PLC功能指令及其应用(西门子)

任务4.3 传送带的PLC控制
【任务描述】 用传送带输送工件，数量为20个。连接I0.0端子的光 电传感器对工件进行计数。当计件数量小于15时， 指示灯常亮；当计件数量等于或大于15时，指示灯 闪烁；当计件数量为20时，10s后传送带停止，同时 指示灯熄灭。
4.3.1算术运算指令
1．数据类型 （1）数据类型、长度及范围 S7-200系列PLC数据类型可以是字节、字、双字和实数型， 实数采用32位来表示，数据类型、长度及范围见表4-10。
4.1.1输入/输出继电器的表示格式
1．输入继电器的表示格式 输入继电器是PLC输入信号的通道，输入继电器既可以按 位操作，也可以按字节、字或者双字操作。 （1）位 位表示格式为：I [字节地址].[位地址]。如I1.0表示输入继 电器第1个字节的第0位 （2）字节 字节表示格式为：IB[起始字节地址]。如IB0表示输入继 电器第0个字节，共8位。其中第0位是最低位，第7位为 最高位。其表示格式如图4-1所示。
任务4.2 手动/自动控制程序
【任务描述】 某台设备具有手动/自动两种操作方式。SB3是操作方式选 择开关，当SB3处于断开状态时，选择手动操作方式；当 SB3处于接通状态时，选择自动操作方式，不同操作方式 的进程如下： （1）手动操作方式进程：按启动按钮SB2，电动机运转； 按停止按钮SB1，电动机停止。 （2）自动操作方式进程：按启动按钮SB2，电动机连续 运转1min后，自动停止。按停止按钮SB1，电动机立即停 止。
4.3.2增1/减1指令及其应用
1．增1/减1指令 增1∕减1指令用于自增、自减操作，以实现累加计数 和循环控制等程序的编制。梯形图为指令盒格式， 增1∕减1指令操作数可以是字节、字或双字。指令格 式如表4-14。
2．单按钮的功率控制 （1）单按钮的功率控制电路和控制要求 控制要求是：有7个功率调节挡位，大小分别是 0.5kW、1kW、1.5kW、2kW、2.5kW、3kW和3.5kW， 由一个功率调节按钮SB1和一个停止按钮SB2控制。 第1次按下SB1时功率为0.5kW，第2次按下SB1时功率 为1kW，第3次按下SB1时功率为1.5kW，……，第8次 按下SB1或随时按下SB2时，停止加热。加热器的单 按钮功率控制输入/输出端口分配见表4-15，控制电 路如图4-16所示。
2．循环左、右移位
循环移位是将移位数据存储单元的首尾相连，同时 又与溢出标志SM1.1连接，SM1.1用来存放最后一次被 移出的位。
LAD
功能
字节、字、 双字循环左移位 字节、字、 双字循环右移位
梯形图中DATA为数值输入，指令执行时将该位的值移入寄存器。S-BIT为寄存 器的最低位。N为移位寄存器的长度，范围为1～64，N为正值时左移位（由低 位到高位），DATA值从S-BIT位移入，移出位进入SM1.1；N为负值时右移位 （由高位到低位），S-BIT移出到SM1.1，另一端补充DATA移入的值。每次使 能有效时，整个移位寄存器移动1位。
2．控制电路
输 输 入 出
输入继电器
输入元件
作
用
输出继电器
控制元件
控制对象
I0.0
光电传感器
计数
Q0.0
接触器KM
电动机M
I0.2
SB1常开触点
启动
Q0.2
HL
指示灯
I0.3
SB2常开触点
பைடு நூலகம்
停止
3．程序梯形图
任务4.4 彩灯循环点亮控制
【任务描述】 有8盏彩灯，当合上运行开关（SB1）时，八盏彩灯 从左向右以1s的间隔逐个点亮，并循环。断开运行开 关（SB1）时，系统停止工作。
（2）单按钮功率控制的工序
输出功率 （kW） 0 0.5 位存储器MB10 M10.3 0 0 M10.2 0 0 M10.1 0 0 M10.0 0 1 按SB1次数 0 1
1
1.5 2 2.5
0
0 0 0
0
0 1 1
