電氣控制與PLC應(yīng)用項目11液體混合裝置控制

工程11液體混合安裝控制

【學(xué)習(xí)目的】1.掌握算術(shù)運算指令、轉(zhuǎn)換指令和字邏輯運算指令特點及正確運用。2.掌握模擬量輸入/輸出模塊的正確安裝、設(shè)置、調(diào)試。3.會運用算術(shù)運算指令、轉(zhuǎn)換指令和字邏輯運算指令編寫簡單的程序。4.能獨立完成簡單模擬量控制系統(tǒng)〔如液體混合控制安裝、爐溫控制系統(tǒng)〕的硬件配置及安裝、硬件組態(tài)及程序編寫。11.1工程簡述

多種液體按一定比例混合在很多消費過程中是不可短少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，液體混合控制的可靠性是非常重要的。圖11-1所示為一液體混合控制安裝，由一個模擬量液位傳感器-變送器〔輸出為4～20mA〕來檢測液位的高低。對A和B兩種液體原料按比例混合，控制要求如下：〔1〕按下啟動按鈕SB1，液體A閥門翻開，液體A流入容器?！?〕當(dāng)液位到達(dá)30%后，那么封鎖液體A閥門，翻開液體B閥門，開場參與液體B。〔3〕當(dāng)液位到達(dá)100%后，那么封鎖液體B閥門，攪拌電動機開場攪勻?！?〕攪拌電動機任務(wù)10s后停頓攪動，混合液閥門翻開，開場放出混合液體?！?〕當(dāng)液體放空后，延時5s后封鎖混合液閥門。按停頓按鈕，系統(tǒng)應(yīng)立刻停頓運轉(zhuǎn)。用PLC實現(xiàn)對兩種液體混合安裝的控制。本工程涉及對模擬量信號的處置，因此應(yīng)該對模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊以及對模擬信號的處置進(jìn)展相關(guān)內(nèi)容的預(yù)備。模擬信號的處置普通都用到算術(shù)運算指令、轉(zhuǎn)換指令和字邏輯運算指令。11.2相關(guān)知識

在消費過程中，有許多過程變量的值是隨時間延續(xù)變化的〔如溫度、壓力、流量等〕，稱為模擬量。為了實現(xiàn)對這些物理量的控制，首先需求經(jīng)丈量傳感器將物理量轉(zhuǎn)換為電量〔如電壓、電流、電阻、電荷等〕，然后再經(jīng)變送器將丈量結(jié)果轉(zhuǎn)換為規(guī)范的直流電壓和直流電流信號〔如±1000mV、±10V、4～20mA等〕，再將規(guī)范的模擬電信號送入模擬量輸入模塊進(jìn)展A/D轉(zhuǎn)換，變成CPU可以接納的數(shù)字量信號后送入CPU進(jìn)展處置，PLC處置后的二進(jìn)制電平信號再送給模擬量輸出模塊進(jìn)展D/A轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成模擬量信號后去驅(qū)動相應(yīng)的執(zhí)行器。11.2.1模擬量的處置

1.模擬量輸入模塊丈量方法和丈量范圍的設(shè)置模擬量輸入模塊的輸入信號的種類和丈量范圍用安裝在模塊側(cè)面的量程卡〔或稱量程模塊〕來設(shè)置。量程卡安裝在模擬量輸入模塊的一側(cè)，每兩個通道為一組，共用一個量程卡，圖11-2中的模塊共有8個通道，因此有4個量程卡。量程模板可以設(shè)定為以下位置：“A〞、“B〞、“C〞和“D〞。其中，“A〞為熱電阻、熱電偶丈量，丈量范圍為±1000mV；“B〞為電壓丈量，丈量范圍為±10V；“C〞為四線變送器丈量，傳感器電源線與信號線分開，丈量范圍為4～20mA；“D〞為兩線變送器丈量，傳感器電源線與信號線并用，傳感器的電源經(jīng)過模擬量輸入模塊供應(yīng)，丈量范圍為4～20mA。運用STEP7中的硬件組態(tài)功能可以進(jìn)一步確定丈量范圍。模塊出廠時量程卡預(yù)設(shè)在B位置，假設(shè)需求的話，必需重新插入量程模板，以更改丈量方法和丈量范圍。各種丈量方法和丈量范圍的設(shè)定都打印在模擬量模板上。設(shè)置量程卡時先運用改錐將量程卡從模擬量輸入模塊中松開，如圖11-2所示；根據(jù)要設(shè)置的量程，確定量程卡的位置，并按標(biāo)志方向?qū)⒘砍炭ú迦肽M量輸入模塊中，如圖11-3所示。假設(shè)沒有正確的設(shè)置量程卡，將會損壞模擬量輸入模塊。在STEP7中，對模擬量模塊進(jìn)展參數(shù)化設(shè)置時，所選丈量傳感器類型必需與模塊上量程卡設(shè)定的類型相匹配；否那么，模塊上的SF指示燈將指示模塊缺點。