西门子SITOP电源总代理商

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 浔之漫智控技术（上海）有限公司(BFZY-YANGHONG)是西门子授权代理商

● 转换转换是用有向连线上与有向连线垂直的短线来表示的，转换将相邻两步分隔开。步的活动状态的进展是由转换的




实现来完成的，并与控制过程的发展相对应。
● 转换条件转换条件是与转换相关的逻辑条件，转换条件可以用文字语言、布尔代数表达式或图形符号标注在表示转换的短线旁边。转换条件X和X分别表示在逻辑信号X为“1”状态和“0”状态时转换实现。符号X↑和X↓分别表示当X从0→1状态和从1→0状态时转换实现。使用较多的转换条件表示方法是布尔代数表达式，如转换条件（X0+X3）·C0。
3）功能表图的基本结构● 单序列单序列由一系列相继激活的步组成，每一步的后面仅接有一个转换，每一个转换的后面只有一个步，如图1-23所示。

● 选择序列选择序列的开始称为分支，如图1-24（a）所示，转换符号只能标在水平连线之下。如果步5是活动的，并且转换条件d=1，则发生由步5→步6的进展；如果步5是活动的，并且f=1，则发生由步5→步11的进展。在某一时刻一般只允许选择一个序列。选择序列的结束称为合并，如图1-24（b）所示。如果步6是活动步，并且转换条件m=1，则发生由步6→步5的进展；如果步9是活动步，并且n=1，则发生由步9→步5的进展。图1-23 单序列图1-24 选择序列● 并行序列并行序列的开始称为分支，如图1-25（a）所示，当转换条件的实现导致几个序列同时激活时，这些序列称为并行序列。当步5是活动步，并且转换条件e=1时，6、9、11这三步同时变为活动步。为了强调转换的同步实现，水平连线用双线表示。步6、9、11被同时激活后，每个序列中活动步的进展将是独立的。在表示同步的水平双线之上，只允许有一个转换符号。
并行序列的结束称为合并，如图1-25（b）所示，在表示同步的水平双线之下，只允许有一个转换符号。当直接连在双线上的所有前级步都处于活动状态，并且转换条件d=1时，才会发生步6、9、11到步5的进展，而步5变为活动步。并行序列表示系统的几个同时工作的独立部分的工作情况。
图1-25 并行序列● 子步某一步可以包含一系列子步和转换，如图1-26所示。通常这些序列表示整个系统的一个完整的子功能。子步的使用使系统的设计者在总体设计时容易抓住系统的主要矛盾，用*加简洁的方式表示系统的整体功能和概貌，而不是一开始就陷入下面介绍常用的启保停电路设计方法和置位、复位指令的梯形图设计方法。1）使用启动—保持—停止电路的PLC顺序控制梯形图设计方法启动—保持—停止电路简称启保停电路，它仅使用与触点和线圈有关的指令，任何一种PLC的指令系统都有这一类指令，因此这是一种通用的设计方法，可以用于任意型号的PLC。某小车运动的示意图如图1-27所示。图1-27 小车运动示意图图1-28 小车控制顺序功能图设小车在初始位置时停在左边，限位开关I0.1为ON。按下启动按钮I0.0后，小车向右运动（简称右行），碰到限位开关I0.2后，停车于该处，3s后开始左行，碰到I0.1返回初步，停止运动。根据Q0.2和Q0.3 ON/OFF状态的变化，一个工作周期可以分为左行、暂停和右行三步，另外还应设置等待启动的初始步，分别用M2.0～M2.3来代表这四步。启动按钮I0.0、限位开关I0.1、I0.2的常开触点和T37延时接通的常开触点是各步之间的转换条件，其顺序功能图如图1-28所示。
