电气控制与PLC应用技术 西门子PLC 理实一体化项目教程 教学课件 ppt 作者 周忠 模块六课件

模块六 PLC控制系统功能指令的编程和应用,【知识目标】 1掌握常用功能指令的基本格式，常用功能指令的梯形图的编程及使用注意事项。 2掌握常用功能指令在程序设计中的灵活应用。 3掌握数据传送、数据比较、数据转换、算术运算、逻辑运算、比较、表功能等常见功能指令的格式、功能及应用。 【能力目标】 1能够通过编程软件实现功能指令的编程。 2能够根据控制要求灵活应用功能指令指令实现PLC控制系统的编程。 3能根据PLC的编程手册的功能指令的说明来应用功能指令编程。 4能合理分配I/O地址，绘制PLC控制接线图。 5能够根据功能指令的特点来灵活设计PLC程序。,单元一 数据的传送和比较,任务一：数据的传送,1任务提出 在程序初始化的过程中常需要将某些字节、字或双字存储器清0或设置初值，为后面的控制操作做准备。 比如：若开机运行时，字变量VW0设初值1000、字节变量VB0清0等，如何操作？这一节学习的数据传送指令将实现此操作。,数据传送指令实现将输入数据IN(常数或某存储器中的数据)传送到输出OUT（存储器）中的功能，传送的过程中不改变数据的原值。,2 说明： 1）操作码中的B（字节）、W（字）、D（双字）和R（实数），代表被传送数据的类型； 2）操作数的寻址范围与指令码一致，比如字节数据传送只能寻址字节型存储器，OUT不能寻址常数，块传送指令IN、OUT皆不能寻址常数. 3）ENO = 0的错误条件：0006（间接寻址错误），SM4.3（运行时间）。,3任务解决方案 若开机运行时，字变量VW0设初值1000、字节变量VB0清0等。 分析： 1）当程序运行时，在第一扫描周期，字节传送指令将0传送给VB0，字传送指令将1000传送至VW0，完成程序初始化； 2）在为变量赋初值时，为保证数据传送只执行一次，数据传送指令一般与SM0.1或跳变指令联合使用。,4其他数据传送类指令,说明： 1）字节立即读MOV_BIR指令读取1个字节的物理输入IN，将结果写入OUT，不刷新输入过程映像寄存器， IN只能是IB；字节立即写MOV_BIW指令将输入给出的1个字节的数值写入到物理输入OUT，同时刷新相应的输出过程映像寄存器，OUT只能是QB。 2）SWAP指令的操作数只能是字（W）型数据存储器。,表5-4 数据传送指令编程举例,5.应用实例 例1 用数据传送指令实现8个彩灯同时点亮和熄灭 I/O分配：I0.0为起动信号，I0.1为停止信号，8个彩灯分别由0.0Q0.7驱动，对应的梯形图程序如图5-2所示。,动动手吧：若8盏灯分别接Q1.0Q1.7，每间隔1个同时点亮，应如何操作？,例2 设液体混合控制中，液体搅拌所需的时间有两种选择，分别为20分钟和10分钟，分别设置两个按钮选择所需控制时间。 I/O分配：I1.0选择20分钟，I1.1选择10分钟，I0.2启动搅拌，Q0.0控制液体搅拌。梯形图程序如图5-3所示，分析下面的梯形图程序，能否实现上述控制？,动动脑吧： （1）如果将MOVW指令换做MOVB指令，是否可行，为什么？ （2）网络3中，分析I0.2什么情况下可以这样使用？,任务二：数据的比较,1任务提出 在实际的控制过程中，可能需要对两个操作数进行比较，比较条件成立时完成某种操作，从而实现某种控制。 比如：初始化程序时，在VW10中存放着数据100，模拟量输入AIW0中采集现场数据，当AIW0数值小于或等于VW10时，Q0.0输出；当AIW0大于VW10时，Q0.1输出。如何操作？,比较指令格式及功能如表5-5所示。,说明： 1）表中给出了相等比较的指令格式，数据比较运算符还有=、，字符串比较运算符还有。 ）字整数比较指令，梯形图是，语句表是。 ）数据比较IN1，IN2操作数的寻址范围为：I，Q，M，SM，V，S，L，AC，VD，LD，常数。,3任务解决方案,表5-6 比较指令编程举例,表5-6 比较指令编程举例,5.