西门子s7-200PLC的使用经验与技巧3-2

第三章 S7-200 PLC 基本指令与应用指令 83 (续) 指令名称 梯形图符号 助记符 指令功能 WAND W H 以功能框的形式编程，当允许输入 EN 有字与 -IEN ENO 效时，将 2 个 1字长的逻辑数时 l 和则 2 按ANDW TNI•OUT WAND W -HN! OUT I- 位相与，产生 l 字长的运算结果放 OUT. 这 里则 2 和 OUT 是同一存储单元 以功能框的形式编程，当允许输入 EN 有 字或 ENO「I ORWTNI. OUT I 效时将 2 个 l 字长的逻辅灿! ~IN2 按 WOR W TN! OUT ' 位相或，产生 l 字长的运算结果放 OUT. 这 里 TN2和 OUT 是同一存储单元 以功能框的形式编程，当允许输入 EN 有 字异或 mF I XORW TNI. OUT I 效时将 2 个 l 字长的逻羁机 I ~IN2 按 WXOR W IN! OUT XORW 卧~J，OUT 位异或，产生 l 字长的运算结果放 OUT. 这 里 TN2和 OUT 是同一存储单元 以功能框的形式编程，当允许输入 EN 有 字取反 j 川 v_vv 七→ |效时将 1叫逻瞅叫取反产EN ENO 卧NWOUT 剧VW ?N ()IIT 生 l 字长的运算结果放 OUT. 这里的和 OUT 是同一存储单元 以功能框的形式编程，当允许输入 EN 有 双字与 ENOF I ANDDINI 叫效时将 2 个双字长的逻蜘! ~ TN2按 WAND D IN! OUT 位相与，产生 l 个双字长的运算结果放 OUT.这里TN2和 OUT 是同一存储单元 以功能框的形式编程，当允许输入 EN 有 双字或 -→I-lLEN ENO「I ORD TN!. OUT I 效时将 2 个双叫逻辑灿 l 和别 2 按 WOR D !N! OUT 位相或，产生 1 个双字长的运算结果放 OUT. 这里的 2和 OUT 是同一存储单元 以功能框的形式编程，当允许输入 EN 有 双字异或 ENO「I XORD INI. OUT I 效时将 2个双叫逻辑加 I ~TN2 按 WXOR D OUT ' 位异或，产生 l 个双字长的运算结果放 OUT. 这里剧 2和 OUT 是同-存储单元 以功能框的形式编程，当允许输入 EN 有 双字取反 J 剧时 ~v也忖 fNVDOUT |效时将 l 个双糕的逻辑数叫位取反的VD ()IIT 产生 l 个双字长的运算结果放 OUT. 这里 削和 OUT 是同一存储单元 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 子 20 为逻辑运算指令中 IN、副1、IN2 及 OUT 的寻址范围。 表 3-20 逻辑运算指令 IN、INl 、IN2 和 OUT的寻址范围 指令 操作数 类型 寻址范围 TN!、剧2 BYTE VB. lB.MB. QB. LB. SB. 5MB. "LD. "YD. AC. "AC 和常数字节 时 逻辑 OUT BYTE VB. lB.MB. QB. LB. SB. 5MB. 拿LD. "YD. AC. "AC 84 西门子 S7-200 PLC 的使用经验与技巧 (续) 指令 操作数 类型 寻址范围 的l、IN2 WORD VW. TW. QW. MW. SMW. LW. SW. AC. ·AC. ·LD. 'YD. ToC字 日唔 和常数 逻辑 OUT WORD VW. TW. QW. MW. SMW. LW. SW. AC. *AC. ·LD. 'YD. T. C INl ，IN2 DWORD YD. ID. QD. MD. SMD. LO. AC. HC. *AC. ，·LD. 'YD 和常数双字 的 逻辑 OUT OWORD YD. ID. QO. MD. SMD. LD. AC. 拿AC. ·LD. 'VD 第四节转换指令 飞 七段显示码指令 SEG (Segment) 在 S7-200PLC 中，有一条可直接驱动七段数码管的指令 SEG，如图 3-18所 示。如果在 PLC 的输出端用 1个字节的前 7个端口与数码管的 7个段 (a、b、c、 d、e、f，g) 对应接好，当 SEG 指令的允许输入 EN 有效时，将字节型输入数据 剧的低 4位对应的数据 (O~F)，输出到 OUT 指定的字节单元(只用上前 7个位)， 这时时处的数据即可直接通过数码管显示出来。在梯 形图中，七段数码指令以功能框的形式编程，在语句 表中的指令 格式 pdf格式笔记格式下载页码格式下载公文格式下载简报格式下载 为: SEGnιOUT 。 二、数据类型转换指令 圈子 18 SEG梯形图符号 在进行数据处理时，不同性质的操作指令需要不同数据类型的操作数。数据 类型转换指令的功能是将一个固定的数值，根据操作指令对数据类型的需要进行 相应类型的转换。表 3-21列出了几种常用的数据类型转换指令。 