1
1 0 0
0
1 0 1
2
3 4 5
3
3.5 0
0
0 1
1
1 0
1
1 0
（1）位 位表示格式为：Q [字节地址].[位地址]。如Q0.0表示输出继 电器第0个字节的第0位 （2）字节 字节表示格式为：QB[起始字节地址]。如QB0表示输出继 电器第0个字节，共8位。其中第0位是最低位，第7位为最 高位。其表示格式如图4-4所示
4.1.2 数据传送指令及应用
3．乘∕除运算指令 乘∕除运算是对符号数的乘法运算和除法运算。包括 有整数乘∕除运算，双整数乘∕除运算，整数乘∕除双整 数输出运算和实数乘∕除运算等。 （1）乘∕除运算指令格式 乘∕除运算指令格式如表4-13所示。
【例4.3】算术运算指令应用实例如图4-15所示，用梯形图 编程输入图（a），图（b）可以通过编程软件转换后得到 对应的语句表程序。 本例中，若VW10=2000，VW12=150，则执行完该段程序后， 各有关结果存储单元的数值为：VW16=2150，VW18=1850， VD20=300 000，VW24= 13，VW30=5，VW32=13。
任务4.5 数码管循环点亮控制
【任务描述】
设计一个数码管循环点亮的控制系统，其控制要求 如下： （1）手动时，每按1次按钮数码管显示数值加1，由 0~9依次点亮，并实现循环； （2）自动时，每隔1s数码管显示数值加1，由0~9依 次点亮，并实现循环。
4.5.1 数码显示及其应用
1．七段数码显示指令 （1）七段数码管与显示代码 七段数码管可以显示数字0～9，十六进制数字A～F。 如图4-26所示为LED组成的七段数码管外形和内部结 构，七段数码管分为共阴极结构和共阳极结构。以 共阴极数码管为例，当a、b、c、d、e、f段接高电 平发光，g段接低电平不发光时，显示数字“0”。当 七段均接高电平发光时，则显示数字“8”。
对数据传送指令说明如下： （1）数据传送指令的梯形图使用指令盒表示：传送指令 由操作码MOV，数据类型（B/W/DW/R），使能输入端EN， 使能输出端ENO，源操作数IN和目标操作数OUT构成。 （2）ENO可作为下一个指令盒EN的输入，即几个指令盒 可以串联在一行，只有前一个指令盒被正确执行时，后 一个指令盒才能执行。 （3）数据传送指令的原理：当EN=1时，执行数据传送指 令。其功能是把源操作数IN传送到目标操作数OUT中。数 据传送指令执行后，源操作数的数据不变，目标操作数 的数据刷新。
2．跳转程序结构 应用跳转指令的程序结构如图4-11所示。I0.3是手动/自动选 择开关的信号输入端。当I0.3未接通时，执行手动程序段， 反之执行自动程序段。I0.3的常开/常闭触点起联锁作用， 使手动、自动两个程序段只能选择其一。
4.2.2 手动/自动控制电路与程序
1．控制要求 某台设备具有手动/自动两种操作方式。SB3是操作方式选 择开关，当SB3处于断开状态时，选择手动操作方式；当 SB3处于接通状态时，选择自动操作方式，不同操作方式 的进程如下： （1）手动操作方式进程：按启动按钮SB2，电动机运转； 按停止按钮SB1，电动机停止。 （2）自动操作方式进程：按启动按钮SB2，电动机连续 运转1min后，自动停止。按停止按钮SB1，电动机立即停 止。
（2）常数 在S7-200系列PLC编程中经常使用到常数，CPU以二进制形 式存储所有常数，但使用常数可以用二进制、十进制、十 六进制、ASCII码或实数等多种形式。常数的表示形式见表 4-11。
2. 加/减运算指令 加∕减运算指令是对符号数的加∕减、双整数加∕减运算 和实数加∕减运算。 （1）加∕减运算指令格式 加/减运算6种指令的梯形图指令格式如表4-12所示。
4.2.1 跳转指令及应用
