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1、第2章S7 1200PLC的程序设计基础 2 1S7 1200的编程语言 国际标准 IEC 国际电工委员会 是为电子技术的所有领域制定全球标准的国际组织 IEC61131是PLC的国际标准 其中第三部分IEC61131 3是PLC的编程语言标准 IEC61131 3是世界上第一个 也是至今唯一的工业控制系统的编程语言标准 已经成为DCS IPC FCS SCADA和运动控制系统事实上的软件标准 IEC61131 3的5种编程语言 指令表 InstructionList 结构文本 StructuredText ST 梯形图 LadderDiagram LD 功能块图 FunctionBlockD
2、iagram FBD 顺序功能图 SequentialFunctionChart SFC 2 1S7 1200的编程语言 梯形图和功能块图 梯形图 LAD 是使用得最多的PLC图形编程语言 由触点 线圈和用方框表示的指令框组成 触点和线圈组成的电路称为程序段 network 网络 Step7Basic自动为程序段编号 功能块图 FBD 使用类似于数字电路的图形逻辑来表示控制逻辑 2 2系统存储区与数据类型 物理存储器 PLC使用的物理存储器类型 RAM ROM FlashEPROM 简称为FEPROM 装载存储器 非易失性的存储区 用于保存用户程序 数据和组态信息 所有的CPU都有内部的装载存
3、储器 CPU插入存储卡后 用存储卡做装载存储器 类似于计算机的硬盘 具有断电保持功能 工作存储器 集成在CPU中的高速存取的RAM 类似于计算机的内存 断电时内容丢失 断电保持存储器 用来防止在电源关闭时丢失数据 可以用不同方法设置变量的断电保持功能 存储卡 可选的存储卡用来存储用户程序 或用于传送程序 2 2系统存储区与数据类型 基本数据类型 2 2系统存储区与数据类型 字节 字节 位寻址 字节 位 寻址方式 如I3 2 首位字母表示存储器标识符 I表示输入过程映像区 8位二进制数组成1个字节 Byte 以起始字节的地址作为字和双字的地址 起始字节为最高位的字节 2 2系统存储区与数据类型
4、字 双字寻址 MW100 MD100 32位的浮点数又称为实数 Real 浮点数的优点是用很小的存储空间 4B 表示非常大和非常小的数 PLC输入和输出的数值大多是整数 例如模拟量输入和输出值 用浮点数来处理这些数据需要进行整数和浮点数之间的转换 浮点数的运输速度不及整数的运算速度慢一些 在编程软件中 用十进制小数来表示浮点数 例如50是整数 50 0为浮点数 2 2系统存储区与数据类型 浮点数 2 2系统存储区与数据类型 系统存储区 2 3位逻辑指令 常开触点 常闭触点 取反触点 输出线圈 取反输出线圈 复位 置位 区域置位 区域复位 复位优先锁存器 置位优先锁存器 上升沿检测触点 下降沿检
5、测触点 上升沿检测线圈 下降沿检测线圈 上升沿触发器 下降沿触发器 2 3位逻辑指令 置位复位指令 最主要的特点是有记忆和保持功能 2 3位逻辑指令 多点置位复位指令 多点置位指令将指定的地址开始的连续若干个地址置位 变为1状态并保持 多点复位指令将指定的地址开始的连续若干个地址复位 变为0状态并保持 2 3位逻辑指令 复位优先 置位优先锁存器 复位优先锁存器 置位优先锁存器 输出线圈可选 2 3位逻辑指令 边缘检测触点指令 如果输入信号I0 6由0变为1状态 即输入信号I0 6的上升沿 则该触点接通一个扫描周期 触点下面的M4 3为边缘存储位 用来存储上一个扫描循环是I0 6的状态 通过比较
