初級可編程控制系統

集成及應用“可編程控制系統集成及應用”1+X證書配套教材新形態教材學習指南2項目一電動機控制線路的裝調項目二S7-1200PLC系統的初調項目三電氣控制系統的S7-1200編程項目四觸摸屏的應用與仿真項目五G120變頻器的S7-1200控制項目六PLC系統綜合應用教學目標3知識目標1.熟悉PLC的定義、內部結構和外部連接方式。2.熟悉S7-1200PLC系統構成以及擴展模塊的連接方式。3.了解S7-1200PLC存儲器的概念、分類、作用。4.掌握自鎖和互鎖兩種梯形圖程序編寫方法。Knowledgeobjectives01.02.能力目標1.能繪制S7-1200PLC的燈控制或電動機控制線路圖。2.能根據圖紙進行S7-1200PLC的控制系統。3.能使用博途軟件進行S7-1200PLC進行硬件組態和梯形圖編輯。4.能使用博途軟件進行程序下載、監控與調試。Capabilityobjectives03.素養目標1.具有現代制造業高技能人才后備軍的責任感。對從事PLC應用工作充滿熱情。有較強的求知欲，樂于、善于使用所學PLC技術解決生產實際問題。LiteracyobjectivesContents2.1

PLC控制指示燈亮滅ThePLCcontrolstheonandoffoftheLEDs2.2

PLC控制三相電動機正反轉ThePLCcontrolstheforwardandreverseofthethree-phasemotorPLC控制指示燈亮滅ThePLCcontrolstheonandoffoftheLEDs/01知識技能knowledge7PLC又稱可編程邏輯控制器，它是以微處理器、嵌入式芯片為基礎，綜合了計算機技術、自動控制技術和通訊技術發展而來的一種新型工業控制裝置，是現代工業的主要控制手段和重要的基礎設備之一，也是智能制造的一個核心基礎。PLCProgrammableLogicController1.PLC的概念2.1.1S7-1200PLC的基本構成8國際電工委員會IEC對PLC作了如下的定義：“PLC是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境下應用而設計。它可采用可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的命令，并通過數字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械和生產過程。”2.1.1S7-1200PLC的基本構成1.PLC的概念9PLC的內部結構：CPU相當于PLC的大腦，通常采用微處理器或嵌入式芯片，PLC通過它接收外部指令并發送指令；輸入和輸出光耦器件以光為媒介傳輸電信號，對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用，從而實現工業控制現場與PLC主機的電氣隔離，提高抗干擾性；通訊口目的是將PLC與組態計算機、觸摸屏或上位機等進行數據發送和接收，圖中所示為串口，也可以采用以太網口；運行開關可將PLC強制停機或通過該開關進行PLC復位，也有PLC取消了硬件開關，而采用軟運行開關。2.1.1S7-1200PLC的基本構成1.PLC的概念10以PLC控制電動機為例，PLC的輸入信號模塊外接按鈕等信號，輸出信號模塊外接電動機接觸器，通過CPU中的梯形圖指令集合進行連接，執行邏輯運算、順序控制等，從而實現電動機的啟停控制。