S7-300/400 PLC的编程过程概述

    针对不同的控制对象，STEP7（西门子PLC程序编制开发平台）提供了S7-300/400系列PLC应用的各种编程语言。此软件的基础版本支持STL（语句表）、LAD（梯形图） 以及FBD（功能块图）3种基本编程语言。其中，语句表适合于经验丰富的程序员使用，熟悉继电器控制电路的用户适合使用梯形图，而功能块图则适合于有数字电路基础的编程人员使用。在STEP7编程环境下，这3种语言可相互转换——用LAD和FBD编写的程序可完全转换为STL程序，而STL某些语句不能转换为LAD和FBD。除此，专业版本还附加了对Graph（顺序功能图）、SCL（结构化控制语言）、HiGraph（图形编程语言）、CFC（连续功能图）等编程语言的支持，不同的编程语言可供不同知识背景的人员使用。    在对某个产品进行编程时，需要从确定具体的控制对象以及控制过程开始。其工作方式如下：    ◇ 分析系统的输入，如启动开关、停止开关、行程开关或接触开关、传感信号等。    ◇ 熟悉系统的输出，如驱动电机的控制等。    ◇ 详细了解系统的流程，如系统工作时的每一个动作，以及动作之间的顺序关系、    互锁关系、转换关系等。    在对系统的输入、输出以及系统本身有了比较详细而确切的了解之后，接下来就可以把系统的工作流程用PLC所提供的各种编程语言描述出来，形成PLC运行的程序，进而达到有序地对系统进行控制的目的。为保证系统能可靠、准确地运行，还需要对所编写的程序进行实时的调试，如分析各种输入信号与输出信号、各中间信号与动作信号之间的时序关系，以及为保证系统工作的安全性，有意识地增加一些互锁与自锁关系等。    以自动加工设备中的钻孔工艺为例，简要说明PLC编程的一般过程。    【例5-1】如图5-1所示为自动加工设备中的钻孔工艺过程示意图。该系统由3个行程开关和一个钻枪构成，在钻枪来回行程过程中，分别碰到LS1、LS2、LS3、LS2、LS1，每一次碰到即会进行动作之间的转换。为提高钻孔效率，要求实现钻体的快进、工进、快退、慢退以及钻头的转与停。
    图5-1    钻床自动加工工艺过程示意图    钻床自动加工顺序功能流程图如图5-2所示。    由此可看出，此过程为典型的PLC逻辑控制过程。下面首先确定系统的输入。对照图5-2，按下主令开关SBO，则钻枪开始工作。
    图5-2    钻床自动加工顺序功能流程图    其次，确定系统的输出。系统的输出即是实现快进、工进、慢退、快退、钻头转与停工序所对应的电机的通与断。设对应的输出信号分别如下。    ◇ Q1：钻枪快进。    ◇ Q2:钻枪工进。    ◇ Q3:钻枪工退。    ◇ Q4:钻枪快退。    ◇ Q5:钻头旋转。    在此基础上，划分系统的工作步，确定各工作步的内容，以及步与步之间的转换。由工作流程可知SBO、LS1、LS2、LS3为各步转换的条件。    最后，根据顺序功能流程图进行编程（本例为顺序工作方式，故采用顺序功能流程图的形式来实现系统的控制更为简便、易读）。编程方法很多，可选用通用逻辑指令编程、步进指令编程、移位寄存器编程、置位复位编程等方式。本例采用通用逻辑指令编程方式来实现，具体程序实现由下面5个步骤完成。    (1)程序段1
    (2)程序段2
    (3)程序段3
    (4)程序段4
    (5)程序段5