第3章-S7-200-PLC功能指令及程序設(shè)計-《西門子PLC系統(tǒng)綜合應(yīng)用技術(shù)》課件

西門子PLC系統(tǒng)綜合應(yīng)用技術(shù)第三章

劉文芳方強編著西門子PLC系統(tǒng)綜合應(yīng)用技術(shù)劉文芳方強編著第3章S7-200PLC功能指令及程序設(shè)計

3.1數(shù)據(jù)傳送、移位和填充指令

3.1.1傳送類指令1.單一傳送指令單一傳送(Move)包括字節(jié)傳送（MOVB）、字傳送（MOVW）、雙字傳送（MOVD）和實數(shù)傳送指令（MOVR）。2.塊傳送指令塊傳送指令(BlockMove)可進行一次多個數(shù)據(jù)的傳送，包括字節(jié)塊傳送（BMB）、字塊傳送（BMW）、雙字塊傳送（BMD）和實數(shù)傳送（BMR）指令。3.字節(jié)立即傳送（讀和寫）指令字節(jié)立即傳送指令允許在物理I/O和存儲器之間立即傳送一個字節(jié)數(shù)據(jù)。第3章S7-200PLC功能指令及程序設(shè)計

3.13.1.2移位和循環(huán)移位指令1.右移和左移指令右移（SRB）和左移（SLB）指令將輸入數(shù)值（IN）向右或向左移動N位，并將結(jié)果載入輸出字節(jié)OUT中。2.循環(huán)右移和循環(huán)左移指令循環(huán)移位指令將輸入值IN循環(huán)右移或者循環(huán)左移N位，并將輸出結(jié)果裝載到OUT中。循環(huán)移位是圓形的。3.移位寄存器指令移位寄存器（SHRB）指令每次使能有效時，在每個掃描周期內(nèi)整個移位寄存器移動一位，每次移位將DATA數(shù)值補入移位寄存器空出的位。3.1.2移位和循環(huán)移位指令1.右移和左移指令3.1.3字節(jié)交換及內(nèi)存填充指令

1.字節(jié)交換指令字節(jié)交換指令（SWAP）用來交換輸入字IN的高字節(jié)和低字節(jié)。結(jié)果仍放在IN中。2.內(nèi)存填充指令內(nèi)存儲器填充指令（FILL）用輸入值（IN）填充從輸出（OUT）開始的N個字的內(nèi)容。N的范圍從1～255。3.1.3字節(jié)交換及內(nèi)存填充指令1.字節(jié)交換指令3.1.4表功能指令1.填表指令填表指令（ATT），圖中TBL是表的首地址，DATA是要向表中添加的數(shù)據(jù)，新的數(shù)據(jù)填加在表中上一個數(shù)據(jù)的后面。每向表中填加一個新的數(shù)據(jù)，EC會自動加1。一個表最多可以有100條數(shù)據(jù)。2.先進先出指令先進先出指令（FIFO）從表（TBL）中移走第一個數(shù)據(jù)，并將此數(shù)輸出到DATA。剩余數(shù)據(jù)依次上移一個位置。3.后進先出指令后進先出指令（LIFO從表（TBL）中移走最后一個數(shù)據(jù)，并將此數(shù)輸出到DATA。4.查表指令查表指令（FND）搜索表，以查找符合一定規(guī)則的數(shù)據(jù)。3.1.4表功能指令1.填表指令3.2運算和數(shù)學(xué)指令

3.2.1算術(shù)運算指令1.加法指令加法操作指令(ADD)是對兩個有符號數(shù)進行相加操作，包括整數(shù)加法指令+I、雙整數(shù)加法指令+D和實數(shù)加法指令+R。2.減法指令減法指令（SUB）是對兩個有符號數(shù)進行減操作，3.乘法指令乘法指令（MUL）是對兩個有符號數(shù)進行乘法操作。4.除法指令除法指令（DIV）是對兩個有符號數(shù)進行除法操作。3.2運算和數(shù)學(xué)指令

3.2.1算術(shù)運算指令1.加3.2.1算術(shù)運算指令5.遞增和遞減指令遞增（INC）和遞減(DEC)指令也稱為自動加1和自動減1指令，遞增和遞減指令的梯形圖和語句表格式如圖3-13所示。在□中可以是B(字節(jié))、W(字)、DW(雙字)，在語句表中DW寫為D。字節(jié)增減指令是無符號的，而字和雙字增減指令是有符號的。遞增指令的功能：當(dāng)使能信號接通時，在梯形圖中，IN+1=OUT;在語句表中OUT+1=OUT。遞減指令的功能：當(dāng)使能信號接通時，在梯形圖中，IN-1=OUT;在語句表中OUT-1=OUT。3.2.1算術(shù)運算指令5.遞增和遞減指令3.2.2數(shù)學(xué)函數(shù)指令1.平方根指令平方根指令(SQRT)當(dāng)使能信號接通時，將由IN輸入的一個雙字長的實數(shù)開平方，運算結(jié)果存放到OUT中。2.自然對數(shù)指令自然對數(shù)指令（LN）當(dāng)使能信號接通時，計算輸入值IN的自然對數(shù)，并將結(jié)果存放到OUT中。3.自然指數(shù)指令自然指數(shù)指令（EXP）當(dāng)使能信號接通時，計算輸入值IN的自然指數(shù)值，并將結(jié)果存放到OUT中。4.三角函數(shù)正弦、余弦和正切指令三角函數(shù)指令當(dāng)使能信號接通時，計算角度值IN的三角函數(shù)值，并將結(jié)果存放在OUT中。3.2.2數(shù)學(xué)函數(shù)指令1.平方根指令3.2.3邏輯運算指令1．邏輯與指令邏輯與指令（AND）功能：當(dāng)使能信號接通時，將輸入值IN1和IN2的相應(yīng)位進行與操作(即如果兩個操作數(shù)的同一位均為1，運算結(jié)果的對應(yīng)位為1，否則為0)，將結(jié)果存入OUT中。2．邏輯或指令邏輯或指令（OR）的功能：當(dāng)使能信號接通時，將兩個輸入值IN1和IN2的相應(yīng)位進行或操作(即如果兩個操作數(shù)的同一位均為0，運算結(jié)果的對應(yīng)位為0，否則為1)，將結(jié)果存入OUT中。3．邏輯異或指令邏輯異或指令（XOR）的功能：當(dāng)使能信號接通時，將兩個輸入值IN1和IN2的相應(yīng)位進行異或操作(即如果兩個操作數(shù)的同一位不同，運算結(jié)果的對應(yīng)位為1，否則為0)，將結(jié)果存入OUT中。4．取反指令取反指令（INV）的功能：當(dāng)使能信號接通時,將輸入IN中二進制數(shù)逐位取反(即二進制數(shù)的各位由0變?yōu)?，由1變?yōu)?)，并將結(jié)果存入到OUT中。3.2.3邏輯運算指令1．邏輯與指令3.3轉(zhuǎn)換指令

3.3.1.標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換指令1.數(shù)字轉(zhuǎn)換（包含9條轉(zhuǎn)換指令）1）字節(jié)轉(zhuǎn)為整數(shù)指令