PLC的外部連接1.PLC的概念2.1.1S7-1200PLC的基本構成11S7-1200PLC具有外觀輕巧、速度敏捷、標準化程度高等特點，同時借助PROFINET網絡通訊，可以構成復雜多變的電氣控制系統。西門子S7-1200PLC包括CPU、電源、輸入信號處理回路、輸出信號處理回路、存儲區、RJ45端口和擴展模塊接口等。該型PLC內部結構中，運行開關為軟運行開關、通訊口采用以太網端口（即RJ45端口）。S7-1200PLC的本質為一臺微型計算機。2.S7-1200PLC構成2.1.1S7-1200PLC的基本構成12為了匹配不同輸入輸出點數以及不同運行功能的控制系統，西門子公司推出了不同的主機模塊，并以CPU作為前綴，如CPU1211C、CPU1212C、CPU1212FC、CPU1214C、CPU1214FC、CPU1215C、CPU1215FC、CPU1217C等。3.不同型號的S7-1200PLC模塊2.1.1S7-1200PLC的基本構成133.不同型號的S7-1200PLC模塊2.1.1S7-1200PLC的基本構成143.不同型號的S7-1200PLC模塊2.1.1S7-1200PLC的基本構成15S7-1200PLC系統構成除了CPU模塊之外，還包括SM信號模塊、CM通訊模塊、電源模塊、以太網交換機、其他附件等。2.1.2S7-1200PLC的常見擴展模塊1.S7-1200PLC系統構成16僅為CPU提供幾個附加的I/O點，SB安裝在CPU的前端信號板(SB)為CPU提供附加的通訊端口（RS232或RS485），這些模塊連接在CPU左側通訊模塊(CM)提供附加的數字或模擬I/O點，這些模塊連接在CPU右側信號模塊(SM)2.1.2S7-1200PLC的常見擴展模塊1.S7-1200PLC系統構成17模塊類型擴展說明信號模塊（SM）8和16點DC和繼電器型（8I、16I、8Q、16Q、8I/8Q）模擬量（4AI、8AI、4AI/4AQ、2AQ、4AQ）16I/16Q繼電器型（16I/16Q）通訊模塊（CM）CM1241RS232和CM1241RS485常見S7-1200PLC的擴展模塊類型，其中I為數字量輸入、Q為數字量輸出、AI為模擬量輸入、AQ為模擬量輸出，這些字符前的數字代表數量，如16I表示16個數字量輸入、4AQ表示4個模擬量輸出；CM1241RS232則表示通訊模塊類型為RS232、CM1241RS485則表示通訊模塊類型為RS485。常見S7-1200PLC的擴展模塊類型1.S7-1200PLC系統構成2.1.2S7-1200PLC的常見擴展模塊18信號模塊用于擴展PLC的輸入和輸出點數，可以使CPU增加附加功能。信號模塊連接在CPU模塊右側2.1.2S7-1200PLC的常見擴展模塊2.信號模塊SM19如圖所示，SB連接在CPU的前端，給CPU模塊增加I/O，它的特點是價格低，對于擴展點數少的系統來說，是很好的選擇。每一個CPU模塊都可以添加一個具有數字量或模擬量I/O的SB。SignalBoard2.1.2S7-1200PLC的常見擴展模塊3.信號板SB20通訊模塊安裝在CPU模塊的左側，用于彌補CPU模塊只有以太網通訊口的不足，比如RS232、RS485、MODBUS通訊等。2.1.2S7-1200PLC的常見擴展模塊4.通訊模塊CM21PLC最常用的編程語言是梯形圖，它是最接近繼電器、線圈等電氣元件實體的符號編程方法，梯形圖具有簡單明了的特點。從自鎖電路電氣圖轉化為梯形圖的編程示意如右圖所示。輸入位元件輸出位元件SB1I0.0KM1Q0.0SB2I0.1

