天津西門子S7-200SMART代理經(jīng)銷商

西門子S7-200 PLC實時時鐘指令概述

    每個PLC制造廠家在生產(chǎn)PLC的過程中，都要有意識地增加一些特殊的硬件，以實現(xiàn)某些特殊的功能，就可能使某些比較復(fù)雜的控制任務(wù)的程序編制變得簡單容易。

    在S7 -200中，涉及到的特殊功能有：實時時鐘的設(shè)定和讀取，中斷處理，通信，高速計數(shù)，高速脈沖輸出，PID控制等。

    S7-200 PLC增加了時鐘功能。其中CPU221和CPU222都有時鐘卡可以安裝（也可以不裝），CPU224和CPU226都有內(nèi)置時鐘。利用實時時鐘指令可以方便地讀取實時時鐘的時間，也可以設(shè)定實時時鐘的時間。S7 -200 PLC為實時時鐘開辟了一個8個字節(jié)的時鐘緩沖區(qū)存放當(dāng)前的日期和時間數(shù)據(jù)，在PLC控制系統(tǒng)運行期間，可通過讀實時時鐘指令進行運行監(jiān)視，或者作運行記錄。

順序控制繼電器SCR( Sequence Control Relay)指令對于一個復(fù)雜的控制系統(tǒng)，尤其是順序控制程序，由于內(nèi)部的連鎖、互動關(guān)系極其復(fù)雜，用梯形圖或語句表方式編寫通常要由熟練的電氣工程師才能編制，這樣的程序如果不加注釋，其程序的可讀性會大大降低，也為調(diào)試、試運行帶來困難。

    近年來，許多PLC增加了順序控制指令，用于編制復(fù)雜的順序控制程序，利用這種方法，使初學(xué)者也很容易編寫復(fù)雜的順序控制程序。這種方法也為調(diào)試、運行帶來許多難以言傳的方便。

    S7-200 CPU含有256個順序控制繼電器(S0.0~S31.7)用于順序控制，在順序控制或步進控制中，常常將控制過程分成若干個順序控制繼電器( SCR)段，一個SCR段有時也稱為一個控制功能步，簡稱步。每個SCR都是一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)，都有段開始，段轉(zhuǎn)移，段結(jié)束。在S7-200中，有3條簡單的SCR指令與之對應(yīng)。

    1)順序控制指令

    ①段開始指令LSCR( Load Sequence Control Relay)。段開始指令的功能是標記一個SCR段（或一個步）的開始，其操作數(shù)是狀態(tài)繼電器Sx.y（范圍為：S0.0~S31.7），Sx.y是當(dāng)前SCR段的標志位，當(dāng)Sx.y為1時，允許該SCR段工作。

    ②段轉(zhuǎn)移指令SCRT( Sequence Control Relay Transition)。段轉(zhuǎn)移指令的功能是將當(dāng)前的SCR段切換到下一個SCR段，其操作數(shù)是下一個SCR段的標志位Sx.y（如S0.1）。當(dāng)允許輸入有效時，進行切換，即停止當(dāng)前SCR段工作（復(fù)位），啟動下一個SCR段工作（置位）。

    ③段結(jié)束指令SCRE( Sequece Control Relay End)。段結(jié)束指令的功能是標記一個SCR段（或一個步）的結(jié)束。段結(jié)束指令和段開始指令必須成對出現(xiàn)，否則無法下載程序。

    順序控制指令的格式如圖4-64所示。

    圖4-64    順序控制指令

    2) SCR指令的特點

    ①SCR指令的操作數(shù)（或編程元件）只能是狀態(tài)繼電器Sx.y；反之，狀態(tài)繼電器S可應(yīng)用的指令并不*于SCR，它還可以應(yīng)用LD、LNN、A、AN、O、ON、=、S、R等指令。

    ②1個狀態(tài)繼電器Sx.y作為SCR段標志位，可以用于主程序、子程序或者中斷程序中，但是只能使用1次，不能重復(fù)使用。

    ③在一個SCR段中，禁止使用循環(huán)指令FOR/NEXT、跳轉(zhuǎn)指令JMP/LBL和條件結(jié)束指令END。

    3)狀態(tài)流程圖。狀態(tài)流程圖是用狀態(tài)繼電器（即S繼電器）代表工程中的工序，一個工序的任務(wù)就是一個狀態(tài)的控制過程（即一步），確定每步的啟動條件和轉(zhuǎn)換條件。每個獨立的步分別用方框表示，根據(jù)動作順序用箭頭將各個方框連接起來，在相鄰的兩步之間用短橫線表示轉(zhuǎn)換條件。在每步的右邊畫上要執(zhí)行的控制程序。一個工序的完成就意味著一個狀態(tài)的結(jié)束，另一狀態(tài)的開始。

