PLC可编程控制器第五章的总结机电期末考试.docx

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PLC可编程控制器第五章的总结机电期末考试

第五章S7-200的功能指令（功能指令的作用及使用方法）

一、程序控制类指令

1、系统控制类指令

1）结束指令

结束指令有两条：

END和MEND。

两条指令在梯形图中以线圈形式编程。

END，条件结束指令。

使能输入有效时，终止用户主程序。

MEND无条件结束指令。

无条件终止用户程序的执行，返回主程序的第一条指令。

指令格式：

END（无操作数）

2）停止指令

STOP，暂停指令。

使能输入有效时，该指令使主机CPU的工作方式由RUN切换到STOP方式，从而立即终止用户程序的执行。

STOP指令在梯形图中以线圈形式编程。

指令不含操作数。

指令格式：

STOP（无操作数）

3）看门狗复位指令

WDR，看门狗复位指令。

当使能输入有效时，执行WDR指令，每执行一次，看门狗定时器就被复位一次。

用本指令可用以延长扫描周期，从而可以有效避免看门狗超时错误。

指令格式：

WDR（无操作数）

2、跳转、循环指令

1）跳转指令

（1）跳转指令

JMP，跳转指令。

使能输入有效时，使程序流程跳到同一程序中的指定标号n处执行。

（2）标号指令

LBL，标号指令。

标记程序段，作为跳转指令执行时跳转到的目的位置。

操作数n为0~255的字型数据。

2）循环指令

由FOR和NEXT指令构成程序的循环体。

FOR指令标记循环的开始，NEXT指令为循环体的结束指令。

工作原理：

使能输入EN有效，循环体开始执行，执行到NEXT指令时返回，每执行一次循环体，当前值计数器INDX增1，达到终止值FINAL时，循环结束。

使能输入无效时，循环体程序不执行。

每次使能输入有效，指令自动将各参数复位。

3、子程序调用指令

1）建立子程序

（1）从“编辑”菜单，选择插入→子程序；

（2）从“指令树”，用鼠标右键单击“程序块”图标，并从弹出菜单选择插入→子程序；

（3）从“程序编辑器”窗口，用鼠标右键单击，并从弹出菜单选择插入→子程序。

2）子程序调用

（1）子程序调用和返回指令

子程序调用SBR

子程序条件返回CRET

3.带参数的子程序调用

（1）子程序参数

（2）局部变量的类型

（3）数据类型

（4）建立带参数子程序的局部变量表

（5）带参数子程序调用指令

4、顺序控制指令

1.功能流程图

2、顺序控制指令

（1）顺序步开始指令（LSCR）

（2）顺序步结束指令（SCRE）

二、顺序步转移指令（SCRT）

二、中断指令

概念:

中段就是终止当前正在运行的程序，去执行为立即响应的信号而编制的中断服务程序，执行完毕再返回原先终止的程序并继续执行。

1、中断源

中断源是指发出中断请求的事件，又叫中断事件。

1）中断源分类

S7-200系列可编程控制器最多有34个中断源，

分为三大类：

通信中断，输入/输出（I/O）中断，时基中断

2）中断优先级

中断优先级由高到低依次是：

通信中断、输入输出中断、时基中断。

每种中断中的不同中断事件又有不同的优先权。

主机中的所有中断事件及优先级如下表。

3）CPU响应中断的原则

一个程序中总共可有128个中断。

S7-200在任何时刻，只能执行一个中断程序；在中断各自的优先级组内按照先来先服务的原则为中断提供服务，一旦一个中断程序开始执行，则一直执行至完成，不能被另一个中断程序打断，即使是更高优先级的中断程序；

中断程序执行中，新的中断请求按优先级排队等候，中断队列能保存的中断个数有限，若超出，则会产生溢出。

2、中断指令

3、中断程序（中断服务程序

中段程序是为处理中断事件而事先编好的程序。

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。

注意:

1）在中断程序中禁止使用DISI、ENI、HDEF、LSCR、END指令。

（2）中断程序最后一条指令一定是无条件返回指令RETI（省略）,也可以是有条件返回指令CRETI结束中断程序。

例5-2编写由I0.1的上升沿产生的中断事件的初始化程序。

例5-3编程完成采样工作，要求每10ms采样一次。

三、高速计数器

1、高速计数器介绍

高速计数器在程序中使用时的地址编号用HCn来表示（在非程序中有时用HSCn），HC表编程元件名称为高速计数器，n为编号。

1）高速计数器输入端的连接

高速计数器中断事件大致分为3类：

当前值等于预设值中断、输入方向改变中断和外部复位中断。

所有高速计数器都支持当前值等于预设值中断。

2）高速计数器的工作模式

⏹高速计数器有6种编号,12种工作模式.

