項目八廣告牌循環(huán)彩燈PLC控制系統(tǒng)項目導(dǎo)入

一、相關(guān)知識二、應(yīng)用舉例

三、1精選課件一、項目導(dǎo)入其控制要求為：第1根亮→第2根亮→第3根亮……第8根亮，即每隔1

s依次點亮，全亮后，閃爍1次（滅1

s亮1

s），再反過來按8→7→6→5→4→3→2→1反序熄滅，時間間隔仍為1

s。全滅后，停1

s，再從第1根燈管點亮，開始循環(huán)。圖8-1某廣告牌霓虹燈2精選課件

PLC的應(yīng)用指令也稱為功能指令，是指在完成基本邏輯控制、定時控制、順序控制的基礎(chǔ)上，PLC制造商為滿足用戶不斷提出的一些特殊控制要求而開發(fā)的指令。PLC的應(yīng)用指令越多，其功能就越強。一條功能指令相當(dāng)于一段程序。（一）功能指令概述二、相關(guān)知識3精選課件（二）功能指令的形式二、相關(guān)知識圖8-2功能指令的形式4精選課件S7-200CPU的控制程序由主程序OB1、子程序和中斷程序組成。（三）S7-200CPU控制程序的構(gòu)成二、相關(guān)知識1．子程序（1）子程序的作用。子程序常用于需要多次反復(fù)執(zhí)行相同任務(wù)的地方，只需要寫一次子程序，其他程序在需要的時候調(diào)用，而無需重寫該程序。子程序的調(diào)用是有條件的，未調(diào)用時不會執(zhí)行子程序中的指令，因此使用子程序可以減少掃描時間。5精選課件（三）S7-200CPU控制程序的構(gòu)成二、相關(guān)知識1．子程序（2）子程序的創(chuàng)建。在“編輯”菜單中選擇“插入”→“子程序”命令，或在程序編輯器視窗中單擊鼠標(biāo)右鍵，從彈出的菜單中選擇“插入”→“子程序”命令，程序編輯器將從原來的POU顯示進入新的子程序。用鼠標(biāo)右鍵單擊指令樹中的子程序或中斷程序的圖標(biāo)，在彈出的菜單中選擇“重新命名”命令，可以修改名稱。6精選課件（三）S7-200CPU控制程序的構(gòu)成二、相關(guān)知識1．子程序（3）子程序的調(diào)用。子程序可以在主程序、其他子程序或中斷程序中調(diào)用，調(diào)用子程序時將執(zhí)行子程序的全部指令，直至子程序結(jié)束，然后返回調(diào)用它的程序中調(diào)用該子程序的下一條指令處。7精選課件（4）子程序的有條件返回。（三）S7-200CPU控制程序的構(gòu)成二、相關(guān)知識1．子程序圖8-5子程序返回指令8精選課件二、相關(guān)知識子程序調(diào)用舉例（三）S7-200CPU控制程序的構(gòu)成1．子程序9精選課件二、相關(guān)知識中斷程序不由程序調(diào)用，而是在中斷事件發(fā)生時由操作系統(tǒng)調(diào)用。在中斷程序中可以調(diào)用一級子程序。（三）S7-200CPU控制程序的構(gòu)成2．中斷程序10精選課件二、相關(guān)知識（三）S7-200CPU控制程序的構(gòu)成2．中斷程序（1）中斷程序的創(chuàng)建?？梢圆捎孟铝蟹椒▌?chuàng)建中斷程序：在“編輯”菜單中選擇“插入”→“中斷”命令；或在程序編輯器視窗中單擊鼠標(biāo)右鍵，從彈出的菜單中選擇“插入”→“中斷”命令；或用鼠標(biāo)右鍵單擊指令樹上的“程序塊”圖標(biāo)，并從彈出的菜單中選擇“插入”→“中斷”命令。創(chuàng)建成功后程序編輯器將顯示新的中斷程序，程序編輯器底部出現(xiàn)標(biāo)有新的中斷程序的標(biāo)簽，可以對新的中斷程序編程。11精選課件二、相關(guān)知識（三）S7-200CPU控制程序的構(gòu)成2．中斷程序（2）中斷事件與中斷指令。①中斷事件。中斷號中斷描述優(yōu)先級分組按組排列的優(yōu)先級8端口0：接收字符通信（最高）09端口0：傳輸完成023端口0：接收信息完成024端口1：接收信息完成125端口1：接收字符126端口1：傳輸完成112精選課件二、相關(guān)知識（三）S7-200CPU控制程序的構(gòu)成2．中斷程序（2）中斷事件與中斷指令。①中斷事件。13精選課件二、相關(guān)知識（三）S7-200CPU控制程序的構(gòu)成2．中斷程序（2）中斷事件與中斷指令。①中斷事件。14精選課件（三）S7-200CPU控制程序的構(gòu)成2．中斷程序（2）中斷事件與中斷指令。①中斷事件。二、相關(guān)知識中斷號中斷描述優(yōu)先級分組按組排列的優(yōu)先級32HSC3CV=PV離散（中等）1929HSC4CV=PV2030HSC1方向改變2131HSC1外部復(fù)原2233HSC2CV=PV2310定時中斷0定時（最低）011定時中斷1121定時器T32CT=PT中斷222定時器T96CT=PT中斷315精選課件（三）S7-200CPU控制程序的構(gòu)成2．中斷程序（2）中斷事件與中斷指令。②中斷指令二、相關(guān)知識梯形圖語句表描述RETICRETI從中斷程序有條件返回ENIENI允許中斷DISIDISI禁止中斷ATCHATCHINT,EVNT連接中斷事件和中斷程序DTCHDTCHEVNT斷開中斷事件和中斷程序的連接CLR_EVNTCEVNTEVNT清除中斷事件16精選課件

