《电气控制与S7-1500-PLC应用技术》4朱明zhubob

电气控制与S7-1500

PLC应用技术4.S7-1500

PLC编程基础

主讲：朱明高级工程师、高级技师、国家经济师高级国家职业技能鉴定考评员高级技能专业教师

知足常乐，历经:兵农医工商学。历经：兵团开车，赤脚医生、教师、地方修车，企业管理：技术、运营、物流、安全、保卫，职任：客运站长、公司经理，集团技术总监，总经理及法人代表。学历：本科、MBA，专业：汽车维修与使用、企业管理、经济管理。职业资格与职称：高级工程师、高级技师、国家经济师、高级技能专业教师、高级国家职业资格考评员。管理科学研究院特约讲师、

管理顾问有限公司高级讲师。客座任教：大学、技师学院、国家职业资格培训与考评及企业内部职业培训。朱明--百度个人主页

朱明工作室主要内容：S7-1500

PLC控制系统设计实例S7-1500

PLC模块的寻址S7-1500

PLC的数据结构S7-1500

PLC的程序结构12345S7-1500

PLC的指令系统4.1

S7-1500

PLC模块的寻址S7-1500数字量模块地址的确定S7-1500模拟量模块地址的确定4.1.1 S7-1500数字量模块地址的确定4.1.1 S7-1500数字量模块地址的确定例如，DI32通过参数设置I

地址

0..3字节地址和位地址：IB

0I

0.0I

0.7IB

1I

1.0I

1.7I

2.0I

2.7I

3.0I

3.7IB

2IB

34.1.1 S7-1500数字量模块地址的确定例如，DQ32通过参数设置Q地址

0..3字节地址和位地址：QB

0Q0.0Q

0.7QB

1Q

1.0Q1.7Q2.0Q2.7Q3.0Q3.7QB

2QB

34.1.2 S7-1500模拟量模块地址的确定4.1.2 S7-1500模拟量模块地址的确定IW12AI8IW14IW16IW18通过参数设置IO

地址

12..27IW20IW22IW24IW264.1.2 S7-1500模拟量模块地址的确定AQ4QW12QW14QW16QW18通过参数设置IO

地址

12..194.2

S7-1500

PLC的数据结构S7-1500

PLC的数据存储区S7-1500

PLC的数据类型S7-1500

PLC的数据格式在不同测量范围下模拟量的数据表达方式4.2.1 S7-1500

PLC的数据存储区M区PQ数据块DBzDByDBx.

.

.L

堆栈PII/O

区基本数据4.2.1 S7-1500

PLC的数据存储区078

位数据字节

0数据字节

1数据字节

2数据字节

3I区Q区M区DB块IB

0QB

0MB0DBB

0IW

0QW

0MW

0DBW

0ID

0QD

0MD

0DBD

0I

4.1Q4.1M4.1DBX4.14.2.2 S7-1500

PLC的数据类型（1）类型汇总基本数据类型（最多

64

位）位数据类型

(BOOL、BYTE、WORD、DWORD、LWORD)整数类型（USINT、SINT、UINT、INT、UDINT、DINT、LINT）浮点数类型（REAL、LREAL）定时器类型（S5TIME、TIME、LTIME）时间日期类型（

DATE、TIME_OF_DAY、,

LTIME_OF_DAY

）字符类型（CHAR）复合数据类型日期和时间（DT=DATE_AND_TIME、DTL、LDT=L_DATE_AND_TIME）数组

(ARRAY)结构

(STRUCT)字符串(STRING、WSTRING)自定义数据类型PLC数据类型（自定义数据类型UDT）指针类型POINTER、ANY、VARIANT4.2.2 S7-1500

PLC的数据类型（2）基本数据类型数据类型宽度（以位计）常量变量举例I1.0MB70MW72MD40DBB4MB24MW16MD80MD64MD60MB24BoolByteWordDWordLWordCharUSintIntDIntUDintLIntRealSIntLReal181632648816323264328641或0B#16#A9W#16#12AFDW#16#ADAC1EF5LW#16#ADAC1EF5'w

