电气C基础技术 14

基于PLC的跑马灯控制系统立德修能

知行合一

使用S7-1200PLC实现一个8盏灯的跑马灯控制，要求按下起动按钮后，8盏灯每隔1s轮流点亮，如此循环。无论何时按下停止按钮，8盏灯全部熄灭。。时间状态（QB0）第1秒（第1盏灯亮）00000001第2秒（第2盏灯亮）00000010第3秒（第3盏灯亮）00000100第4秒（第4盏灯亮）00001000第5秒（第5盏灯亮）00010000第6秒（第6盏灯亮）00100000第7秒（第7盏灯亮）01000000第8秒（第8盏灯亮）10000000一、任务描述立德修能

知行合一二、学习目标1.知识目标掌握移动操作指令、交换指令和循环移位指令的格式、功能及应用。掌握数学函数指令的格式、功能含义及应用。2.技能目标会绘制跑马灯控制I/O接线路,并能根据任务要求完成跑马灯程序设计。掌握程序编制的原则和步骤，掌握程序调试的步骤和方法。立德修能

知行合一3.思政目标通过小组协作完成电路的设计及调试，培养团队合作、创新意识及自主学习能力。通过在跑马灯任务中注重细节、追求完美，培养学生精益求精的态度和工匠精神。立德修能

知行合一三、相关知识1.移动指令

移动操作指令立德修能

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博图软件提供了一系列移动操作指令，其中较为常用的有MOVE指令和SWAP指令。

1）MOVE指令

MOVE(移动)指令是用于将输入端IN的源数据传送(复制)给输出端OUT1的目的地址，并且转换为OUT1指定的数据类型，源数据保持不变。IN和OUT1可以是Bool类型之外的所有基本数据类型和DTL、Struct、Array等数据类型。IN还可以是常数。立德修能

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MOVE指令立德修能

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提示1：在使用MOVE指令时，需要特别注意的是目的地址的存储区大小必须要与输入端的数据长度相匹配。

提示2：在使用M存储区时，一定要注意存放数据的存储区地址不能产生重叠。立德修能

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2）SWAP指令

SWAP指令也称为交换指令，可以使用交换指令更改输入端IN中字节的顺序，并在输出端OUT中查询结果。

SWAP指令说明立德修能

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SWAP指令交换原理立德修能

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SWAP(交换)指令用于调换二字节和四字节数据元素的字节顺序，但不改变每个字节中的位顺序，使用过程中需要指定数据类型。立德修能

知行合一2.移位和循环指令

博图软件提供了4个移位和循环操作指令，分别为左移指令、右移指令、循环右移指令和循环左移指令。立德修能

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1）移位指令

移位指令SHL(或SHR)将输入参数IN指定的存储单元的整个内容逐位左移(或右移)若干位，移位的位数用输入参数N来定义，移位的结果保存在输出参数OUT指定的地址。

右移操作指令（SHR）立德修能

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左移n位相当于乘以2n,右移n位相当于除以2n,当然得在数据存在的范围内，如下图所示。整数318左移2位，相当于乘以4,等于1272;整数-318右移1位，相当于除以2,等于-159。立德修能

知行合一立德修能

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2）循环移位指令

循环移位指令ROL(或ROR)将输入参数IN指定的存储单元的整个内容逐位循环左移(或循环右移)若干位后，即移出来的位又被送回存储单元另一端空出来的位，原始的位不会丢失。N为移位的位数，移位的结果保存在输出参数OUT指定的地址。N为0时不会发生移位，但是IN指定的输入值会被复制给OUT指定的地址。移位位数N可以大于被移位的存储单元的位数，执行指令后，ENO总是为“1”状态。立德修能

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循环移位指令的应用（指令执行前）

M1.0为系统存储器，首次扫描为“1”。立德修能

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循环移位指令的应用（指令执行后）

当M2.1出现一次上升沿时，循环左移和循环右移指令各执行一次，都循环移一位，MB10的数据16#B4(2#10110100)向左循环移一位后为2#0110.1001,即为16#69;MB20的数据16#4C(2#01001100)向右循环移一位后为2#00100110,即16#26。立德修能

