第七章 S7-1200PLC的編程及應(yīng)用

第7章S7-1200PLC的編程及應(yīng)用7.1S7-1200PLC的程序結(jié)構(gòu)7.2梯形圖的編程規(guī)則7.3S7-1200PLC典型控制程序7.4PLC應(yīng)用程序舉例

7.1S7-1200PLC的程序結(jié)構(gòu)7.1.1塊的概念S7-1200的程序結(jié)構(gòu)7.1S7-1200PLC的程序結(jié)構(gòu)7.1.1塊的概念程序塊功能描述組織塊(OB)由操作系統(tǒng)調(diào)用，決定用戶程序的結(jié)構(gòu)函數(shù)(FC)用戶編寫的子程序，不帶背景數(shù)據(jù)塊函數(shù)塊(FB)用戶編寫的子程序，帶有專用的背景數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊(DB)背景DB：用于保存相關(guān)FB的輸入、輸出、輸入/輸出和靜態(tài)變量，其數(shù)據(jù)在編譯時自動生成。全局DB：用于存儲程序數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)格式由用戶自行定義。程序塊的類型及功能描述7.1.2組織塊OB1．循環(huán)執(zhí)行組織塊2．啟動組織塊3．中斷組織塊主程序OB1屬于循環(huán)組織塊，CPU在“RUN”模式時循環(huán)執(zhí)行OB1，可以在OB1中調(diào)用函數(shù)FC和函數(shù)塊FB。啟動組織塊一般用于初始化程序，如賦初值。在CPU從“STOP”模式切換到“RUN”模式時，執(zhí)行一次啟動組織塊，執(zhí)行完后讀取過程映像輸入?yún)^(qū)，開始執(zhí)行OB1。中斷組織塊包括循環(huán)中斷、時間中斷、延時中斷及硬件中斷組織塊等。數(shù)據(jù)塊DB用于存儲程序數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)塊占用CPU的裝載存儲器和工作存儲器。與M存儲區(qū)相比，使用功能類似，都是全局變量。數(shù)據(jù)塊DB可以分為：分為全局?jǐn)?shù)據(jù)塊、背景數(shù)據(jù)塊和基于數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)塊。7.1.3數(shù)據(jù)塊DB全局?jǐn)?shù)據(jù)塊必須在創(chuàng)建后才能在程序中使用。在TIA博途的項(xiàng)目樹中，點(diǎn)擊已添加的設(shè)備“PLC_1”→“程序塊”→“添加新塊”，選擇“數(shù)據(jù)塊”創(chuàng)建全局?jǐn)?shù)據(jù)塊，DB塊編號范圍1～59999。在數(shù)據(jù)塊的“常規(guī)＞屬性”里設(shè)置DB塊的訪問方式。1．全局?jǐn)?shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊的訪問設(shè)置背景數(shù)據(jù)塊與函數(shù)塊相關(guān)聯(lián)，存儲FB的輸入、輸出、輸入/輸出參數(shù)及靜態(tài)變量，其變量只能在FB中定義，不能在背景數(shù)據(jù)塊中直接創(chuàng)建。程序中調(diào)用FB時，可以為其分配一個背景DB，也可以直接定義一個新的DB塊，該DB塊將自動生成并作為這個FB的背景數(shù)據(jù)塊。2．背景數(shù)據(jù)塊7.1.3數(shù)據(jù)塊DB函數(shù)FC是不帶存儲器的代碼塊。其臨時變量存儲在局部數(shù)據(jù)堆棧中，F(xiàn)C執(zhí)行結(jié)束后，這些數(shù)據(jù)就丟失?？梢怨蚕頂?shù)據(jù)區(qū)來存儲那些在FC執(zhí)行結(jié)束后需要保存的數(shù)據(jù)，不能為FC的局部數(shù)據(jù)分配初始值。函數(shù)FC相當(dāng)于子程序，當(dāng)程序員希望重復(fù)執(zhí)行某項(xiàng)功能時，可將其寫成FC，在OB1或其他FC/FB中調(diào)用。這樣不僅可以簡化代碼，縮短掃描周期，而且有利于程序調(diào)試，增強(qiáng)程序的可讀性和移植性。7.1.4函數(shù)FCFC在使用時可選擇不帶參數(shù)的FC和帶參數(shù)的FC。函數(shù)FC的應(yīng)用【例7-1】用不帶參數(shù)的函數(shù)FC實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的啟保?？刂啤：瘮?shù)FC1中的程序在OB1中調(diào)用函數(shù)FC17.1.4函數(shù)FC【例7-2】用帶參數(shù)的函數(shù)FC實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的啟保?？刂?。在FC1的接口區(qū)新建參數(shù)7.1.4函數(shù)FC【例7-2】用帶參數(shù)的函數(shù)FC實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的啟保?？刂啤：瘮?shù)FC1中的程序在OB1中調(diào)用函數(shù)FC17.1.4函數(shù)FC函數(shù)塊FB是用戶編寫的代碼塊，擁有自己的存儲區(qū)，即背景數(shù)據(jù)塊。與函數(shù)FC相比，函數(shù)塊FB的輸入?yún)?shù)、輸出參數(shù)、輸入/輸出參數(shù)和靜態(tài)變量都存儲在指定的背景數(shù)據(jù)塊中。函數(shù)塊FB執(zhí)行完后，背景數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)不會丟失。函數(shù)塊FB在使用時可以使用帶參數(shù)的FB和不帶參數(shù)的FB，帶參數(shù)的FB與帶參數(shù)的FC的區(qū)別在于帶參數(shù)的FC調(diào)用后需要賦予實(shí)參后才可運(yùn)行，而帶參數(shù)的FB可以不用賦予實(shí)參也可運(yùn)行。函數(shù)塊FB在調(diào)用時會提示生成相應(yīng)的背景數(shù)據(jù)塊，其結(jié)構(gòu)與對應(yīng)的FB的接口區(qū)相同，選擇背景數(shù)據(jù)塊時有三種選擇，分別為單一的背景數(shù)據(jù)塊，多重背景數(shù)據(jù)塊和參數(shù)實(shí)例。7.1.5函數(shù)塊FB7.2梯形圖的編程規(guī)則PLC編程應(yīng)該遵循以下基本原則：（1）每一邏輯行總是起于左母線，最后終止于線圈或右母線（右母線可以不畫出）（a）錯誤（b）正確7.2梯形圖的編程規(guī)則（2）無論選用哪種機(jī)型的PLC,所用元件的編號必須在該機(jī)型的有效范圍內(nèi)。例如CPU1511-1PN最大I/O范圍是32KB。（3）觸點(diǎn)的使用次數(shù)不受限制。例如，輔助繼電器M0.0可以在梯形圖中出現(xiàn)無限制的次數(shù)，而實(shí)物繼電器的觸點(diǎn)一般少于8對，只能用有限次。7.2梯形圖的編程規(guī)則（4）在梯形圖中同一線圈只能出現(xiàn)一次。如果在程序中，同一線圈使用了兩次或多次，稱為“雙線圈輸出”。對于“雙線圈輸出”，有些PLC將其視為語法錯誤，絕對不允許；有些PLC則將前面的輸出視為無效，只有最后一次輸出有效(如西門子PLC)；而有些PLC在含有跳轉(zhuǎn)指令或步進(jìn)指令的梯形圖中允許雙線圈輸出。7.2梯形圖的編程規(guī)則（5）對于不可編程的梯形圖必須經(jīng)過等效變換，變成可編程梯形圖。（a）橋式電路（b）等效變換電路7.2梯形圖的編程規(guī)則（a）不合理（b）合理（6）多上串左。7.2梯形圖的編程規(guī)則（a）不合理（b）合理（7）為了安全考慮，PLC輸入端子接入的停止按鈕和急停按鈕應(yīng)使用常閉觸點(diǎn)，而不應(yīng)使用常開觸點(diǎn)。（6）多上串左。7.3S7-1200PLC典型控制程序7.3.1自鎖/互鎖控制（1）自鎖控制（2）互鎖控制（連鎖控制）（2）互鎖控制（連鎖控制）7.3.2時間控制1．分頻電路二分頻電路2．閃爍電路（1）使用時鐘存儲器字節(jié)2．閃爍電路（2）使用定時器7.3.3順序控制7.4PLC應(yīng)用程序舉例7.4.1液體混合攪拌器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

