plc第七章传送带(电子书)

第7章传送带控制系统本章以制作传送带控制系统为目的，首先从简单的单传送带、多传送带控制入手，逐步学会传送带控制的多种设计方法，最终完成四节传送带控制系统设计，使学生对传送带可编程控制系统有一个直观、感性的认识，锻炼读者应用PLC解决问题的能力。

教学导航教知识重点（1）基本触点指令，置位、复位、RS触发器。

（2）掌握顺序控制程序设计方法。

（3）掌握程序控制类指令、子程序设计。

（4）熟练掌握PLC程序设计、调试流程。

知识难点（1）S7-200的I/O地址分配规律。

（2）程序控制类指令设计方法。

推荐教学方法本章的知识链接部分用讲授法和引导文法；初步训练部分使用案例教学法；强化训练、拓展训练部分使用项目教学法。

学推荐学习方法动手完成小车传送带控制系统的实现，实施过程中逐步理解S7-200的编程指令真正含义。

必须掌握的理论知识（1）基本触点指令，置位、复位、RS触发器。

（2）程序控制类指令使用方法。

必须掌握的技能（1）S7-200指令编写和外部接线连接。

（2）电动机传送带控制设计方法。

（3）传送带触摸屏控制设计方法。

7.1 知识链接7.1.1 程序控制类指令程序控制类指令用于程序运行状态的控制，主要包括系统控制、跳转、循环、子程序调用、顺序控制等指令，系统控制类指令主要包括暂停、结束、看门狗等指令。

1、条件结束(END/MEND) 指令所谓有条件结束（END）指令，就是执行条件成立时结束主程序，返回主程序起点，终止用户程序的执行返回主程序的第一条指令指行(循环扫描工作方式)。

梯形图结束指令不连在左侧母线时，为条件结束指令(END)。

条件结束指令用在无条件结束（MEND）指令之前，用户必须以无条件结束指令结束主程序。

条件结束指令执行时(指令直接连在左侧母线，无使能输入)，梯形图结束指令直接连在左侧电源母线时，为无条件结束指令(MEND)。

注意：结束指令只能在主程序中使用，不能在子程序和中断服务程序中使用。

STEP7-Micro/WIN编程软件在主程序的结尾自动生成无条件结束(MEND)指令，用户不得输入无条件结束指令，否则编译出错。

指令格式如图7-1所示。

（a）有条件结束指令（b）无条件结束指令图7-1 条件结束指令2、暂停(STOP) 指令所谓暂停指令，是指当条件符合时，使能输入有效时，立即终止程序的执行。

指令执行的结果，CPU工作方式由RUN切换到STOP方式。

在中断程序中执行STOP指令，该中断立即终止，并且忽略所有挂起的中断，继续扫描程序的剩余部分，在本次扫描的最后，将CPU由RUN切换到STOP。

指令格式如图7-2所示。

图7-2 STOP指令格式3、监视计时器复位(WDR) 指令监视计时器复位指令又称为看门狗定时器复位指令。

为保证PLC系统可靠运行，PLC内部设置了系统监视器WDT，每当扫描到WDT计时器时，WDT 计时器将复位。

看门狗定时器设有500ms重启动时间，每次扫描它都被自动复位一次，正常工作时扫描周期小于500ms，它不起作用。

若扫描周期大于500ms，看门狗定时器会停止执行用户程序，如过长的用户程序、过长的中断时间、循环时间过长。

注意：使用WDR指令时，要防止过度延迟扫描完成时间，否则，在终止本扫描之前，下列操作过程将被禁止(不予执行)：通信(自由端口方式除外)、I/O 更新(立即I/O除外)、强制更新、SM更新(SM0，SM5~SM29不能被更新)、运行时间诊断、中断程序中的STOP指令。

