S7-200 SMART 实战：自动包装控制系统的指令应用拆解

在食品、医药、电子等制造业中，自动包装系统是提升效率的核心设备 ------ 它需要精准完成 "产品检测→计数统计→箱满封箱→产量达标停机" 的全流程。而西门子 S7-200 SMART 的布尔、传送、数学运算、比较四大指令，正是实现这些功能的 "核心工具"。

本次案例将围绕一套小型自动包装设备展开，从控制需求到梯形图编程，带你看清每一条指令如何解决实际问题，学会用基础指令搭建完整的工业控制逻辑。

一、案例背景与控制需求

某电子元件包装线需实现以下功能：

启停控制：启动按钮（I0.0）触发传送带运行，停止按钮（I0.1）紧急停机，传送带由 Q0.0 驱动；
产品检测与计数：3 个光电传感器分别检测 A/B/C 三类产品（I0.2=A、I0.3=B、I0.4=C），需统计每种产品的数量及总产量；
自动封箱：当单个包装箱内产品数达到 10 个时，触发封箱装置（Q0.1）动作 2 秒，同时点亮箱满指示灯（Q0.2）；
产量管控：预设总产量目标，当实际总产量达到目标值时，传送带停止，点亮完成指示灯（Q0.3）；
系统初始化：PLC 上电时自动重置所有计数器，预设目标产量（如 500 个），避免初始值混乱。

设计流程如下：

A $开始：PLC上电$ --> B $系统初始化$

B --> B1 $重置计数器：Count_A=0、Count_B=0、Count_C=0、Total_Count=0、Box_Count=0$

B1 --> B2 $预设目标产量：Target_Total=500$

B2 --> C{启停控制判断}

C -->|按下启动按钮（Start/I0.0）| D $启动传送带（Conveyor/Q0.0）$

C -->|未按启动| C

D --> E $实时检测停止按钮（Stop/I0.1）$

E -->|按下Stop| F $紧急停机：Conveyor=OFF，流程终止$

E -->|未按Stop| G $产品检测与计数$

G --> G1{检测Sensor_A（I0.2）}

G1 -->|有产品（ON）| G11 $Count_A=Count_A+1，Total_Count=Total_Count+1，Box_Count=Box_Count+1$

G --> G2{检测Sensor_B（I0.3）}

G2 -->|有产品（ON）| G21 $Count_B=Count_B+1，Total_Count=Total_Count+1，Box_Count=Box_Count+1$

G --> G3{检测Sensor_C（I0.4）}

G3 -->|有产品（ON）| G31 $Count_C=Count_C+1，Total_Count=Total_Count+1，Box_Count=Box_Count+1$

G1 -->|无产品（OFF）| G

G2 -->|无产品（OFF）| G

G3 -->|无产品（OFF）| G

G11 --> H

G21 --> H

G31 --> H

H{箱满判断：Box_Count≥10？}

H -->|是| I $触发封箱流程$

I --> I1 $封箱装置ON（Sealer/Q0.1），箱满灯ON（Full_Indicator/Q0.2）$

I1 --> I2 $启动封箱定时器（Timer_Sealer/T37，2秒）$

I2 -->|Timer_Sealer计时到2秒| I3 $Sealer=OFF，Full_Indicator=OFF，重置Box_Count=0$

I3 --> J

H -->|否| J

J{产量达标判断：Total_Count≥Target_Total？}

J -->|是| K $停机流程：Conveyor=OFF，完成灯ON（Complete_Indicator/Q0.3），流程终止$

J -->|否| E $返回继续检测/运行$

二、符号表：让程序 "看懂" 功能

和之前的案例一样，先定义符号表------ 将抽象的 PLC 地址与实际功能绑定，后期维护时无需记忆 "I0.2 是什么"，直接看 "Sensor_A" 即可。

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| 地址 | 符号名 | 注释说明 |
| I0.0 | Start | 启动按钮（常开，按下导通） |
| I0.1 | Stop | 停止按钮（常闭，按下断开） |
| I0.2 | Sensor_A | 产品 A 检测传感器（有产品时 ON） |
| I0.3 | Sensor_B | 产品 B 检测传感器（有产品时 ON） |
| I0.4 | Sensor_C | 产品 C 检测传感器（有产品时 ON） |
| Q0.0 | Conveyor | 传送带电机线圈（ON 时运行） |
| Q0.1 | Sealer | 封箱装置线圈（ON 时动作） |
| Q0.2 | Full_Indicator | 箱满指示灯（箱满时点亮） |
| Q0.3 | Complete_Indicator | 产量完成指示灯（达标时点亮） |
| VW100 | Count_A | 产品 A 计数器（字类型，0~32767） |
| VW102 | Count_B | 产品 B 计数器（字类型，0~32767） |
| VW104 | Count_C | 产品 C 计数器（字类型，0~32767） |
| VW106 | Total_Count | 总产量计数器（字类型，0~32767） |
| VW108 | Box_Count | 当前箱内产品数（字类型，0~10） |
| VW110 | Target_Total | 目标总产量（预设值，如 500） |
| T37 | Timer_Sealer | 封箱定时器（100ms 时基，最大 3276.7s） |