特殊功能指令課件

第6章特殊功能指令

6.1立即類指令6.2中斷指令6.3高速計數(shù)器與高速脈沖輸出6.4PID控制6.5時鐘指令第6章特殊功能指令

6.1立即類指令6.1立即類指令

立即讀指令用于輸入I接點，立即讀指令讀取實際輸入點的狀態(tài)時，并不更新該輸入點對應(yīng)的輸入映像寄存器的值。如：當(dāng)實際輸入點（位）是1時，其對應(yīng)的立即觸點立即接通；當(dāng)實際輸入點（位）是0時，其對應(yīng)的立即觸點立即斷開。立即輸出指令用于輸出Q線圈，執(zhí)行指令時，立即將新值寫入實際輸出點和對應(yīng)的輸出映像寄存器。立即類指令與非立即類指令不同，非立即指令僅將新值讀或?qū)懭胼斎?輸出映像寄存器。立即讀\立即輸出6.1立即類指令

立即讀指令用于輸入I接點，立即讀指令讀取表6-1立即類指令的格式及說明

表6-1立即類指令的格式及說明

6.2中斷指令

6.2中斷指令1.中斷源的類型

中斷源即發(fā)出中斷請求的事件，又叫中斷事件。為了便于識別，系統(tǒng)給每個中斷源都分配一個編號，稱為中斷事件號。S7-200系列可編程控制器最多有34個中斷源，分為三大類：通信中斷、輸入/輸出中斷和時基中斷。6.2.1中斷源1.中斷源的類型中斷源即發(fā)出中斷請求的事件（1）通信中斷

在自由口通信模式下，用戶可通過編程來設(shè)置波特率、奇偶校驗和通信協(xié)議等參數(shù)。用戶通過編程控制通訊端口的事件為通信中斷。

（1）通信中斷在自由口通信模式下，用戶可通過編程來設(shè)置波特（2）I/O中斷

I/O中斷包括外部輸入上升／下降沿中斷、高速計數(shù)器中斷和高速脈沖輸出中斷。S7-200用輸入（I0.0、I0.1、I0.2或I0.3）上升／下降沿產(chǎn)生中斷。這些輸入點用于捕獲在發(fā)生時必須立即處理的事件。高速計數(shù)器中斷指對高速計數(shù)器運行時產(chǎn)生的事件實時響應(yīng)，包括當(dāng)前值等于預(yù)設(shè)值時產(chǎn)生的中斷，計數(shù)方向的改變時產(chǎn)生的中斷或計數(shù)器外部復(fù)位產(chǎn)生的中斷。脈沖輸出中斷是指預(yù)定數(shù)目脈沖輸出完成而產(chǎn)生的中斷。

（2）I/O中斷I/O中斷包括外部輸入上升／下降沿中斷（3）時基中斷

定時中斷用于支持一個周期性的活動。周期時間從1毫秒至255毫秒，時基是1毫秒。使用定時中斷0，必須在SMB34中寫入周期時間；使用定時中斷1，必須在SMB35中寫入周期時間。定時中斷可以用來對模擬量輸入進(jìn)行采樣或定期執(zhí)行PID回路。定時器T32/T96中斷指允許對定時間間隔產(chǎn)生中斷。這類中斷只能用時基為1ms的定時器T32/T96構(gòu)成。當(dāng)中斷被啟用后，當(dāng)前值等于預(yù)置值時，在S7-200執(zhí)行的正常1毫秒定時器更新的過程中，執(zhí)行連接的中斷程序。（3）時基中斷定時中斷用于支持一個周期性的活動。周期時間從2.中斷優(yōu)先級和排對等候

優(yōu)先級是指多個中斷事件同時發(fā)出中斷請求時，CPU對中斷事件響應(yīng)的優(yōu)先次序。S7-200規(guī)定的中斷優(yōu)先由高到低依次是：通信中斷、I/O中斷和定時中斷。每類中斷中不同的中斷事件又有不同的優(yōu)先權(quán)，如表6-2所示。一個程序中總共可有128個中斷。S7-200在中斷各自的優(yōu)先級組內(nèi)按照先來先服務(wù)的原則為中斷提供服務(wù)。在任何時刻，只能執(zhí)行一個中斷程序。一旦一個中斷程序開始執(zhí)行，則一直執(zhí)行至完成。不能被另一個中斷程序打斷，即使是更高優(yōu)先級的中斷程序。中斷程序執(zhí)行中，新的中斷請求按優(yōu)先級排隊等候。中斷隊列能保存的中斷個數(shù)有限，若超出，則會產(chǎn)生溢出。中斷隊列的最多中斷個數(shù)和溢出標(biāo)志位如表6-3所示2.中斷優(yōu)先級和排對等候優(yōu)先級是指多個中斷事件同時發(fā)出中6.2.2中斷指令

中斷指令有4條，包括開、關(guān)中斷指令，中斷連接、分離指令。指令格式如下表所示。LADSTLENIDISIATCHINT，EVNTDTCHEVNT操作數(shù)及數(shù)據(jù)類型無無INT：常量0-127EVNT：常量，CPU224:0-23;27-33INT/EVNT數(shù)據(jù)類型：字節(jié)EVNT：常量，CPU224:0-23;27-33數(shù)據(jù)類型：字節(jié)6.2.2中斷指令中斷指令有4條，包括開、關(guān)中斷指令，中1.開、關(guān)中斷指令

開中斷（ENI）指令全局性允許所有中斷事件。關(guān)中斷（DISI）指令全局性禁止所有中斷事件，中斷事件的每次出現(xiàn)均被排隊等候，直至使用全局開中斷指令重新啟用中斷。PLC轉(zhuǎn)換到RUN（運行）模式時，中斷開始時被禁用，可以通過執(zhí)行開中斷指令，允許所有中斷事件。執(zhí)行關(guān)中斷指令會禁止處理中斷，但是現(xiàn)用中斷事件將繼續(xù)排隊等候。

1.開、關(guān)中斷指令開中斷（ENI）指令全局性允許所有中斷2.中斷連接、分離指令

中斷連接指令（ATCH）指令將中斷事件（EVNT）與中斷程序號碼（INT）相連接，并啟用中斷事件。分離中斷（DTCH）指令取消某中斷事件（EVNT）與所有中斷程序之間的連接，并禁用該中斷事件。注意：一個中斷事件只能連接一個中斷程序，但多個中斷事件可以調(diào)用一個中斷程序。2.中斷連接、分離指令中斷連接指令（ATCH）指令將中斷1.中斷程序的概念