应用实例： 例1 用定时器和比较指令组成占空比可调的脉冲发生器。 M0.0和100ms定时器T37组成脉冲发生器，比较指令用来产生脉冲宽度可调的方波，脉宽的调整由比较指令的第二个操作数实现，梯形图程序和脉冲波形如图5-5所示。,动动手吧：建立周期为100ms，占空比为50%的脉冲电路。,例2 调整模拟调整电位器0，改变SMB28字节数值，当SMB28数值小于或等于50时，Q0.0输出；当SMB28数值在50和150之间时，Q0.1输出，当SMB28数值大于或等于150时，Q0.2输出。 梯形图程序如图5-5所示。,动动脑吧：如果I0.0外接按钮，应如何操作？,例3 3台电动机分时起动控制 控制要求：起动按钮按下后，3台电动机每隔2s分别依次起动，按下停止按钮，三台电动机每隔2s同时停止。,动动脑吧：分析定时器在每个网络里是如何使用的？,任务三：数据的移位,1任务提出 制作彩灯控制器。要求按下“启动”按钮，8个彩灯从左到右，以1s的速度依次点亮，保持任意时刻只有一个指示灯亮，到达最右端后，再从左到右依次点亮，如此循环。按下“停止”按钮后，彩灯循环停止。 思考：用前面学过的指令能不能实现上述控制目的？实现的过程有没有问题？,移位指令格式如表5-8所示。,说明： 1）左移位指令：使能输入有效时，将输入的无符号数字节、字或双字左移N位后，移出位自动补0，将结果输出到OUT所指定的存储单元中，如果移位次数大于0，最后一次移出位保存在“溢出”存储器位SM1.1。如果移位结果为0，零标志位SM1.0置1。 2）右移位指令：使能输入有效时，将输入的无符号数字节、字或双字右移N位后，移出位自动补0，将结果输出到OUT指定的存储单元中。最后一次移出位保存在SM1.1。 3）循环移位指令将输入IN中的各位向右或向左循环移动N位后，送给输出OUT。循环移位是环形的，即被移出来的位将返回到另一端空出来的位置。移出的最后一位的数值放在溢出位SM1.1。 4）移位寄存器指令SHRB是移位长度可调的移位指令，将从DATA端输入的二进制数值移入到移位寄存器中。S_BIT为寄存器的最低位地址。字节型变量N为移位寄存器的长度（164），N为正值时表示左移位，输入数据（DATA）移入移位寄存器的最低位（S_BIT），并移出移位寄存器的最高位，移出的数据被放置在溢出内存位（SM1.1）中；N为负值表示右移位，输入数据移入移位寄存器的最高位中，并移出最低位（S_BIT），移出的数据被放置在溢出内存位（SM1.1）中。,3任务解决方案 分析：8个彩灯分别接Q0.0Q0.7，可以用字节的循环移位指令，进行循环移位控制。置彩灯的初始状态为QB0=1，即左边第一盏灯亮；接着灯从左到右以1s的速度依次点亮，即要求字节QB0中的“1”用循环左移位指令每1s移动一位，因此须在ROL-B指令的EN端接一个1s的移位脉冲。梯形图程序如图5-6所示。,表5-9 移位指令编程举例,表5-9 移位指令编程举例,思考：移位寄存器指令是如何实现移位的？,5.应用实例： 例1 用I0.0控制16个彩灯循环移位，从左到右以2S的速度依次2个为一组点亮，保持任意时刻只有2个指示灯亮，到达最右端后，再从左到右依次点亮，按下I0.1后，彩灯循环停止。 分析：16个彩灯分别接Q0.0Q1.7，可以用字节的循环移位指令，进行循环移位控制。置彩灯的初始状态为QB0=3，即左边第1、2盏灯亮；接着灯从左到右以2s的速度依次点亮，即要求字节QB0中的“11”用循环左移位指令每2s移动一位，因此须在ROL-B指令的EN端接一个2s的移位脉冲。梯形图程序如图5-7所示。,例2 用PLC构成喷泉的控制。喷泉的12个喷水注用L1L12来表示，喷水注的布局如图5-8所示。 控制要求： 按下起动按钮后，L1喷0.5秒后停，接着L2喷0.5秒后停， 接着L3喷0.5秒后停，接着L4喷0.5秒后停，接着L5、L9喷0.5秒后停，接着L6、L10喷0.5秒后停，接着L7、L11喷0.5秒后停，接着L8、L12喷0.5秒后停， L1喷0.5秒后停，如此循环下去，直至按下停止按钮。