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潯之漫 智控技術(shù)有限公司  上海詩(shī)慕自動(dòng)化設(shè)備有限公司
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梯形圖中比較指令框的輸入和輸出均為BOOL變量，可以取I、Q、M、L和D；被比較數(shù)IN1和IN2的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度與指令有關(guān)，可以取整數(shù)、雙整數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)。數(shù)據(jù)類(lèi)型為I、Q、M、L、D或常數(shù)。

1)使用SFC 20“BLKMOV”（塊移動(dòng)），可將源存儲(chǔ)區(qū)的內(nèi)容復(fù)制到目標(biāo)存儲(chǔ)區(qū)。源區(qū)域與目標(biāo)區(qū)域不能交叉。下面是使用SFC 20傳送20個(gè)字節(jié)的例子。

    CALL "BLKMOV”    //調(diào)用SFC 20

    SRCBLK  ：=P#M 54.0 BYTE 20    //源存儲(chǔ)器區(qū)

    RET_VAL：=MW10    //執(zhí)行SFC 20出錯(cuò)時(shí)的錯(cuò)誤代碼

    DSTBLK  ：=P#DB2．DBX0.0 BYTE 20//目標(biāo)存儲(chǔ)器區(qū)

    2)使用SFC 21“FILL”，可以將源數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)填充到目標(biāo)數(shù)據(jù)區(qū)。假設(shè)MB20和MB21的值為7和5，執(zhí)行下面的例程后DB2的DBB30~DBB34的值分別為7、5、7、5和7。源區(qū)域與目標(biāo)區(qū)域不能交叉。

    CALL "FILL"    //調(diào)用SFC 21

    BVAL    ：=P#M 20.0 BYTE 2    //源存儲(chǔ)器區(qū)

    RET_VAL：=MW12    //執(zhí)行SFC 21出錯(cuò)時(shí)的錯(cuò)誤代碼

    BLK    ：=P#DB2．DBX30.0 BYTE 5  //目標(biāo)存儲(chǔ)器區(qū)

    3) SFC 81“UBLKMOV”（不間斷的塊移動(dòng)）與SFC 20的功能和使用方法基本上相同，SFC 81的復(fù)制操作不會(huì)被其他操作系統(tǒng)的任務(wù)打斷。

  梯形圖的傳送指令（見(jiàn)圖3-53）只有一條MOVE指令，它直接將源數(shù)據(jù)傳送到目的地址，不需經(jīng)過(guò)累加器中轉(zhuǎn)。輸入變量和輸出變量可以是8位、16位或32位的基本數(shù)據(jù)類(lèi)型。同一條指令的輸入變量和輸出變量的數(shù)據(jù)類(lèi)型可以不相同，例如可以將MB0中的數(shù)據(jù)傳送到MW2。如果將MW4的數(shù)據(jù)傳送到MB6時(shí)，MW4中的數(shù)據(jù)超過(guò)255，只是將MW4的低位字節(jié)(MB5)中的數(shù)據(jù)傳送到MB6，應(yīng)避免出現(xiàn)這種情況。

    圖3-53    傳送指令

可以用L指令將定時(shí)器字的十六進(jìn)制剩余時(shí)間值裝入累加器1的低字，稱(chēng)為直接裝載。也可以用LC指令以BCD碼格式將剩余時(shí)間值裝入累加器1的低字。使用LC指令可以同時(shí)獲得時(shí)間值和時(shí)間基準(zhǔn)，時(shí)間基準(zhǔn)與時(shí)間值相乘得到實(shí)際的定時(shí)剩余時(shí)間。

    可以用L指令將十六進(jìn)制計(jì)數(shù)值裝入累加器1的低字，或用LC指令將BCD碼格式的計(jì)數(shù)值裝入累加器1的低字。

    L    T    5    //將定時(shí)器T5中的十六進(jìn)制時(shí)間值裝入累加器1的低字

    LC    T    5    //將定時(shí)器T5中的BCD碼格式的時(shí)間值裝入累加器1的低字

    C    3    //將計(jì)數(shù)器C3中的十六進(jìn)制計(jì)數(shù)值裝入累加器1的低字

    LC    C    16    //將計(jì)數(shù)器C16中的BCD碼格式的計(jì)數(shù)值裝入累加器1的低字。

  S7中有兩個(gè)地址寄存器AR1和AR2，通過(guò)它們可以對(duì)各存儲(chǔ)區(qū)的存儲(chǔ)器內(nèi)容作寄存器間接尋址。地址寄存器的內(nèi)容加上偏移量形成地址指針，后者指向數(shù)據(jù)所在的存儲(chǔ)單元。

