输入端I0.1的点动开关，则停比电机。电机电路断路器接在输入端I0.2，当电机过载时电机电路断路器打开，电机停止。

起动电路图

程序框图

程序和注释

如果接在输入端I0.0的ON点动开关(常开触点)和接在输入端I0.1的OFF点动开关(常闭触点)同时动作，则设置内存标志位M1.0以互锁。自至两个点动开关又回到初始状态，才取消互锁。

接在输出端Q0.0的电机起动器动作的条件(与逻辑)如下:按下ON点动开关，无互锁（M1.0），电泪L电路断路器(I0.2)常闭触点，未动作，OFF点动开关(I0.1未动作。另外，再通过对Q0.0作或逻辑运算完成起动锁定。现在，电机以减速起动，因为起动电阻还未被短接。

如果电机己起动(Q0.0)，并且用于旁路接触器的输出QO门还未被置位，那么计时器T37开始计时。在设定的5秒钟后，如果电泪L仍处于起动状态(Q0.0)，则起动接在输出端Q0.1的旁路接触器。另外再通过对Q0.1作或逻辑运算完成旁路锁定。

PLC程序的内容和质量评价指标

1．PLC程序的内容

PLC应用程序应**限度地满足被控对象的控制要求，在构思程序主体的框架后，要以它为主线，逐一编写实现各控制功能或各子任务的程序。经过不断他调整和完善。使程序能完成所要求的控制功能。另外，PLC应用程序通常还应包括以下几个方面的内容：

（1）初始化程序  在 PLC上电后，一般都要做一些初始化的操作。其作用是为启动作必要的准备，并避免系统发生误动作。初始化程序的主要内容为：将某些数据区、计数器进行清零；使某些数据区恢复所需数据；对某些输出量置位或复位；显示某些初始状态等等。

（2）检测、故障诊断、显示程序  应用程序一般都设有检测、故障诊断和显示程序等内容。这些内容可以在程序设计基本完成时再进行添加。它们也可以是相对独立的程序段。

（3）保护、连锁程序  各种应用程序中，保护和连锁是不可缺少的部分。它可以杜绝由于非法操作而引起的控制逻辑混乱，保证系统的运行更安全、可靠。因此要认真考虑保护和连锁的问题。通常在PLC外部也要设置连锁和保护措施。

2．PLC程序的质量

对同一个控制要求，即使选用同一个机型的PLC，用不同设计方法所编写的程序，其结构也可能不同。尽管几种程序都可以实现同一控制功能，但是程序的质量却可能差别很大。程序的质量可以由以下几个方面来衡量：

（1）程序的正确性  应用程序的好坏，**根本的一条就是正确。所谓正确的程序必须能经得起系统运行实践的考验，离开这一条对程序所做的评价都是没有意义的。

（2）程序的可靠性好  好的应用程序可以保证系统在正常和非正常（短时掉电再复电、

某些被控量超标、某个环节有故障等）工作条件下都能安全可靠地运行，也能保证在出现非法操作（如按动或误触动了不该动作的按钮）等情况下不至于出现系统控制失误。

（3）参数的易调整性好  PLC控制的优越性之一就是灵活性好，容易通过修改程序或参数而改变系统的某些功能。例如，有的系统在一定情况下需要变动某些控制量的参数（如定时器或计数器的设定值等），在设计程序时必须考虑怎样编写才能易于修改。

（4）程序要简练  编写的程序应尽可能简练，减少程序的语句，一般可以减少程序扫描时间，提高PLC对输入信号的响应速度。当然，如果过多地使用那些执行时间较长的指令，有时虽然程序的语句较少，但是其执行时间也不一定短。