,I/O分配如表所示,动动脑吧：T38在此程序中的作用是什么？,任务四：数据的运算,1任务提出 在模拟量数据采集中，为了防止干扰，经常通过程序进行数据滤波，其中一种方法为平均值滤波法。要求连续采集五次数作平均，并以其值作为采集数。这五个数通过五个周期进行采集。请设计该滤波程序。 在这个程序中，需要用到运算指令，PLC可以为我们提供什么样的运算指令可以实现上述操作呢？,说明： 1）IN1、IN2指定加数（减数）及被加数（被减数）；如果OUT与IN2为同一存储器，则在语句表指令中不需要使用数据传送指令，可减少指令条数，从而减少存储空间。 2）操作数的寻址范围要与指令码一致。OUT不能寻址常数。 3）该指令影响特殊内部寄存器位：SM1.0 (零)；SM1.1 (溢出); M1.2(负)。 4）如果OUT与IN不同，将首先执行数据传送指令，将IN1传送给OUT，再执行IN2+OUT，结果送给OUT。,表5-11 加/减运算指令,表5-12 加/减指令编程举例,1）操作数的寻址范围要与指令码中一致，OUT不能寻址常数； 2）在梯形图中：IN1 * IN2 = OUT， IN1 / IN2 = OUT；在语句表中： IN1 * OUT = OUT， OUT / IN1 = OUT； 3）整数及双整数乘/除法指令，使能输入有效时，将两个16位/32位符号整数相乘/除，并产生一个32位积/商，从OUT指定的存储单元输出。 除法不保留余数，如果乘法输出结果大于一个字，则溢出位SM1.1置位为1。 4）该指令影响下列特殊内存位：SM1.0 (零)； SM1.1 (溢出)； SM1.2 (负)；SM1.3 (除数为0)。,表5-13 乘/除运算指令,表5-14 乘/除指令编程举例,3任务解决方案,表5-15 加1、减1指令 说明： 1）操作数的寻址范围要与指令码中一致，其中对字节操作时不能寻址专用的字及双字存储器，如T、C、及HC等；对字操作时不能寻址专用的双字存储器HC；OUT不能寻址常数； 2）在梯形图中：IN + 1 = OUT， IN - 1 = OUT；在语句表中： OUT + 1 = OUT，OUT - 1 = OUT；如果OUT与IN为同一存储器，则在语句表指令中不需要使用数据传送指令，可减少指令条数，从而减少存储空间；,加1、减1指令编程举例,表5-17 函数运算 说明： 1）IN和OUT按双字寻址，不能寻址专用的字及双字存储器T、C、HC等，OUT不能寻址常数； 2）三角函数指令SIN、COS、TAN计算角度输入值的三角函数，输入以弧度为单位； 3）自然对数指令EXP与自然指数指令配合，可以实现以任意实数为底，任意实数为指数（包括分数指数）的运算。,函数运算指令编程举例,逻辑运算指令 逻辑运算指令是对无符号数进行的逻辑处理,主要包括逻辑与、逻辑或、逻辑异或及逻辑取反等操作，可用于存储器的清零、设置标志位等。,逻辑指令编程举例,5.应用实例 例1 在程序初始化时，设置AC1为1000，当按下I0.0，AC1的值每隔10s减100，一直减到0为止。 其梯形图程序如图5-11所示。,例2求角度50°的余弦值，并将其结果存储在VD18中。 对应的梯形图程序及运行结果如图5-12所示。,例3 分析图5-13程序的执行结果。,例4 如果想知道IB0，在10s之后有哪些位发生了变化，怎样操作？ 程序如图5-14所示。,任务五：数据的转换,1任务提出 在实际的控制过程中，经常要对不同类型的数据进行运算，数据运算指令中要求参与运算的数值为同一类型，为了实现数据处理时的数据匹配，所以要对数据格式进行转换。 若将VW10中的整数100和VD100中的实数190.5相加,如何操作?,表5-21 数据转换指令 说明： 1）操作数不能寻址一些专用的字及双字存储器，如T、C、HC等。OUT不能寻址常数；