西门子 S7-200 PLC 控制多机组运行：开机时长平均实现方案（含程序逻辑）
西门子 S7-200 PLC（S7-200 SMART 同理）控制多机组（如泵、风机、压缩机等）实现 “开机时长平均”，核心逻辑是 “记录各机组累计运行时间→每次启动时优先选择累计时长最短的机组”，同时兼顾故障避让、手动优先等实际需求。以下是具体实现方案，含硬件配置、软件逻辑、程序示例及注意事项：
一、核心原理与前提条件
1. 核心原理
2. 前提条件
二、硬件配置（以 4 台机组为例）
1. 输入信号（I 点）
| 输入点 | 功能描述 | 备注 |
|---|---|---|
| I0.0 | 机组 1 运行反馈（常开触点，电机接触器辅助触点） | 机组运行时闭合，用于触发计时 |
| I0.1 | 机组 2 运行反馈 | 同上 |
| I0.2 | 机组 3 运行反馈 | 同上 |
| I0.3 | 机组 4 运行反馈 | 同上 |
| I0.4 | 机组 1 故障反馈（常闭触点，故障时断开） | 故障时禁止启动该机组 |
| I0.5 | 机组 2 故障反馈 | 同上 |
| I0.6 | 机组 3 故障反馈 | 同上 |
| I0.7 | 机组 4 故障反馈 | 同上 |
| I1.0 | 自动 / 手动切换（自动 = ON，手动 = OFF） | 手动模式下直接控制，不参与时长排序 |
| I1.1 | 系统启动指令（自动模式有效） | 触发机组启动逻辑（如压力低启动） |
| I1.2 | 系统停止指令（自动模式有效） | 触发机组停止逻辑（如压力高停止） |
2. 输出信号（Q 点）
| 输出点 | 功能描述 | 备注 |
|---|---|---|
| Q0.0 | 机组 1 启动输出（控制接触器线圈） | 线圈需串接故障保护触点 |
| Q0.1 | 机组 2 启动输出 | 同上 |
| Q0.2 | 机组 3 启动输出 | 同上 |
| Q0.3 | 机组 4 启动输出 | 同上 |
3. 内部寄存器分配（V 区，掉电保持）
S7-200 需将累计时间存储在掉电保持 V 区（默认 V0.0~V2047.7 为掉电保持，可通过系统块扩展），参数分配如下：
| 寄存器地址 | 功能描述 | 数据类型 | 单位 | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| VD0 | 机组 1 累计运行时间 | 双整数（DINT） | 秒（s） | 掉电保持，避免数据丢失 |
| VD4 | 机组 2 累计运行时间 | 双整数（DINT） | 秒（s） | 同上 |
| VD8 | 机组 3 累计运行时间 | 双整数（DINT） | 秒（s） | 同上 |
| VD12 | 机组 4 累计运行时间 | 双整数（DINT） | 秒（s） | 同上 |
| VD16 | 机组 1 启动时刻时间戳 | 双整数（DINT） | 秒（s） | 记录启动时的系统时间 |
| VD20 | 机组 2 启动时刻时间戳 | 双整数（DINT） | 秒（s） | 同上 |
| VD24 | 机组 3 启动时刻时间戳 | 双整数（DINT） | 秒（s） | 同上 |
| VD28 | 机组 4 启动时刻时间戳 | 双整数（DINT） | 秒（s） | 同上 |
| VB32 | 运行机组数量计数器 | 字节（BYTE） | 台 | 记录当前运行的机组台数 |
| VB33 | 自动模式允许启动标志 | 布尔（BOOL） | - | VB33.0=ON 时允许自动启动 |
| VB34 | 清零触发标志 | 布尔（BOOL） | - | VB34.0=ON 时清零所有累计时长 |
4. 系统时间获取
利用 S7-200 的实时时钟（RTC） 读取当前时间，转换为 “秒数”（如从 2025 年 1 月 1 日 0 时 0 分 0 秒开始累计的秒数），作为时间戳基准。
三、软件核心逻辑（4 台机组为例）
1. 步骤 1：累计运行时间实时更新
机组运行时（I0.x=ON），实时计算运行时长并累加至累计时间寄存器，停止时停止累加。
2. 步骤 2：自动模式下 “最短时长优先” 启动逻辑
当系统需要启动新机组（如 I1.1=ON，且当前运行机组数量＜设定最大值）时，PLC 执行以下逻辑：
3. 步骤 3：自动模式下 “最长时长优先” 停止逻辑（可选）
当系统需要停止机组（如 I1.2=ON，且当前运行机组数量＞设定最小值）时，优先停止累计运行时长最长的机组，进一步平衡时长。
4. 步骤 4：手动模式与故障避让
5. 步骤 5：累计时长清零（可选）
设置手动清零按钮（如 I1.3=ON），触发时将 VD0~VD12 全部置 0（需加权限或确认逻辑，避免误操作）；或设置定时清零（如每月 1 号 0 时自动清零）。
四、PLC 程序示例（梯形图 / LAD，S7-200）
以下是核心逻辑的梯形图程序片段，需结合实际机组数量调整：
1. 系统时间戳转换子程序（关键）
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// 功能：将RTC日期时间（VW100~VW109）转换为总秒数（VD50） // RTC格式：VW100=年（如25=2025），VW102=月，VW104=日，VW106=时，VW108=分，VW110=秒 LD SM0.0 CALL SBR0 // 调用时间转换子程序 MOV_DW DBD0, VD50 // 子程序输出的总秒数存入VD50（当前时间戳）
2. 累计运行时间更新（以机组 1 为例）
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// 机组1启动时，记录启动时刻（上升沿触发） LD I0.0 // 机组1运行反馈 AN M0.0 // 启动标志位（初始0） EU MOV_DW VD50, VD16 // 当前时间戳存入VD16（机组1启动时刻） SET M0.0 // 置位启动标志位 // 机组1运行时，实时更新累计时间（每1秒触发） LD I0.0 LD SM0.5 // PLC内置1秒脉冲 A M0.0 EU MOV_DW VD50, VD32 // 当前时间戳存入VD32 SUB_DW VD32, VD16, VD36 // 运行时长=当前时间-启动时刻 ADD_DW VD0, VD36, VD0 // 累计时间=原累计时间+运行时长 // 机组1停止时，更新最终累计时间（下降沿触发） LD I0.0 ED MOV_DW VD50, VD32 SUB_DW VD32, VD16, VD36 ADD_DW VD0, VD36, VD0 R M0.0 // 复位启动标志位
3. 自动模式下最短时长优先启动逻辑
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// 自动模式（I1.0=ON）+ 系统启动指令（I1.1=ON）+ 运行机组数量＜3（假设最多3台运行） LD I1.0 A I1.1 LD VB32 LT K3 A VB33.0 // 自动启动允许标志 ALDB 100 // 调用最短时长筛选功能块 // 功能块LDB100输出：选中机组编号（VB40=1~4） LD VB40 EQ K1 = Q0.0 // 启动机组1 LD VB40 EQ K2 = Q0.1 // 启动机组2 LD VB40 EQ K3 = Q0.2 // 启动机组3 LD VB40 EQ K4 = Q0.3 // 启动机组4
4. 运行机组数量计数
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LD SM0.0 MOV_B K0, VB32 // 初始化计数器 LD I0.0 EU ADD_B VB32, K1, VB32 LD I0.1 EU ADD_B VB32, K1, VB32 LD I0.2 EU ADD_B VB32, K1, VB32 LD I0.3 EU ADD_B VB32, K1, VB32 // 停止时减1逻辑类似，用ED触发SUB_B指令
