《西门子S7-1200 PLC工程实例精解》课件 任务7 车间设备维护提醒控制系统设计

数学运算指令及应用1.加减法指令

加法ADD指令：IN1+IN2=OUT；减法SUB指令：IN1-IN2=OUT。用法区别：ADD指令的IN参数可以增加，SUB不可以。

运算的数据类型可选整数、浮点数和常数；IN1、IN2和OUT数据类型要相同。

2.乘除法指令

乘法MUL指令：IN1*IN2=OUT；除法DIV指令：IN1/IN2=OUT。用法区别：MUL指令的IN参数可以增加，DIV不可以。

IN1、IN2和OUT数据类型要相同，除法指令进行整数运算时，结果取整。例：

压力变送器的量程为0~10MPa，输出信号为0~10V，被CPU集成的模拟通道0（地址为IW64）转换为0~27648的数字。假设转换后的数字为N，试求以kPa为单位的压力值。0~10MPa（0~1000kPa）对应于转换后的数字0~27648，转换公式为：P=(10000*N)/27648(kPa)，先乘后除可以保证原始数据的精度。估计先进行乘法运算的结果可能较大，运算的数据类型选择双整数(DInt)，所以要将IW64转换为DInt。分析结果2.乘除法指令”#Temp_1

“为在OB1块接口区定义的临时变量，用于保存中间运算结果，数据类型为双整数。除法运算后的结果不超过16位正整数，所以存储在MD12的低位字MW14中，高字MW12为0。2.乘除法指令3.返回除法的余数指令

“返回除法的余数”指令MOD用于求各种整数除法的余数，IN1/IN2的余数存储于OUT中。

图中，比较整数”除法“和”返回除法的余数“运算，MW28中存储的数据为10；MW30中存储的数据为20。4.INC与DEC指令

执行“递增”指令INC与“递减”指令DEC时，参数IN/OUT的值分别被加1和减1。

IN/OUT的数据类型为各种有符号或无符号的整数。

程序中，INC指令是用来对I1.0动作的次数进行计数的。如果不加P_TRIG指令，在I1.0为1的状态下，每个扫描周期，MW12都会加1。4.INC与DEC指令5.计算指令“计算”指令CALCULATE可以根据所选的数据类型进行复杂的数学运算或逻辑运算。

图中，MD100存储的数据为实数（200.0+35.0）/50.0=4.7

例：已知梯形图的上底a=3cm，下底b=4cm,一斜边c=4cm,且与下底夹角θ=30º，试求该梯形图的面积S，并确定结果是否正确。

要求：通过数学运算指令完成，运算结果正确指示灯点亮，否则不亮。I0.0为启动按钮，Q0.0输出为指示灯L显示。a=3b=4c=430º5.计算指令梯形图程序求正弦函数指令IN为弧度角度值5.计算指令感谢观看主讲：任伟主讲：任伟数学运算指令及应用1.加减法指令

加法ADD指令：IN1+IN2=OUT；减法SUB指令：IN1-IN2=OUT。用法区别：ADD指令的IN参数可以增加，SUB不可以。

运算的数据类型可选整数、浮点数和常数；IN1、IN2和OUT数据类型要相同。

2.乘除法指令

乘法MUL指令：IN1*IN2=OUT；除法DIV指令：IN1/IN2=OUT。用法区别：MUL指令的IN参数可以增加，DIV不可以。

IN1、IN2和OUT数据类型要相同，除法指令进行整数运算时，结果取整。例：

压力变送器的量程为0~10MPa，输出信号为0~10V，被CPU集成的模拟通道0（地址为IW64）转换为0~27648的数字。假设转换后的数字为N，试求以kPa为单位的压力值。0~10MPa（0~1000kPa）对应于转换后的数字0~27648，转换公式为：P=(10000*N)/27648(kPa)，先乘后除可以保证原始数据的精度。估计先进行乘法运算的结果可能较大，运算的数据类型选择双整数(DInt)，所以要将IW64转换为DInt。分析结果2.乘除法指令”#Temp_1

“为在OB1块接口区定义的临时变量，用于保存中间运算结果，数据类型为双整数。除法运算后的结果不超过16位正整数，所以存储在MD12的低位字MW14中，高字MW12为0。2.乘除法指令3.返回除法的余数指令

“返回除法的余数”指令MOD用于求各种整数除法的余数，IN1/IN2的余数存储于OUT中。

图中，比较整数”除法“和”返回除法的余数“运算，MW28中存储的数据为10；MW30中存储的数据为20。4.INC与DEC指令

执行“递增”指令INC与“递减”指令DEC时，参数IN/OUT的值分别被加1和减1。

IN/OUT的数据类型为各种有符号或无符号的整数。

程序中，INC指令是用来对I1.0动作的次数进行计数的。如果不加P_TRIG指令，在I1.0为1的状态下，每个扫描周期，MW12都会加1。4.INC与DEC指令5.计算指令“计算”指令CALCULATE可以根据所选的数据类型进行复杂的数学运算或逻辑运算。

图中，MD100存储的数据为实数（200.0+35.0）/50.0=4.7

例：已知梯形图的上底a=3cm，下底b=4cm,一斜边c=4cm,且与下底夹角θ=30º，试求该梯形图的面积S，并确定结果是否正确。

要求：通过数学运算指令完成，运算结果正确指示灯点亮，否则不亮。I0.0为启动按钮，Q0.0输出为指示灯L显示。a=3b=4c=430º5.计算指令梯形图程序求正弦函数指令IN为弧度角度值5.计算指令感谢观看主讲：任伟主讲：任伟认识S7-1200PLC的程序结构

