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1、《可編程控制器應用技術》第5、7、8章 2 基本指令 （1）接點指令 接點指令的梯形圖符號及參數(shù)說明見表4.15。 表4.15 接點指令及參數(shù) 下面對表4.15中的各指令進行說明。其中常開觸點和常閉觸點指令不再進一步詳細說明；而下文介紹的“與”、“與非”、“或”、“或非”指令則沒有在表4.15中說明。 ①“與”（A）、“與非”（AN） A：“與”指令適用于單個常開觸點串聯(lián)，完成邏輯“與”運算。 AN：“與非”指令適用于單個常閉觸點串聯(lián)，完成邏輯“與非”運算。 圖4

2、.2.8 “與”（A）、“與非”（AN）指令 由圖4.2.8可知，觸點串聯(lián)指令也用于串聯(lián)邏輯行的開始。CPU對邏輯行開始第1條語句如I1.0的掃描稱為首次掃描。首次掃描的結果（I1.0的狀態(tài)）被直接保存在RLO(邏輯操作結果位)中；在下一條語句，掃描觸點Q5.3的狀態(tài)，并將這次掃描的結果和RLO中保存的上一次結果相“與”產(chǎn)生的結果，再存入RLO中，如此依次進行。在邏輯串結束處的RLO可作進一步處理。如賦值給Q4.2(=Q4.2). ②“或”（O）、“或非”（ON） O：“或”指令適用于單個常開觸點并聯(lián)，完成邏輯“或”的運算。 ON：“或非”指令適用于單個常閉觸

3、點并聯(lián)，完成邏輯“或非”運算。 圖4.2.9 “或”（O）、“或非”（ON）指令 由圖4.2.9可知，觸點并聯(lián)指令也用于一個并聯(lián)邏輯行的開始。CPU對邏輯行開始第1條語句如I4.0的掃描稱為首次掃描。首次掃描的結果（I4.0的狀態(tài)）被直接保存在RLO（邏輯操作結果位）中，并和下一條語句的掃描結果相“或”，產(chǎn)生新的結果再存入RLO中，如此一次進行。在邏輯串結束處的RLO可用作進一步處理，如賦值給Q8.0（＝Q8.0）. 此外，還有“異或”（X）、“異或非”（XN）、嵌套指令等等。 ③輸出線圈 輸出線圈指令即邏輯串輸出指令，又

4、稱賦值指令，該指令把RLO中的置賦給指定的位地址，當RLO變化時，相應位地址信號狀態(tài)也變化。位地址可以是表4.14中所列存儲區(qū)的各種位。輸出指令通過把首次檢測位（）置0，來結束一個邏輯串。當位為0時，表明程序中的下一條指令是一個新邏輯串的第一條指令，CPU對其進行首次掃描操作，這一點在梯形圖中顯示得更清楚。在LAD中，只能將輸出指令放在觸點電路的最右端，不能將輸出指令單獨放在一個空網(wǎng)絡中。圖4.2.10是兩個應用舉例。 圖4.2.10 輸出指令的應用 ④中間輸出 圖4.2.12 中

5、間輸出指令 如圖4.2.12所示，中間輸出指令被安置在邏輯串中間，用于將其前面的位邏輯操作結果（即本位置的RLO值）保存到指定地址，所以有時也稱為“連接器”或“中間賦值元件”。它和其他元件串聯(lián)時，“連接器”指令和觸點一樣插入。連接器不能直接連接母線，也不能放在邏輯串的結尾或分支結尾處。 置位指令、復位指令 置位/復位指令也是一種輸出指令。使用置位指令時，如果RLO＝1，則指定的地址被置為1，而且一直保持，直到被復位為0。使用復位指令時，如果RLO=1，則指定的地址被復位為0，而且一直保持，直到被置位為1，如圖4.2.11.

6、 圖4.2.11 置位/復位指令 圖4.2.11(a)中，一旦I1.0閉合，即使它又斷開，線圈Q4.0一直保持接通狀態(tài)；只有當I2.0閉合（即使它又斷開），才能使線圈Q4.0斷開。波形圖如圖4.2.11(b)所示。 ④ 觸發(fā)器指令 觸發(fā)器有置位復位觸發(fā)器（SR觸發(fā)器）和復位置位觸發(fā)器（RS觸發(fā)器）兩種，對它們的說明如表4.16所示。這兩種觸發(fā)器指令均可實現(xiàn)對指定位地址的置位或復位。觸發(fā)器可以用在邏輯串最右端，結束一個邏輯串；也可用在邏輯串中，當作一個特殊觸點，影響右邊的邏輯操作結果。觸發(fā)器的工作原理較簡單，表4.16作了詳細的描述。

