西门子 S7-200 SMART PLC :3 台电机顺启逆停控制(上篇)
在生产线、物料传输系统等工业场景中,电机的 “顺序启动、逆序停止” 是经典控制需求 —— 既能避免物料堆积,又能减少启动电流对电网的冲击。本文以上篇形式,先带大家明确控制要求、梳理硬件配置,再重点讲解顺序启动逻辑的程序编写,为下篇的停止控制做好铺垫。
一、先搞懂:核心控制要求
在写程序前,必须先明确 “要实现什么”,这是后续逻辑设计的基础。本次 3 台电机(M1、M2、M3)的控制要求分为三大块:
1. 顺序启动逻辑(总启动按钮触发)
按下总启动按钮后,电机按 “M1→M2→M3” 的顺序延时启动:
- M1:按下启动按钮后立即启动;
- M2:M1 启动后,延时 5 秒自动启动;
- M3:M2 启动后,再延时 5 秒自动启动。
2. 安全强制要求(优先级最高)
任何情况下,以下信号触发时,所有电机必须立即停止:
- 急停按钮按下;
- 任意一台电机过载(热继电器动作);
- 总停止按钮按下(停止过程需按逆序延时,但安全触发时直接切断)。
3. 硬件配置与定时器规划
为实现上述功能,我们需要这些硬件(以 “传送带电机控制” 为例),同时规划内部定时器:
类别 | 设备符号 | 设备说明 | 作用 |
输入设备 | SB1 | 总启动按钮(常开) | 触发电机启动序列 |
输入设备 | SB2 | 总停止按钮(常闭) | 触发电机逆序停止序列 |
输入设备 | ES | 急停按钮(常闭) | 紧急切断所有电机 |
输入设备 | FR1~FR3 | 电机过载保护(常闭) | 电机过载时切断回路 |
输出设备 | KM1~KM3 | 电机接触器线圈 | 控制电机启停 |
输出设备 | HL1~HL3 | 运行指示灯 | 显示电机运行状态 |
内部定时器 | T37 | M1→M2 启动延时 | 100ms 定时器,预设 50(5 秒) |
内部定时器 | T38 | M2→M3 启动延时 | 100ms 定时器,预设 50(5 秒) |
二、关键一步:I/O 地址分配
PLC 程序的核心是 “地址对应硬件”,必须先明确每个设备在 PLC 中的地址,避免后续逻辑混乱。以下是本次案例的 I/O 地址表(直接对应 STEP 7-Micro/WIN SMART 软件配置):
设备符号 | 设备说明 | PLC 地址 | 类型 | 备注 |
SB1 | 总启动按钮(常开) | I0.0 | 输入 | 按下时 I0.0 为 ON |
SB2 | 总停止按钮(常闭) | I0.1 | 输入 | 未按下时 I0.1 为 ON,按下断开 |
ES | 急停按钮(常闭) | I0.2 | 输入 | 未按下时 I0.2 为 ON,按下断开 |
FR1 | 电机 1 过载(常闭) | I0.3 | 输入 | 正常时 I0.3 为 ON,过载断开 |
FR2 | 电机 2 过载(常闭) | I0.4 | 输入 | 正常时 I0.4 为 ON,过载断开 |
FR3 | 电机 3 过载(常闭) | I0.5 | 输入 | 正常时 I0.5 为 ON,过载断开 |
KM1 | 电机 1 接触器线圈 | Q0.0 | 输出 | Q0.0 为 ON 时 M1 启动 |
KM2 | 电机 2 接触器线圈 | Q0.1 | 输出 | Q0.1 为 ON 时 M2 启动 |
KM3 | 电机 3 接触器线圈 | Q0.2 | 输出 | Q0.2 为 ON 时 M3 启动 |
HL1 | 电机 1 运行指示灯 | Q0.3 | 输出 | 跟随 Q0.0 状态 |
HL2 | 电机 2 运行指示灯 | Q0.4 | 输出 | 跟随 Q0.1 状态 |
HL3 | 电机 3 运行指示灯 | Q0.5 | 输出 | 跟随 Q0.2 状态 |
T37 | M1→M2 启动延时 | T37 | 内部 | 100ms 定时器,PT=50 |
T38 | M2→M3 启动延时 | T38 | 内部 | 100ms 定时器,PT=50 |
三、核心实现:顺序启动程序编写
接下来进入正题 —— 用梯形图编写顺序启动逻辑。我们分 “系统总启动控制” 和 “顺序延时启动” 两个网络讲解,所有程序均基于 STEP 7-Micro/WIN SMART 软件编写。
网络 1:系统总启动与 M1 立即启动
这是整个程序的 “总开关”—— 通过一个系统运行标志位 M0.0,统一控制启动序列的触发,同时串联所有安全信号(确保安全优先)。
逻辑详解:
- M0.0 的作用:M0.0 是 “系统是否运行” 的核心标志 —— 只有 M0.0 为 ON,后续所有电机启动逻辑才会生效;M0.0 为 OFF 时,所有电机停止。
- 安全信号串联:I0.1(总停)、I0.2(急停)、I0.3~I0.5(过载)均为常闭触点—— 正常时这些触点闭合,一旦按下停止 / 急停或电机过载,触点断开,直接切断 M0.0 的得电条件。
- M1 立即启动:只要 M0.0 自锁成功(系统启动),Q0.0(KM1)立即得电,M1 启动,同时后续的延时启动逻辑开始触发。
网络 2:M1→M2→M3 顺序延时启动
在 M1 启动后,通过 T37、T38 两个定时器,实现 M2、M3 的延时启动,核心是 “前一个电机启动后,触发下一个定时器,定时器到后启动下一个电机”。
|
逻辑详解:
- T37 的触发:M0.0 为 ON(系统启动,M1 已启动)时,T37 开始计时,5 秒后 T37 的常开触点闭合。
- M2 启动:T37 触点闭合后,两个动作同时发生:① Q0.1(KM2)得电,M2 启动;② T38 开始计时。
- M3 启动:T38 计时 5 秒后,其常开触点闭合,Q0.2(KM3)得电,M3 启动。
- 最终效果:按下 SB1→M1 立即启动→5 秒后 M2 启动→再 5 秒后 M3 启动,完全符合 “顺序启动” 要求。
上篇小结
到这里,3 台电机的 “顺序启动” 逻辑已全部实现 —— 核心是通过 “M0.0 总标志位” 控制启动总条件,再用 T37、T38 定时器实现延时递推。但工业控制中,“停止逻辑” 往往比启动更复杂(需逆序延时,同时保证安全)。
下篇我们将重点讲解:① 总停止按钮触发的 “M3→M2→M1” 逆序停止逻辑;② 急停、过载的双重安全保障设计;③ 运行指示灯控制及现场调试技巧,让整个控制程序更完整、可靠。