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 设计一个使用传送机将大、小球分拣后分别传送的系统。

  左上为原点，按启动按钮SB1后，其动作顺序为：下降→抓紧球(延时1s)→上升→右行→下降→释放球(延时1s)→上升→左行。其中：LS1为左限位；LS3为上限位；LS4 为大球右限位；LS5为小球右限位；LS2为大球下限位；LS0为小球下限位。机械臂下降时，若抓住大球，则下限位LS2接通，然后将大球放到大球容器中；若抓住小球，则下限位LSO接通，然后将小球放到小球容器中。采用指示灯调试样序。

  相关知识

  在顺序控制的编程方法中，每一步表示一种工作状态，系统中不同步之间存在不同的逻辑关系，相应的也采用不同的编程方法，有单序列、选择序列、并行序列还有跳步、重复和循环序列等特殊形式。单序列是指按顺序排列的步相继激活这样一种基本的进展情况，动作一个接一个完成，每步仅连接一个转移，每个转移也仅连接着一个步。选择序列是指一个活动步之后，有若干个单序列等待选择，一次仅能选择进入一个序列，选择序列中的各单序列是互相排斥的，其中任何两个单序列都不会同时执行。并行序列是指在某一转换条件下，同时启动若干个单序列。

  在大小球分拣系统中，主要是要将大球和小球分开，它们在手臂下降过程中，由于活塞触碰的位置(即限位开关)不同，分别执行不同的操作，大球放在大球箱，小球放在小球箱。这就是典型的选择序列，通过不同的转换条件，程序运行不同的步，以达到生产控制要求。

  控制方案

  (1)接线图

  大小球分拣PLC控制接线图如图2-27所示。

  图2-27 大小球分拣PLC控制接线图

  (2)I/O分配表

  大小球分拣PLC控制I/O分配表见表2-15。

  表2-15 大小球分拣PLC控制I/O分配表

  (3)步进梯形图

  大小球分拣PLC控制步进梯形图如图2-28所示。

  (4)控制过程分析

  输人启动信号,即X14接通时,进入S1步,输出信号Y1接通,机械臂下降。若下行碰到1.S2,即抓取大球则运行82步,若下行础到1.S0,即抓取小球则运行S3步,这就是典型的选择序列。进入S2步后,Y4置位,即机械手夹紧小球,同时时间继电器10线圈接通,延时18后进入84步。输出电器Y0接通,机械手上升；当碰到1.53时,上行停止；进入S5步。输出继电器Y3接通,机械手右行:当础到1,.S4时,大球右行停止；进入S6 ,轮山继由器Y1接通,机械手下路,当磁到LS2时,下行停止，进入S7步。Y4复位即释放小球：同时T1线圈接通，延时1s后进入S8步。输出继电器Y0接通，机械手上行，当碰到LS3时，上行停止；进入S9步。输出继电器Y2接通，机械手左行，当碰到LS1时，左行停止；进入S0步。若抓取到的是小球，则进入S3步，后上行至碰到LS3，然后右行至碰到LS5，下行至碰到LS0，然后执行S7步操作，以后的操作和大球的运行原理相同。回到左上原点后，开始新的取球过程。

 S7-200 SMART标准型CPU模块的右下角有一个Micro SD卡的插槽，支持使用市面上通用的 Micro SD 卡来行使功能，支持FAT32文件系统，支持的卡的容量范围为4G~32G。

  使用该 Micro SD 卡可以进行如下功能：

  ① 恢复 CPU 到出厂默认设置;

  ② 进行 CPU 的固件版本升级;

  ③ 进行程序传输。

  使用存储卡恢复出厂设置

  S7-200 SMART CPU 模块的 SD 卡支持使用 FAT32 文件系统，可以使用通用的Micro SD卡让其恢复出厂的默认设置。恢复出厂默认设置包括如下几项操作：将 CPU IP 地址恢复为出厂默认设置，清空 CPU 程序块、数据库和系统块。具体步骤如下。

  (1)准备恢复出厂默认设置的文件

  ① 用 Windows 系统自带的记事本新建一个文本文档，在其中写人字符串“RESET_TO FACTORY”，并保存。

  ② 将该文本文档重新命名为 S7_JOB.S7S(注意后缀名是.S7S)。

  ③ 将文件“S7 JOB.S7S”拷贝到一个空白的 Micro SD 卡中。

  (2)开始恢复出厂默认设置

  ① 将 S7-200 SMART CPU 模块断电，然后插人刚才的 Micro SD 卡。

  ② 将 CPU模块重新上电，它会自动检测到 Micro SD 卡中的内容，并开始执行恢复出厂默认设置。在这个过程中，CPU模块的运行指示灯与停止指示灯会以 2Hz的频率交替点亮。

  (3)恢复成功的提示

  当运行指示灯熄灭，而停止指示灯开始闪烁时，表示已经成功恢复出厂设置。此时可以取下 Micro SD 卡。

  使用存储卡进行固件升级

  S7-200 SMART 支持使用存储卡(Micro SD 卡)进行固件升级，地方便了广大用户对产品功能的扩展。使用 Micro SD 卡进行固件升级的步骤如下。