自鎖電路位元件定義1.梯形圖編程與位元件2.1.3梯形圖編程、位元件與尋址方式22左邊是電源線，經過I0.0按鈕常開觸點，再經過I0.1按鈕常閉觸點，最后輸出線圈Q0.0為ON；此時，Q0.0的觸點也接通，即使I0.0按鈕復原時，Q0.0的線圈仍舊為ON；當I0.1按鈕動作時，常閉觸點斷開，線圈Q0.0為OFF。梯形圖講解2.1.3梯形圖編程、位元件與尋址方式1.梯形圖編程與位元件23圖2-1停止按鈕觸點接線為常閉時的梯形圖圖2-2停止按鈕觸點接線為常開時的梯形圖需要注意的是，停止按鈕SB2的接線方式跟梯形圖的常開常閉表達容易產生歧義。當SB2常開觸點接入到PLC為時，梯形圖中表達式為常閉，即圖2-1的表達式是正確的；當SB2常閉觸點接入到PLC為時，梯形圖中表達式為常開，即圖2-2的表達式是錯誤，需要更改為圖2-2所示的梯形圖。注意事項2.1.3梯形圖編程、位元件與尋址方式1.梯形圖編程與位元件24PLC元件種類功能說明符號表示輸入繼電器輸入繼電器是PLC與外部輸入點（用來與外部輸入開關連接并接受外部輸入信號的端子）對應的內部存儲器儲存基本單元。它由外部送來的輸入信號驅動，使它為0或1。用程序設計的方法不能改變輸入繼電器的狀態，即不能對輸入繼電器對應的基本單元改寫。它的接點（常開或常閉接點）可無限制地多次使用。%I0.0,%I0.1,…%I0.7,%I1.0,%I1.1,…，元件符號以I表示，順序以8進制編號。輸出繼電器輸出繼電器是PLC與外部輸出點（用來與外部負載作連接）對應的內部存儲器儲存基本單元。它可以由輸入繼電器接點、內部其它裝置的接點以及它自身的接點驅動。它使用一個常開接點接通外部負載，其接點也像輸入接點一樣可無限制地多次使用。%Q0.0,%Q0.1,…%Q0.7,%Q1.0,%Q1.1,…，元件符號以Q表示，順序以8進制編號。內部輔助繼電器內部輔助繼電器與外部沒有直接聯系，它是PLC內部的一種輔助繼電器,其功能與電氣控制電路中的輔助（中間）繼電器一樣,每個輔助繼電器也對應著內存的一基本單元，它可由輸入繼電器接點、輸出繼電器接點以及其它內部裝置的接點驅動，它自己的接點也可以無限制地多次使用。M也是8進制，如%M0.0,%M0.1,…%M0.7,%M1.0,%M1.1,…等。2.1.3梯形圖編程、位元件與尋址方式2.三種位元件的種類、功能與符號2501字節根據計算機原理，8位二進制數組成1個字節，即Byte，如%MB100是由%M100.0到%M100.7共8位的狀態構成的02字和雙字同理，可以由2個字節構成1個字，由2個字構成1個雙字。按照西門子的命名規范，以起始字節的地址作為字、雙字的地址，起始字節為最高位的字節。圖b）所示是%MW100（字）和%MD100（雙字）的尋址方式。尋址方式：按字節尋址、按字尋址、按雙字尋址。a）b）2.1.3梯形圖編程、位元件與尋址方式2.三種位元件的種類、功能與符號任務實施assignment任務描述27如圖所示是PLC控制指示燈亮滅的示意圖，這里PLC選用西門子S7-1200CPU1215CDC/DC/DC，啟動按鈕和停止按鈕的按鈕盒接入到PLC的輸入端，指示燈則接入到PLC的輸出端。任務描述任務要求1.實現控制目標，即當啟動按鈕按下后，指示燈亮；停止按鈕按下后，指示燈滅。2.正確繪制PLC控制的電氣接線，并完成線路裝接后上電。3.完成PLC的硬件配置和軟件編程，并下載到PLC，最后經調試后實現指示燈亮滅。控制示意圖2.1.4PLC控制電路接線28