圖 1 可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試的主要步驟

（ 1 ）深入了解和分析被控對(duì)象的工藝條件和控制要求

a ．被控對(duì)象就是受控的機(jī)械、電氣設(shè)備、生產(chǎn)線或生產(chǎn)過(guò)程。

b ．控制要求主要指控制的基本方式、應(yīng)完成的動(dòng)作、自動(dòng)工作循環(huán)的組成、必要的保護(hù)和聯(lián)鎖等。對(duì)較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，還可將控制任務(wù)分成幾個(gè)獨(dú)立部分，這種可化繁為簡(jiǎn)，有利于編程和調(diào)試。

（ 2 ）確定 I/O 設(shè)備

根據(jù)被控對(duì)象對(duì) PLC 控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的用戶輸入、輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、傳感器等，常用的輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、指示燈、電磁閥等。

（ 3 ）選擇合適的 PLC 類(lèi)型

根據(jù)已確定的用戶 I/O 設(shè)備，統(tǒng)計(jì)所需的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的點(diǎn)數(shù)，選擇合適的 PLC 類(lèi)型，包括機(jī)型的選擇、容量的選擇、 I/O 模塊的選擇、電源模塊的選擇等。

（ 4 ）分配 I/O 點(diǎn)

分配 PLC 的輸入輸出點(diǎn)，編制出輸入 / 輸出分配表或者畫(huà)出輸入 / 輸出端子的接線圖。接著九可以進(jìn)行 PLC 程序設(shè)計(jì)，同時(shí)可進(jìn)行控制柜或操作臺(tái)的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工。

（ 5 ）設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)梯形圖程序

根據(jù)工作功能圖表或狀態(tài)流程圖等設(shè)計(jì)出梯形圖即編程。這一步是整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心工作，也是比較困難的一步，要設(shè)計(jì)好梯形圖，首先要十分熟悉控制要求，同時(shí)還要有一定的電氣設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

（ 6 ）將程序輸入 PLC

當(dāng)使用簡(jiǎn)易編程器將程序輸入 PLC 時(shí)，需要先將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令助記符，以便輸入。當(dāng)使用可編程序控制器的輔助編程軟件在計(jì)算機(jī)上編程時(shí)，可通過(guò)上下位機(jī)的連接電纜將程序下載到 PLC 中去。

（ 7 ）進(jìn)行軟件測(cè)試

程序輸入 PLC 后，應(yīng)先進(jìn)行測(cè)試工作。因?yàn)樵诔绦蛟O(shè)計(jì)過(guò)程中，難免會(huì)有疏漏的地方。因此在將 PLC 連接到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備上去之前，必需進(jìn)行軟件測(cè)試，以排除程序中的錯(cuò)誤，同時(shí)也為整體調(diào)試打好基礎(chǔ)，縮短整體調(diào)試的周期。

（ 8 ）應(yīng)用系統(tǒng)整體調(diào)試

在 PLC 軟硬件設(shè)計(jì)和控制柜及現(xiàn)場(chǎng)施工完成后，就可以進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)調(diào)試，如果控制系統(tǒng)是由幾個(gè)部分組成，則應(yīng)先作局部調(diào)試，然后再進(jìn)行整體調(diào)試；如果控制程序的步序較多，則可先進(jìn)行分段調(diào)試，然后再連接起來(lái)總調(diào)。調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，要逐一排除，直至調(diào)試成功。

（ 9 ）編制技術(shù)文件

系統(tǒng)技術(shù)文件包括說(shuō)明書(shū)、電氣原理圖、電器布置圖、電氣元件明細(xì)表、 PLC 梯形圖。

@
PLC 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1 ． PLC 型號(hào)的選擇

在作出系統(tǒng)控制方案的決策之前，要詳細(xì)了解被控對(duì)象的控制要求，從而決定是否選用 PLC 進(jìn)行控制。

在控制系統(tǒng)邏輯關(guān)系較復(fù)雜（需要大量中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等）、工藝流程和產(chǎn)品改型較頻繁、需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和信息管理（有數(shù)據(jù)運(yùn)算、模擬量的控制、 PID 調(diào)節(jié)等）、系統(tǒng)要求有較高的可靠性和穩(wěn)定性、準(zhǔn)備實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化聯(lián)網(wǎng)等情況下，使用 PLC 控制是很必要的。

目前，國(guó)內(nèi)外眾多的生產(chǎn)廠家提供了多種系列功能各異的 PLC 產(chǎn)品，使用戶眼花繚亂、無(wú)所適從。所以全面權(quán)衡利弊、合理地選擇機(jī)型才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)實(shí)用的目的。一般選擇機(jī)型要以滿足系統(tǒng)功能需要為宗旨，不要盲目貪大求全，以免造成投資和設(shè)備資源的浪費(fèi)。機(jī)型的選擇可從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮。