3．根據(jù)I/O分配畫出PLC接線圖（二）順序控制功能圖在自動送料裝車系統(tǒng)中的應(yīng)用三、應(yīng)用舉例17精選課件（三）S7-200CPU控制程序的構(gòu)成2．中斷程序（2）中斷事件與中斷指令。②中斷指令二、相關(guān)知識圖8-7各中斷指令在梯形圖中的形式18精選課件（三）S7-200CPU控制程序的構(gòu)成2．中斷程序（2）中斷事件與中斷指令。②中斷指令二、相關(guān)知識圖8-8I/O中斷應(yīng)用舉例19精選課件圖7-12重新啟動的解決辦法（四）S7-200的程序控制指令程序控制指令二、相關(guān)知識梯形圖語句表描述ENDEND程序的條件結(jié)束STOPSTOP切換到STOP模式WDRWDR看門狗復(fù)位JMPLBLJMPnLBLn跳到定義的標(biāo)號定義一個跳轉(zhuǎn)的標(biāo)號—RETCALLnCRET調(diào)用子程序從子程序條件返回FORNEXTFORINDX,INIT,FINALNEXT循環(huán)循環(huán)結(jié)束DIAG_LEDDLED診斷LED20精選課件END指令和STOP指令的使用（四）S7-200的程序控制指令1．條件結(jié)束指令END與暫停指令STOP二、相關(guān)知識21精選課件（四）S7-200的程序控制指令2．監(jiān)控定時器復(fù)位指令二、相關(guān)知識監(jiān)控定時器又稱為看門狗（Watchdog），定時時間為500

ms，每次掃描時都被自動復(fù)位一次，正常工作時掃描周期小于500

ms，它不起作用。WDR指令的使用22精選課件（四）S7-200的程序控制指令3．循環(huán)指令二、相關(guān)知識FOR指令必須與NEXT指令配套使用。允許循環(huán)嵌套，即FOR/NEXT循環(huán)在另一個FOR/NEXT循環(huán)之中，最多可以嵌套8層。23精選課件（四）S7-200的程序控制指令4．跳轉(zhuǎn)與標(biāo)號指令二、相關(guān)知識跳轉(zhuǎn)指令的使用條件滿足時，跳轉(zhuǎn)指令JMP（Jump）使程序流程轉(zhuǎn)到對應(yīng)的標(biāo)號LBL（Label）處，標(biāo)號指令用來指示跳轉(zhuǎn)指令的目的位置。24精選課件（四）S7-200的程序控制指令5．診斷LED指令二、相關(guān)知識S7-200檢測到致命錯誤時，SF/DIAG（故障診斷）LED發(fā)出紅光。25精選課件（五）數(shù)據(jù)處理指令1．傳送指令（1）數(shù)據(jù)傳送指令