表 3-21 数据类型转换指令表 指令名称 梯形图符号 助记符 指令功能 字节到整数 B I 以功能框的形式编程，当允许输入 EN 有 BTI 时.OUT I 效时，将字节型输入数据剧，转换成整数型 数据送到 OUT 以功能框的形式编程，当允许输入 EN 有 ITB 肘. OUT I 效时，将字节型整数输入数据肘，转换成字 节型数据送到 OUT 以功能框的形式编程，当允许输入 EN 有 !TO IN. OUT I 效时，将整数型输入数据肘，转换成双整数 型数据送到 OUT 整数到字节 I B 整数到双整数 I D 第三章 S7-200 PLC 基本指令与应用指令 85 (续〉 指令名称 梯形图符号 助记符 指令功能 双整它整数 I J~U一百卜 以功能框的形式编程，当允许输入 EN 有DTI IN. OUT 效时，将双整数型输入数据的，转换成整数 型数据送到 OUT 以功能框的形式编程，当允许输入 EN 有 头{数 系主 双整数 →」--lunn muo h ROmm oUT 效时 将实数型输入数据 阳山 转换成耀数 ROUND 阳 r\T IT 型数据〈对 IN 中的小数采取四舍五入).转 换结果送到 OUT It飞Ul'\f\...， 以功能框的形式编程，当允许输入 EN 有 明明 ljEN EN忖 IT川的 O盯 l 效时将实则入数据时TRUNC I J~~，~;，~L . I ..，~，，~~..型数据(舍去剧中的小数部分).转换结果 送到 OUT 双脚时 I J~ Lnh | 以功能框阳编程当问入时ENO DTR 肘. OUT 效时，将双整数型输入数据 IN. 转换成实数DI_R I Jr l\l niiT 型数据送到 OUT 整数到 B叫 I J~飞。卜! !BCD | 以功能框阳编程当允许输入时效时，将整数型输入数据时，转换成 BCDI_BCD I JIN niiT OUT 码输入数据送到 OUT BCD 码明 I J~:u'-主h BCDI 以功能框的形式编程，当允许输入 EN 有效时，将 BCD 输入数据肘，转换成整数型BCD_I I JI I\I OUT 输入数据送到 OUT 第五节 程序控制指令 程序控制类指令包括跳转指令、循环指令、 )1颐控继电器指令、子程序指令、 结束及暂停指令、看门狗指令，主要用于程序执行流程的控制。对一个扫描周期 而言，跳转指令可以使程序出现跨越以实现程序的选择;子程序指令可调用某段 子程序，使主程序结构简单清晰，减少扫描时间;循环指令可多次重复执行指定 的程序段:顺控继电器指令把程序分成若干个段以实现步进控制;暂停指令可使 CPU 的工作方式发生变化。 以下仅介绍跳转指令、循环指令、子程序指令。 一、跳转指令 跳转指令的功能是根据不同的逻辑条件，有选择地执行不同的程序。利用跳 转指令，可以便程序结构更加灵活，减少扫描时间，从而加快了系统的响应速 度。 执行跳转指令需要用两条指令配合使用，跳转开始指令 JMPn 和跳转标号指 令 LBLn ，其中 n 是标号地址， n 的取值范围是 O~255 的字型类型。 86 西门子 S7-200 PLC 的使用经验与技巧 使用跳转指令有以下几点注意: ①由于跳转指令具有选择程序段的功能，在同一程序且位于因跳转而不会被 同时执行曲两段程序中的同一线圈不被视为双线圈，双线圈指同一程序中，出现 对同一线圈的不同逻辑处理现象，这在编程中是不允许的: ②跳转指令见。和 LBL 必须配合应用在同一个程序块中，即且在 P 和 LBL 可同时出现在主程序中，或者同时出现在子程序中，或者同时出现在中断程序中。 不允许从主程序中跳转到子程序或中断程序，也不允许从某个子程序或中断程序 中跳转到主程序或其他的子程序或中断程序: ③在跳转条件中引入上升沿或下降沿脉冲指令时，跳转只执行一个扫描周 期，但若用特殊辅助继电器 SMO.O 作为跳转指令的工作条件，跳转就成为无条件 跳转。 在梯形图中， JMPn 以线圈形式编程， LBLn 以功能框形式编程。 例:某食品罐头杀菌工序需一个热水储备罐，如图 3-19 所示，在杀菌处理之 前先要给储备罐加水，到达水位后停止加水，开始进蒸汽加热到设定温度关闭进 .汽阀，当处理信号来到时将热水放入处理罐开始杀菌，杀菌结束后再将热水送回 储备罐等待下一次再用。如此循环使用不等的间隔时间，会造成水位与水温的不 等，在此就要用跳转指令。 储备罐 支架 热电阻 圈子 19 食品罐头杀菌工序热水储备罐示意图 图 3-20 是食品罐头杀菌工序热水储备罐 PLC 控制的对外接线图，当储水开始 时，按下启动按钮 SBl，7.K泵起动(KM1 得电)，进水阅 (KY1 得电)也同时打 1M I I IL 10.0 I S7-200 I QO.O 10川 PLC I QO.I E打 CPU226 日日 10.3I I QO.3 10.4 水泵 进水阀 进汽阀 排放阀 水位到达开关⋯I SJ 温度到达开关h工 I WJ 启动七二I SBI /，T， 停止t 云尹字I SB2 】 处理严二 f J M L+ N LI -220V 图 3-20 PLC 对外接线图 第三章 S7-200 PLC 基本指令与应用指令 87 开。到达设定水位时，水位开关 SJ 闭合使水泵停止，进水阀关闭，同时开启进汽 阀 CKY2)开始加热。到达设定温度时，温度开关 WJ 闭合使进汽阀 CKY2)关闭。 当处理信号来到时， CJ 闭合，说明处理罐内己放入罐头可以进行杀菌了，此刻开 启排放阀 CKY3) ，将热水放入处理罐。因此储备罐的水是循环再利用的，所以下 一次使用时，水位与水温是否还在设定值上是说不准的，这里就需要利用跳转指 令进行选择，如图 3-21 所示为此工序的控制程序。 MO.O 10.0 10lq /十一→II I (JMP) 当起动后，水位与水温都 | 不达标时跳转到程序块 2 10.0 10.1 I/←→←」 在32i才摇22332 ←→ /l←→ JAp) 当起动后，水位已到位水温不达标时跳转型 i程序块 3 当起动后，水位与水温都 已达标时跳转到程序块 4←→」→ JAP) MO.O 10.0 10400.0 I ←-v十一→/I I ( ) | 起动水泵与迸水阀，直到水位达标 I QO.I LBL MO.O 10.1 10400·2←→Ir一一斗II () 起动进汽阀，直到水温达标 ， MOf iof rQO.3、 当开始处理开关闭合时，起动 l 、 J 排放阀，关闭排放阀信号另议 图 3-21 杀菌工序热水储备罐控制程序 二、循环指令 在控制系统中经常遇到对某项任务需重复执行若干次的情况，这时可使用循 环指令。