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PLC应用系统的软件设计步骤
根据可编程序控制器系统硬件结构和生产工艺要求,在软件规格说明书的基础上,编制实际应用程序并形成程序说明书的过程就是应用系统的软件设计。
1. 制定设备运行方案
制定方案就是根据生产工艺的要求,分析各输入、输出与各种操作之间的逻辑关系,确定需要检测的量和控制的方法,并设计出系统中各设备的操作内容和操作顺序。据此便可画出流程图。
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编写程序
根据被控对象的输入输出信号及所选定的PLC型号分配PLC的硬件资源,为梯形图的各种继电器或接点进行编号,再按照软件规格说明书(技术要求、编制依据、测试),用梯形图进行编程。
5. 软件测试
刚编写好的程序难免有缺陷或错误。为了及时发现和消除程序中的错误和缺陷,需要对程序进行离线测试。经调试、排错、修改及模拟运行后,才能正式投入运行。
6. 编制程序使用说明书
当一项软件工程完成后,为了便于用户和现场调试人员的使用,应对所编制的程序进行说明,说明书应包括程序设计的依据、结构、功能、流程图,各项功能单元的分析,PLC的IO信号,软件程序操作使用的步骤、注意事项等。
PLC应用系统设计实例
机械手控制系统设计
1. 工艺过程及控制要求
1) 工艺过程
图6.1所示为一简易物料搬运机械手的工艺流程图。该机械手是一个水平垂直位移的机械设备,其操作是将工件从左工作台搬运到右工作台,由光耦合器VLC来检测工作台上有没有工件。机械手通常位于原点,它的动作全部由气缸驱动,而气缸则由相应的电磁阀控制。其中,上升下降和左移右移分别由双线圈二位电磁阀控制,放松夹紧由一个单线圈二位电磁阀(称为夹紧电磁阀)控制。
2) 控制要求
机械手整个搬运过程要求都能自动控制。在启动过程中能切换到手动控制及自动控制或半自动控制(又称单周期控制),以便对设备进行调整和检修。图6.2是机械手控制系统的逻辑流程图。系统启动之前,机械手处于原始位置,条件是机械手在高位﹑左位。
2. 可编程序控制器选型
1) 硬件配置
系统输入信号有3个启动按钮,4个限位开关,5个手动输入信号,1个有工件检测信号,共计14个数字量输入信号;输出信号有机械手上升下降驱动信号﹑左移右移驱动信号和机械手夹紧驱动信号,共有5个数字量输出信号。不需模拟量模块,选择S7-300系列的CPU313,加上数字量输入模块SM321及输出模块SM322就可以满足要求,而且还有一定的裕量。
2) IO地址分配
将14个输入信号、5个输出信号与PLC的IO端一一对应,编排好地址,
其它地址分配
(1) 夹紧定时器T1,定时5 s;
(2) 放松定时器T2,定时5 s;
(3) 自动方式标志M0.0;
(4) 单动方式标志M0.1;
(5) 手动方式标志M0.2;
(6) 结束标志M0.5。
3. 机械手程序设计
1) 逻辑功能块(子程序)
逻辑功能块包括两个部分:自动方式或单动方式控制(FC10)和手动方式控制(FC11)。
(1) 自动方式或单动方式控制(FC10)的具体程序(梯形图表示)如图6.3所示。
(2) 手动方式控制(FC11)的具体程序(梯形图表示)如图6.4所示。
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