  ① 到西门子官网下载需要升级的固件文件。

  ② 在 Windows操作系统下，用普通读卡器将下载的新的固件文件拷贝到一个空白的 Micro SD 卡中。

  ③ 将 CPU 模块断电，然后插人带有升级文件的 Micro SD 卡。

  ④ 将 CPU 模块上电，CPU 会检测到 Micro SD 卡的内容并自动进行固件升级。升级的过程中运行指示灯和停止指示灯会以 2Hz的频率交替点亮。

  ⑤当运行指示灯熄灭，而停止指示灯开始闪烁时，表示固件升级完成。此时可以取 Micro SD 卡。

  小提示

  固件，英文名称“firmware”，是CPU厂商设计开发的一种软件，其功能是管理CPU的存储、外设等，相当于操作系统的角色。因其被固化到 CPU模块的内部，因此称为“固件”。固件升级其实是一种软件版本的更新，新版本的软件可以更好地利用现有的硬件资源，扩展软件功能，修改老版本的缺陷，提供更多的软件支持。在 S7-200 的时代，CPU一旦出厂，其固件版本基本就定了，客户不能自己级版本。要更新版本，将 CPU 返厂，可想而知，这很不方便。如果设备正在被使用，返厂升级固件根本就不能做到。现在 S7-200 SMART 支持使用 SD 卡进行固件升级，确实很方便。

  使用存储卡进行程序传输

  使用存储卡进行程序传输包括两个步骤：，制作一张程序传输卡;第二，使用程序传输卡进行程序拷贝。

  (1) 制作程序传输卡的步骤

  ① 将源程序下载到 CPU 模块中。

  ② 将 CPU 模块设置为停止运行(STOP)状态，然后插入事先装备好的空白存储卡(意：是空白卡，不能是有固件的或恢复出厂设置的卡)。

  ③在STEP 7-Micro/WIN SMART 中,点击“PLC”“设定/存储卡”,打开“程序存储十对话框，选择需要被拷贝到存储卡上的块(程序块、数据块、系统块)，点击“编程”按钮，如图 2-72 所示。

  图2-72 “程序存储卡”对话框

  ④ 程序卡制作成功后，STEP 7-Micro/WIN SMART 的“程序存储卡”对话框会显示“编程已成功完成!”，此时程序传输存储卡已经制作完成，如图 2-73 所示。

  图2-73 “编程已成功完成”界面

  注意：使用 STEP 7-MicroWIN SMART的“PLC”-“设定/存储卡”功能时，是将

  CPU 内部存储区的程序拷贝至存储卡，而不是在 STEP 7-Micro/WIN SMART 软件中打开的程序，所以先将程序下载到 CPU 中，才能执行该操作。

  (1) 使用程序传输卡进行程序拷贝

  ①将目标 CPU 模块断电，并插入准备好的程序传输卡。

  ② 给 CPU模块上电，CPU会自动识别程序传输卡并将其内容拷贝到内部存储区。拷贝的过程中，CPU 模块的运行(RUN)指示灯和停止(STOP)指示灯以 2Hz的频率交替点亮。

  ③ 当运行指示灯熄灭，只有停止指示灯闪烁时，表示程序已经传输完成。此时可以从 CPU 模块中取下程序传输卡。

PLC中的常用的CPU和存储器简介

 CPU模块相当于人的大脑和心脏，它不断地采集输入信号，执行用户程序，刷新系统的输出；存储器用来储存程序和数据。

     1．CPU芯片

     CPU模块主要由CPU芯片和存储器组成。PLC使用以下几类CPU芯片：

    (1)通用微处理器，如Intel公司的8086，80186到Pentium系列芯片；

    (2)单片微处理器(单片机)，如Intel公司的MCS51／96系列单片机；

    (3)位片式微处理器，如AMD 2900系列位片式微处理器。

    2．存储器

    PLC的存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器。系统程序相当于个人计算机的操作系统，它使PLC具有基本的智能，能够完成PLC设计者规定的各种工作。系统程序由PLC生产厂家设计并固化在ROM内，用户不能直接读取。PLC的用户程序由用户设计，它决定了PLC的输入信号与输出信号之间的具体关系。用户程序存储器的容量一般以字(每个字由16位二进制数组成)为单位，三菱的FX系列PLC将用户程序存储器的单位称为步(Step，即字)。小型PLC的用户程序存储器容量在lK字左右，大型PLC的用户程序存储器容量可达数M(兆)字。

    PLC常用以下几种存储器：

    (1)随机存取存储器：(RAM)

    用户可以用编程器读出RAM中的内容，也可以将用户程序写入RAM，因此RAM又叫读／写存储器。它是易失性的存储器，将它的电源断开后，储存的信息将会丢失。

    RAM的工作速度高，价格低，改写方便。为了在关断PLC外部电源后，保存RAM中的用户程序和某些数据(如计数器的计数值)，为RAM配备了一个锂电池。现在有的PLC仍用RAM来储存用户程序。

  锂电池可用2~5年，需要更换锂电池时，PLC面板上的“电池电压过低”发光二极管亮，同时有一个内部标志位变为l状态，可以用它的常开触点来接通控制屏面板上的指示灯或声光报警器，通知用户及时更换锂电池。

    (2)只读存储器(ROM)

    ROM的内容只能读出，不能写入。它是非易失的，它的电源消失后，仍能保存储存的内容。ROM—般用来存放PLC的系统程序。 

    (3)可电擦除的EPROM(EEPROM或E2PROM)

    它是非易失性的，但是可以用编程器对它编程，兼有ROM的非易失性和RAM的随机存取优点。但是写入信息所需的时间比RAM长得多，EEPROM用来存放用户程序。有的PLC将EEPROM作为基本配置，有的PLC将EEPROM作为可选件。