基于S7—200PLC的顺序控制

马新荣 李宝智

摘 要：分析了继电器顺序控制的原理、弊端，讨论了采用S7-200PLC实现顺序控制的改造设计方案，并且方案经过实践完全能达到预设的控制要求。

关键词：PLC；顺序控制

所谓顺序控制就是针对顺序控制系统，按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间的顺序，在生产过程中各个执行机构自动地有秩序地进行操作。如果一个控制系统可以分解成几个独立的控制动作，且这些动作必须严格按照一定的先后次序执行才能保证生产过程的正常运行，那么系统的这种控制称为顺序控制。

1 继电器顺序控制

图1中交流接触器KM1、KM2、KM3分别控制三台鼠笼电动机M1、M2和M3。其工作过程是：当按下启动按钮SB1时，交流接触器KM1和时间继电器KT1两线圈得电，主电路主触头KM1闭合，电动机M1启动并延时，经过一定时间后，常开KT1闭合，线圈KM2和KT2得电，电机M2起动，再经过一定

图1继电器顺序启动原理图

时间的延时，常开KT2闭合，线圈KM3得电，M3起动。当电动机需要停止时，按停止按钮SB2，电动机首先M3停止，经过KT3延时后，常闭KT3断开，M2停止，经过KT4延时，M1停止，这样就实现了三台电机的顺序启动和逆序停止。这种传统的继电器控制方式使用的电气元件体积大、触点多、故障率高、功能改变麻烦，并且电动机的启动性能很难满足。随着PLC技术和电力电子技术的发展，使用PLC和变频器进行电动机的顺序运行控制已成为必然趋势。

2 改造方案

2.1硬件原理图

改造后的系统以西门子S7-200为核心，改造方案硬件原理图如图2（a）（b）所示。

图2（a）主电路图 图2（b）控制电路图

用PLC控制接触器KM1、KM2、KM3的线，进而控制电动机的启动顺序和停止顺序。

2.2功能特点

2.2.1PLC顺序控制大部分采用“软”逻辑。继电器接触器控制全部用硬器件、硬触点和“硬”线连接，为全硬件控制；PLC内部大部分采用“软”电器、“软”接点和“软”线连接，为软件控制。

2.2.2PLC顺序控制系统结构紧凑。继电器接触器控制系统使用电器多，体积大且故障率大；PLC控制系统结构紧凑，使用电器少，体积小。

2.2.3PLC顺序控制内部全为“软接点”动作快。继电器接触器控制全为机械式触点，动作慢，弧光放电严重；PLC内部全为“软接点”动作迅速。

2.2.4PLC顺序控制功能改变极其方便。继电器接触器控制功能改变，需拆线接线乃至更换元器件，比较麻烦；PLC控制功能改变，一般只需修改程序便可，极其方便。

2.2.5PLC顺序控制容易实现电动机的启、停和调速等性能要求。继电器接触器顺序控制实现电动机的启、停比较容易，但要满足启、停的性能指标和调速的要求是非常繁琐和麻烦的，甚至某些性能指标根本无法达到要求。

2.2.6PLC的输入、输出控制简单。PLC是以扫描方式进行工作的，即PLC对信号的输入、数据的处理和控制信号的输出，分别在一个扫描周期内的不同时间间隔里，以批处理方式进行，这不仅使用户编程简单、不易出错，而且也使PLC的工作不易受到外界干扰的影响；同时PLC所处理的数据比较稳定，从而减少了处理中的错误；另外，PLC的输入、输出的控制较简单，不容易产生由于时序不合适而造成的问题。

2.2.7PLC控制系统制造周期短。PLC控制系统由于结构简单紧凑，基本为软件控制，因此设计、施工与调试比继电器接触器控制系统周期短。

PLC通常采用积木式结构，这便于用户检修和更换模板，同时在各模板上都设有故障检测电路，并用相应的指示器标志它的状态，使用户能迅速确定故障的位置。

2.2.8有联锁功能。PLC中个各输出通道之间设有联锁功能，以防止各被控对象之间误动作可能造成的事故。

2.2.9设置环境检测和诊断电路。PLC电路负责对PLC的运行环境（例如电网电压、工作温度、环境的湿度等）进行检测，同时也完成对PLC中各模块工作状态的监测。这部分电路往往是与软件相配合工作的，以实现故障自动诊断和预报。

2.3控制程序

PLC顺序控制的主要程序如图3所示。M0.1控制着第一台电动机的运行情况，M0.2控制着第二台电动机的运行情况，……。当M0.1有输出时，开启第一台变频器，电动机1开始工作；30秒后M0.2有输出时，电动机2开始工作；30秒后M0.3有输出时，电动机3开始工作。反之，当M0.1无输出时，关闭第一台电动机，电动机1停止工作，……。

在编写程序时一定要注意：当按下启动按钮时，一定要给M0.4和M0.5“置0”，否则会出现M0.2、M0.3同时“置0”和“置1”的情况，这样电动机无法工作。

3 结束语

由于PLC在设计制造时充分考虑到工业控制的现场环境问题，并采取了多层次、多种有效措施来提高工作可靠性，因此，采用PLC实现电机控制，特别是对工作环境条件较恶劣的工矿企业应该是一项明智之举。

图3控制程序

参考文献：

[1]南亚红，宋子华.基于MM420的PLC顺序控制[J].自动化应用，2011，7（45-46）

作者简介：

马新荣（1981.5～），男，讲师，工学学士，主要从事于PLC自动化系统的开发及教学工作。

李宝智（1972.12～），男讲师，从事于机电技术的教学和研究工作。