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西門子S7-300模塊ES7315-2EH14-0AB0

數(shù)據(jù)/程序存儲(chǔ)器
從精細(xì)分級(jí)的各種CPU中挑選合適的CPU取決于集成作業(yè)存儲(chǔ)區(qū)的巨細(xì)。集成裝載存儲(chǔ)器（RAM）足以滿意中小型公司計(jì)劃。關(guān)于大型程序，經(jīng)過刺進(jìn)RAM或FEPROM存儲(chǔ)卡增大裝載內(nèi)存（64 KB到64 MB）。
特別功用
S7- 400 CPU有一些十分有用的特別功用：
從工程作業(yè)站經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)更新固件完成更簡略和迅速的晉級(jí)
經(jīng)過一個(gè)體系功用完成額定的寫維護(hù)（例如沒有從PC器材下載到CPU）
集成的路由功用答應(yīng)在不一樣總線體系和網(wǎng)絡(luò)問數(shù)據(jù)記載，例如操控級(jí)PC可以經(jīng)過S7 -400操控器與銜接在PROFINET或許PROFIBUS接口上的現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行通訊。
經(jīng)過讀取存儲(chǔ)卡的序列號(hào)取得維護(hù)，因而，確保了程序只與特定的存儲(chǔ)卡一同運(yùn)轉(zhuǎn)
集成的路由功用答應(yīng)在不一樣總線體系和網(wǎng)絡(luò)問數(shù)據(jù)記載，例如操控級(jí)PC可以經(jīng)過S7 -400操控器與銜接在PROFINET或許PROFIBUS接口上的現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行通訊。
S7-400 信號(hào)模塊
SIMATIC S7-400 信號(hào)模塊
描繪
信號(hào)模塊是操控器進(jìn)行進(jìn)程操作的接口。很多不一樣的數(shù)字量和模仿量模塊依據(jù)每一項(xiàng)使命的請(qǐng)求，精確供給輸入/輸出。數(shù)字量和模仿量模塊在通道數(shù)量、電壓和電流規(guī)模、電絕緣、確診和警報(bào)功用等方面都存在著不一樣。S7-400 信號(hào)模塊不僅是可以在中心機(jī)架拓展，而且可以經(jīng)過 PROFIBUS DP 銜接到 S7-400 中心操控器。支撐熱插拔，這使更換模塊變得簡略。
規(guī)劃和功用
裝置簡潔
經(jīng)過前銜接器銜接傳感器/履行器。更換模塊后，只需將前銜接器刺進(jìn)一樣類型的新模塊中，并保存本來的布線。前銜接器帶主動(dòng)編碼功用可防止發(fā)作過錯(cuò)。S7-400 也可以檢查前銜接器是不是已刺進(jìn)。
迅速銜接
SIMATIC TOP 銜接使銜接變得愈加簡略、迅速?？蛇\(yùn)用預(yù)先裝置的帶有單個(gè)電纜芯的前銜接器，和帶有前銜接器模塊、銜接線纜和端子盒的完好插件模塊化體系。
高拼裝密度
模塊中為數(shù)眾多的通道完成了節(jié)約空間的規(guī)劃。例如，可運(yùn)用帶有 16 至 32 個(gè)數(shù)字通道和 8 至 16 個(gè)模仿通道的模塊。
簡略參數(shù)設(shè)置
運(yùn)用 STEP 7 對(duì)這些模塊進(jìn)行組態(tài)和參數(shù)設(shè)置，而且不需要進(jìn)行不便利的變換設(shè)置。數(shù)據(jù)進(jìn)行會(huì)集存儲(chǔ)，假如更換了模塊，數(shù)據(jù)會(huì)主動(dòng)傳輸?shù)饺履K，防止發(fā)作任何設(shè)置過錯(cuò)。運(yùn)用新模塊時(shí)，無需進(jìn)行軟件晉級(jí)?？梢罁?jù)需要組態(tài)信息，例如用于規(guī)范機(jī)器。
確診、中止
很多模塊還會(huì)監(jiān)控信號(hào)采集（確診）和從進(jìn)程（進(jìn)程中止，例如邊緣檢查）中傳回的信號(hào)。這么便可對(duì)進(jìn)程中呈現(xiàn)的過錯(cuò)（例如斷線或短路）以及任何進(jìn)程事情（例如數(shù)字量輸入時(shí)的上升沿或下降沿）立刻做出反應(yīng)。運(yùn)用 STEP 7，即可輕松對(duì)操控器的呼應(yīng)進(jìn)行編程。在數(shù)字量輸入模塊上，每個(gè)模塊可以觸發(fā)多次中止。

