PLC程序设计优化策略

一、PLC 组网设计

（一）新建Ethernet 子网

S7-300 PLC 硬件组态完成之后，双击硬件组态中的“PN-IO”，弹出PN-IO 属性对话框，在属性对话框“常规”的接口处单击“属性”，弹出Ethernet 接口属性对话框，输入S7-300 PLC 的IP 地址“192.168.2.1”，然后单击“新建”按钮，创建Ethernet 网络，如图11-12 所示。

图11-12　新建Ethernet 子网

（二）S7-300 PLC 与S7-200 SMART 的组网

完成新建Ethernet 子网之后，退出硬件组态窗口，返回项目设计窗口，双击图11-13中的“连接”，弹出NetPro 网络窗口，在SIMATIC 300（1）的CPU 处右击，单击图11-14中的“插入新连接”，弹出“插入新连接”对话框，连接伙伴选择“未指定”，连接类型选择“S7 连接”，如图11-15 所示。

图11-13　项目设计窗口

图11-14　NetPro 网络

图11-15　插入新连接

在图11-15 中单击“确定”按钮，弹出S7 连接属性对话框，在“块参数”中设置本地ID 地址，SR40 设置为1 （W#16#1），ST30 设置为2 （W#16#2），在伙伴的地址中设置SR40 和ST30 的IP 地址为192.168.2.2 和192.168.2.3，如图11-16 和图11-17 所示。

图11-16　SR40 块参数本地ID 及伙伴地址

图11-17　ST30 块参数本地ID 及伙伴地址

块参数设置完成之后，S7-300 PLC 与两个S7-200 SMART 组网完成，NetPro 网络窗口出现Ethernet 网络连接，如图11-18 所示。

（三）设置S7-300 PLC 与两个S7-200 SMART 的通信区

图11-18　Ethernet 组网

S7-300 PLC 与两个S7-200 SMART 的通信区设置如图11-19 所示。S7-300 PLC 由MB100 ～MB179 区发送数据到S7-200 SMART SR40 的VB100 ～VB179 区，S7-300 PLC 接收由S7-200 SMART SR40 的VB0 ～VB49 区发送过来的数据存储到MB0 ～MB49 区。S7-300 PLC 由MB100 ～MB179 区发送数据到S7-200 SMART ST30 的VB100 ～VB179区，S7-300 PLC 接收由S7-200 SMART ST30 的VB50 ～VB99 区发送过来的数据存储到MB50 ～MB99 区。

图11-19　S7-300 PLC 与两个S7-200 SMART 的通信区

1.设置S7-300 PLC 与S7-200 SMART SR40 的通信区

S7-300 PLC 读取S7-200 SMART SR40 存储区V0.0 开始的50 个字节的信号存放到S7-300 PLC 存储区M0.0 开始的50 个字节中。S7-300 PLC 发送M100.0 开始的80 个字节的信号到S7-200 SMART SR40 存储区V100.0 开始的80 个字节中。具体指令如图11-20 所示。

2.设置S7-300 PLC 与S7-200 SMART ST30 的通信区

S7-300 PLC 读取S7-200 SMART ST30 存储区V50.0 开始的50 个字节的信号存放到S7-300 PLC 存储区M50.0 开始的50 个字节中。S7-300 PLC 发送M100.0 开始的80个字节的信号到S7-200 SMART ST30 存储区V100.0 开始的80 个字节中。具体指令如图11-21 所示。

图11-20　S7-300 PLC 与S7-200 SMART SR40 的读取与写入指令

图11-21　S7-300 PLC 与S7-200 SMART ST30 的读取与写入指令

二、取料小车滑台电机（步进电机）M1 程序设计

根据控制要求，取料小车滑台电机M1 由S7-200 SMART ST30 控制。ST30 主程序中，在触摸屏上选择调试按钮M100.0 为动作取反型按钮，按下选择调试按钮，则V100.0 对应的值取反，按一次按钮，C0 值加1，选择调试按钮按下次数C0=1，且在触摸屏上调试界面信号M100.1=1，通过将信号传输到ST30，使得V100.1=1 时，调用取料小车滑台电机（步进电机）的子程序M1 及使运动轴的初始化，如图11-22 所示和图11-23所示。

在取料小车滑台电机M1 子程序中，先手动将取料小车移动至SQ13 位置，首先在触摸屏中设定步进电机的速度（速度范围应在60 ～150 r/min），然后按下启动按钮SB1，取料小车开始向左运行，至SQ12 处停止，2 s 后继续向左运行，至SQ11 处停止。然后重新设置步进电机速度，再次按下SB1，取料小车开始右行，至SQ12 处停止，整个调试过程结束。整个过程中按下停止按钮SB2，M1 停止，再次按下SB1，小车从当前位置开始继续运行。具体控制程序如图11-24 所示。

图11-22　取料小车滑台电机M1 子程序调用

图11-23　取料小车滑台电机M1 运动轴初始化

图11-24　取料小车滑台电机（步进电机）M1 控制程序(www.xing528.com)