2.傳感器與模擬量輸入模塊銜接根據(jù)丈量方法的不同，可以將電壓和電流傳感器以及電阻器等不同類型的傳感器銜接到模擬量輸入模塊。為了減少電子干擾，對于模擬信號應(yīng)運用雙絞線屏蔽電纜。模擬信號電纜的屏蔽層應(yīng)該兩端接地。假設(shè)電纜兩端存在電位差，將會在屏蔽層中產(chǎn)生等電位銜接電流，呵斥對模擬信號的干擾。在這種情況下，應(yīng)該讓電纜的屏蔽層一點接地。〔1〕帶隔離的模擬量輸入模板對于帶隔離的模擬量輸入模板，在CPU的M端和丈量電流MANA的參考點之間沒有電氣銜接。假設(shè)丈量電流MANA參考點和CPU的M端存在一個電位差UISO，必需選用隔離型模擬輸入模塊。經(jīng)過在MANA端子和CPU的M端子之間運用一根等電位銜接導(dǎo)線，可以確保UISO不會超越允許值。〔2〕不帶隔離的模擬量輸入模塊對于不帶隔離的模擬量輸入模塊，在CPU的M端和丈量電流MANA的參考點之間，必需建立電氣銜接。為此，應(yīng)銜接MANA端子與CPU的M端子以及IM153的M端子。MANA和CPU的M端子及IM153之間的電位差會呵斥模擬信號的中斷?！?〕有限電位差UCM在輸入通道的丈量線M-和丈量電路的參考點MANA之間只會發(fā)生有限電位差UCM〔共模電壓〕。為了防止超越允許值，可以根據(jù)傳感器的電線銜接情況，采取不同的措施。3.銜接帶隔離的傳感器帶隔離的傳感器不能與本地接地電線銜接〔本地接地〕。帶隔離的傳感器應(yīng)無電勢運轉(zhuǎn)。對于帶隔離的傳感器，在不同傳感器之間會引起電位差，這些電位差能夠是由于干擾或傳感器的本地布置情況呵斥的。

為了防止在具有劇烈電磁干擾的環(huán)境中運轉(zhuǎn)時超越UCM的允許值，建議將M-與MANA銜接。在銜接用于電流丈量的雙線變送器和阻性傳感器時，制止將M-銜接至MANA。銜接電路如圖11-4和圖11-5所示。在圖11-4至圖11-11中所用的縮寫詞和助記符具有以下含義。M+：丈量導(dǎo)線〔正〕M-：丈量導(dǎo)線〔負(fù)〕MANA：模擬丈量電路的參考電壓M：接地端子L+：24VDC電源端子UCM：MANA丈量電路的輸入和參考電位之間的電位差UISO：MANA和CPU的M端子之間的電位差4.不帶隔離的傳感器不帶隔離的傳感器可以與本地接地電線銜接〔本地接地〕。假設(shè)運用的是不帶隔離的傳感器，必需將MANA銜接至本地接地。由于本地條件或干擾，在本地分布的各個丈量點之間會呵斥電位差UCM〔靜態(tài)或動態(tài)〕。假設(shè)電位差UCM超越允許值，在丈量點之間必需運用等電位銜接導(dǎo)線。假設(shè)將不帶隔離的傳感器銜接到光隔離的模塊，CPU既可以在接地方式〔參見圖11-6〕下運轉(zhuǎn)，也可以在未接地方式下運轉(zhuǎn)。假設(shè)將不帶隔離的傳感器銜接到不帶隔離的模板，CPU只能在接地方式下運轉(zhuǎn)，如圖11-7所示。5.銜接電壓傳感器電壓傳感器與模擬量輸入模塊之間的銜接如圖11-8所示。6.銜接二線變送器二線變送器可經(jīng)過模擬量輸入模塊的端子進(jìn)展短路維護(hù)供電，并將所測得的變量轉(zhuǎn)換為電流，二線變送器必需是一個帶隔離的傳感器，銜接參考電路如圖11-9所示。二線變送器的供電電源L+也可以從模塊饋入，銜接參考電路如圖11-10所示。這種方式必需運用STEP7將二線變送器作為四線變送器進(jìn)展參數(shù)賦值。7.銜接四線變送器四線變送器與模擬量輸入模塊的銜接電路如圖11-11所示。8.銜接熱敏電阻和普通電阻熱敏電阻/普通電阻可以運用兩線制、三線制或四線制端子進(jìn)展接線。對于四線端子和三線端子，模塊可以經(jīng)過端子IC+和IC-提供恒定電流，以補償丈量電纜中產(chǎn)生的電壓降。假設(shè)運用四位或三位端子進(jìn)展丈量，由于可以補償兩位端子的丈量，丈量結(jié)果將更準(zhǔn)確。在帶有4個端子的模塊上銜接二線電纜時，需在熱敏電阻上將IC+和M+短接，IC-和M-短接，如圖11-12所示。在帶有4個端子的模塊上銜接三線電纜時，普通必需短接M-和IC-，并確保所銜接電纜IC+和M+都直接銜接到了熱敏電阻，其銜接電路如圖11-13所示。但SM331×RTD例外，其銜接電路如圖11-14所示，必需確保IC-和M-電纜直接銜接到熱敏電阻上。