（ 1 ）對(duì)輸入 / 輸出點(diǎn)的選擇

盲目選擇點(diǎn)數(shù)多的機(jī)型會(huì)造成一定浪費(fèi)。

要先弄清除控制系統(tǒng)的 I/O 總點(diǎn)數(shù)，再按實(shí)際所需總點(diǎn)數(shù)的 15 ～ 20 ％留出備用量（為系統(tǒng)的改造等留有余地）后確定所需 PLC 的點(diǎn)數(shù)。

另外要注意，一些高密度輸入點(diǎn)的模塊對(duì)同時(shí)接通的輸入點(diǎn)數(shù)有限制，一般同時(shí)接通的輸入點(diǎn)不得超過(guò)總輸入點(diǎn)的 60 ％； PLC 每個(gè)輸出點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)能力（ A/ 點(diǎn)）也是有限的，有的 PLC 其每點(diǎn)輸出電流的大小還隨所加負(fù)載電壓的不同而異；一般 PLC 的允許輸出電流隨環(huán)境溫度的升高而有所降低等。在選型時(shí)要考慮這些問(wèn)題。

PLC 的輸出點(diǎn)可分為共點(diǎn)式、分組式和隔離式幾種接法。隔離式的各組輸出點(diǎn)之間可以采用不同的電壓種類(lèi)和電壓等級(jí)，但這種 PLC 平均每點(diǎn)的價(jià)格較高。如果輸出信號(hào)之間不需要隔離，則應(yīng)選擇前兩種輸出方式的 PLC 。

（ 2 ）對(duì)存儲(chǔ)容量的選擇

對(duì)用戶存儲(chǔ)容量只能作粗略的估算。在僅對(duì)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行控制的系統(tǒng)中，可以用輸入總點(diǎn)數(shù)乘 10 字 / 點(diǎn)＋輸出總點(diǎn)數(shù)乘 5 字 / 點(diǎn)來(lái)估算；計(jì)數(shù)器/ 定時(shí)器按（ 3 ～ 5 ）字 / 個(gè)估算；有運(yùn)算處理時(shí)按（ 5 ～ 10 ）字 / 量估算；在有模擬量輸入 / 輸出的系統(tǒng)中，可以按每輸入 / （或輸出）一路模擬量約需（ 80 ～ 100 ）字左右的存儲(chǔ)容量來(lái)估算；有通信處理時(shí)按每個(gè)接口 200 字以上的數(shù)量粗略估算。后，一般按估算容量的50 ～ 100 ％留有裕量。對(duì)缺乏經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者，選擇容量時(shí)留有裕量要大些。

（ 3 ）對(duì) I/O 響應(yīng)時(shí)間的選擇

PLC 的 I/O 響應(yīng)時(shí)間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時(shí)間延遲（一般在 2 ～ 3 個(gè)掃描周期）等。對(duì)開(kāi)關(guān)量控制的系統(tǒng)，PLC 和 I/O 響應(yīng)時(shí)間一般都能滿足實(shí)際工程的要求，可不必考慮 I/O 響應(yīng)問(wèn)題。但對(duì)模擬量控制的系統(tǒng)、特別是閉環(huán)系統(tǒng)就要考慮這個(gè)問(wèn)題。

（ 4 ）根據(jù)輸出負(fù)載的特點(diǎn)選型

不同的負(fù)載對(duì) PLC 的輸出方式有相應(yīng)的要求。例如，頻繁通斷的感性負(fù)載，應(yīng)選擇晶體管或晶閘管輸出型的，而不應(yīng)選用繼電器輸出型的。但繼電器輸出型的 PLC 有許多優(yōu)點(diǎn)，如導(dǎo)通壓降小，有隔離作用，價(jià)格相對(duì)較便宜，承受瞬時(shí)過(guò)電壓和過(guò)電流的能力較強(qiáng)，其負(fù)載電壓靈活（可交流、可直流）且電壓等級(jí)范圍大等。所以動(dòng)作不頻繁的交、直流負(fù)載可以選擇繼電器輸出型的 PLC 。

（ 5 ）對(duì)在線和離線編程的選擇

離線編程示指主機(jī)和編程器共用一個(gè) CPU ，通過(guò)編程器的方式選擇開(kāi)關(guān)來(lái)選擇 PLC 的編程、監(jiān)控和運(yùn)行工作狀態(tài)。編程狀態(tài)時(shí)， CPU 只為編程器服務(wù)，而不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制。編程器編程屬于這種情況。在線編程是指主機(jī)和編程器各有一個(gè) CPU ，主機(jī)的 CPU 完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的控制，在每一個(gè)掃描周期末尾與編程器通信，編程器把修改的程序發(fā)給主機(jī)，在下一個(gè)掃描周期主機(jī)將按新的程序?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制。計(jì)算機(jī)輔助編程既能實(shí)現(xiàn)離線編程，也能實(shí)現(xiàn)在線編程。在線編程需購(gòu)置計(jì)算機(jī)，并配置編程軟件。采用哪種編程方法應(yīng)根據(jù)需要決定。