对跳转指令与标号指令说明如下。 （1）跳转指令：改变程序流程，使程序转移到具体 的标号（N）处。当跳转条件满足时，程序由JMP指 令控制转至标号N的程序段去执行。 （2）标号指令：标记转移目的地的地址。 （3）注意事项：跳转指令与标号指令必须位于同一 个程序块中，即同时位于主程序（或子程序或中断 程序）内。
0
1 0
6
7 8
（3）单按钮的功率控制程序
4.3.3 比较指令及其应用
比较指令是将两个数值按指定条件进行比较，条件 成立时，触点闭合，去控制相应的对象，所以比较 指令实际上也是一种位指令。在实际应用中，比较 指令多用于上下限控制及数值条件的判断。
【例4.4】应用比较指令产生断电6s、通电4s的脉冲 输出信号。
七段显示电平
十进制数码 g 0 0 f 1 e 1 d 1 c 1 b 1 a 1
16进制显示 代码 16#3F
1
2 3 4 5 6 7 8 9
0
1 1 1 1 1 0 1 1
0
0 0 1 1 1 0 1 1
0
1 0 0 0 1 0 1 0
0
1 1 0 1 1 0 1 0
4.1.3 电动机Y-△降压启动控制电路与程序
1．控制要求 应用数据传送指令设计电动机Y-△形降压启动控制 电路和程序。指示灯在启动过程中亮，启动结束时 灭。如果发生电动机过载，停止工作并且灯光报警。 2．启动过程和控制数据 启动过程和控制数据见表4-5。
3．电动机Y-△形降压启动控制电路 电动机Y-△形降压启动控制电路如图4-9所示。
4.4.2 彩灯循环点亮控制电路与程序
1．控制要求 设有8盏彩灯，当合上运行开关（SB1）时，八盏彩 灯从左向右以1s的间隔逐个点亮，并循环。断开运行 开关（SB1）时，系统停止工作。 2．循环彩灯控制电路输入/输出端口的分配 循环彩灯控制电路输入/输出端口的分配见表4-23。
4．程序梯形图
3．手动/自动控制电路 手动/自动控制电路如图4-12所示。
4．程序梯形图和指令表 程序梯形图和指令表如图4-13所示。 在程序中，手动/自动程序段不能同时被执行，所以程序中的线圈 Q0.0不能视为双线圈。 程序工作原理如下： （1）手动工作方式：当SB3处于断开状态时，I0.3常开触点分断， 不执行“JMP 1”指令，而从网络2顺序执行手动控制程序段。此时， 因I0.3常闭触点闭合，执行“JMP 2”指令，跳过自动控制程序段到 标号2处结束。 （2）自动工作方式：当SB3处于接通状态时，I0.3常开触点闭合， 执行“JMP 1”指令，跳过网络2和网络3到网络4标号1处，执行网络 5的自动控制程序段，然后顺序执行到指令语句结束。
【例4.5】某生产线有5台电动机，要求每台电动机间隔5s启动，试用比 较指令编写启动控制程序。
4.3.4 传送带的PLC控制电路与程序
1．控制要求 用如图4-20所示的传送带输送工件，数量为20个。连接I0.0 端子的光电传感器对工件进行计数。当计件数量小于15时， 指示灯常亮；当计件数量等于或大于15时，指示灯闪烁； 当计件数量为20时，10s后传送带停止，同时指示灯熄灭。
4.4.1移位指令
移位指令是使位组合的字节数据、字数据向指定方 向循环、移位的指令，分为左、右移位和循环左、 右移位及寄存器移位指令三大类。移位指令最大移 位位数N≤数据类型（B、W、DW）对应的位数。 1．左、右移位指令 左、右移位指令数据存储单元与SM1.1（溢出）端相 连，移出位被放到特殊标志存储器SM1.1位。移位数 据存储单元的另一端补0。移位指令格式如表4-20所 示。
PLC功能指令及其应用（西门子）
功能指令及其应用
1
2 3
电动机Y-△降压启动控制
手动/自动控制程序
传送带的PLC控制
4
5 6
彩灯循环点亮控制 数码管循环点亮控制
停车场数码显示控制
7
中断
任务4.1 电动机Y-△降压启 动控制
【任务描述】 应用数据传送指令设计电动机Y-△形降压启动控制电 路和程序。指示灯在启动过程中亮，启动结束时灭。 如果发生电动机过载，停止工作并且灯光报警。