陕西西门子S7-200SMARTPLC代理批发销售

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西门子S7-200 PLC的功能块图(FBD)

功能块图(FBD)类似于数字电子电路，它是将具有各种与、或、非、异或等逻辑关系的功能块图按一定的控制逻辑组合起来。这种编程语言适合那些熟悉数字电路的人员。

    【例】  图4-86分别使用上述三种编程语言实现如下控制：

    当输入点I0.2和内部条件M1.0同时接通时触发定时器T37，T37的设定值存放在AC0中。

    图4-86    S7-200的三种编程语言对照
   S7-200系列的PLC利用编程软件STEP 7-Micro/WIN32所提供的梯形图语言(LAD)、语句表语言(STL)及功能块图(FBD)共3种编程语言对实际系统完成软件编程、运行及监控。

    梯形图是在继电器一接触器控制系统中的控制电路图的基础上演变而来的，是应用多的一种编程语言，梯形图与继电器控制电路图的基本思想是*的，只是在使用符号和表达方式上有一定区别。只要有继电器控制电路的基础，就能在很短的时间内，掌握梯形图的使用和编程方法。

    有的PLC的梯形图有两根母线，但大部分PLC现在只保留左边的母线了（包括S7-200PLC)。在梯形图中，触点代表逻辑“输入”条件，如开关、按钮、内部条件等；线圈通常代表逻辑“输出”结果，如灯、电机接触器、中间继电器等。对于S7-200系列PLC来说，还有一种输出——“方块图”，它代表附加的指令，如定时器、计数器和功能指令等。

    梯形图语言简单明了，易于理解，是所有编程语言的之一。
  下面说明PTO/PWM的初始化及操作步骤，它可以进一步理解PTO及PWM功能。在整个说明过程中，一直使用Q0.0输出。初始化说明假定PLC进入运行(RUN)进行，即利用特殊继电器SM0.1调用初始化子程序。假如情况与此不符（如需对PTO/PWM功能重置），当然可以利用其他条件调用初始化程序。

    ①PWM初始化步骤如下：

    ·利用SM0.1将输出位(Q0.0)复位，并调用初始化子程序。即随后的扫描周期不再调用该初始化子程序，降低扫描时间的同时，使程序结构化更强。

    ·设置控制字节，将控制字写入SMB67（或SMB77）。如16#C1，其意义是，选择并允许PWM方式的工作，以μs为时间基准，允许更新PWM的周期时间。

    ·将字型数据的PWM周期值写入SMW68（或SMW78）。

    ·将字型数据的PWM的脉冲宽度值写入SMW70（或SMW80）。

    ·如果希望随时改变脉冲宽度，可以重新向SMB67装入控制字（16#C2或16#C3）。

    ·执行PLS指令，PLC自动对PTO/PWM的硬件做初始化编程。

    ·退出子程序。

    【例1】  在实验室环境中，验证PWM的功能，控制要求如下：

    当CPU从STOP到RUN时，输出点Q0.1立即输出脉冲，要求周期2s，脉宽1s；当输入按钮I0.0按下之后，周期不改变，脉宽改为0.5s。

    分析：

    ·由于实验室的设备以学生练习为目的，其输出类型均为继电器类型（交／直流输出都可连接），同时也为了便于监控和延长使用寿命，周期和脉宽值不要太小（时基应为μs），本例中因为周期和脉宽都以秒为单位，所以时基为ms，如周期2s，则设定值为2000。

    ·改变PWM的输出形式，必须通过重新初始化来实现（通过I0.0上升沿来调用重新初始化程序段），在重新初始化的过程中，只需对改变的参数重新赋值，并通过执行PLS指令启动PWM输出按新参数运行。

