S7-1200 1500 PLC应用-基于SCL和数字孪生 课件 任务3.1 LED流水灯

任务描述在触摸屏上设计1个启动按钮、1个停止按钮、16个LED灯。用S7-1200PLC编程控制16个LED灯，使之呈现流水灯的效果。启动按钮和停止按钮分别用于控制流水灯的启动和停止。本次任务可以采用仿真PLC和仿真触摸屏来完成实验，也可以采用实物PLC和实物触摸屏来实现。任务目标知识目标：①了解西门子PLC的数据类型和数据存储结构；②理解S7-1200/1500PLC的系统时钟的硬件组态方法；③掌握MOVE指令的使用方法；④掌握上升沿和下降沿指令的使用方法；⑤掌握移位指令的使用方法。能力目标：①会使用S7-1200/1500PLC的系统时钟脉冲；②会使用上升沿和下降沿指令来检测脉冲③能使用移位指令控制流水灯。素质目标：①培养规范严谨的编程习惯。②培养细致的工作作风。1.西门子PLC的数据类型西门子PLC的数据类型类型符号位数范围说明举例位bit1位0或1常称为BOOL（布尔型变量），只有两个值。I0.0，Q0.1，M0.0，V0.1等。字节Byte8位十六进制0~FF十进制0~255一个字节（Byte）等于8位（Bit），其中0位为最低位，7位为最高位。IB0、QB5、MB10、VB30等。字Word16位十六进制0~FFFF十进制0~65535相邻的两字节（Byte）组成一个字（Word），来表示一个无符号数。IW0，由IB0和IB1组成，其中I是区域标识符，W表示字，0是字的起始字节。双字DWord32位十六进制0~FFFFFFFF十进制0~4294967295相邻的两个字（Word）组成一个双字，来表示一个无符号数。MD100，由MW100和MW102组成，其中M是区域标识符，D表示双字，100是双字的起始字节。整数INT16位十进制-32768~32767整数为有符号数，最高位为符号位，1表示负数，0表示正数。-32768~32767之间的整数，例如：1，2，3，4等双整数DINT32位十进制-2147483648~214748364732位整数和16位整数一样，为有符号数，最高位为符号位，1表示负数，0表示正数。-2147483648~2147483647之间的整数，例如：1，2，3，4等实数Real32位-3.402823466×1038~3.402823466×1038几乎可以表示所有的实数例如：5.1415926常数

不定

可以是字节、字或双字，以二进制方式存储，也可以用十进制，十六进制ASCII码或浮点数形式来表示。T#500ms，π等1.西门子PLC的数据类型西门子PLC中所用到的常数符号说明举例B#16#，W#16#，DW#16#十六进制字节、字和双字B#16#45：十六进制字节常数45D#IEC日期常数D#2004115：2004年1月15日L#32位双整数常数L#-5：长整数-5P#地址指针常数P#M20：M20的地址S5T#S5时间常数(16位)S5T#4S30MS：4秒30毫秒T#IEC时间常数(32位，带符号)T#1D_2H_15M_30S_45MS：1天2小时15分30秒45毫秒TOD#实时时间常数(16位/32位)TOD#235045300TOD#23:50:45.300C#计数器常数(BCD编码)C#1502#二进制常数2#10010011：二进制常数100100112.西门子PLC的数据存储结构MD100的数据存储结构MB100为内部存储器的第100个字节，包含了M100.0~M100.7等8个位。MW100为内部存储器的第100个字，包含了MB100和MB101，即M100.0~M100.7、M101.0~M100.7等16个位。MD100为内部存储器的第100个双字，包含了MW100~MW102，即MB100、MB101、MB102、MB103等4个字节，也即M100.0~M100.7、M101.0~M101.7、M102.0~M102.7、M103.0~M103.7等32个位。双字地址字地址字节地址位地址MD100MW100MB100M100.7M100.6M100.5M100.4M100.3M100.2M100.1M100.0MB101M101.7M101.6M101.5M101.4M101.3M101.2M101.1M101.0MW102MB102M102.7M102.6M102.5M102.4M102.3M102.2M102.1M102.0MB103M103.7M103.6M103.5M103.4M103.3M103.2M103.1M103.02.西门子的数据存储结构【例】1：当MW20所表示的二进制数为“0000100100000000”时，分别是哪2个位为“1”？解：MW20由2个字节MB20和MB21构成。MB20由M20.0~M20.7构成，MB21由M21.0-M21.7构成。简单的说就是MW20是由M20.0-M21.7共16个位构成。当MW20所表示的二进制数为“0000100100000000”时，MB20为“00001001”，MB21为“00000000”，由此可见，M20.3和M20.0这2个位为“1”。2.西门子的数据存储结构【例】2：