7、 表4.16 觸發(fā)器指令和參數(shù) ⑤ 邊沿檢測指令 當信號狀態(tài)變化時就產(chǎn)生跳變沿：從0變到1時，產(chǎn)生一個上升沿（也稱正跳沿）；從1變到0時，產(chǎn)生一個下降沿（也稱負跳變）。跳變沿檢測的方法是：在每個掃描周期（OB1循環(huán)掃描一周），把當前信號狀態(tài)和它在前一個掃描周期的狀態(tài)相比較，若不同，則表明有一個跳變沿。因此，前一個周期里的信號狀態(tài)必須被存儲，以便能和新的信號狀態(tài)相比較。 S7-300/400PLC有兩種邊沿檢測指令：一種是對邏輯串操作結果RLO的跳變沿檢測的指令；另一種是對單個觸點跳變沿檢測的指令。對它們的說明如表4.17所示。

8、 表4.17 邊沿檢測指令 圖4.2.13是RLO跳變沿檢測指令的應用及時序圖。 圖4.2.13 RLO跳變沿檢測 LAD（a）程序行要檢測的是邏輯串I1.0、I1.1的運算結果的跳變邊沿，即圖中①點處的RLO的邊沿變化情況，同時用M1.0來存儲RLO①的狀態(tài)。程序的工作過程如時序圖：當程序運行到圖中a點時，當前RLO值是1，而上次RLO值（存放在M1.0中）是0，于是FP指令判斷到一個RLO的正跳沿，就將②點處的M1.0置1，并且輸出給M8.0；當程序經(jīng)過1個掃描周期，運行到波形圖中b點時，當前RLO值和

9、前一個RLO值均為1，相同（RLO在相鄰兩個掃描周期中相同，可全為1或0），那么FP指令將②點處M1.0置0，并輸出給M8.0。這樣M8.0為1的時間僅一個周期。圖中虛線箭頭指的是兩個相鄰掃描周期RLO的比較。 對RLO下降沿的檢測，讀者可自行分析c點、d點時的情況，F(xiàn)N指令檢測到一個RLO①的負跳沿時將M8.1置1，M8.1為1的時間也是一個周期。 圖4.2.13是單個觸點跳變沿檢測指令的應用及時序圖。 圖4.2.14 單個觸點跳變沿檢測 LAD（a）為正跳沿檢測指令（POS方塊）的使用。被檢測觸點放在位地址1即圖中

10、I1.1，被檢測觸點狀態(tài)存放在位地址2即M1.0。當允許端I1.0為1，即允許檢測時，CPU將I1.1當前狀態(tài)與存在M1.0中上次I1.1狀態(tài)相比較，對于正跳沿檢測，若當前為1，上次為0，表明有正跳沿產(chǎn)生，則輸出Q和M8.0被置1，其他情況下，輸出Q與M8.0被清0。 對于負跳沿檢測（NEG方塊）指令的使用，讀者可按上述方法同樣分析。 由于不可能在相鄰的兩個掃描周期中連續(xù)檢測到正跳沿（或負跳沿），所以輸出Q只可能在一個掃描周期中保持為1，被稱為單穩(wěn)輸出。由于輸出M8.0、M8.1也只是一個脈沖（寬度為一個掃描周期），也可將其視為脈沖輸出。 在梯形圖中，跳變沿檢測方塊和RS觸發(fā)方塊均可被看

11、做是一個特殊觸點，方塊的Q為1即觸點閉合，Q為0即觸點斷開。 ⑥ 對RLO的直接操作指令 可用表4.18中的指令來直接改變邏輯操作結果位RLO的狀態(tài)。 表4.18 對RLO的直接操作指令 如圖4.2.15中LAD（1），設I0.0與I0.1均為閉合，則RLO中應為1，但經(jīng)NOT指令后，RLO中變?yōu)?，所以Q8.0為0（斷電）。 又如LAD(2)，SAVE指令將當前RLO狀態(tài)存入，然后通過檢測BR位來檢查保存的RLO。 圖4.2.15 對RLO的直接操作指令 (2)定時器指令及其應用