中斷程序是為處理中斷事件而事先編好的程序。中斷程序不是由程序調(diào)用，而是在中斷事件發(fā)生時由操作系統(tǒng)調(diào)用。在中斷程序中不能改寫其他程序使用的存儲器，最好使用局部變量。中斷程序應(yīng)實現(xiàn)特定的任務(wù)，應(yīng)“越短越好”，中斷程序由中斷程序號開始，以無條件返回指令（CRETI）結(jié)束。在中斷程序中禁止使用DISI、ENI、HDEF、LSCR和END指令

6.2.3中斷程序

1.中斷程序的概念中斷程序是為處理中斷事件而事先編好的程2.建立中斷程序的方法

方法一：從“編輯”菜單→選擇插入（Insert）→

中斷（Interrupt）。方法二：從指令樹，用鼠標(biāo)右鍵單擊“程序塊”圖標(biāo)并從彈出菜單→選擇插入（Insert）→

中斷（Interrupt）。方法三：從“程序編輯器”窗口，從彈出菜單用鼠標(biāo)右鍵單擊插入（Insert）→

中斷（Interrupt）。程序編輯器從先前的POU顯示更改為新中斷程序，在程序編輯器的底部會出現(xiàn)一個新標(biāo)記，代表新的中斷程序。2.建立中斷程序的方法方法一：從“編輯”菜單→選擇插入（6.2.4程序舉例

【例6-1】編寫由I0.1的上升沿產(chǎn)生的中斷事件的初始化程序。分析：查表6-2可知，I0.1上升沿產(chǎn)生的中斷事件號為2。所以在主程序中用ATCH指令將事件號2和中斷程序0連接起來，并全局開中斷。程序如下圖所示6.2.4程序舉例【例6-1】編寫由I0.1的上升沿產(chǎn)生LDSM0.1//首次掃描時，ATCHINT_02//將INT_0和EVNT2連接ENI//并全局啟用中斷LDSM5.0//如果檢測到I/O錯誤，DTCH2//禁用用于I0.1的上升沿中斷（本網(wǎng)絡(luò)為選項）LDM5.0//當(dāng)M5.0=1時DISI//禁用所有的中斷主程序LDSM0.1//首次掃描時，主程序【例6-2】編程完成采樣工作，要求每10ms采樣一次。分析：完成每10ms采樣一次，需用定時中斷，查表6-2可知，定時中斷0的中斷事件號為10。因此在主程序中將采樣周期（10ms）即定時中斷的時間間隔寫入定時中斷0的特殊存儲器SMB34，并將中斷事件10和INT-0連接，全局開中斷。在中斷程序0中，將模擬量輸入信號讀入，程序如下圖所示。【例6-2】編程完成采樣工作，要求每10ms采樣一次。LDI0.0MOVB10,SMB34//將采樣周期 設(shè)為100毫秒ATCHINT_0,10//將事件10連接 INT_0ENI//全局開中斷主程序中斷程序LDSM0.0MOVWAIW0,VW100//讀入模擬量AIW0LDI0.0主程序中斷程序LDSM0.【例6-3】利用定時中斷功能編制一個程序，實現(xiàn)如下功能：當(dāng)I0.0由OFF→ON，Q0.0亮1s，滅1s，如此循環(huán)反復(fù)直至I0.0由ON→OFF，Q0.0變?yōu)镺FF?！纠?-3】利用定時中斷功能編制一個程序，實現(xiàn)如下功能：當(dāng)ILDI0.0EUATCHINT_0,21ENILDNM0.0AI0.0TONT32,+1000LDT32=M0.0LDI0.0EDDTCH21DISI主程序INT-0LDNQ0.0=Q0.0LDI0.0主程序INT-0LDNQ0.01.實訓(xùn)目的

（1）熟悉中斷指令的使用方法。（2）掌握定時中斷設(shè)計程序的方法。

6.2.5中斷程序編程實訓(xùn)1.實訓(xùn)目的（1）熟悉中斷指令的使用方法。6.2.5中2.實訓(xùn)內(nèi)容

（1）利用T32定時中斷編寫程序，要求產(chǎn)生占空比為50%，周期為4s的的方波信號。（2）用定時中斷實現(xiàn)噴泉的模擬控制，控制要求。

2.實訓(xùn)內(nèi)容（1）利用T32定時中斷編寫程序，要求產(chǎn)生占3.參考程序

產(chǎn)生占空比為50%，周期為4s的的方波信號，主程序和中斷程序如下：主程序INT-03.參考程序產(chǎn)生占空比為50%，周期為4s的的方波信號，4.輸入并調(diào)試程序

用狀態(tài)圖監(jiān)視程序的運行，并記錄觀察到的現(xiàn)象。

4.輸入并調(diào)試程序用狀態(tài)圖監(jiān)視程序的運行，并記錄觀察到6.3高速計數(shù)器與高速脈沖輸出6.3高速計數(shù)器與高速脈沖輸出6.3高速計數(shù)器與高速脈沖輸出

前面講的計數(shù)器指令的計數(shù)速度受掃描周期的影響，對比CPU掃描頻率高的脈沖輸入，就不能滿足控制要求了。為此，SIMATICS7-200系列PLC設(shè)計了高速計數(shù)功能（HSC），其計數(shù)自動進(jìn)行不受掃描周期的影響，最高計數(shù)頻率取決于CPU的類型，CPU22x系列最高計數(shù)頻率為30KHz，用于捕捉比CPU掃描速更快的事件,并產(chǎn)生中斷，執(zhí)行中斷程序，完成預(yù)定的操作。高速計數(shù)器最多可設(shè)置12種不同的操作模式。用高速計數(shù)器可實現(xiàn)高速運動的精確控制。SIMATICS7-200CPU22x系列PLC還設(shè)有高速脈沖輸出，輸出頻率可達(dá)20KHz，用于PTO（輸出一個頻率可調(diào)，占空比為50%的脈沖）和PWM（輸出占空比可調(diào)的脈沖），高速脈沖輸出的功能可用于對電動機進(jìn)行速度控制及位置控制和控制變頻器使電機調(diào)速