PLC元件電氣元件符號/名稱輸入I0.0SB1/停止按鈕（NC）I0.1SB2/啟動按鈕（NO）輸出Q0.0HL1/指示燈本任務的PLC控制系統圖如下，即輸入部分外接常閉停止按鈕（I0.0）、常開啟動按鈕（I0.1），輸出部分外接指示燈（Q0.0），PLC程序為自鎖（自保持）電路的梯形圖程序。本任務用到2個輸入、1個輸出，選用的PLC為西門子CPU1215CDC/DC/DC具有14個輸入和10個輸出的數字量端口，符合要求。I/O分配表和控制系統圖選型2.1.4PLC控制電路接線29CPU1215CDC/DC/DC的進線電源部分為24VDC，輸入部分可以采取公共點1M接0V（即M端子）的漏型接法，輸出部分采用24VDC指示燈，電氣原理圖如右所示，具體電氣接線如下圖所示。電氣圖2.1.5PLC項目新建30進入博途軟件后，選擇“啟動→創建新項目”后，然后輸入項目名稱（如本任務的“任務2.1”），并點擊圖符輸入路徑，然后點擊“創建”按鈕。S7-1200使用博途軟件進行項目新建，包括編輯、編譯、調試、模擬仿真01創建新項目1.在博圖軟件中創建新項目2.1.5PLC項目新建31創建完新項目名稱后，就會看到“新手上路”提示。它包含了創建完整項目所必須的“組態設備”、“創建PLC程序”、“組態工藝對象”、“參數設置驅動”、“組態HMI畫面”、“打開項目視圖”等步驟。這里選擇“組態設備”。組態設備02新手上路1.在博圖軟件中創建新項目2.1.5PLC項目新建3203博圖提供了控制器、HMI、PC系統、驅動等設備，添加新設備窗口中選擇“控制器→SIMATICS7-1200→CPU1215CDC/DC/DC→6ES7215-1AG40-0XB0”，并選擇實際的CPU版本，比如V4.4。版本選擇添加新設備1.在博圖軟件中創建新項目2.1.5PLC項目新建33點擊“添加”按鈕后，就會出現右圖所示的完整設備視圖，它包括菜單欄、符號欄、項目樹、詳細視圖、設備視圖、網絡視圖、拓撲視圖、硬件目錄窗口、屬性窗口等。04完整設備視圖1.在博圖軟件中創建新項目05在設備視圖中，點擊CPU模塊，按右鍵就會出現很多選項，這里選擇“屬性”。$CPU模塊的選項2.1.5PLC項目新建342.硬件配置2.1.5PLC項目新建35CPU的屬性內容非常豐富，包括常規、PROFINET接口、DI14/DQ10等。06CPU的常規2.硬件配置2.1.5PLC項目新建36如圖所示是該PLCPROFINET接口的IP地址與其它參數，這里選擇默認值192.168.0.1。PROFINET接口屬性072.硬件配置2.1.5PLC項目新建37S7-1200提供了自由地址的功能，它可以對I/O地址進行起始地址的自由選擇，如0-1022均可以（因為最多輸入地址是到I1023.7，而本機輸入點數占據了2個字節，因此到1022為止）。I/O地址082.硬件配置2.1.5PLC項目新建38在項目樹中找到“任務2.1→PLC_1[CPU1215CDC/DC/DC]→程序塊→Main[OB1]”，就是梯形圖編程的地方。09Main空程序塊2.梯形圖編程2.1.5PLC項目新建3910程序段1出現符號，表示該程序段處于語法錯誤狀態，表示尚未完成編輯過程Tip2.梯形圖編程2.1.5PLC項目新建40打開分支嵌套閉合完成后的梯形圖完成后的梯形圖符號已經消失，表示完成了編輯過程。從這里可以看到，變量名稱自動變成“Tag_1”、“Tag_2”、“Tag_3”，其中Tag表示標簽的意思，這樣用序號表示的變量編碼顯然不利于程序的分析和閱讀，因此需要對該變量名進行重新定義。112.梯形圖編程2.1.5PLC項目新建4112修改完成后，再次返回到Main程序，就會看到相關變量名稱已經替換，閱讀起來非常方便。從項目樹中，找到“任務2.1→PLC_1[CPU1215CDC/DC/DC]→PLC變量→顯示所有變量”點擊進去后會找到這3個變量名，進行修改。a)b)c)需要注意的是：變量定義也可以在程序編輯前完成，這樣編輯的時候，可以直接在<??.?>中進行選擇變量，而無需直接輸入，這個根據用戶編輯習慣而定。2.梯形圖編程要將電腦上博途軟件的PLC硬件配置和梯形圖程序下載到S7-1200PLC去，一方面要通過網線進行相連，同時還需要進行進行IP地址和子網掩碼的通訊設置。01每個設備也都必須具有一個Internet協議(IP)地址。該地址使設備可以在更加復雜的路由網絡中傳送數據。每個IP地址分為四段，每段占8位，并以“.”分十進制格式表示（例如，192.168.0.100）。