循环指令由循环开始指令 FOR 和循环结束指令 NEXT 组成。驱动 FOR 指令的逻辑条件满足时，反复执行 FOR 与 NEXT 之间的程序段。 循环开始指令 FOR 的功能是标记循环体的开始，在梯形图中是以功能框的形 88 西门子 S7-200PLC 的使用经验与技巧 式编程，名称为 FOR ，如图 3-22 所示，它有 3 个输 入端，分别是 INDX C当前循环计数)、卧ITT (循环初 值〉、FINAL (循环终值)，它们的数据类型均为整数。 循环结束指令 NEXT 的功能是标记循环体的结束，在 梯形图中是以线圈的形式编程。 图 3-22 FOR 梯形图符号 FOR 和 NEXT 必须成对使用，在 FOR 和 NEXT 之间构成循环体。当允许输入 EN 有效时，执行循环体， INDX 从 1开始计数。每 执行 1次循环体，时 DX 自动力日1，并且与终值相比较，如果INDX 大于 F时AL ， 循环结束。 假设 INIT 是 1，FIN丛是 5，每次执行 FOR 与阳 XT 之间的指令后，的 DX 的值加1，并进行 INDX 与 FINAL 的比较，如果 INDX 大于 5，循环终止， FOR 和 NEXT 之间的指令被执行 5 次。 在语句表中，循环指令的指令格式为: FOR INDX ，INIT ，FINAL NEXT 三、子程序指令 S7-200CPU 的控制程序由主程序、子程序和中断程序组成。在 STEP 7Microl WIN 编程软件的程序编辑器窗口里这三者都有各自独立的页。 在 PLC 的程序 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 中，对那些需要经常执行的程序段，设计成子程序的形式， 并为每个子程序赋以不同的编号，在程序执行的过程中，可随时调用某个编号的 子程序。子程序的调用是有条件的，未调用它时不会执行子程序中的指令，因此 使用子程序可以减少扫描时间。使用子程序可以将程序分成容易管理的小块，使 程序结构简单清晰，易于查错和维护。 可以在主程序、其他子程序或中断程序中调用子程序，调用某个子程序时将 执行该子程序的全部指令，直至子程序结束，然后返回调用它的程序中该子程序 调用指令的下一条指令之处。 子程序调用指令 CALL 的功能是将程序执行转移到编号为 nCn=0 ，1，2，⋯) 的子程序。子程序的入口用指令 SBR n 表示，在子程序执行过程中，如果满足条 件返回指令 CRET 的条件，则结束该子程序，返回到原调用处继续执行;否则， 将继续执行该子程序到最后一条:无条件返回指令 RET ，结束该子程序的运行， 返回到原调用处。综上所述，进入子程序后，返回时有两种指令，一是有条件返 回指令 CRET ，-是无条件返回指令 RET 。用 STEP 7Micro瓜耐软件编程时，编 程人员不用手工输入 RET 指令，当执行子程序到最后一条时，软件会自动将程序 返回到原调用处继续执行。 程序控制类指令对合理安排程序的结构、提高程序功能以及实现某些技巧性 运算，具有重要的意义。 第三章 S7-200 PLC 基本指令与应用指令 89 第六节特殊指令 一、中断指令 在 S7-200PLC 中，中断服务程序的调用和处理由中断指令来完成。 CPU 提供 了中断处理功能，有很多的信息和事件能够引起中断，一般可分为系统内部中断 和用户引起的中断。系统的内部中断是由系统来处理的，如编程器、数据处理器 及某些智能单元等，都随时会向 CPU 发出中断请求，对于这种中断请求的处理， PLC 是自动完成的，用户不必为此编程。而由用户引起的包括通信中断、高速脉 冲串输出中断、外部输入中断、高速计数器中断、定时中断、定时器中断都是需 要用户通过设计中断服务程序井设定对应的入口地址来完成的。以上各种中断的 先后次序符合优先级排队。 能够用中断功能处理的特定事件称为中断事件。 S7-200PLC 为每个中断事件 规定了一个中断事件号。响应中断事件而执行的程序称为中断服务程序，把中断 事件号和中断服务程序关联起来才能执行中断处理功能 L 中断程序不是由程序调用，而是在中断事件发生时由操作系统调用，这一点 是与子程序调用不同的，一旦执行中断程序就会把主程序封存，中断了主程序的 正常扫描。中断事件处理完才返回主程序，所以中断程序应尽量短小，否则可能 引起主程序控制的设备操作异常。 中断指令主要包括以下几种: ① ENI (全局允许中断) ;功能是全局地开放所有被连接的中断事件，允许 CPU 接受所有中断事件的中断请求。在梯形图中，开中断指令以线圈的形式编程， 无操作数。 ② DISI (全局禁止中断) ;功能是全局地关闭所有被连接的中断事件，禁止 CPU 接受所有中断事件的中断请求。在梯形图中，关中断指令以线圈的形式编程， 无操作数。 ③ ATCH (中断连接);功能是建立一个中断事件 EVNT 与一个标号为 INT 的中断服务程序的联系，并对该中断事件开放。 中断连接指令在梯形图中以功能框的形式编程， 指令名称为 ATCH ，如图 3-23所示。它有两个数据输 入端; INT 为中断服务程序的标号，用字节型常数输 入; EVNT 为中断事件号，用字节型常数输入。