8项目八 广告牌循环彩灯PLC控制系统

项目八广告牌循环彩灯PLC控制系统项目导入一、相关知识二、应用举例三、一、项目导入其控制要求为:第1根亮→第2根亮→第3根亮……第8根亮，即每隔1s依次点亮，全亮后，闪烁1次（灭1s亮1s），再反过来按8→7→6→5→4→3→2→1反序熄灭，时间间隔仍为1s。全灭后，停1s，再从第1根灯管点亮，开始循环。图8-1

某广告牌霓虹灯PLC的应用指令也称为功能指令,是指在完成基本逻辑控制、定时控制、顺序控制的基础上,PLC制造商为满足用户不断提出的一些特殊控制要求而开发的指令。PLC的应用指令越多,其功能就越强。一条功能指令相当于一段程序。（一）功能指令概述二、相关知识（二）功能指令的形式二、相关知识图8-2

功能指令的形式S7-200CPU的控制程序由主程序OB1.子程序和中断程序组成。（三）S7-200

CPU控制程序的构成二、相关知识1.子程序（1）子程序的作用。子程序常用于需要多次反复执行相同任务的地方,只需要写一次子程序,其他程序在需要的时候调用,而无需重写该程序。子程序的调用是有条件的,未调用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。（三）S7-200

CPU控制程序的构成二、相关知识1.子程序在“编辑”菜单中选择“插入”（2）子程序的创建。→“子程序”命令,或在程序编辑器视窗中单击鼠标右键,从弹出的菜单中选择“插入”→“子程序”命令,程序编辑器将从原来的POU显示进入新的子程序。用鼠标右键单击指令树中的子程序或中断程序的图标,在弹出的菜单中选择“重新命名”命令,可以修改名称。（三）S7-200

CPU控制程序的构成二、相关知识1.子程序（3）子程序的调用。子程序可以在主程序、其他子程序或中断程序中调用，调用子程序时将执行子程序的全部指令，直至子程序结束，然后返回调用它的程序中调用该子程序的下一条指令处。（三）S7-200

CPU控制程序的构成二、相关知识1.子程序（4）子程序的有条件返回。图8-5

子程序返回指令二、相关知识（三）S7-200

CPU控制程序的构成1.子程序子程序调用举例二、相关知识（三）S7-200

CPU控制程序的构成2.中断程序中断程序不由程序调用，而是在中断事件发生时由操作系统调用。在中断程序中可以调用一级子程序。二、相关知识（三）S7-200

CPU控制程序的构成2．中断程序（1）中断程序的创建。可以采用下列方法创建中断程序:在“编辑”菜单中选择“插入”→“中断”命令；或在程序编辑器视窗中单击鼠标右键，从弹出的菜单中选择“插入”→“中断”命令；或用鼠标右键单击指令树上的“程序块”图标，并从弹出的菜单中选择“插入”→“中断”命令。创建成功后程序编辑器将显示新的中断程序，程序编辑器底部出现标有新的中断程序的标签，可以对新的中断程序编程。二、相关知识（三）S7-200

CPU控制程序的构成2.中断程序（2）中断事件与中断指令。①中断事件。中断号中断描述优先级分组按组排列的优先级8端口0：接收字符通信（最高）09端口0：传输完成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：传输完成1二、相关知识（三）S7-200

CPU控制程序的构成2.中断程序（2）中断事件与中断指令。①中断事件。（三）S7-200

CPU控制程序的构成二、相关知识2.中断程序（2）中断事件与中断指令。①中断事件。中断号中断描述优先级分组按组排列的优先级32HSC3

CV=PV离散（中等）1929HSC4

CV=PV2030HSC1方向改变2131HSC1外部复原2233HSC2

CV=PV2310定时中断0定时（最低）01211定时中断121定时器T32

CT=PT中断22定时器T96

CT=PT中断3（三）S7-200

CPU控制程序的构成2.中断程序（2）中断事件与中断指令。②中断指令二、相关知识梯形图语句表描

述RETICRETI从中断程序有条件返回ENIENI允许中断DISIDISI禁止中断ATCHATCH

INT,EVNT连接中断事件和中断程序DTCHDTCH

EVNT断开中断事件和中断程序的连接CLR_EVNTCEVNT

EVNT清除中断事件三、应用举例（二）顺序控制功能图在自动送料装车系统中的应用3.根据I/O分配画出PLC接线图（三）S7-200

CPU控制程序的构成2.中断程序（2）中断事件与中断指令。②中断指令二、相关知识图8-7各中断指令在梯形图中的形式（四）S7-200的程序控制指令程序控制指令二、相关知识梯形图语句表描

