西门子S7-300 PLC 应用技术项目化教程 课件项目7、8 天塔之光程序设计与调试、洗衣机PLC控制程序设计与调试

西门子S7-300PLC应用技术项目化教程项目7

天塔之光程序设计与调试项目要求有9盏彩灯L1-L9，当按下启动按钮SB1时，9盏彩灯按照L1-L9的顺序亮灭，移到最高位L9后，再回到L1，数码管实时显示被点亮的彩灯号，重复循环下去。彩灯移动的时间间隙为1秒钟。按下停止按钮SB2后，彩灯熄灭停止工作。学习目标熟练使用STEP7编程软件。掌握计数器指令、比较指令并熟练应用。掌握并熟练应用LED数码管。熟练设计并运行调试指示灯控制等相关实例。能独立完成天塔之光的设计与调试。项目目标掌握定时器指令的分类及接通延时定时器的应用；区分并了解定时器指令功能框图和线圈形式的用法；了解过载FR的应用；进一步熟悉程序编写流程与技巧；巩固程序仿真调试、联机调试能力。能独立完成大型设备预警启动PLC控制程序设计与调试。项目7 天塔之光程序设计与调试项目7 天塔之光程序设计与调试7.3

知识链接数码管原理LED数码管是由若干个发光二极管组成的显示字段的显示器件，一般简

称为数码管。当数码管中的某个发光二极管导通的时候，相应的一个字段便发光，不导通的则不发光。LED数码管可以根据控制不同组合的二极管导通，来显示各种数据和字符。目前通常使用较多的是7段LED数码管，它由7个发光二极管组成。这7个发光二极管a～g呈“日”字形排列，其结构及连接如图7-1所示。当某个发光二极管导通时，相应地点亮某一点或某一段笔画，通过控制笔段发光，数码管可以显示数字0～9，以及一些字母符号等。项目7 天塔之光程序设计与调试7.4

项目解决步骤1.输入/输出器件输入：启动按钮SB1,停止按钮SB2输出：彩灯L1,彩灯L2,彩灯

L3,彩灯L4,彩灯L5,彩灯L6,彩灯L7,彩灯L8,彩灯L9，数码管段码a，数码管段码b，数码管段码c，数码管段码d，数码管段码e，数码管段码f，数码管段码g。步骤2.硬件组态（参见项目3）。步骤3.输入/输出地址分配表。步骤4.建立符号表，天塔之光的符号表如图7-2所示。项目7 天塔之光程序设计与调试7.4

项目解决步骤5.接线图天塔之光接线图如图7-3所示。图7-3天塔之光接线图项目7 天塔之光程序设计与调试7.4

项目解决步骤7.编写程序7.4

项目解决项目7 天塔之光程序设计与调试7.4

项目解决项目7 天塔之光程序设计与调试7.4

项目解决项目7 天塔之光程序设计与调试7.4

项目解决项目7 天塔之光程序设计与调试7.4

项目解决项目7 天塔之光程序设计与调试项目7

天塔之光程序设计与调试巩固练习7对触点的边沿检测指令与对RLO的边沿检测指令有何区别？一个常开按钮按下的过程中，发生了两个边沿跳变，何谓“上升沿”？在S7-300PLC中如何检测“上升沿”？现有9盏彩灯，控制要求如下：1）按下启动按钮SB1,按照以下规律间隔1S无限循环显示：L1→L2→L3、L4→L5、L6、L7→L8、L9。当按下停止按钮SB1，9盏彩灯全部熄灭。

2.现有9盏彩灯，控制要求如下：1）按下启动按钮SB1,按照以下规律间隔1S无限循环显示：L1→L2→L1、L3、L4→L2、L5、L6→L7→L4、L8、L9。当按下停止按钮SB1，9盏彩灯全部熄灭。现有16盏彩灯，控制要求如下：1）按下启动按钮SB1,按照以下规律间隔1S无限循环显示：L1→L2→L3→L4→L5→L6→L7→L8→L9→L10→L19→L12→L13→L14→L15→L16。当按下停止按

钮SB1，16盏彩灯全部熄灭。音乐喷泉控制要求为：闭合“启动”开关，指示灯按以下规律循环显示L1、L2、L3、L4→L5、L6、L7、L8→L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、→循环。间隔时间为1秒。关闭“启动”开关，音乐喷泉控制系统停止运行。西门子S7-300PLC应用技术项目化教程项目8