    在大中型PLC中，可直接使用S7-GRAPH語言處理比較復(fù)雜的順序控制或步進控制問題。而在小型PLC的程序設(shè)計中，對于大量遇到的順序控制或步進控制問題，如果能采用狀態(tài)流程圖的設(shè)計方法，再使用步進指令將很容易地轉(zhuǎn)化成梯形圖程序，就可完成比較復(fù)雜的順序控制或步進控制任務(wù)。

    【例4-28】  圖4-65是一個單程狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖轉(zhuǎn)化成梯形圖的例子。系統(tǒng)初始進入S0.0，當(dāng)S0.0=1時，系統(tǒng)進入S0.0段，在這一程序段中，使Q0.1輸出1，使Q0.2置位。當(dāng)I0.1=1時，狀態(tài)由S0.0轉(zhuǎn)為S0.1（S0.0先復(fù)位，S0.1再置位）。

    注意：

    ①用OUT指令輸出只能在本程序段內(nèi)保持（即只在本工序有輸出），為了能在段外也有輸出，應(yīng)該使用置位指令S，但一定要有復(fù)位指令R配合使用。

    ②段內(nèi)輸出一般直接用常開點( SM0. 0)控制，不再設(shè)置其他條件，否則即使進入該步也不會有輸出。

    ③是段轉(zhuǎn)移指令使本步復(fù)位，而不是段結(jié)束指令。所以應(yīng)該注意各語句的先后位置，應(yīng)該是：段開始，段輸出，段轉(zhuǎn)移，段結(jié)束。

    ④狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖可以轉(zhuǎn)化成梯形圖程序，也可以直接寫成語句表程序，梯形圖程序需要畫到6個網(wǎng)絡(luò)里，而語句表程序都寫到1個網(wǎng)絡(luò)里也能編輯運行。所以建議直接轉(zhuǎn)化成語句表來編輯運行，會減少大量的輸入、調(diào)試時間。

    4)多流程順序控制的步進指令編程方法

    在順序控制中，任何復(fù)雜的控制流程都可以分解為以下幾種基本組合形式。

    ①單程編程方法。單程由一系列相繼執(zhí)行的工步組成。每一工步的后面只能接一個轉(zhuǎn)移條件；而每一轉(zhuǎn)移條件之后僅有一個工步，其結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)化成梯形圖及語句表的方法如圖4-65所示，分析見例4-27。

    ②選擇分支結(jié)構(gòu)。從多個分支流程中選擇某一個分支，稱為選擇分支，同一時刻只允許選擇一個分支。如圖4-66a示例，若S1.0動作時，一旦I0.1接通，動作狀態(tài)就向S1.1轉(zhuǎn)移，則S1.0變?yōu)?/span>0狀態(tài)；此后即使I0.0閉合，S2.0也不動作。分支結(jié)束稱為匯合，任一分支流程結(jié)束時的轉(zhuǎn)移條件成立（I0.2或I0.4接通），均可轉(zhuǎn)移到匯合狀態(tài)S1.3。

    在將選擇分支轉(zhuǎn)化成梯形圖及語句表時應(yīng)注意以下幾點：

    ·各個程序段中的操作應(yīng)根據(jù)實際工程要求去編輯，在梯形圖中應(yīng)處在各段的段開始( LSCR)和段轉(zhuǎn)移(SCRT)之間，用常開點(SM0.0)控制。本圖中省略了這方面的編程內(nèi)容。

    ·該種結(jié)構(gòu)需注意的是選擇分支開始的梯形圖轉(zhuǎn)化，當(dāng)S1.0動作時，下一步有可能轉(zhuǎn)移到S1.1或S2.0，所以在S1.0段編程時，要有兩個段轉(zhuǎn)移指令，然后才是段結(jié)束指令。

    ·多個選擇分支應(yīng)按著從左到右的順序轉(zhuǎn)化為梯形圖，當(dāng)左邊支路按著順序結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化方法編輯完成后，才轉(zhuǎn)化右邊支路。

    ·將每個支路的結(jié)束段（S1.2和S2.0）的段轉(zhuǎn)移(SCRT)的目標段都指向匯合處(S1.3)，則完成了選擇結(jié)構(gòu)匯合點的轉(zhuǎn)化