'50123L#655394875678LINT#2或

34.5E-12+/-50LREAL#1.0e-54.2.2 S7-1500

PLC的数据类型（3）时间、日期时间类型数据类型宽度（以位计）常量时间：S5Time16S5T#5sTime32T#2h46m30s630msLTime64T#11350d20h25m14s830ms652µs315ns日期时间：Date32D#1984-01-01Time_Of_Day32TOD#18:15:18:999LTime_Of_Day64LTOD#10:20:30.400_365_215Date_And_Time64D#1984-01-21-13-45-56-567-3LDT64LDT#2008-01-01-18:00:30:25DTL96DT#1984-01-01-18:00:30:2504.2.2 S7-1500

PLC的数据类型（4）复杂数据类型数据类型宽度（以位计）示例String（字符串中的字符个数最多为

254）Array（属于同一数据类型的数据元素的组合）Struct（由属于不同数据类型的数据元素组合而成）用户数据类型用户自定义数据类型，“模板”(Template)

由基本数据类型和/或复合数据类型组成8

*

（字符数量+2）用户自定义用户自定义用户自定义´Thisisa

string´´SIEMENS´测量值：Array[1..20]of

Int电机： StructSpeed ：IntCurrent ：Real数据类型的定义 分配 例如：用作数组中的数据元素4.2.2 S7-1500

PLC的数据类型（5）结构数据举例Operating_Speed,datatype

IntegerRated_Current,datatype

RealStartup_Current,datatype

RealTurning_Direction,datatype

Bool带有名字“Motor_data”

的结构(不同数据类型的几个元素)程序编辑器中的显示

(数据块

DB

1，已设置为非优化型):Motor_data4.2.3 S7-1500

PLC的数据格式BCD整数BCD00000001001010000000001010010110符号

(+) 2 9 615141312111098765 4 3 2 102825 23== =256+32+8=

2961111010000010011W#16#F413111111100110001128

27 2423

22符号

(-) 4131514

13

12 11

1098 7 654 3 2 1 0= ==

= =256+128

+16+8+4=

412-(412+1)=-

413负数整数正数W#16#296+296-413PG（1）16位数据格式CPU4.2.3 S7-1500

PLC的数据格式（2）32位数据格式实数=

+1,5

*

2

126-127

=

0,75DW#16#296L#+296+0.75或+7.5

E-10000000000000000000000010010100031

30

29

28 27

26 25

24

23 22

21

20

19

18

17

16

15

14

13

12 11

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 028 25 23= = =256

+ 32+8=

296整数

(32

位)

=0011111101000000000000000000000031

30

29

28 27

26 25

24

23 22

21

20

19

18

17

16

15

14

13

12 11

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0f

=

底数

(23

Bit)实数的通用格式

=

(Sign)

•

(1.f)

•

(2e-127)实数符号 e

=

指数

(8

Bit)27262524232221

20000符号

(+)296000000000000000000000001010010110BCDDINTREAL4.2.3 S7-1500

PLC的数据格式案例4-1【例4-1】求整数INT除以27648的商由于该指令的各参数均为INT类型，因此商为0。4.2.3 S7-1500

PLC的数据格式案例4-1【例4-1】求整数INT除以27648的商如果使用转换指令将整数INT类型的X转换为浮点数REAL类型的数据，然后再进行REAL类型的除法，则商为正确数值0.2531829。使用转换指令转换数据类型的方式称为显式转换。4.2.3 S7-1500

PLC的数据格式案例4-1【例4-1】求整数INT除以27648的商由于S7-1500

PLC的运算指令支持各参数使用不同的数据类型（其它很多系列的PLC不支持），因此可以直接使用整数INT类型的X作为被除数，浮点数REAL类型的Y直接作为商，结果为正确数值0.2531829。其它指令中隐含数据类型转换的方式称为隐式转换。4.2.3 S7-1500