二、相關(guān)知識數(shù)據(jù)傳送指令的表示符號26精選課件（五）數(shù)據(jù)處理指令1．傳送指令（2）數(shù)據(jù)塊傳送指令二、相關(guān)知識字節(jié)塊、字塊、雙字塊傳送指令的表示符號27精選課件（五）數(shù)據(jù)處理指令2．字節(jié)交換指令二、相關(guān)知識字節(jié)交換指令的表示符號

28精選課件（五）數(shù)據(jù)處理指令2．字節(jié)交換指令二、相關(guān)知識字節(jié)交換指令和傳送指令的應(yīng)用29精選課件（五）數(shù)據(jù)處理指令3．移位指令（1）左移位指令。

二、相關(guān)知識左移位指令的表示符號30精選課件（五）數(shù)據(jù)處理指令3．移位指令（2）右移位指令二、相關(guān)知識右移位指令的表示符號31精選課件（五）數(shù)據(jù)處理指令3．移位指令左移位和右移位指令的使用二、相關(guān)知識32精選課件（五）數(shù)據(jù)處理指令3．移位指令（3）循環(huán)左移位指令二、相關(guān)知識循環(huán)左移位指令的表示符號33精選課件（五）數(shù)據(jù)處理指令3．移位指令（4）循環(huán)右移位指令二、相關(guān)知識循環(huán)右移位指令的表示符號34精選課件（五）數(shù)據(jù)處理指令3．移位指令（5）移位寄存器指令SHRB二、相關(guān)知識移位寄存器的使用說明35精選課件（五）數(shù)據(jù)處理指令4．填充指令FILL二、相關(guān)知識填充指令FILL用于處理字型數(shù)據(jù)，指令功能是將字型輸入數(shù)據(jù)IN填充到從OUT開始的N個字存儲單元。N為字節(jié)型數(shù)據(jù)。36精選課件（六）高速計數(shù)器與高速脈沖輸出指令二、相關(guān)知識PLC的普通計數(shù)器的計數(shù)過程與掃描工作方式有關(guān)，CPU通過每一掃描周期讀取一次被測信號的方法來捕捉被測信號的上升沿，被測信號的頻率較高時，會丟失計數(shù)脈沖，因為普通計數(shù)器的工作頻率很低，一般僅有幾十赫茲。高速計數(shù)器可以對普通計數(shù)器無能為力的事件進行計數(shù)，S7-200有6個高速計數(shù)器HSC0～HSC5，可以設(shè)置多達(dá)12種不同的操作模式。37精選課件（六）高速計數(shù)器與高速脈沖輸出指令二、相關(guān)知識1．高速計數(shù)器的工作模式與外部輸入信號（1）高速計數(shù)器的工作模式

①無外部方向輸入信號的單相加/減計數(shù)器（模式0～2）②有外部方向輸入信號的單相加/減計數(shù)器（模式3～5）③有加計數(shù)時鐘脈沖和減計數(shù)時鐘脈沖輸入的雙相計數(shù)器（模式6～8）④A/B相正交計數(shù)器（模式9～11）38精選課件（六）高速計數(shù)器與高速脈沖輸出指令二、相關(guān)知識1．高速計數(shù)器的工作模式與外部輸入信號（1）高速計數(shù)器的工作模式

正交4X模式操作舉例正交1X模式操作舉例39精選課件（六）高速計數(shù)器與高速脈沖輸出指令二、相關(guān)知識1．高速計數(shù)器的工作模式與外部輸入信號（2）高速計數(shù)器的輸入信號