圖11-12和圖11-18中所用的縮寫詞和助記符具有以下含義：IC+：恒定電流導(dǎo)線〔正〕IC-：恒定電流導(dǎo)線〔負(fù)〕M+：丈量導(dǎo)線〔正〕M-：丈量導(dǎo)線〔負(fù)〕MANA：模擬丈量電路的參考電壓M：接地端子L+：24VDC電源端子S-：檢測頭〔負(fù)〕在帶有4個端子的模塊上銜接四線電纜時，可以經(jīng)過M+和M-端子丈量熱敏電阻所產(chǎn)生的電壓。在銜接時，在熱敏電阻上IC+與M+短接，IC-與M-短接。在銜接時，應(yīng)確保所銜接電纜IC+和M+以及電纜IC-和M-都直接銜接到了熱敏電阻，如圖11-15所示。在帶有3個端子模塊〔如SM331AI8×13位〕上銜接二線電纜時，需短接模塊的M-和S-端子，銜接電路如圖11-16所示。三線銜接電路如圖11-17所示。在帶有3個端子模塊上銜接四線電纜時，電纜的第4條線必需懸空，銜接電路如圖11-18所示。熱電偶與模擬量輸入模塊之間的銜接有多種方式，可以直接銜接，也可以運用補償導(dǎo)線銜接，且每一個通道組都可以運用一個模擬量模塊所支持的熱電偶，與其他通道組無關(guān)。詳細(xì)銜接電路請參考S7-300PLC可編程控制器模板規(guī)范參考手冊。9.銜接負(fù)載/執(zhí)行器至模擬量輸出模塊模擬量輸出模塊為負(fù)載和執(zhí)行器提供電流和電壓，對于模擬信號，應(yīng)運用屏蔽電纜和雙絞電纜。電纜QV和S+、MANA和S-應(yīng)分別絞接在一同，由此可降低干擾。應(yīng)將電纜兩端的模擬電纜屏蔽層接地。假設(shè)電纜兩端存在電位差，將會在屏蔽層中產(chǎn)生等電位銜接電流，呵斥對模擬信號的干擾。在這種情況下，應(yīng)該讓電纜的屏蔽層一點接地。對于帶隔離的模擬量輸出模塊，在CPU的M端和丈量電流MANA的參考點之間沒有電氣銜接。假設(shè)丈量電流MANA參考點和CPU的M端存在一個電位差UISO，必需選用隔離模擬輸出模塊。經(jīng)過在MANA端子和CPU的M端子之間運用一根等電位銜接導(dǎo)線，可以確保UISO不會超越允許值。對于不帶隔離的模擬量輸出模塊，在CPU的M端和丈量電流MANA的參考點之間，必需建立電氣銜接。因此，銜接MANA端子與CPU的M端子。MANA和CPU的M端子之間的電位差，會呵斥模擬信號的中斷。對于電壓輸出型模塊可以采用雙線制和四線制電路，對于電流型模擬量輸出模塊，與負(fù)載的銜接只能采用雙線制。各種參考銜接電路如圖11-19～圖11-22所示，圖中所用的縮寫詞和助記符具有以下含義。QV：模擬量輸出電壓S+：探測器導(dǎo)線〔正〕S-：探測器導(dǎo)線〔負(fù)〕MANA：模擬電路的參考電壓RL：負(fù)載阻抗L+：24VDC電源端子M：接地端子UISO：MANA和CPU的M端子之間的電位差QI：模擬量輸出電流負(fù)載與電壓輸出型帶隔離模塊之間的四線銜接，可以實現(xiàn)高精度輸出。銜接時需求在傳感器導(dǎo)線〔S-和S+〕之間銜接負(fù)載。由此，可以在負(fù)載上直接丈量電壓并進(jìn)展修正。參考電路如圖11-19所示。負(fù)載與不帶隔離的模板的電壓輸出之間的銜接，假設(shè)采用雙線電路，只需銜接負(fù)載至端子QV和丈量電路MANA的參考點，S+和S-端子可以斷開，但將不能到達(dá)四線電路的精度，參考電路如圖11-20所示。銜接負(fù)載至帶隔離的電流型輸出模塊，必需將負(fù)載銜接到QI以及電流輸出的模擬電路MANA的參考點，而MANA端與CPU的M端不能相連，參考電路如圖11-21所示。銜接負(fù)載至不帶隔離的電流型輸出模塊，必需將負(fù)載銜接到QI以及電流輸出的模擬電路MANA的參考點，而MANA端與CPU的M端相連，參考電路如圖11-22所示。10.模擬量的表示方式及丈量精度模擬量經(jīng)過模擬量輸入模塊后的轉(zhuǎn)換值用一個16位二進(jìn)制數(shù)補碼定點數(shù)表示，其中的第15位為模擬值的符號位，0表示正數(shù)，1表示負(fù)數(shù)；第14～0位為數(shù)值部分。假設(shè)一個模擬量模塊的精度少于16位，那么模擬值將左移調(diào)整之后才被保管在模塊中。在未用的冪低的位那么填入“0〞，如表11-1所示，其中的“*〞為0或1。11.模擬輸入量轉(zhuǎn)換后的模擬值表示方法模擬量輸入模塊可以丈量的模擬量信號有電壓、電流、電阻和溫度等，表11-2給出了模擬量輸入模塊的不同丈量范圍的模擬量表示。表11-2中所述值適用于具有相應(yīng)丈量范圍的一切模塊。