当MW20所表示的二进制数为“0000100100000000”时，转化为十进制的整数（INT）是多少？解：在TIAPortal软件中建一个项目，在PLC的监控表中新建一个变量MW20，显示格式设置为二进制，修改值输入：2#0000_1001_0000_0000，按下“Shift+F9”更新监视值。将显示格式设置为十六进制，其监视值显示为：16#0900。将显示格式设置为无符号十进制，其监视值显示为：2304。3.移动指令移动指令3.移动指令用MOVE指令编程实现8个按钮分别控制8个灯，8个按钮地址分别为：I0.0~I0.7，8个灯的地址分别为Q0.0~Q0.7用LAD实现用SCL实现4.沿指令上升沿和下降沿跳变检测指令LADSCL说明不可用扫描操作数的信号上升沿。在分配的“IN”位上检测到正跳变（断到通）时，该触点的状态为TRUE（通）。不可用扫描操作数的信号下降沿。在分配的“IN”位上检测到负跳变（通到断）时，该触点的状态为TRUE（通）。不可用在信号上升沿置位操作数。在进入线圈的能流中检测到正跳变（断到通）时，分配的位“OUT”为TRUE。能流输入状态总是通过线圈后变为能流输出状态。不可用在信号下降沿置位操作数。在进入线圈的能流中检测到负跳变（通到断）时，分配的位“OUT”为TRUE。能流输入状态总是通过线圈后变为能流输出状态。4.沿指令P_TRIG和N_TRIG指令LADSCL说明不可用扫描RLO（逻辑运算结果）的信号上升沿。在CLK能流输入中检测到正跳变（断到通）时，Q逻辑状态为TRUE。不可用扫描RLO的信号下降沿。在CLK能流输入中检测到负跳变（通到断）时，Q逻辑状态为TRUE。4.沿指令R_TRIG和F_TRIG指令LADSCL说明R_TRIG_DB"(CLK:=_in_,Q=>_bool_out_);"在信号上升沿置位变量。分配的背景数据块用于存储CLK输入的前一状态。在CLK能流输入中检测到正跳变（断到通）时，Q逻辑状态为TRUE。R_TRIG指令不能放置在程序段的开头或结尾。F_TRIG_DB"(CLK:=_in_,Q=>_bool_out_);"在信号下降沿置位变量。分配的背景数据块用于存储CLK输入的前一状态。在CLK能流输入中检测到负跳变（通到断）时，Q逻辑状态为TRUE。在LAD中，F_TRIG指令不能放置在程序段的开头或结尾。4.沿指令沿指令的参数的数据类型参数数据类型说明M_BITBool保存输入的前一个状态的存储位INBool检测其跳变沿的输入位OUTBool指示检测到跳变沿的输出位CLKBool检测其跳变沿的能流或输入位QBoolR_TRIG指令检测到上升沿则Q输出一个程序扫描周期宽度的“1”，F_TRIG指令检测到下降沿则Q输出一个程序扫描周期宽度的“1”5.移位指令和循环移位指令（1）移位指令（SHR和SHL）LADSCL说明out:=SHL(in:=_variant_in_,n:=_uint_in);SHL指令用于将“IN”的位序列向左移动N位后再赋值给OUT。out:=SHR(in:=_variant_in_,n:=_uint_in);SHR指令用于将“IN”的位序列向右移动N位后再赋值给OUT。5.移位指令和循环移位指令（1）移位指令（SHR和SHL）【例】1：

将16#E001左移2位和右移2位得到的结果分别是什么？解：16#E001对应的二进制数为：1110000000000001移位指令向左、向右移动2个位的具体操作过程：

5.移位指令和循环移位指令（1）移位指令（SHR和SHL）【例】2：

将Word类型的二进制数据“1110001010101101”进行SHL左移1位运算，移位3次，3次的结果依次是什么？解：首次移位前的IN值：1110001010101101首次左移后的结果：1100010101011010第二次左移后的结果：1000101010110100第三次左移后的结果：0001010101101000

5.移位指令和循环移位指令（2）循环移位指令（ROR和ROL指令）LADSCL说明out:=ROL(in:=_variant_in_,n:=_uint_in);循环左移位序列，用于将参数IN的位序列循环向左移动N之后分配给参数OUT。out:=ROR(in:=_variant_in_,n:=_uint_in);循环右移位序列，用于将参数IN的位序列循环向右移动N之后分配给参数OUT。5.移位指令和循环移位指令（2）循环移位指令（ROR和ROL指令）【例】1：

将二进制数“11110000101010100000111100001111”ROL循环左移3位得到的结果是什么？解：循环左移3位得到的结果是“10000101010100000111100001111111”5.移位指令和循环移位指令（2）循环移位指令（ROR和ROL指令）【例】2将Word类型的二进制数据“0100000000000001”进行ROR循环右移1位，共2次，结果依次是什么？解：首次循环移位前的IN值：0100000000000001首次循环右移1位后的结果：1010000000000000第二次循环右移1位后的结果：01010000000000001．硬件接线使用触摸屏孪生对象来完成实验的实物接线1．硬件接线使用触摸屏孪生对象来完成实验的接线原理图1．硬件接线使用实物按钮和实物LED来验证实验的接线图2．编写PLC程序编辑PLC的变量表2．编写PLC程序用LAD编写PLC程序LED流水灯-LAD[FC1]（方法1）LED流水灯-LAD[FC1]（方法2）2．编写PLC程序在主程序中调用流水灯子程序2．编写PLC程序用S