6.3高速計數(shù)器與高速脈沖輸出前面講的計數(shù)器指令的計數(shù)6.3.1占用輸入/輸出端子

6.3.1占用輸入/輸出端子1.高速計數(shù)器占用輸入端子

CPU224有六個高速計數(shù)器，其占用的輸入端子如表6-5所示。高速計數(shù)器使用的輸入端子HSC0I0.0,I0.1,I0.2HSC1I0.6,I0.7,I1.0,I1.1HSC2I1.2,I1.3,I1.4,I1.5HSC3I0.1HSC4I0.3,I0.4,I0.5HSC5I0.46.3.1占用輸入/輸出端子

1.高速計數(shù)器占用輸入端子CPU224有六個高速計數(shù)器，1.高速計數(shù)器占用輸入端子各高速計數(shù)器不同的輸入端有專用的功能，如：時鐘脈沖端、方向控制端、復(fù)位端、起動端。注意：同一個輸入端不能用于兩種不同的功能。但是高速計數(shù)器當(dāng)前模式未使用的輸入端均可用于其他用途，如作為中斷輸入端或作為數(shù)字量輸入端。例如，如果在模式2中使用高速計數(shù)器HSC0，模式2使用I0.0和I0.2，則I0.1可用于邊緣中斷或用于HSC3。1.高速計數(shù)器占用輸入端子各高速計數(shù)器不同的輸入端有專用的2.高速脈沖輸出占用的輸出端子

S7-200有PTO、PWM兩臺高速脈沖發(fā)生器。

PTO脈沖串功能可輸出指定個數(shù)、指定周期的方波脈沖（占空比50%）；PWM功能可輸出脈寬變化的脈沖信號，用戶可以指定脈沖的周期和脈沖的寬度。若一臺發(fā)生器指定給數(shù)字輸出點Q0.0，另一臺發(fā)生器則指定給數(shù)字輸出點Q0.1。當(dāng)PTO、PWM發(fā)生器控制輸出時，將禁止輸出點Q0.0、Q0.1的正常使用；當(dāng)不使用PTO、PWM高速脈沖發(fā)生器時，輸出點Q0.0、Q0.1恢復(fù)正常的使用，即由輸出映像寄存器決定其輸出狀態(tài)。2.高速脈沖輸出占用的輸出端子S7-200有PTO、PW6.3.2高速計數(shù)器的工作模式

6.3.2高速計數(shù)器的工作模式1.高速計數(shù)器的計數(shù)方式

（1）單路脈沖輸入的內(nèi)部方向控制加/減計數(shù)。即只有一個脈沖輸入端，通過高速計數(shù)器的控制字節(jié)的第3位來控制作加計數(shù)或者減計數(shù)。該位=1，加計數(shù)；該位=0，減計數(shù)。如圖6-6所示內(nèi)部方向控制的單路加/減計數(shù)

。（2）單路脈沖輸入的外部方向控制加/減計數(shù)。即有一個脈沖輸入端，有一個方向控制端，方向輸入信號等于1時，加計數(shù)；方向輸入信號等于0時，減計數(shù)。如圖6-7所示外部方向控制的單路加/減計數(shù)．1.高速計數(shù)器的計數(shù)方式（1）單路脈沖輸入的內(nèi)部方向控制（1）內(nèi)部方向控制的單路加/減計數(shù)（1）內(nèi)部方向控制的單路加/減計數(shù)（2）外部方向控制的單路加/減計數(shù)（2）外部方向控制的單路加/減計數(shù)（3）兩路脈沖輸入的單相加/減計數(shù)。

即有兩個脈沖輸入端，一個是加計數(shù)脈沖，一個是減計數(shù)脈沖，計數(shù)值為兩個輸入端脈沖的代數(shù)和。（3）兩路脈沖輸入的單相加/減計數(shù)。即有兩個脈沖輸入端，輸入的兩路脈沖A相、B相，相位互差90°（正交），A相超前B相90°時，加計數(shù)；A相滯后B相90°時，減計數(shù)。在這種計數(shù)方式下，可選擇1x模式（單倍頻，一個時鐘脈沖計一個數(shù)）和4x模式（四倍頻，一個時鐘脈沖計四個數(shù)）。（4）兩路脈沖輸入的雙相正交計數(shù)。即有兩個脈沖輸入端，輸入的兩路脈沖A相、B第6章特殊功能指令課件第6章特殊功能指令課件2.高速計數(shù)器的工作模式

高速計數(shù)器有12種工作模式，模式0～模式2采用單路脈沖輸入的內(nèi)部方向控制加/減計數(shù)；模式3～模式5采用單路脈沖輸入的外部方向控制加/減計數(shù)；模式6～模式8采用兩路脈沖輸入的加/減計數(shù)；模式9～模式11采用兩路脈沖輸入的雙相正交計數(shù)。S7-200CPU224有

HSC0-HSC5六個高速計數(shù)器，每個高速計數(shù)器有多種不同的工作模式。HSC0選用某個高速計數(shù)器在某種工作方式下工作后，高速計數(shù)器所使用的輸入不是任意選擇的，必須按系統(tǒng)指定的輸入點輸入信號。如HSC12.高速計數(shù)器的工作模式高速計數(shù)器有12種工作模式，模式6.3.3高速計數(shù)器的控制字和狀態(tài)字

高速計數(shù)器的工作模式和輸入端子的關(guān)系及說明6.3.3高速計數(shù)器的控制字和狀態(tài)字高速計數(shù)器的工作模式6.3.3高速計數(shù)器的控制字和狀態(tài)字

6.3.3高速計數(shù)器的控制字和狀態(tài)字1.控制字節(jié)

