大同西門子SMART200系列代理商

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潯之漫 智控技術有限公司  上海詩慕自動化設備有限公司
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梯形圖中比較指令框的輸入和輸出均為BOOL變量，可以取I、Q、M、L和D；被比較數IN1和IN2的數據長度與指令有關，可以取整數、雙整數和浮點數。數據類型為I、Q、M、L、D或常數。

1)使用SFC 20“BLKMOV”（塊移動），可將源存儲區的內容復制到目標存儲區。源區域與目標區域不能交叉。下面是使用SFC 20傳送20個字節的例子。

    CALL "BLKMOV”    //調用SFC 20

    SRCBLK  ：=P#M 54.0 BYTE 20    //源存儲器區

    RET_VAL：=MW10    //執行SFC 20出錯時的錯誤代碼

    DSTBLK  ：=P#DB2．DBX0.0 BYTE 20//目標存儲器區

    2)使用SFC 21“FILL”，可以將源數據區的數據填充到目標數據區。假設MB20和MB21的值為7和5，執行下面的例程后DB2的DBB30~DBB34的值分別為7、5、7、5和7。源區域與目標區域不能交叉。

    CALL "FILL"    //調用SFC 21

    BVAL    ：=P#M 20.0 BYTE 2    //源存儲器區

    RET_VAL：=MW12    //執行SFC 21出錯時的錯誤代碼

    BLK    ：=P#DB2．DBX30.0 BYTE 5  //目標存儲器區

    3) SFC 81“UBLKMOV”（不間斷的塊移動）與SFC 20的功能和使用方法基本上相同，SFC 81的復制操作不會被其他操作系統的任務打斷。

  梯形圖的傳送指令（見圖3-53）只有一條MOVE指令，它直接將源數據傳送到目的地址，不需經過累加器中轉。輸入變量和輸出變量可以是8位、16位或32位的基本數據類型。同一條指令的輸入變量和輸出變量的數據類型可以不相同，例如可以將MB0中的數據傳送到MW2。如果將MW4的數據傳送到MB6時，MW4中的數據超過255，只是將MW4的低位字節(MB5)中的數據傳送到MB6，應避免出現這種情況。

    圖3-53    傳送指令

可以用L指令將定時器字的十六進制剩余時間值裝入累加器1的低字，稱為直接裝載。也可以用LC指令以BCD碼格式將剩余時間值裝入累加器1的低字。使用LC指令可以同時獲得時間值和時間基準，時間基準與時間值相乘得到實際的定時剩余時間。

    可以用L指令將十六進制計數值裝入累加器1的低字，或用LC指令將BCD碼格式的計數值裝入累加器1的低字。

    L    T    5    //將定時器T5中的十六進制時間值裝入累加器1的低字

    LC    T    5    //將定時器T5中的BCD碼格式的時間值裝入累加器1的低字

    C    3    //將計數器C3中的十六進制計數值裝入累加器1的低字

    LC    C    16    //將計數器C16中的BCD碼格式的計數值裝入累加器1的低字。

  S7中有兩個地址寄存器AR1和AR2，通過它們可以對各存儲區的存儲器內容作寄存器間接尋址。地址寄存器的內容加上偏移量形成地址指針，后者指向數據所在的存儲單元。

圖 1 可編程控制器應用系統設計與調試的主要步驟

（ 1 ）深入了解和分析被控對象的工藝條件和控制要求

a ．被控對象就是受控的機械、電氣設備、生產線或生產過程。

b ．控制要求主要指控制的基本方式、應完成的動作、自動工作循環的組成、必要的保護和聯鎖等。對較復雜的控制系統，還可將控制任務分成幾個獨立部分，這種可化繁為簡，有利于編程和調試。

（ 2 ）確定 I/O 設備

根據被控對象對 PLC 控制系統的功能要求，確定系統所需的用戶輸入、輸出設備。常用的輸入設備有按鈕、選擇開關、行程開關、傳感器等，常用的輸出設備有繼電器、接觸器、指示燈、電磁閥等。

（ 3 ）選擇合適的 PLC 類型

根據已確定的用戶 I/O 設備，統計所需的輸入信號和輸出信號的點數，選擇合適的 PLC 類型，包括機型的選擇、容量的選擇、 I/O 模塊的選擇、電源模塊的選擇等。

（ 4 ）分配 I/O 點

分配 PLC 的輸入輸出點，編制出輸入 / 輸出分配表或者畫出輸入 / 輸出端子的接線圖。接著九可以進行 PLC 程序設計，同時可進行控制柜或操作臺的設計和現場施工。

