这一节讲如何用西门子S7-200 PLC控制水泵自动补水,要实现的功能是,按下启动按钮水泵启动开始补水,当水位到达高位时水泵自动停止,当水位下降到低水位时水泵自动启动补水。这是一个比较经典并且非常实用的控制系统,大家通过这节的学习,既可以掌握西门子PLC开关量的编程方法,又能学会一个工业控制领域经常用到的控制电路,在以后实际工作中如果你遇到类似的控制可以直接拿来使用。
首先看第一张图片,图0,就是水泵自动补水系统的硬件连接示意图,高低水位开关在没有水时是常开状态,当水位到达后就会变成闭合状态,它们两个被连接到PLC的开关量输入端,用来做自动补水的控制信号。水泵通过交流接触器被连接到PLC的开关量输出端。下面讲解程序的执行过程。
图1,是PLC的输入输出接线图和实际程序(黑色部分),在图中还是用灯泡的亮和灭来表示程序中开关量的接通和关断,图1中是程序PLC上电以后内部的初始运行状态,我们看到因为PLC外部的启动和停止按钮都没有按下,所以程序没有任何输,水泵也就不会启动。说明一下,程序中的M2.0是西门子PLC内部的,通用寄存器M的一个开关量触点,作用相当于我们常规继电气控制系统中的中间继电器,它不直接对外输入或输出,只在内部起到中转的作用。
看图2,我们按下启动按钮,(第一段程序)常开触点I0.0被接通,常闭触点I0.3通,线圈M2.0就接通,触点M2.0接通形成自锁。(第二段程序)常开触点M2.0接通,常闭触点I0.6通,常闭触点I0.7通,线圈Q0.6接通,输出点Q0.6就有了输出,水泵启动运行开始补水。并且常开触点Q0.6形成自锁,以确保当低水位开关闭合时,Q0.6继续有输出。
图3,的动作是虽然我们松开启动按钮,常开触点I0.0断开,但线圈M2.0依然是通的,这因为有常开触点M2.0的自锁。所以Q0.6依然是有输出的,水泵继续补水运行。
图4,这时我们看到水位已经到了水罐的中部,这时低水位开关已经闭合,常开触点I0.6断开,但线圈Q0.6依然接通,这因为常开触点Q0.6早已经形成了自锁。所以Q0.6依然有输出,水泵还是继续补水运行。
再看图5,当水位到达高水位时,高水位开关闭合,常闭触点I0.7就会断开,之后线圈Q0.6就没有了输出,常开触点Q0.6也跟着断开解除自锁,水泵也就跟着停止了补水。实现了自动停止功能。
图6,当水位开始下降并低于高水位开关时,高水位开关断开,常闭触点I0.7接通,但因为水位还没有下降到低水位开关,所以常闭触点I0.6还是断开状态,线圈Q0.6也就没有输出。水泵依然在停止状态。
图7,当水位下降到低水位开关时,低水位开关断开,常闭触点I0.6接通,因常闭触点I0.7也早已经接通,所以线圈Q0.6接通也就有了输出,并常开触点Q0.6接通,形成自锁。这时水泵启动运行补水,从而实现了水泵的自动运行。只要我们不按下停止按钮,水泵就会按照这个控制程序周而复始的自动运行。
图8,是水泵的手动停止操作,当我们按下停止按钮后,常闭触点I0.3断开,线圈M2.0也就断开没有了输出,同时常开触点M2.0也跟着断开,之后线圈Q0.6断开没有了输出,水泵停止补水。实现了手动停止功能,因为是手动停止,常开触点M2.0始终在断开状态,所以无论水位开关在什么状态都不会自己启动,直到我们手动再次按下启动按钮。这就是水泵自动补水程序的步骤分解,通过这种图形化的讲解相信大家还是能够很容易理解的。