IP地址的第一部分用于表示網絡ID，地址的第二部分表示主機ID。02子網是已連接的網絡設備的邏輯分組。在局域網(LAN)中，子網中的節點往往彼此之間的物理位置相對接近。掩碼（稱為子網掩碼或網絡掩碼）定義IP子網的邊界。子網掩碼255.255.255.0通常適用于小型本地網絡。這就意味著此網絡中的所有IP地址的前3位應該是相同的，該網絡中的各個設備由最后一個數來標識。2.1.6以太網通訊設置42IP地址子網掩碼43修改PC機的以太網屬性：選擇Internet協議版本4屬性，進行IP地址和子網掩碼的設置，這里選擇192.168.0.100和255.255.255.0。IP地址和子網掩碼設置2.1.6以太網通訊設置441完成上述步驟之后，可以進行ipconfig的命令，確認是否已經成功設置本機IP地址192.168.0.100；也可以進行ping指令，來確認是否與以太網上的其他地址正常通訊，如ping192.168.0.1就是確認在同一網絡上是否存在192.168.0.1的以太網設備。2.1.6以太網通訊設置452.1.7PLC程序下載與監控在編輯階段只是完成了梯形圖語法的輸入驗證，但是要完成程序的可行性還必須執行“編譯”命令。選擇項目樹中的“PLC_1[CPU1215CDC/DC/DC]”，按右鍵彈出菜單，選擇編譯命令。編譯compile1.編譯與下載與調試462.1.7PLC程序下載與監控下載之前，還需要確保PC跟PLC在“192.168.0.*”同一個頻段內，但不能重復（本任務中PLC地址為192.168.0.1）。選擇項目樹中的“PLC_1[CPU1215CDC/DC/DC]”，按右鍵彈出菜單，選擇下載到設備命令。也可以不選擇編譯直接選擇下載命令，博途軟件會自動先執行編譯命令。下載到設備1.編譯與下載與調試472.1.7PLC程序下載與監控在“選擇目標設備”時，有3個選項，即顯示地址相同的設備、顯示所有兼容的設備、顯示可訪問的設備。需要注意的是，第一次聯機時，存在PLC的IP地址與PC的IP地址不在同一個頻段、PLC的CPU第一次使用無IP地址等情況，因此，需要在“選擇設備目標”時，不能選擇“顯示地址相同的設備”，而是“顯示所有兼容的設備”。1.編譯與下載與調試48第一次使用的CPU聯機情況，其接口類型為ISO，訪問地址是MAC地址，此時可以連接該CPU，等下載結束后，再次聯機，就會出現正常聯機情況。點擊“開始搜索”，就會出現第一次使用PLC和已經配置IP地址的PLC兩種情況下的搜索情況。第一次使用的PLC已經配置IP的PLC1.編譯與下載與調試2.1.7PLC程序下載與監控49下載預覽1.編譯與下載與調試2.1.7PLC程序下載與監控50圖標欄中的進入程序塊的在線監控，用綠色實線表示接通、藍色虛線表示斷開。初始狀態時，常閉停止按鈕接通、常開啟動按鈕不接通，此時指示燈不亮，如圖a）當按下啟動按鈕，I0.1為ON，指示燈Q0.0馬上接通，如圖b）當啟動按鈕復原時，I0.1為OFF，指示燈Q0.0由于構成自鎖電路進入信號自保持階段，仍舊為ON，如圖c）當停止按鈕復原時，就到了圖a）狀態。當按下停止按鈕，I0.0為OFF，指示燈Q0.0為OFF，如圖d）2.程序調試2.1.7PLC程序下載與監控51除了在線程序塊監控之外，還可以進行PLC變量在線監控。PLC變量在線監控2.程序調試2.1.7PLC程序下載與監控52實操演示視頻技能考核assessment考核任務54根據PLC控制指示燈亮滅的任務要求，完成程序的編寫下載與調試。功能要求啟動按鈕和停止按鈕正確點亮指示燈、熄滅指示燈。01工藝要求PLC控制電路圖繪制符合規范，輸入輸出地址標識正確。0203任務實現PLC的硬件配置、梯形圖編程經編譯后正確下載到PLC，并實現在線監控。PLC控制三相電動機正反轉ThePLCcontrolstheforwardandreverseofthethree-phasemotor/02知識技能knowledge57裝載儲存器非易失性的存儲區，用于保存用戶程序、數據和組態信息，所有的CPU都有內部的裝載存儲器，CPU插入存儲卡后，用存儲卡做裝載存儲器。斷電保持儲存器用來防止在電源關閉時丟失數據，可以用不同方法設置變量的斷電保持功能。工作儲存器集成在CPU中的高速存取RAM。類似于計算機的內存，斷電時內容丟失。存儲卡可選的存儲卡用來存儲用戶程序，或用于傳送程序。S7-1200PLC使用的物理存儲器類型包括RAM、ROM、FlashEPROM（簡稱為FEPROM）2.2.1S7-1200的物理儲存器2.2.2S7-1200的基本數據類型58REAL