12、 S7-300/400PLC提供了多種型式的定時器，如表4.19和4.20所示。不同類型定時器的編號是統(tǒng)一的，如CPU314為T0~T127（共128個），究竟它屬于哪種定時器類型由對它所用的指令決定。 所有定時器都可以用簡單的位指令啟動，這時定時器就像時間繼電器一樣，有線圈、有按時間動作的觸點及時間設定值。下面介紹各種定時器的功能及使用方法。 ①脈沖定時器（SP） 這是一種產(chǎn)生一個“長度脈沖”，即接通一定時間的定時器，其工作過程如圖4.2.16所示。 圖4.2.16 啟動脈沖定時器的使用 圖中當I0.0閉合

13、（RLO有正跳沿），SP定時器T4啟動并運行，T4觸點立即動作，T4常開觸點閉合，只要I0.0保持閉合，T4繼續(xù)運行，T4常開觸點保持閉合。當定時時間到（圖中為3s），T4常開觸點斷開。所以只要I0.0維持足夠長的時間（超過設定時間）及無復位信號（I0.1未接通）兩個條件成立，定時器就能接通一固定時間（所設定時間）。 ②延時脈沖定時器（SE） 延時脈沖定時器的工作原理如圖4.2.17所示。 圖4.2.17 啟動延時脈沖定時器的使用 圖中當I0.0閉合（RLO有正跳沿），SE定時器T4啟動運行，T4觸點立即動作，其常開觸點閉合，此時即

14、使I0.0斷開，T4仍將繼續(xù)運行，T4常開觸點也一直保持閉合直至所設定的時間。只要I0.0不在設定時間內反復短時通斷，T4均可設定長時間的接通。如果出現(xiàn)I0.0短時反復通斷，導致T4的反復響應，會使總接通時間大于設定時間（圖中t>3s處）。I0.1閉合，啟動復位信號，定時器T4立即復位（停止運行）。 ③ 啟動延時接通定時器（SD） 控制中，有些控制動作要比輸入信號滯后一段時間開始，但和輸入信號一起停止，為了滿足這樣的要求，可采用啟動延時接通定時器，其工作過程如圖4.2.18所示。 圖4.2.18 啟動延時接通定時器的使用

15、 圖中，當I0.0閉合（RLO有正跳沿），SD定時器T4啟動運行，當設定的延時時間3s到后，T4觸點動作，T4的常開觸點閉合，直至I0.0斷開，T4運行隨之停止，T4常開觸點斷開。I0.0閉合時間小于定時器T4設定延時時間，T4觸點不會動作。I0.1閉合，啟動復位信號，定時器T4立即復位（停止運行）。 ④ 啟動保持型延時接通定時器（SS） 如果希望輸入信號接通后（接通短時即斷開，或持續(xù)接通），在設定延遲時間后才有輸出，就需要用啟動保持型延時接通定時器。其工作過程如圖4.2.19。 圖中當I0.0閉合一下或閉合較長時間（RLO有正跳沿），SS定時器T4啟動運行，當

16、設定的延時時間3s到后，T4線圈得電，T4常開觸點就閉合，此后一直閉合，直至I0.1閉合，復位指令使T4復位。只有復位指令才能令動作了的SS定時器復位，因此使用SS定時器必須編寫復位指令（R），其他定時方式可根據(jù)需要而定，不為必須。 在設定延時時間內，如果I0.0反復通斷，會影響定時器觸點延遲接通時間。 圖4.2.19 啟動保持型延時接通定時器的使用 ⑤ 啟動延時斷開定時器（SF） 啟動延時斷開定時器是為了滿足輸入信號斷開，而控制動作要滯后一定時間才停止的操作要求而設計的。其工作過程如圖4.2.20所示。

17、 圖4.2.20 啟動延時斷開定時器的使用 圖中I0.0閉合，SF定時器T4啟動，其觸點立即動作，常開觸點T4立即閉合。當I0.0斷開（RLO有負跳沿）時開始計時，在定時的延時時間未到之前，其觸點不會動作，常開觸點T4不會斷開。當延時時間到，常開觸點T4才會斷開。在延時時間內I0.1閉合，復位信號可令T4立即復位，常開觸點立即斷開。不在定時延時時間內，復位（R）信號對SF定時器不起作用。 在I0.0斷開的時刻，如果存在復位信號，則SF定時器立即復位。 例：用定時器方塊構建占空比可調的脈沖發(fā)生器，如圖4.2.21所示。 用I0.0啟動脈沖發(fā)生器工作

18、，Q4.0為脈沖輸出。定時器T21（S_OFFDT方塊）設置Q4.0為1的時間（3s），定時器T22 (S_ODT方塊)設置Q4.0為0的時間（2s）。 圖4.2.21 脈沖發(fā)生器程序 （3）計數(shù)器指令及應用 在生產(chǎn)過程中常常要對現(xiàn)場事物發(fā)生的次數(shù)進行記錄并據(jù)此發(fā)出控制命令，計數(shù)器就是為了完成這一功能而開發(fā)的，計數(shù)器指令、梯形圖及指令參數(shù)如表4.22~表4.24所示。 表4.22 計數(shù)器指令 表4.2

