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PLC应用技术项目化教程 S7-200 教学课件 ppt 作者 李海波 西门子项目四

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    • 1、项目四 PLC功能指令的编程与应用,任务一 密码锁控制系统的设计 任务二 天塔之光的模拟控制 任务三 运算单位转换 任务四 机械手的控制 任务五 温度控制 任务六 三相异步电动机的转速测量,PLC技术与应用及实践,任务一 密码锁控制系统的设计,知识点: 掌握数据传送、字节交换、字节立即读写指令 掌握比较指令 技能点: 会利用所学的功能指令实现密码锁、报警器等相关控制系统的设计, 任务提出 知识链接 任务实施 思考与练习,任务提出,密码锁上有4个按键(分别对应于03四个数字),如所拨数据与密码锁设定值相符,则3 s后开启锁,20 s后重新上锁。 密码锁的密码由程序设定,假定为023,那么如要解锁则从按键上送入的数据应和它相等。,知识点剖析,一、 S7-200系列PLC内部元器件 (复习) 二、数据传送指令 三、比较指令,一、 S7-200系列PLC内部元器件 (复习),知识点剖析,1. 数据的长度,在计算机中使用的都是二进制数,其最基本的存储单位是位(bit),8位二进制数组成1个字节(Byte),其中的第0位为最低位(LSB),第7位为最高位(MSB)。两个字节(16位)组成1个字(W

      2、ord),两个字(32位)组成1个双字(Double word。把位、字节、字和双字占用的连续位数称为长度。例子参照第四章1.doc。,数据存储类型,知识点剖析,2. 数据类型及数据范围,S7-200系列PLC的数据类型可以是字符串、布尔型(0或1)、整数型和实数型(浮点数)。布尔型数据指字节型无符号整数;整数型数包括16位符号整数(INT)和32位符号整数(DINT)。实数型数据采用32位单精度数来表示。数据类型、长度及数据范围参见第四章2.doc。,数据存储类型,知识点剖析,3. 常数,S7-200的许多指令中常会使用常数。常数的数据长度可以是字节、字和双字。CPU以二进制的形式存储常数,书写常数可以用二进制、十进制、十六进制、ASCII码或实数等多种形式。书写格式如下: 十进制常数:1234 ; 十六进制常数:16#3AC6 ; 二进制常数:2#1010 0001 1110 0000 ASCII码:“Show”; 实数(浮点数):+1.175495E-38(正数), -1.175495E-38(负数)。,知识点剖析,1. 位编址位编址的指定方式为:(区域标志符)字节号位号,如I0

      3、.0;Q0.0;I1.2。 2. 字节编址字节编址的指定方式为:(区域标志符)B(字节号),如IB0表示由I0.0I0.7这8位组成的字节。 3. 字编址字编址的指定方式为:(区域标志符)W(起始字节号),且最高有效字节为起始字节。例如VW0表示由VB0和VB1这2字节组成的字。 4. 双字编址双字编址的指定方式为:(区域标志符)D(起始字节号),且最高有效字节为起始字节。例如VD0表示由VB0到VB3这4字节组成的双字。,编址方式,知识点剖析,1. 直接寻址:直接寻址是在指令中直接使用存储器或寄存器的元件名称(区域标志)和地址编号,直接到指定的区域读取或写入数据。有按位、字节、字、双字的寻址方式,具体参见 第五章3.doc 。 2. 间接寻址:间接寻址时操作数并不提供直接数据位置,而是通过使用地址指针来存取存储器中的数据。在S7-200中允许使用指针对I、Q、M、V、S、T、C(仅当前值)存储区进行间接寻址 (1)使用间接寻址前,要先创建一指向该位置的指针。 (2)指针建立好后,利用指针存取数据。具体参见第五章4.doc 。,寻址方式,知识点剖析,1. 输入映像寄存器(输入继电器),

