PLC應(yīng)用技術(shù)（S7-1200機(jī)型）課件 項(xiàng)目三任務(wù)2流動(dòng)彩燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

《可編程控制器技術(shù)應(yīng)用》流動(dòng)彩燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主講教師：×××Microbot目錄010203第一部分：任務(wù)描述第二部分：任務(wù)準(zhǔn)備與實(shí)施第三部分：任務(wù)檢查與評(píng)價(jià)目錄第一部分任務(wù)描述有4盞彩燈HL1、HL2、HL3、HL4成一排。當(dāng)”啟動(dòng)”按鈕按下時(shí)，從HL1到HL4以1s為間隔依次循環(huán)點(diǎn)亮。當(dāng)按下“停止”按鈕時(shí)，所有燈熄滅。要求完成系統(tǒng)的接線，并用博途軟件編程、下載、運(yùn)行。一、任務(wù)描述1.任務(wù)目標(biāo)（1）掌握SCL編程語(yǔ)言的語(yǔ)法。（2）理解傳送、移位四則運(yùn)算、比較等指令的含義。（3）能繪制流動(dòng)彩燈PLC系統(tǒng)的外部接線圖。（4）能利用傳送、移位四則運(yùn)算、比較等指令編寫流動(dòng)彩燈PLC控制程序。一、任務(wù)描述2.實(shí)施條件（1）已經(jīng)安裝完畢的1200系列PLC系統(tǒng)一套。（2）已安裝博途軟件的計(jì)算機(jī)一臺(tái)。一、任務(wù)描述3.安全提示（1）PLC所有模塊的安裝與接線必須在斷電的情況下操作。（2）在安裝接線完成后，必須由指導(dǎo)教師檢查后才能上電運(yùn)行。（3）在通電的情況下，不能用手去觸摸任何金屬端子。（4）出現(xiàn)任何異常情況先斷電，并立即向指導(dǎo)教師報(bào)告。目錄第二部分任務(wù)準(zhǔn)備與實(shí)施二、任務(wù)準(zhǔn)備與實(shí)施任務(wù)實(shí)施過(guò)程如圖3-16所示。圖3-16任務(wù)實(shí)施過(guò)程二、任務(wù)準(zhǔn)備與實(shí)施1.PLC控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)（1）多燈控制系統(tǒng)工作原理的分析按下”啟動(dòng)”按鈕SB1時(shí)HL1亮，同時(shí)定時(shí)器開(kāi)始啟動(dòng)計(jì)時(shí)。1s后HL1滅，HL2亮；再過(guò)1s，HL2滅，HL3亮……即HL1~HL4每隔1s輪流點(diǎn)亮。按下“停止”按鈕SB2時(shí)所有燈滅。二、任務(wù)準(zhǔn)備與實(shí)施1.PLC控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)（2）繪制PLC外部接線原理圖并接線根據(jù)繼電器-接觸器控制原理，如圖所示完成本控制任務(wù)需要有”啟動(dòng)”按鈕SB1和”停止”按鈕SB2這兩個(gè)主令控制信號(hào)作為輸入設(shè)備；有4個(gè)執(zhí)行元件（燈）HL1~HL4作為輸出設(shè)備。雖然還有定時(shí)器進(jìn)行定時(shí)控制，但這種控制屬于PLC內(nèi)部的程序控制，并不對(duì)外部產(chǎn)生輸出信號(hào)。所以本系統(tǒng)共有兩個(gè)輸入設(shè)備、4個(gè)輸出設(shè)備。PLC外部接線原理圖如圖3-17所示。圖3-17PLC外部接線原理圖二、任務(wù)準(zhǔn)備與實(shí)施2.程序設(shè)計(jì)（1）SCL語(yǔ)言結(jié)構(gòu)化控制語(yǔ)言(SCL,StructuredControlLanguage)是用于SIMATICS7CPU的基于PASCAL的高級(jí)編程語(yǔ)言。SCL指令使用標(biāo)準(zhǔn)編程運(yùn)算符，例如，用(:=)表示賦值，算術(shù)功能（+表示相加，-表示相減，*表示相乘，/表示相除）。SCL也使用標(biāo)準(zhǔn)的PASCAL程序控制操作，如IF-THEN-ELSE、CASE、REPEAT-UNTIL、GOTO和RETURN。SCL編程語(yǔ)言中的語(yǔ)法元素還可以使用所有的PASCAL參考。