SIMATIC S7-1500可以不使用任何附加模塊而在PLC中集成運(yùn)動(dòng)控制功能。通過PLCopen，該控制器提供
了標(biāo)準(zhǔn)化的塊，可用來連接模擬驅(qū)動(dòng)器和PROFIdrive驅(qū)動(dòng)器。運(yùn)動(dòng)控制功能支持轉(zhuǎn)速軸和定位軸以及
外部編碼器。
為了有效調(diào)試和快速優(yōu)化驅(qū)動(dòng)器和閉環(huán)控制器，SIMATIC S7-1500還針對(duì)所有CPU變量提供了廣泛的跟
蹤功能，既可用于實(shí)時(shí)診斷，又可用于不定時(shí)故障檢測。
除驅(qū)動(dòng)器功能外，S7-1500還提供了豐富的閉環(huán)控制功能，例如，可通過便于組態(tài)的塊來自動(dòng)優(yōu)化控制
參數(shù)以獲得佳控制質(zhì)量。
此外，還可利用工藝模塊來執(zhí)行高速計(jì)數(shù)、位置捕獲等功能，或針對(duì)24V直至200kHz的信號(hào)執(zhí)行測量。
集成了安全功能
與STEP7結(jié)合使用時(shí)，每個(gè)CPU都會(huì)提供基于密碼的知識(shí)保護(hù)，可防止未經(jīng)*而讀出并更改程序塊的
內(nèi)容。
復(fù)制保護(hù)加強(qiáng)了安全防護(hù)，防止未經(jīng)*而復(fù)制程序塊?？梢詫⒕唧w程序塊鏈接至存儲(chǔ)卡的序列號(hào)，
以便只有在將組態(tài)的存儲(chǔ)卡插到CPU中之后，才會(huì)執(zhí)行該程序塊。并且，控制器具有四個(gè)不同的安全訪
問級(jí)別，以便向不同用戶組分配不同的訪問權(quán)限。
由于操作保護(hù)得到改進(jìn)，因此，控制器可以檢測到數(shù)據(jù)更改或未經(jīng)*的組態(tài)數(shù)據(jù)傳輸。
以太網(wǎng)通信處理器(CP 1543-1)通過防火墻為用戶提供了附加訪問保護(hù)，并可建立安全VPN連接(V12SP1
及更高版本)。
設(shè)計(jì)與操作
所有SIMATIC S7-1500 CPU都配有一個(gè)顯示屏。通過該顯示屏，用戶可以讀取所連接的任何模塊的訂貨
號(hào)、固件版本和序列號(hào)等信息;另外，無需使用編程設(shè)備，即可在本地調(diào)整CPU的IP地址以及其它網(wǎng)絡(luò)
設(shè)置。
錯(cuò)誤消息以普通文本形式顯示在顯示屏上，從而有助于縮短停機(jī)時(shí)間。
所有
模塊采用統(tǒng)一的前連接器，集成式電壓跳線可形成靈活的電壓組，簡化了庫存。
由于S7-1500安裝導(dǎo)軌中集成了標(biāo)準(zhǔn)安裝導(dǎo)軌，可方便地安裝自動(dòng)熔斷器、繼電器等附加組件。
在集中配置中，可通過信號(hào)模塊對(duì)SIMATIC S7-1500控制器進(jìn)行擴(kuò)展。這樣，通過節(jié)省空間的擴(kuò)展，就
可以靈活適應(yīng)每種應(yīng)用。在將此款控制器推向市場時(shí)，市場上已有各種不同的模擬量和數(shù)字量模塊。
使用用于數(shù)字量信號(hào)模塊的系統(tǒng)電纜套件，可以快速、清晰地連接現(xiàn)場傳感器和執(zhí)行器(完全模塊化連
接，包括前連接器模塊、連接線和連接模塊以及在開關(guān)柜內(nèi)進(jìn)行簡便接線(靈活連接，包括帶有預(yù)組裝
的單線芯的前連接器。
另外，還為S7-1500提供了用于為模塊提供24V電壓的電源模塊以及為內(nèi)部模塊電路供電的系統(tǒng)電源。
通過用于ET 200MP I/O系統(tǒng)的IM 155-5 PROFINET接口模塊，可以使用多達(dá)30個(gè)信號(hào)、通信和工藝模塊
。這樣，S7-1500的組件和系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)也適用于分布式配置。無論模塊是在S7-1500控制器旁的一個(gè)集中
配置中運(yùn)行，還是在通過ET 200MP實(shí)現(xiàn)的分布式配置中運(yùn)行，在操作和系統(tǒng)功能方面，用戶都看不到
任何差別。在這兩種系統(tǒng)中采用的高性能背板總線都可縮短總線循環(huán)時(shí)間和響應(yīng)時(shí)間，即使對(duì)于大型
站配置以及很高的數(shù)量結(jié)構(gòu)，也是如此。