模式中斷描述輸入點HSC0I0.0I0.1I0.2HSC1I0.6I0.7I1.0I1.1HSC2I1.2I1.3I1.4I1.5HSC3I0.140精選課件模式中斷描述輸入點HSC4I0.3I0.4I0.5HSC5I0.40帶內(nèi)部方向輸入信號的單相加/減計數(shù)器時鐘1時鐘復(fù)位2時鐘復(fù)位啟動3帶外部方向輸入信號的單相加/減計數(shù)器時鐘方向4時鐘方向復(fù)位5時鐘方向復(fù)位啟動6帶加減計數(shù)時鐘脈沖輸入的雙相計數(shù)器加時鐘減時鐘7加時鐘減時鐘復(fù)位8加時鐘減時鐘復(fù)位啟動9A/B相正交計數(shù)器A相時鐘B相時鐘10A相時鐘B相時鐘復(fù)位11A相時鐘B相時鐘復(fù)位啟動（六）高速計數(shù)器與高速脈沖輸出指令二、相關(guān)知識41精選課件（六）高速計數(shù)器與高速脈沖輸出指令二、相關(guān)知識2．高速計數(shù)器指令與有關(guān)的特殊存儲器（1）高速計數(shù)器指令。

42精選課件（六）高速計數(shù)器與高速脈沖輸出指令二、相關(guān)知識2．高速計數(shù)器指令與有關(guān)的特殊存儲器（2）高速計數(shù)器的狀態(tài)字節(jié)。HSC0HSC1HSC2HSC3HSC4HSC5描述SM36.5SM46.5SM56.5SM136.5SM146.5SM156.5計數(shù)方向：0=減計數(shù)；1=加計數(shù)SM36.6SM46.6SM56.6SM136.6SM146.6SM156.60=當(dāng)前值不等于預(yù)置值；1=等于SM36.7SM46.7SM56.7SM136.7SM146.7SM156.70=當(dāng)前值小于預(yù)置值；1=大于43精選課件（六）高速計數(shù)器與高速脈沖輸出指令二、相關(guān)知識HSC0HSC1HSC2HSC3HSC4HSC5描述SM37.0SM47.0SM57.0SM147.00=復(fù)位信號高電平有效，1=低電平有效SM47.1SM57.10=啟動信號高電平有效，1=低電平有效SM37.2SM47.2SM57.2SM147.20=4倍頻模式，1=1倍頻模式SM37.3SM47.3SM57.3SM137.3SM147.3SM157.30=減計數(shù)，1=加計數(shù)SM37.4SM47.4SM57.4SM137.4SM147.4SM157.4寫入計數(shù)方向：0=不更新，1=更新SM37.5SM47.5SM57.5SM137.5SM147.5SM157.5寫入預(yù)置值：0=不更新，1=更新SM37.6SM47.6SM57.6SM137.6SM147.6SM157.6寫入當(dāng)前值：0=不更新，1=更新SM37.7SM47.7SM57.7SM137.7SM147.7SM157.7HSC允許：0=禁止，1=允許高速計數(shù)器的控制字節(jié)44精選課件（六）高速計數(shù)器與高速脈沖輸出指令二、相關(guān)知識2．高速計數(shù)器指令與有關(guān)的特殊存儲器（4）預(yù)置值和當(dāng)前值的設(shè)置高速計數(shù)器HSC0HSC1HSC2HSC3HSC4HSC5新的當(dāng)前值SMD38SMD48SMD58SMD138SMD148SMD158新的預(yù)置值SMD42SMD52SMD62SMD142SMD152SMD16245精選課件（六）高速計數(shù)器與高速脈沖輸出指令二、相關(guān)知識2．高速計數(shù)器指令與有關(guān)的特殊存儲器高速計數(shù)器初始化程序舉例46精選課件（六）高速計數(shù)器與高速脈沖輸出指令二、相關(guān)知識3．高速脈沖輸出（1）高速脈沖輸出

每個CPU有兩個PTO/PWM（脈沖列/脈沖寬度調(diào)制器）發(fā)生器，分別通過數(shù)字量輸出點Q0.0或Q0.1輸出高速脈沖列或脈沖寬度可調(diào)的波形。脈沖輸出指令（PLS，見圖8-32）檢查為脈沖輸出（Q0.0或Q0.1）設(shè)置的特殊存儲器位（SM），然后啟動由特殊存儲器位定義的脈沖操作。指令的操作數(shù)Q=0或1，用于指定是Q0.0或Q0.1輸出。47精選課件（六）高速計數(shù)器與高速脈沖輸出指令二、相關(guān)知識3．高速脈沖輸出（1）高速脈沖輸出

脈沖輸出指令的形式48精選課件（六）高速計數(shù)器與高速脈沖輸出指令二、相關(guān)知識3．高速脈沖輸出（2）脈寬調(diào)制（PWM）。PWM功能提供可變占空比的脈沖輸出，時間基準(zhǔn)可以為s或ms，周期的變化范圍為10～65