和LREAL

是浮點數，用于顯示有理數。REAL

是32

位浮點數，LREAL

是64

位浮點數。實型數據類型該數據類型是“位”，可被賦予“TRUE”或“FALSE”，占用1

位存儲空間。布爾型數據類型整型變量可以是

BYTE、WORD、DWORD、SINT、USINT、INT、UINT、DINT

和UDINT等。整型數據類型字符型數據類型主要是Char，占用8位。字符型數據類型時間型變量主要是TIME，用于輸入時間數據。時間型數據類型592.2.2S7-1200的基本數據類型基本數據類型2.2.3S7-1200實現控制的過程6001-OB是定義程序的結構。有些OB具有預定義的行為和啟動事件，但用戶也可以創建具有自定義啟動事件的OB。組織塊(OB)02-FC和FB是包含與特定任務或參數組合相對應的程序代碼。每個FC或FB都提供一組輸入和輸出參數，用于與調用塊共享數據。FB具有背景數據塊保存執行期間的值狀態。功能(FC)和功能塊(FB)03-DB是存儲程序塊可以使用的數據。數據塊(DB)在S7-1200中，CPU支持OB、FC、FB、DB代碼塊，使用它們可以創建有效的用戶程序結構1.代碼塊種類2.2.3S7-1200實現控制的過程61模塊化結構模塊化程序調用可執行特定任務的特定代碼塊。要創建模塊化結構，需要將復雜的自動化任務劃分為與過程的工藝功能相對應的更小的次級任務，每個代碼塊都為每個次級任務提供程序段，通過從另一個塊中調用其中一個代碼塊來構建程序。線性結構線性程序按順序逐條執行用于自動化任務的所有指令，通常線性程序將所有程序指令都放入用于循環執行程序的OB(OB1)中。用戶程序的執行順序是：從一個或多個在進入RUN模式時運行一次的可選啟動組織塊(OB)開始，然后執行一個或多個循環執行的程序循環OB。OB也可以與中斷事件（可以是標準事件或錯誤事件）相關聯，并在相應的標準或錯誤事件發生時執行。2.用戶程序的結構62ERROR燈紅色閃爍指示有錯誤，例如CPU內部錯誤、存儲卡錯誤或組態錯誤（模塊不匹配）。故障狀態，純紅色指示硬件出現故障。如果固件中檢測到故障，則所有LED閃爍STOP/RUN燈黃色常亮指示STOP模式，純綠色指示RUN模式，閃爍（綠色和黃色交替）指示CPU處于STARTUP模式。MAINT燈在每次插入存儲卡時閃爍，然后CPU切換到STOP模式。S7-1200CPU有以下三種工作模式：STOP模式、STARTUP模式和RUN模式。CPU前面的狀態LED指示當前工作模式。3.