⏹HSC0和HSC4有模式0、1、3、4、6、7、8、9、10；

⏹HSC1和HSC2有模式0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11；

⏹HSC3和HSC5只有模式0。

3）高速计数器的控制字和状态字

2、高速计数指令

（1）HDEF指令

HDEF，定义高速计数器指令。

使能输入有效时，为指定的高速计数器分配一种工作模式，即用来建立高速计数器与工作模式之间的联系。

梯形图指令盒中有两个数据输入端：

HSC，高速计数器编号，为0~5的常数，字节型；

MODE，工作模式，为0~11的常数，字节型。

（2）HSC指令

HSC，使用高速计数器指令。

使能输入有效时，根据高速计数器特殊存储器位的状态，并按照HDEF指令指定的工作模式，设置高速计数器并控制其工作。

梯形图指令盒数据输入端N：

高速计数器编号，为0~5的常数，字型。

高速计数器使用原理：

每个高速计数器都有一个32位当前值和一个32位预置值，当前值和预设值均为带符号的整数值。

要设置高速计数器的新当前值和新预置值，必须设置控制字节令其第五位和第六位为1，允许更新预置值和当前值，新当前值和新预置值写入特殊内部标志位存储区。

然后执行HSC指令，将新数值传输到高速计数器。

3、高速计数器指令初始化

（1）用首次扫描时接通一个扫描周期的特殊内部存储器SM0.1去调用一个子程序，完成初始化操作。

（2）在初始化的子程序中，根据希望的控制设置控制字（SMB37、SMB47、SMB137、SMB147、SMB157）

（3）执行HDEF指令，设置HSC的编号（0-5），设置工作模式（0-11）。

（4）用新的当前值写入32位当前值寄存器（SMD38，SMD48，SMD58，SMD138，SMD148，SMD158）。

（5）用新的预置值写入32位预置值寄存器（SMD42，SMD52，SMD62，SMD142，SMD152，SMD162）

（6）、（7）、（8）中断事件（事件13、14、15）与一个中断程序相联系。

（9）执行全局中断允许指令（ENI）允许HSC中断

（10）执行HSC指令使S7-200对高速计数器进行编程。

（11）结束子程序。

例5-4高速计数器的应用举例

（1）主程序

（2）初始化的子程序

（3）中断程序INT_0

四、高速脉冲输出

1、高速脉冲输出介绍

2、高速脉冲串输出PTO

（1）周期和脉冲数

（2）PTO的种类

（3）中断事件类型

（4）PTO的使用

3、应用实例

（1）控制要求

步进电机转动过程中，要从A点加速到B点后恒速运行，又从C点开始减速到D点，完成这一过程时用指示灯显示。

电机的转动受脉冲控制，A点和D点的脉冲频率为2kHz，B点和C点的频率为10kHz，加速过程的脉冲数为400个，恒速转动的脉冲数为4000个，减速过程脉冲数为200个。