模擬量量程的上、下限〔±100%〕分別對應(yīng)于十六進(jìn)制的模擬值6C00H和9400H。模擬量輸入模塊在模塊通電前或模塊參數(shù)設(shè)置完成后第一次轉(zhuǎn)換之前，或上溢出時，其模擬值為7FFFH，下溢出時模擬值為8000H。上下溢出時SF指示燈閃爍，有診斷功能的模塊可以產(chǎn)生診斷中斷。12.模擬量輸入通道的掃描時間模-數(shù)轉(zhuǎn)換以及數(shù)字化被測值向存儲器或總線底板的傳送，應(yīng)順序進(jìn)展，換句話說即，模擬量輸入通道應(yīng)依次轉(zhuǎn)換。掃描時間，即直到模擬量輸入值再次轉(zhuǎn)換時所閱歷的時間，是指模擬量輸入模板的一切激活模擬量輸入通道的轉(zhuǎn)換時間總和。假設(shè)模擬量輸入通道進(jìn)展了通道分組，必需思索到通道組之間的轉(zhuǎn)換時間?？梢杂醚b入指令“LPIW…〞來訪問轉(zhuǎn)換的結(jié)果。轉(zhuǎn)換時間由根本轉(zhuǎn)換時間和模板的電阻測試和斷線監(jiān)控時間組成。根本轉(zhuǎn)換時間直接取決于模板量輸入模板的轉(zhuǎn)換方法〔如積分方法和瞬時值轉(zhuǎn)換方法〕。對于積分轉(zhuǎn)換方法，積分時間將直接影響轉(zhuǎn)換時間。積分時間取決于在STEP7中所設(shè)置的干擾頻率抑制。為了減少掃描時間，可運用編程軟件STEP7中的硬件組態(tài)工具屏蔽未用的模擬量輸入通道；另外，在硬件上還需將未用通道的輸入端短路。13.模擬量輸入值的規(guī)范化FC105在STEP7的規(guī)范庫“TI-S7轉(zhuǎn)換塊〞的子目錄中有一個可用于模擬量輸入規(guī)范化的功能FC105，符號名為“SCALE〞，該功能可以將從模擬量輸入模塊接納的一個整型值轉(zhuǎn)換為以工程單位表示的介于下限〔LO-LIM〕和上限〔HI-LIM〕之間的實型值。FC105的功能可用下面方程式表示：OUT=+LO_LIM常數(shù)K1和K2根據(jù)輸入值是雙極性還是單極性來設(shè)置。假定輸入整型值介于-27648與27648之間，那么K1=-27648.0，K2=+27648.0；假定輸入整型值介于0和27648之間，那么K1=0.0，K2=+27648.0。假設(shè)輸入整型值大于K2，輸出〔OUT〕將被鉗位于HI_LIM，并前往一個錯誤；假設(shè)輸入整型值小于K1，那么輸出〔OUT〕將被鉗位于LO_LIM，并前往一個錯誤。ENO的信號形狀將置0，RET_VAL被設(shè)置為W#16#0008。FC105運用例如如圖11-23所示，F(xiàn)C105的形參定義如表11-3所示。在圖11-23中，輸入IN直接從模擬量輸入模塊接納數(shù)據(jù)，為PIW272；工程量的上限為1000.0，下限值為0.0。假設(shè)I0.1為1且M0.0為0，那么可將地址為272的模擬量輸入通道值〔0～27648〕轉(zhuǎn)換為介于0.0和1000.0之間的實型值，并寫入MD4。14.模擬量輸出值的規(guī)范化FC106在STEP7的規(guī)范庫“TI-S7轉(zhuǎn)換塊〞的子目錄中有一個可用于模擬量輸出規(guī)范化的功能FC106，符號名為“UNSCALE〞，其功能是接納一個以工程單位表示且介于下限〔LO_LIM〕和上限〔HI_LIM〕之間的實型輸入值，并將其轉(zhuǎn)換為一個整型值。即將實踐物理量轉(zhuǎn)化為模擬量模塊所需的16位整數(shù)。FC106的功能可用下面方程式表示：OUT=+K1常數(shù)K1和K2根據(jù)輸入值是雙極性還是單極性來設(shè)置。假定輸出整型值介于-27648與27648之間，那么K1=-27648.0，K2=+27648.0；假定輸出整型值介于0和27648之間，那么K1=0.0，K2=+27648.0。假設(shè)輸入值超出LO_LIM和HI_LIM范圍，那么輸出〔OUT〕將鉗位于距下限或上限較近的一方，并前往一個錯誤。FC106運用例如如圖11-24所示，F(xiàn)C106的形參定義如表11-4所示。在圖11-24中，輸入IN為需求送到模擬量輸出模塊的實踐物理量值，為MD4；工程量的上限〔HI_LIM〕為1000.0，下限〔LO_LIM〕值為0.0。假設(shè)I0.1為1且M0.0為0，那么可將用戶程序計算的在量程范圍內(nèi)的模擬量〔在MD4中〕轉(zhuǎn)換為0～27648之間的16位整型值，并可以直接傳送到模擬量輸出模塊上〔PQW288〕，經(jīng)過模擬量輸出模塊輸出與其對應(yīng)的實踐物理量。11.2.2轉(zhuǎn)換指令