（5）程序的可读性好  程序不仅仅给设计者自己看，系统的维护人员也要读。另外，为了有利于交流，也要求程序有一定的可读性。

PLC的指令格式中各部分内容分类介绍

指令格式中各部分内容说明如下：

（1）控制条件

控制条件的数量和意义随功能指令的不同而变化。控制条件存入堆栈寄存器中，其顺序是固定不变的。

（2）指令

功能指令的种类见表5-4

指令的三种格式，格式1用于梯形图；格式2用于纸带穿孔和程序显示；格式3是用编程器输入程序时的简化指令。对TMR和DEC指令在编程器上有其专用指令键，其他功能指令则用SUB键和其后的数字键输入。

（3）参数

功能指令不同于基本指令，可以处理各种数据，也就是说数据或存有数据的地址可作为功能指令的参数，参数的数目和含义随指令的不同而不同。

（4）输出

功能指令的执行情况可用一位“1”和“0”表示时，把它输出到Wl继电器，Wl继电器的地址可随意确定。但有些功能指令不用Wl，如MOVE、COM、JMP等。

（5）需要处理的数据

由功能指令管理的数据通常是BCD码或二进制数。如4位数的BCD码数据是按一定顺序放在两个连续地址的存储单元中，分低两位和高两位存放。例如BCD码1234被存放在地址200和201中，则200中存低两位（34），201中存高两位（12）。在功能指令中只用参数指定低字节的200地址。二进制代码数据可以由l字节、2字节、4字节数据组成，同样是低字节存在**小地址,在功能指令中也是用参数指定**小地址。

电气原理图设计应满足六个面方面的要求

一般来说，电气控制原理图应满足生产机械加工工艺的要求，电路要具有安全可靠，操作和维修方便，设备投资少等特点，为此，必须正确地设计控制电路，合理地选择电器元件。原理图设计应满足以下要求：
        1、电气控制原理应满足工艺的要求
       在设计之前必须对生产机械的工作性能、结构特点和实际加工情况有充分的了解，并在此基础上来考虑控制方式，起动、反向、制动及调速的要求，设置各种联锁及保护装置。
        2、控制电路电源种类与电压数值的要求
       对于比较简单的控制电路，而且电器元件不多时，往往直接采用交流380V或220V电源，不用控制电源变压器。对于比较复杂的控制电路，应采用控制电源变压器，将控制电压降到110V或48V、24V。这种方案对维修、操作以及电器元件的工作可靠均有利。
       对于操作比较频繁的直流电力传动的控制电路，常用220V或110V直流电源供电。直流电磁铁及电磁离合器的控制电路，常采用24V直流电源供电。
       交流控制电路的电压必须是下列规定电压的一种或几种：

6V，24V，48V，110V（优选值），220V，380V，50Hz。

直流控制电路的电压必须是下列规定电压的一种或几种：

6V，12V，24V，48V，110V，220V。

3、确保电气控制电路工作的可靠性、安全性

为保证电气控制电路可靠地工作，应考虑以下几个方面：

（1）电器元件的工作要稳定可靠，符合使用环境条件，并且动作时间的配合不致引起竞争。

复杂控制电路中，在某一控制信号作用下，电路从一种稳定状态转换到另一种稳定状态，常常有几个电器元件的状态同时变化，考虑到电器元件总有一定的动作时间，对时序电路来说，就会得到几个不同的输出状态。这种现象称为电路的“竞争”。而对于开关电路，由于电器元件的释放延时作用，也会出现开关元件不按要求的逻辑功能输出的可能性，这种现象称为“冒险”。

“竞争”与“冒险”现象都将造成控制电路不能按照要求动作，从而引起控制失灵。通常所分析的控制电路电器的动作和触点的接通与断开，都是静态分析，没有考虑电器元件动作时间，而在实际运行中，由于电磁线圈的电磁惯性、机械惯性、机械位移量等因素，使接触器或继电器从线圈的通电到触点闭合，有一段吸引时间；线圈断电时，从线圈的断电到触点断开，有一段释放时间，这些称为电器元件的动作时间，是电器元件固有的时间，不同于人为设置的延时，固有的动作延时是不可控制的，而人为的延时是可调的。当电器元件的动作时间可能影响到控制电路的动作时，需要用能**反映元件动作时间及其互相配合的方法（如时间图法）来准确分析动作时间，从而保证电路正常工作。

