機(jī)械裝備電氣與PLC技術(shù)-功能指令-PPT

1、A佩工龍大扌HeFei University of Technology機(jī)械裝備電氣與PLC技術(shù)（PLC部分）機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械電子工程系/機(jī)器人研究所 主講：錢鈞電由E： HYPERLINK mailto: 地址：機(jī)械樓108室2020年6月4日第四章S7-200 PLC的功能指令-4.1數(shù)據(jù)處理指令 -4.2數(shù)學(xué)運(yùn)算指令 -4.3高級應(yīng)用指令 -4.4 PLC程序框架組成-比較指令 -數(shù)據(jù)傳送指令移位和循環(huán)移位指令-1.比較指令將兩個操作數(shù)INI、IN2按指定的關(guān)系比較，比較關(guān)系成立則比較觸點(diǎn)閉合。實(shí)際上是一個比較觸點(diǎn)。比較運(yùn)算符有:IN1 = =、 =、 =、IW200Q0.1 （表示不等

2、于）1NC數(shù)據(jù)類型：十IN2字節(jié)、整數(shù)、雙字整數(shù)、實(shí)數(shù)、字符串B、I、D、R、S比較指令例：一自動倉庫存放某種貨物，最多6000箱， 需對所存的貨物進(jìn)出情況計(jì)數(shù)。貨物多于1000箱，燈L1亮；貨物多于5000箱， 燈L2亮。其中，L1和L2分別受Q0.0和Q01控制，數(shù)值 1000和5000分別存儲在VW20和VW30字存儲單 元中。是一種上、下限控制問題。-1.比較指令LD10.0增計(jì)數(shù)出入端LD10.1/減計(jì)數(shù)出入端LD10.2復(fù)位出入端CTUD C30,+10000 增減計(jì)數(shù)，設(shè)定脈沖 數(shù)為10000LDW= C30,VW20 比較計(jì)數(shù)器，當(dāng)前 值是否大于等于VW2 0中的值=Q00 輸

3、出觸點(diǎn)LDW= C30,VW30 比較計(jì)數(shù)器，當(dāng)前值是否大于等于VW3 0中的值=Q01 輸出觸點(diǎn) 2.數(shù)據(jù)傳送指令如果功能框允許輸入端（EN）存在“能流”,且功能框 準(zhǔn)確無誤地執(zhí)行了其功能，那么允許輸出端（EN0）將 把“能流”傳到下一個功能框，此時(shí)，EN0=1。如果 執(zhí)行錯誤，那么“能流”就在出現(xiàn)錯誤的功能框終止， 即 ENO=0。-3.移位和循環(huán)移位指令-移位指令（右移位、左移位） Bit-將輸入IN中的數(shù)各位的值右（左）移N位后，送給輸 出OUT指定的地址。如果N大于允許值，則實(shí)際移位的位數(shù)為最大允許值。-移位時(shí)，移出位進(jìn)入“溢出標(biāo)志位SM11，另一端自 動補(bǔ)0。SM11始終存放最后一

4、次被移出的位。如果移位結(jié)果是0，零標(biāo)志位SM1.0置位（1）。 3.移位和循環(huán)移位指令循環(huán)移位指令（循環(huán)右移位、循環(huán)左移位） 把輸入端（IN）指定的數(shù)據(jù)循環(huán)右（左）移N位，將 結(jié)果存入OUT單元。特點(diǎn)：環(huán)形移位。移位次數(shù)與移位數(shù)據(jù)的長度有關(guān)。如果移位次數(shù)設(shè)定值大于移位數(shù)據(jù)的位數(shù)，則執(zhí)行循環(huán)移 位之前，系統(tǒng)先對設(shè)定值取以數(shù)據(jù)長度為底的模，用小于 數(shù)據(jù)長度的結(jié)果作為實(shí)際循環(huán)移位的次數(shù)。移位時(shí)，SM11始終存放最后一次被移出的位。ROR_BROR WROR_DWROL_BROL_WROL_DWENENO ENENO ENENO一ENENOENENOENENO一INOUT INOUT 一INOUTIN