語句表轉(zhuǎn)換指令將累加器1中的數(shù)據(jù)進(jìn)展類型轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換的結(jié)果仍在累加器1中。可以實現(xiàn)的轉(zhuǎn)換操作有：BCD碼和整數(shù)及雙整數(shù)間的轉(zhuǎn)換，實數(shù)和雙整數(shù)間的轉(zhuǎn)換，數(shù)的取反、取補等。在STEP7中，整數(shù)和雙整數(shù)是以補碼方式表示的。BCD碼數(shù)值有兩種：一種是字(16位)格式的BCD碼數(shù)，其數(shù)值范圍從-999到+999；另一種是雙字(32位)格式的BCD碼數(shù)，范圍從-9999999到+9999999。1.BCD碼和整數(shù)轉(zhuǎn)換為其他類型指令BCD碼與整數(shù)轉(zhuǎn)換為其他類型指令有STL和LAD兩種指令方式，指令、闡明及例如如表11-5和表11-6所示。在執(zhí)行BCD碼轉(zhuǎn)換為整數(shù)或長整數(shù)指令時，假設(shè)BCD數(shù)是無效數(shù)(其中的一位值在10～15范圍內(nèi))，將得不到正確的轉(zhuǎn)換結(jié)果，并導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)“BCDF〞錯誤。在這種情況下，程序的正常運轉(zhuǎn)順序被終止，并有下述之一事件發(fā)生：〔1〕CPU將進(jìn)入STOP形狀?！?〕假設(shè)OBl21已編程就調(diào)用。由于3位BCD數(shù)所能表示的范圍是從-999到+999，小于16位整數(shù)的數(shù)值范圍，因此，一個整數(shù)到BCD數(shù)的轉(zhuǎn)換，并不總是可行的。在執(zhí)行ITB指令時，假設(shè)整數(shù)超出了BCD碼所能表示的范圍，在累加器1低字中將得不到有效的轉(zhuǎn)換結(jié)果。同時，形狀字中的溢出位(OV)和溢出堅持值(OS)將被置為1。在程序中，普通需求根據(jù)形狀位OV或OS判別累加器1低字中的結(jié)果能否有效，以免呵斥進(jìn)一步的運算錯誤?；谝粯拥木売?，在執(zhí)行DTB指令(長整數(shù)轉(zhuǎn)換為7位BCD碼)時，也有類似問題需求留意。2.整數(shù)與實數(shù)的取反取補指令S7-300有5條整數(shù)與實數(shù)取反取補指令，每條指令都有STL和LAD兩種方式。指令格式、闡明和例如如表11-7和表11-8所示。對累加器中的數(shù)求反碼，即逐位將0變?yōu)?，1變?yōu)?。對累加器1中的整數(shù)求補碼，那么逐位取反，再對累加器1中的內(nèi)容加1。對一個整數(shù)求補碼相當(dāng)于對該數(shù)乘以-1。實數(shù)取反是將符號位取反。取反是將累加器1的內(nèi)容按字或雙字?jǐn)?shù)據(jù)類型處置，而求補只需對整數(shù)或長整數(shù)才有意義。3.實數(shù)和雙整數(shù)間的轉(zhuǎn)換指令S7-300PLC共有4條實數(shù)和雙整數(shù)之間的轉(zhuǎn)換指令，指令格式、闡明和例如如表11-9和表11-10所示。11.2.3算術(shù)運算指令

在STEP7中可以對整數(shù)、長整數(shù)和實數(shù)進(jìn)展加、減、乘、除算術(shù)運算。算術(shù)運算指令在累加器1和2中進(jìn)展，參與運算的第1操作數(shù)在累加器2中，第2操作數(shù)在累加器1中。算術(shù)運算的結(jié)果保管在累加器1中，累加器2中的值堅持不變。CPU在進(jìn)展算術(shù)運算時，不用思索RLO，對RLO也不產(chǎn)生影響。然而算術(shù)運算指令對形狀字的某些位將產(chǎn)生影響，這些位是：CCl和CC0，OV，OS?？梢杂梦徊僮髦噶罨驐l件跳轉(zhuǎn)指令，對形狀字中的標(biāo)志位進(jìn)展判別操作。1.整數(shù)和雙整數(shù)算術(shù)運算運用整數(shù)算術(shù)運算指令，可以進(jìn)展兩個整數(shù)〔16位和32位〕之間的運算，整數(shù)算術(shù)運算指令格式和指令闡明如表11-11所示，雙整數(shù)算術(shù)運算指令格式和指令闡明如表11-12所示。