扫描时间超过25s，10ms和100ms定时器将不能正确计时。

指令用法如图7-3所示。

图7-3 WDR指令4、诊断LED指令S7-200检测到致命错误时，SF/DIAG（故障/诊断）LED发出红光。

在V4.0版编程软件的系统块的“配置LED”选项卡中，如果选择了有变量被强制或有I/O 错误时LED亮，出现上述诊断事件时LED将发黄光。

如果两个选项都没有被选择，SF/DIAG LED发黄光只受DIAG_LED指令的控制。

如果此时指令的输入参数IN为0，诊断LED不亮。

如果IN大于0，诊断LED发黄光。

图7-4的VB10中如果有非零的错误代码，将使诊断LED亮。

图7-4 诊断LED指令7.1.2 跳转、循环指令跳转、循环指令用于程序执行顺序的控制，格式如表7-1。

1、程序跳转指令(JMP)跳转指令(JMP)和跳转地址标号指令(LBL)配合实现程序的跳转。

使能输入有效时，使程序跳转到指定标号n处执行(在同一程序内)，跳转标号n=0~255。

使能输入无效时，程序顺序执行。

如图7-5所示的梯形图程序，I0.3得电，执行JMP指令，程序跳转到标号4处，I0.3不得电时，运行起-保-停程序。

图7-5 程序跳转指令表7-1 跳转、循环指令格式2、循环控制指令(FOR)程序循环结构用于描述一段程序的重复循环执行。

由FOR和NEXT指令构成程序的循环体。

FOR指令标记循环的开始，NEXT指令为循环体的结束指令。

FOR指令为指令盒格式，主要参数有使能输入EN，当前值计数器INDX，循环次数初始值INIT，循环计数终值FINAL。

工作原理：使能输入EN有效，循环体开始执行，执行到NEXT指令时返回，每执行一次循环体，当前计数器INDX增1，达到终值FINAL时，循环结束。

例如FINAL为10，使能有效时，执行循环体，同时INDX从1开始计数，每执行一次循环体，INDX当前值加1，执行至10次时，当前值也计到10，循环结束。

使能输入无效时，循环体程序不执行。

每次使能输入有效，指令自动将各参数复位。

FOR/NEXT指令必须成对使用，循环可以嵌套，最多为8层。

7.1.3 子程序STEP7-Micro/WIN在程序编辑器窗口里为每个POU（程序组织单元）提供一个独立的页。

主程序总是第1页，后面是子程序或中断程序。

因为各个程序在编辑器窗口里被分开，编译时在程序结束的地方自动加入无条件结束指令或无条件返回指令，用户程序只能使用条件结束和条件返回指令。

通常将具有特定功能、并且多次使用的程序段作为子程序。

子程序可以多次被调用，也可以嵌套(最多8层)，还可以递归调用(自己调自己)。

子程序有子程序调用和子程序返回两大类指令，子程序返回又分条件返回和无条件返回。

子程序调用指令用在主程序或其他调用子程序的程序中，子程序的无条件返回指令在子程序的最后网络段，梯形图指令系统能够自动生成子程序的无条件返回指令，用户无需输入。

子程序调用指令将程序控制权交给子程序SBR-N，该子程序执行完毕，程序控制权回到子程序调用指令的下一条指令。

子程序指令含子程序调用指令和子程序返回指令。

子程序条件返回指令(CRET)在条件满足时中止子程序执行。

如子程序中没有安排CRET指令，子程序将在子程序运行完毕后返回。

为了和主程序区别，S7—200规定子程序与中断子程序分区排列在主程序的后边，且当子程序或中断子程序数量多于1时，分序列编号加以区别。

1、子程序的创建在编程软件的程序数据窗口的下方有主程序(OBI)、子程序(SUB0)、中断服务程序(INT0)的标签，点击子程序标签即可进入SUB0子程序显示区。

也可以通过指令树的项目进入子程序SUB0显示区。

添加一个子程序时，可以用编辑菜单的插入项增加一个子程序，子程序编号n从0开始自动向上生成。

用鼠标右键点击指令树中的子程序或中断程序的图标，在弹出的菜单中选择“重新命名”，可以修改它们的名称。

2、带参数的子程序调用指令子程序可能有要传递的参数(变量和数据)，这时可以在子程序调用指令中包含相应参数，它可以在子程序与调用程序之间传送。

参数(变量和数据)必须有符号名(最多8个字符)、变量和数据类型等内容。

给子程序传递参数时，它们放在子程序的局部存储器(L)中，局部变量表最左列是每个被传递参数的局部存储器地址。

子程序调用时，输入参数被拷贝到局部存储器。

子程序完成时，从局部存储器拷贝输出参数到指定的输出参数地址。

子程序调用如表7-2所示。

表7-2 子程序调用与标号指令子程序编程举例，主程序如图7-6所示，子程序如图7-7、7-8所示。

图7-6 主程序图7-7 子程序0图7-8 子程序17.1.4 中断程序与中断指令中断是计算机特有的工作方式，指主程序执行过程中，中断主程序的执行去执行中断子程序。

和前节谈到的子程序一样，中断子程序也是为某些特定的控制功能而设定的。

和普通子程序不同的是，中断子程序是为随机发生且必须立即响应的事件安排的，其响应时间应小于机器的扫描周期。

能引起中断的信号叫中断源，S7－200系列CPU支持34种中断源，如表7－3所示。

从表中可以看出，不同的CPU对中断事件的支持是不同的(表中Y 表示该型号CPU具有该种中断功能)。

1、中断程序可采用下列方法创建中断程序：在“编辑”菜单中选择“插入→中断”，在程序编辑器视窗中按鼠标右键，从弹出菜单中选择“插入→中断”；用鼠标右键击指令树上的“程序块”图标，并从弹出菜单中选择“插入→中断”。

创建成功后程序编辑器将显示新的中断程序，程序编辑器底部出现标有新的中断程序的标签，可以对新的中断程序编程。

中断程序不是由程序调用，而是在中断事件发生时由操作系统调用。

因为不能预知系统何时调用中断程序，它不能改写其他程序使用的存储器，为此应在中断程序中使用局部变量。

在中断程序中可以调用一级子程序，累加器和逻辑堆栈在中断程序和被调用的子程序中是公用的。

中断是计算机为应对紧急事件而设立的一种运行机制，但是并不一定在计算机的任何运行时间点上都可以允许中断的发生。

对于PLC应用程序的运行来说，任何时候都响应内部及外部的所有中断称为全局开中断，任何时候都不响应各种中断称为全局禁止中断。

当PLC进入RUN状态时，自动进入全局禁止中断状态，如需在适当的时候开放全局中断时，可在用户程序中使用全局中断允许指令（ENI），反之，如需全局禁止中断时，可在应用程序中的适当位置使用全局中断禁止指令（DISI）。

执行DISI指令不会影响当前正在执行中的中断程序的执行，只有当该中断程序执行完毕后，DISI功能才有效。

表7-3 中断事件描述2、中断指令中断指令包括中断允许指令ENI、中断禁止指令DISI、中断连接指令ATCH、中断分离指令DTCH/中断返回指令RETI和CRETI及中断服务程序标号指令INT，各种中断指令如表7-4所示。

1）全局性的中断允许指令与中断禁止指令中断允许指令ENI(Enable Interrupt)全局性地允许所有被连接的中断事件。

禁止中断指令DISI(Disable Interrupt)全局性地禁止处理所有中断事件，允许中断排队等候，但是不允许执行中断程序，直到用全局中断允许指令ENI重新允许中断。

进入RUN模式时自动禁止中断。

在RUN模式执行全局中断允许指令后，各中断事件发生时是否会执行中断程序，取决于是否执行了该中断事件的中断连接指令。