当允 许输入有效时，连接与中断事件 EVNT 相关联的时 T 图 3-23 ATCH梯形图符号 中断程序。 90 西门子 S7-200 PLC 的使用经验与技巧 ④ DTCH e中断分离):功能是取消某个中断事件 EVNT 与所有中断程序的 关联，并对该中断事件禁止。 中断分离指令在梯形图中以功能框的形式编程， 指令名称为 DTCH ，如图 3-24 所示，只有一个数据 输入端:EVNT ，用以指明要被分离的中断事件。当 允许输入有效时，切断由 EVNT 指定的中断事件与 圈子 24 DTCH 梯形图符号 所有中断程序的联系。 ⑤ RETIe 中断返回)和 CRETI e中断返回):功能是，当中断结束时，通过 中断返回指令退出中断服务程序，返回到主程序。 RETI 是无条件返回指令，CRETI 是有条件返回指令。 例:利用"定时中断"给 8位彩灯循环左移 控制要求:先设定 8 位彩灯在 QBO 处显示，并设初始值 "7" ，然后每隔 Is 彩灯循环左移-位。控制按钮选 10.1 按一次开始，再按一次停止，停止后彩灯全 灭。 程序中包括了子程序的调用及中断程序的执行，在子程序中建立了初始化状 态并建立与开通了中断事件。应特别注意的是尽管主程序只调用一次子程序，但 子程序中的定时中断指令却不停地计时工作，每隔 250ms 产生一次中断，直到按 下停止按钮。如图 3-25 为控制程序的梯形图及注释。 S7-200 CPU226 的中断系统中，按中断性质和轻重缓急分配不同的优先级， 当多个中断事件同时发出中断请求时，要按表 3-22 所列的优先级顺序进行排队。 表 3-22 中断事件的优先级表 事件号 中断事件描述 组优先级 组内类型 组内优先级 8 通信口 0: 单字符接收完成 。 9 通信口 0: 发送字符完成 通信口。 。 23 通信口。:接收信息完成 通信中断最 。 24 通信口 1: 接收信息完成 高级 25 通信口 1: 单字符接收完成 通信口 l 26 通信口 1: 发送字符完成 19 PTOO 脉冲串输出完成中断 。 脉冲串输出 20 PTO 1脉冲串输出完成中断 。 10.0上升沿中断 2 1/0 中断 2 10.1上升沿中断 3 外部输入 4 10.2上升沿中断 4 6 10.3上列一沿中断 5 第三章 S7-200 PLC 基本指令与应用指令 91 (续) 事件号 中断事件描述 组优先级 组内类型 组内优先级 10.0下降沿中断 6 3 10.1下降沿中断 7 5 10.2下降沿中断 B 7 10.3下降沿中断 9 12 高速计数器。 CV=PV (当前值=设定值) 10 外部输入 27 高速计数器。:输入方向改变 II 28 高速计数器。:外部复位 12 13 高速计数器 I: CV=PV (当前值=设定值) 13 14 高速计数器 I: 输入方向改变 14 va 中断 15 高速计数器 I: 外部复位 15 16 高速计数器 2: CV=PV ， 16 17 高速计数器 2: 输入方向改变 17 18 高速计数器 2: 外部复位 18 32 高速计数器 3: CV=PV (当前值=设定值〉 19 高速计数器 29 高速计数器 4: CV=PV (当前值=设定值) 20 30 高速计数器 4: 输入方向改变 21 31 高速计数器 4: 外部复位 22 33 高速计数器 5: CV=PV (当前值=设定值) 23 10 定时中断 O. 5MB34 。 定时 II 定时中断 I. 5MB35 时基中断 21 定时器T32: CT=PT 中断 最低级 2 定时器 22 定时器 T96: CT=PT 中断 3 在 S7-200 PLC 的 CPU22X 中，可连接的中断事件及中断事件号见表 3-23。 表 3-23 可连接的中断事件表 CPU 型号 可连接的中断事件数 可连接的中断事件号 CPU221 CPU222 CPU224 31 CPU226 25 34。-12. 19-23. 27-33 。-23. 27-33 。-33 高速计数器指令 普通计数器是按照顺序扫描的方式进行工作，在每个扫描周期中，对计数脉 冲只能进行一次累加，计数频率一般仅有几十赫兹。然而，当输入脉冲信号的频 92 西门子 87-200 PLC 的使用经验与技巧 主程序OBI ←→ P10.1 MO.O ←→ P←→ IOlHJHE MO.O / 子程序 SBR 0 MO.O 16#07 ENI) 中断程序 INT_O MO.O 主程序的注释& 第 l程序行:用 10.1作为起、停按钮，即按单数 次是起动，按双数次是停止。用了 RS触发器指令， 利用 S与R同为 1时， R信号状态优先的特点，实 现MO.O的ON与OFF 的转换。在这里上升沿触发 指令的作用至关重要，利用它只给处在自己前面 的信号 ON一个扫描周期的特点，实现单按钮控 制起、停。 第 2程序行:这是调用子程序指令， SBR 0指 的是调用。号子程序。在 10.1的后面也加了上升沿 触发指令，说明这个子程序只需谓用一次，对子 程序中的程序起到初始化或者说是激活的作用。 第 3程序行:程序停止时将 QBO清零，也就是 说彩灯全灭。 子程序的注释: 第 l条指令:在 MO.O闭合的前提下，将 16#07 (0000011 t)数据送入 QBO字节中用于彩灯显 示，准备循环。 第2条指令:将变量存储器 VBO整个字节清零， 作为计数用。 第 3条指令:这是一条能产生定时中断的指令。 