（2）分析

本控制系统主程序、初始化子程序SBR_1、包络表子程序、中断程序组成。

（3）程序实现

↘确定脉冲发生器及工作模式

↘设置控制字节

↘写入周期值、周期增量值和脉冲数

↘装入包络表首地址

↘中断调用

↘执行PLS指令

2、

第六章可编程控制器应用系统设计

顺序控制设计法

功能流程图，简称功能图，又叫状态流程图或状态转移图。

它是专用于工业顺序控制程序设计的一种功能说明性语言，能完整地描述控制系统的工作过程、功能和特性，是分析、设计电气控制系统控制程序的重要工具。

顺序控制设计（顺序功能图）

顺序设计法思想：

将系统一个工作周期划分为若干顺序相连的阶段，即步（STEP），使用编程元件（M、S）代表各步。

要求任一步内输出量的状态不变，但相邻两步状态是不同的。

步之间的转换以外部输入或内部信号为条件。

组成：

步：

初始步、活动步、步内动作（修饰词P58）

有向连线/转换条件

基本规则：

条件与步关系：

有向线段所连两个步必须由转换条件切换，有向线段上两个转换条件必须由步间隔

转换实现条件：

所有前级步为活动步，转换条件满足

转换应完成操作：

有向线段与转换条件所连后级步激活为活动步。

有向线段与转换条件所连前级步转为不活动步。

结构形式

（1）顺序结构

（2）分支结构（选择性分支，并发性分支）

（3）循环结构

PLC应用举例

1

将红绿灯控制按时间和逻辑顺序分成多个阶段。

总体上考虑各段之间转换关系；细节上考虑段内处理方式。

从而简化、降低了系统复杂程度。

机械手的模拟控制系统

 1.控制要求

2.I/O分配

3.控制程序设计

（1）流程图

（2）梯形图

4、硬件连线、调试运行

1.控制要求

按起动按钮后，传送带A运行直到光电开关PS检测到物体，才停止，同时机械手下降。

下降到位后机械手夹紧物体，2s后开始上升，而机械手保持夹紧。

上升到位左转，左转到位下降，下降到位机械手松开，2s后机械手上升。

上升到位后，传送带B开始运行，同时机械手右转，右转到位，传送带B停止，此时传送带A运行直到光电开关PS再次检测到物体，才停止……循环。

2.I/O分配

输入输出

起动按钮：

I0.0上升YV1：

Q0.1

停止按钮：

I0.5下降YV2：

Q0.2

上升限位SQ1：

I0.1左转YV3：

Q0.3

下降限位SQ2：

I0.2右转YV4：

Q0.4

左转限位SQ3：

I0.3夹紧YV5：

Q0.5

右转限位SQ4：

I0.4传送带A：

Q0.6

光电开关PS：

I0.6传送带B：

Q0.7

3.控制程序设计流程图是一个按顺序动作的步进控制系统，在本例中采用移位寄存器编程方法。

用移位寄存器M10.1～1M11.2位，代表流程图的各步，两步之间的转换条件满足时，进入下一步。

移位寄存器的数据输入端DATA（M10.0）由M10.1～M11.1各位的常闭接点、上升限位的标志位M1.1、右转限位的标志位M1.4及传送带A检测到工件的标志位M1.6串联组成，即当机械手处于原位，各工步未起动时，若光电开关PS检测到工件，则M10.0置1，这作为输入的数据，同时这也作为第一个移位脉冲信号。

以后的移位脉冲信号由代表步位状态中间继电器的常开接点和代表处于该步位的转换条件接点串联支路依次并联组成。

在M10.0线圈回路中，串联M10.1～M11.1各位的常闭接点，是为了防止机械手在还没有回到原位的运行过程中移位寄存器的数据输入端再次置1，因为移位寄存器中的“1”信号在M10.1～M11.1之间依次移动时，各步状态位对应的常闭接点总有一个处于断开状态。

当“1”信号移到M11.2时，机械手回到原位，此时移位寄存器的数据输入端重新置1，若起动电路保持接通（M0.0=1），机械手将重复工作。

当按下停止按钮时，使移位寄存器复位，机械手立即停止工作。

第七章　可编程控制器联网通信

一、

通信方式

1.基本通信方式

（1）并行通信

（2）串行通信

（3）

（3）串行通信分类

（4）单工、半双工和双工

2.异步串行通信

波特率：

在串行通信中，数据是按位进行传送的，因此传送速率用每秒传送格位的数目表示，称为波特率。

1波特=1bps（位/秒）

波特率与时钟频率有关，时钟频率越高，波特率越大。

3.通信接口

（1）RS232接口

（2）RS485接口

（3）RS422接口

二、网络概述

1、简单网络

3、多级网络

2.通信协议（PPI协议）

（1）通用协议

（2）公司专用协议

低层子网和中层子网一般采用公司专用协议，尤其是最底层子网，由于传送的是过程数据及控制命令，这种信息较短，但实时性要求高。

公司专用协议的层次一般只有物理层、链路层及应用层，而省略了通用协议所必须的其他层，信息传送速率快。

三、S7-200通信及网络

1.字符数据格式

（1）10位字符数据

传送数据由1个起始位、8个数据位、无校验位、一个停止位组成。

传送速率一般为9600波特。

（2）11位字符数据

传送数据由1个起始位、8个数据位、1个偶校验位、一个停止位组成。

传送速率一般为9600波特或19200波特。

2.网络层次结构

3.通信类型及协议分类

两种连接方式：

单主站和多主站

通信协议分为：

（1）通用协议

（2）公司专用协议

PPI协议

MPI协议

Profibus协议

自由口协议

4.

通信设备

（1）通信口

（2）网络连接器

网络连接器可以用来把多个设备很容易地连接到网络中。

网络连接器有两种类型：

一种是仅提供连接到主机的接口，另一种增加了一个编程接口。

带有编程口的连接器可以把编程器或操作员面板直接增加到网络中，编程口传递主机信号的同时，为这些设备提供电源，而不用另加电源。

（3）通信电缆：

网络电缆，PC/PPI电缆

（4）网络中继器

网络中继器在Profibus可以用来延长网络的距离、允许给网络加入设备、隔离不同网络段，每个中继器为网络段提供偏置和终端匹配。

每个网络中最多可以有9个中继器，每个中继器最多可再增加32个设备。

（4）调制解调器

用调制解调器可以实现计算机或编程器与PLC主机之间的远距离通信。