【導(dǎo)讀】院系中德機電學(xué)院.專業(yè)機電一體化技術(shù).指導(dǎo)教師吳秋芹.它采用一類可編程的存儲器，用于器內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算，順序控制，PLC基于電子計算機，且適用于工業(yè)現(xiàn)場工作的電控制電路。它源于繼電控制裝。中的程序，進行入出信息變換實現(xiàn)控制。精確的實現(xiàn)藥片何時裝入以及裝入量。這一控制系統(tǒng)的實現(xiàn)和應(yīng)用，充分體現(xiàn)了PLC系統(tǒng)在。本文明確基于西門子S7-300PLC與STEP7軟件的自動藥片裝瓶機控制系統(tǒng)的設(shè)計方

　　

【正文】 信息，例如： A I 是一條位邏輯操作指令，其中： “A” 是操作碼，它表示執(zhí)行 “ 與 ” 操作； “I ” 是操作數(shù)，對輸入繼電 器 I 進行的操作。 有些語句指令不帶操作數(shù)。它們操作的對象是惟一的。例如： NOT （是對邏輯操作結(jié)果 (RLO)取反。） （ 2）、梯形邏輯指令 梯形邏輯指令用圖形元素表示 PLC 要完成操作。在梯形邏輯指令中，其操作碼是用圖素表示的，該圖素形象表明 CPU做什么，其操作數(shù)的表示方法與語句指令相同。如： Q —— ( ) —— 該指令中： —— ( ) —— 可認為是操作碼，表示一個二進制賦值操作。 Q 是操作數(shù)，表示賦值的對象。 梯形邏輯指令也可不帶操作數(shù)。如： —— |NOT|—— 是對邏輯 操作結(jié)果取反的操作。 無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 20 操作數(shù) （ 1）、標識符及表示參數(shù) 一般情況下，指令的操作數(shù)在 PLC 的存儲器中，此時操作數(shù)由操作數(shù)標識符和參數(shù)組成。 操作數(shù)標識符由主標識符和輔助標識符組成。主標識符表示操作數(shù)所在的存儲區(qū)，輔助標識符進一步說明操作數(shù)的位數(shù)長度。若沒有輔助標識符指操作數(shù)的位數(shù)是一位。主標識符有：I(輸入過程映像存儲區(qū) )， Q(輸出過程映象存儲區(qū) )， M(位存儲區(qū) )， PI(外部輸入 )， PQ(外部輸入 )， T(定時器 )， C(計數(shù)器 )， DB(數(shù)據(jù)塊 )， L(本地數(shù)據(jù) )。輔助標識符有： X(位 )， B(字節(jié) )，W(字 —— 2字節(jié) )， D(雙字 —— 4 字節(jié) )。 PLC 物理存儲器是以字節(jié)為單位的，所以存儲單元規(guī)定為字節(jié)單元。位地址參數(shù)用一個點與字節(jié)地址分開。如： M 當操作數(shù)長度是字或雙字時，標識符后給出的標識參數(shù)是字或雙字內(nèi)的最低字節(jié)單元號。 （ 2）、操作數(shù)的表示法 在 STEP7 中，操作數(shù)有兩種表示方法：一是物理地址 (絕對地址 )表示法；二是符號地址表示法。用物理地址表示操作數(shù)時，要明確指出操作數(shù)的所在存儲區(qū)，該操作數(shù)的位數(shù)具體位置。例如： Q 。 STEP7 允許用符號地址表示操作數(shù)，如 Q 可用符號名 MOTOR_ON 替代表示，符號名必須先定義后使用，而且符號名必須是惟一的，不能重名。定義符號時，需要指明操作數(shù)所在的存儲區(qū)，操作數(shù)的位數(shù)、具體位置及數(shù)據(jù)類型。 尋址方式 （ 1）、立即尋址 這是對常數(shù)或常量的尋址方式。操作數(shù)本身直接包含在指令中。 （ 2）、直接尋址 包括對寄存器和存儲器的直接尋址。