情境4：运料小车的PLC控制 4.1任务资讯 4.2任务分析 4.3任务决策 4.4任务计划 4.5任务实施 4.6评价提高 S7-200

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4.1任务资讯 在企业的生产车间，运料小车用于自动地将料从一个地点送到另一个地点，这实际上就是电动机的正反转在工农业生产中的具体应用。

4.1.1任务目标 序号 类别 目标 一 知识点 1.可编程控制器指令的寻址方式 2.顺控指令及应用 3.顺序程序设计法 4.功能流程图 二 技能 1.PLC安装连线 2.编程软件的熟练应用 3.利用顺控指令编程 4.步进程序的调试 5.电气设备的正确操作 三 职业素养 1.学生的沟通能力及团队协作精神 2.良好的职业道德 3.质量、成本、安全、环保意识

4.1.2PLC指令寻址方式 编程软元件的寻址涉及两个问题，一是某种可编程控制器设定的编程元件的类型及数量，不同厂家、不同型号的PLC所含编程元件的类型、数量及命名标示法都可能不一样。二是该种PLC存储区的使用方式，即寻址方式。寻址方式包括立即数寻址、直接寻址和间接寻址。

1.立即数寻址 立即数寻址实质上是常数的使用方式，一定长度的存储单元能存储一定的表达形式的数字范围是有限的。 CPU以二进制方式存储常数，常数也可以用十进制、十六进制、ASCII码或浮点数形式来表示。

2.直接寻址 直接寻址实质上是存储单元的使用方式，也涉及存储数据的类型及长度。存储的数据是逻辑量的“是”或“非”时，只占用存储单元的一位。为了合理地使用存储器，各种PLC的存储单元都做到了既可以位的形式使用，也可按字节、字及双字使用。

（a）位地址表示方式；（b）对应的位置

3.间接寻址 间接寻址是指使用地址指针来存取存储器中的数据。使用前，首先将数据所在单元的内存地址放入地址指针寄存器中，然后根据此地址存取数据。S7-200CPU中允许使用指针进行间接寻址的元器件有I，Q、V、M、S、T、C。

4.1.3顺控指令 梯形图程序的设计思想也和其他高级语言一样，应该首先用程序流程图来描述程序的设计思想，然后再用指令编写出符合程序设计思想的程序。梯形图程序常用的一种程序流程图叫程序的功能流图，使用功能流程图可以描述程序的顺序执行、循环、条件分支，程序的合并等功能流程概念。顺序控制指令可以将程序功能流程图转换成梯形图程序，功能流程图是设计梯形图程序的基础。

1.功能流程图简介 功能流程图是按照顺序控制的思想根据工艺过程，将程序的执行分成各个程序步，每一步有进入条件、程序处理、转换条件和程序结束等四部分组成。通常用顺序控制继电器位S0.0~S31.7代表程序的状态步。一个三步循环步进的功能流程图如图所示，该图中1，2，3分别代表程序3步状态，程序执行到某步时，该步状态位置1，其余为0，步进条件又称为转换条件，有逻辑条件、时间条件等步进转换条件。

循环步进功能流程图循环条件1步1处理启动信号等待启动2步2处理步进条件13步3处理步进条件2

2.顺序控制指令 顺序控制用3条指令描述程序的顺序控制步进状态，指令格式见表。 (1)顺序步开始指令(LSCR) 顺序控制继电器位Sx.y=1时，该程序步执行。 (2)顺序步结束指令(SCRE) SCRE为顺序步结束指令，顺序步的处理程序在LSCR和SCRE之间。 (3)顺序步转移指令(SCRT)使能输入有效时，将本顺序步的顺序控制继电器位清零，下一步顺序控制继电器位置1。