这种设计方法用启保停电路来控制代表各步的辅助继电器，设计的关键问题是确定启保停电路的启动信号和停止信号。以控制M2.1线圈的启保停电路为例，步M2.1变为活动步的条件是前级步M2.0为活动步（M2.0的常开触点闭合）与转换条件I0.0满足（I0.0的常开触点闭合）。因此应将M2.0和I0.0的常开触点串联，作为控制M2.1的启动电路。当M2.1的后续步M2.2变为活动步时，M2.1应变为不活动步（线圈“断电”）。因此应将M2.2的常闭触点与M2.1的线圈串联。根据上述设计方法和顺序功能图，很容易画出梯形图。例如，图1-28中的步M2.3为步M2.0的前级步，I0.0是两者之间的转换条件，因此将M2.3和I0.0的常开触点串联，作为M2.0的启动电路。PLC开始运行时应将M2.0置为ON，否则系统无法工作，因此将M0.0的常开触点与启动电路并联，启动电路还并联了M2.0的自保持触点。后续步M2.1的常闭触点与M2.0的线圈串联，M2.1为ON时的M2.0的线圈“断电”。某一输出量仅在某一步中为ON（如Q0.2和Q0.3），可以将它的线圈与对应步的辅助继电器的线圈并联。如果某一输出继电器在几步中都为ON，应将各有关步的辅助继电器的常开触点并联后，驱动该输出继电器的线圈，根据此原则设计出的梯形图如图1-29 所示。2）使用置位、复位指令的PLC顺序控制梯形图设计实例
置位（SET）指令使某一编程元件变为ON并保持ON状态，复位（RST）指令使某一编程元件变为OFF并保持OFF状态，它们是各种型号的PLC都使用的通用指令。图1-30给出了使用置位指令和复位指令设计梯形图时，顺序功能图与梯形图之间的对应关系。
实现图中I0.1对应的转换需要同时满足两个条件，即该转换的前级步是活动步（M2.1为ON）和转换条件满足（I0.1为ON）。在梯形图中，可以用M2.1和I0.1的常开触点组成的串联电路来表示上述条件。该电路接通时，两个条件同时满足，此时应完成两个操作，即将该转换的后续步变为活动步（用SET M2.2指令将M2.2置位）和将该转换的前级步变为不活动步（用RST M2.1指令将M2.1复位），这种编程方法与转换实现的基本规则之间有着严格的对应关系，用它编制复杂的顺序功能图的梯形图时，*能显示出优越性。
图1-30 置位与复位指令下面以某组合机床的控制过程为例说明此种方法的使用。某组合机床的动力头在初始状态时停在较左边，限位开关I0.0为ON，如图1-31所示。图1-31 组合机床运动过程按下启动按钮I0.4，动力头的进给运动如图1-31所示，工作一个循环后，返回并停在初始位置，控制电磁阀的Q1.0～Q1.3在各工步的状态如图1-32所示。在以转换为中心的编程方法中，用该转换所有前级步对应的辅助继电器的常开触点与转换对应的触点或电路串联，作为使所有后续步对应的辅助继电器置位（使用SET指令）和使所有前级步对应的辅助继电器复位（使用RST指令）的条件。在任何情况下，代表步的辅辅助继电器的控制电路都可以用这一原则来设计，每一个转换对应一个这样的控制置位和复位的电路块，有多少个转换就有多少个这样的电路块。这种设计方法特别有规律，在设计复杂的顺序功能图的梯形图时既容易掌握，又不容易出错，其顺序功能图如图1-32所示。
图1-32 组合机床控制系统的顺序功能图使用这种编程方法时，不能将输出继电器的线圈与SET和RST指令并联，这是因为图1-32 中前级步和转换条件对应的串联电路接通的时间是相当短的（只有一个扫描周期），转换条件满足后，前级步马上被复位，该串联电路被断开，而输出继电器的线圈至少应该在某一步对应的全部时间内被接通，因此应根据顺序功能图，用代表步的辅助继电器的常开触点或它们的并联电路来驱动输出继电器的线圈，根据此原则可以设计出组合机床控制系统的梯形图，如图1-33所示。