CPU的三種工作模式和狀態燈指示2.2.3S7-1200實現控制的過程63（3）在RUN模式下，重復執行掃描周期。中斷事件可能會在程序循環階段的任何點發生并進行處理。處于RUN模式下時，無法下載任何項目。（1）在STOP模式下，CPU不執行任何程序，而用戶可以下載項目。（2）在STARTUP模式下，執行一次啟動OB（如果存在）。在RUN模式的啟動階段，不處理任何中斷事件。說明STOP/RUN黃色/綠色ERROR紅色MAIINT黃色斷電滅滅滅啟動、自檢或固件更新閃爍（黃色和綠色交替）-滅停止模式亮（黃色）--運行模式亮（綠色）--取出存儲卡亮（黃色）-閃爍-錯誤亮（黃色或綠色）閃爍-請求維護強制I/O需要更換電池（如果安裝了電池板）亮（黃色或綠色）-亮硬件出現故障亮（黃色）亮滅LED測試或CPU固件出現故障閃爍（黃色和綠色交替）閃爍閃爍CPU組態版本未知或不兼容亮（黃色）閃爍閃爍3.

CPU的三種工作模式和狀態燈指示2.2.3S7-1200實現控制的過程64RUN模式下的CPU執行任務3.

CPU的三種工作模式和狀態燈指示2.2.3S7-1200實現控制的過程任務實施assignment任務描述66如圖所示是PLC控制三相電動機正反轉示意圖，這里PLC選用西門子S7-1200CPU1215CDC/DC/DC。當按下正轉按鈕時，電動機正轉啟動；按下停止按鈕時，電動機停止運行；按下反轉按鈕時，電動機反轉啟動；電動機在一個方向運行時，無法啟動另外一個方向，必須要先停止運行。當熱繼電器信號動作時，電動機停止運行，并點亮故障報警燈，直至該信號復原時，故障報警燈才滅掉。任務描述任務要求1.能正確完成PLC控制的電氣接線和電動機的接線。2.能進行PLC的硬件配置和軟件編程，并進行調試控制電動機。3.能進行PLC的監控與故障診斷。2.2.4PLCI/O分配與外圍電路接線67輸入功能輸出功能I0.0停止按鈕（NC）Q0.0HL1/故障報警燈I0.1正轉按鈕（NO）Q0.1KA1/正轉繼電器I0.2反轉按鈕（NO）Q0.2KA2/反轉繼電器I1.1熱繼電器故障（NC）