表 顺序控制指令格式 LAD STL 功能 LSCR Sx.y 步开始 SCRT Sx.y 步转移 SCRE 步结束

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4.2任务分析 小车一个工作周期的动作要求如下： (I)按下启动按钮SB(I0.0)，小车电机正转(Q1.0)，小车第一次前进，碰到限位开关SQ1(I0.1)后小车电机反转(Q1.1)，小车后退。 (2)小车后退碰到限位开关SQ2(I0.2)后，小车电机M停转。停5s后，第二次前进，碰到限位开关SQ3(I0.3)，再次后退。 (3)第二次后退碰到限位开关SQ2(I0.2)时，小车停止。

图 小车自动往返工况示意图

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4.3任务决策 方案1:使用触点线圈指令设计； 方案2：使用置位复位指令分步设计； 方案3：使用顺控指令分步设计；

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4.4任务计划 整个项目计划书主要包含以下几个方面内容：项目设计、材料准备、项目实施、项目验收。

4.4.1硬件设计 输入电路由起动按钮SB，限位开关SQ1、SQ2、SQ3组成。 2.输出电路 1.输入电路 输入电路由起动按钮SB，限位开关SQ1、SQ2、SQ3组成。 2.输出电路 输出电路由正向控制接触器KM1和反向控制接触器KM2组成。 3.电源 使用220V、50HZ的交流电，接在L+、M端。图中输入侧的直流电源由PLC提供，而输出侧的直流电源需另配备。

4.4.2PLC资源分配 表5-8 运料小车的控制编程元件分配表 类别 地址 作用 输入器件 I0.0 启动 I0.1 中间限位开关 表5-8 运料小车的控制编程元件分配表 类别 地址 作用 输入器件 I0.0 启动 I0.1 中间限位开关 I0.2 左限位开关 I0.3 右限位开关 输出器件 Q1.0 电机正转 Q1.1 电机反转 内部器件 M10.0 准备状态 M10.1 第一次前进状态 M10.2 第一次后退状态 M10.3 延时第一次前进状态 M10.4 第二次前进状态 M10.5 第二次后退状态 T37 5s定时器

4.4.3时间进度管理甘特图：

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4.5任务实施 4.5.1硬件安装 （1）将PLC与热源、高电压和电子噪声隔离开 ； （2）为接线和散热留出适当的空间 （3）电源定额 （4）接地和接线 （5）感性负载设计

4.5.2软件编程 方案1：针对第一次前进、第一次后退、第二次前进、第二次后退列写启保停电路梯形图。为此编写梯形图如5-16。图中PLC“记住”第二次前进的“发生”，以M10.2作为第二次前进继电器。图中将两次后退综合到一起了，还增加了前进与后退继电器的互锁。选定时器T37控制小车第一次后退在SQ2处停止的时间。

图 小车往返控制方案一梯形图

方案2的梯形图 用复位置位指令结合一些辅助继电器建立一些对程序段选择的开关实现对程序段的选择。具体的编程思路是，将整个控制过程分成几个步骤，即：准备，第一次前进，第一次后退，第二次前进，第二次后退，并用辅继电器M10.1~M10.5表示它们，再辅以置位、复位指令，使各步骤中的控制动作限定在M10.1~M10.5 分别顺序接通的控制过程中，这样SQ1在两次前进中，SQ2在两次后退过程中所起作用

图 小车往返控制方案二梯形图

方案3 使用顺控指令，则可以更加规范地编程序。 等待启动信号 ：

第一次前进

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4.6评价提高 4.6.1评价验收 依据国家标准对工程进行验收，验收过程可以分为几个小组，当一个小组担当工程实施施工队伍，而另一组的将做为监理队伍实施全过程监理。有依据工程建设标准的模板设计的表格，针对上述施工的项目，对应相应的条目，进行施工质量的验收。

4.6.2总结 1.可编程控制器寻址方式有三种。 2.PLC的顺控指令可以方便地实现步进编程。 3.运料小车的控制方案各有所长。

4.6.3提高 试用顺控指令设计流水灯控制程序。