a.SCL表達(dá)式的構(gòu)造SCL表達(dá)式是用于計(jì)算值的公式。表達(dá)式由操作數(shù)和運(yùn)算符（如*、/、+或-）組成。操作數(shù)可以是變量、常量或表達(dá)式。表達(dá)式的計(jì)算按一定的順序進(jìn)行，具體由以下因素決定：二、任務(wù)準(zhǔn)備與實(shí)施2.程序設(shè)計(jì)（1）SCL語(yǔ)言●每個(gè)運(yùn)算符均具有預(yù)定義的優(yōu)先級(jí)，首先執(zhí)行優(yōu)先級(jí)最高的運(yùn)算?！癜磸淖笾劣业捻樞蛱幚韮?yōu)先級(jí)相同的運(yùn)算符?！窨墒褂脠A括號(hào)指定要一起計(jì)算的一系列運(yùn)算符。表達(dá)式的結(jié)果可用于將值分配給程序使用的變量、用作由控制語(yǔ)句使用的條件、用作其它SCL指令的參數(shù)或者用于調(diào)用代碼塊。作為一種高級(jí)編程語(yǔ)言，SCL使用標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)基本任務(wù)：●賦值語(yǔ)句：:=二、任務(wù)準(zhǔn)備與實(shí)施2.程序設(shè)計(jì)（1）SCL語(yǔ)言●算術(shù)功能：+、-、*和/●全局變量的尋址："<變量名稱>"（變量名稱或數(shù)據(jù)塊名稱括在雙引號(hào)內(nèi)）●局部變量的尋址：#<變量名稱>（在變量名稱前加“#”符號(hào)）以下示例顯示了用法不同的各種表達(dá)式："C":=#A+#B;將兩個(gè)局部變量之和賦值給一個(gè)變量"Data_block_1".Tag:=#A;為數(shù)據(jù)塊變量賦值IF#A>#BTHEN"C":=#A;IF-THEN語(yǔ)句的條件"C":=SQRT(SQR(#A)+SQR(#B));SQRT指令的參數(shù)二、任務(wù)準(zhǔn)備與實(shí)施2.程序設(shè)計(jì)（1）SCL語(yǔ)言算術(shù)運(yùn)算符可以處理各種數(shù)值數(shù)據(jù)類型。結(jié)果的數(shù)據(jù)類型取決于最高有效操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型。例如，使用INT操作數(shù)和REAL操作數(shù)的乘法運(yùn)算會(huì)產(chǎn)生REAL結(jié)果值二、任務(wù)準(zhǔn)備與實(shí)施2.程序設(shè)計(jì)（1）SCL語(yǔ)言

b.控制語(yǔ)句控制語(yǔ)句是SCL表達(dá)式的一種專用類型，可用于執(zhí)行以下任務(wù)：●程序分支●重復(fù)SCL編程代碼的某些部分●跳轉(zhuǎn)到SCL程序的其它部分●按條件執(zhí)行二、任務(wù)準(zhǔn)備與實(shí)施2.程序設(shè)計(jì)（1）SCL語(yǔ)言SCL控制語(yǔ)句包括IF-THEN、CASE-OF、FOR-TO-DO、WHILE-DO、REPEATUNTIL、CONTINUE、GOTO和RETURN。一條語(yǔ)句通常占一行代碼。可以在一行中輸入多條語(yǔ)句，或者可將一條語(yǔ)句斷開(kāi)成多行代碼以使代碼易于閱讀。分隔符（如制表符、換行符和多余空格）在語(yǔ)法檢查期間會(huì)被忽略。END語(yǔ)句可終止控制語(yǔ)句。以下示例顯示的是FOR-TO-DO控制語(yǔ)句。