洗衣机PLC控制程序设计与调试8.1

项目要求洗衣机有两个按钮：一个是启动、一个是停止。按下启动按钮，洗衣机开始如下流程：（1）进水阀打开，开始进水，直到触发“上限”按钮进水阀关闭；（2）搅轮机运动，先正搅拌1秒，然后反搅拌1秒，正反搅拌不断循环，

来回6次共12秒；（3）排水阀打开，开始排水，直到触发“下限”按钮排水阀关闭；（4）甩干4秒，4秒后停止。以上（1）-（4）过程重复3遍，最后有一个洗完提示蜂鸣器响5秒后全程结束。洗完后重新按启动按钮，洗衣机重复以上过程；若洗衣中途按停止按钮则全过程停下。项目8 洗衣机PLC控制程序设计与调试学习目标掌握计数器指令的分类及应用方法。掌握比较器指令的分类及应用方法。进一步熟悉顺序程序的编写技巧。巩固程序仿真调试、联机调试能力。能独立完成洗衣机PLC控制程序设计与调试。8.3

知识链接计数器STEP7为用户提供了一定数量计数器，计数器是S7-300PLC中CPU内的

一个系统存储区域，该存储区为每个计数器留一个16位计数字和一个二进制位存储空间。使用计数器时，计数器的地址编号必须在有效的范围之内。例如，CPU314C-2DP提供了256个计数器，分别为C0-C255。计数器的当前计数值规定了相应的固定格式，其数据长度为16位，第0位到第11位存放BCD码格式的计数值，三位BCD码表示的范围是0-999（即最大计数值为999），第12到15位没有用途。定时器字如图8-2所示。项目8 洗衣机PLC控制程序设计与调试8.3

知识链接项目8 洗衣机PLC控制程序设计与调试序号名称功能框图形式线圈形式1加计数器S_CU2减计数器S_CD3加减计数器S_CUD项目8 洗衣机PLC控制程序设计与调试知识链接无论是功能框图形式的计数器还是线圈形式的计数器，其上方问号代表的均是C

no，即定时器编号，例如C0、C1；线圈式的SC作用为设置当前/初次计数值，下方问号输入计数器常数

C#值，例如C#6，表示计数当前值/初次值为6次，其作用与功能框图的PV部分相似。其余计数器端脚功能具体如下：CU为加计数器输入端，该端每出现一个上升沿，计数器自动加“1”，若当计数器当前计数值达到最大值999时，计数值不再增加，加“1”操作无效。CD为减计数器输入端，该端每出现一个上升沿，计数器自动减“1”，若当计数器当前计数值为0时，计数值不再减，此时减“1”操作无效。S为预置信号输入端，该端出现上升沿时，将PV端设置好的计数初值作为当前值。PV为计数初值输入端，初值的范围为0-999，可以通过字存储器（如MW0、IW1等）为计数器提供预置初值，也可以直接输入“C#常数”格式的BCD码格式值进行预置初值，例如

C#6、C#99。R为计数器复位信号输入端，任何情况下，只要该端出现上升沿，计数器就会立即复位。复位后计数器的当前值变为0，输出状态为“0”。CV为以整数形式显示或输出的计数器当前值，如16#0008、16#002c，该端可连接各种字存储器，如MW0、QW2、IW3等，也可悬空。CV_BCD为以BCD码形式显示或输出的计数器当前值，如C#005、C#023，该端可连接各种字存储器，也可悬空。Q为计数器状态输出端，只要计数器当前值不为0，计数器的状态就为“1”,反之为0。该端可连接为存储器，例如Q4.0、M5.1，也可悬空。项目8 洗衣机PLC控制程序设计与调试8.3

知识链接加减计数器应用时涵盖了加计数器和减计数器两者的功能，我们以加减计数器功能框图指令举例进行学习。在STEP7的程序编辑器中输入如图8-3所示程序。图8-3加减计数器功能框图指令程序项目8 洗衣机PLC控制程序设计与调试8.3

知识链接比较器STEP7提供的比较器指令见表8-2。比较器按数据类型分为三类：整数比较指令（CMP_I）、双整数比较指令（CMP_D）、浮点数（实数）比较指令（CMP_R）；按比较类型分为六种：等于（==）、不等于（<>）、大于（>）、小于（<）、大于等于（>=）、小于等于（<=）。表8-2比较器指令功能整数比较长整数比较浮点数（实数）比较等于（EQ）不等于（NE）8.3