在直接尋址的指令中，直接給出操作數(shù)的存儲單元地址。 （ 3）、存儲器間接尋址 在存儲器間接尋址的指令中，給出一個存儲器，該存儲器的內(nèi)容是操作數(shù)所在存儲單元的地址，該地址又被稱為地址指針。存儲器間接尋址方式的 優(yōu)點是，當程序執(zhí)行時，能改變操作數(shù)的存儲器地址，這對程序中的循環(huán)尤為重要。 （ 4）、寄存器間接尋址 在 S7中有兩個地址寄存器，它們是 AR1 和 AR2。通過地址寄存器，可以對各存儲區(qū)的存儲器內(nèi)容實現(xiàn)寄存器間接尋址。地址寄存器的內(nèi)容加上偏移量形成地址指針，該指針指向數(shù)值所在的存儲單元。 地址寄存器存儲的地址指針有兩種格式：區(qū)內(nèi)寄存器間接尋址區(qū)域間寄存器間接尋址。其長度均為雙字。這兩種格式的細節(jié)及其差別，區(qū)域標識位的組合狀態(tài)見表 26。 表 26 寄存器間接尋址的指針格式 31 24 23 16 15 8 7 0 位 31=0 表明是區(qū)域內(nèi)寄存器間接尋址； =1表明是區(qū)域間寄存器間接尋址。 位 2 25和 26(r r r)：區(qū)域標識 位 3至 18(bbbb bbbb bbbb bbbb)：被尋址位的字節(jié)編號 (范圍 0至 65535) 位 0至 2( )：被尋址的位編號 (范圍 0 至 7) 0 0 0 0 r r r 0000 0 b b b B b b b b b b b b b b b b 無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 21 S7300PLC的指令系統(tǒng) 位邏輯指令 位邏輯指令主要包括：位邏輯運算指令、位操作指令和位測試指令，邏輯操作結(jié)果 (RLO)用以賦 值、置位 、復(fù)位布爾操作數(shù)，也控制定時器和計數(shù)器的運行。 （ 1）、位邏輯運算指令 位邏輯運算指令是 “ 與 ”(AND) 、 “ 或 ”(OR) 、 “ 異或 ”(XOR) 指令及其組合。它對 “0”或 “1” 這些布爾操作數(shù)掃描，經(jīng)邏輯運算后將邏輯操作結(jié)果送入狀態(tài)字的 RLO 位。 ① 、 “ 與 ” 和 “ 與非 ”(A ， AN)指令 邏輯 “ 與 ” 在梯形圖里是用串聯(lián)的觸點回路表示的，如果串聯(lián)回路里的所有觸點皆閉合，該回路就通 “ 電 ” 了。 ② 、 “ 或 ” 和 “ 或非 ”(O ， ON)指令 邏輯 “ 或 ” 在梯形圖里是用 并聯(lián)的觸點回路表示的，被掃描的操作數(shù)標在觸點上方。只要有一個觸點閉合，輸出的信號狀態(tài)就為 “l(fā)” 。 ③ 、 “ 異或 ” 和 “ 異或非 ”(X ， XN)指令 圖 27是 “ 異或 ” 邏輯梯形圖，下面是與梯形圖對應(yīng)的語句表。在的語句表中，使用了“ 異或 ” 和 “ 異或非 ” 指令，分別用助記符 “X” 和 “XN” 來標識。它類似 “ 或 ” 和 “ 或非 ”指令，用于掃描并聯(lián)回路能否 “ 通電 ” 。圖 27“ 異或 ” 邏輯梯形圖 （ 2）、位操作指令 ① 、輸出指令 邏輯串輸出指令又稱為賦值操作指令，該操作把狀 態(tài)字中 RLO 的值賦給指定的操作數(shù) (位地址 )。表 28列出了操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型和所在的存儲區(qū)。 表 28 輸出指令 LAD指令 STL指令 功能 操作數(shù) 類型 存儲區(qū) 位地址 —— ( ) =位地址 邏輯串賦值輸出 位地址 BOOL Q、 M、 D、L 位地址 —— ( ) — 中間結(jié)果賦值輸出 位地址 BOOL Q、 M、 D、L ② 、置位／復(fù)位指令 置位／復(fù)位指令根據(jù) RLO的值，來決定被尋址位的信號狀態(tài)是否需要改變。