（兩種形式的代碼在語(yǔ)法上均有效。）FORx:=0TOmaxDOsum:=sum+value(x);END_FOR;FORx:=0TOmaxDOsum:=sum+value(x);END_FOR;二、任務(wù)準(zhǔn)備與實(shí)施2.程序設(shè)計(jì)（2）移動(dòng)指令數(shù)據(jù)移動(dòng)指令（MOVE）的功能是將存儲(chǔ)在確定地址單元的數(shù)據(jù)復(fù)制到新的存儲(chǔ)單元。具體說(shuō)明如表3-1所示。所能使用的數(shù)據(jù)類型如表3-2所示。LAD/LBDSCL說(shuō)明out1:=in;將存儲(chǔ)在指定地址的數(shù)據(jù)元素復(fù)制到新地址或多個(gè)地址。表3-1移動(dòng)指令二、任務(wù)準(zhǔn)備與實(shí)施2.程序設(shè)計(jì)（2）移動(dòng)指令

表3-2移動(dòng)指令的數(shù)據(jù)類型參數(shù)數(shù)據(jù)類型說(shuō)明IN、OUTSInt,Int,DInt,USInt,UInt,UDInt,Real,LReal,Byte,Word,DWord,Char,WChar,Array,Struct,DTL,Time,Date,TOD,IEC數(shù)據(jù)類型，PLC數(shù)據(jù)類型IN為源地址OUT為目標(biāo)地址二、任務(wù)準(zhǔn)備與實(shí)施2.程序設(shè)計(jì)（2）移動(dòng)指令

舉例：

a.BOOL型數(shù)據(jù)的傳送LADSCL二、任務(wù)準(zhǔn)備與實(shí)施2.程序設(shè)計(jì)（2）移動(dòng)指令

b.數(shù)值的傳送LADSCL二、任務(wù)準(zhǔn)備與實(shí)施2.程序設(shè)計(jì)（3）移位指令移位指令的功能是在使能端EN得電的時(shí)候，將輸入端IN的數(shù)據(jù)逐位右移或者左移若干位。移位指令的說(shuō)明如表3-3所示，參數(shù)的數(shù)據(jù)類型如表3-4所示。LAD/LBDSCL說(shuō)明out:=SHR(in:=_variant_in_,n:=_uint_in);out:=SHL(in:=_variant_in_,n:=_uint_in);使用移位指令（SHL和SHR）移動(dòng)參數(shù)IN的位序列。結(jié)果將分配給參數(shù)OUT。參數(shù)N指定移位的位數(shù)：?SHR：右移位序列?SHL：左移位序列表3-3移動(dòng)指令的說(shuō)明二、任務(wù)準(zhǔn)備與實(shí)施2.程序設(shè)計(jì)（3）移位指令參數(shù)數(shù)據(jù)類型說(shuō)明IN整數(shù)要移位的位序列NUSInt,UDint要移位的位數(shù)OUT整數(shù)移位操作后的位序列表3-4移動(dòng)指令參數(shù)的數(shù)據(jù)類型●若N=0，則不移位。將IN值分配給OUT。●用0填充移位操作清空的位位置?！袢绻莆坏奈粩?shù)(N)超過(guò)目標(biāo)值中的位數(shù)（Byte為8位、Word為16位、DWord為32位），則所有原始位值將被移出并用0代替（將0分配給OUT）?！駥?duì)于移位操作，ENO總是為TRUE。二、任務(wù)準(zhǔn)備與實(shí)施2.程序設(shè)計(jì)（3）移位指令舉例：自右插入零，使Word的位左移(N=1)IN1110001010101101首次移位前的OUT值：1110001010101101首次左移后：1100010101011010第二次左移后：1000101010110100第三次左移后：0001010101101000二、任務(wù)準(zhǔn)備與實(shí)施2.