2）整數(shù)轉(zhuǎn)為字節(jié)指令3)雙整數(shù)轉(zhuǎn)為整數(shù)指令4)整數(shù)轉(zhuǎn)為雙整數(shù)指令5)BCD碼轉(zhuǎn)為整數(shù)指令6)整數(shù)轉(zhuǎn)為BCD碼指令7)雙整數(shù)轉(zhuǎn)為實數(shù)指令8)四舍五入取整指令9)舍去小數(shù)取整指令3.3轉(zhuǎn)換指令

3.3.1.標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換指令1.數(shù)字3.3.2譯碼、編碼和段碼指令1.譯碼指令譯碼指令（DECO）的功能：當(dāng)EN有效時，將字節(jié)型輸入數(shù)據(jù)IN的低4位的內(nèi)容譯成位號（00～15），由該位號指定OUT字型數(shù)據(jù)中對應(yīng)位置1，其余位置0。2.編碼指令編碼指令（ENCO功能：當(dāng)EN有效時，將輸入字IN的最低有效位的位號寫入輸出字節(jié)OUT的最低有效“半字節(jié)”（4位）中。3.段碼指令段碼指令（SEG）的功能：當(dāng)EN有效時，將IN中指定的字符（字節(jié)）轉(zhuǎn)換生成一個點陣并存入OUT指定的變量中。3.3.2譯碼、編碼和段碼指令1.譯碼指令3.4子程序

3.4.1子程序的作用S7-200PLC把用戶程序主要分為3部分：主程序、子程序和中斷程序。在實際應(yīng)用中有些程序內(nèi)容可能被反復(fù)使用，對那些需要經(jīng)常執(zhí)行的程序段，可設(shè)計成子程序的形式，并為每個子程序賦以不同的編號，在程序執(zhí)行的過程中，可隨時調(diào)用某個編號的子程序。子程序的優(yōu)點在于它可以用于對一個大的程序進行分段及分塊，使其成為較小的更易管理的程序塊，程序調(diào)試、程序檢查和程序維護時，可充分利用這項優(yōu)勢。子程序只在需要時才被調(diào)用、執(zhí)行，使用子程序可以減少掃描時間。3.4子程序

3.4.1子程序的作用S7-200PL3.4.2子程序的創(chuàng)建

可以采用下列方法創(chuàng)建子程序：1）在編輯環(huán)境的程序塊中單擊鼠標(biāo)右鍵→插入子程序SBR_n。（n的范圍為：CPU221～226主機n為0～63；CPU226XM主機n為0～127）。2）從編輯菜單中，選擇插入子程序SBR_n。只要插入了子程序，程序編輯器底部就將出現(xiàn)一個新標(biāo)簽，標(biāo)志新的子程序名，可以對子程序按照自己的思路重新命名。此時，可以對新的子程序編程。3.4.2子程序的創(chuàng)建

可以采用下列方法創(chuàng)建子程序：3.4.3子程序調(diào)用指令和返回指令子程序調(diào)用指令（CALL）和子程序條件返回指令(CRET)的梯形圖和語句表格式如圖所示。

3.4.3子程序調(diào)用指令和返回指令3.5.1中斷的幾個概念

1．中斷源及種類中斷源，即中斷事件發(fā)出中斷請求的來源這些中斷源大致分為三大類：1）通信口中斷：PLC的串行通信口可由程序來控制。通信口的這種操作模式稱為自由端口模式。2）I/O中斷：I/O中斷包含了上升沿或下降沿中斷、高速計數(shù)器中斷和脈沖串輸出（PTO）中斷。3）時基中斷：時基中斷包括定時中斷和定時器T32/T96中斷。CPU可以支持定時中斷?？梢杂枚〞r中斷指定一個周期性的活動。2．中斷優(yōu)先級在S7-200的中斷系統(tǒng)中，將全部中斷事件按中斷性質(zhì)和輕重緩急分配不同的優(yōu)先級，使得當(dāng)多個中斷事件同時發(fā)出中斷請求時，按照優(yōu)先級的從高到低進行排隊，優(yōu)先級的順序按照中斷性質(zhì)依次是通信中斷、高速脈沖串輸出中斷、外部輸入中斷、高速計數(shù)器中斷、定時中斷、定時器中斷3．中斷隊列在各個指定的優(yōu)先級之內(nèi)，CPU按先來先服務(wù)的原則處理中斷。任何時間點上，只有一個用戶中斷程序正在執(zhí)行。一旦中斷程序開始執(zhí)行，它要一直執(zhí)行到結(jié)束。而且不會被別的中斷程序，甚至是更高優(yōu)先級的中斷程序所打斷。3.5.1中斷的幾個概念

1．中斷源及種類3.5.2中斷指令1.中斷允許（開中斷）指令和中斷禁止（關(guān)中斷）指令2.中斷條件返回指令3.中斷連接指令4.中斷分離指令5.清除中斷事件指令3.5.2中斷指令1.中斷允許（開中斷）指令和中斷禁止3.5.3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。2.中斷程序的構(gòu)成中斷程序由3部分構(gòu)成：中斷程序標(biāo)號、中斷程序指令和無條件返回指令。3.中斷設(shè)計步驟1）確定中斷源（中斷事件號）申請中斷所需要執(zhí)行的中斷處理程序，并建立中斷處理程序INTn，從編輯菜單中，選擇插入中斷程序，程序編輯器底部就將出現(xiàn)一個新標(biāo)簽INTn，右擊標(biāo)簽INTn，可以對中斷程序按照自己的思路重新命名。2）在中斷程序INTn中編寫其應(yīng)用程序。3）在主程序或控制程序中，編寫中斷連接指令（ATCH）。4）在主程序中開中斷（ENI）。5）如果需要的話，可以編寫中斷分離指令（DTCH）。3.5.3中斷程序

1.中斷程序的概念3.5.3中斷程序

例3-2

編寫實現(xiàn)中斷事件0的控制程序。中斷事件0是中斷源I0.0上升沿產(chǎn)生的中斷事件。當(dāng)I0.0有效且開中斷時，系統(tǒng)可以對中斷0進行響應(yīng)，執(zhí)行中斷服務(wù)程序INT-0。設(shè)中斷服務(wù)程序的功能：若使I1.0接通，則Q1.0為ON；若I0.0發(fā)生錯誤（自動SM5.0接通有效），則立即禁止其中斷。3.5.3中斷程序

例3-2編寫實現(xiàn)中斷事件0的控制程3.6高速計數(shù)器

3.6.1高速計數(shù)器的基本概念在PLC中處理比掃描頻率高的輸入信號的任務(wù)是由高速計數(shù)器來完成的，高速計數(shù)器HSC用來累計比PLC掃描頻率高得多的脈沖輸入，利用產(chǎn)生的中斷事件完成預(yù)定的操作。用高速計數(shù)器可連接增量脈沖編碼器用于檢測位置和速度，實現(xiàn)高速運動的精確控制。