PLC的数据格式案例4-2【例4-2】16个电磁阀，地址分别为Q16.0～Q16.7与Q17.0～Q17.7。控制要求：当开关I0.0为低电平时，16个电磁阀均为关闭状态；当开关I0.0为高电平时，Q16.2、Q16.3、Q17.4和Q17.5对应的电磁阀得电打开；15秒钟后Q16.2、Q16.3、Q17.4和Q17.5失电关闭，同时Q16.0、Q16.1、Q17.6和Q17.7得电打开；当I0.0再次变为低电平时，16个电磁阀均再次关闭。4.2.3 S7-1500

PLC的数据格式案例4-2本例的重点为地址的合并处理【例4-2】4.2.4

在不同测量范围下模拟量的数据表达方式范围超上限超上界额定范围超下界超下限电压例如：测量范围±

10V单位>=

11.7593276711.758932511::10.00042764910.00276487.5020736::-7.5-20736-10.00-27648-

10.0004-

27649::-

11.759-

32512<=-

11.76-

32768电流例如：测量范围4..

20mA单位>=

22.8153276722.81032511::20.00052764920.0002764816.00020736::::4.00003.9995-

1::1.1852-

4864<=

1.1845-

32768温度例如Pt100测量范围-200...+850ºC单位>=

1000.1327671000.010000::850.18501850.08500:::-2000:::-200.0-

200.1-

2001::-

243.0-

2430<=-

243.1-

32768电阻例如：测量范围0...300Ohm单位>=352.77832767352.76732511::300.01127649300.00027648225.00020736::::0.0000不允许负值-

1:-

4864-

32768（1）AI4.2.4

在不同测量范围下模拟量的数据表达方式范围单位超上限>=32767超上界32511:2764927648:0:额定范围-

6912-

6913:::-

27648超下界-

27649:-

32512超下限<=-

32513电压输出范围：0to

10V1to

5V±

10V00011.75895.879411.7589:::10.00045.000210.000410.00005.000010.0000:::01.00000::00.99990::::0:-10.0000-

10.0004:-

11.75890电流输出范围：0to

20mA4to

20mA±

20mA00023.51522.8123.515:::20.000720.00520.000720.000:020.000:4.00020.000:0::03.99950::::0:-20.000-