5MB34 是专用于 0号中断程序的定时中断，最长 时间为 255ms ，在这里用250是因为本题的彩灯循 环间隔是 Is，与 250ms 有整倍数关系，或者还可 以是 50、100、125. 这条指令能达到的目的是计 时到 250rns ，就产生一次中断。 第4条指令:这是一条中断连接指令，它的功 5MB34 能是用。号中断程序执行第 to号中断事件。查表 可知第 10号中断事件即是 5MB34 产生的定时中 断。 第 5条指令:允许或者说是开通此中断事件， 如没有这条指令将无法进入中断程序。 中断程序的注释: 第 l条指令:在 MO.O闭合的前提下，当子程序 当中的 5MB34 计时到 250rns 时，即刻进入中断程 序。 INe B指令是字节自动加 l指令，这时 VBO 就会自动力日1。 第2条指令:首先是一条字节比较指令，当 VBO 中的数据为 4时，才可执行后面的程序指令，而 VBO为4就说明己执行了 4次中断程序，次间间隔 是250ms ，这样4次就是 Is了.这时就可以通过左 循环指令让 QBO左移一位，也就是彩灯左移一位 了。 第3条指令?给 VBO滔零，继续累加计数到下 一个 Is。 图 3-25 定时中断控制程序的梯形图及注释 第三章 S7-200 PLC 基本指令与应用指令 93 率比 PLC 的扫描频率高时，如果仍然采用普通计数器进行累加，必然会丢失很多 输入脉冲信号。在 PLC 中，处理比扫描频率高的输入信号的任务是由高速计数器 来完成的。 1.输入端的连接 S7-200 PLC CPU226 拥有 6个高速计数器 HSCO~HSC5 ，用以响应快速的脉 冲输入信号，可以设置多达 12种不同的操作模式。用户程序中一旦采用了高速计 数器功能，首先要定好高速计数器的号数，也就是在 6 个当中选取，然后就要定 模式，因号数与模式相对于 PLC 的输入点都是固定的，见表 3-24。接下来就要编 程了，除软件(编程〉方面要有相应的初始化设置外， PLC 的输入端也一定要与 产生高速脉冲信号的设备，按照己定的号数与模式把导线接好。 在实际工程中，高速计数器大多连接增量型旋转编码器，用于检测位移量和 速度等。 旋转编码器一般与被控电动机同轴，每旋转一周可发出一定数量的计数脉冲 和一个复位脉冲，作为高速计数器的输入，这种方式的输入信号是不受扫描周期 控制的，随来随进，只要用户程序中能利用上送进来的脉冲数就可以了，这就是 高速计数器的特点。 每个高速计数器专用的输入点见表 3-24。 表 3-24 高速计数器的输入点 表 3-24 中所用到的输入点，如果不使用高 速计数器，可作为一般的数字量输入点，有些 高速计数器的输入点相互间，或它们与边沿中 断(IO.O~10.3)的输入点有重叠，同一输入点 不能同时用于两种不同的功能，但是高速计数 器当前模式未使用的输入点可以用于其他功 能。例如 HSCO工作在模式 l 时只使用 10.0及 10.2，那么 10.1就可供他用了。在 PLC 的实际 应用中，每个输入点的作用是惟一的，不能对某一个输入点分配多个用途，因此 要合理分配每一个输入点的用途。 2. 高速计数器的工作模式 工作模式大致分为下面 4 大类: ①无外部方向输入信号(内部方向控制〉的单相加/减计数器(模式。 ~2): 可以用高速计数器的控制字节的第 3 位来控制是加还是减。该位是 l 时为加，是 O 时为减: ②有外部方向输入信号的单相加/减计数器(模式 3~5): 方向输入信号是 l 时为加计数，是 O 时为减计数; ③有加计数时钟脉冲和减计数时钟脉冲输入的双相计数器(模式 6~8) ，也 高速计数器编号 输入点 HCO 10.0，10.1.10.2 HCI 10.6，10.7，11.0. 11.J HC2 11.2，11.3，11.4，11.5 HC3 10.1 HC4 10.3，10.4，10.5 HC5 10.4 94 西门子 S7-200PLC 的使用经验与技巧 就是双相增/减计数器，双脉冲输入; ④A!B相正交计数器(模式 9~1I):它的两路计数脉冲的相位互差90°，正 转时 A 相在前，反转时 B 相在前。利用这一特点可以实现在正转时加计数，反转 时减计数。 3. 高速计数器指令 高速计数器的指令有 2条:定义高速计数器指令 HDEF 和执行高速计数器指 令 HSC。 (1)定义高速计数器指令HDEF，如图 3-26所示 功能是为某个要使用的高速计数器选定一种工作 模式。每个高速计数器在使用前，都要用 HDEF 指令 HDEF 梯形图符号来定义工作模式，并且只能定义 1次。可以用只 ON 一个扫描周期的指令或 SMO.1调用包含 HDEF 指令的子程序来定义高速计数器， 也就是说只激活或者叫初始化一下即可。在梯形图中， HDEF 以功能框的形式编 程，它有 2个数据输入端: HSC 为要使用的高速计数器编号，数据类型为字节型， 数据范围为 0~5 的常数，分别对应HCO~ HC5;MODE 为高速计数器的工作模式， 数据类型为字节型，数据范围为 0~11的常数，分别对应 12种工作模式。当允许 输入 EN 有效时，为指定的高速计数器 HSC 定义工作模式 MODE 。 (2)执行高速计数器指令 HSC，如图 3-27所示 功能是根据与高速计数器相关的特殊继电器确定 的控制方式和工作状态，使高速计数器的设置生效，按 图 3-27 HSC 梯形图符号 照指定的工作模式执行计数操作。 在梯形图中， HSC 以功能框的形式编程，它有一个数据输入端 N: N 为高速 计数器的编号，数据类型为字型，数据范围为 0~5 的常数，分别对应 HCO~HC5 。 