項(xiàng)目八廣告牌循環(huán)彩燈PLC控制系統(tǒng).ppt

項(xiàng)目八 廣告牌循環(huán)彩燈PLC控制系統(tǒng),一、項(xiàng)目導(dǎo)入,其控制要求為：第1根亮第2根亮第3根亮第8根亮，即每隔1 s依次點(diǎn)亮，全亮后，閃爍1次（滅1 s亮1 s），再反過(guò)來(lái)按87654321反序熄滅，時(shí)間間隔仍為1 s。全滅后，停1 s，再?gòu)牡?根燈管點(diǎn)亮，開(kāi)始循環(huán)。,圖8-1 某廣告牌霓虹燈,PLC的應(yīng)用指令也稱為功能指令，是指在完成基本邏輯控制、定時(shí)控制、順序控制的基礎(chǔ)上，PLC制造商為滿足用戶不斷提出的一些特殊控制要求而開(kāi)發(fā)的指令。PLC的應(yīng)用指令越多，其功能就越強(qiáng)。一條功能指令相當(dāng)于一段程序。,（一）功能指令概述,二、相關(guān)知識(shí),（二）功能指令的形式,二、相關(guān)知識(shí),圖8-2 功能指令的形式,S7-200 CPU的控制程序由主程序OB1、子程序和中斷程序組成。,（三）S7-200 CPU控制程序的構(gòu)成,二、相關(guān)知識(shí),1子程序,（1）子程序的作用。子程序常用于需要多次反復(fù)執(zhí)行相同任務(wù)的地方，只需要寫(xiě)一次子程序，其他程序在需要的時(shí)候調(diào)用，而無(wú)需重寫(xiě)該程序。子程序的調(diào)用是有條件的，未調(diào)用時(shí)不會(huì)執(zhí)行子程序中的指令，因此使用子程序可以減少掃描時(shí)間。,（三）S7-200 CPU控制程序的構(gòu)成,二、相關(guān)知識(shí),1子程序,（2）子程序的創(chuàng)建。,在“編輯”菜單中選擇“插入”“子程序”命令，或在程序編輯器視窗中單擊鼠標(biāo)右鍵，從彈出的菜單中選擇“插入”“子程序”命令，程序編輯器將從原來(lái)的POU顯示進(jìn)入新的子程序。用鼠標(biāo)右鍵單擊指令樹(shù)中的子程序或中斷程序的圖標(biāo)，在彈出的菜單中選擇“重新命名”命令，可以修改名稱。,（三）S7-200 CPU控制程序的構(gòu)成,二、相關(guān)知識(shí),1子程序,（3）子程序的調(diào)用。子程序可以在主程序、其他子程序或中斷程序中調(diào)用，調(diào)用子程序時(shí)將執(zhí)行子程序的全部指令，直至子程序結(jié)束，然后返回調(diào)用它的程序中調(diào)用該子程序的下一條指令處。,（4）子程序的有條件返回。,（三）S7-200 CPU控制程序的構(gòu)成,二、相關(guān)知識(shí),1子程序,圖8-5 子程序返回指令,二、相關(guān)知識(shí),子程序調(diào)用舉例,（三）S7-200 CPU控制程序的構(gòu)成,1子程序,二、相關(guān)知識(shí),中斷程序不由程序調(diào)用，而是在中斷事件發(fā)生時(shí)由操作系統(tǒng)調(diào)用。在中斷程序中可以調(diào)用一級(jí)子程序。,（三）S7-200 CPU控制程序的構(gòu)成,2中斷程序,二、相關(guān)知識(shí),（三）S7-200 CPU控制程序的構(gòu)成,2中斷程序,（1）中斷程序的創(chuàng)建。,可以采用下列方法創(chuàng)建中斷程序：在“編輯”菜單中選擇“插入”“中斷”命令；或在程序編輯器視窗中單擊鼠標(biāo)右鍵，從彈出的菜單中選擇“插入”“中斷”命令；或用鼠標(biāo)右鍵單擊指令樹(shù)上的“程序塊”圖標(biāo)，并從彈出的菜單中選擇“插入”“中斷”命令。創(chuàng)建成功后程序編輯器將顯示新的中斷程序，程序編輯器底部出現(xiàn)標(biāo)有新的中斷程序的標(biāo)簽，可以對(duì)新的中斷程序編程。,二、相關(guān)知識(shí),（三）S7-200 CPU控制程序的構(gòu)成,2中斷程序,（2）中斷事件與中斷指令。 中斷事件。,二、相關(guān)知識(shí),（三）S7-200 CPU控制程序的構(gòu)成,2中斷程序,（2）中斷事件與中斷指令。 中斷事件。,二、相關(guān)知識(shí),（三）S7-200 CPU控制程序的構(gòu)成,2中斷程序,（2）中斷事件與中斷指令。 