1）控制操作：在中心控制室能對(duì)被控設(shè)備進(jìn)行在線實(shí)時(shí)控制，如啟停某一設(shè)備，調(diào)節(jié)某些模擬輸出量的大小，在線設(shè)置PLC的某些參數(shù)等。
2）顯示功能：用圖形實(shí)時(shí)地顯示各現(xiàn)場被控設(shè)備的運(yùn)行工況，以及各現(xiàn)場的狀態(tài)參數(shù)。
3）數(shù)據(jù)管理：依據(jù)不同運(yùn)行參數(shù)的變化快慢和重要程度，建立生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)庫，存儲(chǔ)生產(chǎn)原始數(shù)據(jù)，供統(tǒng)計(jì)分析使用。利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和分析，得出一些有用的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，有利于優(yōu)化氧化溝的準(zhǔn)閉環(huán)控制，并把一些必要的參數(shù)和結(jié)果顯示到實(shí)時(shí)畫面和報(bào)表中去。
4）報(bào)警功能：當(dāng)某一模擬量（如電流、壓力、水位等）測量值超過給定范圍或某一開關(guān)量（如電機(jī)啟停、閥門開關(guān)）閥發(fā)生變位時(shí)，可根據(jù)不同的需要發(fā)出不同等級(jí)的報(bào)警。
5）打印功能：可以實(shí)現(xiàn)報(bào)表和圖形打印以及各種事件和報(bào)警實(shí)時(shí)打印。打印方式可分為：定時(shí)打印、事件觸發(fā)打印。
4 系統(tǒng)構(gòu)成及其布局
如果采用常規(guī)PLC集中控制方式，將現(xiàn)場信號(hào)通過電纜連接到集中控制室內(nèi)的PLC上，由于工藝線路長、現(xiàn)場控制點(diǎn)分布范圍廣，需要敷設(shè)大量的電纜及橋架，且現(xiàn)場環(huán)境惡劣、其施工難度非常大。鑒于此，采用了PROFIBUS現(xiàn)場總線技術(shù)，根據(jù)工藝劃分，系統(tǒng)共設(shè)了兩個(gè)主站、兩個(gè)子站、兩個(gè)操作員站。采用西門子的S7-300系列PLC，主站采用CPU315-2DP，其帶有一個(gè)DP通訊口和一個(gè)MPI口。子站采用通用性較好的ET200M遠(yuǎn)程模塊，用于現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集和控制，并借助PROFIBUS（工業(yè)現(xiàn)場總線），方便控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建立。其自控系統(tǒng)見圖2。
控制系統(tǒng)分為三個(gè)級(jí)別，即現(xiàn)場級(jí)、控制級(jí)、管理級(jí)。
（1）管理級(jí)
管理級(jí)集中監(jiān)控各個(gè)分站設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。管理級(jí)現(xiàn)場總線選擇PROFIBUS-FMS總線，兩臺(tái)安裝組態(tài)軟件的冗余服務(wù)器作為PROFIBUS-FMS現(xiàn)場總線的操作員站，安裝在控制室內(nèi)，可以同時(shí)收集現(xiàn)場數(shù)據(jù)。服務(wù)器采用WinCC組態(tài)軟件，并配有服務(wù)器軟件包選項(xiàng)。
（2）控制級(jí)和現(xiàn)場級(jí)
控制級(jí)主要功能是接收管理層設(shè)置的參數(shù)或命令，對(duì)污水處理生產(chǎn)過程進(jìn)行控制，將現(xiàn)場狀態(tài)輸送到管理層。根據(jù)本廠工藝流程和總平面布置，結(jié)合馬達(dá)控制中心MCC的位置和供配電范圍，按照控制對(duì)象的區(qū)域、設(shè)備數(shù)量，以就近采集和單元控制為劃分區(qū)域的原則，在進(jìn)水泵房、變電所設(shè)兩座現(xiàn)場主站PLC1、 PLC2。在加氯間、脫水機(jī)房設(shè)兩座現(xiàn)場子站，其中加氯間PLC1-1為進(jìn)水泵房PLC1的DP從站，脫水機(jī)房PLC2-1為變電所PLC2的DP從站。現(xiàn)場主站與現(xiàn)場子站之間采用PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線?，F(xiàn)場主站PLC1、PLC2分別由電源模塊PS 307、CPU315-2 DP模塊和通訊模塊CP343-5及相應(yīng)信號(hào)模塊SM組成?，F(xiàn)場子站采用ET200M遠(yuǎn)程單元，每個(gè)ET200M單元均由1個(gè)IMl53-2總線接口模塊和其它若干數(shù)字量、模擬量輸入輸出模塊組成。