定義了計數(shù)器和工作模式之后，還要設(shè)置高速計數(shù)器的有關(guān)控制字節(jié)。每個高速計數(shù)器均有一個控制字節(jié)，它決定了計數(shù)器的計數(shù)允許或禁用，方向控制（僅限模式0、1和2）或?qū)λ衅渌Ｊ降某跏蓟嫈?shù)方向，裝入當(dāng)前值和預(yù)置值。控制字節(jié)每個控制位的說明如下表所示。1.控制字節(jié)定義了計數(shù)器和工作模式之后，還要設(shè)置高速計數(shù)HSC0HSC1HSC2HSC3HSC4HSC5說明SM37.0SM47.0SM57.0SM147.0復(fù)位有效電平控制：0=復(fù)位信號高電平有效；1=低電平有效SM47.1SM57.1起動有效電平控制：0=起動信號高電平有效；1=低電平有效SM37.2.SM47.2SM57.2SM147.2正交計數(shù)器計數(shù)速率選擇：0=4×計數(shù)速率；1=1×計數(shù)速率SM37.3SM47.3SM57.3SM137.3SM147.3SM157.3計數(shù)方向控制位：0=減計數(shù)1=加計數(shù)SM37.4SM47.4SM57.4SM137.4SM147.4SM157.4向HSC寫入計數(shù)方向：0=無更新1=更新計數(shù)方向SM37.5SM47.5SM57.5SM137.5SM147.5SM157.5向HSC寫入新預(yù)置值：0=無更新1=更新預(yù)置值SM37.6SM47.6SM57.6SM137.6SM147.6SM157.6向HSC寫入新當(dāng)前值：0=無更新1=更新當(dāng)前值SM37.7SM47.7SM57.7SM137.7SM147.7SM157.7HSC允許：0=禁用HSC1=啟用HSCHSC的控制字節(jié)HSC0HSC1HSC2HSC3HSC4HSC5說明SM372.狀態(tài)字節(jié)

每個高速計數(shù)器都有一個狀態(tài)字節(jié)，狀態(tài)位表示當(dāng)前計數(shù)方向以及當(dāng)前值是否大于或等于預(yù)置值。每個高速計數(shù)器狀態(tài)字節(jié)的狀態(tài)位如下表所示：HSC0HSC1HSC2HSC3HSC4HSC5說明SM36.5SM46.5SM56.5SM136.5SM146.5SM156.5當(dāng)前計數(shù)方向狀態(tài)位：0=減計數(shù)；1=加計數(shù)SM36.6SM46.6SM56.6SM136.6SM146.6SM156.6當(dāng)前值等于預(yù)設(shè)值狀態(tài)位：0=不相等；1=等于SM36.7SM46.7SM56.7SM136.7SM146.7SM156.7當(dāng)前值大于預(yù)設(shè)值狀態(tài)位：0=小于或等于；1=大于2.狀態(tài)字節(jié)每個高速計數(shù)器都有一個狀態(tài)字節(jié)，狀態(tài)位表示當(dāng)6.3.4高速計數(shù)器指令及舉例

6.3.4高速計數(shù)器指令及舉例1.高速計數(shù)器指令

高速計數(shù)器指令有兩條：高速計數(shù)器定義指令HDEF如下表所示：LADSTLHDEFHSC，MODEHSCN功能說明高速計數(shù)器定義指令HDEF高速計數(shù)器指令HSC操作數(shù)HSC：高速計數(shù)器的編號，為常量（0～5）數(shù)據(jù)類型：字節(jié)MODE工作模式，為常量（0～11）數(shù)據(jù)類型：字節(jié)N：高速計數(shù)器的編號，為常量（0～5）數(shù)據(jù)類型：字ENO=0的出錯條件SM4.3（運行時間），0003（輸入點沖突），0004（中斷中的非法指令），000A（HSC重復(fù)定義）SM4.3（運行時間），0001（HSC在HDEF之前），0005（HSC/PLS同時操作）1.高速計數(shù)器指令高速計數(shù)器指令有兩條：高速計數(shù)器定義指1.高速計數(shù)器指令（1）高速計數(shù)器定義指令HDEF。指令指定高速計數(shù)器（HSCx）的工作模式。工作模式的選擇即選擇了高速計數(shù)器的輸入脈沖、計數(shù)方向、復(fù)位和起動功能。每個高速計數(shù)器只能用一條“高速計數(shù)器定義”指令。（2）高速計數(shù)器指令HSC。根據(jù)高速計數(shù)器控制位的狀態(tài)和按照HDEF指令指定的工作模式，控制高速計數(shù)器。參數(shù)N指定高速計數(shù)器的號碼。

1.高速計數(shù)器指令（1）高速計數(shù)器定義指令HDEF。指令指2.高速計數(shù)器指令的使用

（1）每個高速計數(shù)器都有一個32位當(dāng)前值和一個32位預(yù)置值，當(dāng)前值和預(yù)設(shè)值均為帶符號的整數(shù)值。要設(shè)置高速計數(shù)器的新當(dāng)前值和新預(yù)置值，必須設(shè)置控制字節(jié)，令其第五位和第六位為1，允許更新預(yù)置值和當(dāng)前值，新當(dāng)前值和新預(yù)置值寫入特殊內(nèi)部標(biāo)志位存儲區(qū)。然后執(zhí)行HSC指令，將新數(shù)值傳輸?shù)礁咚儆嫈?shù)器。當(dāng)前值和預(yù)置值占用的特殊內(nèi)部標(biāo)志位存儲區(qū)如表6-10所示。除控制字節(jié)以及新預(yù)設(shè)值和當(dāng)前值保持字節(jié)外，還可以使用數(shù)據(jù)類型HC

要裝入的數(shù)值HSC0HSC1HSC2HSC3HSC4HSC5新的當(dāng)前值SMD38SMD48SMD58SMD138SMD148SMD158新的預(yù)置值SMD42SMD52SMD62SMD142SMD152SMD1622.高速計數(shù)器指令的使用（1）每個高速計數(shù)器都有一個32（2）執(zhí)行HDEF指令之前，必須將高速計數(shù)器控制字節(jié)的位設(shè)置成需要的狀態(tài)，否則將采用默認(rèn)設(shè)置。默認(rèn)設(shè)置為：復(fù)位和起動輸入高電平有效，正交計數(shù)速率選擇4×模式。執(zhí)行HDEF指令后，就不能再改變計數(shù)器的設(shè)置，除非CPU進(jìn)入停止模式。（3）執(zhí)行HSC指令時，CPU檢查控制字節(jié)和有關(guān)的當(dāng)前值和預(yù)置值。2.高速計數(shù)器指令的使用（2）執(zhí)行HDEF指令之前，必須將高速計數(shù)器控制字節(jié)的位設(shè)置3.高速計數(shù)器指令的初始化