图11-24　取料小车滑台电机（步进电机）M1 控制程序（续）

图11-24　取料小车滑台电机（步进电机）M1 控制程序（续）

图11-24　取料小车滑台电机（步进电机）M1 控制程序（续）

图11-24　取料小车滑台电机（步进电机）M1 控制程序（续）

取料小车滑台电机M1 在调试过程中，小车运行时，HL1 常亮；小车停时，HL1 以2 Hz的频率闪烁；调试结束，HL1 灯熄灭。指示灯由S7-200 SMART SR40 控制。SR40 主程序中，在触摸屏上选择调试按钮M100.0 是动作取反型按钮，按下选择调试按钮，V100.0 对应的值取反，按一次按钮，C0 值加1。选择调试按钮按下次数C0=1，且在触摸屏上调试界面信号M100.1=1，通过将信号传输到SR40，使得V100.1=1 时，调用取料小车滑台电机M1指示灯子程序，且V0.0=1，通过将信号传输到300 PLC，使得M0.0=1，即触摸屏上步进电机指示灯点亮。调用取料小车滑台电机M2 指示灯的子程序，如图11-25 所示。

三、取料小车垂直移动电机（伺服电机）M2 程序设计

根据控制要求，取料小车垂直移动电机M2 由S7-200 SMART ST30 控制。ST30 主程序中，在触摸屏上选择调试按钮M100.0 为动作取反型按钮，按下选择调试按钮，则V100.0对应的值取反，按一次按钮，C0 值加1，选择调试按钮按下次数C0=2，且在触摸屏上调试界面信号M100.1=1，通过信号传输到ST30，使得V100.1=1，调用取料小车垂直移动电机（伺服电机）的子程序M2 及使运动轴的初始化，如图11-26 所示和图11-27 所示。

在取料小车垂直移动电机M2 子程序中，在触摸屏中设定伺服电机的速度（速度范围应为60 ～150 r/min），按下启动按钮SB1，伺服电机M2 以正转3 圈、停2 s、反转3 圈、停2 s的周期一直运行，按下停止按钮SB2，M2 停止。具体控制程序如图11-28 所示。

取料小车垂直移动电机M2 在调试过程中，小车运行时，HL2 以0.5 Hz 闪烁，调试结束，HL2 灯熄灭。指示灯由S7-200 SMART SR40 控制。SR40 主程序中，在触摸屏上选择调试按钮M100.0 是动作取反型按钮，按下选择调试按钮，V100.0 对应的值取反，按一次按钮，C0 值加1，选择调试按钮按下次数C0=2，且在触摸屏上调试界面信号M100.1=1，通过将信号传输到SR40，使得V100.1=1 时，调用伺服电机M2 指示灯子程序，且V0.1=1，通过将信号传输到300 PLC，使得M0.1=1，即触摸屏上伺服电机指示灯点亮。调用取料小车垂直移动电机M2 指示灯的子程序，如图11-29 所示。

图11-25　取料小车滑台电机M1 指示灯控制程序

图11-26　取料小车垂直移动电机M2 子程序调用

图11-27　取料小车垂直移动电机M2 运动轴初始化

图11-28　取料小车垂直移动电机（伺服电机）M2 控制程序

图11-28　取料小车垂直移动电机（伺服电机）M2 控制程序（续）

图11-28　取料小车垂直移动电机（伺服电机）M2 控制程序（续）

图11-29　取料小车垂直移动电机M2 指示灯控制程序

四、转运传送带电机M3 程序设计

转运传送带电机M3 在调试过程中，按下启动按钮SB1 后，电机M3 以星形运行3 s、三角形运行3 s、停止2 s 的周期一直运行，直到按下停止按钮SB2，电机M3 调试结束。M3 电机调试过程中，HL1 常亮，调试结束，HL1 灯熄灭。转运传送带电机M3 由S7-200 SMART SR40控制。SR40 主程序中，在触摸屏上选择调试按钮M100.0 是动作取反型按钮，按下选择调试按钮，V100.0 对应的值取反，按一次按钮，C0 值加1，选择调试按钮按下次数C0=3，且触摸屏调试界面信号M100.1=1，通过将信号传输到SR40，使得V100.1=1，调用运货传送带电机M3 子程序，且V0.2=1，通过将信号传输到300 PLC，使得M0.2=1，即触摸屏上运货传送带电机指示灯点亮。程序调用及控制程序如图11-30 和图11-31 所示。

图11-30　转运传送带电机M3 子程序调用

图11-31　转运传送带电机M3 控制程序

五、分拣传送带电机M4 程序设计

分拣传送带电机M4 在调试过程中，按下启动按钮SB1 后，电机M4 正转启动，且动作顺序为15 Hz 运行3 s、25 Hz 运行3 s、35 Hz 运行3 s、停止；再次按下启动按钮SB1后，电机M4 反转启动，且按照以下顺序循环运行：15 Hz 运行3 s、25 Hz 运行3 s、35 Hz运行3 s，直到按下停止按钮SB2，M4 停止。M4 电机调试过程中，HL2 以亮1 s、灭0.5 s的周期闪烁，调试结束，HL2 灯熄灭。送货传送带电机M4 由S7-200 SMART SR40 控制。SR40 主程序中，在触摸屏上选择调试按钮M100.0 是动作取反型按钮，按下选择调试按钮，V100.0 对应的值取反，按一次按钮，C0 值加1，选择调试按钮按下次数C0=4，且在触摸屏上调试界面信号M100.1=1，通过信号传输到SR40，使得V100.1=1，调用送货传送带电机M4 子程序，且V0.3=1，通过信号传输到300 PLC，使得M0.3=1，即触摸屏上送货传送带电机指示灯点亮。程序调用及控制程序如图11-32 和图11-33 所示。

图11-32　分拣传送带电机M4 子程序调用

图11-33　分拣传送带电机M4 控制程序

图11-33　送货传送带电机M4 控制程序（续）