進(jìn)水泵房現(xiàn)場主站PLC1監(jiān)控范圍為粗格柵、進(jìn)水泵房、細(xì)格柵、沉砂池等，其主要控制對(duì)象為粗細(xì)格柵間的粗細(xì)格柵及進(jìn)水電動(dòng)閘門、進(jìn)水泵房的污水提升泵、沉砂池的排砂裝置和砂水分離等設(shè)備，此外，還負(fù)責(zé)進(jìn)水水質(zhì)如pH、SS（濁度測量）等參數(shù)的在線檢測。其I/O配置為：DI＝144、DO＝48、 A1＝16。
加氯間現(xiàn)場子站PLC1-1監(jiān)控范圍為加氯間、接觸池，其主要控制對(duì)象為加氯消毒等設(shè)備，此外其還負(fù)責(zé)出水水質(zhì)如：余氯、COD、流量等參數(shù)的在線檢測。其I/O配置為：D1＝48、DO＝16、AI＝8。
變電所現(xiàn)場主站PLC2監(jiān)控范圍為厭氧池、氧化溝、回流及剩余污泥泵房、二沉池，主要完成對(duì)處理工藝參數(shù)的監(jiān)測控制，如對(duì)溶解氧、污泥濃度、pH值、 ORP值等參數(shù)的測控。對(duì)曝氣設(shè)備、攪拌設(shè)備、排水設(shè)備、污泥回流及剩余泵、刮泥機(jī)等進(jìn)行操作控制，以滿足對(duì)處理出水水質(zhì)的要求。其I/O配置為：DI＝224、DO＝8O、A1=24。
脫水機(jī)房現(xiàn)場子站PLC2-1監(jiān)控范圍為脫水機(jī)房、儲(chǔ)泥池，其主要控制對(duì)象為儲(chǔ)泥池的攪拌器、電動(dòng)閥門，脫水機(jī)房的進(jìn)泥泵、輸送機(jī)、濃縮機(jī)、加藥系統(tǒng)等設(shè)備。其I/O配置為：DI＝48、DO＝16、Al＝8。
5 系統(tǒng)軟件
計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)采用Microsoft Windows 2000 Professional中文版操作系統(tǒng)。歷史數(shù)據(jù)庫采用Microsoft SQLServer 2000中文版軟件。上位機(jī)監(jiān)控軟件采用GE公司的iFIX3.5組態(tài)軟件來實(shí)現(xiàn)。
1）操作系統(tǒng)軟件Windows 2000 Professional中文版操作系統(tǒng)提供了一個(gè)快速、高效的多用戶、多任務(wù)操作系統(tǒng)環(huán)境，是目前使用廣泛的工控操作系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器采用Windows2000 server中文版配合Microsoft SQL2000使用，用來保存歷史數(shù)據(jù)。各工作站均采用Windows 2000 Professional中文版操作系統(tǒng)。
2）iFIX3.5監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的開關(guān)量、狀態(tài)量、電量、模擬量的采集和處理，并顯示在主工作站的界面上；對(duì)一些污水處理廠重要的物理量如各個(gè)進(jìn)水泵的電流、頻率、出口壓力等都實(shí)時(shí)顯示在主上作站的主界面上，便于調(diào)度員及時(shí)掌握系統(tǒng)的運(yùn)行情況。
3）數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上安裝Microsoft SQL2000中文版數(shù)據(jù)庫軟件，用來儲(chǔ)存整個(gè)污水廠重要的歷史數(shù)據(jù)，通過iFIX3.5與 Microsoft SQL 2000的通訊來讀取歷史數(shù)據(jù)。單獨(dú)設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器可以避免因?yàn)橄到y(tǒng)局部故障導(dǎo)致歷史數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象的發(fā)生。
4）STEP7可以利用IEC-1131標(biāo)準(zhǔn)中八種編程語言中的6種（STL、LAD、FBD、CFC、SFC和SCL）進(jìn)行編程、本系統(tǒng)利用STEP7對(duì)西門子可編程序控制器進(jìn)行配置、編程。
6 結(jié)束語
用西門子S-300 PLC設(shè)計(jì)的自控系統(tǒng)在該污水處理廠投入使用以來，運(yùn)行至今系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠。設(shè)備具有調(diào)試簡單、操作方便、使用安全、效率高、故障率低，污水處理效果好的特點(diǎn)，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，同時(shí)由于軟硬件均采用模塊化結(jié)構(gòu)，方便了工程技術(shù)人員的安裝、調(diào)試和維修。