高速計數(shù)器指令的初始化的步驟：（1）用首次掃描時接通一個掃描周期的特殊內(nèi)部存儲器SM0.1去調(diào)用一個子程序，完成初始化操作。因為采用了子程序，在隨后的掃描中，不必再調(diào)用這個子程序，以減少掃描時間，使程序結(jié)構(gòu)更好。（2）在初始化的子程序中，根據(jù)希望的控制設(shè)置控制字（SMB37、SMB47、SMB137、SMB147、SMB157），如設(shè)置SMB47=16#F8，則為：允許計數(shù)，寫入新當(dāng)前值，寫入新預(yù)置值，更新計數(shù)方向為加計數(shù)，若為正交計數(shù)設(shè)為4×，復(fù)位和起動設(shè)置為高電平有效。（3）執(zhí)行HDEF指令，設(shè)置HSC的編號（0-5），設(shè)置工作模式（0-11）。如HSC的編號設(shè)置為1，工作模式輸入設(shè)置為11，則為既有復(fù)位又有起動的正交計數(shù)工作模式。（4）用新的當(dāng)前值寫入32位當(dāng)前值寄存器（SMD38，SMD48，SMD58，SMD138，SMD148，SMD158）。如寫入0，則清除當(dāng)前值，用指令MOVD0，SMD48實現(xiàn)。3.高速計數(shù)器指令的初始化高速計數(shù)器指令的初始化的步驟：（5）用新的預(yù)置值寫入32位預(yù)置值寄存器（SMD42，SMD52，SMD62，SMD142，SMD152，SMD162）。如執(zhí)行指令MOVD1000，SMD52，則設(shè)置預(yù)置值為1000。若寫入預(yù)置值為16#00，則高速計數(shù)器處于不工作狀態(tài)。（6）為了捕捉當(dāng)前值等于預(yù)置值的事件，將條件CV=PV中斷事件（事件13）與一個中斷程序相聯(lián)系。（7）為了捕捉計數(shù)方向的改變，將方向改變的中斷事件（事件14）與一個中斷程序相聯(lián)系。（8）為了捕捉外部復(fù)位，將外部復(fù)位中斷事件（事件15）與一個中斷程序相聯(lián)系。（9）執(zhí)行全局中斷允許指令（ENI）允許HSC中斷。（10）執(zhí)行HSC指令使S7-200對高速計數(shù)器進(jìn)行編程。（11）結(jié)束子程序。高速計數(shù)器指令的初始化的步驟：（5）用新的預(yù)置值寫入32位預(yù)置值寄存器（SMD42，SM6.3.5高速脈沖輸出

6.3.5高速脈沖輸出1、脈沖輸出（PLS）指令脈沖輸出（PLS）指令功能：使能有效時，檢查用于脈沖輸出（Q0.0或Q0.1）的特殊存儲器位（SM），然后執(zhí)行特殊存儲器位定義的脈沖操作。指令格式如下：PLSQ1、脈沖輸出（PLS）指令脈沖輸出（PLS）指令功能：使能有（１）控制字節(jié)和參數(shù)的特殊存儲器

每個PTO/PWM發(fā)生器都有一個控制字節(jié)（8位）、一個脈沖計數(shù)值（無符號的32位數(shù)值）和一個周期時間和脈寬值（無符號的16位數(shù)值）。這些值都放在特定的特殊存儲區(qū)（SM），如表6-12所示。執(zhí)行PLS指令時，S7-200讀這些特殊存儲器位（SM），然后執(zhí)行特殊存儲器位定義的脈沖操作，即對相應(yīng)的PTO/PWM發(fā)生器進(jìn)行編程。2.用于脈沖輸出（Q0.0或Q0.1）的特殊存儲器（１）控制字節(jié)和參數(shù)的特殊存儲器每個PTO/PWM發(fā)生器都（2）狀態(tài)字節(jié)的特殊存儲器除了控制信息外，還有用于PTO功能的狀態(tài)位，如下表所示。程序運行時，根據(jù)運行狀態(tài)使某些位自動置位?？梢酝ㄟ^程序來讀取相關(guān)位的狀態(tài)，用此狀態(tài)作為判斷條件，實現(xiàn)相應(yīng)的操作。（2）狀態(tài)字節(jié)的特殊存儲器除了控制信息外，還有用于PTO功能Q0.0和Q0.1對PTO/PWM輸出的控制字節(jié)Q0.0Q0.1說明SM67.0SM77.0PTO/PWM刷新周期值 0：不刷新； 1：刷新SM67.1SM77.1PWM刷新脈沖寬度值 0：不刷新； 1：刷新SM67.2SM77.2PTO刷新脈沖計數(shù)值 0：不刷新； 1：刷新SM67.3SM77.3PTO/PWM時基選擇 0：1μs；1：1msSM67.4SM77.4PWM更新方法0：異步更新；1：同步更新SM67.5SM77.5PTO操作0：單段操作；1：多段操作SM67.6SM77.6PTO/PWM模式選擇0：選擇PTO1：選擇PWMSM67.7SM77.7PTO/PWM允許 0：禁止；1：允許Q0.0和Q0.1對PTO/PWM輸出的周期值Q0.0Q0.1說明SMW68SMW78