6、输入信号的当前状态和上一次循环的状态来检测信号的边沿 边沿存储位的地址只能在程序中使用一次 它的状态不能在其他地方被改写 只能使用M 全局DB和静态局部变量来作边沿存储位 不能使用临时局部数据或I O变量来作边沿存储位 2 3位逻辑指令 边缘检测线圈指令 边缘检测线圈指令 上升沿检测线圈仅在流进该线圈的能流的上升沿 输出位M6 1为1状态 M6 2为边沿存储位 在I0 7的上升沿 M6 1的常开触点闭合一个扫描周期 使M6 6置位 在I0 7的下降沿 M6 3的常开触点闭合一个扫描周期 使M6 6复位 2 3位逻辑指令 P TRIG与N TRIG指令 在流进P TRIG指令的CLK输入端的能流
7、的上升沿 Q端输出一个扫描周期的能流 使M8 1置位 方框下面的M8 0是脉冲存储器位 P TRIG指令与N TRIG指令不能放在电路的开始处和结束处 2 3位逻辑指令 3种边沿检测指令的功能 以上升沿检测为例 在P触点指令中 触点上面的地址的上升沿 该触点接通一个扫描周期 因此P触点用于检测触点上面地址的上升沿 并且直接输出上升沿脉冲 在P线圈的能流的上升沿 线圈上面的地址在一个扫描周期为1状态 因此P线圈用于检测能流的上升沿 并用线圈上面的地址来输出上升沿脉冲 P TRIG指令用于检测能流的上升沿 并且直接输出上升沿脉冲 如果P TRIG指令左边只有I1 0触点 可以用I1 0的P触点来代
8、替P TRIG指令 2 3位逻辑指令 故障信息显示电路举例1 2 设计故障信息显示电路 从故障信号I0 0的上升沿开始 Q0 7控制的指示灯以1Hz的频率闪烁 操作人员按复位按钮I0 1后 如果故障已经消失 则指示灯灭 如果没有消失 则指示灯转为常亮 直至故障消失 2 3位逻辑指令 故障信息显示电路举例2 2 2 4定时器指令 定时器的基本功能1 2 使用定时器指令可创建编程的时间延迟 S7 1200PLC有4种定时器 TP 脉冲定时器可生成具有预设宽度时间的脉冲 TON 接通延迟定时器输出Q在预设的延时过后设置为ON TOF 关断延迟定时器输出Q在预设的延时过后重置为OFF TONR 保持型
9、接通延迟定时器输出在预设的延时过后设置为ON 在使用R输入重置经过的时间之前 会跨越多个定时时段一直累加经过的时间 RT 通过清除存储在指定定时器背景数据块中的时间数据来重置定时器 每个定时器都使用一个存储在数据块中的结构来保存定时器数据 在编辑器中放置定时器指令时可分配该数据块 2 4定时器指令 定时器的基本功能2 2 2 4定时器指令 定时器的输入输出参数1 4 TP TON和TOF定时器具有相同的输入和输出参数 TONR定时器具有附加的复位输入参数R 可创建自己的 定时器名称 来命名定时器数据块 还可以描述该定时器在过程中的用途 RT指令可重置指定定时器的定时器数据 2 4定时器指令 定
10、时器的输入输出参数2 4 参数IN从0变为1将启动TP TON和TONR 从1变0将启动TOF ET为定时开始后经过的时间 或称为已耗时间值 可以不为ET指定地址 它们的数值类型为32位的Time 单位为ms 最大定时时间为T 24D 20H 31M 23S 647MS 2 4定时器指令 定时器的输入输出参数3 4 IEC定时器和IEC计数器属于功能块 调用时需要指定配套的背景数据块 定时器和计数器指令的数据保存在背景数据块中 在梯形图中输入定时器指令时 打开右边的指令窗口将 定时器操作 文件夹中的定时器指令拖放到梯形图中适当的位置 在出现的 调用选项 对话框中修改将要生成的背景数据块的名称
11、或采用默认的名称 点击 确定 按钮 自动生成数据块 2 4定时器指令 定时器的输入输出参数4 4 2 4定时器指令 脉冲定时器TP时序图 2 4定时器指令 接通延时定时器TON时序图 2 4定时器指令 断开延时定时器TOF时序图 2 4定时器指令 保持型接通延时定时器TONR时序图 2 4定时器指令 举例1 6 用接通延时定时器设计周期和占空比可调的振荡电路 M2 7只接通一个扫描周期 振荡电路实际上是一个有正反馈的电路 两个定时器的输出Q分别控制对方的输入IN 形成了正反馈 振荡电路的高 低电平时间分别由两个定时器的PT值确定 2 4定时器指令 举例2 6 2 4定时器指令 举例3 6 用3
