第五章PLC控制系统的设计与故障诊断.ppt

四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用SIMATIC S7-300/400PLC原理及原理及应应用用四川机四川机电职业电职业技技术术学院学院.电电子子电电气工程系气工程系5/7/20241四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用第五章第五章 PLC控制系控制系统统的的设计设计与故障与故障诊诊断断 学学习习情境情境5 5：PLCPLC控制系控制系统统的的设计设计与故障与故障诊诊断断 5/7/20242四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用知知识识目目标标：1、了解、了解PLC控制系控制系统设计统设计的基本要求、内容及步的基本要求、内容及步骤骤。2、理解并掌握、理解并掌握PLC控制系控制系统统硬件硬件设计设计的基本内容及方法。的基本内容及方法。3、理解并掌握、理解并掌握PLC控制系控制系统统程序程序设计设计及及调试调试的基本方法。的基本方法。能力目能力目标标：1、掌握、掌握PLC的基本的基本设计设计方法与方法与设计设计步步骤骤；2、掌握、掌握PLC系系统现场调试统现场调试、故障特性及故障、故障特性及故障诊诊断的基本断的基本软软件、件、硬件分析、解决方法。硬件分析、解决方法。学学习习情境情境5 5：PLCPLC控制系控制系统统的的设计设计与故障与故障诊诊断断 5/7/20243四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用5.6 组织块组织块OB及其及其应应用用 第五章第五章 PLC控制系控制系统统的的设计设计与故障与故障诊诊断断 5.4 PLC在在顺顺序控制中的序控制中的应应用用 5.5 PLC系系统统的的现场调试现场调试 5.2 PLC控制系控制系统统硬件硬件设计设计方法方法5.3 程序程序设计设计与与调试调试 5.1 PLC控制系控制系统统的的设计设计 5.7 故障特性及故障故障特性及故障诊诊断断 5/7/20244四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用5.1 PLC5.1 PLC控制系控制系统统的的设计设计 5.1.1 可可编编程序控制器系程序控制器系统设计统设计要求要求1.满满足被控足被控对对象的要求，象的要求，拟拟定控制方案。定控制方案。2.简单简单、经济经济、维维修方便、修方便、满满足控制要求。足控制要求。3.选择选择可可编编程控制器的程控制器的CPU模模块块及及I/O模模块时块时，应应有余量。有余量。5/7/20245四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用5.1.2 PLC控制系控制系统设计统设计的基本内容的基本内容1.确定系确定系统统运行方式与控制方式。运行方式与控制方式。2.选择选择用用户输户输入入设备设备。3.PLC的的选择选择。4.分配分配I/0点，点，绘绘制制I/0连连接接图图。5.设计设计控制程序。控制程序。6.编编制控制系制控制系统统的技的技术术文件。文件。5/7/20246四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用5.1.3 PLC控制系控制系统统的的设计设计步步骤骤 1.根据生根据生产产的工的工艺过艺过程分析控制要求。程分析控制要求。2.根据控制要求确定系根据控制要求确定系统统控制方案。控制方案。3.根据系根据系统统构成方案和工构成方案和工艺艺要求确定系要求确定系统统运行方式。运行方式。4.根据控制要求确定所需的用根据控制要求确定所需的用户输户输入、入、输输出出设备设备。5.选择选择PLC。分配。分配PLC的的I/O点，点，设计设计I/O连连接接图图。6.进进行行PLC的程序的程序设计设计。7.联联机机调试调试。8.编编制技制技术术文件。文件。5/7/20247四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用如如图图5-1是是设计设计PLC控制系控制系统统的一般步的一般步骤骤：分析控制要求确定用户I/O设备确定系统机构方案确定控制和运行方案选择PLC分配I/O点、设计I/O连接图编辑流程图设计程序输入程序并检查调试现场总线联机调试交付使用修改NNYN满足要求？编制技术文件Y满足要求？了解工艺过程控制台（柜）设计及现场施工设计控制台（柜）图图5-1 设计设计PLC控制控制 系系统统一般步一般步骤骤 返回目返回目录录 5/7/20248四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 5.2 PLC 5.2 PLC控制系控制系统统硬件硬件设计设计方法方法 5.2.1 应应用系用系统总统总体方案体方案设计设计1.PLC控制系控制系统类统类型型 （1）由由PLC构成的构成的单单机控制系机控制系统统。