5、OUT一INOUT INOUT一NNN一N一NN-3.移位和循環(huán)移位指令-例：PLC初始狀態(tài)是Q00、Q04、Ql.O、Q1.4 為1。將全部16個輸出每200ms左循環(huán)移動一位。LD SM0 1MOVW +55, QW0LDN M0 5TON T32, +200LD T32=M0 5RLW QW0, 1-3.移位和循環(huán)移位指令移位寄存器指令(SHRB)(Shift Register Bit)-將DATA端輸入的位數(shù)值移入移位寄存器。 S_BIT指定移位寄存器最低位的地址。 N指定移位寄存器的長度、移位方向。I 01P 10.2 -V10.0_4-SHRBENEN0DATAS_BITNio.

6、I正跳變10.2移位前VB1 0. 0LD I0.1EUSHRB I0.2, V10.0, 4-3.移位和循環(huán)移位指令四則運(yùn)算指令加法指令I(lǐng)N1+IN2=OUT減法指令I(lǐng)N1-IN2=OUT乘法指令I(lǐng)N1*IN2=OUT整數(shù)完全乘法指令：把輸入端（INI、IN2）指定的 兩個16位整數(shù)相乘產(chǎn)生一個32位的乘積，并送到輸 出端（OUT）指定的存儲單元。四則運(yùn)算指令除法指令I(lǐng)N1/IN2=OUT整數(shù)完全除法指令（帶余數(shù)的整數(shù)除法）：把輸入端 （IN）指定的兩個16位整數(shù)相除，產(chǎn)生一個32位結(jié) 果，并送到輸出端（OUT）指定的存儲單元中去。其 中高16位是余數(shù)，低16位是商。遞增、遞減指令I(lǐng)N OU

7、T用于自增、自減操作，以實(shí)現(xiàn)累加計(jì)數(shù)和循環(huán)控制等 程序的編制。-函數(shù)運(yùn)算指令平方根指令（SQRT）-把一個雙字長（32位）的實(shí)數(shù)IN開方，得到32位的 實(shí)數(shù)結(jié)果OUT。自然對數(shù)指令（LN）把一個雙字長（32位）的實(shí)數(shù)IN取自然對數(shù)，得到 32位的實(shí)數(shù)結(jié)果OUT。自然指數(shù)指令（EXP）把一個雙字長（32位）的實(shí)數(shù)IN取以e為底的指數(shù)， 得到32位的實(shí)數(shù)結(jié)果OUT。-函數(shù)運(yùn)算指令正弦、余弦、正切指令-將把一個雙字長（32位）的實(shí)數(shù)弧度值IN分別取正 弦、余弦、正切，各得到32位的實(shí)數(shù)結(jié)果OUT。例：求65度的正切值-高速計(jì)數(shù)器指令高速脈沖輸出指令咼速脈沖輸出指令-在需要對負(fù)載進(jìn)行高精度控制時(shí)，例如

8、對步進(jìn) 電機(jī)的控制，需要對步進(jìn)電機(jī)提供一系列的脈 沖，PLC的高速脈沖輸出功能就是為了滿足這種 需要開發(fā)的。脈沖輸出指令(PLS)檢測為脈沖輸出(Q0.0或Q0.1)設(shè)置的特 殊存儲器位，然后激活山特殊存儲器位定義的脈沖操作0 操作數(shù):Q常數(shù)(0或1)數(shù)據(jù)類型：字脈沖輸出范開：Q0.0到Q0.17 I7 I7 I7221 222 224 226咼速脈沖輸出指令-CPU有兩個PTO/PWM發(fā)生器，用于產(chǎn)生高速脈 沖串和脈沖寬度可調(diào)的波形，分別分配在數(shù)字 輸出Q00、 Q0.1。當(dāng)Q00或Q01設(shè)定為PTO/PWM功能時(shí)， PTO/PWM發(fā)生器控制輸出，在輸出點(diǎn)禁止使用 通用功能。建議在允許PTO