中斷事件。,（三）S7-200 CPU控制程序的構(gòu)成,2中斷程序,（2）中斷事件與中斷指令。 中斷事件。,二、相關(guān)知識(shí),（三）S7-200 CPU控制程序的構(gòu)成,2中斷程序,（2）中斷事件與中斷指令。 中斷指令,二、相關(guān)知識(shí),3根據(jù)I/O分配畫(huà)出PLC接線圖,（二）順序控制功能圖在自動(dòng)送料裝車(chē)系統(tǒng)中 的應(yīng)用,三、應(yīng)用舉例,（三）S7-200 CPU控制程序的構(gòu)成,2中斷程序,（2）中斷事件與中斷指令。 中斷指令,二、相關(guān)知識(shí),圖8-7 各中斷指令在梯形圖中的形式,（三）S7-200 CPU控制程序的構(gòu)成,2中斷程序,（2）中斷事件與中斷指令。 中斷指令,二、相關(guān)知識(shí),圖8-8 I/O中斷應(yīng)用舉例,圖7-12 重新啟動(dòng)的解決辦法,（四）S7-200的程序控制指令,程序控制指令,二、相關(guān)知識(shí),END指令和STOP指令的使用,（四）S7-200的程序控制指令,1條件結(jié)束指令END與暫停指令STOP,二、相關(guān)知識(shí),（四）S7-200的程序控制指令,2監(jiān)控定時(shí)器復(fù)位指令,二、相關(guān)知識(shí),監(jiān)控定時(shí)器又稱為看門(mén)狗（Watchdog），定時(shí)時(shí)間為500 ms，每次掃描時(shí)都被自動(dòng)復(fù)位一次，正常工作時(shí)掃描周期小于500 ms，它不起作用。,WDR指令的使用,（四）S7-200的程序控制指令,3循環(huán)指令,二、相關(guān)知識(shí),FOR指令必須與NEXT指令配套使用。允許循環(huán)嵌套，即FOR/NEXT循環(huán)在另一個(gè)FOR/NEXT循環(huán)之中，最多可以嵌套8層。,（四）S7-200的程序控制指令,4跳轉(zhuǎn)與標(biāo)號(hào)指令,二、相關(guān)知識(shí),跳轉(zhuǎn)指令的使用,條件滿足時(shí)，跳轉(zhuǎn)指令JMP（Jump）使程序流程轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)的標(biāo)號(hào)LBL（Label）處，標(biāo)號(hào)指令用來(lái)指示跳轉(zhuǎn)指令的目的位置。,（四）S7-200的程序控制指令,5診斷LED指令,二、相關(guān)知識(shí),S7-200檢測(cè)到致命錯(cuò)誤時(shí)，SF/DIAG（故障診斷）LED發(fā)出紅光。,（五）數(shù)據(jù)處理指令,1傳送指令 （1）數(shù)據(jù)傳送指令,二、相關(guān)知識(shí),數(shù)據(jù)傳送指令的表示符號(hào),（五）數(shù)據(jù)處理指令,1傳送指令 （2）數(shù)據(jù)塊傳送指令,二、相關(guān)知識(shí),字節(jié)塊、字塊、雙字塊傳送指令的表示符號(hào),（五）數(shù)據(jù)處理指令,2字節(jié)交換指令,二、相關(guān)知識(shí),字節(jié)交換指令的表示符號(hào),（五）數(shù)據(jù)處理指令,2字節(jié)交換指令,二、相關(guān)知識(shí),字節(jié)交換指令和傳送指令的應(yīng)用,（五）數(shù)據(jù)處理指令,3移位指令（1）左移位指令。,二、相關(guān)知識(shí),左移位指令的表示符號(hào),（五）數(shù)據(jù)處理指令,3移位指令（2）右移位指令,二、相關(guān)知識(shí),右移位指令的表示符號(hào),（五）數(shù)據(jù)處理指令,3移位指令 左移位和右移位指令的使用,二、相關(guān)知識(shí),（五）數(shù)據(jù)處理指令,3移位指令 （3）循環(huán)左移位指令,二、相關(guān)知識(shí),循環(huán)左移位指令的表示符號(hào),（五）數(shù)據(jù)處理指令,3移位指令 （4）循環(huán)右移位指令,二、相關(guān)知識(shí),循環(huán)右移位指令的表示符號(hào),（五）數(shù)據(jù)處理指令,3移位指令 （5）移位寄存器指令SHRB,二、相關(guān)知識(shí),移位寄存器的使用說(shuō)明,（五）數(shù)據(jù)處理指令,4填充指令FILL,二、相關(guān)知識(shí),填充指令FILL用于處理字型數(shù)據(jù)，指令功能是將字型輸入數(shù)據(jù)IN填充到從OUT開(kāi)始的N個(gè)字存儲(chǔ)單元。