3）由顺序功能图转换成梯形图的基本规则在功能表图中，步的活动状态的进展是由转换的实现来完成的。转换实现必须同时满足该转换所有的前级步都是活动步，而且相应的转换条件也得到满足。如果转换的前级步或后续步不止一个，则转换的实现称为同步实现。转换的实现应完成两个操作：使所有由有向连线与相应转换符号相连的后续步都变为活动步；使所有由有向连线与相应转换符号相连的前级步都变为不活动步。
4）绘制功能表图应注意的问题● 两个步**不能直接相连，必须用一个转换将它们隔开。● 两个转换也不能直接相连，必须用一个步将它们隔开。功能表图中的初始步是必不可少的，它一般对应于系统等待启动的初始状态，这一步可能没有什么动作执行，因此很容易遗漏这一步。但如果没有该步，无法表示初始状态，系统也无法返回停止状态。只有当某一步所有的前级步都是活动步时，该步才有可能变成活动步。如果用无断电保持功能的编程元件代表各步，则PLC开始进入RUN方式时各步均处于“0”状态，因此必须要有初始化信号，将初始步预置为活动步，否则功能表图中永远不会出现活动步，系统将无法工作。PLC的相关课程是高职高专电气自动化、机电一体化及楼宇智能化等*必学的科目之一，在目前的教学或培训中，通常采用西门子产品作为实施载体。本书选用市场占有率较高、较常见的西门子S7-1200 PLC进行介绍。西门子S7-1200 PLC作为中小型PLC的，在硬件配置和软件编程方面都具有强大的优势，尤其基于以太网编程和通信的特点，给西门子S7-1200 PLC的应用带来了无限的想象力。本书在介绍西门子S7-1200 PLC项目的创建、硬件的配置基础上，结合从入门到实践的38个实例项目讲述控制指示灯、控制电动机、组态软件控制、运动控制、SCL编程、流程控制及以太网通信实现的全过程，帮助读者掌握编程技巧，使读者可以**性地完成从简单到复杂的工程项目。
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1.1　西门子S7.12.0PLC的硬件组成1.1.1　西门子S7-1200 PLC的硬件概述1.PLC概述PLC 是Programmable Logic Controller的简称，即可编程逻辑控制器。自1960年*台PLC问世以来，很快被应用到汽车制造、机械加工、冶金、矿业、轻工等各个领域，并大大推进了工业2.0到工业4.0的进程。图1-1为PLC检测与控制的对象，包括指示灯/照明、电动机、泵控制、按钮/开关、光电开关/传感器等。PLC是以微处理器、嵌入式芯片为基础，综合计算机技术、自动控制技术及通信技术发展而来的一种新型工业控制装置，是工业控制的主要手段和重要的基础设备之一，与机器人、CAD/CAM并称为工业生产的三大支柱。
经过长时间的发展和完善，PLC的编程概念和控制思想已被广大的自动化行业人员所熟悉，是一个目前任何其他工业控制器（包括DCS和FCS等）都无法与其相提并论的巨大知识资源。实践也进一步证明，PLC系统的硬件技术成熟、性能价格比较高、运行稳定可靠、开发过程简单方便、运行维护成本很低。因此，PLC具有旺盛的生命力，并且得到*进化。
图1-1　PLC检测与控制的对象2.西门子S7-1200 PLC图1-2为西门子S7-1200 PLC模块的内部结构，包括CPU、电源、输入信号处理回路、输出信号处理回路、存储区、RJ45端口及扩展模块接口。*电工**IEC于1982年11月和1985年1月颁布了PLC标准的*稿和*二稿，对PLC进行如下定义：“PLC是一种由数字运算操作的电子系统，是专为在工业环境下应用而设计的；PLC可以采用可编程序的存储器存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数及算术运算等操作的命令，并通过数字式、模拟式的输入和输出控制各种类型的机械和生产过程；PLC及其相关设备都应易于与工业控制系统连接为一个整体，是按易于扩充功能的原则而设计的。”
根据PLC的定义，西门子S7-1200 PLC的本质为一台计算机，负责系统程序的调度、管理、运行及自诊断，即负责将用户程序进行编译解释处理，调度用户目标程序运行的任务。与西门子S7-200系列PLC模块的较大区别在于，西门子S7-1200 PLC标准配置了以太网接口RJ45，可以采用一根标准网线与安装有TIA Portal软件的计算机进行编程组态和工程应用。
目前，西门子公司提供了CPU1211C、CPU1212C、CPU1214C、CPU1215C等多种类型的S7-1200 PLC。以CPU1214C为例，图1-3为CPU1214C的实物图。其中，电源接口在左上角；在保护盖的下面是可拆卸的用户接线连接器；存储卡插槽在上部保护盖的下面；RJ45接口在PLC的左底部。图1-3　CPU1214C的实物图1.1.2　西门子S7-1200 PLC模块的基本构成1.CPU模块