項(xiàng)目五PLC功能模塊應(yīng)用【項(xiàng)目導(dǎo)讀】PLC功能模塊有模擬量I/O模塊、溫度模塊、高速脈沖計(jì)數(shù)模塊、位置控制模塊、通信模塊等，以及一些功能擴(kuò)展板。功能模塊通過(guò)擴(kuò)展總線電纜直接連接到PLC基本單元，或者連接到其他特殊模塊或擴(kuò)展單元的右邊。西門(mén)子S7-200SMART系列PLC提供了豐富的功能模塊，現(xiàn)以CPUSR40為例，講述PLC模擬量、通信的功能設(shè)置和編程應(yīng)用。【學(xué)習(xí)目標(biāo)】認(rèn)識(shí)和理解模擬量及通信模塊的接線及設(shè)置。深刻理解模擬量模塊的尋址。掌握模擬量模塊的編程應(yīng)用。掌握PLC通信設(shè)置及編程應(yīng)用。綜合應(yīng)用模擬量模塊及PLC進(jìn)行電熱水爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并完成調(diào)試?！舅刭|(zhì)目標(biāo)】培養(yǎng)辯證思維和大局觀。培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技能的主動(dòng)性和意識(shí)。培養(yǎng)工程意識(shí)（如安全生產(chǎn)意識(shí)、質(zhì)量意識(shí)、經(jīng)濟(jì)意識(shí)和環(huán)保意識(shí)等）。培養(yǎng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)搜集資料、獲取相關(guān)知識(shí)和信息的能力。培養(yǎng)良好的職業(yè)道德和精益求精的工匠精神。【思維導(dǎo)圖】目錄01電熱水爐溫度控制02供料單元與倉(cāng)儲(chǔ)單元的以太網(wǎng)通信電熱水爐溫度控制任務(wù)一任務(wù)分析圖5-1所示為電熱水爐溫度控制示意圖，要求當(dāng)水位低于低液位開(kāi)關(guān)時(shí)打開(kāi)進(jìn)水電磁閥加水，當(dāng)水位高于高液位開(kāi)關(guān)時(shí)關(guān)閉進(jìn)水電磁閥，停止加水；當(dāng)水位高于低液位開(kāi)關(guān)時(shí)，打開(kāi)電源控制開(kāi)關(guān)開(kāi)始加熱，當(dāng)水燒開(kāi)時(shí)，停止加熱并保溫。相關(guān)知識(shí)—A/D轉(zhuǎn)換EMAM06為6通道12位模擬量I/O模塊，D/A轉(zhuǎn)換是將離散的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，而A/D轉(zhuǎn)換是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。將EMAM06模擬量I/O模塊連接在S7-200SMART系列PLC上，可以實(shí)現(xiàn)電壓輸入、電流輸入、電壓輸出、電流輸出。相關(guān)知識(shí)—A/D轉(zhuǎn)換（1）EMAM06模塊的輸入、輸出信號(hào)可以是?10～+10V的直流電壓，也可以是4～20mA的直流電流。（2）EMAM06模塊的報(bào)警組態(tài)可以針對(duì)所選通道選擇是啟用還是禁用，共有以下4種類型的報(bào)警：超出上限、超出下限、斷線（僅限電流通道）、短路（僅限電壓通道）。若啟用了以上功能，當(dāng)達(dá)到報(bào)警條件時(shí)，EMAM06模塊的紅燈常亮。（3）A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換時(shí)，模擬量和數(shù)字量之間有對(duì)應(yīng)關(guān)系，PLC內(nèi)部用數(shù)值表示外部的模擬量信號(hào)，兩者之間有一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，這個(gè)關(guān)系就是模擬量-數(shù)字量的換算關(guān)系。相關(guān)知識(shí)—A/D轉(zhuǎn)換（4）EMAM06模塊接線如圖所示相關(guān)知識(shí)—A/D轉(zhuǎn)換（4）EMAM06模塊接線如圖所示任務(wù)實(shí)施I0.0接高液位開(kāi)關(guān)，I0.1接低液位開(kāi)關(guān)，Q0.0接進(jìn)水電磁閥，Q0.1接加熱電阻。溫度信號(hào)接入EMAM06模塊。選擇I/O設(shè)備，分配I/O地址，繪制I/O接線圖01任務(wù)實(shí)施根據(jù)電熱水爐溫度控制要求，設(shè)計(jì)梯形圖程序.設(shè)計(jì)控制程序02任務(wù)實(shí)施按照I/O接線圖接好電源線、通信線及I/O信號(hào)線，輸入程序進(jìn)行調(diào)試，直至滿足要求。程序調(diào)試031．