    ②PTO操作的初始化。首先应确定高速脉冲串的输出端子（Q0.0或Q0.1）和脉冲序列的实现方式（单段或多段）。然后再进行PTO的初始化，其过程如下：

    ·利用SM0.1将输出位（Q0.0或Q0.1）复位，并调用初始化子程序。即随后的扫描周期不再调用该初始化子程序，降低扫描时间的同时，使程序结构化更强。

    ·设置控制字节，将控制字写入SMB67或SMB77。

    ·如果是单段PTO，则向SMW68或SMW78写入初始周期值，并向SMD72或SMD82写入脉冲个数。

    ·如果是多段PTO，则需向SMB166S或MB176写入段数，向SMW168或SMW178装入包络表的首地址（可以子程序的形式建立包络表）。

    ·当脉冲序列输出完成时，发出告知信号或触发其他操作时，需将中断事件号19或20和某个中断服务程序相连接(ATCH)。

    ·编写中断服务子程序。

    ·设置全局开中断。

    ·执行PLS指令。

    ·退出子程序。

    【例2】  多段PTO输出控制应用举例。

    某台步进电动机的运行曲线如图4-81所示，需要4000个脉冲，其中需要200个脉冲使电动机从A点加速运行到B点，然后恒速运行3400个脉冲到C点，后需要400个脉冲减速到D点，这时指示灯Q0.5亮，表示从A点到D点的运行过程结束。

    ①选择由Q0.0输出，由图4-81可知，选择3段（AB段、BC段和CD段）PTO的输出形式。

    ②确定周期值的时基单位，因为在BC段输出的频率大，为10kHz，对应的周期值为100μs，因此选择时基单位为μs，向控制字节SMB67写入控制字16#A0。

    ③确定初始周期值、周期增量值。

    ·初始周期值的确定比较容易，是每段初始频率的倒数。AB段为500μs，BC段为100μs，CD段为100μs。

    ·周期增量值的确定。周期增量值的确定可通过计算来得到，计算公式为：(Tn+1-Tn)/N，式中，Tn+1为该段结束的周期时间，Tn为该段开始的周期时间，N为该段的脉冲数。

    ④建立包络表。设包络表的首地址为VB200，包络表中的参数如表4-37所示。

    表4-37    包络表的参数

    ⑤设置中断事件，编写中断服务子程序。当3段PTO输出完成时，对应的中断事件号是19，用中断连接指令将中断事件号19与中断服务子程序INT2连接起来，编写中断服务子程序。

    ⑥设置全局开中断ENI。

    ⑦执行PLS指令。

    步进电动机系统的控制程序如图4-82所示，是由主程序、初始化子程序和中断服务程序构成的。

    注意：本程序不宜在实验室环境运行，因为4000个脉冲会在不到1s就会输出完成，这既不便于观察，也会损坏实验设备。如用于实验，应大幅度地减小频率及各段脉冲数。

PTO输出形式是指从Q0.0或（和）Q0.1输出周期的一段或几段方波脉冲序列，周期值为16位无符号数据，周期范围为50~65535μs或2~65535ms，一般对周期值的设定为偶数，否则会引起输出波形占空比的失真。每段脉冲序列中，脉冲的数量为32位数据，可分别设定为1~ 4294967295个。

    在PTO输出形式中，允许连续输出多个方波脉冲序列（脉冲串），每个脉冲串的周期和脉冲数可以不同。当需要输出多个脉冲串时，允许这些脉冲串进行排队，在当前的脉冲串输出完成后，立即输出新的脉冲串。根据实现方式，可分为单段PTO和多段PTO。

    ①单段PTO。在单段PTO输出时，序列中只能存放1个脉冲串的控制参数（入口地址）。在当前脉冲串输出期间，就要对与下一个脉冲串相关的特殊继电器进行更新，待当前的脉冲串输出完成后，通过执行PLS指令，就可以立即输出新的脉冲串，实现多段脉冲串的连续输出。

    采用单段PTO的优点是：各个脉冲串的时间基准可以不同。

    采用单段PTO的缺点是：编程复杂且繁琐，当参数设置不当时，会造成各个脉冲串连接的不平滑。

    ②多段PTO。当采用多段PTO输出高速脉冲串时，需要将包络表的V内存起始偏移地址装载到SMW168或SMW178，并建立一个包络表，在包络表中存储各个脉冲串的参数，当执行PLS指令时，CPU自动按顺序从包络表中调出各个脉冲串的入口地址，连续输出各个脉冲串。

    包络表由段数和每段参数构成，每段长度为8个字节，用于存储初始周期值（16位），周期增量值（16位），脉冲个数（32位）。表4-36给出了多段PTO操作的包络表格式。

    表4-36    包络表的格式

    采用多段PTO输出的优点是：编程简单，可按照程序设定的周期增量值自动增减脉冲周期。

    采用多段PTO输出的缺点是：所有脉冲串的时间基准必须*，当执行PLS指令时，包络表中的所有参数均不能改变。

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