当允许输入 EN 有效时，启动 N 所对应的 HCO~HC5 之一。 4. 高速计数器的拉制字节 在使用高速计数器时，用 HDEF 指令定工作模式，用 HSC 指令定开启哪个高 速计数器，然后还要对高速计数器的动态参数进行编程。各高速计数器均有一个 特殊继电器的控制字节 S1钮，通过对控制字节指定位的编程，确定高速计数器的 工作方式，各位的意义见表 3-25。执行HSC 指令时，CPU检查控制字节及有关的 当前值与设定值。执行 HDEF 指令之前必须将控制位设置成需要的状态，否则高 速计数器将选用模式的默认设置。一旦执行了 HDEF 指令，设置的控制位就不能 再改变，除非 CPU进入停止模式。 5. 高速计数器的数值寻址 每个高速计数器都有一个初始值和一个设定值，它们都是 32位有符号整数。 初始值是高速计数器计数的起始值;设定值是高速计数器运行的目标值，当实际 ????????????????????????? 第三章 S7-200 PLC 基本指令与应用指令 95 计数值等于设定值(见表 3-22)时会发生一个内部中断事件。必须先设置控制字 节(见表 3-25)以允许装入新的初始值和设定值，并且把初始值和设定值存入特 殊存储器中，然后执行 HSC 指令使新的初始值和设定值有效。高速计数器各种数 值存放处见表 3-26。当前值也是一个 32位的有符号整数，例如，表中的 HSCO 的 当前值，在程序里可从 HCO 中直接读出。 表 3-25 高速计数器的控制字节 HCO HCI HC2 HC3 HC4 HC5 描述 SM37.0 SM47.0 SM57.0 SM147.0 。=复位信号高电平有效.1=低电平有效 SM47.1 SM57.1 。=启动信号高电平有效.1=低电平有效 SM37.2 SM47.2 SM57.2 SM147 .2 。=4倍频模式?1=1倍频模式 SM37 .3 SM47.3 SM57.3 SMI37.3 SM147 .3 SM157.3 。=减计数方向?1=增计数方向 SM37.4 SM47.4 SM57 .4 SM137 .4 SM147 .4 SM157 .4 。=不改变计数方向?1=可改变计数方向 SM37.5 SM47.5 SM57.5 SM137.5 SM147 .5 SM157.5 。=不改变设定值?1=可改变设定值 SM37.6 SM47.6 SM57.6 SM137.6 SM147.6 SM157.6 。=不改变当前值?1=可改变当前值 SM37.? SM4?7 SM57.7 SM137.7 SM147.7 SM157.7 。=禁止高速计数器?1=允许高速计数器 表 3-26 高速计数器的数值寻址 计数器号 HSCO HSCI HSC2 HSC3 HSC4 HSC5 初始值 SMD38 SMD48 SMD58 S如!D138 SMDI48 SMDI58 设定值 SMD42 SMD52 SMD62 Sr-.但)142 SMDI52 SMDI62 当前值 HCO HCI HC2 HC3 HC4 HC5 三、通信指令 PLC 的通信包括 PLC 之间、PLC 与上位计算机之间以及 PLC 与其他智能设 备之间的通信。 PLC 与计算机可以直接或通过通信处理单元、通信转换器相连构 成网络，以实现信息的交换。 1.S7-200PLC 的网络通信协议 在进行网络通信时，通信双方必须遵守约定的规程，这些为交换信息而建立 的规程称为通信协议。 S7-200系列的 PLC 主要用于现场控制，在主站和从站之间的通信可以采用 3 个标准化协议和 I个自由口协议。 ① PPI (Point to Point Interf注ce) 协议，也就是点对点接口协议。 ② MPI (Multi Point Interf注ce) 协议，也就是多点接口协议。 ③ PROFIBUS 协议，用于分布式 110设备的高速通信。 96 西门子 S7-200PLC的使用经验与技巧 ④用户定义的协议，也就是自由口协议。 其中的 PPI 协议是 SIEMENS 公司专为 S7-200 系列 PLC 开发的通信协议，是 主/从协议，利用PCIPPI 电缆，将S7-200 系列的 PLC 与装有 STEP-7 MicroIWIN32 编程软件的计算机连接起来，组成 PCIPPI (单主站)的主/从网络连接。 本节中只介绍 PPI 协议。 网络中的 S7-200 PLC CPU 均为从站，其他 CPU、编程器或人机界面 HMI( 如 TD200 文本显示器)为主站。 如果在用户程序中指定某个 S7-200 PLC CPU 为 PPI 主站模式，则在 RUN 工 作方式下，可以作为主站，它可以用相关的通信指令读写其他 PLC 中的数据:与 此同时，它还可以作为从站响应来自于其他主站的通信请求。 对于任何一个从站， PPI 不限制与其通信的主站的数量，但是在网络中最多只 能有 32个主站。 2. 通信设备 (1)通信端口 S7-200 系列 PLC 中的 CPU226 型机有 2个 RS-485 端口，外形为 9针 D 型， 分别定义为端口 O和端口1，作为 CPU 的通信端口，通过专用电缆可与计算机或 其他智能设备及 PLC 进行数据交换。 (2)网络连接器 网络连接器用于将多个设备连接到网络中。一种是连接器的两端只是个封闭 的D型插头，可用来两台设备间的一对一通信;另一种是在连接器两端的插头上 还设有敞开的插孔，可用来连接第三者，实现多设备通信。 (3) PCIPPI 电缆 用此电缆连接 PLC 主机与计算机及其他通信设备， PLC 主机侧是 RS-485 接 口，计算机侧是 RS-232 接口。