（ 6 ）據(jù)是否聯(lián)網(wǎng)通信選型

若 PLC 控制的系統(tǒng)需要聯(lián)入工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)，則 PLC 需要有通信聯(lián)網(wǎng)功能，即要求 PLC 應(yīng)具有連接其他 PLC 、上位計(jì)算機(jī)及 CRT 等的接口。大、中型機(jī)都有通信功能，目前大部分小型機(jī)也具有通信功能。

（ 7 ）對(duì) PLC 結(jié)構(gòu)形式的選擇

在相同功能和相同 I/O 點(diǎn)數(shù)據(jù)的情況下，整體式比模塊式價(jià)格低。但模塊式具有功能擴(kuò)展靈活，維修方便（換模塊），容易判斷故障等優(yōu)點(diǎn)，要按實(shí)際需要選擇 PLC 的結(jié)構(gòu)形式。

2 ．分配輸入 / 輸出點(diǎn)

一般輸入點(diǎn)和輸入信號(hào)、輸出點(diǎn)和輸出控制是一一對(duì)應(yīng)的。

分配好后，按系統(tǒng)配置的通道與接點(diǎn)號(hào)，分配給每一個(gè)輸入信號(hào)和輸出信號(hào)，即進(jìn)行編號(hào)。

在個(gè)別情況下，也有兩個(gè)信號(hào)用一個(gè)輸入點(diǎn)的，那樣就應(yīng)在接入輸入點(diǎn)前，按邏輯關(guān)系接好線（如兩個(gè)觸點(diǎn)先串聯(lián)或并聯(lián)），然后再接到輸入點(diǎn)。

（ 1 ）確定 I/O 通道范圍

不同型號(hào)的 PLC ，其輸入 / 輸出通道的范圍是不一樣的，應(yīng)根據(jù)所選 PLC 型號(hào)，查閱相應(yīng)的編程手冊(cè)，決不可“張冠李戴”。必須參閱有關(guān)操作手冊(cè)。

    圖3-51    存儲(chǔ)器間接尋址的雙字指針格式

    圖3-52    寄存器間接尋址的雙字指針格式

    地址寄存器存儲(chǔ)的雙字地址指針見(jiàn)圖3-52。其中第0～2位(xxx)為被尋址地址中位的編號(hào)(0~7)，第3～18位為被尋址地址的字節(jié)的編號(hào)。第24~ 26位(rrr)為被尋址地址的區(qū)域標(biāo)識(shí)號(hào)(見(jiàn)表3-6)，第31位x為0則為區(qū)域內(nèi)的間接尋址，為1則為區(qū)域間的間接尋址。

    表3-6    區(qū)域間寄存器間接尋址的區(qū)域標(biāo)識(shí)號(hào)

    如果要用寄存器指針訪問(wèn)一個(gè)字節(jié)、字或雙字，必須保證指針的位地址編號(hào)為0。

    *種地址指針格式包括被尋址數(shù)值所在的存儲(chǔ)單元地址的字節(jié)編號(hào)和位編號(hào)，存儲(chǔ)區(qū)的類(lèi)型在指令中給出。這種指針格式適用于在某一存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)尋址。第24～26位(rrr)和第31位應(yīng)為0。下面是區(qū)域內(nèi)間接尋址的例子：

    L    P#5.0    //將間接尋址的指針裝入累加器1

    L    AR1    //將累加器l的內(nèi)容送到地址寄存器1

    A    M[ AR1，P#2.3]    //AR1中的P#5.0加偏移量P#2.3，對(duì)M7.3進(jìn)行操作

    =    Q[ AR1，P#0.2]    //邏輯運(yùn)算的結(jié)果送Q5.2

    L    DBW[AR1，P#18.0]  //將DBW23裝入累加器1

    指針常數(shù)#P5.0對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)為2#0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 1000。

    第二種地址指針格式的第24～26位還包含了說(shuō)明數(shù)值所在存儲(chǔ)區(qū)的存儲(chǔ)區(qū)域標(biāo)識(shí)符的編號(hào)rrr，這種指針格式用于區(qū)域間寄存器間接尋址。下面是區(qū)域間間接尋址的例子：

    L    P#M6.0    //將存儲(chǔ)器位M6.0的雙字地址裝入累加器1

    LAR1    //將累加器1的內(nèi)容送到地址寄存器1

    L    W[ AR1，P#50.0]    //將存儲(chǔ)器字MW56的內(nèi)容傳送到累加器l

    P#M6.0對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)為2#1000 0011 0000 0000 0000 0000 0011 0000。因?yàn)榈刂分羔?/span>P#M6.0已經(jīng)包含有區(qū)域信息，使用間接尋址的指令“L W[AR1，P#50]”時(shí)沒(méi)有必要再使用地址標(biāo)識(shí)符M。