PTO/PWM周期時間值（范圍：2至65535）Q0.0和Q0.1對PTO/PWM輸出的脈寬值Q0.0Q0.1說明SMW70SMW80PWM脈沖寬度值（范圍：0至65535）脈沖輸出（Q0.0或Q0.1）的特殊存儲器Q0.0和Q0.1對PTO/PWM輸出的控制字節(jié)Q0.0Q0脈沖輸出（Q0.0或Q0.1）的特殊存儲器Q0.0和Q0.1對PTO脈沖輸出的計數(shù)值Q0.0Q0.1說明SMD72SMD82PTO脈沖計數(shù)值（范圍：1至4294967295）Q0.0和Q0.1對PTO脈沖輸出的多段操作Q0.0Q0.1說明SMB166SMB176段號（僅用于多段PTO操作），多段流水線PTO運行中的段的編號SMW168SMW178包絡(luò)表起始位置，用距離V0的字節(jié)偏移量表示（僅用于多段PTO操作）Q0.0和Q0.1的狀態(tài)位Q0.0Q0.1說明SM66.4SM76.4PTO包絡(luò)由于增量計算錯誤異常終止0：無錯；1：異常終止SM66.5SM76.5PTO包絡(luò)由于用戶命令異常終止0：無錯；1：異常終止SM66.6SM76.6PTO流水線溢出 0：無溢出；1：溢出SM66.7SM76.7PTO空閑 0：運行中；1：PTO空閑脈沖輸出（Q0.0或Q0.1）的特殊存儲器Q0.0和Q0.3.對輸出的影響PTO/PWM生成器和輸出映像寄存器共用Q0.0和Q0.1。在Q0.0或Q0.1使用PTO或PWM功能時，PTO/PWM發(fā)生器控制輸出，并禁止輸出點的正常使用，輸出波形不受輸出映像寄存器狀態(tài)、輸出強制、執(zhí)行立即輸出指令的影響；在Q0.0或Q0.1位置沒有使用PTO或PWM功能時，輸出映像寄存器控制輸出，所以輸出映像寄存器決定輸出波形的初始和結(jié)束狀態(tài)，即決定脈沖輸出波形從高電平或低電平開始和結(jié)束，使輸出波形有短暫的不連續(xù)，為了減小這種不連續(xù)有害影響，應(yīng)注意：（1）可在起用PTO或PWM操作之前，將用于Q0.0和Q0.1的輸出映像寄存器設(shè)為0。（2）PTO/PWM輸出必須至少有10%的額定負(fù)載，才能完成從關(guān)閉至打開以及從打開至關(guān)閉的順利轉(zhuǎn)換，即提供陡直的上升沿和下降沿

3.對輸出的影響PTO/PWM生成器和輸出映像寄存器共用4.PTO的使用PTO是可以指定脈沖數(shù)和周期的占空比為50%的高速脈沖串的輸出。狀態(tài)字節(jié)中的最高位（空閑位）用來指示脈沖串輸出是否完成?？稍诿}沖串完成時起動中斷程序，若使用多段操作，則在包絡(luò)表完成時起動中斷程序。4.PTO的使用PTO是可以指定脈沖數(shù)和周期的占空比為50（1）周期和脈沖數(shù)周期范圍從50微秒至65,535微秒或從2毫秒至65,535毫秒，為16位無符號數(shù)，時基有μs和ms兩種，通過控制字節(jié)的第三位選擇。注意：如果周期<2個時間單位，則周期的默認(rèn)值為2個時間單位。周期設(shè)定奇數(shù)微秒或毫秒（例如75毫秒），會引起波形失真。脈沖計數(shù)范圍從1至4,294,967,295，為32位無符號數(shù)，如設(shè)定脈沖計數(shù)為0，則系統(tǒng)默認(rèn)脈沖計數(shù)值為1。（1）周期和脈沖數(shù)周期范圍從50微秒至65,535微秒或從2（2）PTO的種類及特點PTO功能可輸出多個脈沖串，現(xiàn)用脈沖串輸出完成時，新的脈沖串輸出立即開始。這樣就保證了輸出脈沖串的連續(xù)性。PTO功能允許多個脈沖串排隊，從而形成流水線。流水線分為兩種：單段流水線和多段流水線。（2）PTO的種類及特點PTO功能可輸出多個脈沖串，現(xiàn)用脈沖單段流水線單段流水線是指：流水線中每次只能存儲一個脈沖串的控制參數(shù)，初始PTO段一旦起動，必須按照對第二個波形的要求立即刷新SM，并再次執(zhí)行PLS指令，第一個脈沖串完成，第二個波形輸出立即開始，重復(fù)此這一步驟可以實現(xiàn)多個脈沖串的輸出。單段流水線中的各段脈沖串可以采用不同的時間基準(zhǔn)，但有可能造脈沖串之間的不平穩(wěn)過渡。輸出多個高速脈沖時，編程復(fù)雜。單段流水線單段流水線是指：流水線中每次只能存儲一個脈沖串的控多段流水線多段流水線是指在變量存儲區(qū)V建立一個包絡(luò)表。包絡(luò)表存放每個脈沖串的參數(shù)，執(zhí)行PLS指令時，S7–200PLC自動按包絡(luò)表中的順序及參數(shù)進(jìn)行輸出脈沖串。包絡(luò)表中每段脈沖串的參數(shù)占用8個字節(jié)，由一個16位周期值（2字節(jié)）、一個16位周期增量值Δ（2字節(jié)）和一個32位脈沖計數(shù)值（4字節(jié)）組成。包絡(luò)表的格式如表6-13所示。多段流水線的特點是編程簡單，能夠通過指定脈沖的數(shù)量自動增加或減少周期，周期增量值Δ為正值會增加周期，周期增量值Δ為負(fù)值會減少周期，若Δ為零，則周期不變。在包絡(luò)表中的所有的脈沖串必須采用同一時基，在多段流水線執(zhí)行時，包絡(luò)表的各段參數(shù)不能改變。多段流水線常用于步進(jìn)電機的控制。多段流水線多段流水線是指在變量存儲區(qū)V建立一個包絡(luò)表。包絡(luò)表（3）多段流水線PTO初始化和操作步驟用一個子程序?qū)崿F(xiàn)PTO初始化，首次掃描（SM0.1）時從主程序調(diào)用初始化子程序，執(zhí)行初始化操作。以后的掃描不再調(diào)用該子程序，這樣減少掃描時間，程序結(jié)構(gòu)更好。（3）多段流水線PTO初始化和操作步驟用一個子程序?qū)崿F(xiàn)PTO多段流水線PTO的操作步驟1、首次掃描（SM0.1）時將輸出Q0.0或Q0.1復(fù)位（置0），并調(diào)用完成初始化操作的子程序。2、在初始化子程序中，根據(jù)控制要求設(shè)置控制字并寫入SMB67或SMB77特殊存儲器。如寫入16#A0（選擇微秒遞增）或16#A8（選擇毫秒遞增），兩個數(shù)值表示允許PTO功能、選擇PTO操作、選擇多段操作、以及選擇時基（微秒或毫秒）。3、將包絡(luò)表的首地址（16位）寫入在SMW168（或SMW178）。4、在變量存儲器V中，寫入包絡(luò)表的各參數(shù)值。一定要在包絡(luò)表的起始字節(jié)中寫入段數(shù)。在變量存儲器V中建立包絡(luò)表的過程也可以在一個子程序中完成，在此只須調(diào)用設(shè)置包絡(luò)表的子程序。5、設(shè)置中斷事件并全局開中斷。如果想在PTO完成后，立即執(zhí)行相關(guān)功能，則須設(shè)置中斷，將脈沖串完成事件（中斷事件號19）連接一中斷程序。6、執(zhí)行PLS指令，使S7-200為PTO/PWM發(fā)生器編程，高速脈沖串由Q0.0或Q0.1輸出。7、退出子程序。多段流水線PTO的操作步驟1、首次掃描（SM0.1）時將輸出5.PWM的使用PWM是脈寬可調(diào)的高速脈沖，通過控制脈寬和脈沖的周期，實現(xiàn)控制任務(wù)。