PLC采用循環(huán)執(zhí)行用戶程序的方式。OB1 是用于循環(huán)處理的組織塊（主程序），它可以調(diào)用別的邏輯塊，或被中斷程序（組織塊）中斷。

在起動(dòng)完成后，不斷地循環(huán)調(diào)用OB1，在OB1 中可以調(diào)用其它邏輯塊(FB, SFB, FC 或SFC)。

循環(huán)程序處理過程可以被某些事件中斷。

在循環(huán)程序處理過程中，CPU 并不直接訪問I/O模塊中的輸入地址區(qū)和輸出地址區(qū)，而是訪問CPU 內(nèi)部的輸入/輸出過程映像區(qū)（在CPU的系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)）用于 SIMATIC S7 的 SIMATIC TOP 連接：SIMATIC S7 I/O 模塊與傳感器/執(zhí)行器之間的接線是關(guān)系成本高低、配置、控制柜加工、購置和維修方便性的關(guān)鍵因素。通過 SIMATIC TOP connect 系統(tǒng)電纜連接技術(shù)，可簡便而快速地建立 SIMATIC S7-300/400 的可靠連接。使用 TIA Selection Tool，只需點(diǎn)擊鼠標(biāo)，即可組態(tài)從 SIMATIC S7 模塊到 I/O 的連接。程序會(huì)自動(dòng)檢查合理性，并生成所選連接組件的部件列表，隨后就可以在西門子工業(yè)產(chǎn)品網(wǎng)上商城中進(jìn)行訂購。設(shè)計(jì)：兩種布線形式可用于十分廣泛的控制柜設(shè)計(jì)：模塊化連接單獨(dú)插入每個(gè)組件。該系統(tǒng)包括：前連接器模塊連接電纜連接模塊，分為以下三種：基本模塊、信號(hào)模塊、功能模塊。從而可以幾乎排除連接錯(cuò)誤，并將安裝費(fèi)用降到。可系統(tǒng)性地連接 SIMATIC 系統(tǒng)。電纜按米銷售，并且電纜經(jīng)過預(yù)組裝或者可方便地進(jìn)行組裝，從而顯著降低連接電纜的組裝開銷。完全模塊化連接設(shè)計(jì)（以 16 通道為例）柔性連接包括：前連接器采用螺釘式或壓接式觸點(diǎn)單芯前連接器單芯線符合 UL/CSA 標(biāo)準(zhǔn)。藍(lán)色單芯線上有編號(hào)，分別連接到控制柜內(nèi)的各個(gè)元件上。單芯線上的編號(hào)與前連接器的針腳編號(hào)對(duì)應(yīng)。與常規(guī)單一布線方式相比，組裝成本節(jié)約 50%，因?yàn)楣潭ǜ鱾€(gè)線芯時(shí)，已在接頭上對(duì)它們進(jìn)行過檢查。因此，無需對(duì)每個(gè)模塊多達(dá)兩倍的 46 個(gè)線芯進(jìn)行復(fù)雜的預(yù)組裝。