知识链接项目8 洗衣机PLC控制程序设计与调试大于（GT）小于（LT）大于等于（GE）小于等于（LE）项目8 洗衣机PLC控制程序设计与调试8.3

知识链接比较器指令将累加器1与累加器2中的数据做比较，被比较的两个数要求是同样的数据类型，如果比较结果满足，则比较器逻辑输出“1”，比较结果不满足则比较器输出“0”。比较器的输入端可以悬空，也可以给相应触点或其它指令作为限制；比较器必须在有能流经过时才开始进行比较，否则即使比较结果满足，也不会输出“1”的结果。整数类型的等于比较器应用较多，结合计数器对其用法进行举例说明，如图8-6所示：图8-6整数型等于比较器应用示例每当I0.0出现上升沿，计数器C0的加计数端有效，则CV处当前计数值加1，即MW0加1，整数型等于比较器放置在计数器C0的输出端Q处，计

数值为1以及大于1以上Q输出为1，此时比较器开始工作，当计数值MW0为3时，由于IN2=3，符合比较等于条件，比较器输出端出“1”,线圈Q4.0得电。项目8 洗衣机PLC控制程序设计与调试8.4

项目解决步骤1.输入/输出信号器件分析输入：启动按钮、停止按钮、上限传感器、下限传感器。输出：进水阀、排水阀、正搅拌、反搅拌、甩干、蜂鸣器。步骤2.硬件组态（参见项目3）步骤3.输入/输出地址分配表表8-3输入/输出地址分配表序号输入信号器件名称编程元件地址序号输出信号器件名称编程元件地址1启动按钮（常开触点）I0.01进水阀Q4.02停止按钮（常开触点）I0.12排水阀Q4.13上限传感器（常开触点）I0.23正搅拌Q4.24下限传感器（常开触点）I0.34反搅拌Q4.35甩干Q4.46蜂鸣器Q4.5项目8 洗衣机PLC控制程序设计与调试8.4

项目解决步骤4.输入/输出接线依据项目输入输出及地址分配进行接线如图8-7所示。图8-7洗衣机PLC控制接线图项目8 洗衣机PLC控制程序设计与调试8.4

项目解决步骤5.编写洗衣机PLC控制程序洗衣机PLC控制程序（线圈形式）如图8-8所示，在编写过程中，对输入输出变量用符号进行提示以便程序调试。由于洗衣机控制较为复杂，可以联合S7-PLCSIM边编写边调试，注意区分计数器和比较器对搅拌次数的统计以及对洗衣环节次数的统计两个不同的环节。8.4

项目解决项目8 洗衣机PLC控制程序设计与调试8.4

项目解决项目8 洗衣机PLC控制程序设计与调试8.4

项目解决项目8 洗衣机PLC控制程序设计与调试8.4

项目解决项目8 洗衣机PLC控制程序设计与调试8.4

项目解决项目8 洗衣机PLC控制程序设计与调试项目8 洗衣机PLC控制程序设计与调试8.4

项目解决步骤6.使用S7-PLCSIM进行仿真调试程序为便捷调试程序和进行仿真，S7-PLCSIM采用垂直列表并关联项目符号，如图8-9所示。图8-9洗衣机PLC控制仿真与监视运行若S7-PLCSIM仿真及监视过程若不符合项目要求，说明程序编写部分有逻辑错误，需进行查找修改，再重新下载与调试。项目8 洗衣机PLC控制程序设计与调试8.4

项目解决步骤7.联机调试按照图8-7连接硬件接线，通电并通过PC/MPI适配器下载程序，下载时候注意关闭S7-PLCSIM仿真器，否则下载与调试将默认使用S7-PLCSIM仿真器系统。对照洗衣机项目的要求进行硬件调试，若不满足要求，检查原因，修改程序，重新调试，直到满足相关要求

为止。巩固练习8叙述计数器指令功能框图和线圈形式的用法。叙述等于比较器指令的使用特点。一盏彩灯HL1，要求按下启动按钮第3次时点亮，第4次时熄灭。熄灭后再按3次启动按钮又可重新点亮，按第4次时熄灭。要求（1）分析输入/输出信号器件；进行I/O地址分配；画出接线图；编写梯形图程序；