下面的例子進(jìn)展的運算是：將存儲字MWl0，MW20中的整數(shù)相加，結(jié)果減5送入存儲字MWl4；將存儲雙字MDl0，MDl6中的長整數(shù)相加，結(jié)果減1送入存儲雙字MD24。由于沒有直接減去一個常數(shù)的指令，所以在程序中用加一個“負(fù)〞常數(shù)替代。編程時應(yīng)留意長整常數(shù)的正確表示法。LMW10//將MWl0中的值裝入累加器1LMW20//將MW20中的值裝入累加器1，累加器1中的原值移入累加器2+I//將累加器1、2中的16位整數(shù)相加+-5//上次運算結(jié)果加上-5TMW14//將新的結(jié)果送到MWl4LMD10//將MDl0中的值裝入累加器1LMD16//將MDl6中的值裝入累加器1，累加器1中的原值移入累加器2+D//將累加器1、2中的32位整數(shù)相加+L#-1//上次運算結(jié)果加上-1TMD24//將新的結(jié)果送到MD242.實數(shù)算術(shù)運算32位浮點數(shù)算術(shù)運算指令如表11-13，分為STL和LAD兩種方式進(jìn)展描畫。下面的例子顯示如何運用實數(shù)算術(shù)運算指令：LMD0//將數(shù)據(jù)雙字MD0的內(nèi)容裝入累加器1L+12.3E+00//將數(shù)值+12.3E+00裝入累加器1，累加器1原值被移入累加器2/R//累加器2的內(nèi)容除以累加器1的內(nèi)容，結(jié)果保管在累加器1中TMD20//將結(jié)果傳送到MD20中(MD20＝MD0/12.3)NEGR//將累加器1中的實數(shù)取負(fù)TMD24/將結(jié)果傳送到MD24(MD24＝-MD0/12.3)ABS//將累加器1中的實數(shù)求絕對值TMD28//將絕對值傳送到MD28(MD28=ABS〔MD24〕)3.運用舉例【例11-1】圖11-25為整數(shù)加法梯形圖方塊指令運用編程舉例。圖11-25中，INl為被加數(shù)輸入端，IN2為加數(shù)輸入端，OUT為結(jié)果輸出端。本例中，加數(shù)和被加數(shù)以及相加結(jié)果的數(shù)據(jù)類型均為整數(shù)(INT)，它們可以存儲在存儲區(qū)I，Q，M．D，L中。假設(shè)EN的信號形狀為1，那么進(jìn)展整數(shù)加法操作。假設(shè)結(jié)果在整數(shù)的表示范圍之外，那么形狀字的OV和OS位為1，且使ENO為0；假設(shè)結(jié)果沒有溢出，那么形狀字的OV位清0，OS位堅持原形狀，且使ENO為1；假設(shè)EN為0，那么不進(jìn)展加法運算，此時ENO為0。當(dāng)ENO為0時，方塊之后被ENO銜接的(串級陳列)其它功能不執(zhí)行。下面是與圖11-25梯形圖完全對應(yīng)的語句表程序。A(AI0.0JNB-003LMW0LMW2+ITMW10ANOV//假設(shè)OV為1那么RLO為0，否那么RLO為1SAVE//使BR=RLOCLR-003：ABR)NOTSQ4.0【例11-2】圖11-26給出了一個有加減乘除運算的梯形圖程序。實現(xiàn)的運算如下：MW6＝(MW0+DBW3)*15/MW2與圖11-26實現(xiàn)一樣運算的語句表程序如下。A(A(LMW0LDBW3＋I(xiàn)TMW100ANOVSAVECLRABR)JNB-001LMW100L15*ITMW102ANOVSAVECLR-001:ABR)JNB-002LMW102LMW2/ITMW6-002:NOP011.2.4字邏輯運算指令