述ENDEND程序的条件结束STOPSTOP切换到STOP模式WDRWDR看门狗复位JMPLBLJMP

nLBL

n跳到定义的标号定义一个跳转的标号—RETCALLnCRET调用子程序从子程序条件返回FORNEXTFORINDX,INIT,FINALNEXT

图7-1循环2重新启动•的循环解结决束办法DIAG_LEDDLED诊断LEDEND指令和STOP指令的使用（四）S7-200的程序控制指令1.条件结束指令END与暂停指令STOP二、相关知识（四）S7-200的程序控制指令2.监控定时器复位指令二、相关知识监控定时器又称为看门狗（Watchdog）,定时时间为500ms,每次扫描时都被自动复位一次,正常工作时扫描周期小于500ms,它不起作用。WDR指令的使用（四）S7-200的程序控制指令二、相关知识3.循环指令FOR指令必须与NEXT指令配套使用。允许循环嵌套，即FOR/NEXT循环在另一个FOR/NEXT循环之中，最多可以嵌套8层。（四）S7-200的程序控制指令二、相关知识跳转指令的使用4.跳转与标号指令条件满足时，跳转指令JMP（Jump）使程序流程转到对应的标号LBL（Label）处，标号指令用来指示跳转指令的目的位置。（四）S7-200的程序控制指令5.诊断LED指令二、相关知识S7-200检测到致命错误时,SF/DIAG（故障诊断）LED发出红光。（五）数据处理指令1.传送指令（1）数据传送指令二、相关知识数据传送指令的表示符号（五）数据处理指令1.传送指令（2）数据块传送指令二、相关知识字节块、字块、双字块传送指令的表示符号（五）数据处理指令2.字节交换指令二、相关知识字节交换指令的表示符号（五）数据处理指令2.字节交换指令二、相关知识字节交换指令和传送指令的应用（五）数据处理指令3.移位指令（1）左移位指令。二、相关知识左移位指令的表示符号（五）数据处理指令3.移位指令（2）右移位指令二、相关知识右移位指令的表示符号（五）数据处理指令3.移位指令左移位和右移位指令的使用二、相关知识（五）数据处理指令3.移位指令（3）循环左移位指令二、相关知识循环左移位指令的表示符号（五）数据处理指令3.移位指令（4）循环右移位指令二、相关知识循环右移位指令的表示符号（五）数据处理指令3.移位指令（5）移位寄存器指令SHRB二、相关知识移位寄存器的使用说明（五）数据处理指令4.填充指令FILL二、相关知识填充指令FILL用于处理字型数据,指令功能是将字型输入数据IN填充到从OUT开始的N个字存储单元。N为字节型数据。（六）高速计数器与高速脉冲输出指令二、相关知识PLC的普通计数器的计数过程与扫描工作方式有关,CPU通过每一扫描周期读取一次被测信号的方法来捕捉被测信号的上升沿,被测信号的频率较高时,会丢失计数脉冲,因为普通计数器的工作频率很低,一般仅有几十赫兹。高速计数器可以对普通计数器无能为力的事件进行计数,S7-200有6个高速计数器HSC0～HSC5,可以设置多达12种不同的操作模式。（六）高速计数器与高速脉冲输出指令二、相关知识1.高速计数器的工作模式与外部输入信号（1）高速计数器的工作模式①无外部方向输入信号的单相加/减计数器（模式0～2）②有外部方向输入信号的单相加/减计数器（模式3～5）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）④A/B相正交计数器（模式9～11）（六）高速计数器与高速脉冲输出指令二、相关知识1.高速计数器的工作模式与外部输入信号（1）高速计数器的工作模式正交4X模式操作举例正交1X模式操作举例（六）高速计数器与高速脉冲输出指令二、相关知识1.高速计数器的工作模式与外部输入信号（2）高速计数器的输入信号模式中断描述输入点HSC0I0.0I0.1I0.2HSC1I0.6I0.7I1.0I1.1HSC2I1.2I1.3I1.4I1.5HSC3I0.1模式中断描述输入点HSC4I0.3I0.4I0.5HSC5I0.40带内部方向输入信号的单相加/减计数器时钟1时钟复位2时钟复位启动3带外部方向输入信号的单相加/减计数器时钟方向4时钟方向复位5时钟方向复位启动6带加减计数时钟脉冲输入的双相计数器加时钟减时钟7加时钟减时钟复位8加时钟减时钟复位启动9A/B相正交计数器A相时钟B相时钟10A相时钟B相时钟复位11A相时钟B相时钟复位启动（六）高速计数器与高速脉冲输出指令二、相关知识（六）高速计数器与高速脉冲输出指令二、相关知识2.高速计数器指令与有关的特殊存储器（1）高速计数器指令。（六）高速计数器与高速脉冲输出指令二、相关知识2.高速计数器指令与有关的特殊存储器（2）高速计数器的状态字节。HSC0HSC1HSC2HSC3HSC4HSC5描