19、3 計數(shù)器的梯形圖 表4.24 計數(shù)器指令參數(shù) 下面以減計數(shù)器為例說明計數(shù)器梯形圖指令的用法。 如圖4.2.22所示，當輸入I0.1從0跳變?yōu)?時，CPU將裝入累加器1中的計數(shù)初值（此處為BCD數(shù)值127）置入指定的計數(shù)器C20中。計數(shù)器一般是正跳沿計數(shù)。當輸入I0.3由0跳變到1，每一個正跳沿使計數(shù)器C20的計數(shù)值減1（減計數(shù)），若I0.3沒有正跳沿，計數(shù)器C20的計數(shù)值保持不變。當I0.3正跳變127次，計數(shù)器C20中的計數(shù)值減為0。計數(shù)值為0后，I0.3再有正跳沿，計數(shù)值0也不會再變。計數(shù)器C20的計數(shù)值若不

20、等于0，則C20輸出狀態(tài)為1，Q4.0也為1；當計數(shù)值等于0時，C20輸出狀態(tài)亦為0，Q4.0為0。輸入I0.4若為1，計數(shù)器立即被復位，計數(shù)值復位為0，C20輸出狀態(tài)為0。 圖4.2.22 減計數(shù)器的使用 可逆計數(shù)器的方塊圖指令使用如圖4.2.23所示。圖中當S（置位）輸入端的I0.1從0跳變到1時，計數(shù)器就設定為PV端輸入的值，PV輸入端可用BCD碼指定設定值，也可用存儲BCD數(shù)的單元指定設定值，本圖中指定BCD數(shù)為5。當CU（加計數(shù)）輸入端I0.2從0變到1時，計數(shù)器的當前值加1（最大999）。當CD（減計數(shù)）輸入端I0.

21、3從0變到1時，計數(shù)器的當前值減1（最小為0）。如果兩個計數(shù)輸入端都有正跳沿，則加、減操作都執(zhí)行，計數(shù)保持不變。當計數(shù)值大于0時輸出Q上的信號狀態(tài)為1；當計數(shù)值等于0時，Q上的信號為0，圖中Q4.0也相應為1或0。輸出端CV和CV_BCD分別輸出計數(shù)器當前的二進制計數(shù)值和BCD計數(shù)值，圖中MW10存當前二進制計數(shù)值，MW12存當前BCD計數(shù)值。當R（復位）輸入端的I0.4為1，計數(shù)器的值置為0，計數(shù)器不能計數(shù)，也不能置位。 圖4.2.23 可逆計數(shù)器的使用 除以上介紹的這些基本指令外，S7-300/400PLC還有整數(shù)算術運算指令、浮

22、點算術運算指令、比較指令、賦值和轉換指令、字邏輯指令、移位和循環(huán)指令、數(shù)據(jù)塊指令、跳轉指令、狀態(tài)位指令、程序控制指令以及大量的系統(tǒng)塊、功能塊等，限于篇幅，這里不一一介紹，讀者可查閱相關編程手冊。 此外，S7-300/400PLC的編程還用到塊的概念，有組織塊、功能塊、數(shù)據(jù)塊等，對塊的介紹本書 5 建立一個S7-300硬件組態(tài)實例 （1） 雙擊SIMATIC Manager圖標，打開STEP-7的主畫面 （2） 雙擊FILE/NEW，按照圖例輸入文件名稱（如TEST）和文件夾地址，然后點擊OK

23、；系統(tǒng)將自動生成TEST項目，如圖8.4.20所示 圖8.4.20 生成項目時的界面 （3） 點亮TEST項目名稱，點擊右鍵，選中Insert new object, 點擊SIMATIC 300 STATION，將生成一個S7-300的項目，如圖8.4.21所示 圖8.4.21 開始組態(tài)S7-300時的界面 （4） TEST左邊的“+”分支標志，選中SIMATIC 300（1），然后選中Hardware,并雙擊或右鍵點擊OPEN OBJECT，硬件組態(tài)畫面即打開。如圖8.4.22所示 圖8.4.22 開始組態(tài)時的畫面 （5） 雙擊SIMATIC 300/RACK-300