5.PWM的使用PWM是脈寬可調(diào)的高速脈沖，通過控制脈寬和（1）周期和脈寬周期和脈寬時基為：微秒或毫秒，均為16位無符號數(shù)。周期的范圍從50微秒至65,535微秒，或從2毫秒至65,535毫秒。若周期<2個時基，則系統(tǒng)默認(rèn)為兩個時基。脈寬范圍從0微秒至65,535微秒或從0毫秒至65,535毫秒。若脈寬>=周期，占空比=100%，輸出連續(xù)接通。若脈寬=0 ，占空比為0%，則輸出斷開。

（1）周期和脈寬周期和脈寬時基為：微秒或毫秒，均為16位無符（2）更新方式有兩種改變PWM波形的方法：同步更新和異步更新。同步更新：不需改變時基時，可以用同步更新。執(zhí)行同步更新時，波形的變化發(fā)生在周期的邊緣，形成平滑轉(zhuǎn)換。異步更新：需要改變PWM的時基時，則應(yīng)使用異步更新。異步更新使高速脈沖輸出功能被瞬時禁用，與PWM波形不同步。這樣可能造成控制設(shè)備震動。常見的PWM操作是脈沖寬度不同，但周期保持不變，即不要求時基改變。因此先選擇適合于所有周期的時基，盡量使用同步更新。（2）更新方式有兩種改變PWM波形的方法：同步更新和異步更新（3）PWM初始化和操作步驟用首次掃描位（SM0.1）使輸出位復(fù)位為0，并調(diào)用初始化子程序。這樣可減少掃描時間，程序結(jié)構(gòu)更合理。在初始化子程序中設(shè)置控制字節(jié)。如將16#D3（時基微秒）或16#DB（時基毫秒）寫入SMB67或SMB77，控制功能為：允許PTO/PWM功能、選擇PWM操作、設(shè)置更新脈沖寬度和周期數(shù)值、以及選擇時基（微秒或毫秒）。在SMW68或SMW78中寫入一個字長的周期值。在SMW70或SMW80中寫入一個字長的脈寬值。執(zhí)行PLS指令，使S7-200為PWM發(fā)生器編程，并由Q0.0或Q0.1輸出。6可為下一輸出脈沖預(yù)設(shè)控制字。在SMB67或SMB77中寫入16#D2（微秒）或16#DA（毫秒）控制字節(jié)中將禁止改變周期值，允許改變脈寬。以后只要裝入一個新的脈寬值，不用改變控制字節(jié)，直接執(zhí)行PLS指令就可改變脈寬值。退出子程序。（3）PWM初始化和操作步驟用首次掃描位（SM0.1）使輸出6.3.6高速輸入、高速輸出指令編程實訓(xùn)6.3.6高速輸入、高速輸出指令編程實訓(xùn)1.實訓(xùn)目的（1）掌握高速處理類指令的組成、相關(guān)特殊存儲器的設(shè)置、指令的輸入及指令執(zhí)行后的結(jié)果，進(jìn)一步熟悉指令的作用和使用方法。（2）通過實訓(xùn)的編程、調(diào)試練習(xí)觀察程序執(zhí)行的過程，分析指令的工作原理，熟悉指令的具體應(yīng)用，掌握編程技巧和能力。

1.實訓(xùn)目的（1）掌握高速處理類指令的組成、相關(guān)特殊存儲器2.實訓(xùn)內(nèi)容用脈沖輸出指令PLS和高速輸出端子Q0.0給高速計數(shù)器HSC提供高速計數(shù)脈沖信號，因為要使用高速脈沖輸出功能，必須選用直流電源型的CPU模塊。輸入側(cè)的公共端與輸出側(cè)的公共端相連，高速輸出端Q0.0接到高速輸入端I0.0，24V電源正端與輸出側(cè)的1L+端子相連。有脈沖輸出時Q0.0與I0.0對應(yīng)的LED亮。在子程序0中，把中斷程序0與中斷事件12（CV=PV時產(chǎn)生中斷）連接起來。2.實訓(xùn)內(nèi)容用脈沖輸出指令PLS和高速輸出端子Q0.0給高外部接線圖如下圖

S7-200CPUI0.0Q0.0ML+1L1M1MDC24V外部接線圖如下圖S7-200CP3.讀懂程序并輸入程序給程序加注釋，給網(wǎng)絡(luò)加注釋，在注釋中說明程序的功能和指令的功能。3.讀懂程序并輸入程序給程序加注釋，給網(wǎng)絡(luò)加注釋，在注釋中4.編譯運行和調(diào)試程序

觀察Q0.1和Q0.2對應(yīng)的LED的狀態(tài)，并記錄。用狀態(tài)表監(jiān)視HSC0的當(dāng)前值變化情況。根據(jù)觀察結(jié)果畫出HSC0，Q0.0，Q0.1之間對應(yīng)的波形圖。4.編譯運行和調(diào)試程序觀察Q0.1和Q0.2對應(yīng)的LED6.4PID控制6.4PID控制1.PID算法

在工業(yè)生產(chǎn)過程控制中，模擬信號PID（由比例、積分、微分構(gòu)成的閉合回路）調(diào)節(jié)是常見的一種控制方法。運行PID控制指令，S7-200將根據(jù)參數(shù)表中的輸入測量值、控制設(shè)定值及PID參數(shù)，進(jìn)行PID運算，求得輸出控制值。參數(shù)表中有9個參數(shù)，全部為32位的實數(shù)，共占用36個字節(jié)。PID控制回路的參數(shù)表如下表所示。6.4.1PID指令

