S7-1200 1500 PLC应用-基于SCL和数字孪生 课件 任务3.2 彩虹灯

任务描述实现如下的闪烁功能：①按下启动按钮，10道LED灯以2Hz的频率，以“外圈->中圈->内圈->N->C->V->T”的顺序进行流动，循环3次以后，再以逆序循环3次，然后重新开始；②按下停止按钮，熄灭所有的灯；③再次按下启动按钮，彩虹灯重新开始循环闪烁。任务目标知识目标：①了解数学运算指令；②理解计数指令；③理解比较指令；能力目标：①能使用加计数指令编程对脉冲个数进行计数；②能使用比较指令来判断脉冲的个数；③会设计比较复杂的HMI人机界面。素质目标：①培养精益求精的编程习惯。1.计数指令（1）计数器的种类和数据类型S7-1200/1500有3种计数器：加计数器（CTU）、减计数器（CTD）和加减计数器（CTUD）把加计数指令改成减计数和加减计数指令1.计数指令（2）用SCL自编一个计数器1.计数指令（3）加计数器加计数指令的时序分析：当接在R输入端的复位输入M10.0为“0”状态，接在CU输入端的加计数脉冲输入电路由断开变为接通时（即在CU信号的上升沿），实际计数值CV（存在MW20中）加1，直到CV达到指定的数据类型的上限值。此后

CU输入的状态变化不再起作用，CV的值不再增加。实际计数值CV大于等于预置计数值PV时，输出Q为1状态，反之为0状态。第一次执行指令时，CV被清零。1.计数指令（4）减计数器减计数指令的时序分析：减计数器的装载输入LD为1状态时（即图中的M10.0触点接通），输出Ｑ被复位为0，并把预置计数值PV的值装入CV（存在MW20中）。在减计数输入CD的上升沿，实际计数值CV减1，直到CV达到指定的数据类型的下限值。此后CD输入的状态变化不再起作用，CV的值不再减小。实际计数值CV小于等于0时，输出Q为1状态，反之Q为0状态。第一次执行指令时，CV被清零。1.计数指令（4）加减计数器加减计数指令的时序分析：在加计数输入CU的上升沿，实际计数值CV加1，直到CV达到指定的数据类型的上限值。达到上限值时，CV的值不再增加。在减计数输入CD的上升沿，实际计数值CV减1，直到CV达到指定的数据类型的下限值。达到下限值时，CV的值不再减小。如果同时出现计数脉冲CU和CD的上升沿，CV保持不变。CV大于等于预置计数值PV时，输出QU为1，反之为O。CV小于等于0时，输出QD为1，反之为0。装载输入LD为1状态时，预置值PV被装入实际计数值CV，输出QU变为1状态，QD被复位为0状态。复位输入R为1状态时，计数器被复位。实际计数值CU被清零，输出QU变为0状态，QD变为1状态。R为1状态时，CU、CD和LD不再起作用。2.比较指令比较指令1.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。可以采用纯仿真来完成，也可以采用实物PLC和触摸屏来进行实验。1.硬件接线参考硬件接线硬件接线原理图2.PLC程序PLC的变量表2.PLC程序用LAD编写彩虹灯控制子程序[FB1]实现任务要求：QB5循环左移3圈，再循环右移3圈，然后重新开始循环。加计数器C1能对"Clock_2Hz"脉冲的上升沿进行计数，当计数值达到48以后，"C1".QU输出为TRUE。"C1".QU接到了加计数器C1的复位输入端，可以自动对C1进行复位，从而实现0~48的循环往复计数。QB5为8位，循环左移1圈需要8个脉冲，循环左移3圈则需要24个脉冲。从第25个脉冲开始，QB5开始循环右移。与循环左移一样，QB5循环右移也是3圈。2.PLC程序用SCL编写彩虹灯控制子程序[FB2]可以实现任务要求：QB5循环左移3圈，再循环右移3圈，然后重新开始循环。[FB1]和[FB2]的功能完全一样，使用时只需要在主程序“Main[OB1]”中调用其中一个，不可以同时调用。2.PLC程序主程序中调用彩虹灯控制子程序程序段1用于处理启动按钮。按下启动按钮，启动标志M10.2置位为“1”，同时会将初值“1”赋值给QB5，Q5.0为1，以点亮Q5.0对应的外圈的LED灯，这样可以让彩虹灯启动的时候从外圈开始。程序段2用于处理停止按钮。按下停止按钮，启动标志M10.2清“0”，同时会将“0”赋值给QB5，关闭所有的LED灯，这样可以熄灭所有的灯。程序段3用于调用彩虹灯控制子程序[FB1]或者[FB2]。当启动标志M10.2为“1”时，开始运行彩虹灯控制子程序[FB1]或者[FB2]。3.设计HMI界面HMI的变量表3.设计HMI界面LED的变量关联①外圈的22个LED关联的变量为PLC的“LED1”，即“Q5.0”；②中圈的22个LED关联的变量为PLC的“LED2”，即“Q5.1”；③内圈的22个LED关联的变量为PLC的“LED3”，即“Q5.2”；④字母N的14个LED关联的变量为PLC的“LED4”，即“Q5.3”；⑤字母C的9个LED关联的变量为PLC的“LED5”，即“Q5.4”；⑥字母V的9个LED关联的变量为PLC的“LED6”，即“Q5.5”；⑦字母T的9个LED关联的变量为PLC的“LED7”，即“Q5.6”；4.系统调试测试步骤①按下启动按钮，10道LED灯以2