24、。然后將Rail 鍵入到左邊空白處，生成空機架，如圖8.4.23所示 圖8.4.23 建立硬件機架 （6） 雙擊PS-300，選中PS 307 2A（其他容量也可），將其鍵入機架RACK的第一個SLOT，如圖8.4.24所示 圖8.4.24 加入電源模塊 （7）雙擊CPU-300，雙擊CPU315-2DP，點擊6ES7 315-2AF03-0AB0，選中V1.2,將其拖至機架RACK的第2個SLOT；一個組態(tài)PROFIBUS-DP的窗口將彈出，在ADDRESS中選擇分配DP地址默認值2，此時界面如圖8.4.25所示。 圖8.4

25、.25 加入CPU模塊 （8）點擊SUBNET的NEW按鈕，生成一個PROFIBUS NET的窗口。點擊NETWORK SETTING頁面，這時可以在這里設置PROFIBUS參數(shù)，包括速率、協(xié)議類型等。如圖8.4.26 圖8.4.26 設置PROFIBUS網(wǎng)絡參數(shù) （9）點擊確定，即可生成一個PROFIBUS-DP網(wǎng)絡，如圖8.4.27所示 圖8.4.27 建立PROFIBUS網(wǎng)絡 （10）增加ET200M，點擊PROFIBUS DP/點開ET200M/選中IM153-1（注意，這里選的是6ES7 153-1AA03-0XB0），將其鍵入PROFIBUS（1）：DP mast

26、er system(1) 上；立即彈出IM153-1通訊卡設置畫面；DP地址可以改動，默認值為1，點擊確定。如圖8.4.28所示 圖8.4.28 增加ET200M （11）點開IM153-1，在該目錄下點開DI300，選中SM321 DI16*DC24V模塊，將其鍵入左下方的第4槽，一個DI模塊組態(tài)完成，系統(tǒng)將自動為模塊的通道分配I/O地址（此處為I0.0~I1.7）,如圖8.4.29所示 圖8.4.29 增加SM321模塊 (12) 按照上述步驟組態(tài)DO模塊（6ES7 322-1BH010AA0），系統(tǒng)同樣將為分配地址（Q0.0~Q1.7），如圖8.4.30所示 圖8

27、.4.30 增加SM322模塊 (13) 按照上述方法組態(tài)AI模擬量模塊（6ES7 331 7KF01-0AB0），然后雙擊該模塊，彈出該模塊屬性畫面，點擊Measuring欄，為每一個通道定義信號類型，將0-1通道定義為兩線制4~20mA,2-3通道為內部補償K型熱電偶信號（TI-C K）。最后點擊OK，完成AI模塊組態(tài)，系統(tǒng)將為每個通道分配地址，此處第一通道為PIW256、PIW258。如圖8.4.31所示 圖8.4.30 增加AI模擬量模塊 （14）點擊“save and complice”鍵，存盤并編譯硬件組態(tài)，完成硬件組態(tài)工作。然后檢查組態(tài)，點擊STATION/Consi

28、stency check,如果彈出NO ERROR窗口，則表示沒有錯誤產(chǎn)生。如圖8.4.31所示。 圖8.4.31 組態(tài)成的PROFIBUS網(wǎng)絡 （15） 下載程序到CPU ① 建立在線連接 接通PS307的開關，CPU上的DC5V指示燈亮；同時將操作模式開關轉到STOP位置。 ② 復位CPU 將操作模式開關轉到MRES位置，最少保持3秒，直至紅色的STOP燈開始慢閃；放開操作模式開關，并且最多在3秒之內將操作模式開關再次轉到MRES位置，當STOP燈快閃時，CPU被復位。 ③ 下載程序到CPU 啟動SIMATIC Manager,打開項目

29、窗口，如TEST,在菜單命令View中選擇離線（Offline）；在菜單命令PLC中選擇下載命令（Download）,也可以用鼠標右鍵在彈出的下拉菜單中選擇下載命令（Download）,單擊“OK”按鈕確認，將編程設備上Blocks中的各種快下載到CPU中；也可以下載單個塊到PLC的CPU中，但是要注意下載順序：首先是子程序塊，然后是更高一級的塊，最后是OB1。如果下載塊的順序不對，CPU將進入STOP模式。為避免出現(xiàn)這種情況，可以采用將全部程序都下載到CPU中。 ④ 接通CPU并檢查操作模式 將操作模式開關轉為RUN-P,如果綠色的RUN燈亮，紅色的STOP燈滅，可以開始進行程序測試；如果紅色的STOP燈仍亮著，說明有錯誤出現(xiàn)，需要評估緩存區(qū)來診斷錯誤。 155