EMAM06模塊D/A轉(zhuǎn)換概述EMAM06模塊D/A轉(zhuǎn)換用于將12位的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成2點(diǎn)模擬量輸出（電壓輸出和電流輸出），并將它們輸入變頻器、記錄儀等。EMAM06模塊可連接到S7-200SMART系列PLC中。兩個(gè)模擬量輸出通道可接受DC?10～10V或0～20mA輸出。知識(shí)拓展——D/A轉(zhuǎn)換2．D/A轉(zhuǎn)換的程序圖5-8所示為模擬量輸出轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換指令S_RTI用于將內(nèi)部數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量輸出。知識(shí)拓展——D/A轉(zhuǎn)換交換指令只有一條，即SWAP，它的功能是將數(shù)據(jù)類型為字的源操作數(shù)IN指定的數(shù)據(jù)進(jìn)行高低字節(jié)的交換。如圖4-17所示，源操作數(shù)VW50中的數(shù)據(jù)是16#D6C3，執(zhí)行交換指令后變成了16#C3D6。知識(shí)拓展——交換指令供料單元與倉(cāng)儲(chǔ)單元的

以太網(wǎng)通信任務(wù)二任務(wù)分析軸承用滾珠智能分揀包裝裝置是一個(gè)多工位生產(chǎn)設(shè)備，料盒供料單元和成品倉(cāng)儲(chǔ)單元分別由兩臺(tái)S7-200SMART系列PLC控制，要求將供料單元的料盒信息、高度檢測(cè)值、訂單信息等發(fā)送給倉(cāng)儲(chǔ)單元，倉(cāng)儲(chǔ)單元將庫(kù)位信息及完成情況發(fā)送至供料單元。由于供料單元和倉(cāng)儲(chǔ)單元分別由兩臺(tái)PLC單獨(dú)控制，因此要實(shí)現(xiàn)兩者之間的信息交換，這兩臺(tái)PLC之間需要進(jìn)行通信。相關(guān)知識(shí)—兩臺(tái)PLC之間的通信使用工業(yè)網(wǎng)線將兩臺(tái)PLC連接起來(lái)。1．為編程設(shè)備分配IP地址如果編程設(shè)備正在使用連接到工廠LAN（局域網(wǎng)）的網(wǎng)絡(luò)適配器卡，則編程設(shè)備和CPU必須處于同一子網(wǎng)中。IP地址與子網(wǎng)掩碼相結(jié)合即可指定設(shè)備的子網(wǎng)。2．為PLC分配IP地址所有S7-200SMARTCPU都有默認(rèn)IP地址192.168.2.1，必須為網(wǎng)絡(luò)上的每臺(tái)設(shè)備設(shè)定一個(gè)唯一的IP地址。3．網(wǎng)絡(luò)讀寫(xiě)指令Get/PutS7-200SMART系列PLC采用主從協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)讀寫(xiě)指令Get/Put實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通信。通信網(wǎng)絡(luò)中需設(shè)立一臺(tái)PLC為主站，其余的為從站，只能由主站向從站發(fā)送網(wǎng)絡(luò)讀寫(xiě)指令，從站被動(dòng)接收。Get是讀取從站信息的指令，由主站向從站（需指明從站的IP地址）發(fā)出讀取信息的指令；Put是向指定IP地址的從站寫(xiě)入主站信息的指令。具體用法參見(jiàn)后面的任務(wù)實(shí)施部分。任務(wù)實(shí)施設(shè)置供料單元和倉(cāng)儲(chǔ)單元的IP地址01在“系統(tǒng)塊”對(duì)話框中，設(shè)置供料單元的IP地址為和倉(cāng)儲(chǔ)單元的IP地址為。選擇供料單元為主站，倉(cāng)儲(chǔ)單元為從站，完成主站、從站的設(shè)置，分配存儲(chǔ)器，生成網(wǎng)絡(luò)讀寫(xiě)子程序NET_EXE。創(chuàng)建通信操作02任務(wù)實(shí)施在主站程序中調(diào)用自動(dòng)生成的網(wǎng)絡(luò)讀寫(xiě)子程序NET_EXE.調(diào)用網(wǎng)絡(luò)讀寫(xiě)子程序03任務(wù)實(shí)施進(jìn)行通信測(cè)試：在一個(gè)站中的相應(yīng)存儲(chǔ)區(qū)寫(xiě)入數(shù)據(jù)，觀察另一個(gè)站對(duì)應(yīng)區(qū)域的數(shù)據(jù)變化。例如：右圖為在倉(cāng)儲(chǔ)單元寫(xiě)入3個(gè)數(shù)據(jù)，供料對(duì)應(yīng)區(qū)域應(yīng)該能夠得到相應(yīng)數(shù)據(jù)。通信測(cè)試04編程設(shè)備或人機(jī)交互（HumanMachineInteraction，HMI）設(shè)備與PLC之間的直接連接不需要以太網(wǎng)交換機(jī)。