任务3.3 模拟喷泉

任务描述在触摸屏上设计一个模拟喷泉画面，另设计1个启动按钮和1个停止按钮。实现如下功能：①按下启动按钮后，模拟喷泉先以放射状喷出（第1圈-第2圈-第3圈-第4圈-第5圈），再按顺时针方向旋转（第A列-第B列-第C列-第D列-第E列-第F列-第G列-第H列），然后重新循环。②按下停止按钮后，不论喷泉在什么状态，立即停止。任务目标知识目标：知识目标：①了解定时器的用法；②理解模块化编程方法；③熟悉S7-1200/1500PLC的仿真调试方法。能力目标：①会设计模拟喷泉的程序算法；②会编写模拟喷泉的PLC程序；③能熟练地对S7-1200/1500PLC进行仿真调试。素质目标：①培养精益求精的编程习惯。1.定时器指令定时器指令及其说明LAD功能框SCL说明"IEC_Timer_0_DB".TP(IN:=_bool_in_,PT:=_time_in_,Q=>_bool_out_,ET=>_time_out_);TP定时器可生成具有预设宽度时间的脉冲。"IEC_Timer_0_DB".TON(IN:=_bool_in_,PT:=_time_in_,Q=>_bool_out_,ET=>_time_out_);TON定时器在预设的延时过后将输出Q设置为ON"IEC_Timer_0_DB".TOF(IN:=_bool_in_,PT:=_time_in_,Q=>_bool_out_,ET=>_time_out_);TOF定时器在预设的延时过后将输出Q重置为OFF。"IEC_Timer_0_DB".TONR(IN:=_bool_in_,R:=_bool_in_,PT:=_time_in_,Q=>_bool_out_,ET=>_time_out_);TONR定时器在预设的延时过后将输出Q设置为ON。在使用R输入重置经过的时间之前，会跨越多个定时时段一直累加经过的时间。1.定时器指令TP脉冲定时器脉冲定时器用于将输出Q置位为PT预设的一段时间。在IN输入信号的上升沿启动定时，Q输出变为1状态，开始输出脉冲，ET从0ms开始不断增大，达到PT预设的时间时，Q输出变为0状态。如果IN输入信号为1状态，则当前时间值保持不变。如果IN输入信号为0状态，则当前时间变为0s。IN输入的脉冲宽度可以小于预设值，在脉冲输出期间，即使IN输入出现下降沿和上升沿，也不会影响脉冲的输出。1.定时器指令TON接通延时定时器在IN输入的上升沿开始定时，ET大于等于PT指定的设定值时，输出Q变为1状态，ET保持不变。IN输入电路断开时，或定时器复位线圈RT通电，定时器被复位，当前时间被清零，输出Q变为0状态。如果IN输入信号在未达到PT设定的时间时变为0状态，输出Q保持0状态不变。复位线圈RT的输入端变为0状态时，如果IN输入信号为1状态，将开始重新定时。1.定时器指令TOF关断延时定时器IN输入电路接通时，输出Q为1状态，当前时间被清零。在IN的下降沿开始定时，ET从0逐渐增大。ET等于预设值时，输出Q变为0状态，当前时间保持不变，直到IN输入电路接通。关断延时定时器可以用于设备停机后的延时。如果ET未达到PT预设的值，IN输入信号就变为1状态，ET被清0，输出Q保持1状态不变。复位线圈RT通电时，如果IN输入信号为0状态，则定时器被复位，当前时间被清零，输出Q变为0状态。如果复位时IN输入信号为1状态，则复位信号不起作用。1.定时器指令TONR时间累加器输入电路断开时，累计的当前时间值保持不变。可以用TONR来累计输入电路接通的若干个时间段。累计时间等于预设值PT时，Q输出变为1状态。复位输入R为1状态时，TONR被复位，它的ET变为0，输出Q变为0状态。加载持续时间线圈ET通电时，将PT指定的时间预设值写入TONR定时器的背景数据块的静态变量PT（"T4".PT）中，将它作为TONR的输入参数PT的实参。复位TONR时，"T4".PT也被清0。1.定时器指令例：用TON定时器设计脉冲发生程序1.模拟喷泉的实现方法（1）模拟喷泉的时序分析1）模拟喷泉的周期任务要求模拟喷泉先以放射状喷出（第1圈-第2圈-第3圈-第4圈-第5圈），再按顺时针方向旋转（第A列-第B列-第C列-第D列-第E列-第F列-第G列-第H列），之后重新循环。模拟喷泉的每个周期分为13个时间段，分别对应：第1圈、第2圈、第3圈、第4圈、第5圈、第A列、第B列、第C列、第D列、第E列、第F列、第G列、第H列。