述SM36.5SM46.5SM56.5SM136.5SM146.5SM156.5计数方向：0=减计数；1=加计数SM36.6SM46.6SM56.6SM136.6SM146.6SM156.60=当前值不等于预置值；1=等于SM36.7SM46.7SM56.7SM136.7SM146.7SM156.70=当前值小于预置值；1=大于（六）高速计数器与高速脉冲输出指令二、相关知识HSC0HSC1HSC2HSC3HSC4HSC5描

述SM37.0SM47.0SM57.0SM147.00=复位信号高电平有效，1=低电平有效SM47.1SM57.10=启动信号高电平有效，1=低电平有效SM37.2SM47.2SM57.2SM147.20=4倍频模式，1=1倍频模式SM37.3SM47.3SM57.3SM137.3SM147.3SM157.30=减计数，1=加计数SM37.4SM47.4SM57.4SM137.4SM147.4SM157.4写入计数方向：0=不更新，1=更新SM37.5SM47.5SM57.5SM137.5SM147.5SM157.5写入预置值：0=不更新，1=更新SM37.6SM47.6SM57.6SM137.6SM147.6SM157.6写入当前值：0=不更新，1=更新SM37.SM47.SM57.SM137.7SM147.SM157.HSC允许：0=禁止，1=允许高速计数器的控制字节（六）高速计数器与高速脉冲输出指令二、相关知识2.高速计数器指令与有关的特殊存储器（4）预置值和当前值的设置高速计数器HSC0HSC1HSC2HSC3HSC4HSC5新的当前值SMD38SMD48SMD58SMD138SMD148SMD158新的预置值SMD42SMD52SMD62SMD142SMD152SMD162（六）高速计数器与高速脉冲输出指令二、相关知识2.高速计数器指令与有关的特殊存储器高速计数器初始化程序举例（六）高速计数器与高速脉冲输出指令二、相关知识3.高速脉冲输出（1）高速脉冲输出每个CPU有两个PTO/PWM（脉冲列/脉冲宽度调制器）发生器，分别通过数字量输出点Q0.0或Q0.1输出高速脉冲列或脉冲宽度可调的波形。脉冲输出指令（PLS，见图8-32）检查为脉冲输出（Q0.0或Q0.1）设置的特殊存储器位（SM），然后启动由特殊存储器位定义的脉冲操作。指令的操作数Q=0或1，用于指定是Q0.0或Q0.1输出。（六）高速计数器与高速脉冲输出指令二、相关知识3.高速脉冲输出（1）高速脉冲输出脉冲输出指令的形式（六）高速计数器与高速脉冲输出指令二、相关知识3.高速脉冲输出（2）脉宽调制（PWM）。PWM功能提供可变占空比的脉冲输出，时间基准可以为 s或ms,周期的变化范围为10～65535 s或2～65s或0～65535ms,脉冲宽度的变化范围为0～65535535ms。（六）高速计数器与高速脉冲输出指令二、相关知识3.高速脉冲输出 与PTO/PWM有关的特殊存储器（六）高速计数器与高速脉冲输出指令二、相关知识3.高速脉冲输出 与PTO/PWM有关的特殊存储器（七）PID回路控制指令二、相关知识TS/TI（SPn−PVn）+Kc

（SPn−PVn）Mn=Kc+MX+KcTD/TS（PVn−1−PVn）1．PID算法典型的PID算法一般包括比例项、积分项、微分项。转化为在计算机中实际使用的公式:（七）PID回路控制指令二、相关知识2.PID参数表及初始化地址偏移量参