（2）由由PLC构成的集中控制系构成的集中控制系统统。（3）由由PLC构成的分布式控制系构成的分布式控制系统统。（4）用用PLC构成构成远远程程I0控制系控制系统统。2.系系统统的运行方式的运行方式 （1）手手动动运行方式。运行方式。（2）半自半自动动运行方式。运行方式。（3）自自动动运行方式。运行方式。5/7/20249四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用5.2.2 系系统统硬件硬件设计设计根据根据1.工工艺艺要求要求 2.设备设备状况状况3.控制功能控制功能 4.I/0点数和种点数和种类类5.系系统统的先的先进进性性 5/7/202410四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用5.2.3 可可编编程序控制器的机型程序控制器的机型选择选择1.CPU的功能的功能 2.I/0点数点数 3.响响应应速度速度4.指令系指令系统统 5.机型机型选择选择的其他考的其他考虑虑5/7/202411四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用5.2.4 输输入入/输输出模出模块块的的选择选择1.数字量数字量输输入模入模块块的的选择选择 2.数字量数字量输输出模出模块块的的选择选择 3.模模拟拟量模量模块块的的选择选择4.智能智能I/0模模块块的的应应用用选择选择 5.2.5 系系统统硬件硬件设计设计文件文件1.系系统统硬件配置硬件配置图图 2.模模块统计块统计表表3.I/0硬件接口硬件接口图图及及I/0地址表地址表 5/7/202412四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用5.2.6 系系统统供供电设计电设计1.供供电电系系统统的保的保护护措施措施2.电电源模源模块块的的选择选择4.I/0模模块块供供电电电电源源设计设计5.系系统统接地接地设计设计6.可可编编程序控制器供程序控制器供电电系系统设计统设计7.电缆设计电缆设计和敷和敷设设 返回目返回目录录 5/7/202413四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用5.3 5.3 程序程序设计设计与与调试调试5.3.1 程序程序结结构构设计设计 STEP 7有有3种种设计设计程序的方法，即程序的方法，即线线性化性化编编程、模程、模块块化化编编程和程和结结构化构化编编程。程。1.线线性化性化编编程程 整个用整个用户户程序放在循程序放在循环环控制控制组织块组织块OB1（主程序）中，循（主程序）中，循环扫环扫描描时时不断地依次不断地依次执执行行OB1中的全部指令。中的全部指令。程序程序结结构构简单简单，建，建议议只是在只是在为为S7-300编编写写简单简单的程序的程序时时使用。使用。5/7/202414四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用2.模模块块化化编编程程 模模块块化化编编程程序被分程程序被分为为不同的不同的逻辑块逻辑块，每个，每个块块包含完成某包含完成某些任些任务务的的逻辑逻辑指令。指令。组织块组织块OB1（即主程序）中的指令决定在（即主程序）中的指令决定在什么情况下什么情况下调调用哪一个用哪一个块块，功能和功能，功能和功能块块（即子程序）用来完（即子程序）用来完成不同的成不同的过过程任程任务务。被。被调调用的用的块执块执行完后，返回到行完后，返回到OB1中程序中程序块块的的调调用点，用点，继续执继续执行行OB1。模模块块化化编编程的程序被划分程的程序被划分为为若干个若干个块块，易于几个人同，易于几个人同时对时对一个一个项项目目编编程。程。5/7/202415四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用3.结结构化构化编编程程 结结构化构化编编程将复程将复杂杂的自的自动动化任化任务务分解分解为为能能够够反映反映过过程的程的工工艺艺、功能或可以反复使用的小任、功能或可以反复使用的小任务务，这这些任些任务务由相由相应应的程的程序序块块（或称（或称逻辑块逻辑块）来表示，程序运行）来表示，程序运行时时所需的大量数据和所需的大量数据和变变量存量存储储在数据在数据块块中。中。这这些程序些程序块块是相是相对对独立的，它独立的，它们们被被OB1或或别别的程序的程序块调块调用。用。