程序設(shè)計(jì)（4）循環(huán)指令循環(huán)移位指令的功能是在使能端EN得電的時(shí)候，將輸入端IN的數(shù)據(jù)逐位循環(huán)右移或者循環(huán)左移。循環(huán)指令的說(shuō)明如表3-5所示，參數(shù)的數(shù)據(jù)類型如表3-6所示。LAD/LBDSCL說(shuō)明out:=ROL(in:=_variant_in_,n:=_uint_in);out:=ROR(in:=_variant_in_,n:=_uint_in);循環(huán)指令（ROR和ROL）用于將參數(shù)IN的位序列循環(huán)移位。結(jié)果分配給參數(shù)OUT。參數(shù)N定義循環(huán)移位的位數(shù)。?ROR：循環(huán)右移位序列?ROL：循環(huán)左移位序列表3-5循環(huán)指令說(shuō)明二、任務(wù)準(zhǔn)備與實(shí)施2.程序設(shè)計(jì)（4）循環(huán)指令參數(shù)數(shù)據(jù)類型說(shuō)明IN整數(shù)要移位的位序列NUSInt,UDint要移位的位數(shù)OUT整數(shù)移位操作后的位序列自右插入零，使Word的位循環(huán)左移(N=1)IN1110001010101101首次移位前的OUT值：1110001010101101首次左移后：1100010101011011第二次左移后：1000101010110111第三次左移后：0001010101101111表3-6循環(huán)指令參數(shù)的數(shù)據(jù)類型舉例二、任務(wù)準(zhǔn)備與實(shí)施2.程序設(shè)計(jì)（5）比較指令比較指令通常用來(lái)比較兩個(gè)數(shù)據(jù)之間的大小關(guān)系。比較指令的說(shuō)明如表3-7所示，參數(shù)的數(shù)據(jù)類型如表3-8所示。LADFBDSCL說(shuō)明out:=in1=in2;orIFin1=in2THENout:=1;ELSEout:=0;END_IF;比較數(shù)據(jù)類型相同的兩個(gè)值。該LAD觸點(diǎn)比較結(jié)果為TRUE時(shí)，則該觸點(diǎn)會(huì)被激活。如果該FBD功能框比較結(jié)果為TRUE，則功能框輸出為TRUE。表3-7比較指令的說(shuō)明二、任務(wù)準(zhǔn)備與實(shí)施2.程序設(shè)計(jì)（5）比較指令對(duì)于LAD和FBD：?jiǎn)螕糁噶蠲Q（如“==”），以從下拉列表中更改比較類型。單擊“???”并從下拉列表中選擇數(shù)據(jù)類型。參數(shù)數(shù)據(jù)類型說(shuō)明IN1，IN2Byte,Word,DWord,SInt,Int,DInt,USInt,UInt,UDInt,Real,LReal,String,WString,Char,Char,Time,Date,TOD,DTL,常數(shù)要比較的值表3-8比較指令的參數(shù)數(shù)據(jù)類型二、任務(wù)準(zhǔn)備與實(shí)施2.程序設(shè)計(jì)（6）數(shù)據(jù)四則計(jì)算指令四則計(jì)算通常用于兩個(gè)或兩個(gè)以上的數(shù)據(jù)進(jìn)行四則計(jì)算。四則運(yùn)算指令的說(shuō)明如表3-9所示，參數(shù)的數(shù)據(jù)類型如表3-10所示。LAD/LBDSCL說(shuō)明out:=in1+in2;out:=in1-in2;out:=in1*in2;out:=in1/in2;?ADD：加法(IN1+IN2=OUT)?SUB：減法(IN1-IN2=OUT)?MUL：乘法(IN1*IN2=OUT)?DIV：除法(IN1/IN2=OUT)整數(shù)除法運(yùn)算會(huì)截去商的小數(shù)部分以生成整數(shù)輸出。表3-9四則運(yùn)算指令說(shuō)明二、任務(wù)準(zhǔn)備與實(shí)施2.