3.6高速計數(shù)器

3.6.1高速計數(shù)器的基本概念3.6.2高速計數(shù)器的工作模式

S7-200CPU高速計數(shù)器可以分別定義為4種工作類型：1）單相計數(shù)器內(nèi)部方向控制（無外部方向輸入信號）。2）單相計數(shù)器外部方向控制。3）雙相增/減計數(shù)器，雙脈沖輸入。4）A／B相正交脈沖輸入計數(shù)器。每種高速計數(shù)器類型可以設(shè)定為3種工作狀態(tài)：1）無復(fù)位、無啟動輸入。2）有復(fù)位、無啟動輸入。3）既有復(fù)位、又有啟動輸入。3.6.2高速計數(shù)器的工作模式

S7-200CPU高速3.6.3高速計數(shù)器相關(guān)的特殊存儲器1.高速計數(shù)器的控制字節(jié)只有定義了計數(shù)器和計數(shù)器模式，才能對計數(shù)器的動態(tài)參數(shù)進行編程。每個高速計數(shù)器都有一個控制字節(jié)，包括以下內(nèi)容：配置復(fù)位和啟動信號的有效狀態(tài)以及選擇一倍速或者4倍速計數(shù)模式；使能或者禁止計數(shù)器；控制計數(shù)方向；裝載初始值；裝載預(yù)置值。2.初始值和預(yù)置值的設(shè)置各高速計數(shù)器均有一個32位的預(yù)置值和一個32位的初始值，預(yù)置值和初始值均為有符號雙字整數(shù)。3.高速計數(shù)器尋址如果要指定高速計數(shù)器（HC）的地址，訪問高速計數(shù)器的計數(shù)值，要使用存儲器類型HC和計數(shù)器號（例如HC0）。4.指定中斷

所有計數(shù)器模式都支持在HSC的當(dāng)前值等于預(yù)設(shè)值時產(chǎn)生一個中斷事件。5.高速計數(shù)器的狀態(tài)字節(jié)每個高速計數(shù)器都有一個狀態(tài)字節(jié)，其中的狀態(tài)存儲位指出了當(dāng)前計數(shù)方向，當(dāng)前值是否大于或者等于預(yù)置值。3.6.3高速計數(shù)器相關(guān)的特殊存儲器1.高速計數(shù)器的控3.6.4高速計數(shù)器指令1）定義高速計數(shù)器指令：定義高速計數(shù)器指令（HDEF）為指定的高速計數(shù)器設(shè)置一種工作模式,即用來建立高速計數(shù)器與工作模式之間的聯(lián)系，模式的選擇決定了高速計數(shù)器的時鐘方向、啟動和復(fù)位功能。2）高速計數(shù)器指令：高速計數(shù)器指令（HSC）根據(jù)高速計數(shù)器特殊存儲器位的狀態(tài)，并按照HDEF指令指定的工作模式，設(shè)置高速計數(shù)器并控制其工作。3.6.4高速計數(shù)器指令1）定義高速計數(shù)器指令：定義高速3.7高速脈沖輸出

3.7.1高速脈沖輸出的概念S7-200CUP有兩個高速脈沖輸出點（Q0.0和Q0.1），輸出頻率可達20kHz，新產(chǎn)品CPU224XP的兩路高速脈沖輸出頻率可以達到100kHz。它們可以分別工作在PTO(高速脈沖串輸出)或者PWM(脈寬調(diào)制輸出)狀態(tài)下。PTO功能按照給定的脈沖個數(shù)和周期（頻率）輸出一串占空比50％的脈沖。PWM功能可以輸出一串占空比可調(diào)的脈沖，用戶可以控制脈沖的周期（頻率）和脈寬。脈沖計數(shù)范圍從1～4294967295是雙字長無符號數(shù)，周期范圍從10～65535μs或從2～65535ms是單字長無符號數(shù)。使用PTO或者PWM功能可以控制步進電動機和伺服電動機，實現(xiàn)速度、位置的開環(huán)運動控制。當(dāng)采用高速脈沖輸出功能時，必須采用晶體管輸出型的PLC。3.7高速脈沖輸出

3.7.1高速脈沖輸出的概念S73.7.2高速脈沖輸出指令高速脈沖輸出指令（PLS）用于在高速輸出（Q0.0和Q0.1）上控制脈沖串輸出（PTO）和脈寬調(diào)制（PWM）功能。高速脈沖輸出指令的梯形圖和語句表格式如圖3-30所示。操作數(shù)Q為常數(shù)（0或1）。3.7.2高速脈沖輸出指令3.7.3PTO/PWM向?qū)Ь幊?/p>

為了簡化用戶應(yīng)用程序中位控功能的使用，編程軟件Step7Micro/WINV4.0內(nèi)置的PTO/PWM編程向?qū)?，可以幫助用戶在幾分鐘?nèi)全部完成PWM，PTO或位控模塊的組態(tài)。位控向?qū)Э梢陨晌恢弥噶?，可以用這些指令在應(yīng)用程序中為速度和位置提供動態(tài)控制。3.7.3PTO/PWM向?qū)Ь幊?/p>

為了簡化用戶應(yīng)用程序中3.8模擬量控制

3.8.1模擬量控制的概念1.關(guān)于模擬量控制系統(tǒng)模擬量控制系統(tǒng)是指輸入/輸出信號為模擬量的控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)的控制方式上可分為開環(huán)控制和閉環(huán)控制。開環(huán)控制是根據(jù)控制的設(shè)定值直接向控制對象輸出控制信號，這種控制容易受外界干擾而偏離控制目標(biāo)。對于控制要求比較高的場合，一般都采用閉環(huán)控制方式。閉環(huán)控制是使用控制的設(shè)定值與反饋值的差進行控制的，以求得設(shè)定值與反饋值的偏差最小。因而閉環(huán)控制也叫偏差控制。2.模擬量閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成PLC模擬量閉環(huán)控制系統(tǒng)由PLCCPU模塊、模擬量輸入/輸出模塊、執(zhí)行機構(gòu)、被控對象及測量元件組成，如圖所示。3.8模擬量控制

3.8.1模擬量控制的概念1.關(guān)3.8.2模擬量控制的使用方法

1.S7-200PLC的模擬量擴展模塊S7-200CPU除了CPU224外要附加模擬量擴展模塊才能實現(xiàn)模擬量輸入/輸出的功能。普通模擬量模塊有：EM231、EM232、EM235等。2.S7-200模擬量數(shù)據(jù)格式模擬量輸入/輸出數(shù)據(jù)是有符號整數(shù)，占用一個字長（兩個字節(jié)），所以地址必須從偶數(shù)字節(jié)開始。模擬量的轉(zhuǎn)換精度為12位，但在PLC中表示為-32000－+32000之間的整數(shù)值。3.S7-200模擬量的尋址1）CPU224XP本體上的模擬量輸入通道的地址為AIW0和AIW2；模擬量輸出通道的地址為AQW0。如果采用其他型號的CPU，則通道的地址AIW0、AIW2和AQW0可以被模擬量擴展模塊使用。

