西门子S7-1200步进顺序控制编程方法初探

西门子 S7-1200步进顺序控制编程方法初探

罗敏

襄阳技师学院 441021

摘要：顺序控制是自动化控制系统中较常见的一种控制形式，西门子S7-1200系列PLC中没有专用的顺控指令，设计者可以利用PLC内部铺助继电器，按照步进顺序控制的要求，采用“起保停编程法”或“置位复位编程法”等编程方法，用普通的梯形图来设计满足顺序控制要求的程序。

关键词：顺序控制、顺序功能图、步、步的转移、顺控梯形图

目前西门子小型PLC逐渐使用S7-1200系列PLC，该系列PLC具有模块化、结构紧凑、功能全面等特点。S7-1200没有顺序控制专用的指令和软元件，无法使用专用的顺控指令和顺控继电器编写顺序控制程序。通过反复实践和多次应用，笔者发现只要理清了顺序控制的思路，按照步进顺序控制的要求把设备的各种状态及转移关系罗列清楚，利用PLC辅助继电器，使用梯形图来编写程序也能达到顺序控制目的。

用普通梯形图编写顺序控制的方法有很多，本文重点介绍“起保停编程法”和“置位复位编程法”两种基本方法。

一、顺序功能图的基本形式和要素

在PLC编程中常用顺序功能图来表达顺序控制系统的动作顺序，常用的顺序功能图分为单一顺序、选择性顺序和并行性顺序三种形式，顺序功能图的构成一般由以下几个要素组成，：

1.矩形框：表示顺序控制的各个步，实际编程中各步的控制位一般采用M元件的若干个连续的位状态表示；

2.有向连线：连接相邻的两个步，连线箭头的方向表示步转换的方向；

3.转换条件：有向连线上的短横线表示步与步之间转换，转换的条件在短横线旁标出，一般用I区的外部输入信号或定时器/计数器的输出触点来表示；

4.步的动作：说明各步需要完成的动作，主要为Q区的输出信号。

二、梯形图编写顺序控制程序的方法

在实现西门子S7-1200步进顺序控制功能时，可采用“起保停编程法”和“置位复位编程法”来编写梯形图程序，对应的梯形图如图1所示。图中S表示各步的控制位（S_i-1为上一步、S_i为当前步、S_i+1为下一步）；C为各步的转换条件（C_i为S_i-1步转换条件、C_i+1为S_i步转换条件）；B为各步执行的动作（B_i为当前步动作、B_i+1为下一步动作）。

（a）起保停编程法 （b）置位复位编程法

图1 顺序功能图的梯形图编程

三、顺序控制程序的编程举例

某组合机床动力头的运动过程分为三种状态：快进—工进—快退，其动作过程如下：

（1）动力头在初始位置（SQ3）时按下启动按钮后，动力头快速前进；

（2）动力头快进碰到SQ1后，以工进速度前进；

（3）动力头工进碰到SQ2后，快速退回；

（4）动力头快退碰到SQ3后停止，完成一个工作循环。

（一）顺序控制编程的基本步骤

1.分析控制要求，将控制过程分成若干个工作步，明确每个工作步的功能，弄清步的转换是单向进行还是多向进行，确定步的转换条件，必要时可画出控制的工作流程图（如图2（a）所示）。

2.为每个步设计控制位，控制位最好使用位存储器的若干个连续位。如果采用定时器/计数器的输出作为转换条件，则应为其指定输出位。

3.确定所需输入和输出点的个数，选择PLC机型，分配PLC的I/O信号，列出I/O分配表。

4.在以上基础上画出控制过程的顺序功能图（如图2（b）所示）。

5.根据顺序功能图编写相应的PLC梯形图程序。

（a）工作流程图 （b）顺序功能图

图2 组合机床动力头动作流程图

（二）顺序控制梯形图的编写

1.用起保停法编写顺序控制梯形图

表1 组合机床动力头控制程序（起保停法）

2.用置位复位法编写顺序控制梯形图

表2 组合机床动力头控制程序（置位复位法）

编写顺序控制程序，最重要的是要抓住顺序控制中步的转换，即只有活动步的动作才能被执行；当前步为活动步且满足转换条件时，当前步转换到下一步，并关闭当前步。只要理清了顺序控制的思路，灵活使用PLC的基本指令反复实践，就一定能编写出满足工艺要求的控制程序。

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