（2）电器元件的线圈和触点的连接应符合国家有关标准规定

电器元件图形符号应符合GB4728中的规定，绘制时要合理安排版面。例如，主电路一般安排在左面或上面，控制电路或辅助电路排在右面或下面，元器件目录表安排在标题上方。为读图方便，有时以动作状态表或工艺过程图形式将主令开关的通断、电磁阀动作要求、控制流程等表示在图面上，也可以在控制电路的每一支路边上标注出控制目的。

在实际连接时，应注意以下几点：

① 正确连接电器线圈。交流电压线圈通常不能串联使用，即使是两个同型号电压线圈也不能采用串联后，接在两倍线圈额定电压的交流电源上，以免电压分配不均引起工作不可靠。

在直流控制电路中，对于电感较大的电器线圈，如电磁阀、电磁铁或直流电机励磁线圈等，不宜与同电压等级的接触器或中间继电器直接并联使用。

当触点KM断开时，电磁铁YA线圈两端产生较大的感应电动势，加在中间继电器KA的线圈上，造成KA的误动作。为此在YA线圈两端并联放电电阻R，并在KA支路串入KM常开触点，这样就能可靠工作。

② 合理安排电器元件和触点的位置。对于串联回路，电器元件或触点位置互换时，并不响其工作原理，但在实际运行中，影响电路安全并关系到导线长短，

③ 防止出现寄生电路。寄生电路是指在控制电路的动作过程中，意外出现不是由于误操作而产生的接通电路。

④ 尽量减少连接导线的数量，缩短连接导线的长度。

⑤ 控制电路工作时，应尽量减少通电电器的数量，以降低故障的可能性并节约电能。

⑥ 在电路中采用小容量的继电器触点来断开或接通大容量接触器线圈时，要分析触点容量的大小，若不够时，必须加大继电器容量或增加中间继电器，否则工作不可靠。

4、应具有必要的保护环节

控制电路在事故情况下，应能保证操作人员、电气设备、生产机械的安全，并能有效地制止事故的扩大。为此，在控制电路中应采取一定的保护措施。常用的有漏电开关保护、过载、短路、过流、过压、失压、联锁与行程保护等措施。必要时还可设置相应的指示信号。

5、操作、维修方便

控制电路应从操作与维修人员的工作出发，力求操作简单、维修方便。

6、控制电路力求简单、经济

在满足工艺要求的前提下，控制电路应力求简单、经济。尽量选用标准电气控制环节和电路，缩减电器的数量，采用标准件和尽可能选用相同型号的电器。

PLC国产厂商的发展机会及应对策略

我国的工业发展及自动化应用水平与工业发达国家相比有几十年的滞后，按目前的经济形势分析，我国将迎来一个PLC市场高速增长的时期。基于中国经济稳定迅速增长的现状，今后若干年内中国PLC市场将保持持续高速增长。巨大的市场需求为发展PLC业务提供了难得的历史机遇，国内有实力的自动化公司应充分利用在市场、技术、行业影响和品牌等方面的积累，大力拓展PLC业务，使国产PLC早日成为中国PLC市场的主要参与者之一。 