若 RLO 的值為 1，被尋址位的信號狀態(tài)被置 1或清 0；若 RLO 是 0，則被尋址位的信號保持原狀態(tài)不變。置位／復(fù)位指令有關(guān)內(nèi)容見表 29。 表 29 置位／復(fù)位指令 LAD指令 STL指令 功能 操作數(shù) 數(shù)據(jù)類型 存儲區(qū) 位地址 —— ( R ) R位地址 復(fù)位輸出 位地址 BOOL TIMER Q、 M、 D、 L T X I X I ＝ Q 無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 22 COUNTER C 位地址 —— ( S )— S位地址 置位輸出 位地址 BOOL Q、 M、 D、 L ③ 、 RS 觸發(fā)器 RS 觸發(fā)器梯形圖方塊指令表示見表 210。方塊中標有一個置位輸入 (S)端，一個復(fù)位輸入 (R)端，輸出端標為 Q。觸發(fā)器可以用在邏輯串最右端，結(jié)束一個邏輯串，也可用在 邏輯串中，影響右邊的邏輯操作結(jié)果。 表 210 RS觸發(fā)器 置位優(yōu)先 RS 復(fù)位優(yōu)先型 RS 參 數(shù) 數(shù)據(jù)類型 存儲區(qū) RS位地址 R QS SR位地址 S QR 位地址 需要置位、復(fù)位的位 BOOL Q、 M、 D、L S允許置位輸入 R允許復(fù)位輸入 Q地址 的狀態(tài) RS 觸發(fā)器為 “ 置位優(yōu)先 ” 型觸發(fā)器（當 R 和 S 驅(qū)動信號同時為 “ 1” 時，觸發(fā)器最終為置位狀態(tài)）； SR觸發(fā)器為 “ 復(fù)位優(yōu)先 ” 型觸發(fā)器（當 R 和 S 驅(qū)動信號同時為 “ 1” 時，觸發(fā)器最終為復(fù)位狀態(tài)）。如圖 211。 圖 211 RS 觸發(fā)器和 SR 觸發(fā)器的工作時序 無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 23 ④ 、對 RLO的直接操作指令 這一類指令直接對邏輯操作結(jié)果 RLO 進行操作，改變狀態(tài)字中 RLO 位的狀態(tài)。 （ 3）、位測試指令 當信號狀態(tài)變化時就產(chǎn)生跳變沿。當從 0 變到 1時，產(chǎn)生一個上升沿 (或正跳沿 )；若從1變到 0，則產(chǎn)生一個下降沿 (或負跳沿 )。 S7 中 有兩類跳變沿檢測指令，一種是對 RLO 的跳變沿檢測的指令，另一種是對觸點跳變沿直接檢測的梯形圖方塊指令。具體內(nèi)容見表 212。 表 212 跳變沿檢測指令 LAD指令 STL指令 功 能 操作數(shù) 數(shù)據(jù)類型 存儲區(qū) 位地址 —— (P)—— FP位地址 RLO正跳沿檢測 位地址 BOOL I、 Q、 M、D、 L 位地址 —— (N)—— FN位地址 RLO負跳沿檢測 位地址 BOOL I、 Q、 M、D、 L 觸點正跳沿檢測 觸點跳沿檢測 參數(shù) 數(shù)據(jù)類型 存儲區(qū) P OS位地址 1QM _ B IT地址 2 NE G位地址 1QM _ B IT地址 2 位地址 1 被檢測的位 (觸點 ) BOOL I、 Q、 M、D、 L M_BIT 存儲被檢測位上一個掃描周期的狀態(tài) BOOL Q、 M、 D Q單穩(wěn)輸出 BOOL I、 Q、 M、D、 L 定時器與計數(shù)器指令 （ 1）、定時器指令 定時器是 PLC 中的重要部件，它用于實現(xiàn)或監(jiān)控時間序列。定時器是一種由位和字組成的復(fù)合單元，定時器的觸點由位表示，其定時時間值存儲在字存儲器中。 