4.模擬量濾波器

S7-200允許用戶為每一路模擬量輸入選擇軟件濾波器。

5.模擬量比例換算因為A/D（模/數(shù)）、（D/A）數(shù)/模轉(zhuǎn)換之間的對應(yīng)關(guān)系，S7-200CPU內(nèi)部用數(shù)值表示外部的模擬量信號，兩者之間有一定的數(shù)學(xué)關(guān)系。這個關(guān)系就是模擬量/數(shù)值量的換算關(guān)系。3.8.2模擬量控制的使用方法

1.S7-200P3.8.2模擬量控制的使用方法

6.模擬量擴展模塊接線圖EM235最常用的模擬量擴展模塊，它實現(xiàn)了4路模擬量輸入和1路模擬量輸出功能。EM235模擬量擴展模塊接線圖如圖所示。3.8.2模擬量控制的使用方法

6.模擬量擴展模塊接線3.8.3模擬量控制的編程實例本實例是一個溫度顯示的控制程序，CPU選擇CPU222，帶一個模擬量擴展模塊EM235，該模塊的第一個通道連接一塊帶4～20mA變送輸出的溫度顯示儀表，該儀表的量程設(shè)置為0～100℃，即0℃時輸出4mA（對應(yīng)數(shù)據(jù)為6400），100℃時輸出20mA（對應(yīng)數(shù)據(jù)為32000）。經(jīng)研究算法公式，溫度顯示值={[（AIW0－6400）/（32000－6400）]×100}={（AIW0－6400）/（320－64）}℃，6個DIP開關(guān)設(shè)置為：100001，因傳感器采用熱電阻所以不使用輸入濾波器。編譯并運行程序，觀察程序狀態(tài)，把顯示的溫度值放到VW30，對照儀表顯示值是否一致。3.8.3模擬量控制的編程實例本實例是一個溫度顯示的控制3.9比例/積分/微分回路控制指令

3.9.1PID回路控制的概念PID即比例積分微分控制，是一種閉環(huán)自動控制算法，目的是使被控制的物理量追隨給定值且穩(wěn)定性好，自動消除各種因素對控制效果的擾動。因為PID控制器具有自整定的功能，不需要精確研究被控對象的數(shù)學(xué)模型，能自動整定PID參數(shù)。使用起來非常方便，得到了廣泛的應(yīng)用。S7-200CPU提供了8個回路的PID功能，用以實現(xiàn)需要按照PID控制規(guī)律進行自動調(diào)節(jié)的控制任務(wù)，例如溫度、壓力、流量控制等。PID功能一般需要模擬量輸入，以反映被控物理量的實際數(shù)值，稱為反饋；而用戶設(shè)定的調(diào)節(jié)目標(biāo)值稱為給定。PID運算的任務(wù)就是根據(jù)反饋與給定的相對差值，按照PID運算規(guī)律計算出結(jié)果，輸出數(shù)字量控制信號到固態(tài)開關(guān)元件（控制加熱元件的接通和斷開），或輸出模擬量信號給執(zhí)行機構(gòu)如控制電動調(diào)節(jié)閥的開度，以達到自動調(diào)節(jié)被控量跟隨給定變化的目的。3.9比例/積分/微分回路控制指令

3.9.1PID3.9.2PID回路控制的指令1.PID回路控制的指令PID回路控制指令利用表（TBL）中的輸入和配置信息，在被參考的LOOP執(zhí)行PID回路計算。PID回路控制指令的梯形圖和語句表格式如圖所示。EN：啟動PID指令輸入信號；TBL：PID回路表的起始地址（由變量存儲器VB指定字節(jié)型數(shù)據(jù)）；LOOP：PID控制回路號（0～7）。PID回路指令（包含比例、積分、微分回路）可以用來進行PID運算。但是，可以進行這種PID運算的前提條件是邏輯堆棧棧頂（TOS）值必須為1。指令功能：在輸入有效時，根據(jù)回路表（TBL）中的輸入配置信息，對相應(yīng)的LOOP回路執(zhí)行PID回路計算，其結(jié)果經(jīng)回路表指定的輸出域輸出。3.9.2PID回路控制的指令1.PID回路控制的3.9.3PID指令向?qū)icro/WIN提供了PIDWizard（PID指令向?qū)В?，可以幫助人們方便地生成一個閉環(huán)控制過程的PID算法。此向?qū)Э梢酝瓿山^大多數(shù)PID運算的自動編程，用戶只需在主程序中調(diào)用PID向?qū)傻淖映绦?，就可以完成PID控制任務(wù)。1.PID向?qū)Ь幊滩襟E1）在STEP7V4.0軟件指令樹中單擊向?qū)懊娴?號，雙擊，彈出PID向?qū)Т翱谌鐖D3-53所示。然后選擇配置PID回路，如選擇回路0。單擊下一步。3.9.3PID指令向?qū)icro/WIN提供了PID3.9.3PID指令向?qū)?）設(shè)定PID回路參數(shù)彈出設(shè)定回路參數(shù)窗口如圖所示。定義回路設(shè)定值（SP，即給定）的范圍：在低限和高限輸入域中輸入實數(shù)，默認(rèn)值為0.0和100.0，表示給定值的取值范圍占過程反饋量程的百分比。這個范圍是給定值的取值范圍。它也可以用實際的工程單位數(shù)值表示。以下定義PID回路參數(shù)，這些參數(shù)都應(yīng)當(dāng)是實數(shù)。3.9.3PID指令向?qū)?）設(shè)定PID回路參數(shù)彈出設(shè)定3.9.3PID指令向?qū)?）設(shè)定回路輸入輸出選項彈出設(shè)定回路輸入輸出選項窗口如圖所示3.9.3PID指令向?qū)?）設(shè)定回路輸入輸出選項彈出設(shè)3.9.3PID指令向?qū)?）設(shè)定回路報警選項彈出設(shè)定回路報警限值選項窗口如圖所示。3.9.3PID指令向?qū)?）設(shè)定回路報警選項彈出設(shè)定回3.9.3PID指令向?qū)?）指定PID運算數(shù)據(jù)存儲區(qū)彈出分配運算數(shù)據(jù)存儲區(qū)窗口如圖所示。PID指令（功能塊）使用了一個120個字節(jié)的V區(qū)參數(shù)表來進行控制回路的運算工作，自動分配的地址只是在執(zhí)行PID向?qū)r編譯檢測到空閑地址。向?qū)⒆詣訛樵搮?shù)表分配符號名，用戶在編寫程序時不能再使用這些V區(qū)地址，否則將導(dǎo)致PID控制不執(zhí)行。設(shè)置完成單擊下一步。3.9.3PID指令向?qū)?）指定PID運算數(shù)據(jù)存儲區(qū)彈3.9.3PID指令向?qū)?）定義向?qū)傻腜ID初始化子程序和中斷程序名及手/自動模式彈出指定子程序、中斷服務(wù)程序名和選擇手動控制窗口如圖3-58所示。向?qū)б呀?jīng)為初始化子程序和中斷子程序定義了默認(rèn)名，你也可以修改成自己起的名字。3.9.3PID指令向?qū)?）定義向?qū)傻腜ID初始化3.9.3PID指令向?qū)?）生成PID子程序、中斷程序及符號表彈出生成PID子程序、中斷程序和符號表等窗口如圖3-59所示。單擊完成按鈕，將在其項目中生成上述PID子程序、中斷程序及符號表等。3.9.3PID指令向?qū)?）生成PID子程序、中斷程序及3.9.3PID指令向?qū)?）在程序中調(diào)用向?qū)傻腜ID子程序配置完P(guān)ID向?qū)А?）實際運行并調(diào)試PID參數(shù)沒有一個PID項目的參數(shù)不需要修改而能直接運行，因此需要在實際運行時調(diào)試PID參數(shù)。