535

s或2～65

535

ms，脈沖寬度的變化范圍為0～65

535

s或0～65

535

ms。49精選課件（六）高速計數(shù)器與高速脈沖輸出指令二、相關(guān)知識3．高速脈沖輸出與PTO/PWM有關(guān)的特殊存儲器

50精選課件（六）高速計數(shù)器與高速脈沖輸出指令二、相關(guān)知識3．高速脈沖輸出與PTO/PWM有關(guān)的特殊存儲器

51精選課件（七）PID回路控制指令二、相關(guān)知識1．PID算法Mn=Kc（SPn?PVn）+KcTS/TI（SPn?PVn）+MX+KcTD/TS（PVn?1?PVn）典型的PID算法一般包括比例項、積分項、微分項。轉(zhuǎn)化為在計算機中實際使用的公式：52精選課件（七）PID回路控制指令二、相關(guān)知識2．PID參數(shù)表及初始化地址偏移量參數(shù)數(shù)據(jù)格式參數(shù)類型說明0PVn實數(shù)輸入過程變量0.0～1.0之間4SPn實數(shù)輸入給定值0.0～1.0之間8Mn實數(shù)輸入/輸出輸出值0.0～1.0之間12Kc實數(shù)輸入增益，比例常數(shù)，可正可負(fù)16TS實數(shù)輸入采樣時間單位為s，正數(shù)20TI實數(shù)輸入積分時間單位為min，正數(shù)24TD實數(shù)輸入微分時間單位為min，正數(shù)28MX實數(shù)輸入/輸出積分項前項，0.0～1.032PVn?1實數(shù)輸入/輸出最近一次PID運算的過程變量36～76保留給自整定變量實數(shù)輸入/輸出53精選課件（七）PID回路控制指令二、相關(guān)知識2．PID參數(shù)表及初始化PID參數(shù)表初始化子程序：參數(shù)表的首地址為VD100，Mn為0.6，Kc為0.5，TS為1

s，TI為10

min，TD為5

min，54精選課件（七）PID回路控制指令二、相關(guān)知識3．PID指令功能PID指令的表示符號在S7-200的應(yīng)用程序中，最多可以使用8條PID指令，即在一個應(yīng)用程序中，最多可以使用8個PID控制回路，一個PID控制回路只能使用1條PID指令，每個PID控制回路必須使用不同的回路號。55精選課件（七）PID回路控制指令二、相關(guān)知識4．PID的組合選擇（1）不需要積分運算。此時，關(guān)閉積分控制回路，將積分時間常數(shù)設(shè)置為無窮大，雖然有初始值MX使積分項不為0，但是其作用可忽略。（2）不需要微分運算。此時，將微分時間常數(shù)設(shè)置為0，即可關(guān)閉微分控制回路。（3）不需要比例運算。此時，將回路增益Kc設(shè)置為0，即可關(guān)閉比例控制回路，但是積分項和微分項與Kc有關(guān)系，因此，約定此時用于積分項和微分項的增益為1。56精選課件（七）PID回路控制指令二、相關(guān)知識5．輸入模擬量的轉(zhuǎn)換及標(biāo)準(zhǔn)化（1）將工程實際值由16位整數(shù)轉(zhuǎn)換為浮點數(shù)，即實數(shù)形式。（2）將實數(shù)形式的工程實際值轉(zhuǎn)換為[0.0，1）區(qū)間的無量綱相對值，即標(biāo)準(zhǔn)化值，又稱為歸一化值，轉(zhuǎn)換公式為： RNorm=RRaW/Span+Offset （8-3）式中：RNorm為工程實際值的標(biāo)準(zhǔn)化值；RRaW為工程實際值的實數(shù)形式值：Span為最大允許值減去最小允許值，通常取32

000（單極性）或64

000（雙極性）；Offset取0（單極性）或0.5（雙極性）。57精選課件（七）PID回路控制指令二、相關(guān)知識6．輸出模擬量轉(zhuǎn)換為工程實際值（1）將標(biāo)準(zhǔn)化值轉(zhuǎn)換為按工程量標(biāo)定的工程實際值的實數(shù)格式。這一步實質(zhì)上是式（8-3）的逆運算，將式（8-3）賦以實際意義，并作整理，得到： Rsca1=（Mn?Offset）