程序設(shè)計(jì)（6）數(shù)據(jù)四則計(jì)算指令對(duì)于LAD和FBD：?jiǎn)螕簟???”并從下拉菜單中選擇數(shù)據(jù)類型。表3-10四則運(yùn)算指令參數(shù)類型參數(shù)數(shù)據(jù)類型說(shuō)明IN1，IN2SInt,Int,DInt,USInt,UInt,UDInt,Real,LReal,常數(shù)數(shù)學(xué)運(yùn)算輸入OUTSInt,Int,DInt,USInt,UInt,UDInt,Real,LReal,數(shù)學(xué)運(yùn)算輸出二、任務(wù)準(zhǔn)備與實(shí)施2.程序設(shè)計(jì)（7）SCL控制語(yǔ)句結(jié)構(gòu)化控制語(yǔ)言(SCL,StructuredControlLanguage)提供三類用于結(jié)構(gòu)化用戶程序的程序控制語(yǔ)句：●選擇語(yǔ)句：選擇語(yǔ)句可將程序執(zhí)行轉(zhuǎn)移到備選語(yǔ)句序列?！裱h(huán)：可以使用迭代語(yǔ)句控制循環(huán)執(zhí)行。迭代語(yǔ)句指定應(yīng)根據(jù)某些條件重復(fù)執(zhí)行的程序部分?！癯绦蛱D(zhuǎn)：程序跳轉(zhuǎn)是指立刻跳轉(zhuǎn)到特定的跳轉(zhuǎn)目標(biāo)，因而跳轉(zhuǎn)到同一塊內(nèi)的其它語(yǔ)句。a.IF-THEN語(yǔ)句IF-THEN語(yǔ)句是條件語(yǔ)句，可控制程序流，根據(jù)邏輯表達(dá)式的Bool值的結(jié)果決定是否執(zhí)行一組語(yǔ)句。還可以使用括號(hào)嵌套或結(jié)構(gòu)化多條IF-THEN

語(yǔ)句的執(zhí)行。IF-THEN語(yǔ)句的元素如表3-11所示。二、任務(wù)準(zhǔn)備與實(shí)施2.程序設(shè)計(jì)（7）SCL控制語(yǔ)句SCL說(shuō)明IF"condition"THENstatement_A;statement_B;statement_C;如果“condition”為TRUE或1，則執(zhí)行后面的語(yǔ)句，直到遇到END_IF語(yǔ)句為止。如果“condition”為FALSE或0，則跳轉(zhuǎn)到END_IF語(yǔ)句（除非程序包含可選的ELSIF或ELSE語(yǔ)句）。[ELSIF"condition-n"THENstatement_N;]可選的ELSEIF1語(yǔ)句提供其它要評(píng)估的條件。例如：如果IFTHEN語(yǔ)句中的“condition”為FALSE，則程序?qū)⒃u(píng)估“conditionn”。如果“condition-n”為TRUE，則執(zhí)行“statement_N”。[ELSEstatement_X;]可選的ELSE語(yǔ)句提供IF-THEN語(yǔ)句的“condition”為FALSE時(shí)將要執(zhí)行的語(yǔ)句。END_IF;END_IF語(yǔ)句用于終止IF-THEN指令。表3-11IF-THEN語(yǔ)句元素表二、任務(wù)準(zhǔn)備與實(shí)施2.程序設(shè)計(jì)（7）SCL控制語(yǔ)句b.FOR語(yǔ)句FOR語(yǔ)句是循環(huán)語(yǔ)句。元素如表3-12所示。SCL說(shuō)明FOR"control_variable":="begin"TO"end"[BY"increment"]DOstatement;;END_FOR;語(yǔ)句用于在控制變量處于指定的值范圍內(nèi)時(shí)重復(fù)執(zhí)行某一語(yǔ)句序列。使用FOR定義循環(huán)時(shí)需要指定初始值和最終值。這兩個(gè)值的數(shù)據(jù)類型必須與控制變量的相同?？梢郧短资褂肍OR循環(huán)。END_FOR語(yǔ)句與最后執(zhí)行的FOR