5/7/202416四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用程序程序块调块调示例如示例如图图5-2所示：所示：图图5-2块调块调用的分用的分层结层结构构5/7/202417四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用5.3.2 符号表和符号化符号表和符号化编编程程 1符号地址符号地址 符号地址的符号地址的优优点：程序中可以用点：程序中可以用绝对绝对地址地址访问变访问变量，但量，但是符号地址使程序更容易是符号地址使程序更容易阅读阅读和理解。和理解。2生成与生成与编辑编辑符号表符号表 点点击击管理器中的管理器中的“Symbols”图标图标，即可，即可进进入符号表窗口，入符号表窗口，如如图图5-3所示。所示。5/7/202418四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用图图5-3 符号表符号表5/7/202419四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用5.3.3 功能功能块块与功能的生成与与功能的生成与调调用用举举例例 下面以下面以发动发动机控制系机控制系统统的用的用户户程序程序为为例，介例，介绍绍生成和生成和调调用用功能功能块块和功能的方法。和功能的方法。1项项目的目的创创建建 项项目的名称目的名称为为“发动发动机控制机控制”。2用用户户程序程序结结构构 如如图图图图5-4所示，所示，组织块组织块OB1是，用一个名是，用一个名为为“发动发动机控制机控制”的功能的功能块块FB1来分来分别别控制汽油机和柴油机，控制参数在背景控制汽油机和柴油机，控制参数在背景数据数据块块DB1和和DB2中。此外控制汽油机和柴油机中。此外控制汽油机和柴油机时还时还用不同用不同的的实实参分参分别调别调用名用名为为“风风扇控制扇控制”的功能的功能FC1。5/7/202420四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用图图5-4 程序程序结结构构5/7/202421四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用程序程序设计设计好后好后SIMATIC管理器中的管理器中的块块（见图见图5-5）。）。图图5-5 SIMATIC管理器管理器5/7/202422四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用3符号表与符号表与变变量声明表量声明表（1）符号表（符号表（见见表表5-1）表表5-1 符号表符号表NameAddressNameAddress主程序主程序OB1关关闭闭柴油机柴油机I1.5发动发动机控制机控制FB1柴油机故障柴油机故障I1.6风风扇控制扇控制FC1自自动动模式模式Q4.2汽油机数据汽油机数据DB1汽油机运行汽油机运行Q5.0柴油机数据柴油机数据DB2汽油机到达汽油机到达设设置置转转速速Q5.1共享数据共享数据DB3汽油机汽油机风风扇运行扇运行Q5.2自自动动按按钮钮I0.5柴油机到达柴油机到达设设置置转转速速Q5.5手手动动按按钮钮I0.6柴油机柴油机风风扇运行扇运行Q5.6起起动动汽油机汽油机I1.0汽油机汽油机风风扇运行扇运行T1关关闭闭汽油机汽油机I1.1柴油机柴油机风风扇延扇延时时T2汽油机故障汽油机故障I1.2汽油机汽油机转转速速MW2起起动动柴油机柴油机I1.4柴油机柴油机转转速速MW45/7/202423四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 （2）变变量声明表及量声明表及变变量的量的类类型型 局域局域变变量：用量：用户户在在变变量声明表中声明本量声明表中声明本块块中中专专用的用的变变量。量。局域局域变变量包括量包括块块的形参和参数的属性，局域的形参和参数的属性，局域变变量只是在它量只是在它所在的所在的块块中有效。声明后在局域数据堆中有效。声明后在局域数据堆栈栈中中为临时变为临时变量量（TEMP）保存有效的存）保存有效的存储储空空间间。对对于功能于功能块块，还还要要为为配合使用的背景数据配合使用的背景数据块块的静的静态变态变量量（STAT）保留空）保留空间间。通。通过设过设置置IN（输输入）、入）、OUT（输输出）和出）和IN_OUT（输输入入/输输出）出）类类型型变变量。量。