      4、(1)输入映像寄存器的工作原理输入继电器是PLC用来接收用户设备输入信号的接口。PLC中的“继电器”与继电器控制系统中的继电器有本质性的差别,是“软继电器”,它实质是存储单元。 (2)输入映像寄存器的地址分配S7-200输入映像寄存器区域有IB0IB15共16个字节的存储单元。系统对输入映像寄存器是以字节(8位)为单位进行地址分配的。,元件功能及地址分配,知识点剖析,2. 输出映像寄存器(输出继电器),(1)输出映像寄存器的工作原理 ,“输出继电器”是用来将输出信号传送到负载的接口,每一个“输出继电器”线圈都与相应的PLC输出相连,并有无数对常开和常闭触点供编程时使用。 (2)输出映像寄存器的地址分配,S7-200输出映像寄存器区域有QB0QB15共16个字节的存储单元。系统对输出映像寄存器也是以字节(8位)为单位进行地址分配的。,知识点剖析,3. 变量存储器V,变量存储器主要用于存储变量。可以存放数据运算的中间运算结果或设置参数,在进行数据处理时,变量存储器会被经常使用。变量存储器可以是位寻址,也可按字节、字、双字为单位寻址,其位存取的编号范围根据CPU的型号有所不同,CPU221/

      5、222为V0.0V2047.7共2KB存储容量,CPU224/226为V0.0V5119.7共5KB存储容量。,知识点剖析,4. 内部标志位存储器(中间继电器)M,内部标志位存储器,用来保存控制继电器的中间操作状态,其作用相当于继电器控制中的中间继电器,内部标志位存储器在PLC中没有输入/输出端与之对应,其线圈的通断状态只能在程序内部用指令驱动,其触点不能直接驱动外部负载,只能在程序内部驱动输出继电器的线圈,再用输出继电器的触点去驱动外部负载。,知识点剖析,5. 特殊标志位存储器SM,PLC中还有若干特殊标志位存储器, 特殊标志位存储器位提供大量的状态和控制功能,用来在CPU和用户程序之间交换信息,特殊标志位存储器能以位、字节、字或双字来存取,CPU224的SM的位地址编号范围为SM0.0SM179.7共180个字节。其中SM0.0SM29.7的30个字节为只读型区域。,知识点剖析,6. 局部变量存储器L,局部变量存储器L用来存放局部变量,局部变量存储器L和变量存储器V十分相似,主要区别在于全局变量是全局有效,即同一个变量可以被任何程序(主程序、子程序和中断程序)访问。而局部变量只是局

      6、部有效,即变量只和特定的程序相关联。,知识点剖析,7. 定时器T,PLC所提供的定时器作用相当于继电器控制系统中的时间继电器。每个定时器可提供无数对常开和常闭触点供编程使用。其设定时间由程序设置。,知识点剖析,8. 计数器C,计数器用于累计计数输入端接收到的由断开到接通的脉冲个数。计数器可提供无数对常开和常闭触点供编程使用,其设定值由程序赋予。,知识点剖析,9. 高速计数器HC,一般计数器的计数频率受扫描周期的影响,不能太高。而高速计数器可用来累计比CPU 的扫描速度更快的事件。高速计数器的当前值是一个双字长(32位)的整数,且为只读值。,知识点剖析,10. 累加器AC,累加器是用来暂存数据的寄存器,它可以用来存放运算数据、中间数据和结果。CPU提供了4个 32位的累加器,其地址编号为AC0AC3。累加器的可用长度为32位,可采用字节、字、双字的存取方式,按字节、字只能存取累加器的低8位或低16位,双字可以存取累加器全部的32 位。,知识点剖析,11. 顺序控制继电器S(状态元件),顺序控制继电器是使用步进顺序控制指令编程时的重要状态元件,通常与步进指令一起使用以实现顺序功能流程图的编

