1.2.3　【实例1-1】液位自动控制

实例说明

图1-15是某泵站采用S7-1200 CPU 1215C DC/DC/DC进行液位自动控制示意图，当下液位开关检测到ON时，启动水泵，进行注水；当水位达到一定值时，上液位开关检测到ON，则停止水泵。请设计电气线路，并进行PLC编程和下载。

实施步骤

步骤1：电气接线和输入/输出定义

根据实例说明可以得出，液位开关信号有2个，分别是下液位开关信号和上液位开关信号，分别定义为I0.0、I0.1；输出为水泵接触器，定义为Q0.0。本实例选用CPU 1215C DC/DC/DC，进线电源部分为DC24V，输入部分可以采取漏型接法，输出部分采用DC24V线圈的水泵接触器，表1-4为输入/输出定义，电气线路如图1-16所示。

步骤2：在博途软件中创建新项目

进入博途软件后，如图1-17所示，选择“启动”→“创建新项目”后，输入项目名称（如本实例的“液位控制”），单击图符输入存放路径。

输入项目名称后，就会看到“新手上路”提示（见图1-18），包含创建完整项目所必需的“组态设备”“创建PLC程序”“组态工艺对象”“组态HMI画面”或“打开项目视图”等步骤。新手一步步操作即可。这里先选择“组态设备”。

S7-1200 PLC提供了控制器、HMI、PC系统等设备，选择“SIMATIC S7-1200”，依次单击CPU类型（本案例为“CPU 1215C DC/DC/DC”），最终选择订货号6ES7 215-1AG40-0XB0，其中版本号可根据实际情况来选择，如V4.2，如图1-19所示。

单击“添加”按钮后，就会出现如图1-20所示的完整设备视图。

步骤3：硬件配置

在设备视图中，单击CPU模块，按右键就会出现很多菜单，这里选择“属性”，如图1-21所示。

CPU的属性内容非常丰富，包括常规、PROFINET接口、DI 14/DQ10等。图1-22为CPU的目录信息，可以看到版本号，还设有“更改固件版本”按钮用于升级。

图1-23是PROFINET接口属性。这里选择默认值192.168.0.1。

S7-1200 PLC提供了自由地址功能，如图1-24所示，可以对I/O地址进行起始地址的自由选择，如0-1022（因为输入地址最多到I1023.7，本机地址就有2个字节，因此到1022为止。）

步骤4：梯形图编程

图1-25为项目树全貌，找到“液位控制”→“PLC_1”→“程序块”→“Main”，就是梯形图编程的地方。图1-26是Main空程序块。

用户要创建程序，只需将指令拖到程序段即可，比如本实例首先要使用常开触点，则从收藏夹中将常开触点直接拉入程序段1，如图1-27（a）所示，程序段1出现符号，表示该程序段处于语法错误状态，尚未完成编辑过程；然后，在<？？.？>处输入“%I0.0”或“I0.0”；根据梯形图的编辑规律，使用图符打开分支，输入接触器自保触点“%Q0.0”或“Q0.0”，并用图符关闭分支；同理，使用图符、完成后续编辑过程。完成后的梯形图如图1-27（b）所示，此时符号已经消失。

从这里可以看出，变量名称自动变成“Tag_1”“Tag_2”“Tag_3”，不便于阅读，因此需要对变量名称进行重新定义。变量是PLC I/O地址的符号名称。用户创建PLC变量后，博途软件将变量存储在变量表中。项目中的所有编辑器（如程序编辑器、设备编辑器、可视化编辑器和监视表格编辑器）均可访问该变量表。

在项目树中找到“液位控制”→“PLC_1”→“PLC变量”→“显示所有变量”（见图1-28），单击后找到这3个变量名进行修改（见图1-29）。修改完成后，再次返回Main程序，如图1-30所示，就会看到相关变量名称已经替换，阅读起来非常方便。

需要注意的是，定义变量也可以在程序编辑前完成，即在编辑时，可以直接在<？？.？>中选择变量，无需直接输入。这个可根据用户编辑习惯选择。

步骤5：编译、下载、调试

在创建阶段只是完成了梯形图语法的输入验证，若要完成程序的可行性，还必须执行编译命令。如图1-31所示，选择项目树中的“PLC_1[CPU 1215C DC/DC/DC]”，按右键弹出菜单，用户可以直接选择下载命令，博途软件会自动先执行编译命令，当然，也可以单独选择编译命令。

博途需要对PLC的硬件配置和软件分别编译，并分别下载，只有两者均正确时才能完成下载。下载之前，还需要确保PC与PLC同在192.168.1. *频段内，但不重复（本实例中PLC地址为192.168.0.1）。图1-32是“扩展下载到设备”界面，在“选择目标设备”时，有3个选项，即“显示地址相同的设备”“显示所有兼容的设备”“显示可访问的设备”。需要注意的是，第一次连机时，存在PLC的IP地址与PC的IP地址不在同一个频段、PLC的CPU第一次使用无IP地址等情况，因此在“选择目标设备”时，不能选择“显示地址相同的设备”，而是选择“显示所有兼容的设备”，接口类型为ISO，访问地址是MAC地址，此时可以连接CPU，等下载结束后，再次连机，就会出现正常的连机情况了。

图1-33为下载信息反馈，描述了硬件配置下载、Main程序下载的过程。

步骤6：程序调试

完成以上步骤后，PLC会自动切换到运行状态，此时选择图标栏中的进入程序块的在线监控（见图1-34），用绿色实线表示接通、蓝色虚线表示断开。程序解释如下：

（1）液位刚好处于上、下液位开关均没有动作的时候，水泵接触器不动作，程序状态如图1-34（a）所示。

（2）随着用水量的增加，液位不断下降，当下液位开关检测到ON时，水泵接触器马上接通，程序状态如图1-34（b）所示。

（3）水泵接触器动作后，水位马上上升，下液位开关变为OFF，根据自保原理，水泵接触器还继续接通，程序状态如图1-34（c）所示。

（4）当水泵的送水量大于用水量，液位不断上升，直到上液位开关检测到ON时，水泵接触器马上断开，程序状态如图1-34（d）所示。

（5）当液位从最高下降时，即使上液位开关为OFF，下液位开关也不会触发，水泵接触器不动作，程序状态回到如图1-34（a）所示状态。

小贴士

S7-1200 PLC的输入可以接两种类型的传感器，即PNP型（漏型接法）和NPN型（源型接法），其公共点不同，如图1-35所示。图中，虚线框内为传感器。