5/7/202424四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用4功能功能块块与功能与功能（1）功能）功能块块FB1中的局域中的局域变变量（量（见见表表5-2）表表5-2 FB1的的变变量声明表量声明表NameData TypeAddressDeclareInitial ValueCommentSwitch_OnBool0.0INFALSE起起动动按按钮钮Switch_OffBool0.1INFALSE停停车车按按钮钮FailureBool0.2INFALSE故障信号故障信号Actual_SpeedInt2.0IN0实际转实际转速速Engine_OnBool4.0OUTFALSE控制控制发动发动机的机的输输出信号出信号Preset_Speed_ReachedBool4.1OUTFALSE达到达到预预置置转转速速Preset_SpeedInt6.0STAT1500预预置置转转速速5/7/202425四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用（2）功能）功能块块FB1的程序（的程序（见图见图5-6）图图5-6 FB1的梯形的梯形图图程序程序5/7/202426四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用（3）功能）功能FC1的生成与的生成与编辑编辑（见见表表5-3）表表5-3 FC1的的变变量声明表量声明表NameData TypeDeclareCommentEngine_OnBoolIN输输入信号，入信号，发动发动机机运行运行Timer_FunctionTimerIN停机延停机延时时的定的定时时器器功能功能Fan_OnBoolOUT控制控制风风扇的扇的输输出信出信号号5/7/202427四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用（2）功能）功能块块FC1的程序（的程序（见图见图5-7）图图5-7功能功能FC1梯形梯形图图5/7/202428四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用 5.功能功能块块与功能的与功能的调调用用 在在发动发动机控制程序中，机控制程序中，OB1用来用来实现实现自自动动/手手动动工作模式工作模式的切的切换换，通，通过过两次两次调调用用FB1和和FC1实现对实现对汽油机和柴油机的控汽油机和柴油机的控制。（制。（见图见图5-8）5/7/202429四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用图图5-8 主程序主程序OB1 返回目返回目录录 5/7/202430四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用5.4 PLC5.4 PLC在在顺顺序控制中的序控制中的应应用用5.4.1 顺顺序控制的含序控制的含义义 顺顺序控制：就是按照生序控制：就是按照生产产工工艺预艺预先先规规定的定的顺顺序，在各个序，在各个输输入信号的作用下，根据内部状入信号的作用下，根据内部状态态和和时间时间的的顺顺序，在生序，在生产过产过程中各个程中各个执执行机构自行机构自动动地有秩序地地有秩序地进进行操作。行操作。使用使用顺顺序控制序控制设计设计法法时时首先根据系首先根据系统统的工的工艺过艺过程，画出程，画出顺顺序功能序功能图图（Sequential function chart），然后根据），然后根据顺顺序序功能功能图图画出梯形画出梯形图图。5/7/202431四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用5.4.2 顺顺序功能序功能图图的基本的基本结结构构 顺顺序功能序功能图图的基本的基本结结构包括：构包括：单单流程、流程、选择选择分支、并行分支、并行分支、跳分支、跳转转、循、循环环。（部分（部分结结构构见图见图5-9）单单流程流程 选择选择分支分支 并行分支并行分支 图图5-9 顺顺序功能序功能图图的基本的基本结结构构5/7/202432四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用5.4.3 绘绘制制顺顺序功能序功能图图的注意事的注意事项项 （1）两个步两个步绝对绝对不能直接相不能直接相连连，必，必须须用一个用一个转换转换将它将它们们隔开。隔开。（2）两个两个转换转换也不能直接相也不能直接相连连，必，必须须用一个步将它用一个步将它们们隔开。隔开。（3）顺顺序功能序功能图图中的初始步一般中的初始步一般对应对应于系于系统统等待起等待起动动的初始的初始状状态态。（4）自自动动控制系控制系统应统应能多次重复能多次重复执执行同一工行同一工艺过艺过程，即在完程，即在完成一次工成一次工艺过艺过程的全部操作之后，程的全部操作之后，应应从最后一步返回初始步，系从最后一步返回初始步，系统统停留在初始状停留在初始状态态，在，在连续连续循循环环工作方式工作方式时时，将从最后一步返回，将从最后一步返回下一工作周期开始运行的第一步。下一工作周期开始运行的第一步。5/7/202433四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用5.4.4 顺顺序控制序控制设计举设计举例例（以（以“单单流程流程”顺顺序控制序控制为为例）例）1控制工控制工艺艺及控制要求及控制要求 图图5-10给给出了液出了液压动压动力滑台的力滑台的进给进给运运动动示意示意图图、顺顺序功序功能能图图和梯形和梯形图图。