一、什么是“起保停”电路?
“起保停”是“启动-保持-停止”的简称,也称为“自锁电路”。它是继电器控制系统和PLC程序中最基本、最核心的控制逻辑。
启动 (Start): 由一个点动按钮(常开触点)触发,使设备运行。
保持 (Hold / Seal): 通过设备自身的辅助触点(在PLC中是用输出点的常开触点)并联在启动按钮上,形成自锁。当启动信号消失后,设备能通过这个自锁触点继续保持得电状态。
停止 (Stop): 由另一个点动按钮(常闭触点)触发,切断电路,设备停止运行。
二、案例描述
我们实现一个最简单的电机控制案例:
有一个启动按钮 (SB1,常开触点)
有一个停止按钮 (SB2,常闭触点)
有一个交流接触器 (KM1)控制电机运行
有一个过载保护 (FR,热继电器,常闭触点)
有一个运行指示灯 (HL1)
控制要求: 按下启动按钮,电机运行并自锁,运行指示灯亮。按下停止按钮或发生过载,电机停止,指示灯灭。
三、I/O地址分配
首先,我们需要为实际的物理设备分配PLC内部的输入(I)和输出(Q)地址。
注意:
在实际接线中,停止按钮(SB2)和过载保护(FR)这些为了安全起见通常使用常闭触点接入PLC的输入点。这样在正常状态下,PLC的I0.1和I0.2是接通(ON)的,线路断开时变为断开(OFF) ,更加安全(断线故障会被认为是停止信号)。
在程序逻辑中,我们需要用 常开触点 来代表一个“通”的条件,用 常闭触点 来代表一个“断”的条件。因此,对于外部接常闭触点的信号(如I0.1, I0.2),在程序里通常要使用其 常闭触点 逻辑,这样才能保证正常情况下的通路。
四、编写程序(使用STEP 7-Micro/WIN SMART软件)
1. 打开软件 ,创建一个新项目。
2. 主程序(OB1) 中,在梯形图(LAD)视图中编写以下逻辑:
梯形图程序:
网络 1: 主起保停逻辑
网络 2: 运行指示灯
程序解释:
网络 1 (Network 1):
`I0.1 (停止)` : 这里使用的是 常闭触点 。因为外部按钮是常闭接入,正常时I0.1为ON,常闭触点`]/[`是导通的。当按下停止按钮,外部常闭变断开,I0.1变为OFF,导致程序中的常闭触点`]/[`断开,电路切断。
`I0.2 (过载)` : 同理,使用 常闭触点 。正常时导通,过载时外部FR常闭触点断开,I0.2变为OFF,导致程序中`]/[`断开。
`I0.0 (启动)` : 使用 常开触点 。按下按钮,I0.0为ON,触点`| |`闭合。
当停止和过载条件都满足(即触点导通),并且按下启动按钮(I0.0导通)时,电流流至`Q0.0`线圈,使其得电(ON)。
`Q0.0` : 线圈得电后,其对应的常开触点会闭合。
自锁支路 : `Q0.0`的常开触点并联在启动按钮`I0.0`上。一旦`Q0.0`得电,即使启动按钮`I0.0`被松开(断开),电流依然可以通过`Q0.0`的自锁触点保持流通,使`Q0.0`持续得电。这就是“保持”(自锁)功能。
网络 2 (Network 2):
这个网络非常简单。只要电机运行(`Q0.0`为ON),输出点`Q0.1`就得电,点亮运行指示灯。这是一个简单的并联输出。
五、程序仿真与下载
1. 编译项目 :点击菜单栏的“编译”按钮(或按F7),确保没有错误。
2. 下载到PLC :
用网线连接电脑和S7-200 SMART CPU的以太网口。
点击“下载”按钮。
在通信对话框中选择你的PLC设备,点击“下载”。
下载完成后,将PLC切换到“RUN”模式。
3. 程序监控与调试 :
点击“程序状态监控”按钮(眼镜图标),可以在线看到程序中触点和线圈的实际状态(接通为蓝色实线)。
你可以强制表或者手动触动外部按钮,来模拟测试程序功能。
测试启动 :强制`I0.0`为ON,应看到`Q0.0`和`Q0.1`变为ON并保持。
测试停止 :强制`I0.1`为OFF(模拟按下停止按钮),应看到`Q0.0`和`Q0.1`变为OFF。
测试过载 :强制`I0.2`为OFF(模拟过载动作),应看到`Q0.0`和`Q0.1`变为OFF。
六、注意事项
1. 安全性 :起保停是最基本的逻辑,在实际工业应用中,重要的急停和安全回路 绝不能 只依赖于PLC程序。必须使用 硬件继电器回路 做安全冗余,例如将急停按钮、安全门开关、过载保护器等直接串入控制电机的接触器线圈回路中。
2. 输入点接线 :深刻理解物理开关(常开/常闭)与PLC程序内触点逻辑(常开/常闭)的对应关系,这是PLC入门的关键。
3. 扩展 :在这个基础上,你可以很容易地加入更多功能,如 点动 、 延时启动 、 延时停止 、 互锁 等,构建更复杂的控制系统。
希望这个详细的案例和解释能帮助你彻底理解S7-200 SMART的起保停编程!