当数据从 RS-232 传送到 RS-485 时，PCIPPI 电缆 是发送模式，反之是接收模式。 3 通信指令 (1)PPI 主站模式设定 在 S7-200 PLC 的特殊继电器 SM 中，S~30 (S~130) 是用于设定通信端 口 o (通信端口1)的通信方式。由S1在B30 (S1但130) 的低 2 位决定通信端口 O (通信端口1)的通信协议。只要将 S~30 (S~130) 的低 2 位设置为 2#10， 就允许该 PLC 主机为 PPI 主站模式，可以执行网络读写指令。 (2) PPI 主站模式的通信指令 S7-200 PLC CPU 提供网络读写指令，用于町 -200 PLC CPU 之间的连网通信。 网络读写指令只能由在网络中充当主站的 CPU 执行，或者说只给主站编写读写指 令，就可与其他从站通信了;从站 CPU 不必做通信编程，只需准备通信数据，让 第三章 S7-200 PLC基本指令与应用指令 97 主站读写(取送)有效即可。 在 S7-200 的 PPI 主站模式下，网络通信指令有两 条: NETR 和 NETW。 ①网络读指令 NETR(Net Read) ，如图 3-28 所示。 图 3-28 阳TR 梯形图符号 网络读指令通过指定的通信口(主站上 O 口或 l 口)从其他 CPU 中指定地址的数 据区读取最多 16字节的信息，存入本 CPU 中指定地址的数据区。 在梯形图中，网络读指令以功能框形式编程，指令的名称为: NETR。当允许 输入 EN 有效时，初始化通信操作，通过指定的端口 PORT，从远程设备接收数据， 将数据表 TBL 所指定的远程设备区域中的数据读到本 CPU 中。 TBL 和 PORT 均 为字节型， PORT 为常数。 PORT 处的常数只能是 O 或1，如是 0，就要将 5MB30 的低 2 位设置为 2#lO; 如是1，就要将 5MB130 的低 2位设置为 2#10，这里要与通信端口的设置保持一致。 TBL 处的字节是数据表的起始字节，可以由用户自己设定，但起始字节定好 后，后面的字节就要接连使用，形成列表，每个字节都有自己的任务，见表 3-27。 NETR 指令最多可以从远程设备上接收 16B 的信息。 表 3-27 数据表 (TBL)格式 字节偏移地址 字节名称 描 述 。 状态字节 反映网络通信指令的执行状态及错误码 远程设备地址 被访问的 PLC 从站地址 2 3 被访问数据的间接指针 远程设备的数据指针 指针可以指向 I. Q. M 和 V 数据区4 5 6 数据长度 远程设备被访问的数据长度 7 数据字节。 8 数据字节 l 执行阻四指令后，存放从远程设备接收的数据 执行 NETW 指令前，存放要向远程设备发送的数据 22 数据字节 15 在语句表中， NETR 指令的指令格式: NETR TBL， ②网络写指令 NETW (Net Write) ，如图 3-29 所 示。网络写指令通过指定的通讯口(主站上 O 口或 l 口)，把本 CPU 中指定地址的数据区内容写到其他 CPU 中指定地址的数据区内，最多可以写 16B 的信息。 在梯形图中，网络写指令以功能框形式编程，指 PORT 图 3-29 NETW梯形图符号 98 西门子 87-200 PLC 的使用经验与技巧 令的名称为:陆 TW 。当允许输入 EN 有效时，初始化通信操作，通过指定的端口 PORT，将数据表 TBL所指定的本 CPU 区域中的数据发送到远程设备中。 TBL和 PORT均为字节型， PORT为常数。数据表 TBL见表 3-27。 NETW 指令最多可以从远程设备上接收 16B的信息。 在语句表中， NETW 指令的指令格式: NETW TBL，PORT 在一个应用程序中，使用 NETR 和 NETW 指令的数量不受限制，但是不能同 时激活 8条以上的网络读写指令(例如:同时激活6条 NETR 和 3条 NETW 指令)。 数据表 TBL 共有 23个字节，表头(第一个字节)是状态字节，它反映网络 通信指令的执行状态及错误码，各个位的意义如下: 岛1SB L牛二 D位:操作完成位。 A 位:操作排队有效位。 E 位:错误标志位。 0: 无错误， 1:有错误 El.凹，日，E4 为错误编码。如果执行指令后， E 位为1，则由 E1E2日E4 反应一个错误码，编码及说明见表 3-28。 表 3-28 错误编码袤 E1E2E3E4 错误码 说 明 0000 。 无错误 0001 时间溢出错误:远程设备不响应 0010 2 接收错误?奇偶校验错，响应时帧或检查时出错 0011 3 离线错误:相同的站地址或无效的硬件引发冲突 0100 4 队列溢出错误:同时激活了 8个以上的网络通信指令 0101 5 违反通信协议:没有在 S如ffi30 中设置允许 PPI 协议而使用网络指令 OliO 6 非法参数 NETR 或 NETW 中包含有非法或无效的值 0111 7 没有资源?远程设备忙，如正在上装或下装程序， 1000 8 第 7 层错误:违反应用协议 IDOL 9 信息错误:错误信息的数据地址或不正确的数据长度 四、PID 回路控制指令 在过程控制中，经常涉及到模拟量的控制，比如温度、压力和流量控制等。 为了使控制系统稳定准确，要对模拟量进行采样检测，形成闭环控制系统。检测 的对象是被控物理量的实际数值，也称为过程变量:用户设定的调节目标值，也 称为给定值。控制系统对过程变量与给定值的差值进行 PID 运算，根据运算结果， 第三章 87-200 PLC 基本指令与应用指令 99 形成对模拟量的控制作用。 