N為字節(jié)型數(shù)據(jù)。,（六）高速計(jì)數(shù)器與高速脈沖輸出指令,二、相關(guān)知識(shí),PLC的普通計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)過(guò)程與掃描工作方式有關(guān)，CPU通過(guò)每一掃描周期讀取一次被測(cè)信號(hào)的方法來(lái)捕捉被測(cè)信號(hào)的上升沿，被測(cè)信號(hào)的頻率較高時(shí)，會(huì)丟失計(jì)數(shù)脈沖，因?yàn)槠胀ㄓ?jì)數(shù)器的工作頻率很低，一般僅有幾十赫茲。高速計(jì)數(shù)器可以對(duì)普通計(jì)數(shù)器無(wú)能為力的事件進(jìn)行計(jì)數(shù)，S7-200有6個(gè)高速計(jì)數(shù)器HSC0HSC5，可以設(shè)置多達(dá)12種不同的操作模式。,（六）高速計(jì)數(shù)器與高速脈沖輸出指令,二、相關(guān)知識(shí),1高速計(jì)數(shù)器的工作模式與外部輸入信號(hào) （1）高速計(jì)數(shù)器的工作模式 無(wú)外部方向輸入信號(hào)的單相加/減計(jì)數(shù)器（模式02） 有外部方向輸入信號(hào)的單相加/減計(jì)數(shù)器（模式35） 有加計(jì)數(shù)時(shí)鐘脈沖和減計(jì)數(shù)時(shí)鐘脈沖輸入的雙相計(jì)數(shù)器 （模式68） A/B相正交計(jì)數(shù)器（模式911）,（六）高速計(jì)數(shù)器與高速脈沖輸出指令,二、相關(guān)知識(shí),1高速計(jì)數(shù)器的工作模式與外部輸入信號(hào) （1）高速計(jì)數(shù)器的工作模式,正交4X模式操作舉例,正交1X模式操作舉例,（六）高速計(jì)數(shù)器與高速脈沖輸出指令,二、相關(guān)知識(shí),1高速計(jì)數(shù)器的工作模式與外部輸入信號(hào) （2）高速計(jì)數(shù)器的輸入信號(hào),（六）高速計(jì)數(shù)器與高速脈沖輸出指令,二、相關(guān)知識(shí),（六）高速計(jì)數(shù)器與高速脈沖輸出指令,二、相關(guān)知識(shí),2高速計(jì)數(shù)器指令與有關(guān)的特殊存儲(chǔ)器 （1）高速計(jì)數(shù)器指令。,（六）高速計(jì)數(shù)器與高速脈沖輸出指令,二、相關(guān)知識(shí),2高速計(jì)數(shù)器指令與有關(guān)的特殊存儲(chǔ)器 （2）高速計(jì)數(shù)器的狀態(tài)字節(jié)。,（六）高速計(jì)數(shù)器與高速脈沖輸出指令,二、相關(guān)知識(shí),高速計(jì)數(shù)器的控制字節(jié),（六）高速計(jì)數(shù)器與高速脈沖輸出指令,二、相關(guān)知識(shí),2高速計(jì)數(shù)器指令與有關(guān)的特殊存儲(chǔ)器 （4）預(yù)置值和當(dāng)前值的設(shè)置,（六）高速計(jì)數(shù)器與高速脈沖輸出指令,二、相關(guān)知識(shí),2高速計(jì)數(shù)器指令與有關(guān)的特殊存儲(chǔ)器,高速計(jì)數(shù)器初始化程序舉例,（六）高速計(jì)數(shù)器與高速脈沖輸出指令,二、相關(guān)知識(shí),3高速脈沖輸出（1）高速脈沖輸出,每個(gè)CPU有兩個(gè)PTO/PWM（脈沖列/脈沖寬度調(diào)制器）發(fā)生器，分別通過(guò)數(shù)字量輸出點(diǎn)Q0.0或Q0.1輸出高速脈沖列或脈沖寬度可調(diào)的波形。脈沖輸出指令（PLS，見(jiàn)圖8-32）檢查為脈沖輸出（Q0.0或Q0.1）設(shè)置的特殊存儲(chǔ)器位（SM），然后啟動(dòng)由特殊存儲(chǔ)器位定義的脈沖操作。