本機(jī)集成14輸入/10輸出共24個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)?？蛇B接7個(gè)擴(kuò)展模塊，擴(kuò)展至168路數(shù)字量I/O點(diǎn)或35路模擬量I/O 點(diǎn)。13K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。6個(gè)的30kHz高速計(jì)數(shù)器，2路的20kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器。1個(gè)RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和通訊能力。I/O端子排可很容易地整體拆卸。是具有較強(qiáng)控制能力的控制器。

        本機(jī)集成14輸入/10輸出共24個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)，2輸入/1輸出共3個(gè)模擬量I/O點(diǎn)，可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊，擴(kuò)展值至168路數(shù)字量I/O點(diǎn)或38路模擬量I/O點(diǎn)。20K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，6個(gè)的高速計(jì)數(shù)器（100KHz），2個(gè)100KHz的高速脈沖輸出，2個(gè)RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和通訊能力。本機(jī)還新增多種功能，如內(nèi)置模擬量I/O,位控特性，自整定PID功能，線性斜坡脈沖指令，診斷LED，數(shù)據(jù)記錄及配方功能等。是具有模擬量I/O和強(qiáng)大控制能力的新型CPU。片面強(qiáng)調(diào)贈(zèng)送禮品來吸引消費(fèi)者

西門子S7-300模塊6ES7315-2EH14-0AB0

概述：

PLC順序控制系統(tǒng)的幾種簡易設(shè)計(jì)方法

引言

在生產(chǎn)機(jī)械的自動(dòng)控制領(lǐng)域，PLC順序控制系統(tǒng)的應(yīng)用量大面廣。然而，工藝不同的生產(chǎn)機(jī)械要求設(shè)計(jì)不同的控制系統(tǒng)梯形圖。目前，不少電氣設(shè)計(jì)人員仍然采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法來設(shè)計(jì)PLC順序控制系統(tǒng)，不僅設(shè)計(jì)效率低，容易出差錯(cuò)，而且設(shè)計(jì)階段難以發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，需要多次調(diào)試、修改才符合設(shè)計(jì)要。本文提出的4種簡易設(shè)計(jì)方法，能快速地一次設(shè)計(jì)成功PLC順序控制系統(tǒng)。

順序控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及設(shè)計(jì)思路

1．特點(diǎn)順序控制系統(tǒng)是指按照預(yù)定的受控執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作順序及相應(yīng)的轉(zhuǎn)步條件，一步一步進(jìn)行的自動(dòng)控制系統(tǒng)。其受控設(shè)備通常是動(dòng)作順序不變或相對(duì)固定的生產(chǎn)機(jī)械。這種控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)步主令信號(hào)大多數(shù)是行程開關(guān)（包括有觸點(diǎn)或無觸點(diǎn)行程開關(guān)、光電開關(guān)、干簧管開關(guān)、霍爾元件開關(guān)等位置檢測開關(guān)），有時(shí)也采用壓力繼電器、時(shí)間繼電器之類的信號(hào)轉(zhuǎn)換元件作為某些步的轉(zhuǎn)步主令信號(hào)。