9、/PWM操作前把Q00、Q0.1的映 像寄存器設(shè)定為0。PTO Pulse Train Output （脈沖列輸出）PWM Pulse Width Modulation （脈沖寬度調(diào)制）-PTO操作占空比：脈沖寬度與脈沖周期的比值。PTO提供指定脈沖個數(shù)的方波（50%占空比）脈沖 串發(fā)生功能，周期可以用微秒或毫秒為單位， 周期的范圍是5065,535微秒或265,535毫秒。一般對周期值設(shè)定為偶數(shù)。如果設(shè)定的周期是 奇數(shù)，會引起占空比的一些失真。允許連續(xù)輸出多個方波脈沖序列（脈沖串）， 每個脈沖串的周期和脈沖數(shù)可以不同。當(dāng)需要 輸出多個脈沖串時(shí)，允許這些脈沖進(jìn)行排隊(duì)， 形成管線，在當(dāng)前的脈沖串

10、輸出完成后，立即 輸出新的脈沖串。-PTO操作-例：某臺步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行曲線如圖所示，電機(jī)從A點(diǎn) （頻率為2KHz）開始加速運(yùn)行，加速階段的脈沖數(shù)為 400個；至IJB點(diǎn)（頻率為lOKHz）后變?yōu)楹闼龠\(yùn)行，恒速 階段的脈沖數(shù)為4000個；到C點(diǎn)（頻率仍為lOKHz ）后 開始減速，減速階段的脈沖數(shù)為200個；到D點(diǎn)（頻率為 2KHz）后指示燈亮，表示從A點(diǎn)到D點(diǎn)的運(yùn)行過程結(jié)束。 PWM操作-PWM功能提供占空比可調(diào)的脈沖輸出。周期和脈寬的增量單位為微秒(us)或毫秒(ms)；周期變化范圍分別為5065,535微秒或265,535毫 秒；脈寬變化范圍分別為065,535微秒或065,535毫秒。特

11、殊情況：當(dāng)脈寬大于等于周期時(shí)，占空比為 100%即輸出連續(xù)接通；當(dāng)脈寬為0時(shí)，占空比 為0%，輸出一直被關(guān)斷。 PWM操作-例：PWM輸出波形時(shí)序圖Q0.1I10%占空比|10%占空比50%占空比| 50%占空比|子程序1此處執(zhí)行倜期二 10,000 ms)-用戶程序結(jié)構(gòu)主程序-子程序中斷程序數(shù)據(jù)塊 參數(shù)塊程序控制指令子程序調(diào)用指令中斷指令程序結(jié)束指令-用戶程序結(jié)構(gòu)-主程序-是用戶程序的主體。CPU在每個掃描周期都要執(zhí)行一 次主程序指令。-子程序-是程序的可選部分，主程序調(diào)用時(shí)才能夠執(zhí)行。中斷程序-是程序的可選部分，只有當(dāng)中斷事件發(fā)生時(shí)，才能夠 執(zhí)行。中斷程序可在掃描周期的任意點(diǎn)執(zhí)行。-用戶程

12、序結(jié)構(gòu)主程序、子程序、中斷程序數(shù)據(jù)塊、參數(shù)塊-數(shù)據(jù)塊為可選部分，它主要存放控制程序運(yùn)行所需的數(shù)據(jù)， 在數(shù)據(jù)塊中允許以下數(shù)據(jù)類型：布爾型，表示編程元 件的狀態(tài)；十進(jìn)制、二進(jìn)制或十六進(jìn)制數(shù)；字母、數(shù) 字和字符型。參數(shù)塊也是可選部分，存放CPU組態(tài)數(shù)據(jù)，如果在編程軟件 或其他編程工具上未進(jìn)行CPU的組態(tài)，則系統(tǒng)以默認(rèn) 值進(jìn)行自動配置。SBR_OEN-子程序建立子程序子程序調(diào)用指令CALL在使能輸入有效時(shí)，主程序把程序控制權(quán)交給子程序。 子程序條件返回指令CRET在使能輸入有效時(shí)，結(jié)束子程序的執(zhí)行，返回主程序 中。IM5.3T I切軟件為每個子程序自動加入無條件返回（RET） 指令。-中斷程序-是當(dāng)控