Span （8-4）式中：Rsca1為按工程量標(biāo)定的過程變量的實數(shù)格式；Mn為過程變量的標(biāo)準(zhǔn)化值。（2）將已標(biāo)定的工程實際值的實數(shù)格式轉(zhuǎn)換為16位整數(shù)格式。58精選課件（七）PID回路控制指令二、相關(guān)知識6．輸出模擬量轉(zhuǎn)換為工程實際值MOVRVD108,AC0 //將輸出結(jié)果存放AC0?R0.5,AC0 //對于雙極性的場合（單極性時無此條語句）R64000.0,AC0 //將AC0中的值按工程量標(biāo)定TRUNCAC0,AC0 //將實數(shù)轉(zhuǎn)換為32位整數(shù)MOVWAC0,AQW0 //將16位整數(shù)值輸出到模擬量模板PID控制回路輸出轉(zhuǎn)換為按工程量標(biāo)定的整數(shù)值。59精選課件（七）PID回路控制指令二、相關(guān)知識7．PID指令的控制方式在程序運行過程中，如果PID指令的EN輸入有效，即進行手動/自動控制切換，為了保證在切換過程中無擾動、無沖擊，在手動控制過程中，就要將設(shè)定的輸出值作為PID指令的一個輸入（作為Mn參數(shù)寫到PID參數(shù)表中），使PID指令根據(jù)參數(shù)表的值進行下列操作。（1）使SPn（設(shè)定值）=PVn（過程變量）。（2）使PVn?1（前一次過程變量）=PVn。（3）使MX（積分值）=Mn（輸出值）。一旦EN輸入有效（從0到1的跳變），就從手動方式切換到自動方式。60精選課件（一）廣告牌循環(huán)彩燈的PLC控制三、應(yīng)用舉例1．系統(tǒng)I/O分配輸入信號輸出信號名稱功能編號名稱功能編號SB1啟動I0.0KA1～KA8控制8根霓虹燈管Q0.0～Q0.7SB2停止I0.161精選課件（一）廣告牌循環(huán)彩燈的PLC控制三、應(yīng)用舉例2．PLC電氣接線圖62精選課件（一）廣告牌循環(huán)彩燈的PLC控制三、應(yīng)用舉例3．控制程序63精選課件（二）運料小車多種工作方式的控制三、應(yīng)用舉例運料小車工作示意圖64精選課件（二）運料小車多種工作方式的控制三、應(yīng)用舉例1．某小車控制系統(tǒng)控制要求小車的初始位置在最左端A處，小車能在任意位置啟動和停止。按下啟動按鈕，漏斗打開，小車裝料，裝料10

s后，漏斗關(guān)閉，小車開始前進。到達(dá)卸料B處，小車自動停止，打開底門，卸料，經(jīng)過卸料所需設(shè)定時間15

s延時后，小車自動返回裝料A處。然后再裝料，如此自動循環(huán)。65精選課件（二）運料小車多種工作方式的控制三、應(yīng)用舉例1．某小車控制系統(tǒng)控制要求（1）手動工作方式下有以下兩點要求。①單一操作，即可用相應(yīng)按鈕來接通或斷開各負(fù)載。在這種工作方式下，選擇開關(guān)置于手動擋。②返回原位。按下返回原位按鈕，小車自動返回初始位置。在這種工作方式下，選擇開關(guān)置于返回原位擋。（2）自動工作方式下的控制要求如下。①連續(xù)。小車處于原位，按下啟動按鈕，小車按前述工作過程連續(xù)循環(huán)工作。按下停止按鈕，小車返回原位后，停止工作。在這種工作方式下，選擇開關(guān)置于連續(xù)操作擋。②單周期。小車處于原位，按下啟動按鈕后，小車系統(tǒng)開始工作，工作一個周期后，小車回到初始位置停止。66精選課件（二）運料小車多種工作方式的控制三、應(yīng)用舉例2．小車控制系統(tǒng)設(shè)計輸入信號輸出信號名稱功能編號名稱功能編號SB1自動方式啟動I