為了使順序控制系統(tǒng)工作可靠，通常采用步進(jìn)式順序控制電路結(jié)構(gòu)。所謂步進(jìn)式順序控制，是指控制系統(tǒng)的任一程序步（以下簡稱步）的得電必須以前一步的得電并且本步的轉(zhuǎn)步主令信號(hào)已發(fā)出為條件。對(duì)生產(chǎn)機(jī)械而言，受控設(shè)備任一步的機(jī)械動(dòng)作是否執(zhí)行，取決于控制系統(tǒng)前一步是否已有輸出信號(hào)及其受控機(jī)械動(dòng)作是否已完成。若前一步的動(dòng)作未完成，則后一步的動(dòng)作無法執(zhí)行。這種控制系統(tǒng)的互鎖嚴(yán)密，即便轉(zhuǎn)步主令信號(hào)元件失靈或出現(xiàn)誤操作，亦不會(huì)導(dǎo)致動(dòng)作順序錯(cuò)亂。

2．設(shè)計(jì)思路本文提出的4種簡易設(shè)計(jì)方法都是先設(shè)計(jì)步進(jìn)階梯，在步進(jìn)階梯實(shí)現(xiàn)由轉(zhuǎn)步主令信號(hào)控制輔助繼電器得失電；然后根據(jù)步進(jìn)階梯設(shè)計(jì)輸出階梯，在輸出階梯實(shí)現(xiàn)由輔助繼電器控制輸出繼電器得失電。這4種設(shè)計(jì)法所設(shè)計(jì)的梯形圖電路結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的指令應(yīng)適用于大多數(shù)PLC機(jī)型，具有通用性。

由于各種PLC機(jī)型的編程元件代號(hào)及其編號(hào)不盡相同，為便于闡述，本文約定：所有梯形圖中的輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器（又稱內(nèi)部繼電器）的代號(hào)分別為：X、Y、M。設(shè)計(jì)中所用到的某些功能指令，如置位指令約定為S×，復(fù)位指令為R×；移位指指令為SR×。其中的“×”表示編程元件的編號(hào)，用十進(jìn)制數(shù)表示。用這些方法設(shè)計(jì)實(shí)際的控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)將編程元件代號(hào)和編號(hào)變換成所選用的PLC機(jī)型對(duì)應(yīng)的代號(hào)和編號(hào)。

圖1 順序控制流程

下面分別介紹各種設(shè)計(jì)方法。其中，前3種方法的設(shè)計(jì)依據(jù)都是圖1所示的順序控制流程。圖中，步1的轉(zhuǎn)步主令信號(hào)X0為連接啟動(dòng)按鈕的輸入繼電器（為簡明起見，后述的轉(zhuǎn)步主令信號(hào)均省去“輸入繼電器”幾個(gè)字，只提輸入信號(hào)），X1為原位開關(guān)信號(hào)，X2、X3、X4分別為步2、3、4的轉(zhuǎn)步主令開關(guān)信號(hào)。M1～M5分別為各步的受控輔助繼電器。Y1～Y4分別為各步受控的輸出繼電器。

一、逐步得電同步失電型步進(jìn)順序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)法

如圖2所示，這種設(shè)計(jì)方法是根據(jù)“與”、“或”、“非”的基本邏輯關(guān)系，設(shè)計(jì)成串聯(lián)、并聯(lián)或串、并聯(lián)復(fù)合的電路結(jié)構(gòu)。

圖2 逐步得電同步失電步進(jìn)順控梯形圖

1．步進(jìn)階梯的設(shè)計(jì)步進(jìn)階梯的結(jié)構(gòu)