在初始状。在初始状态时动态时动力滑台停在左力滑台停在左边边，限位开关，限位开关I0.3为为1状状态态。按下起。按下起动动按按钮钮I0.0，动动力滑台在各步中分力滑台在各步中分别实别实现现快快进进、工、工进进、暂暂停和快退，最后返回初始位置和初始步后停和快退，最后返回初始位置和初始步后停止运停止运动动。5/7/202434四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用2顺顺序功能序功能图图和梯形和梯形图设计图设计（见图见图5-10）图图5-10 液液压动压动力滑台的力滑台的进给进给运运动动示意示意图图、顺顺序功能序功能图图和梯形和梯形图图 返回目返回目录录 5/7/202435四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用5.5 PLC5.5 PLC系系统统的的现场调试现场调试 5.5.1 寻寻找找/替替换换与与换线换线 1.程序段内替程序段内替换换一个地址（一个地址（见图见图5-11）图图5-11 程序段内替程序段内替换换一个地址的操作一个地址的操作5/7/202436四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用2.替替换换整个整个项项目下多个地址（目下多个地址（见图见图5-12）图图5-12 替替换换整个整个项项目下多个地址的操作界面目下多个地址的操作界面5/7/202437四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用5.5.2 变变量量监监控与修改控与修改 1.控制程序的在控制程序的在线监线监控（控（见图见图5-13）图图5-13 控制程序的在控制程序的在线监线监控控实实例例5/7/202438四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用2.变变量表量表监视监视和修改（和修改（见图见图5-14）图图5-14 变变量表量表监视监视和修改和修改实实例例5/7/202439四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用5.5.3 输输入入/输输出出强强制制 输输入入/输输出出强强制的功能：制的功能：输输入入/输输出出强强制后的制后的变变量，不因映像量，不因映像输输出的出的变变化而改化而改变变。强强制作制作业业不能被不能被简单简单取消，只能用菜取消，只能用菜单单命令命令VariableStop Forcing 来来删删除或除或终终止。可以止。可以给给用用户户程序的任何程序的任何变变量量赋赋予固予固定定值值，这样这样它它们们就不能就不能够够被被CPU中正在中正在执执行的用行的用户户程序改程序改变变或覆盖。或覆盖。输输入入输输出出强强制的操作界面制的操作界面见图见图5-15。5/7/202440四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用图图5-15 输输入入/输输出出强强制操作制操作 返回目返回目录录 5/7/202441四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用5.6 5.6 组织块组织块OBOB及其及其应应用用 5.6.1 中断中断优优先先级级 S7提供了各种不同的提供了各种不同的组织块组织块，这这些些组织块组织块允允许许用用户创户创建建在特定在特定时间执时间执行的程序。表行的程序。表5-4给给出了出了组织块组织块不同的不同的OB及其中及其中断断优优先先级级。5/7/202442四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用表表5-4 组织块组织块OB及中断及中断优优先先级级OB类类型（型（优优先先级级）说说明明OB1主程序循主程序循环环（1）在上一循在上一循环结环结束束时时启启动动OB10时间时间中断（中断（2）在程序在程序设设置的日期和置的日期和时间时间启启动动OB20延延时时中断（中断（3）受受SFC32控制启控制启动动，在一特定延，在一特定延时时后运行后运行OB35循循环环中断（中断（12）运行在一特定运行在一特定时间间时间间隔内隔内（1ms1min）OB40硬件中断（硬件中断（16）当当检测检测到来自外部模到来自外部模块块的中断的中断请请求求时时启启动动OB80到到OB87响响应应异步异步错误错误（26/启启动时动时28）当当检测检测到模到模块诊块诊断断错误错误或超或超时错误时错误时时启启动动OB100启启动动（27）当当CPU从从STOP到到RUN状状态时态时启启动动OB121,OB122响响应应同步同步错错误误（与被中断（与被中断OB优优先先级级相相同）同）当当检测检测到程序到程序错误错误或接受或接受错误时错误时启启动动5/7/202443四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用5.6.2 中断中断过过程程 系系统检测统检测到一个到一个OB块块中断中断时时，则则被中断被中断块块的累加器和寄的累加器和寄存器上的当前信息将被作存器上的当前信息将被作为为一个中断堆一个中断堆栈栈存起来（存起来（I堆堆栈栈）。）