液體混合攪拌器7.4.1液體混合攪拌器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)PLC的I/O點(diǎn)地址連接的外部設(shè)備在控制系統(tǒng)中的作用I0.0SQ1上液位測量I0.1SQ2中液位測量I0.2SQ3下液位測量I0.3SB1系統(tǒng)啟動命令I(lǐng)0.4SB2系統(tǒng)停止命令Q0.0YV1控制閥AQ0.1YV2控制閥BQ0.2YV3控制閥CQ0.3YV4控制電動機(jī)M（1）分配I/O地址（2）PLC外部接線（3）PLC控制程序設(shè)計(jì)7.4.1液體混合攪拌器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)1．設(shè)計(jì)要求小車自動運(yùn)料示意圖7.4.2運(yùn)料小車控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)2.PLC選型及接線本例采用西門子公司的S7-1200系列CPU1212CAC/DC/Rly型號PLC。該模塊輸入電源為交流85~264V，提供8點(diǎn)數(shù)字量輸入，6點(diǎn)數(shù)字量輸出符號名稱地址

符號名稱地址起動按鈕SB1I0.0

裝料電磁閥YV1Q0.0停止按鈕SB2I0.1

右行線圈KM2Q0.1左側(cè)行程開關(guān)ST1I0.2

卸料電磁閥YV2