3.9.3PID指令向?qū)?）在程序中調(diào)用向?qū)傻腜ID3.9.4PID自整定功能1.PID調(diào)節(jié)控制面板新的S7-200CPU支持PID自整定功能，在STEP7-Micro/WINV4.0中也添加了PID調(diào)節(jié)控制面板?？梢允褂糜脩舫绦蚧騊ID調(diào)節(jié)控制面板來啟動自整定功能。3.9.4PID自整定功能1.PID調(diào)節(jié)控制面板3.10功能指令應(yīng)用及程序設(shè)計3.10.1用PLC控制彩燈的閃爍控制要求：共16個彩燈分別接到Q0.0～Q1.7，按下啟動按鈕后，啟動一個工作周期，每周期分為4個步驟，步驟1：Q0.0～Q1.7依次點亮一次；步驟2：Q1.7～Q0.0依次點亮一次；步驟3：Q0.0～Q1.7依次點亮并保持至全亮；步驟4：Q1.7～Q0.0依次熄滅至全滅，然后自動開始下一個周期的循環(huán)。按下停止按鈕后系統(tǒng)停止。3.10功能指令應(yīng)用及程序設(shè)計3.10.1用PLC控3.10功能指令應(yīng)用及程序設(shè)計3.10.1接上圖3.10功能指令應(yīng)用及程序設(shè)計3.10.1接上圖3.10.2用PLC控制機械手的動作

控制要求：機械手動作示意圖如圖3所示。初始狀態(tài)：機械手在原位（轉(zhuǎn)臂在右邊、上位、手臂縮回、手爪松開）光電開關(guān)檢測到A點有工件，機械手開始啟動。動作順序如下：1手臂伸出，2手臂下降，3手爪夾緊（抓起工件），4手臂上升，5手臂縮回，6手臂左轉(zhuǎn)，7手臂伸出，8手臂下降，手爪松開（放下工件），10手臂上升，11手臂縮回，12手臂右轉(zhuǎn)（回到初始狀態(tài)等待）。每一個動作到位以后（壓限位開關(guān)），自動執(zhí)行下一個動作。每次光電開關(guān)檢測到A點有工件后，機械手重復(fù)執(zhí)行上述動作，3.10.2用PLC控制機械手的動作

控制要求：機械手動3.10.2用PLC控制機械手的動作機械手控制程序圖1)3.10.2用PLC控制機械手的動作機械手控制程序圖1)3.10.2用PLC控制機械手的動作機械手控制程序圖2)3.10.2用PLC控制機械手的動作機械手控制程序圖2)西門子PLC系統(tǒng)綜合應(yīng)用技術(shù)第三章

劉文芳方強編著西門子PLC系統(tǒng)綜合應(yīng)用技術(shù)劉文芳方強編著第3章S7-200PLC功能指令及程序設(shè)計

3.1數(shù)據(jù)傳送、移位和填充指令

3.1.1傳送類指令1.單一傳送指令單一傳送(Move)包括字節(jié)傳送（MOVB）、字傳送（MOVW）、雙字傳送（MOVD）和實數(shù)傳送指令（MOVR）。2.塊傳送指令塊傳送指令(BlockMove)可進行一次多個數(shù)據(jù)的傳送，包括字節(jié)塊傳送（BMB）、字塊傳送（BMW）、雙字塊傳送（BMD）和實數(shù)傳送（BMR）指令。3.字節(jié)立即傳送（讀和寫）指令字節(jié)立即傳送指令允許在物理I/O和存儲器之間立即傳送一個字節(jié)數(shù)據(jù)。第3章S7-200PLC功能指令及程序設(shè)計

3.13.1.2移位和循環(huán)移位指令1.右移和左移指令右移（SRB）和左移（SLB）指令將輸入數(shù)值（IN）向右或向左移動N位，并將結(jié)果載入輸出字節(jié)OUT中。2.循環(huán)右移和循環(huán)左移指令循環(huán)移位指令將輸入值IN循環(huán)右移或者循環(huán)左移N位，并將輸出結(jié)果裝載到OUT中。循環(huán)移位是圓形的。3.移位寄存器指令移位寄存器（SHRB）指令每次使能有效時，在每個掃描周期內(nèi)整個移位寄存器移動一位，每次移位將DATA數(shù)值補入移位寄存器空出的位。3.1.2移位和循環(huán)移位指令1.右移和左移指令3.1.3字節(jié)交換及內(nèi)存填充指令

1.字節(jié)交換指令字節(jié)交換指令（SWAP）用來交換輸入字IN的高字節(jié)和低字節(jié)。結(jié)果仍放在IN中。2.內(nèi)存填充指令內(nèi)存儲器填充指令（FILL）用輸入值（IN）填充從輸出（OUT）開始的N個字的內(nèi)容。N的范圍從1～255。3.1.3字節(jié)交換及內(nèi)存填充指令1.字節(jié)交換指令3.1.4表功能指令1.填表指令填表指令（ATT），圖中TBL是表的首地址，DATA是要向表中添加的數(shù)據(jù)，新的數(shù)據(jù)填加在表中上一個數(shù)據(jù)的后面。每向表中填加一個新的數(shù)據(jù)，EC會自動加1。一個表最多可以有100條數(shù)據(jù)。2.先進先出指令先進先出指令（FIFO）從表（TBL）中移走第一個數(shù)據(jù)，并將此數(shù)輸出到DATA。剩余數(shù)據(jù)依次上移一個位置。3.后進先出指令后進先出指令（LIFO從表（TBL）中移走最后一個數(shù)據(jù)，并將此數(shù)輸出到DATA。4.查表指令查表指令（FND）搜索表，以查找符合一定規(guī)則的數(shù)據(jù)。3.1.4表功能指令1.填表指令3.2運算和數(shù)學(xué)指令

3.2.1算術(shù)運算指令1.加法指令加法操作指令(ADD)是對兩個有符號數(shù)進行相加操作，包括整數(shù)加法指令+I、雙整數(shù)加法指令+D和實數(shù)加法指令+R。2.減法指令減法指令（SUB）是對兩個有符號數(shù)進行減操作，3.乘法指令乘法指令（MUL）是對兩個有符號數(shù)進行乘法操作。4.除法指令除法指令（DIV）是對兩個有符號數(shù)進行除法操作。3.2運算和數(shù)學(xué)指令