13、制系統(tǒng)執(zhí)行正常程序時(shí)，系統(tǒng)中出現(xiàn)了 某些急需處理的異常情況或特殊請求，這時(shí)系 統(tǒng)暫時(shí)中斷當(dāng)前程序，轉(zhuǎn)去對隨機(jī)發(fā)生的緊迫 事件進(jìn)行處理（執(zhí)行中斷服務(wù)程序），當(dāng)該事 件處理完畢后，系統(tǒng)自動回到原來被中斷的程 序繼續(xù)執(zhí)行。-PLC中斷的種類-通信口中斷-PLC的串行通信口可由用戶程序控制。 I/O中斷包括：上升沿或下降沿中斷、咼速計(jì)數(shù)器中斷和脈沖 串輸出中斷。時(shí)基中斷包括：定時(shí)中斷、定時(shí)器T32/T96中斷。定時(shí)中斷以1ms為周期增量，周期時(shí)間可為1255ms。定 時(shí)中斷0、1把周期時(shí)間分別寫入特殊存儲器SMB34、SMB35定時(shí)器T32/T96中斷（TON和TOF）,在給定時(shí)間間隔到達(dá) 時(shí)產(chǎn)生中斷

14、。中斷指令-全局中斷允許/禁止指令全局中斷允許指令ENI( ENI)允許所有被連接的中斷事件。全局中斷禁止指令DISI禁止處理所有的中斷事件。 CPU進(jìn)入RUN運(yùn)行模式時(shí)自動禁止所有中斷。在RUN運(yùn) 行模式中執(zhí)行ENI指令后，允許所有中斷。中斷返回指令條件返回指令CRETI無條件返回指令RETI編程軟件自動在中斷程序結(jié)尾加上RETI指令。30中斷指令中斷連接/分離指令中斷連接指令A(yù)TCH?曲TCHENENOINTEVNT)1用來建立某個中斷事件（EVNT）和某個中斷程序（INT） 之間的聯(lián)系。并允許這個中斷事件。中斷分離指令DTCHDTCHEN ENOE/NT用來解除某個中斷事件（EVNT）和

15、某個中斷程序（INT）之間的聯(lián)系。并禁止該中斷事件。| DTCH | EN ENO）|? 在調(diào)用一個中斷程序前，必須用中斷連接指令，建立 某中斷事件與中斷程序的連接。MAIN PROGRAM OB1中斷指令中斷程序名稱INT中斷事件號EVNT按優(yōu)先級排列的中斷事件事件號中斷描述優(yōu)先組優(yōu)先組中 的優(yōu)先級0血上升沿2221上升沿rJ422上升沿46103上升沿I/O （中等）5110.0 6310下降沿75血2下降沿87103下降沿9SM5.0/調(diào)用中斷程序全局性啟用中斷中斷實(shí)例定時(shí)中斷AD采集程序首次掃描時(shí)SMO1位打開，用于 調(diào)用初始化子例行程序當(dāng)系統(tǒng)處于RUN模式時(shí)，SM00始終打開，定時(shí)器

16、計(jì)時(shí)模擬量輸入映像寄存器AIW2的 值裝入VW100中斷實(shí)例定時(shí)中斷AD采集程序首次掃描時(shí)SMO1位打開，用于 調(diào)用初始化子例行程序當(dāng)系統(tǒng)處于RUN模式時(shí)， SM00始終打開，100毫秒放入 特殊內(nèi)存字節(jié)SMB34SMB34定義定時(shí)中斷0的時(shí)間間 隔，以1ms為增量。調(diào)用中斷程序全局性啟用中斷模擬量輸入映像寄存器AIW2的 值裝入VW100程序控制指令程序結(jié)束指令有條件結(jié)束（END）指令當(dāng)條件滿足時(shí)結(jié)束主程序，并返回主程序的第一條指令執(zhí) 行。無條件結(jié)束（MEND）指令直接連接母線。程序執(zhí)行到此指令時(shí)，無條件結(jié)束主程 序，并返回第一條指令。 STEP7-Micro/WIN32編程軟件自動在主程序結(jié)束時(shí)加 上一個無條件結(jié)束（MEND）指令。程序控制指令暫停指令（STOP）使PLC從運(yùn)行模式進(jìn)