。I堆堆栈栈中保存的内容有：累加器及地址寄存器的内容，数据中保存的内容有：累加器及地址寄存器的内容，数据块块寄存器的内容，局部数据堆寄存器的内容，局部数据堆栈栈，状，状态态字，字，MCR寄存器和寄存器和B堆堆栈栈指指针针。新新OB块调块调用用FB和和FC，每一个，每一个块块的的处处理数据被存堆理数据被存堆栈栈。B堆堆栈栈中保存的内容有：中保存的内容有：DB和和DI寄存器，寄存器，临时临时数据（数据（L堆堆栈栈）的指）的指针针，块块的号的号码码及返回地址。及返回地址。5/7/202444四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用5.6.3 控制中断控制中断 OB分分为为两两类类：执执行周期性工作的行周期性工作的OB和响和响应错误应错误的的OB。执执行周期性工作的行周期性工作的OB（日（日时钟时钟中断），在特定的日期或中断），在特定的日期或时间执时间执行，从一个行，从一个编编程事件始一段特定延程事件始一段特定延时时后后执执行，按特定周行，按特定周期循期循环执环执行，行，CPU检测检测到一个到一个过过程程/硬件硬件错误时执错误时执行，行，CPU检检测测到一个不依到一个不依赖赖于程序指令的于程序指令的错误时执错误时执行，行，CPU检测检测到一个与到一个与程序指令程序指令处处理有关的理有关的错误时执错误时执行行。5/7/202445四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用5.6.4 循循环环控制控制组织块组织块 循循环环控制控制组织组织模模块块OB1是最重要的是最重要的组织组织快，快，OB1在系在系统统中中总总是被循是被循环调环调用，当用，当过过程中断或程中断或时间时间中断中断发发生生时暂时暂停停执执行。行。5.6.5 中断中断组织块组织块及及应应用用1日日时钟时钟中断（中断（OB10）2延延时时中断（中断（OB 20）3循循环环中断（中断（OB 35）4硬件中断（硬件中断（OB 40）5/7/202446四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用5.6.6 初始化模初始化模块块及及应应用（用（OB100）每当每当CPU的状的状态态由停止由停止态转态转入运行入运行态时态时，操作系，操作系统统都都调调用用OB100。当。当OB100运行运行结结束后，操作系束后，操作系统调统调用用OB1。利用。利用OB100先于先于OB1执执行的特性，可以行的特性，可以为为用用户户主程序的运行准主程序的运行准备备初始初始变变量或参数（量或参数（见图见图5-16）。）。5/7/202447四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用图图5-16 OB100与与OB1的的执执行行过过程程 返回目返回目录录 5/7/202448四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用5.7 5.7 故障特性及故障故障特性及故障诊诊断断 5.7.1 故障特性故障特性 系系统统故障分外部故障和内部故障。外部故障指系故障分外部故障和内部故障。外部故障指系统统与与实实际过际过程相程相连连的的传传感器、感器、检测检测开关、开关、执执行机构和行机构和负载负载等部分的等部分的故障，内部故障指可故障，内部故障指可编编程序控制器本身的故障。程序控制器本身的故障。在系在系统总统总故障中只有故障中只有10%的故障的故障发发生在可生在可编编程序控制器程序控制器中，而中，而这这10%的故障中，的故障中，90%的故障的故障发发生在生在I/O模版中，只有模版中，只有10%的故障的故障发发生在控制器中。所以，系生在控制器中。所以，系统统的大部分故障的大部分故障发发生生在在I/O模版及信号元件和回路中。模版及信号元件和回路中。5/7/202449四川机电职业技术学院四川机电职业技术学院.电子电气工程系电子电气工程系 第五章第五章 PLC控制系统的设计与故障诊断控制系统的设计与故障诊断 SIMATIC S7-300/400PLC 原理及应用原理及应用5.7.2 故障故障诊诊断知断知识识 1故障的分故障的分类类 (1)外部外部设备设备故障是与故障是与实际过实际过程直接程直接联联系的各种开关、系的各种开关、传传感器、感器、执执行机构、行机构、负载负载等所等所发发生的故障。生的故障。(2)系系统统故障可分故障可分为为固定性故障和偶然性故障。