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知行合一3.基本数学运算指令

博图软件提供的基本数学运算指令包括加ADD、减SUB、乘MUL、除DIV、取余数MOD、计算指令CALCULATE、取补码NEG、递增INC、递减DEC、取最大最小值和绝对值ABS指令等。

1）数学四则运算指令

数学四则运算指令包括加、减、乘、除指令，它们执行的操作数的数据类型可以是SInt、Int、DInt、USInt、UInt、UDInt、Real和LReal，输入参数IN1和IN2可以是常数。但IN1、IN2和OUT的数据类型应该相同。立德修能

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在进行加法指令运算时，还需要注意数据的超限问题。比如右图中，如果加法指令的数据类型为Int，指定的5个输入也都是Int型，其数据范围为-32768-32767。当其中一个加数IN1特别大时，此时相加的结果大于32767，已超过了INT型数值范围。此时，数据产生了溢出，结果不正确，而且不能通过将总和的数据类型从Int改为DInt来获得一个正确的结果。

加法指令的使用立德修能

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2）计算指令

计算指令CALCULATE是用户可以按照计算公式自行编写算法的指令，当使用的运算指令较多时，使用该指令可以省去多个运算指令进行运算的步骤。

计算指令的应用立德修能

知行合一4.转化操作指令

S7-1200PLC的转换操作指令包括数据类型的转换值指令、浮点数转整数指令以及用于缩放和标准化指令。转换值指令：转换值指令CONV用于将输入IN指定的数据类型转换为OUT指定的数据类型，IN端还可以是常数。浮点数转换为双整数指令：浮点数转换为双字整数包括：取整指令ROUND、结尾取整指令TRUNC、浮点数向上取整指令CEIL和浮点数向下取整指令FLOOR。立德修能

知行合一【例题】将53英寸（in）转换成以毫米（mm）为单位的整数，请设计控制程序。

将53英寸转换成以毫米为单位的整数梯形图程序立德修能

知行合一1.I/O分配

根据PLC输入/输出点分配原则及本案例控制要求，对本案例进行I/O地址分配，如下表所示。

跑马灯的PLC控制I/O分配表四、任务实施立德修能

知行合一2.硬件原理图

根据本案例控制要求及上表的I/O地址分配表，跑马灯的PLC控制原理图可绘制如下图所示。

跑马灯PLC控制的控制电路图立德修能

知行合一3.创建工程项目

双击桌面上的

图标，打开博图编程软件，在Portal视图中选择“创建新项目”，输入项目名称“paomadeng”，选择项目保存路径，然后单击“创建”按钮，创建项目完成，并进行项目的硬件组态。立德修能

知行合一4.编辑变量表立德修能

知行合一5.编写程序立德修能

知行合一立德修能

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知行合一立德修能

知行合一立德修能

知行合一立德修能

知行合一6.调试程序

将调试好的用户程序下载到CPU中，并连接好线路。按下跑马灯起动按钮SB1，观察8盏灯点亮的情况，是否逐一点亮，8s后再次循环。在任意一盏灯点亮时，若再次按下跑马灯起动按钮SB1，观察8盏灯亮的情况，是重新从第1盏点亮，还是灯的点亮不受起动按钮影响；无论何时按下停止按钮SB2，8盏灯是否全部熄灭。若上述调试现象与控制要求一致，则说明本案例任务实现。立德修能

知行合一按照控制要求编程：8盏灯分别用HL1～HL8表示，按下起动按钮，流水灯以正序每隔1s依次点亮（(HL1→HL1、HL2→HL1、HL2、HL3→...)，当8盏灯全亮1s后，闪亮3s；然后重复上述过程。按下停止按钮，流水灯全部熄灭。分析：本任务要求8盏灯全亮1s后，闪亮3s，可以通过使用系统时钟存储器来执行，程序中用到了MOVE及ROL指令，程序如图所示。立德修能

知行合一程序段1：系统起动。

程序段2：赋循环移位初值。立德修能

知行合一程序段3：正向每秒移1位。立德修能

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