1.模拟喷泉的实现方法（1）模拟喷泉的时序分析2）模拟喷泉的输出信号分析模拟喷泉界面一共有40个LED灯，与任务3.3不同（例如，外圈的22个LED都是关联PLC的同一个变量，等同于一个LED），这里的40个LED灯都是唯一的，每一个灯与其它灯点亮的时间段都不完全一样。因此，这里的40个LED灯需要对应PLC的40个输出信号。在一个周期内，每个LED灯都会被点亮2次：第一次被点亮是在模拟喷泉由内向外（从第1圈到第5圈）的时候；第二次被点亮是在模拟喷泉顺时针方向旋转（从第A列到第H列）的时候。1.模拟喷泉的实现方法（2）模拟喷泉的编程思路模拟喷泉的每个周期分为13个时间段，这可以由一个定时器来实现，让定时器自动循环定时，定时总时间设定为模拟喷泉的周期即可。13个时间段分别对应图中的A、B、C、D、E、F、G、H、1、2、3、4、5。1.模拟喷泉的实现方法（2）模拟喷泉的编程思路模拟喷泉的40个LED灯，每个LED灯在一个周期内都会被点亮2次，可以通过或运算（并联）来实现。其中，A5是A和5并联后的输出，A4是A和4并联后的输出，A3是A和3并联后的输出，A2是A和2并联后的输出，A1是A和1并联后的输出。当A或者5的信号为“True”时，A5就会被点亮。2.硬件接线参考硬件接线本次任务所需要的硬件条件与任务3.1完全一样。3.PLC程序PLC的变量表变量名称数据类型地址变量名称数据类型地址变量名称数据类型地址启停控制Bool%M10.0A5Bool%M30.4E3Bool%M32.6圆1Bool%M20.0B1Bool%M30.5E4Bool%M32.7圆2Bool%M20.1B2Bool%M30.6E5Bool%M33.0圆3Bool%M20.2B3Bool%M30.7F1Bool%M33.1圆4Bool%M20.3B4Bool%M31.0F2Bool%M33.2圆5Bool%M20.4B5Bool%M31.1F3Bool%M33.3ABool%M21.0C1Bool%M31.2F4Bool%M33.4BBool%M21.1C2Bool%M31.3F5Bool%M33.5CBool%M21.2C3Bool%M31.4G1Bool%M33.6DBool%M21.3C4Bool%M31.5G2Bool%M33.7EBool%M21.4C5Bool%M31.6G3Bool%M34.0FBool%M21.5D1Bool%M31.7G4Bool%M34.1GBool%M21.6D2Bool%M32.0G5Bool%M34.2HBool%M21.7D3Bool%M32.1H1Bool%M34.3A1Bool%M30.0D4Bool%M32.2H2Bool%M34.4A2Bool%M30.1D5Bool%M32.3H3Bool%M34.5A3Bool%M30.2E1Bool%M32.4H4Bool%M34.6A4Bool%M30.3E2Bool%M32.5H5Bool%M34.73.PLC程序用LAD编写模拟喷泉控制子程序模拟喷泉子程序-定时控制[FB1]定时器T1自动重复定时，定时时间为3900毫秒。在0~300毫秒内“圆1”输出“True”；在300~600毫秒内“圆2”输出“True”；在600~900毫秒内“圆3”输出“True”……在3600~3900毫秒内“H”输出“True”。定时控制[FB1]3.PLC程序用LAD编写模拟喷泉控制子程序模拟喷泉子程序-LED控制[FB2]“圆1”或者“A”为“True”时，LED灯“A1”会被点亮；“圆2”或者“A”为“True”时，LED灯“A2”会被点亮；“圆3”或者“A”为“True”时，LED灯“A3”会被点亮……“圆5”或者“H”为“True”时，LED灯“H5”会被点亮。LED控制[FB2]3.PLC程序用SCL编写模拟喷泉控制子程序[FB3]这里把LAD的2个子程序“定时控制[FB1]”和“LED控制[FB2]”进行了整合，写在SCL的同一个子程序[FB3]里面了3.PLC程序主程序中调用模拟喷泉控制子程序主程序“Main[OB1]”调用LAD子程序主程序“Main[OB1]”调用SCL子程序4.设计HMI界面HMI设计、LED变量关联：第1圈与第A列相交的LED关联的变量为“A1”，第2圈与第A列相交的LED关联的