字邏輯指令將兩個字(16位)或兩個雙字(32位)逐位進(jìn)展邏輯運算。兩個數(shù)中的一個在累加器1中，另一個可以在累加器2中或在指令中以立刻數(shù)(常數(shù))的方式給出，字邏輯運算指令的邏輯運算結(jié)果放在累加器l低字中，雙字邏輯運算結(jié)果存放在累加器l中。累加器2的內(nèi)容堅持不變。邏輯運算結(jié)果影響形狀字的標(biāo)志位。假設(shè)邏輯運算的結(jié)果為0，那么CCl位被復(fù)位為0。假設(shè)邏輯運算的結(jié)果非0，那么CCl被置為1。在任何情況下，形狀字中的CC0，OV位都被復(fù)位為0。字邏輯運算指令有STL和LAD兩種方式，指令格式、闡明如表11-14所示。【例11-3】圖11-27為字和字相“與〞指令的運用編程舉例。INl為邏輯運算第一個數(shù)輸入端，IN2為第二個數(shù)輸入端，OUT為邏輯運算結(jié)果輸出端。本例中，參與邏輯運算的數(shù)及結(jié)果均為字?jǐn)?shù)據(jù)類型，它們可以存儲在存儲區(qū)I，Q，M，D，L中。假設(shè)EN的信號形狀為l，那么啟動邏輯與指令，對由INl和IN2指定的數(shù)字逐位相“與〞，且使ENO為1。假設(shè)EN為0，那么不進(jìn)展邏輯“與〞運算，此時ENO為0，ENO和EN有一樣的信號形狀。假設(shè)邏輯運算的結(jié)果非0，那么CC1被置為l。在任何情況下，CC0和OV都被復(fù)位為0。下是與圖11-27梯形圖完全對應(yīng)的語句表程序。AI0.0JNB-001LMW10L2#0000000000001111AWTMW2SETSAVECLR-001：ABR=Q4.011.3運用舉例

1.系統(tǒng)資源分配根據(jù)控制要求，系統(tǒng)有兩個按鈕〔啟動按鈕SB1和停頓按鈕SB2〕，三個電磁閥Y1～Y3，一臺攪拌電動機M1和一個丈量機構(gòu)。系統(tǒng)資源分配表如表11-15所示。11.3.1液體混合控制系統(tǒng)設(shè)計

2.PLC外部接線圖PLC外部接線圖如圖11-28所示。3.PLC控制程序設(shè)計〔1〕任務(wù)過程控制子程序FC1FC1完成液體混合系統(tǒng)任務(wù)步序的控制，系統(tǒng)共分為5個循環(huán)任務(wù)步序。工序1：按下啟動按鈕，液體A閥門Y1翻開，液體A流入容器?？刂瞥绦蛉鐖D11-29所示。工序2：當(dāng)液位到達(dá)30%時，進(jìn)入工序2，封鎖液體A閥門，翻開液體B閥門?？刂瞥绦蛉鐖D11-30所示。工序3：當(dāng)液面到達(dá)100%時，進(jìn)入工序3，封鎖液體B閥門，攪拌電動機開場任務(wù)，同時開場延時10s?？刂瞥绦蛉鐖D11-31所示。工序4：延時10s到后，進(jìn)入工序4，封鎖攪拌電動機，并翻開混合液閥門?？刂瞥绦蛉鐖D11-32所示。工序5：當(dāng)液體放空后，進(jìn)入工序5，延時5s，延時到后封鎖混合液閥門，并重新翻開液體A閥門，進(jìn)入下一個循環(huán)。控制程序如圖11-33所示。停頓復(fù)位：任何時候按下停頓按鈕，系統(tǒng)進(jìn)入復(fù)位形狀?？刂瞥绦蛉鐖D11-34所示?！?〕液位丈量及比較功能子程序FC2FC2主要完成液面高度的丈量，并進(jìn)展規(guī)格化處置，然后根據(jù)處置的結(jié)果判別電磁閥以及攪拌電動機的任務(wù)形狀。在本例中，液面高度的30%用30.0來模擬，液面高度的100%用100.0來模擬。對于實踐的系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)實踐液體混合安裝的高度進(jìn)展取值。丈量結(jié)果的規(guī)范化處置：調(diào)用模擬量輸入規(guī)格化處置功能FC105，直接讀取PIW288模擬量輸入通道丈量值〔0～+32768〕，并進(jìn)展0～100%的規(guī)范化處置，處置結(jié)果送入MD80。程序如圖11-35所示。程序中運用M0.0的常開觸點控制BIPOLAR端子，以實現(xiàn)對單極性數(shù)據(jù)進(jìn)展規(guī)范化處置。設(shè)置液面高度標(biāo)志：當(dāng)液面高度到達(dá)30%時，設(shè)置標(biāo)志M1.0；當(dāng)液面高度到達(dá)100%時，設(shè)置標(biāo)志M1.1；當(dāng)液面高度到達(dá)0〔混合液體放空〕，設(shè)置標(biāo)志M1.2。控制程序如圖11-36所示?！?〕啟動組織塊OB100為了保證在模擬量輸入規(guī)范化功能FC105實現(xiàn)對單極性數(shù)據(jù)進(jìn)展規(guī)范化處置，需生成一個常“0〞信號M0.0，控制BIPOLAR端子。這個功能由啟動組織塊OB100在系統(tǒng)初始化時完成?？刂瞥绦蛉鐖D11-37所示。CPU有3種啟動方式：暖啟動、熱啟動和冷啟動。S7-300CPU〔不包括CPU318〕只需暖啟動，用STEP7可以指定存儲器位、定時器、計數(shù)器和數(shù)據(jù)塊在電源掉電后的堅持范圍。