123理解S7-1200PLC模块模块化的编程结构掌握组织块、数据块、函数及函数块的生成方法掌握函数和函数块的编程及调用方法

用户程序中包含不同的程序块，各程序块实现的功能不同，S7-1200

CPU支持的程序块类型及功能描述如表所示。程序块描述组织块(OB)由操作系统调用，决定用户程序的结构的代码块。函数块(FB)FB是有“存储区”的代码块。可将值存储在背景数据块中,即使在块执行完后,这些值仍然有效。函数(FC)FC是不带“存储区”的代码块。全局数据块DB用于存储用户的数据区域，供所有代码块访问，其数据格式由用户定义背景数据块DB用于保存相关FB的输入、输出、输入输出和静态变量，其数据在编译时自动生成。

组织块是操作系统(OS)与用户程序的接口，由操作系统OS调用。操作系统在每一个循环中调用主程序。操作系统与主程序的关系如下：

用户程序采用结构化编程，将程序根据任务分层划分，每一层控制程序作为上一层控制任务的子程序，同时调用下一层的子程序，形成嵌套调用。

每个组织块的OB编号是唯一的，默认OB1是主程序，123之前的某些编号是保留的，其它OB的编号应该大于等于123；OB之间不能相互调用，也不能被函数FC和函数块FB调用，只有启动事件，如诊断中断事件或周期性中断事件可以启动OB执行。(1)程序循环组织块：

CPU循环执行操作系统程序，操作系统每个周期调用一次OB1。所有的程序循环OB执行完成后，操作系统再重新调用程序循环OB。S7-1200CPU支持多个程序循环

OB，按编号顺序由小到大依次执行。程序循环OB的优先级为1(最低)且不可修改。(2)启动组织块：

当CPU从STOP切换到RUN模式时，

执行一次启动OB，来初始化程序循环OB中的某些变量。所以用户可以在启动OB中编写初始化程序；可以有多个启动OB，默认的启动OB编号为OB100。

如果有多个启动OB，按照编号顺序由小到大依次执行。多个循环OB多个启动OB(3)中断组织块：

用来实现对特殊内部事件或外部事件的快速响应。出现中断事件，CPU暂停正在执行的程序块，自动调用一个分配给该事件的组织块（即中断程序）来处理中断事件。执行完中断组织块后，返回被中断的程序的断点处继续执行原来的程序。

数据块属性的默认状态是“优化的块访问”，如果启用了块属性中的“优化的块访问”，将不能用绝对地址访问数据块和代码块的接口区中的临时局部数据。2

全局数据块必须先定义才能在程序中使用。双击左侧创建的数据块，可以定义数据的名称、类型、启动值及保持值等属性。全局数据块存储的数据能被所有OB、FB、和FC访问。2背景数据块与函数块FB相关联，用于存储FB的输入、输出、输入输出参数及静态变量，其变量只能在FB中定义，不能在背景数据块中直接创建。2

函数FC是用户编写的子程序，用于完成特定任务的程序。FC没有可以存储块接口数据的存储数据区，在FC的接口区可以生成该函数的局部变量，生成的局部变量只能在该块中使用。在调用FC时，需要给FC的形参分配实参。3函数FC的局部变量的作用如表所示。接口类型读写访问描述Input只读调用函数时，将用户程序数据传递到FC中，实参可以为常数Output读写调用函数时,将FC执行结果传递到用户程序中，实参不能为常数InOut读写接收数据后进行运算，然后将执行结果返回，实参不能为常数Temp读写仅在FC调用时生效,用于存储临时中间结果的变量Constant只读声明常量符号名后，FC中可以使用符号名代替常量3

设压力变送器量程的下限为0MPa，上限为HighMPa，经A/D转换后得到0～27648的整数。转换后的数字N和压力P之间的计算公式为P=（High

N）/27648（MPa）

用函数FC1实现上述运算。举例说明：3（1）创建新项目，名称为“压力计算”。（2）添加新设备，型号为CPU1214C。（3）生成函数FC1，名称为“计算压力”。3（4）定义函数局部变量用鼠标右键单击FC1，在属性中去掉“优化的块访问”勾选；在函数的接口区定义变量；单击工具栏中的“编译”按钮，生成变量表中的“偏移量”列。➊➋➌➍➎➏3（5）设计FC1程序➊

用转换指令CONV将参数“#输入数据”接收的A-D转换后的整数（0~27648）转换为实数；➋

用乘法指令MUL求出式子中的（High

N）的值；➌

用除法指令DIV求出P值。➊➋➌3（6）在OB1中调用FC1创建PLC变量：IW64是CPU集成的模拟输入通道0的地址。双击主程序OB1，拖放FC1到OB1程序编辑区;3方框内的参数为形式参数，简称形参，只在FC内部的程序中使用

方框外的参数为实参，调用FC时需要为形参指定实际参数。

FC编程需注意：如果FC接口区参数被修改，必须编译整个程序，并重新定义FC的实参，执行“一致性下载”。如果再FC中没有写入该块的Output参数，则将使用特定数据类型的预定义值。FC的形参只能用符号访问，不能用绝对地址访问。3

FB:与函数FC相比，调用FB时必须为之分配背景数据块，用于存储块的参数值，这些值在FB执行后仍然有效；FB的临时变量不存储在背景数据块中，FB执行后失效。

举例说明：用函数块FB实现对电动机的控制。

具体要求：用输入参数“起动按钮”和“停止按钮”控制InOut参