    ③并行分支的開始與匯合。滿足某個條件后導(dǎo)致幾個分支同時動作，稱為并行分支。如圖4-67a示例中，若S1.0動作時，I0.1一接通，S1.1和S1.4就同時接通，并按各自分支的條件向下轉(zhuǎn)移，待各分支流程的動作全部結(jié)束時，若I0.3接通，匯合狀態(tài)S2.0動作，同時將S1.2和S1.6全部復(fù)位。為了強調(diào)轉(zhuǎn)移的同步實現(xiàn)，分支開始和匯合處的水平連線用雙線表示。各個程序段中的操作應(yīng)根據(jù)實際工程要求去編輯，本圖中省略了這方面的編程內(nèi)容

    在將并行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化成梯形圖及語句表時應(yīng)注意以下幾點：

    ·首先需要注意的是并行分支的開始的轉(zhuǎn)化，在S1.0程序段當(dāng)I0.1接通時，同時激活S1.1和S1.4，如圖4-67b的*個“*”所示。

    ·如果系統(tǒng)有n條并行支路，在前n-1條支路的結(jié)束段不要使用段轉(zhuǎn)移指令使該段復(fù)位，但要有段結(jié)束指令（格式需要），如圖4-67b的第二個“*”所示。

    ·并行分支結(jié)束要求必須保證全部并行支路均已完成，且并行結(jié)束條件接通(I0.3=1)，才能使各并行支路結(jié)束段同時復(fù)位，同時置位并行匯集段（采用R、S指令）。如圖4-67b的第三個“*”所示。

    ④跳轉(zhuǎn)與循環(huán)。跳轉(zhuǎn)與循環(huán)是選擇分支的一種特殊形式。圖4-68a的示例中，在S1.0動作時，若轉(zhuǎn)移條件I0.3接通，將跳過S1.1去執(zhí)行S1.2，這種情況為正向跳轉(zhuǎn)；當(dāng)順序執(zhí)行完S1.2和S1.3后，I0.4仍未閉合，將返回去再執(zhí)行S1.2和S1.3，直到I0.4閉合后，才轉(zhuǎn)向下一步S1.4，這時為逆向跳轉(zhuǎn)。S1.4完成后，若I0.5閉合，將轉(zhuǎn)移到初始步S1.0，開始新一個工作循環(huán)。

    由圖4-68可以看出，將跳轉(zhuǎn)與循環(huán)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖轉(zhuǎn)化為梯形圖是非常簡單的，是單程和選擇分支的組合，其中正跳轉(zhuǎn)、逆跳轉(zhuǎn)及循環(huán)的轉(zhuǎn)化方法

    【例4-29】  步進控制指令應(yīng)用舉例。

    控制要求：

    控制3臺電動機M1(Q0. 0)、M2( Q0.1)、M3(Q0. 2)的起動/停止，要求依次延時順序起動/逆序停止3臺電動機，即按下起動按鈕(I0.0)后，M1立即起動，延時3s起動M2，再延時4s起動M3；按下停止按鈕(I0.1)后，M3立即停止，延時4s停止M2，再延時3s停止M1。

    如果在起動的過程中，想終止起動過程，按下停止按鈕，也要求逆序停車。例如在M1、M2已經(jīng)起動，M3還沒起動時，按下停止按鈕，則終止起動過程，并立即停止M2，延時3s停止M1。

    分析：

    ①系統(tǒng)要求延時起動，延時停車，所以必須在步進控制中用到延時，為了節(jié)省系統(tǒng)資源及便于調(diào)試、監(jiān)控，可以將相同設(shè)定值的延時段采用一個定時器來完成，即只用兩個定時器（T37為3s定時器，T38為4s定時器）。

    ②PLC運行初試(SM0.1 =1)，應(yīng)使*步（初始化步）置位，其他系統(tǒng)工作步復(fù)位。目的是即使中途切斷程序的運行（斷電、PLC停止運行），下次再運行時，仍然能保證系統(tǒng)能從頭開始工作。

    ③由于允許在起動過程中終止起動過程，并要求逆序停車，所以系統(tǒng)的狀態(tài)流程圖應(yīng)含有跳轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。由于系統(tǒng)停車后必須回到初試狀態(tài)，準備下次起動，所以應(yīng)包含循環(huán)部分。根據(jù)控制要求繪制的步進控制狀態(tài)流程圖如圖4-69a所示。

    ④由于將延時時間相同的時間段采用一個定時器來控制，所以在將狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖轉(zhuǎn)化成梯形圖或語句表時，必須使定時器在段外編程（可以放置在程序的結(jié)尾處），將所有啟用該

定時器的段（狀態(tài)繼電器S）并聯(lián)后來控制定時器的運行。

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