PLC應用技術（S7-1200機型）課件 項目三任務2流動彩燈控制系統(tǒng)的設計

《可編程控制器技術應用》流動彩燈控制系統(tǒng)的設計主講教師：×××Microbot目錄010203第一部分：任務描述第二部分：任務準備與實施第三部分：任務檢查與評價目錄第一部分任務描述有4盞彩燈HL1、HL2、HL3、HL4成一排。當”啟動”按鈕按下時，從HL1到HL4以1s為間隔依次循環(huán)點亮。當按下“停止”按鈕時，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、運行。一、任務描述1.任務目標（1）掌握SCL編程語言的語法。（2）理解傳送、移位四則運算、比較等指令的含義。（3）能繪制流動彩燈PLC系統(tǒng)的外部接線圖。（4）能利用傳送、移位四則運算、比較等指令編寫流動彩燈PLC控制程序。一、任務描述2.實施條件（1）已經安裝完畢的1200系列PLC系統(tǒng)一套。（2）已安裝博途軟件的計算機一臺。一、任務描述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，必須由指導教師檢查后才能上電運行。（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，并立即向指導教師報告。目錄第二部分任務準備與實施二、任務準備與實施任務實施過程如圖3-16所示。圖3-16任務實施過程二、任務準備與實施1.PLC控制系統(tǒng)硬件設計（1）多燈控制系統(tǒng)工作原理的分析按下”啟動”按鈕SB1時HL1亮，同時定時器開始啟動計時。1s后HL1滅，HL2亮；再過1s，HL2滅，HL3亮……即HL1~HL4每隔1s輪流點亮。按下“停止”按鈕SB2時所有燈滅。二、任務準備與實施1.PLC控制系統(tǒng)硬件設計（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需要有”啟動”按鈕SB1和”停止”按鈕SB2這兩個主令控制信號作為輸入設備；有4個執(zhí)行元件（燈）HL1~HL4作為輸出設備。雖然還有定時器進行定時控制，但這種控制屬于PLC內部的程序控制，并不對外部產生輸出信號。所以本系統(tǒng)共有兩個輸入設備、4個輸出設備。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、任務準備與實施2.程序設計（1）SCL語言結構化控制語言(SCL,StructuredControlLanguage)是用于SIMATICS7CPU的基于PASCAL的高級編程語言。SCL指令使用標準編程運算符，例如，用(:=)表示賦值，算術功能（+表示相加，-表示相減，*表示相乘，/表示相除）。SCL也使用標準的PASCAL程序控制操作，如IF-THEN-ELSE、CASE、REPEAT-UNTIL、GOTO和RETURN。SCL編程語言中的語法元素還可以使用所有的PASCAL參考。

a.SCL表達式的構造SCL表達式是用于計算值的公式。表達式由操作數(shù)和運算符（如*、/、+或-）組成。操作數(shù)可以是變量、常量或表達式。表達式的計算按一定的順序進行，具體由以下因素決定：二、任務準備與實施2.程序設計（1）SCL語言●每個運算符均具有預定義的優(yōu)先級，首先執(zhí)行優(yōu)先級最高的運算。●按從左至右的順序處理優(yōu)先級相同的運算符?！窨墒褂脠A括號指定要一起計算的一系列運算符。表達式的結果可用于將值分配給程序使用的變量、用作由控制語句使用的條件、用作其它SCL指令的參數(shù)或者用于調用代碼塊。作為一種高級編程語言，SCL使用標準語句實現(xiàn)基本任務：●賦值語句：:=二、任務準備與實施2.程序設計（1）SCL語言●算術功能：+、-、*和/●全局變量的尋址："<變量名稱>"（變量名稱或數(shù)據(jù)塊名稱括在雙引號內）●局部變量的尋址：#<變量名稱>（在變量名稱前加“#”符號）以下示例顯示了用法不同的各種表達式："C":=#A+#B;將兩個局部變量之和賦值給一個變量"Data_block_1".Tag:=#A;為數(shù)據(jù)塊變量賦值IF#A>#BTHEN"C":=#A;IF-THEN語句的條件"C":=SQRT(SQR(#A)+SQR(#B));SQRT指令的參數(shù)二、任務準備與實施2.程序設計（1）SCL語言算術運算符可以處理各種數(shù)值數(shù)據(jù)類型。結果的數(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)的乘法運算會產生REAL結果值二、任務準備與實施2.程序設計（1）SCL語言

b.控制語句控制語句是SCL表達式的一種專用類型，可用于執(zhí)行以下任務：●程序分支●重復SCL編程代碼的某些部分●跳轉到SCL程序的其它部分●按條件執(zhí)行二、任務準備與實施2.程序設計（1）SCL語言SCL控制語句包括IF-THEN、CASE-OF、FOR-TO-DO、WHILE-DO、REPEATUNTIL、CONTINUE、GOTO和RETURN。一條語句通常占一行代碼?？梢栽谝恍兄休斎攵鄺l語句，或者可將一條語句斷開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）在語法檢查期間會被忽略。END語句可終止控制語句。以下示例顯示的是FOR-TO-DO控制語句。（兩種形式的代碼在語法上均有效。）FORx:=0TOmaxDOsum:=sum+value(x);END_FOR;FORx:=0TOmaxDOsum:=sum+value(x);END_FOR;二、任務準備與實施2.程序設計（2）移動指令數(shù)據(jù)移動指令（MOVE）的功能是將存儲在確定地址單元的數(shù)據(jù)復制到新的存儲單元。具體說明如表3-1所示。所能使用的數(shù)據(jù)類型如表3-2所示。LAD/LBDSCL說明out1:=in;將存儲在指定地址的數(shù)據(jù)元素復制到新地址或多個地址。表3-1移動指令二、任務準備與實施2.程序設計（2）移動指令