S7300 提供的定時器有： 脈沖定時器 (SP)，擴展定時器 (SE)，接通延時定時器 (SD)，帶保持的接通延時定時器(SS)，和斷電延時定時器 (SF)。如圖 2 B，稱為定時字。在 S7300 中，最多允許使用 256 個定時器。采用減計時。定時時間到后會引起定時器觸點的動作。 設(shè)置定時時間，用戶需給累加器 1裝入需要的數(shù)值，直接使用 S5 中的時間表示法裝入定時數(shù)值，例如： L S5TaH_bbM_ccS_dddMS 其中， a：小時， bb：分鐘， cc：秒， ddd：毫秒，時基是自動選擇的，原則是能滿足定時范圍要求的 最小時基。 S 啟動輸入端， TV 定時時間（ S5TIME 格式）， R 復(fù)位輸入端， Q 定時器的狀態(tài)， BI當前時間（整數(shù)格式）， BCD 當前時間（ BCD 碼格式）。 無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 24 圖 213 定時器 （ 2）、計數(shù)器指令 ① 、 S7300 的計數(shù)器都是 16位的，因此每個計數(shù)器占用該區(qū)域 2個字節(jié)空間，用來存儲計數(shù)值。不同的 CPU 模板，用于計數(shù)器的存儲區(qū)域也不同，最多允許使用 64～ 512 個計數(shù)器。計數(shù)器的地址編號： C0～ C511。 如表 214. 表 214 計數(shù)器梯形圖方塊指令 加減計數(shù) 器 加計數(shù)器 減計數(shù)器 C n o .S _ C U DCUCDSPVRQCVC V _ B C D C n o .S _ C UCUSPVRQCVC V _ B C D C n o .S _ C DCDSPVRQCVC V _ B C D 無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 25 參數(shù) 數(shù)據(jù)類型 存儲區(qū) 說明 no. COUNTER C 計數(shù)器標識號 CU BOOL I、 Q、 M、 D、 L 加計數(shù)輸入 CD BOOL I、 Q、 M、 D、 L 減計數(shù)輸入 S BOOL I、 Q、 M、 D、 L 計數(shù)器預(yù)置輸入 PV WORD I、 Q、 M、 D、 L 計數(shù)初始值輸入 (BCD) R BOOL I、 Q、 M、 D、 L 復(fù)位輸入端 Q BOOL Q、 M、 D、 L 計數(shù)器狀態(tài)輸出 CV WORD Q、 M、 D、 L 計數(shù)值輸出 (整數(shù)式 ) CV_BCD WORD Q、 M、 D、 L 計數(shù)值輸出 (BCD式 ) ② 、計數(shù)器線圈指令，如表 215 表 215 計數(shù)器線圈指令 LAD 指令 STL 指令 功 能 C no. —— (SC) 預(yù)置值 S C no. 計數(shù)器置初始值 C no. —— (CU) CU C no. 加記數(shù) C no. —— (CD) CD C no. 減記數(shù) FR C no. 允許計數(shù)器再啟動 控制指令 主要有程序控制指令、邏輯控制指令、主控繼電器指令。 程序控制指令是指功能塊 (FB、 FC、 SFB、 SFC)調(diào)用指令和邏輯塊 (OB、 FB、 FC)結(jié)束指令。調(diào)用塊或結(jié)束塊可以是有條件的或是無條件的。 STEP 7 中的功能塊實質(zhì)上就是子程序。如表216. 表 216 梯形圖程序控制指令 LAD指令 參 數(shù) 數(shù)據(jù)類型 存儲區(qū) 說 明 FC/SFC no. —— (CALL) FC/SFC no. BLOCK_FC — 的不帶