不過(guò)，含有兩臺(tái)以上的PLC或HMI設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)就需要以太機(jī)網(wǎng)交換機(jī)。多臺(tái)設(shè)備之間的通信和兩臺(tái)PLC之間的通信相似。首先，創(chuàng)建通信操作；然后，進(jìn)行發(fā)送數(shù)據(jù)設(shè)置和接收數(shù)據(jù)設(shè)置，為不同設(shè)備設(shè)置不同IP地址，設(shè)置本地和遠(yuǎn)程地址；最后，進(jìn)行存儲(chǔ)器分配和調(diào)用網(wǎng)絡(luò)讀寫(xiě)子程序以完成通信。知識(shí)拓展——多臺(tái)設(shè)備之間的通信某公司需要設(shè)計(jì)一個(gè)恒流供水系統(tǒng)，要求使用PLC自動(dòng)控制流量調(diào)節(jié)閥，保持供水管道電磁流量計(jì)讀數(shù)恒定在需求范圍內(nèi)。實(shí)戰(zhàn)演練恒流供水系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)謝謝項(xiàng)目6

PLC功能模塊應(yīng)用【項(xiàng)目導(dǎo)讀】人機(jī)界面是操作人員和機(jī)械設(shè)備之間進(jìn)行雙向溝通的“橋梁”，它是一種多功能顯示屏，用以進(jìn)行監(jiān)控管理。觸摸屏作為一種新型的人機(jī)界面，從一出現(xiàn)就受到關(guān)注，簡(jiǎn)單易用、強(qiáng)大的功能以及優(yōu)異的穩(wěn)定性使其非常適用于工業(yè)環(huán)境如天車升降控制、生產(chǎn)線監(jiān)控等，甚至可以用于日常生活之中（如自動(dòng)化停車設(shè)備、自動(dòng)洗車機(jī)）。【學(xué)習(xí)目標(biāo)】認(rèn)識(shí)和理解觸摸屏及其組態(tài)軟件。深刻理解觸摸屏外部接口及接口接線。掌握觸摸屏設(shè)備組態(tài)與窗口組態(tài)。了解觸摸屏通信方式及多種組態(tài)軟件。綜合應(yīng)用觸摸屏及PLC進(jìn)行堿液配制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并完成調(diào)試?！舅刭|(zhì)目標(biāo)】培養(yǎng)辯證思維和大局觀。培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技能的主動(dòng)性和意識(shí)。培養(yǎng)工程意識(shí)（如安全生產(chǎn)意識(shí)、質(zhì)量意識(shí)、經(jīng)濟(jì)意識(shí)和環(huán)保意識(shí)等）。培養(yǎng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)搜集資料、獲取相關(guān)知識(shí)和信息的能力。培養(yǎng)良好的職業(yè)道德和精益求精的工匠精神?！舅季S導(dǎo)圖】目錄01觸摸屏控制的堿液配制系統(tǒng)觸摸屏控制的堿液配制系統(tǒng)任務(wù)一任務(wù)分析圖6-1所示為堿液配制系統(tǒng)示意圖。配制堿液時(shí)，先打開(kāi)加堿液電磁閥V2，加高濃度堿液至罐中低液位開(kāi)關(guān)LSL處。關(guān)閉加堿液電磁閥V2，然后開(kāi)啟攪拌電動(dòng)機(jī)M1，再打開(kāi)加水電磁閥V1，加水至高液位開(kāi)關(guān)LSH處。關(guān)閉加水電磁閥V1，攪拌電動(dòng)機(jī)M1運(yùn)行10min后停止。相關(guān)知識(shí)—MCGS觸摸屏MCGS觸摸屏是深圳昆侖技創(chuàng)科技開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司（簡(jiǎn)稱昆侖技創(chuàng)公司）研發(fā)的一種人機(jī)界面，具有耐用性強(qiáng)、響應(yīng)速度快、節(jié)省空間、易于通信等諸多優(yōu)點(diǎn)。相關(guān)知識(shí)—MCGS觸摸屏以TPC7062系列觸摸屏為例，介紹MCGS觸摸屏的特點(diǎn)。（1）高清：分辨率為800像素×480像素。（2）真彩色：65535色數(shù)字真彩色，具有豐富的圖庫(kù)。（3）可靠：抗干擾性能達(dá)到工業(yè)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。（4）配置：ARM9內(nèi)核、400MHz主頻、64MB內(nèi)存、128MB存儲(chǔ)空間。（5）環(huán)保：低功耗，整機(jī)功耗為6W。（6）美觀：7英寸（1英寸=2.54厘米）寬屏顯示，超輕、超薄機(jī)身。（7）多語(yǔ)言：支持多國(guó)語(yǔ)言功能。MCGS觸摸屏的特點(diǎn)01相關(guān)知識(shí)—MCGS觸摸屏LAN接口是選配接口。USB1接口是觸摸屏實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的備份接口。