表3-2移動指令的數(shù)據(jù)類型參數(shù)數(shù)據(jù)類型說明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為目標地址二、任務準備與實施2.程序設計（2）移動指令

舉例：

a.BOOL型數(shù)據(jù)的傳送LADSCL二、任務準備與實施2.程序設計（2）移動指令

b.數(shù)值的傳送LADSCL二、任務準備與實施2.程序設計（3）移位指令移位指令的功能是在使能端EN得電的時候，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）移動參數(shù)IN的位序列。結果將分配給參數(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移動指令的說明二、任務準備與實施2.程序設計（3）移位指令參數(shù)數(shù)據(jù)類型說明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?！裼?填充移位操作清空的位位置。●如果要移位的位數(shù)(N)超過目標值中的位數(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）。●對于移位操作，ENO總是為TRUE。二、任務準備與實施2.程序設計（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、任務準備與實施2.程序設計（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)指令說明二、任務準備與實施2.程序設計（4）循環(huán)指令參數(shù)數(shù)據(jù)類型說明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、任務準備與實施2.程序設計（5）比較指令比較指令通常用來比較兩個數(shù)據(jù)之間的大小關系。比較指令的說明如表3-7所示，參數(shù)的數(shù)據(jù)類型如表3-8所示。LADFBDSCL說明out:=in1=in2;orIFin1=in2THENout:=1;ELSEout:=0;END_IF;比較數(shù)據(jù)類型相同的兩個值。該LAD觸點比較結果為TRUE時，則該觸點會被激活。如果該FBD功能框比較結果為TRUE，則功能框輸出為TRUE。表3-7比較指令的說明二、任務準備與實施2.程序設計（5）比較指令對于LAD和FBD：單擊指令名稱（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、任務準備與實施2.程序設計（6）數(shù)據(jù)四則計算指令四則計算通常用于兩個或兩個以上的數(shù)據(jù)進行四則計算。四則運算指令的說明如表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)除法運算會截去商的小數(shù)部分以生成整數(shù)輸出。表3-9四則運算指令說明二、任務準備與實施2.程序設計（6）數(shù)據(jù)四則計算指令對于LAD和FBD：單擊“???”并從下拉菜單中選擇數(shù)據(jù)類型。表3-10四則運算指令參數(shù)類型參數(shù)數(shù)據(jù)類型說明IN1，IN2SInt,Int,DInt,USInt,UInt,UDInt,Real,LReal,常數(shù)數(shù)學運算輸入OUTSInt,Int,DInt,USInt,UInt,UDInt,Real,LReal,數(shù)學運算輸出二、任務準備與實施2.程序設計（7）SCL控制語句結構化控制語言(SCL,StructuredControlLanguage)提供三類用于結構化用戶程序的程序控制語句：●選擇語句：選擇語句可將程序執(zhí)行轉移到備選語句序列?！裱h(huán)：可以使用迭代語句控制循環(huán)執(zhí)行。迭代語句指定應根據(jù)某些條件重復執(zhí)行的程序部分?！癯绦蛱D：程序跳轉是指立刻跳轉到特定的跳轉目標，因而跳轉到同一塊內的其它語句。a.IF-THEN語句IF-THEN語句是條件語句，可控制程序流，根據(jù)邏輯表達式的Bool值的結果決定是否執(zhí)行一組語句。還可以使用括號嵌套或結構化多條IF-THEN

語句的執(zhí)行。IF-THEN語句的元素如表3-11所示。二、任務準備與實施2.程序設計（7）SCL控制語句SCL說明IF"condition"THENstatement_A;statement_B;statement_C;如果“condition”為TRUE或1，則執(zhí)行后面的語句，直到遇到END_IF語句為止。如果“condition”為FALSE或0，則跳轉到END_IF語句（除非程序包含可選的ELSIF或ELSE語句）。[ELSIF"condition-n"THENstatement_N;]可選的ELSEIF1語句提供其它要評估的條件。例如：如果IFTHEN語句中的“condition”為FALSE，則程序將評估“conditionn”。如果“condition-n”為TRUE，則執(zhí)行“statement_N”。[ELSEstatement_X;]可選的ELSE語句提供IF-THEN語句的“condition”為FALSE時將要執(zhí)行的語句。END_IF;END_IF語句用于終止IF-THEN指令。表3-11IF-THEN語句元素表二、任務準備與實施2.程序設計（7）SCL控制語句b.FOR語句FOR語句是循環(huán)語句。元素如表3-12所示。SCL說明FOR"control_variable":="begin"TO"end"[BY"increment"]DOstatement;;END_FOR;語句用于在控制變量處于指定的值范圍內時重復執(zhí)行某一語句序列。使用FOR定義循環(huán)時需要指定初始值和最終值。這兩個值的數(shù)據(jù)類型必須與控制變量的相同。可以嵌套使用FOR循環(huán)。END_FOR語句與最后執(zhí)行的FOR