選型從三相電動機正反轉的工藝出發，需要停止按鈕、正轉按鈕、反轉按鈕和熱繼電器故障信號作為PLC的輸入，故障報警燈、正轉繼電器和反轉繼電器則作為PLC的輸出，因此分配I/O如表所示，用來確定用戶的輸入為4個點、輸出為3個點，CPU1215CDC/DC/DC符合要求。-2022-注意事項在I/O分配表中的按鈕等信號加上NC（常閉）、NO（常開），這是因為按鈕、熱繼電器等元件同時具有常閉、常開觸點，用戶可以根據實際情況來選擇。除了緊急情況下，部分元件必須用NC觸點，一般情況下的元件輸入可以選擇NC和NO兩者中的任何一個。-2022-2.2.4PLCI/O分配與外圍電路接線68由于常用的電動機接觸器線圈是交流220V，因此需要要用中間繼電器進行過渡，如圖中的正轉繼電器KA1和反轉繼電器KA2，分別來控制正轉接觸器KM1和反轉接觸器KM2。PLC接線原理圖2.2.4PLCI/O分配與外圍電路接線69如圖所示是PLC實物連接圖，需要注意的是SB1停止按鈕和熱繼電器FR接的都是常閉觸點。PLC實物連接圖2.2.4PLCI/O分配與外圍電路接線70主電路圖主電路圖如圖所示，KM1和KM2應進行電氣硬件互鎖。Tip2.2.5PLC梯形圖編程71創建新項目，命名為“任務2.2”。并進行設備組態和CPU屬性設置。創建新項目1.定義PLC變量2.2.5PLC梯形圖編程72將本任務中的變量首先進行定義，在“<新增>”處輸入變量名稱，變量表選擇“默認變量表”，數據類型選擇“Bool”，地址輸入如圖所示。地址輸入需要選擇操作數標識符I、Q或M，地址和位號則根據變量的尋址方式來選擇，如停止按鈕為I0.0，則地址為0、位號為0。完成后的變量表如所示。1.定義PLC變量2.2.5PLC梯形圖編程73標題在梯形圖編程中，在程序段1的變量處可以直接點擊<???>處的符號，就會跳出變量列表。如這里選擇熱繼電器故障，直接點擊即可輸入。01變量輸入完成后的程序段1，既有自鎖電路、也包括了互鎖變量Q0.2。為閱讀方便，可以寫入程序段1的標題“正轉啟停”。如果標題不能清楚地表達含義，可以繼續在“注釋”中寫入更多程序釋義。02程序段12.梯形圖編程2.2.5PLC梯形圖編程74根據正反轉工藝運行情況，接下來要編寫的程序段2跟程序段1非常接近，只是變量不同而已，這時可以采用程序段復制和粘貼功能，即在程序段1處按右鍵進行菜單選擇。程序段的復制與粘貼2.梯形圖編程2.2.5PLC梯形圖編程75梯形圖解讀在熱繼電器、停止按鈕兩個信號未動作的情況，即常閉不動作，按下正轉按鈕，正轉自鎖運行，并與反轉形成信號互鎖。程序段1在熱繼電器、停止按鈕兩個信號未動作的情況，即常閉不動作，按下反轉按鈕，反轉自鎖運行，并與正轉形成信號互鎖。程序段2當熱繼電器信號動作，故障報警燈亮。程序段32.梯形圖編程2.2.6PLC調試與診斷76完成后的梯形圖程序可以按任務2.1進行編譯、下載，也可以直接點擊圖符進行直接下載。如果下載的PLC已經有程序，就會彈出裝載到設備前的軟件同步窗口。這是因為博途是把下載的源程序和PLC已有的程序做了對比。如果用戶確定需要修改時，并且改動過的編譯沒問題，就可以點擊“在不同步的情況下繼續”，將會覆蓋PLC原來的程序。程序編譯下載1.

PLC梯形圖調試2.2.6PLC調試與診斷77正轉運行時，只有程序段1處的Q0.1正轉繼電器動作；反轉運行時，只有程序段2處的Q0.2正轉繼電器動作；繼電器故障信號動作時，只有程序段3處的Q0.0指示燈亮。正轉運行1.

PLC梯形圖調試2.2.6PLC調試與診斷78反轉運行故障報警1.

PLC梯形圖調試2.2.6PLC調試與診斷79選擇“任務2.2→PLC_1[CPU1215CDC/DC/DC]→在線和診斷”，即進入在線訪問，如圖所示，共有診斷和功能兩個項目。若要在線訪問，還需要切換到“轉到在線”。2.

PLC診斷2.2.6PLC調試與診斷80當轉入在線界面后，即會出現跟傳統PLC運行開關的功能一樣的“CPU操作面板”，即在STOP狀態下（停止模式），用戶寫入的程序不能執行，但可以下載程序；在RUN模式（運行模式）下，此時用戶寫入的程序被執行。2.

PLC診斷2.2.6PLC調