20.007:-

23.5150（2）AO4.3

S7-1500

PLC的程序结构程序块类型用户定义的块程序块调用数据块组织块4.3.1

程序块类型FBFB，带背景数据块图例：OB =

组织块FB =

函数块FC =

函数DB =

数据块最大嵌套深度取决于

CPU操作系统循环OB组织块时间过程错误DBDBFCFCFBFB块的添加操作见公众号视频“博途软件中块的添加——7”4.3.2

用户定义的块块类型特性组织块(OB)操作系统和用户程序的接口各层次的优先级

(1

~26)局部数据堆栈中的特殊启动信息功能块(FB)带参数

/

数据保持不带参数

/

数据保持不带参数

/

数据不保持功能(FC)只传递一个返回值(调用时必须分配参数)数据不保持可带参数数据块(DB)结构化，局部存储

(背景

DB)结构化，全局数据存储

(在整个程序中均有效)4.3.3

程序块调用调用程序块被调用的块

(OB,FB,

FC) (FB,

FC)程序执行调用另一个块的指令程序执行块结束4.3.3

程序块调用结构化程序模块化程序用于各个功能的指令放在各自的块中。OB

1

依次调用各个块。可重用函数加载到不同的块。OB

1（或其它块）调用这些块并向其传递相关数据。线性程序全部指令都放在一个块中（通常放在OB1

组织块中）循环组织块泵A泵输出装置混料机FBFCFBFC循环组织块泵

B泵

C混料机输出装置循环组织块4.3.4

数据块功能FC10功能FC20功能块FB1OB1全局数据DB20所有块可以访问背景数据DB5FB1的背景DB4.3.5

组织块OB

10...17(日期时间中断)OB

80...86(异步错误)OB

20...23(延时中断)定期的程序执行OB

30...38(循环中断)事件驱动的程序执行OB

40...47(硬件中断)启动OB

100OB

101OB

102循环的程序执行OB1OB121,

122(同步错误)中断

OB错误

OB（1）总体4.4 S7-1500

PLC的指令系统位逻辑指令定时器指令的功能描述请参考博途软件的帮助文档S1(I

0.0)S2(I

0.1)L1 L2(Q

4.0) (Q

4.1)电路图I0.0I0.1Q

4.0Q

4.1LADI0.2I0.3Q

4.2

S3(I

0.2)S4(I

0.3)L3(Q

4.2)ORAND4.4.1

位逻辑指令①

与/或I0.4I0.5I0.4I0.5Q

4.0LAD4.4.1

位逻辑指令②

异或电路图S4(I

0.4)S5(I

0.5)L4(Q

4.0)常开和常闭触点，传感器和符号过

程PLC程序中的解释传感器是

...传感器是

...输入端有电压吗?常开触点动作有不动作无常闭触点动作无不动作有输入端的信号状态检查信号状态“1”检查信号状态“0”符号/指令检查结果符号/指令检查结果1LAD:常开触点Yes1LAD:常闭触点No00No0Yes10No0Yes11Yes1No0例子:

常开点与常闭点任务：当

S1

动作和S2

不动作时，在所有三个例子中灯应该点亮!I1.0 I1.1硬件S1 S2I1.0 I

1.1可编程控制器Q

4.0LightS1I1.0 I1.1S2I1.0 I

1.1可编程控制器Q

4.0LightS1I1.0 I1.1S2I1.0 I

1.1可编程控制器Q

4.0Light软件LADI1.0 I1.1 Q

4.0I1.0 I1.1 Q

4.0置位复位I

1.0 I

1.1 Q

4.0(

)I

1.2 I

1.3 Q

4.1(S)I

1.4 Q

4.1(R)I1.5赋值LAD4.4.1

位逻辑指令I1.0I1.1Q4.0③

赋值/置位/复位时序图I1.4I1.5Q4.2I1.2I1.3Q4.1I1.0I1.1RLOM1.0M1.1Q8.0Q8.1OB1-循环例如④

边沿检测(脉冲输出)4.4.1

位逻辑指令PI1.0 I1.1M1.0Q8.0NI1.0 I1.1M1.1Q8.1LAD4.4.2

定时器定时器相当于继电器电路中的时间继电器。4.4.2

定时器为累加器装入定时时间值的表示方法：W#16#wxyzw

时基xyz

定时值S5T#aH_bbM_ccS_dddMSH

小时；M

分钟；S

秒；

MS

毫秒。S7定时器的地址为一个16位的字。以下列形式设置时间：常数 S5T#43S_200MS输入字 IW2输出字 QW12标志字 MW24数据字 DBW255T10TV（1）时间设置4.4.2

定时器- -0

1010

0001

1001

0(432×0.1s=

43.2s)102101100时间 0-999(BCD)无用0:

0.01S2:

1S1:

0.1S3:

10S0.01s

00时间值:

0

...

9990.1s

011s

1010s

11S7定时器字的数据格式数据类型（1）时间设置T4S_ODTBCDQBISTVRI0.7S5T#35sI0.5Q4.5MW0QW6例如S处的RLOR处的RLO定时器操作Q4.4.2

定时器（2）接通延时(SD)LADST4S_ODTSQBCDBITVRI0.7S5T#35sI0.5Q4.5MW0QW6S处的RLOR处的RLO定时器操作例如Q（3）带保持接通延时(SS)4.4.2

定时器LADT4SDS5T#5sQ

4.0T4RNetwork

1:I0.0Network

2:T4Network

3:I0.1（4）位指令4.4.2

定时器ttI

0.0I

0.1SDT4RQ4.0顺序延时接通控制例：三台电机按照一定的时间间隔顺序启动，如何用S7-1500PLC的计时器指令实现？（5）编程举例4.4.2

定时器4.5 S7-1500

PLC控制系统设计PLC控制系统设计步骤及内容S7-1500

PLC控制系统设计举例分析评估及控制任务PLC控制系统的总体设计