指令的操作數(shù)Q=0或1，用于指定是Q0.0或Q0.1輸出。,（六）高速計(jì)數(shù)器與高速脈沖輸出指令,二、相關(guān)知識(shí),3高速脈沖輸出（1）高速脈沖輸出,脈沖輸出指令的形式,（六）高速計(jì)數(shù)器與高速脈沖輸出指令,二、相關(guān)知識(shí),3高速脈沖輸出（2）脈寬調(diào)制（PWM）。,PWM功能提供可變占空比的脈沖輸出，時(shí)間基準(zhǔn)可以為s或ms，周期的變化范圍為1065 535 s或265 535 ms，脈沖寬度的變化范圍為065 535 s或065 535 ms。,（六）高速計(jì)數(shù)器與高速脈沖輸出指令,二、相關(guān)知識(shí),3高速脈沖輸出 與PTO/PWM有關(guān)的特殊存儲(chǔ)器,（六）高速計(jì)數(shù)器與高速脈沖輸出指令,二、相關(guān)知識(shí),3高速脈沖輸出 與PTO/PWM有關(guān)的特殊存儲(chǔ)器,（七）PID回路控制指令,二、相關(guān)知識(shí),1PID算法,Mn=Kc（SPnPVn）+KcTS/TI（SPnPVn） +MX+KcTD/TS（PVn1PVn）,典型的PID算法一般包括比例項(xiàng)、積分項(xiàng)、微分項(xiàng)。,轉(zhuǎn)化為在計(jì)算機(jī)中實(shí)際使用的公式：,（七）PID回路控制指令,二、相關(guān)知識(shí),2PID參數(shù)表及初始化,（七）PID回路控制指令,二、相關(guān)知識(shí),2PID參數(shù)表及初始化,PID參數(shù)表初始化子程序： 參數(shù)表的首地址為VD100，Mn為0.6，Kc為0.5，TS為1 s，TI為10 min，TD為5 min，,（七）PID回路控制指令,二、相關(guān)知識(shí),3PID指令功能,PID指令的表示符號(hào),在S7-200的應(yīng)用程序中，最多可以使用8條PID指令，即在一個(gè)應(yīng)用程序中，最多可以使用8個(gè)PID控制回路，一個(gè)PID控制回路只能使用1條PID指令，每個(gè)PID控制回路必須使用不同的回路號(hào)。,（七）PID回路控制指令,二、相關(guān)知識(shí),4PID的組合選擇,（1）不需要積分運(yùn)算。此時(shí)，關(guān)閉積分控制回路，將積分時(shí)間常數(shù)設(shè)置為無(wú)窮大，雖然有初始值MX使積分項(xiàng)不為0，但是其作用可忽略。 （2）不需要微分運(yùn)算。此時(shí)，將微分時(shí)間常數(shù)設(shè)置為0，即可關(guān)閉微分控制回路。 （3）不需要比例運(yùn)算。此時(shí)，將回路增益Kc設(shè)置為0，即可關(guān)閉比例控制回路，但是積分項(xiàng)和微分項(xiàng)與Kc有關(guān)系，因此，約定此時(shí)用于積分項(xiàng)和微分項(xiàng)的增益為1。,（七）PID回路控制指令,二、相關(guān)知識(shí),5輸入模擬量的轉(zhuǎn)換及標(biāo)準(zhǔn)化,（1）將工程實(shí)際值由16位整數(shù)轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)數(shù)，即實(shí)數(shù)形式。 （2）將實(shí)數(shù)形式的工程實(shí)際值轉(zhuǎn)換為0.0，1）區(qū)間的無(wú)量綱相對(duì)值，即標(biāo)準(zhǔn)化值，又稱為歸一化值，轉(zhuǎn)換公式為： RNorm=RRaW/Span+Offset （8-3） 式中：RNorm為工程實(shí)際值的標(biāo)準(zhǔn)化值；RRaW為工程實(shí)際值的實(shí)數(shù)形式值：Span為最大允許值減去最小允許值，通常取32 000（單極性）或64 000（雙極性）；Offset取0（單極性）或0.5（雙極性）。,（七）PID回路控制指令,二、相關(guān)知識(shí),6輸出模擬量轉(zhuǎn)換為工程實(shí)際值,（1）將標(biāo)準(zhǔn)化值轉(zhuǎn)換為按工程量標(biāo)定的工程實(shí)際值的實(shí)數(shù)格式。