我们认为国产PLC厂商的发展机会在如下方面： 

**，国内的制造业蓬勃发展以及城镇化推进所引发的大规模市政建设，为国产PLC的成长提供了肥沃的土壤； 

第二，国内的开发工程师已经能掌握PLC的核心技术，在开发上不存在很多不可逾越的障碍； 

第三，由于开发、制造成本的原因，国产的PLC比国外的PLC具有的成本优势，这是国外品牌短时间内无法达到的； 

第四，国产PLC企业更了解国内的市场环境，更了解本土企业的需求，可以更贴近客户，并通过定制产品提供更有特色的方案，这也是国外的品牌短时间内无法做到的。 

我们认为国产PLC厂商还应从如下方面努力： 

**，贴近客户，充分了解客户需求，为客户提供有特色的方案，尽可能地为客户降低成本； 

第二，严把质量关，保证产品的稳定性，赢得客户信任； 

第三，通过培训、推广会等形式培养应用工程师群，让更多的人了解国产PLC、使用国产PLC、熟悉国产PLC； 

第四，由于资金等方面的限制，可以先选取部分地区和部分行业作为重点推广区域，待稳定、发展之后再向全国推广。

PLC输入/输出滞后时间（PLC系统响应时间）

输入/输出滞后时间又称系统响应时间，是指PLC部输入信号发生变化的时刻至它控制的有关外部输出信号发生变化的时刻之间的时间间隔，它由输入电路滤波时间、输出电路的滞后时间和因扫描工作方式产生的滞后时间这三部分组成。

      输入模块的RC滤波电路用来滤除由输入端引入的干扰噪声，消除因外接输入触点动作时产生的抖动引起的不良影响，滤波电路的时间常数决定了输入滤波时间的长短，其典型值为10ms左右。

       输出模块的滞后时间与模块的类型有关，继电器型输出电路的滞后时间一般在10ms左右；双向晶闸管型输出电路在负载通电时的滞后时间约为1ms，负载由通电到断电时的**滞后时间为10ms；晶体管型输出电路的滞后时间一般在1ms以下。

      由扫描工作方式引起的滞后时间**长可达两个多扫描周期。

       PLC总的响应延迟时间一般只有几十ms，对于一般的系统是无关紧要的。要求输入输出信号之间的滞后时间尽量短的系统，可以选用扫描速度快的PLC或采取其他措施。

整体式PLC又叫做单元式或箱体式PLC，CPU模块、I／O模块和电源装在一个箱状机壳内，结构非常紧凑。它的体积小、价格低，小型PLC一般采用整体式结构。图1是三菱公司的FX_1S系列PLC。

    整体式PLC提供多种不同I／O点数的基本单元和扩展单元供用户选用，基本单元内有CPU模块、I／O模块和电源，扩展单元内只有I／O模块和电源，基本单元和扩展单元之间用扁平电缆连接。各单元的输入点与输出点的比例一般是固定的，有的PLC有全输入型和全输出型的扩展单元。选择不同的基本单元和扩展单元，可以满足用户的不同要求。

图1  整体式PLC

    整体式PLC一般配备有许多专用的特殊功能单元，如模拟量I／O单元、位置控制单元和通信单元等，使PLC的功能得到扩展。

        FX系列的基本单元、扩展单元和扩展模块的高度和深度相同，但是宽度不同。它们不用基板，各模块可用底部自带的卡子卡在DIN导轨上，两个相邻的单元或模块之间用扁平电缆连接，安装好后组成一个整齐的长方体。

可编程控制器PLC系统程序、用户程序、编程语言

1、系统程序

系统程序是PLC赖以工作的基础，采用汇编语言编写，在PLC出厂时就已固化于ROM型系统程序存储器中。

系统程序分为系统监控程序和解释程序。

系统监控程序用于监视并控制PLC的工作，如诊断PLC系统工作是否正常，对PLC各模块的工作进行控制，与处设交换信息，根据用户的设定使PLC比处在编制用户程序状态或者处在运行用户程序状态等。

解释程序用于把用户程序解释成微处理器能够执行的程序。来自PLC之家。 

2、用户程序

用户程序又称为应用程序，是用户为完成某一特定   的控制任务而利用PLC的编程语言编制的程序。 来自PLC之家。 

用户程序通过编程器输入到PLC的用户程序存储器中。 

3、编程语言

可编程控制器是通过程序对系统进行控制的，所以各种机型的PLC都有自己的编程语言。www.PLC100.com

PLC的编程语言有多种，如梯形图、语句表、逻辑功能图、逻辑方程式等。下面介绍常用的梯形图和语句表编程语言。