USB2接口是觸摸屏與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通信接口。24V電源接口用于給設(shè)備供電。COM串口，可以使用RS-232串口或者RS-485串口實(shí)現(xiàn)觸摸屏與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的連接。MCGS觸摸屏外部接口02相關(guān)知識(shí)—MCGS觸摸屏COM2的RS-485通信方式默認(rèn)設(shè)置為無(wú)匹配電阻模式。MCGS觸摸屏外部接口02相關(guān)知識(shí)—MCGS觸摸屏（1）認(rèn)識(shí)MCGS嵌入版組態(tài)軟件將MCGS嵌入版組態(tài)軟件與其相關(guān)的硬件設(shè)備結(jié)合使用，可以快速、方便地開(kāi)發(fā)各種用于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和控制的設(shè)備。如可以靈活組態(tài)各種智能儀表、數(shù)據(jù)采集模塊、無(wú)紙記錄儀、無(wú)人值守現(xiàn)場(chǎng)采集站等專用設(shè)備。MCGS嵌入版組態(tài)軟件介紹03相關(guān)知識(shí)—MCGS觸摸屏（2）MCGS嵌入版組態(tài)軟件的主要特點(diǎn)①簡(jiǎn)單、靈活的可視化操作界面。②實(shí)時(shí)性強(qiáng)，有良好的并行處理性能。③豐富、生動(dòng)的多媒體畫(huà)面。④完善的安全機(jī)制，可以為多個(gè)不同級(jí)別的用戶設(shè)定不同的操作權(quán)限。⑤強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通信功能。⑥多樣化的報(bào)警功能，提供多種不同的報(bào)警方式。⑦支持多種硬件設(shè)備。MCGS嵌入版組態(tài)軟件介紹03相關(guān)知識(shí)—MCGS觸摸屏MCGS嵌入版應(yīng)用系統(tǒng)由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和運(yùn)行策略5個(gè)部分組成MCGS嵌入版應(yīng)用系統(tǒng)的組成03任務(wù)實(shí)施輸入端子：I0.0為低液位開(kāi)關(guān)信號(hào)，I0.1為高液位開(kāi)關(guān)信號(hào)。輸出端子：Q0.0為加水電磁閥控制信號(hào)，Q0.1為加堿液電磁閥控制信號(hào)，Q0.2為攪拌電動(dòng)機(jī)控制信號(hào)。M0.0為自動(dòng)運(yùn)行輔助繼電器，M0.1、M0.2、M0.3為手動(dòng)操作輔助繼電器。分配I/O,完成PLC程序設(shè)計(jì)01任務(wù)實(shí)施(1)組態(tài)觸摸屏(2)設(shè)備組態(tài)(3)窗口組態(tài)(4)建立數(shù)據(jù)連接(5)下載工程組態(tài)觸摸屏02任務(wù)實(shí)施將組態(tài)程序下載到觸摸屏后，使PLC與觸摸屏連接，接通電源進(jìn)行調(diào)試，直至滿足需求。運(yùn)行調(diào)試03S7-200SMART系列PLC都可以通過(guò)CPU上的編程通信接口（RS-485）與TPC7062系列MCGS觸摸屏連接。知識(shí)拓展——PLC與MCGS觸摸屏的其他連接方式、WinCC簡(jiǎn)介S7-200SMART系列PLC與TPC7062系列MCGS觸摸屏的其他連接方式01WinCC是西門(mén)子全集成自動(dòng)化架構(gòu)中基于PC的人機(jī)界面軟件。WinCC6.0采用標(biāo)準(zhǔn)MicrosoftSQLServer2000（WinCC6.0以前版本采用Sybase）數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行生產(chǎn)數(shù)據(jù)的歸檔，同時(shí)具有Web瀏覽器功能，可使管理員在辦公室內(nèi)看到生產(chǎn)流程的動(dòng)態(tài)畫(huà)面，從而更好地指揮生產(chǎn)。作為SIMATIC全集成自動(dòng)化系統(tǒng)的重要組成部分，WinCC確保與SIMATICS5、S7和505系列PLC連接方便和通信高效；WinCC與STEP7-Micro/WINSMART編程軟件的緊密結(jié)合縮短了項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的周期。此外，WinCC還有對(duì)SIMATICPLC進(jìn)行系統(tǒng)診斷的選項(xiàng)，給硬件維護(hù)提供了方便。知識(shí)拓展——PLC與MCGS觸摸屏的其他連接方式、WinCC簡(jiǎn)介WinCC簡(jiǎn)介02WinCC具有以下特點(diǎn)。（1）創(chuàng)新軟件技術(shù)的使用。（2