在起動期間，不能執(zhí)行時間驅(qū)動的程序和中斷驅(qū)動的程序，運轉(zhuǎn)時間計數(shù)器開場任務(wù)，一切的數(shù)字量輸出信號都為“0〞。暖啟動時，過程映像數(shù)據(jù)以及非堅持的存儲器位、定時器和計數(shù)器被復(fù)位。具有堅持功能的存儲器位、定時器、計數(shù)器和一切數(shù)據(jù)塊將保管原數(shù)值。程序?qū)⒅匦麻_場運轉(zhuǎn)，執(zhí)行啟動OB或OB1。由以下緣由CPU執(zhí)行啟動：POWERON之后；方式開關(guān)從STOP到RUN時；通訊功能懇求之后；多處置器的同步；在H系統(tǒng)中在銜接上之后〔僅適用于備用的CPU〕。啟動用戶程序之前，先執(zhí)行啟動OB。用戶可以在OB100中編程，來設(shè)置CPU的初始化操作，例如用戶程序開場運轉(zhuǎn)時的初始值，I/O模塊的起始值等。程序沒有長度和時間的限制，由于循環(huán)時間監(jiān)視還沒有被激活，在起動程序中不能執(zhí)行時間中斷程序和硬件中斷程序?！?〕主循環(huán)組織塊OB1除了OB100外，功能FC1和FC2必需經(jīng)過OB1調(diào)用才干被執(zhí)行并實現(xiàn)相應(yīng)的控制功能和處置功能?？刂瞥绦蛉鐖D11-38所示。4.系統(tǒng)運轉(zhuǎn)調(diào)試在PLC關(guān)機形狀下，按照PLC外部接線圖11-28正確連結(jié)輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。翻開PLC電源，方式開關(guān)置于STOP形狀下，將OB1、OB100、FC1、FC2下載到PLC中，然后將方式開關(guān)置于RUN形狀下，運轉(zhuǎn)程序。按以下步驟進(jìn)展調(diào)試：按下啟動按鈕，液體A電磁閥翻開，液體A流入，當(dāng)液位到達(dá)30%時，封鎖液體A電磁閥，液體B電磁閥翻開，當(dāng)液面高度到達(dá)100%時，封鎖液體B電磁閥，啟動攪拌電動機開場攪勻，攪拌電動機運轉(zhuǎn)10s后，封鎖攪拌電動機，同時翻開混合液電磁閥，放出液體，當(dāng)液體放空時，開場延時5s，延時時間到封鎖混合液閥門，同時翻開液體A閥門，開場下一個循環(huán)。在恣意時辰按下停頓按鈕，系統(tǒng)都復(fù)位。實現(xiàn)爐溫的偏向控制功能，爐溫給定值為600℃，控制的偏向為±1%。當(dāng)溫度低于下限時啟動加熱器開場加熱，加熱溫度超越上限那么停頓加熱。爐子的實時溫度由K型熱電偶提供。熱電偶檢測的溫度由模擬量輸入模塊的PIW288通道輸入，然后送給規(guī)范化功能FC105進(jìn)展規(guī)范化數(shù)據(jù)處置，轉(zhuǎn)換為在0℃～1000℃之間的一個實型物理量。將規(guī)范化后的物理量與爐溫的上下限進(jìn)展比較，以實現(xiàn)控制要求。爐溫采集程序在OB35中編寫，采樣周期為500ms。11.3.2爐溫控制系統(tǒng)設(shè)計

1.任務(wù)過程控制子程序FC1任務(wù)過程控制子程序如圖11-39所示。I0.0為啟動按鈕，I0.1為停頓按鈕。2.啟動組織塊OB100啟動組織塊生成一個常1信號，如圖11-40所示。3.循環(huán)中斷組織塊OB35S7提供9個循環(huán)中斷組織塊〔OB30～OB38〕，用于按一定時間間隔循環(huán)執(zhí)行中斷程序。表11-16顯示了循環(huán)中斷OB默許的時間間隔和優(yōu)先級。循環(huán)中斷的等距時間間隔，是由時間間隔和相位偏移量確定。循環(huán)中斷OB每一次運轉(zhuǎn)的時間一定要短于中斷的間隔。假設(shè)一個循環(huán)中斷OB沒有執(zhí)行完，循環(huán)中斷時間到，又要求循環(huán)中斷OB運轉(zhuǎn)，那么時間錯誤組織塊OB80啟動，循環(huán)中斷導(dǎo)致錯誤程序的運轉(zhuǎn)。表11-17描畫了循環(huán)中斷組織塊OB的暫時變量〔TEMP〕，變量稱號是OB35的缺省稱號。CPU318只能運用OB32和OB35，其他的S7-300CPU只能運用OB35。沒有公用的SFC來激活和制止循環(huán)中斷，可以用SFC40和SFC39來激活和制止循環(huán)中斷。SFC4