12、种定时器设计卫生间冲水控制电路 2 4定时器指令 举例4 6 2 4定时器指令 举例5 6 两条运输带顺序相连 为避免运送的物料在1号运输带上堆积 按下起动按钮I0 3 1号带开始运行 8s后2号带自动起动 停机的顺序与起动的顺序相反 按了停止按钮I0 2后 先停2号带 8s后停1号带 Q1 1和Q0 6控制两台电动机M1和M2 2 4定时器指令 举例6 6 2 5计数器指令 计数器的数据类型 S7 1200有3种计数器 加计数器 CTU 减计数器 CTD 和加减计数器 CTUD 它们属于软件计数器 其最大计数速率受到它所在的OB的执行速率的限制 如果需要速率更高的计数器 可以使用CPU内置的
13、高速计数器 调用计数器指令时 需要生成保存计数器数据的背景数据块 CU和CD分别是加计数输入和减计数输入 在CU或CD由0变为1是 实际计数值CV加1或减1 复位输入R为1时 计数器被复位 CV被清0 计数器的输入Q变为0 2 5计数器指令 计数器的输入输出参数 2 5计数器指令 加计数器 CTU 参数CU的值从0变为1时 CTU使计数值加1 如果参数CV 当前计数值 的值大于或等于参数PV 预设计数值 的值 则计数器输出参数Q 1 如果复位参数R的值从0变为1 则当前计数值复位为0 PV 3 2 5计数器指令 减计数器 CTD 参数CD的值从0变为1时 CTD使计数值减1 如果参数CV 当前
14、计数值 的值等于或小于0 则计数器输出参数Q 1 如果参数LOAD的值从0变为1 则参数PV 预设值 的值将作为新的CV 当前计数值 装载到计数器 PV 3 2 5计数器指令 加减计数器1 2 CTUD 加计数 CU CountUp 或减计数 CD CountDown 输入的值从0跳变为1时 CTUD会使计数值加1或减1 如果参数CV 当前计数值 的值大于或等于参数PV 预设值 的值 则计数器输出参数QU 1 如果参数CV的值小于或等于零 则计数器输出参数QD 1 如果参数LOAD的值从0变为1 则参数PV 预设值 的值将作为新的CV 当前计数值 装载到计数器 如果复位参数R的值从0变为1 则
15、当前计数值复位为0 2 5计数器指令 加减计数器2 2 PV 4 2 6用STEP7Basic生成用户程序 程序编辑器 2 6用STEP7Basic生成用户程序 电机启动主电路 2 6用STEP7Basic生成用户程序 电机启动控制电路 2 6用STEP7Basic生成用户程序 电机启动控制程序 2 6用STEP7Basic生成用户程序 生成用户程序 打开主程序OB1 生成如下用户程序 2 6用STEP7Basic生成用户程序 工具栏上的按钮 在选中的程序段下面插入一个新的程序段 删除选中的程序段 打开 关闭所有的程序段 设置变量的显示方式 显示绝对地址 符号地址或同时显示 关闭或打开程序段的
16、注释 显示或隐藏收藏夹 跳转到前一个或下一个语法错误 更新不一致的块调用 打开或关闭程序状态监视 2 6用STEP7Basic生成用户程序 设置程序编辑器参数1 2 选项 设置 2 6用STEP7Basic生成用户程序 设置程序编辑器参数2 2 操作数与其他对象 例如触点 之间的垂直间距 操作数水平方向和垂直方向可以输入的最大字符数 2 6用STEP7Basic生成用户程序 生成和修改变量1 2 2 6用STEP7Basic生成用户程序 生成和修改变量2 2 2 6用STEP7Basic生成用户程序 快速生成变量 2 6用STEP7Basic生成用户程序 设置变量的断电保护功能 设置后有保持功能的M区的变量的 保持性 列的多选框中出现 2 6用STEP7Basic生成用户程序 全局变量和局部变量 PLC变量表中的变量可用于整个PLC中所有的代码块 在所有的代码中具有相同的意义和唯一的名称 可以在变量表中 为输入I 输出Q和位存储器M的位 字节 字和双字定义全局变量 在程序中 全局变量被自动添加双引号 例如 起动 局部变量只能在它被定义的块中使用 同一个变量的名称可以在不同的块中分别使用
