第6章 液压系统的 PLC控制
6.1 PLC和继电器-接触器的比较
PLC是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物，是在顺序控制
器与微机控制器的基础上发展起来的，是一种以微机处理器为核心的用作数字控制的专用工业控制机。PLC和传统的继电器-接触器控制系统比较，具有可靠性高，逻辑功能强，体积小，可现修改程序，具有远程通信联网功能，易于与计算机接口，能对模拟量进行控制，具备高速计数与位控等高性能模块等优异性能。而且非计算机专业人员也能掌握运用
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6.2 选择PLC产品 6.3 PLC系列产品介绍
6.3.1 PLC品牌系列
6.3.1.1 OMRON系列
OMRON公司的SYSMAC C系列可编程控制器包括最大I/O点数在140点以下的C20P，C20等微型PLC；最大I/O点数在480以下的C120，C200H等小型紧凑式配置PLC；I/O点数在1024点的C1000H等中型PLC；I/O点数在2048点的C2000H等大型PLC。OMRON系列可编程控制器原是采用美国MOTOROLA公司微处理器芯片开发的产品，将其用于控制过程时，系统设计和软件开发各有特殊风格，此处仅介绍C200H。
C200H系统存储方式是将系统存储器、用户存储器、数据存储器和实际输入输出接口、功能模板等，统一按绝对地址形成组成系统。将计算机物理内存与逻辑名称建立起一一对应关系，如I/O继电器对应输入输出设备的映象寄存器。其指令系统十分丰富，共有145条指令，不仅支持梯形图逻辑，还支持比较复杂的算术运算、子程序和中断等功能非常接近计算机的汇编语言。在进行控制系统设计时，从硬件、I/O配置、软件框架到设备之间的时序关系均需用户自行规划和考虑，因此这种设计方法只适用于小型PLC控制系统。 6.3.1.2 AB系列
20世纪80年代中期，将AB公司的大型控制器PLC-3和小型控制器PLC-5/15，PLC-5/25配合使用，在高速链路规约DH+、DH下，构成集中控制网
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络，成为许多大型工程的选择。90年代，AB公司使用代号为1785的普通系列产品PLC-5/20，PLC-5/40，PLC-5/80，和具有太网功能的产品PLC-5/20E，PLC-5/40E，PLC-5/80E，构成三级控制网络形式的可编程控制器系列产品，一度成为市场主流。20世纪90年代中期以来，AB公司的产品有两个发展趋势：第一，PLC机型向大型小型及微小型方向发展；第二，注意提高网络信息的实时性能，发展了网络控制。 6.3.1.3 SIMATIC系列
SIMATICS7家族可编程控制器是西门子公司于1995年年底推出的新一代产品，在性能、体积、重量、指令系统、运行速度等方面较过去有了全面的提高。
S7-200可编程控制器和其它可编程控制器比较，软硬件设计先进，使用了高品质材料和电子器件，具有更高的可靠性和更丰富的性能，硬件体积小，重量轻，安装方便，维护容易，采用固定式结构结合模块式扩展的机构方式，具有很好的经济性和更强的适用性。
从某种意义上说，SIMATIC S7系列PLC代表了现代可编程控制器发展的方向。
6.3.2 选择本设计的PLC产品
通过对PLC产品的分析，考虑到西门子公司SIMATICS7系列编程性能好，本设计选择德国西门字公司生产的S7-200。
6.4 S7-200的硬件组成
S7-200是以固定机构的基本单元为主，并可选用开关量，模拟量等扩展单元组成的系统。具有工作环境要求低，功耗低，体积小，安装方便等特点。
S7-200硬件还包括：专用的手持式编程器和显示器，操作面板等外围设备及电缆、安装导轨等附件。
6.4.1 基本单元
S7-200基本单元包括：CPU，电源，I/O，通讯接口等。根据基本单元上输入输出点的数量进行PLC型号的选择。
6.4.2 确定系统的总点数
输入（启动按钮，定位夹紧钮，松开拔销钮，压力继电器开关，快进行程开关，工进行程开关，终点复位行程开关），共28个点。
输出（1钻头快进电磁铁，2钻头快进电磁铁，1扩头快进电磁铁，2扩头快进电磁铁，探测快进电磁铁，1攻丝快进电磁铁，2攻丝快进电磁铁，1钻头工进电磁铁，2钻头工进电磁铁，1扩头工进电磁铁，2扩头工进电磁铁，1攻丝工进电磁铁，2攻丝工进电磁铁，1钻头快退电磁铁，2