      7、程。,知识点剖析,12. 模拟量输入/输出映像寄存器(AI/AQ),S7-200的模拟量输入电路是将外部输入的模拟量信号转换成1个字长的数字量存入模拟量输入映像寄存器区域,区域标志符为AI。,知识点剖析,二、 数据传送指令,知识点剖析,1、字节、字、双字、实数单个数据传送指令:MOV,(1)指令格式 (2)应用举例,2、字节、字、双字、实数数据块传送指令:BLKMOV,(1)指令格式 (2)应用举例,数据块传送指令将从输入地址IN开始的N个数据传送到输出地址OUT开始的N个单元中,N的范围为1至255,N的数据类型为:字节。,知识点剖析,3、字节交换指令(SWAP),字节交换指令用来交换输入字IN的最高位字节和最低位字节。,(1)指令格式 (2)应用举例,4、立即读写指令(MOV-BIR、 MOV-BIW ),字节立即读指令(MOV-BIR)读取实际输入端IN给出的1个字节的数值,并将结果写入OUT所指定的存储单元,但输入映像寄存器未更新。,字节立即写指令从输入IN所指定的存储单元中读取1个字节的数值并写入(以字 节为单位)实际输出OUT端的物理输出点,同时刷新对应的输出映像寄存器。指

      8、令格式及功能如表4-4所示。,知识点剖析,三、比较指令,知识点剖析,比较指令,比较指令是将两个数值或字符串按指定条件进行比较,条件成立时,触点就闭合。所以比较指令实际上也是一种位指令。在实际应用中,比较指令为上、下限控制以及数值条件判断提供了方便。 比较指令的类型有:字节比较、整数比较、双字整数比较、实数比较和字符串比较。 数值比较指令的运算符有:=、=、和等6种,而字符串比较指令只有=和两种。 对比较指令可进行LD、A和O编程。比较指令的LAD和STL形式如表4-5所列。 具体应用见图4-1所示。,知识点剖析,任务实施,1、任务分析,(1)密码锁使用流程:按开锁键输入密码 确认密码正确开锁,3s后上锁20s后重新上锁 取消清除输入密码重新开始,(2)输入输出点的配置,(3)梯形图设计(具体参见5.doc),编程思路:先通过该程序设定密码放置在VB100、VB101、VB102三个变量寄存器中,然后通过响应按键将按键输入的值分别保存在VB0、VB1、VB2中,最后通过确认键的响应执行比较指令,确认按键输入密码与程序设置密码一致则打开锁,保持3秒复位。,2、任务实施,(1)按照图4-6接

      9、线,检查线路的正确性,确保无误。,(2)输入如图4-5所示的梯形图,进行程序调试。在调试过程中查看按键的动作时序与密码之间的对应关系。,任务小结,数据传送、字节交换指令 比较指令 密码锁控制系统的设计,思考与练习,1、写一段程序,将VB100开始的50个字的数据传送到VB100开始的存储区。 2、设计一个报时器。 具有整点报时功能。按上、下午区分,1点和13点接通音响一次;2点和14点接通音响两次,每次持续时间1s,间隔时间1s;3点和15点接通音响3次,每次持续时间1s,间隔时间1s,依此类推。 具有随机保持功能。可根据外部设定在某时某分报时,报时时接通一个音乐电路5s,若不进行复位,可连续报时3次,每次间隔时间3s。 通过报时方式选择开关,选择上述两种报时功能。 3、编制检测上升沿变化的程序。每当I0.0接通一次,使存储单元VW0的值加1,如果计数值达到5,输出Q0.0接通显示,用I0.1使Q0.0复位。,(1)MOV指令格式,(2)MOV指令应用举例,【例4-1】将变量存储器VW10中内容送到VW100中。,LD I0.1 MOVW VW10, VW100,(1)BLKMOV指令格式,(2)BLKMOV指令应用举例,【例4-2】 程序举例:将变量存储器VB20开始的4个字节(VB20- VB23)中的数据,移至VB100开始的4个字节中(VB100-VB103)。,LD I0.0 BMB VB20, VB100, 4,程序执行后,将VB20VB23中的数据30、31、32、33送到VB100VB103。 执行结果如下:数组1数据 30 31 32 33 数据地址 VB20 VB21 VB22 VB23 块移动执行后:数组2数据 30 31 32 33 数据地址 VB100 VB101 VB102 VB103,(1)SWAP指令格式,(2)SWAP指令应用举例,【例4-3】字节交换指令应用举例。,LD I0.1 SWAP VW50,程序执行结果: 指令执行之前VW50中的字为:D6 C3 指令执行之后VW50中的字为:C3 D6,MOV-BIR

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