這一步實(shí)質(zhì)上是式（8-3）的逆運(yùn)算，將式（8-3）賦以實(shí)際意義，并作整理，得到： Rsca1=（MnOffset） Span （8-4） 式中：Rsca1為按工程量標(biāo)定的過(guò)程變量的實(shí)數(shù)格式；Mn為過(guò)程變量的標(biāo)準(zhǔn)化值。 （2）將已標(biāo)定的工程實(shí)際值的實(shí)數(shù)格式轉(zhuǎn)換為16位整數(shù)格式。,（七）PID回路控制指令,二、相關(guān)知識(shí),6輸出模擬量轉(zhuǎn)換為工程實(shí)際值,MOVR VD108,AC0 /將輸出結(jié)果存放AC0 R0.5,AC0 /對(duì)于雙極性的場(chǎng)合（單極性時(shí)無(wú)此條語(yǔ)句） R64000.0,AC0 /將AC0中的值按工程量標(biāo)定 TRUNC AC0,AC0 /將實(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換為32位整數(shù) MOVW AC0,AQW0 /將16位整數(shù)值輸出到模擬量模板,PID控制回路輸出轉(zhuǎn)換為按工程量標(biāo)定的整數(shù)值。,（七）PID回路控制指令,二、相關(guān)知識(shí),7PID指令的控制方式,在程序運(yùn)行過(guò)程中，如果PID指令的EN輸入有效，即進(jìn)行手動(dòng)/自動(dòng)控制切換，為了保證在切換過(guò)程中無(wú)擾動(dòng)、無(wú)沖擊，在手動(dòng)控制過(guò)程中，就要將設(shè)定的輸出值作為PID指令的一個(gè)輸入（作為Mn參數(shù)寫(xiě)到PID參數(shù)表中），使PID指令根據(jù)參數(shù)表的值進(jìn)行下列操作。 （1）使SPn（設(shè)定值）=PVn（過(guò)程變量）。 （2）使PVn1（前一次過(guò)程變量）=PVn。 （3）使MX（積分值）=Mn（輸出值）。 一旦EN輸入有效（從0到1的跳變），就從手動(dòng)方式切換到自動(dòng)方式。,（一）廣告牌循環(huán)彩燈的PLC控制,三、應(yīng)用舉例,1系統(tǒng)I/O分配,（一）廣告牌循環(huán)彩燈的PLC控制,三、應(yīng)用舉例,2PLC電氣接線圖,（一）廣告牌循環(huán)彩燈的PLC控制,三、應(yīng)用舉例,3控制程序,（二）運(yùn)料小車(chē)多種工作方式的控制,三、應(yīng)用舉例,運(yùn)料小車(chē)工作示意圖,（二）運(yùn)料小車(chē)多種工作方式的控制,三、應(yīng)用舉例,1某小車(chē)控制系統(tǒng)控制要求,小車(chē)的初始位置在最左端A處，小車(chē)能在任意位置啟動(dòng)和停止。 按下啟動(dòng)按鈕，漏斗打開(kāi)，小車(chē)裝料，裝料10 s后，漏斗關(guān)閉，小車(chē)開(kāi)始前進(jìn)。到達(dá)卸料B處，小車(chē)自動(dòng)停止，打開(kāi)底門(mén)，卸料，經(jīng)過(guò)卸料所需設(shè)定時(shí)間15 s延時(shí)后，小車(chē)自動(dòng)返回裝料A處。然后再裝料，如此自動(dòng)循環(huán)。,（二）運(yùn)料小車(chē)多種工作方式的控制,三、應(yīng)用舉例,1某小車(chē)控制系統(tǒng)控制要求,（1）手動(dòng)工作方式下有以下兩點(diǎn)要求。 單一操作，即可用相應(yīng)按鈕來(lái)接通或斷開(kāi)各負(fù)載。在這種工作方式下，選擇開(kāi)關(guān)置于手動(dòng)擋。 返回原位。按下返回原位按鈕，小車(chē)自動(dòng)返回初始位置。在這種工作方式下，選擇開(kāi)關(guān)置于返回原位擋。 （2）自動(dòng)工作方式下的控制要求如下。 連續(xù)。小車(chē)處于原位，按下啟動(dòng)按鈕，小車(chē)按前述工作過(guò)程連續(xù)循環(huán)工作。按下停止按鈕，小車(chē)返回原位后，停止工作。在這種工作方式下，選擇開(kāi)關(guān)置于連續(xù)操作擋。 單周