1.PID算法在工業(yè)生產(chǎn)過程控制中，模擬信號PID（由比地址偏移量參數(shù)數(shù)據(jù)格式參數(shù)類型說明0過程變量當(dāng)前值PVn雙字，實數(shù)輸入必須在0.0至1.0范圍內(nèi)。4給定值SPn雙字，實數(shù)輸入必須在0.0至1.0范圍內(nèi)8輸出值Mn雙字，實數(shù)輸入/輸出在0.0至1.0范圍內(nèi)12增益Kc雙字，實數(shù)輸入比例常量，可為正數(shù)或負(fù)數(shù)16采樣時間Ts雙字，實數(shù)輸入以秒為單位，必須為正數(shù)20積分時間Ti雙字，實數(shù)輸入以分鐘為單位，必須為正數(shù)。24微分時間Td雙字，實數(shù)輸入以分鐘為單位，必須為正數(shù)。28上一次的積分值Mx雙字，實數(shù)輸入/輸出0.0和1.0之間（根據(jù)PID運算結(jié)果更新）32上一次過程變量PVn-1雙字，實數(shù)輸入/輸出最近一次PID運算值地址偏移量參數(shù)數(shù)據(jù)格式參數(shù)類型說明0過程變量當(dāng)前值PVn雙字PID回路參數(shù)表地址參數(shù)數(shù)值VB0過程變量當(dāng)前值PVn水位檢測計提供的模擬量經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值VB4給定值SPn0.7VB8輸出值MnPID回路的輸出值（標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值）VB12增益Kc0.3VB16采樣時間Ts0.1VB20積分時間Ti30VB24微分時間Td0（關(guān)閉微分作用）VB28上一次積分值Mx根據(jù)PID運算結(jié)果更新VB32上一次過程變量PVn-1最近一次PID的變量值PID回路參數(shù)表地址參數(shù)數(shù)值VB0過程變量當(dāng)前值PVn水位檢2.PID控制回路選項

在很多控制系統(tǒng)中，有時只采用一種或兩種控制回路。例如，可能只要求比例控制回路或比例和積分控制回路。通過設(shè)置常量參數(shù)值選擇所需的控制回路。（1）如果不需要積分回路（即在PID計算中無“I”），則應(yīng)將積分時間Ti設(shè)為無限大。由于積分項Mx的初始值，雖然沒有積分運算，積分項的數(shù)值也可能不為零。（2）如果不需要微分運算（即在PID計算中無“D”），則應(yīng)將微分時間Td設(shè)定為0.0。（3）如果不需要比例運算（即在PID計算中無“P”），但需要I或ID控制，則應(yīng)將增益值Kc指定為0.0。因為Kc是計算積分和微分項公式中的系數(shù)，將循環(huán)增益設(shè)為0.0會導(dǎo)致在積分和微分項計算中使用的循環(huán)增益值為1.0。2.PID控制回路選項在很多控制系統(tǒng)中，有時只采用一種或3.回路輸入量的轉(zhuǎn)換和標(biāo)準(zhǔn)化

每個回路的給定值和過程變量都是實際數(shù)值，其大小、范圍和工程單位可能不同。在PLC進(jìn)行PID控制之前，必須將其轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)化浮點表示法。步驟如下：（1）將實際從16位整數(shù)轉(zhuǎn)換成32位浮點數(shù)或?qū)崝?shù)。（2）將實數(shù)轉(zhuǎn)換成0.0至1.0之間的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值。3.回路輸入量的轉(zhuǎn)換和標(biāo)準(zhǔn)化每個回路的給定值和過程變量都4.PID回路輸出轉(zhuǎn)換為成比例的整數(shù)

程序執(zhí)行后，PID回路輸出0.0和1.0之間的標(biāo)準(zhǔn)化實數(shù)數(shù)值，必須被轉(zhuǎn)換成16位成比例整數(shù)數(shù)值，才能驅(qū)動模擬輸出。PID回路輸出成比例實數(shù)數(shù)值=（PID回路輸出標(biāo)準(zhǔn)化實數(shù)值-偏移量）*取值范圍程序如下：MOVR VD108,AC0 //將PID回路輸出送入AC0。-R 0.5,AC0 //雙極數(shù)值減偏移量0.5R 64000.0,AC0 //AC0的值*取值范圍，變?yōu)槌杀壤龑崝?shù)數(shù)值ROUND AC0，AC0 //將實數(shù)四舍五入取整，變?yōu)?2位整數(shù)DTI AC0,AC0//32位整數(shù)轉(zhuǎn)換成16位整數(shù)MOVW AC0,AQW0 //16位整數(shù)寫入AQW04.PID回路輸出轉(zhuǎn)換為成比例的整數(shù)程序執(zhí)行后，PID回5.PID指令

PID指令：使能有效時，根據(jù)回路參數(shù)表(TBL)中的輸入測量值、控制設(shè)定值及PID參數(shù)進(jìn)行PID計算。格式如下表所示。LADSTL說明PIDTBL，LOOPTBL：參數(shù)表起始地址VB，數(shù)據(jù)類型：字節(jié)LOOP：回路號，常量（0-7），數(shù)據(jù)類型：字節(jié)5.PID指令PID指令：使能有效時，根據(jù)回路參數(shù)表(說明：（1）程序中可使用八條PID指令，分別編號0-7，不能重復(fù)使用。（2）使ENO=0的錯誤條件：0006（間接地址），SM1.1（溢出，參數(shù)表起始地址或指令中指定的PID回路指令號碼操作數(shù)超出范圍）。（3）PID指令不對參數(shù)表輸入值進(jìn)行范圍檢查。必須保證過程變量和給定值積分項前值和過程變量前值在0.0和1.0之間。說明：6.4.2PID控制功能的應(yīng)用

6.4.2PID控制功能的應(yīng)用1.控制任務(wù)

一恒壓供水水箱，通過變頻器驅(qū)動的水泵供水，維持水位在滿水位的70%。過程變量PVn為水箱的水位（由水位檢測計提供），設(shè)定值為70%，PID輸出控制變頻器，即控制水箱注水調(diào)速電機的轉(zhuǎn)速。要求開機后，先手動控制電機，水位上升到70%時，轉(zhuǎn)換到PID自動調(diào)節(jié)。1.控制任務(wù)一恒壓供水水箱，通過變頻器驅(qū)動的水泵供水，維2.程序分析

（1）I/O分配手動/自動切換開關(guān)I0.0模擬量輸入AIW0模擬量輸出AQW0（2）程序結(jié)構(gòu)由主程序，子程