（ 5 ）設計應用系統梯形圖程序

根據工作功能圖表或狀態流程圖等設計出梯形圖即編程。這一步是整個應用系統設計的核心工作，也是比較困難的一步，要設計好梯形圖，首先要十分熟悉控制要求，同時還要有一定的電氣設計的實踐經驗。

（ 6 ）將程序輸入 PLC

當使用簡易編程器將程序輸入 PLC 時，需要先將梯形圖轉換成指令助記符，以便輸入。當使用可編程序控制器的輔助編程軟件在計算機上編程時，可通過上下位機的連接電纜將程序下載到 PLC 中去。

（ 7 ）進行軟件測試

程序輸入 PLC 后，應先進行測試工作。因為在程序設計過程中，難免會有疏漏的地方。因此在將 PLC 連接到現場設備上去之前，必需進行軟件測試，以排除程序中的錯誤，同時也為整體調試打好基礎，縮短整體調試的周期。

（ 8 ）應用系統整體調試

在 PLC 軟硬件設計和控制柜及現場施工完成后，就可以進行整個系統的聯機調試，如果控制系統是由幾個部分組成，則應先作局部調試，然后再進行整體調試；如果控制程序的步序較多，則可先進行分段調試，然后再連接起來總調。調試中發現的問題，要逐一排除，直至調試成功。

（ 9 ）編制技術文件

系統技術文件包括說明書、電氣原理圖、電器布置圖、電氣元件明細表、 PLC 梯形圖。

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PLC 硬件系統設計

1 ． PLC 型號的選擇

在作出系統控制方案的決策之前，要詳細了解被控對象的控制要求，從而決定是否選用 PLC 進行控制。

在控制系統邏輯關系較復雜（需要大量中間繼電器、時間繼電器、計數器等）、工藝流程和產品改型較頻繁、需要進行數據處理和信息管理（有數據運算、模擬量的控制、 PID 調節等）、系統要求有較高的可靠性和穩定性、準備實現工廠自動化聯網等情況下，使用 PLC 控制是很必要的。

目前，國內外眾多的生產廠家提供了多種系列功能各異的 PLC 產品，使用戶眼花繚亂、無所適從。所以全面權衡利弊、合理地選擇機型才能達到經濟實用的目的。一般選擇機型要以滿足系統功能需要為宗旨，不要盲目貪大求全，以免造成投資和設備資源的浪費。機型的選擇可從以下幾個方面來考慮。

（ 1 ）對輸入 / 輸出點的選擇

盲目選擇點數多的機型會造成一定浪費。

要先弄清除控制系統的 I/O 總點數，再按實際所需總點數的 15 ～ 20 ％留出備用量（為系統的改造等留有余地）后確定所需 PLC 的點數。

另外要注意，一些高密度輸入點的模塊對同時接通的輸入點數有限制，一般同時接通的輸入點不得超過總輸入點的 60 ％； PLC 每個輸出點的驅動能力（ A/ 點）也是有限的，有的 PLC 其每點輸出電流的大小還隨所加負載電壓的不同而異；一般 PLC 的允許輸出電流隨環境溫度的升高而有所降低等。在選型時要考慮這些問題。

PLC 的輸出點可分為共點式、分組式和隔離式幾種接法。隔離式的各組輸出點之間可以采用不同的電壓種類和電壓等級，但這種 PLC 平均每點的價格較高。如果輸出信號之間不需要隔離，則應選擇前兩種輸出方式的 PLC 。

（ 2 ）對存儲容量的選擇

對用戶存儲容量只能作粗略的估算。在僅對開關量進行控制的系統中，可以用輸入總點數乘 10 字 / 點＋輸出總點數乘 5 字 / 點來估算；計數器/ 定時器按（ 3 ～ 5 ）字 / 個估算；有運算處理時按（ 5 ～ 10 ）字 / 量估算；在有模擬量輸入 / 輸出的系統中，可以按每輸入 / （或輸出）一路模擬量約需（ 80 ～ 100 ）字左右的存儲容量來估算；有通信處理時按每個接口 200 字以上的數量粗略估算。后，一般按估算容量的50 ～ 100 ％留有裕量。對缺乏經驗的設計者，選擇容量時留有裕量要大些。

（ 3 ）對 I/O 響應時間的選擇

PLC 的 I/O 響應時間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時間延遲（一般在 2 ～ 3 個掃描周期）等。對開關量控制的系統，PLC 和 I/O 響應時間一般都能滿足實際工程的要求，可不必考慮 I/O 響應問題。但對模擬量控制的系統、特別是閉環系統就要考慮這個問題。