数数据格式参数类型说

明0PVn实数输入过程变量0.0～1.0之间4SPn实数输入给定值0.0～1.0之间8Mn实数输入/输出输出值0.0～1.0之间12Kc实数输入增益，比例常数，可正可负16TS实数输入采样时间单位为s，正数20TI实数输入积分时间单位为min，正数24TD实数输入微分时间单位为min，正数28MX实数输入/输出积分项前项，0.0～1.032PVn−1实数输入/输出最近一次PID运算的过程变量36～76保留给自整定变量实数输入/输出（七）PID回路控制指令二、相关知识2.PID参数表及初始化PID参数表初始化子程序:参数表的首地址为VD100，Mn为0.6，Kc为0.5，TS为1sTI为10min，TD为5min，（七）PID回路控制指令二、相关知识3.PID指令功能PID指令的表示符号在S7-200的应用程序中,最多可以使用8条PID指令,即在一个应用程序中,最多可以使用8个PID控制回路,一个PID控制回路只能使用1条PID指令,每个PID控制回路必须使用不同的回路号。（七）PID回路控制指令二、相关知识PID的组合选择不需要积分运算。此时,关闭积分控制回路,将积分时间常数设置为无穷大,虽然有初始值MX使积分项不为0,但是其作用可忽略。不需要微分运算。此时,将微分时间常数设置为0,即可关闭微分控制回路。不需要比例运算。此时,将回路增益Kc设置为0,即可关闭比例控制回路,但是积分项和微分项与Kc有关系,因此,约定此时用于积分项和微分项的增益为1。（七）PID回路控制指令二、相关知识输入模拟量的转换及标准化将工程实际值由16位整数转换为浮点数，即实数形式。将实数形式的工程实际值转换为[0.0，1）区间的无量纲相对值，即标准化值，又称为归一化值，转换公式为:RNorm

=RRaW/Span+Offset（8-3）式中:RNorm为工程实际值的标准化值；RRaW为工程实际值的实数形式值:Span为最大允许值减去最小允许值，通常取32000（单极性）或64000（双极性）；Offset取0（单极性）或0.5（双极性）。（七）PID回路控制指令二、相关知识6．输出模拟量转换为工程实际值（1）将标准化值转换为按工程量标定的工程实际值的实数格式。这一步实质上是式（8-3）的逆运算，将式（8-3）赋以实际意义，并作整理，得到:Rsca1=（Mn−Offset）Span（8-4）式中:Rsca1为按工程量标定的过程变量的实数格式；Mn为过程变量的标准化值。（2）将已标定的工程实际值的实数格式转换为16位整数格式。（七）PID回路控制指令二、相关知识6.输出模拟量转换为工程实际值MOVR

VD108,AC0−R0.5,AC0R64000.0,AC0TRUNC

AC0,AC0MOVW

AC0,AQW0//将输出结果存放AC0//对于双极性的场合（单极性时无此条语句）//将AC0中的值按工程量标定//将实数转换为32位整数//将16位整数值输出到模拟量模板PID控制回路输出转换为按工程量标定的整数值。（七）PID回路控制指令二、相关知识PID指令的控制方式在程序运行过程中,如果PID指令的EN输入有效,即进行手动/自动控制切换,为了保证在切换过程中无扰动、无冲击,在手动控制过程中,就要将设定的输出值作为PID指令的一个输入（作为Mn参数写到PID参数表中）,使PID指令根据参数表的值进行下列操作。使SPn（设定值）=PVn（过程变量）。使PVn−1（前一次过程变量）=PVn。使MX（积分值）=Mn（输出值）。一旦EN输入有效（从0到1的跳变）,就从手动方式切换到自动方式。（一）广告牌循环彩灯的PLC控制三、应用举例1.系统I/O分配输入信号输出信号名名编号称功

能

•编

号称功

能SB1•启动

•I0.0KA1～KA8控制8根霓虹灯管Q0.0～Q0.7SB2•停止

•I0.1（一）广告牌循环彩灯的PLC控制三、应用举例2.PLC电气接线图（一）广告牌循环彩灯的PLC控制三、应用举例3.控制程序（二）运料小车多种工作方式的控制三、应用举例运料小车工作示意图（二）运料小车多种工作方式的控制三、应用举例1.某小车控制系统控制要求小车的初始位置在最左端A处，小车能在任意位置启动和停止。按下启动按钮，漏斗打开，小车装料，装料10s后，漏斗关闭，小车开始前进。到达卸料B处，小车自动停止，打开底门，卸料，经过卸料所需设定时间15s延时后，小车自动返回装料A处。然后再装料，如此自动循环。（二）运料小车多种工作方式的控制三、应用举例某小车控制系统控制要求手动工作方式下有以下两点要求。①单一操作,即可用相应按钮来接通或断开各负载。在这种工作方式下,选择开关置于手动挡。②返回原位。按下返回原位按钮,小车自动返回初始位置在这种工作方式下,选择开关置于返回原位挡。自动工作方式下的控制要求如下。①连续。小车处于原位,按下启动按钮,小车按前述工作过程连续循环工作。按下停止按钮,小车返回原位后,停止工作。在这种工作方式下,选择开关置于连续操作挡。②单周期。小车处于原位,按下启动按钮后,小车系统开始工作,工作一个周期后,小车回到初始位置停止。（二）运料小车多种工作方式的控制三、应用举例2.小车控制系统设计输入信号输出信号名

称KM1