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钻头快退电磁铁，1扩头快退电磁铁，2扩头快退电磁铁，探测快退电磁铁，1攻丝工退电磁铁，2攻丝工退电磁铁，1攻丝快退电磁铁，2攻丝快退电磁铁，松开拔销电磁铁，定位夹紧电磁铁，油泵电机电磁接触器，1、2钻头电动机电磁接触器，1、2扩头电动机电磁接触器，1、2攻丝电机电磁接触器），共31个点。
6.4.3 确定PLC的型号
选用CPU226，为13，11/8，8，它有24个输入点，16个输出点，已经算是有很多的I/O数的CPU了，但还是不够用，尚缺4个输入点，15个输出点，得扩展一个模块。
扩展一个8，8/4，4，8的模块EM223 24VDC输入/继电器输出。
6.4.4 CPU及工作方式
S7-200的CPU在基本单元内，它是S7-200的“大脑”，包括位处理器，内部管理程序存储器，用户程序存储器，数据存储器及其它控制电路。S7-200的CPU采用了最新的软硬件技术，设计先进，CPU的功能灵活，处理速度快。
CPU的工作方式有停机方式和运行方式两种：
（1）STOP方式（停机方式）：在该状态下，可把用户程序装入PLC的用户程序存储器，数据送入，改变配置等操作。
（2）RUN方式（运行方式）：PLC执行用户程序
S7-200使用24VDC或120/230VAC两种供电电源。在基本单元内部采用开关电源，具有耗电低，适应电压范围宽和整机体积小，重量轻等特点。
外部供电电源接在基本单元上端子排右侧的三个接线端上，S7-200基本单元下端子排右侧的两个接线端子，对外提供一个24V直流电源。
6.4.5 I/O及状态显示
基本单元上部接线端子排左侧起为输出接线端子，下部接线端子排左侧起为输入接线端子，I/O状态显示区在基本单元下部。
6.4.6 扩展单元
基本单元通过右侧的扩展口与扩展单元左的扩展口，用总线连接器连接。扩展单元间的连接通过上一个扩展单元右侧的扩展接口，与下一个扩展单元右侧扩展接口，用总线连接器连接。总线连接器是扩展单元的标准附件。
扩展单元内部+5VDC工作电流由基本单元提供，通过总线连接器，基本单元向扩展单元提供+5VDC的内部工作电流。
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6.4.7 S7-200的地址分配方法
是采用循环扫描方法。在每次扫描的第一步读入输入信号的状态，存入指定的存储区域，然后执行用户程序，将执行结果存入指定区域，最后传给输出执行控制。这样，各个开关量I/O与存储区域需定义和分配地址，实现一一对应。
I/O信号存放的区域在S7-200的数据空间中，数据空间由数据存储器和数据目标存储器组成。开关量输入存入数据存储区域的输入映象寄存器（区定义为：I），开关量输出（OUTPUT）存放在数扩展单元据存储中的输出映象寄存器（区定义为：O）。
模拟量的存储器在模拟量扩展单元中，属于数据目标存储器，在PLC运行时即时读模拟量输入和写模拟量输出，并完成模拟量现实值（如电压，电流）与反映该现实值的数据量（二进制数）之间的模/数，数/模转换。在CPU工作进给到执行用户程序时，根据用户程序CPU对模拟量存储器读写数据。
模拟量输入存入数据目标存储器中的模拟量输入区（区定义为：AI），模拟量输出存入数据目标存储器中的模拟量输出区（区定义为：OI）。
6.5 PLC的编程
6.5.1 PLC的编程思想
可以用设计继电器电路图的方法来设计较简单的梯形图，即在一些典型电路的基础上，根据被控对象对控制系统的要求，不断的修改和完善梯形图。有时需要多次反复的调试和修改梯形图，增加一些中间编程元件和触点，最后才能得到一个满意的结果。
这种方法没有普遍的规律可循，具有很大的试探性和随意思性，最后的结果不是唯一的，设计所用的时间、设计的质量和设计者的经验有很大关系，所以有人把这种方法叫经验设计法。
而所谓顺序控制，就是按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间的顺序，在生产过程中各个执行机构自动有秩序的进行操作。使用顺序控制设计发时，首先根据系统的工艺过程，画出顺序功能图，然后根据顺序功能图画出梯形图。
本系统即采用经验设计法。即以先设计出的电气控制原理图为基础，对应的将其中间继电器J改成中间寄存器M，将其中的按钮SB，行程开关S，压力继电器YJ该成对应的输入接口I，将其中的换向阀的各电磁铁CT和
本系统即采用经验设计法。即以先设计出的电气控制原理图为基础，对应的将其中间继电器J改成中间寄存器M，将其中的按钮SB，行程开关S，压力继电器YJ该成对应的输入接口I，将其中的换向阀的各电磁铁CT和 电动机KM改成相应的输出Q，PLC程序的雏形就诞生了。然后在此基础上进
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