（ 4 ）根據輸出負載的特點選型

不同的負載對 PLC 的輸出方式有相應的要求。例如，頻繁通斷的感性負載，應選擇晶體管或晶閘管輸出型的，而不應選用繼電器輸出型的。但繼電器輸出型的 PLC 有許多優點，如導通壓降小，有隔離作用，價格相對較便宜，承受瞬時過電壓和過電流的能力較強，其負載電壓靈活（可交流、可直流）且電壓等級范圍大等。所以動作不頻繁的交、直流負載可以選擇繼電器輸出型的 PLC 。

（ 5 ）對在線和離線編程的選擇

離線編程示指主機和編程器共用一個 CPU ，通過編程器的方式選擇開關來選擇 PLC 的編程、監控和運行工作狀態。編程狀態時， CPU 只為編程器服務，而不對現場進行控制。編程器編程屬于這種情況。在線編程是指主機和編程器各有一個 CPU ，主機的 CPU 完成對現場的控制，在每一個掃描周期末尾與編程器通信，編程器把修改的程序發給主機，在下一個掃描周期主機將按新的程序對現場進行控制。計算機輔助編程既能實現離線編程，也能實現在線編程。在線編程需購置計算機，并配置編程軟件。采用哪種編程方法應根據需要決定。

（ 6 ）據是否聯網通信選型

若 PLC 控制的系統需要聯入工廠自動化網絡，則 PLC 需要有通信聯網功能，即要求 PLC 應具有連接其他 PLC 、上位計算機及 CRT 等的接口。大、中型機都有通信功能，目前大部分小型機也具有通信功能。

（ 7 ）對 PLC 結構形式的選擇

在相同功能和相同 I/O 點數據的情況下，整體式比模塊式價格低。但模塊式具有功能擴展靈活，維修方便（換模塊），容易判斷故障等優點，要按實際需要選擇 PLC 的結構形式。

2 ．分配輸入 / 輸出點

一般輸入點和輸入信號、輸出點和輸出控制是一一對應的。

分配好后，按系統配置的通道與接點號，分配給每一個輸入信號和輸出信號，即進行編號。

在個別情況下，也有兩個信號用一個輸入點的，那樣就應在接入輸入點前，按邏輯關系接好線（如兩個觸點先串聯或并聯），然后再接到輸入點。

（ 1 ）確定 I/O 通道范圍

不同型號的 PLC ，其輸入 / 輸出通道的范圍是不一樣的，應根據所選 PLC 型號，查閱相應的編程手冊，決不可“張冠李戴”。必須參閱有關操作手冊。

    圖3-51    存儲器間接尋址的雙字指針格式

    圖3-52    寄存器間接尋址的雙字指針格式

    地址寄存器存儲的雙字地址指針見圖3-52。其中第0～2位(xxx)為被尋址地址中位的編號(0~7)，第3～18位為被尋址地址的字節的編號。第24~ 26位(rrr)為被尋址地址的區域標識號(見表3-6)，第31位x為0則為區域內的間接尋址，為1則為區域間的間接尋址。

    表3-6    區域間寄存器間接尋址的區域標識號

    如果要用寄存器指針訪問一個字節、字或雙字，必須保證指針的位地址編號為0。

    *種地址指針格式包括被尋址數值所在的存儲單元地址的字節編號和位編號，存儲區的類型在指令中給出。這種指針格式適用于在某一存儲區內尋址。第24～26位(rrr)和第31位應為0。下面是區域內間接尋址的例子：

    L    P#5.0    //將間接尋址的指針裝入累加器1

    L    AR1    //將累加器l的內容送到地址寄存器1

    A    M[ AR1，P#2.3]    //AR1中的P#5.0加偏移量P#2.3，對M7.3進行操作

    =    Q[ AR1，P#0.2]    //邏輯運算的結果送Q5.2

    L    DBW[AR1，P#18.0]  //將DBW23裝入累加器1

    指針常數#P5.0對應的二進制數為2#0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 1000。

    第二種地址指針格式的第24～26位還包含了說明數值所在存儲區的存儲區域標識符的編號rrr，這種指針格式用于區域間寄存器間接尋址。下面是區域間間接尋址的例子：

    L    P#M6.0    //將存儲器位M6.0的雙字地址裝入累加器1

    LAR1    //將累加器1的內容送到地址寄存器1

    L    W[ AR1，P#50.0]    //將存儲器字MW56的內容傳送到累加器l

    P#M6.0對應的二進制數為2#1000 0011 0000 0000 0000 0000 0011 0000。因為地址指針P#M6.0已經包含有區域信息，使用間接尋址的指令“L W[AR1，P#50]”時沒有必要再使用地址標識符M。