3.2.1算術(shù)運算指令1.加3.2.1算術(shù)運算指令5.遞增和遞減指令遞增（INC）和遞減(DEC)指令也稱為自動加1和自動減1指令，遞增和遞減指令的梯形圖和語句表格式如圖3-13所示。在□中可以是B(字節(jié))、W(字)、DW(雙字)，在語句表中DW寫為D。字節(jié)增減指令是無符號的，而字和雙字增減指令是有符號的。遞增指令的功能：當(dāng)使能信號接通時，在梯形圖中，IN+1=OUT;在語句表中OUT+1=OUT。遞減指令的功能：當(dāng)使能信號接通時，在梯形圖中，IN-1=OUT;在語句表中OUT-1=OUT。3.2.1算術(shù)運算指令5.遞增和遞減指令3.2.2數(shù)學(xué)函數(shù)指令1.平方根指令平方根指令(SQRT)當(dāng)使能信號接通時，將由IN輸入的一個雙字長的實數(shù)開平方，運算結(jié)果存放到OUT中。2.自然對數(shù)指令自然對數(shù)指令（LN）當(dāng)使能信號接通時，計算輸入值IN的自然對數(shù)，并將結(jié)果存放到OUT中。3.自然指數(shù)指令自然指數(shù)指令（EXP）當(dāng)使能信號接通時，計算輸入值IN的自然指數(shù)值，并將結(jié)果存放到OUT中。4.三角函數(shù)正弦、余弦和正切指令三角函數(shù)指令當(dāng)使能信號接通時，計算角度值IN的三角函數(shù)值，并將結(jié)果存放在OUT中。3.2.2數(shù)學(xué)函數(shù)指令1.平方根指令3.2.3邏輯運算指令1．邏輯與指令邏輯與指令（AND）功能：當(dāng)使能信號接通時，將輸入值IN1和IN2的相應(yīng)位進行與操作(即如果兩個操作數(shù)的同一位均為1，運算結(jié)果的對應(yīng)位為1，否則為0)，將結(jié)果存入OUT中。2．邏輯或指令邏輯或指令（OR）的功能：當(dāng)使能信號接通時，將兩個輸入值IN1和IN2的相應(yīng)位進行或操作(即如果兩個操作數(shù)的同一位均為0，運算結(jié)果的對應(yīng)位為0，否則為1)，將結(jié)果存入OUT中。3．邏輯異或指令邏輯異或指令（XOR）的功能：當(dāng)使能信號接通時，將兩個輸入值IN1和IN2的相應(yīng)位進行異或操作(即如果兩個操作數(shù)的同一位不同，運算結(jié)果的對應(yīng)位為1，否則為0)，將結(jié)果存入OUT中。4．取反指令取反指令（INV）的功能：當(dāng)使能信號接通時,將輸入IN中二進制數(shù)逐位取反(即二進制數(shù)的各位由0變?yōu)?，由1變?yōu)?)，并將結(jié)果存入到OUT中。3.2.3邏輯運算指令1．邏輯與指令3.3轉(zhuǎn)換指令

3.3.1.標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換指令1.數(shù)字轉(zhuǎn)換（包含9條轉(zhuǎn)換指令）1）字節(jié)轉(zhuǎn)為整數(shù)指令

2）整數(shù)轉(zhuǎn)為字節(jié)指令3)雙整數(shù)轉(zhuǎn)為整數(shù)指令4)整數(shù)轉(zhuǎn)為雙整數(shù)指令5)BCD碼轉(zhuǎn)為整數(shù)指令6)整數(shù)轉(zhuǎn)為BCD碼指令7)雙整數(shù)轉(zhuǎn)為實數(shù)指令8)四舍五入取整指令9)舍去小數(shù)取整指令3.3轉(zhuǎn)換指令

3.3.1.標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換指令1.數(shù)字3.3.2譯碼、編碼和段碼指令1.譯碼指令譯碼指令（DECO）的功能：當(dāng)EN有效時，將字節(jié)型輸入數(shù)據(jù)IN的低4位的內(nèi)容譯成位號（00～15），由該位號指定OUT字型數(shù)據(jù)中對應(yīng)位置1，其余位置0。2.編碼指令編碼指令（ENCO功能：當(dāng)EN有效時，將輸入字IN的最低有效位的位號寫入輸出字節(jié)OUT的最低有效“半字節(jié)”（4位）中。3.段碼指令段碼指令（SEG）的功能：當(dāng)EN有效時，將IN中指定的字符（字節(jié)）轉(zhuǎn)換生成一個點陣并存入OUT指定的變量中。3.3.2譯碼、編碼和段碼指令1.譯碼指令3.4子程序

3.4.1子程序的作用S7-200PLC把用戶程序主要分為3部分：主程序、子程序和中斷程序。在實際應(yīng)用中有些程序內(nèi)容可能被反復(fù)使用，對那些需要經(jīng)常執(zhí)行的程序段，可設(shè)計成子程序的形式，并為每個子程序賦以不同的編號，在程序執(zhí)行的過程中，可隨時調(diào)用某個編號的子程序。子程序的優(yōu)點在于它可以用于對一個大的程序進行分段及分塊，使其成為較小的更易管理的程序塊，程序調(diào)試、程序檢查和程序維護時，可充分利用這項優(yōu)勢。子程序只在需要時才被調(diào)用、執(zhí)行，使用子程序可以減少掃描時間。3.4子程序

3.4.1子程序的作用S7-200PL3.4.2子程序的創(chuàng)建

可以采用下列方法創(chuàng)建子程序：1）在編輯環(huán)境的程序塊中單擊鼠標(biāo)右鍵→插入子程序SBR_n。（n的范圍為：CPU221～226主機n為0～63；CPU226XM主機n為0～127）。2）從編輯菜單中，選擇插入子程序SBR_n。只要插入了子程序，程序編輯器底部就將出現(xiàn)一個新標(biāo)簽，標(biāo)志新的子程序名，可以對子程序按照自己的思路重新命名。此時，可以對新的子程序編程。3.4.2子程序的創(chuàng)建

可以采用下列方法創(chuàng)建子程序：3.4.3子程序調(diào)用指令和返回指令子程序調(diào)用指令（CALL）和子程序條件返回指令(CRET)的梯形圖和語句表格式如圖所示。

3.4.3子程序調(diào)用指令和返回指令3.5.1中斷的幾個概念

1．中斷源及種類中斷源，即中斷事件發(fā)出中斷請求的來源這些中斷源大致分為三大類：1）通信口中斷：PLC的串行通信口可由程序來控制。通信口的這種操作模式稱為自由端口模式。2）I/O中斷：I/O中斷包含了上升沿或下降沿中斷、高速計數(shù)器中斷和脈沖串輸出（PTO）中斷。3）時基中斷：時基中斷包括定時中斷和定時器T32/T96中斷。CPU可以支持定時中斷?？梢杂枚〞r中斷指定一個周期性的活動。2．中斷優(yōu)先級在S7-200的中斷系統(tǒng)中，將全部中斷事件按中斷性質(zhì)和輕重緩急分配不同的優(yōu)先級，使得當(dāng)多個中斷事件同時發(fā)出中斷請求時，按照優(yōu)先級的從高到低進行排隊，優(yōu)先級的順序按照中斷性質(zhì)依次是通信中斷、高速脈沖串輸出中斷、外部輸入中斷、高速計數(shù)器中斷、定時中斷、定時器中斷3．中斷隊列在各個指定的優(yōu)先級之內(nèi)，CPU按先來先服務(wù)的原則處理中斷。任何時間點上，只有一個用戶中斷程序正在執(zhí)行。一旦中斷程序開始執(zhí)行，它要一直執(zhí)行到結(jié)束。而且不會被別的中斷程序，甚至是更高優(yōu)先級的中斷程序所打斷。3.5.1中斷的幾個概念

