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第7章 S7-300程序设计方法（开关量控制） 7.1 S7-300的程序结构 7.2 系统设计的原则 7.3 系统设计的内容 7.4 程序设计的方法与过程 7.5 开关量控制系统的设计 7.6 关于模拟量I/O模块 7.7 模拟量控制系统的设计 7.8 关于乒乓控制 7.9 关于PID控制 7.1 S7-300的程序结构 STEP 7为设计程序提供三种方法。基于这些方法，可以选择最适合于你的应用的程序设计方法。 1 线性化编程 线性程序的结构简单，分析起来一目了然。这种结构适用于编写一些规模较小，运行过程比较简单的控制程序。 2 模块化编程 分块程序有更大的灵活性，适用于比较复杂、规模较大的控制工程的程序设计。 3 结构化编程 结构化程序比分块程序有更大的灵活性，继承性。适用于比较 复杂、规模较大的控制工程的程序设计。 4 程序块类型 ? 用户定义的块 ? 系统块 ? 数据块类型和结构 ? 调用程序块 7.2 系统设计的原则 1 满足要求 最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计控制系统的首要前提。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究。收集控制现场的资料，收集控制过程中有效的控制经验，进行系统设计。同时要注意要和现场的管理人员、技术人员、工程操作人员紧密配合，共同解决设计中的重点问题和疑难问题。 2 安全可靠 控制系统长期运行中能否达到安全、可靠、稳定，是设计控制系统的重要原则。为了能达到这一点，要求在系统设计上，器件选择上，软件编程上要全面考虑。比如说，在硬件和软件的设计上应该保证PLC程序不仅在正常条件下能正确运行，而且在一些非正常情况下（如突然掉电再上电，按钮按错等），也能正常工作。程序只能接受合法操作，对非法操作程序能予以拒绝等等。 3 经济实用 一个新的控制工程固然能提高产品的质量，提高产品的数量，从而为工程带来巨大的经济效益和社会效益。但是，新工程的投入、技术的培训、设备的维护也会导致工程的投入和运行资金的增加。在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的y运行成本。这就要求，不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统的使用和维护即方便又低成本。 4 适应发展 社会在不断地前进，科学在不断地发展，控制系统的要求也一定会不断地在提高、不断地在完善。因此，在控制系统的设计时要考虑到今后的发展、完善。这就要求在选择PLC机型和输入/输出模块要能适应发展的需要，要适当留有余量。 7.3 系统设计的内容 1 选择机型 （1）根据系统类型选择机型 ?单体控制的小系统 这种系统一般使用一台可编程序控制器就能完成控制要求，控制对象常常是一台设备或多台设备中的一个功能。这种系统对可编程序控制器间的网络问题要求不高，甚至没有要求。但有时功能要求全面，容量要求变化大，有些还要与原设备系统的其它机器连接。对这类系统的机型选择要注意三种情况。 一是设备集中情况:设备的功率较小，如机床。这时需选用局部式结构，低电压高密度输入输出模板。 二是设备分散情况:设备的功率较大，如料场设备。这时需选用离散式结构，高电压低密度输入输出模板。 三是有专门要求的设备情况:如飞剪。输入输出容量不是关键参数，重要的是控制速度功能，选用高速计数功能模板等。 ?慢过程大系统 对运行速度要求不高但设备间有连锁关系，设备距离远，控制动作多，如大型料场、高炉、码头、大型车站信号控制；也有的设备本身对运行速度要求高，但是部分子系统要求并不高，如大型热连续轧钢厂、冷连续轧钢厂中的辅助生产机组和供油系统、供风系统等。 对这一类型对象，一般不选用大型机，因为它编程、调试都不方便，一旦发生故障，影响面也大。一般都采用多台中小机型和低速网相连接。 由于现代生产的控制器多为插件式模板结构，它的价格是随输入输出板数和智能模板数的多少决定的。同一种机型输入输出点数少，则价格便宜，反之则贵。所以一般使用网络相连后就不必要选大型机。这样选用每一台中小型可编程序控制器控制一台单体设备，功能简化，程序好编，调试容易，运行中一旦发生故障影响面小，且容易查找。 ?快速控制大系统 随着可编程序控制器在工业领域应用的不断扩大，在中小型的快速系统中，可编程序控制器不仅仅完成逻辑控制和主令控制，它已逐步进入了设备控制级，如高速线材，中低速热连轧等速度控制系统。 在这样的系统中即使选用输入输出容量大、运行速度快、计算功能强的一台大型可编程序控制器也难以满足控制要求。