基于S7-200 PLC的程序设计及仿真研究

肖 溪 张东辉 刘春东 邹义龙

(河北建筑工程学院,河北 张家口 075024)

0 引 言

S7-200PLC是德国西门子公司生产的一种小型PLC,是用于各行各业,各种场合中的检测、监测及控制的自动化,它的强大的功能使其无论在独立运行还是连成网络都能实现复杂的控制功能,因此S7-200PLC具有极高的性能价格比[1].最近几年来的小型PLC市场上S7-200PLC成了主流产品.

1 PLC编程的简单设计法

简单设计法遵从一般设计法的主要设计原则,利用逻辑设计法中的继电器逻辑开关函数,把控制对象的启动信号、关断信号及约束条件找出,即可设计出控制电路[2].PLC简单程序设计法的般步骤和要求归纳如下:

找出输出对象的启动条件和关断条件,为了提高可靠性,要求他们最好是短脉冲信号,如果该输出对象的启动或关断有约束条件,则找出约束条件.一般情况下,输出对象按启-保-停进行设计.有约束条件的加上约束.对程序进行全面检查和修改.

2 应用实例

某机床主轴由一台电动机拖动,润滑油泵由另一台电动机拖动,均采用直接启动,工艺要求是:主轴必须在润滑油泵启动后,才能启动,主轴停止后,才才允许润滑油泵停止.试设计PLC程序.

首先,把题目中的输入/输出点找出来,分配好对应的PLC的I/O地址.

根据要求,控制系统的输入输出信号的地址分配如下表所示.

输入地址编号及作用 输出地址编号及作用地址编号 作用 地址编号 作用I0.0 MA1启动按钮 Q0.0 M A1电动机接触器线圈I0.1 MA1停止按钮 Q0.1 M A2电动机接触器线圈I0.2 MA2启动按钮I0.3 MA2停止按钮

利用Q0.0和Q0.1来控制电动机MA1和MA2的接触器线圈.根据题意可知,有4点输入,2点输出,选用S7-200PLC的CPU221就可以完成任务.

利用简单设计法进行设计:

控制对象 启动条件 关断条件 约束条件M A1 I0.0 I0.1 Q0.1(关约束)M A2 I0.2 I0.3 Q0.0(开约束)

根据上述条件写出PLC程序.

3 编程仿真

3.1 编程

STEP7-Micro/WIN为用户创建程序提供了便捷的工作环境,丰富的编程向导,使初学者易于掌握.将上述程序输入到编程软件中.如图1所示.

图1 PLC梯形图程序

编写程序完成后,进行编辑,检查语法错误.编译没有错误,将LAD转换为STL.如图2所示.

图2 PLC语句表

3.2 仿真

仿真软件可以在不连接PLC的情况下,在放在环境中模拟PLC的工作状态,检验程序的正确性.但是不能模拟S7-200的全部指令和功能,在互联网上用搜索工具搜索就能找到S7-200的方针软件.利用S7-200的仿真软件进行PLC程序的仿真.

仿真软件的进入.仿真软件不需要安装,执行S7-200.exe文件,就可以打开它,点击屏幕中间出现的窗口,在秘密输入对话框中输入密码6596,进入仿真软件.

PLC配置.执行仿真软件菜单命令“配置——CPU型号”,在CPU型号对话框中的下拉式列表框中选择CPU的型号.

根据题意要求,选择CPU221.然后将编程软件得到的语句表复制粘贴到仿真软件里.运行PLC,得到结果如下.

按下I0.0,在仿真器上对应的位置上的指示灯亮.输出Q0.0指示灯亮.表示有输出.电动机MA1接触器线圈通电,主触点闭合,电动机运行.如图3所示.

按下I0.2,在仿真器上对应的位置上的指示灯亮.输出Q0.1指示灯亮.表示有输出.电动机MA2接触器线圈通电,主触点闭合,电动机运行,如图4所示.

按下I0.3,在仿真器上对应的位置上的指示灯亮.输出Q0.1指示灯灭.电动机MA2接触器线圈断电,接触器主触点断开,电动机MA2停止运行,如图5所示

图3 MA1启动

图4 MA2启动

图5 M A2停止

按下I0.1,在仿真器上对应的位置上的指示灯亮.输出Q0.0指示灯灭.电动机MA1接触器线圈断电,接触器主触点断开,电动机MA1停止运行,如图6所示.

若首先按下I0.2,在仿真器上对应的位置上的指示灯亮.输出Q0.1指示灯不亮,没有输出,电动机MA2不能先启动,符合工艺要求.如图7所示.

若两台电动机都在运行中,首先按下I0.1,在仿真器上对应的位置上的指示灯亮.输出Q0.0指示灯不灭,表明电动机MA1不能先停止,符合工艺要求.如图8所示.

图6 MA1停止

图7 MA2不能先启动

图8 MA1不能先停止

4 结束语

介绍了PLC程序设计的简单设计法,并利用该方法对两台电动机的顺序启停设计了PLC程序.通过编程软件进行程序的编写和调试,利用仿真软件在仿真的环境中模拟PLC的工作状态,检验了程序的正确性.

[1]李方园.PLC行业应用实践.北京:中国电力出版社,2007,1

[2]王永华.现代电气控制及PLC应用技术.北京:北京航空航天大学出版社,2009,1