1．中斷源及種類3.5.2中斷指令1.中斷允許（開中斷）指令和中斷禁止（關(guān)中斷）指令2.中斷條件返回指令3.中斷連接指令4.中斷分離指令5.清除中斷事件指令3.5.2中斷指令1.中斷允許（開中斷）指令和中斷禁止3.5.3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。2.中斷程序的構(gòu)成中斷程序由3部分構(gòu)成：中斷程序標(biāo)號、中斷程序指令和無條件返回指令。3.中斷設(shè)計步驟1）確定中斷源（中斷事件號）申請中斷所需要執(zhí)行的中斷處理程序，并建立中斷處理程序INTn，從編輯菜單中，選擇插入中斷程序，程序編輯器底部就將出現(xiàn)一個新標(biāo)簽INTn，右擊標(biāo)簽INTn，可以對中斷程序按照自己的思路重新命名。2）在中斷程序INTn中編寫其應(yīng)用程序。3）在主程序或控制程序中，編寫中斷連接指令（ATCH）。4）在主程序中開中斷（ENI）。5）如果需要的話，可以編寫中斷分離指令（DTCH）。3.5.3中斷程序

1.中斷程序的概念3.5.3中斷程序

例3-2

編寫實現(xiàn)中斷事件0的控制程序。中斷事件0是中斷源I0.0上升沿產(chǎn)生的中斷事件。當(dāng)I0.0有效且開中斷時，系統(tǒng)可以對中斷0進行響應(yīng)，執(zhí)行中斷服務(wù)程序INT-0。設(shè)中斷服務(wù)程序的功能：若使I1.0接通，則Q1.0為ON；若I0.0發(fā)生錯誤（自動SM5.0接通有效），則立即禁止其中斷。3.5.3中斷程序

例3-2編寫實現(xiàn)中斷事件0的控制程3.6高速計數(shù)器

3.6.1高速計數(shù)器的基本概念在PLC中處理比掃描頻率高的輸入信號的任務(wù)是由高速計數(shù)器來完成的，高速計數(shù)器HSC用來累計比PLC掃描頻率高得多的脈沖輸入，利用產(chǎn)生的中斷事件完成預(yù)定的操作。用高速計數(shù)器可連接增量脈沖編碼器用于檢測位置和速度，實現(xiàn)高速運動的精確控制。

3.6高速計數(shù)器

3.6.1高速計數(shù)器的基本概念3.6.2高速計數(shù)器的工作模式

S7-200CPU高速計數(shù)器可以分別定義為4種工作類型：1）單相計數(shù)器內(nèi)部方向控制（無外部方向輸入信號）。2）單相計數(shù)器外部方向控制。3）雙相增/減計數(shù)器，雙脈沖輸入。4）A／B相正交脈沖輸入計數(shù)器。每種高速計數(shù)器類型可以設(shè)定為3種工作狀態(tài)：1）無復(fù)位、無啟動輸入。2）有復(fù)位、無啟動輸入。3）既有復(fù)位、又有啟動輸入。3.6.2高速計數(shù)器的工作模式

S7-200CPU高速3.6.3高速計數(shù)器相關(guān)的特殊存儲器1.高速計數(shù)器的控制字節(jié)只有定義了計數(shù)器和計數(shù)器模式，才能對計數(shù)器的動態(tài)參數(shù)進行編程。每個高速計數(shù)器都有一個控制字節(jié)，包括以下內(nèi)容：配置復(fù)位和啟動信號的有效狀態(tài)以及選擇一倍速或者4倍速計數(shù)模式；使能或者禁止計數(shù)器；控制計數(shù)方向；裝載初始值；裝載預(yù)置值。2.初始值和預(yù)置值的設(shè)置各高速計數(shù)器均有一個32位的預(yù)置值和一個32位的初始值，預(yù)置值和初始值均為有符號雙字整數(shù)。3.高速計數(shù)器尋址如果要指定高速計數(shù)器（HC）的地址，訪問高速計數(shù)器的計數(shù)值，要使用存儲器類型HC和計數(shù)器號（例如HC0）。4.指定中斷

所有計數(shù)器模式都支持在HSC的當(dāng)前值等于預(yù)設(shè)值時產(chǎn)生一個中斷事件。5.高速計數(shù)器的狀態(tài)字節(jié)每個高速計數(shù)器都有一個狀態(tài)字節(jié)，其中的狀態(tài)存儲位指出了當(dāng)前計數(shù)方向，當(dāng)前值是否大于或者等于預(yù)置值。3.6.3高速計數(shù)器相關(guān)的特殊存儲器1.高速計數(shù)器的控3.6.4高速計數(shù)器指令1）定義高速計數(shù)器指令：定義高速計數(shù)器指令（HDEF）為指定的高速計數(shù)器設(shè)置一種工作模式,即用來建立高速計數(shù)器與工作模式之間的聯(lián)系，模式的選擇決定了高速計數(shù)器的時鐘方向、啟動和復(fù)位功能。2）高速計數(shù)器指令：高速計數(shù)器指令（HSC）根據(jù)高速計數(shù)器特殊存儲器位的狀態(tài)，并按照HDEF指令指定的工作模式，設(shè)置高速計數(shù)器并控制其工作。3.6.4高速計數(shù)器指令1）定義高速計數(shù)器指令：定義高速3.7高速脈沖輸出

3.7.1高速脈沖輸出的概念S7-200CUP有兩個高速脈沖輸出點（Q0.0和Q0.1），輸出頻率可達20kHz，新產(chǎn)品CPU224XP的兩路高速脈沖輸出頻率可以達到100kHz。它們可以分別工作在PTO(高速脈沖串輸出)或者PWM(脈寬調(diào)制輸出)狀態(tài)下。PTO功能按照給定的脈沖個數(shù)和周期（頻率）輸出一串占空比50％的脈沖。PWM功能可以輸出一串占空比可調(diào)的脈沖，用戶可以控制脈沖的周期（頻率）和脈寬。脈沖計數(shù)范圍從1～4294967295是雙字長無符號數(shù)，周期范圍從10～65535μs或從2～65535ms是單字長無符號數(shù)。使用PTO或者PWM功能可以控制步進電動機和伺服電動機，實現(xiàn)速度、位置的開環(huán)運動控制。當(dāng)采用高速脈沖輸出功能時，必須采用晶體管輸出型的PLC。3.7高速脈沖輸出