PID 即比例/积分/微分，在闭环系统中，PID 调节器的控制作用是使系统在稳 定的前提下，偏差量最小，并自动消除各种因素对控制效果的扰动。 1. PID 回路表 在 S7-200 PLC 中，通过 PID 回路指令来处理模拟量是非常方便的， PID 功能 的核心是 PID 指令。PID 指令需要为其指定一个以 V 变量存储区地址开始的 PID 回路表、PID 回路号。PID 回路表提供了给定和反馈，以及 PID 参数等数据入口， PID 运算的结果也在回路表输出，见表 3-29。 表 3-29 PID指令回路表 偏移地址 参数名 数据格式 类型 描 述。 P v，卢 输入 过程变量当前值，应在 O.O~I.O之间 4 SP" 输入 给定值，应在 O.O~I.O之间 8 M.二 输入/输出 输出值，应在 O.O~l.O之间 12 Kc 输入 比例增益，常数，可正可负 16 乙 双字，实数 输入 采样时间，单位为 s，应为正数 20 T， 输入 积分时间常数，单位为mJ n，应为正数 24 To 输入 微分时间常数，单位为 mJn，应为正数 28 MX 输入/输出 积分项前值，应在 O.O~l.O之间 32 PVn-1 输入/输出 最近一次 PID 运算的过程变量值 PID 回路有两个输入量，即给定值 CSP) 与过程变量 CPV)。给定值通常是固 定的值，过程变量是经 AID 转换和计算后得到的被控量的实测值。给定值与过程 变量都是现实存在的值，对于不同的系统，它们的大小、范围与工程单位有很大 的区别。在回路表中它们只能被 PID 指令读取，而不能改写。 PID 指令对这些量 进行运算之前，还要进行标准化转换。每次完成 PID 运算后，都要更新回路表内 的输出值 M/ 它被限制在 0.0~1.0 之间。从手动控制切换到 PID 自动控制方式时， 回路表中的输出值可以用来初始化输出值。 增益 Kc 为正时为正作用回路，反之为反作用回路。如果不想要比例作用，应 将回路增益 Kc设为 0.0，对于增益为 0.0 的积分或微分控制，如果积分或微分时间 为正，为正作用回路，反之为反作用回路。 如果使用积分控制，上一次的积分值 MX C积分和)要根据 PID 运算的结果 来更新，更新后的数值作为下一次运算的输入。 MX 也应限制在 0.0~1.0 之间，每 次 PID 运算结束时，将 MX 写入回路表，供下一次 PID 运算使用。 2. PID 参数的整定 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 为执行 PID 指令，要对某些参数进行初始化设置，也可称为整定，参数整定 100 西门子 S7-200 PLC 的使用经验与技巧 对控制效果的影响非常大， PID 控制器有 4 个主要的参数乙、 Kc、Tr和 TD需要整定。 在 P、I、D 这三种控制作用中，比例 CP) 部分与误差在时间上是一致的，只 要误差一出现，比例部分就能及时地产生与误差成正比的调节作用，具有调节及 时的特点。比例系数 Kc越大，比例调节作用越强，但过大会使系统的输出量振荡 加剧，稳定性降低。 积分 CD 部分与误差的大小和误差的历史情况都有关系，只要误差不为零， 控制器的输出就会因积分作用而不断变化，一直要到误差消失，系统处于稳定状 态时，积分部分才不再变化，因此积分部分可以消除稳态误差，提高控制精度。 但是积分作用的动作缓慢，滞后性强，可能给系统的动态稳定性带来不良影响。 积分时间常数巳增大时，积分作用减弱，系统的动态稳定性可能有所改善，但是 消除稳态误差的速度减慢。 微分 CD) 部分反映了被控量变化的趋势，微分部分根据它提前给出较大的调 节作用。它较比例调节更为及时，所以微分部分具有超前和预测的特点。微分时 间常数 TD增大时，可能会使超调量减小，动态性能得到改善，但是抑制高频干扰 的能力下降。如果 TD过大，系统输出量可能出现频率较高的振荡。 为使采样值能及时反映模拟量的变化，乙越小越好。但是已太小会增加 CPU 的运算工作量，相邻两次采样的差值几乎没 有什么变化，所以也不直将乙取得过小。表 3-30 给出了过程控制中采样周期的经验数据。 3. PID 回路控制指令 S7-200 PLC 的 PID 指令没有设置控制方式，执行 PID 指令时为自动方式:不 执行 PID 指令时为于动方式。 PID 指令的功能是进行 PID 运算。 当 PID 指令的允许输入 EN 有效时，即进行手动/自动控制切换，开始执行 PID 指令。为了保证在切换过程中无扰动、无冲击，在转换前必须把当前的手动控制 输出值写入回路表的参数 Mn。并对回路表内的值进行下列操作: ①使 SPn (给定值)=P凡(过程变量)。 ②使 PV ，，_I (前一次过程变量) =P 凡(过程变量的当前值)。 ③使 MX (积分和) =Mn (输出值〉。 在梯形图中， PID 指令以功能框的形式编程，指令 名称为 PID ，如图 3-30 所示。在功能框中有两个数据输 入端: TBL 是回路表的起始地址，是由变量寄存器 VB 图 3-30 PlD梯形图符号 指定的字节型数据; LOOP 是回路的编号，是 0~7 的常 数。当允许输入 EN 有效时，根据 PID 回路表中的输入信息和组态信息，进行 PID 运算。在一个应用程序中，最多可以使用 8 个 PID 控制回路，一个 PID 控制回路 只能使用 l 条 PID 指令，不同的 PID 指令不能使用相同的回路编号。 表 3-30 采样周期的经验数据