如圖2a所示。步1的M1得電條件是受控機(jī)械原位開關(guān)X1處于壓合狀態(tài)（若受控機(jī)械有多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，則要求每個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的原位開關(guān)均處于壓合狀態(tài)），滿足原位條件后按起動(dòng)按鈕X0才能得電。M1得電后自鎖，并為步2提供步進(jìn)條件信號(hào)（M1的常開觸點(diǎn)）。步1的執(zhí)行動(dòng)作完成時(shí)觸發(fā)的行程開關(guān)信號(hào)X2作為步2的轉(zhuǎn)步條件信號(hào)。步2的M2的輸入滿足其步進(jìn)條件和轉(zhuǎn)步條件后得電自鎖，并為步3提供步進(jìn)條件信號(hào)。按此規(guī)律即可實(shí)現(xiàn)后續(xù)每一工作步輔助繼電器的得電和自鎖。停止步M5的步進(jìn)條件信號(hào)和轉(zhuǎn)步條件信號(hào)分別為：后一個(gè)工作步M4發(fā)出的步進(jìn)條件信號(hào)（M4的常開觸點(diǎn)）和該步動(dòng)作完成時(shí)所觸發(fā)的轉(zhuǎn)步信號(hào)X1。由于M5的得電信號(hào)令控制系統(tǒng)失電，所以M5的回路不自鎖，而且要將其常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在步1回路的左端。從步2起后續(xù)各個(gè)步的回路構(gòu)成分支回路。一旦M5得電便使整個(gè)系統(tǒng)失電。如不用分支回路的結(jié)構(gòu)，也可采用圖3所示的回路。即把M5常閉觸點(diǎn)分別串聯(lián)在每步輔助繼電器的回路上。應(yīng)該注意的是：無論工作步還是停止步，如果某步的轉(zhuǎn)步主令信號(hào)有多個(gè)，則應(yīng)將多個(gè)轉(zhuǎn)步主令信號(hào)互相串聯(lián)。

圖3 逐步得電同步失電梯形圖

2．輸出階梯的設(shè)計(jì)輸出階梯

如圖2b所示。其設(shè)計(jì)方法是：（1）在控制流程圖中，找出某輸出繼電器M在哪一步開始得電和在哪一步開始失電，以此確定其得電信號(hào)（步進(jìn)階梯中使M開始得電的輔助繼電器常開觸點(diǎn)）和失電信號(hào)（步進(jìn)階梯中使M開始失電的輔助繼電器常閉觸點(diǎn)）；（2）將得電信號(hào)、失電信號(hào)和受控輸出繼電器線圈串聯(lián)。如果某個(gè)輸出繼電器在一個(gè)工作循環(huán)中多次得電失電，則將每次得失電的串聯(lián)信號(hào)互相并聯(lián)即可。例如，圖1中輸出繼電器Y1要求在步1和步3得電，在其余步失電。在圖2b畫其控制回路時(shí)，將圖1所示的一次得電信號(hào)M1和一次失電信號(hào)M2串聯(lián)，第二次得電信號(hào)M4和第二次失電信號(hào)串聯(lián)，然后將二者并聯(lián)起來，再與Y1的線圈串聯(lián)便構(gòu)成Y1的控制回路。其余依此類推。

二、逐步得電逐步失電型步進(jìn)順序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)法

1．步進(jìn)階梯設(shè)計(jì)

按圖1所示的控制流程，采用逐步得電逐步失電型順序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)的步進(jìn)階梯如圖4a所示，其電路結(jié)構(gòu)與圖3的不同點(diǎn)之一是每步的失電由下一步輔助繼電器的常閉接點(diǎn)控制；之二是步1回路必須串聯(lián)步2至后工作步4的輔助繼電器常閉觸點(diǎn)。以防電路工作時(shí)，因誤操作再次起動(dòng)而導(dǎo)致控制順序錯(cuò)亂。其余的電路結(jié)與圖3相同。

2．輸出階梯設(shè)計(jì)輸出階梯如圖4b所示，輸出繼電器的控制回路根據(jù)控制流程直觀確定。例如，輸出繼電器Y1要求在步1、3得電，則將步1、3的輔助繼電器M1、M3的常開觸點(diǎn)并聯(lián)，再與Y1的線圈串聯(lián)即可。其余輸出繼電器的控制回路構(gòu)成方法與此相同。