3.7.1高速脈沖輸出的概念S73.7.2高速脈沖輸出指令高速脈沖輸出指令（PLS）用于在高速輸出（Q0.0和Q0.1）上控制脈沖串輸出（PTO）和脈寬調(diào)制（PWM）功能。高速脈沖輸出指令的梯形圖和語句表格式如圖3-30所示。操作數(shù)Q為常數(shù)（0或1）。3.7.2高速脈沖輸出指令3.7.3PTO/PWM向?qū)Ь幊?/p>

為了簡化用戶應(yīng)用程序中位控功能的使用，編程軟件Step7Micro/WINV4.0內(nèi)置的PTO/PWM編程向?qū)?，可以幫助用戶在幾分鐘?nèi)全部完成PWM，PTO或位控模塊的組態(tài)。位控向?qū)Э梢陨晌恢弥噶睿梢杂眠@些指令在應(yīng)用程序中為速度和位置提供動態(tài)控制。3.7.3PTO/PWM向?qū)Ь幊?/p>

為了簡化用戶應(yīng)用程序中3.8模擬量控制

3.8.1模擬量控制的概念1.關(guān)于模擬量控制系統(tǒng)模擬量控制系統(tǒng)是指輸入/輸出信號為模擬量的控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)的控制方式上可分為開環(huán)控制和閉環(huán)控制。開環(huán)控制是根據(jù)控制的設(shè)定值直接向控制對象輸出控制信號，這種控制容易受外界干擾而偏離控制目標(biāo)。對于控制要求比較高的場合，一般都采用閉環(huán)控制方式。閉環(huán)控制是使用控制的設(shè)定值與反饋值的差進行控制的，以求得設(shè)定值與反饋值的偏差最小。因而閉環(huán)控制也叫偏差控制。2.模擬量閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成PLC模擬量閉環(huán)控制系統(tǒng)由PLCCPU模塊、模擬量輸入/輸出模塊、執(zhí)行機構(gòu)、被控對象及測量元件組成，如圖所示。3.8模擬量控制

3.8.1模擬量控制的概念1.關(guān)3.8.2模擬量控制的使用方法

1.S7-200PLC的模擬量擴展模塊S7-200CPU除了CPU224外要附加模擬量擴展模塊才能實現(xiàn)模擬量輸入/輸出的功能。普通模擬量模塊有：EM231、EM232、EM235等。2.S7-200模擬量數(shù)據(jù)格式模擬量輸入/輸出數(shù)據(jù)是有符號整數(shù)，占用一個字長（兩個字節(jié)），所以地址必須從偶數(shù)字節(jié)開始。模擬量的轉(zhuǎn)換精度為12位，但在PLC中表示為-32000－+32000之間的整數(shù)值。3.S7-200模擬量的尋址1）CPU224XP本體上的模擬量輸入通道的地址為AIW0和AIW2；模擬量輸出通道的地址為AQW0。如果采用其他型號的CPU，則通道的地址AIW0、AIW2和AQW0可以被模擬量擴展模塊使用。

4.模擬量濾波器

S7-200允許用戶為每一路模擬量輸入選擇軟件濾波器。

5.模擬量比例換算因為A/D（模/數(shù)）、（D/A）數(shù)/模轉(zhuǎn)換之間的對應(yīng)關(guān)系，S7-200CPU內(nèi)部用數(shù)值表示外部的模擬量信號，兩者之間有一定的數(shù)學(xué)關(guān)系。這個關(guān)系就是模擬量/數(shù)值量的換算關(guān)系。3.8.2模擬量控制的使用方法

1.S7-200P3.8.2模擬量控制的使用方法

6.模擬量擴展模塊接線圖EM235最常用的模擬量擴展模塊，它實現(xiàn)了4路模擬量輸入和1路模擬量輸出功能。EM235模擬量擴展模塊接線圖如圖所示。3.8.2模擬量控制的使用方法

6.模擬量擴展模塊接線3.8.3模擬量控制的編程實例本實例是一個溫度顯示的控制程序，CPU選擇CPU222，帶一個模擬量擴展模塊EM235，該模塊的第一個通道連接一塊帶4～20mA變送輸出的溫度顯示儀表，該儀表的量程設(shè)置為0～100℃，即0℃時輸出4mA（對應(yīng)數(shù)據(jù)為6400），100℃時輸出20mA（對應(yīng)數(shù)據(jù)為32000）。經(jīng)研究算法公式，溫度顯示值={[（AIW0－6400）/（32000－6400）]×100}={（AIW0－6400）/（320－64）}℃，6個DIP開關(guān)設(shè)置為：100001，因傳感器采用熱電阻所以不使用輸入濾波器。編譯并運行程序，觀察程序狀態(tài)，把顯示的溫度值放到VW30，對照儀表顯示值是否一致。3.8.3模擬量控制的編程實例本實例是一個溫度顯示的控制3.9比例/積分/微分回路控制指令

3.9.1PID回路控制的概念PID即比例積分微分控制，是一種閉環(huán)自動控制算法，目的是使被控制的物理量追隨給定值且穩(wěn)定性好，自動消除各種因素對控制效果的擾動。因為PID控制器具有自整定的功能，不需要精確研究被控對象的數(shù)學(xué)模型，能自動整定PID參數(shù)。使用起來非常方便，得到了廣泛的應(yīng)用。S7-200CPU提供了8個回路的PID功能，用以實現(xiàn)需要按照PID控制規(guī)律進行自動調(diào)節(jié)的控制任務(wù)，例如溫度、壓力、流量控制等。PID功能一般需要模擬量輸入，以反映被控物理量的實際數(shù)值，稱為反饋；而用戶設(shè)定的調(diào)節(jié)目標(biāo)值稱為給定。PID運算的任務(wù)就是根據(jù)反饋與給定的相對差值，按照PID運算規(guī)律計算出結(jié)果，輸出數(shù)字量控制信號到固態(tài)開關(guān)元件（控制加熱元件的接通和斷開），或輸出模擬量信號給執(zhí)行機構(gòu)如控制電動調(diào)節(jié)閥的開度，以達到自動調(diào)節(jié)被控量跟隨給定變化的目的。3.9比例/積分/微分回路控制指令

3.9.1PID3.9.2PID回路控制的指令1.PID回路控制的指令PID回路控制指令利用表（TBL）中的輸入和配置信息，在被參考的LOOP執(zhí)行PID回路計算。PID回路控制指令的梯形圖和語句表格式如圖所示。EN：啟動PID指令輸入信號；TBL：PID回路表的起始地址（由變量存儲器VB指定字節(jié)型數(shù)據(jù)）；LOOP：PID控制回路號（0～7）。PID回路指令（包含比例、積分、微分回路）可以用來進行PID運算。但是，可以進行這種PID運算的前提條件是邏輯堆棧棧頂（TOS）值必須為1。指令功能：在輸入有效時，根據(jù)回路表（TBL）中的輸入配置信息，對相應(yīng)的LOOP回路執(zhí)行PID回路計算，其結(jié)果經(jīng)回路表指定的輸出域輸出。3.9.2PID回路控制的指令1.PID回路控制的3.9.