STEP7指令系统及应用上.ppt

1、2020/8/14，1，SIMATIC S7-300/400可编程控制器原理与应用，四川机电职业技术学院，电子与电气工程系，2020/8/14，2，第4章，STEP7指令系统与应用。学习情境4:基本继电器电路的可编程控制器控制设计，2020/8/，2。掌握STEP7指令系统中每条指令的基本功能和使用方法。能力目标：1 .以LAD为主要任务，并能熟练运用和组合各种指令进行基本编程；2.能够熟练运用可编程控制器控制和设计基本继电器电路；3.能够熟练运用可编程控制器设计工厂自动化的基本典型控制环节。学习情境4:基本继电器电路的可编程控制器控制设计，第4章：STEP7指令系统和应用，2020/8/14

2、，4.3数据传输指令和应用，4.4定时器指令和应用，4.1可编程控制器编程基础，4.2位逻辑指令和应用，2020/8/14，5，1.1 IEC 61131定义了五种编程语言：(1)指令列表(IL):对应于西门子的语句列表(STL)。(2)结构化文本：对应西门子的结构化控制语言(SCL)。(3)梯形图LD:对应西门子(LAD)。4.1可编程控制器编程基础，4 . 1 . 1 S7-300/400编程语言介绍，2020/8/14，6，(4)功能框图FBD:对应西门子的功能框图。(5)顺序功能图SFC(顺序功能图):对应西门子S7图。2.编程语言。STEP 7(1)LAD(LAD)(2)STL(ST

3、L)(3)FBD(4)S7-Graph/S7 Higraph(5)SCL(6)顺序功能图(sfc)，2000 LAD(LAD:LAdderDiagram)缩写为梯形图，LAD是最常用的可编程逻辑控制器编程语言。由于它与继电器电路相似，直观易懂，所以很容易被熟悉继电器控制的电气人员所掌握，尤其适用于数字逻辑控制，也适用于熟悉继电器电路的人员。LAD编程语言如图4-1所示。图4-1 LAD编程语言，2020/8/14，8，STL (STL :语句列表)简称语句列表。STL是一种类似于微机汇编语言的文本编程语言，它由若干语句组成一个程序段。语句表适合有经验的程序员，可以实现梯形图无法实现的一些功能。

4、STL适合喜欢用汇编语言编程的人。STL编程语言如图4-2所示。图4-2 STL编程语言，2020/8/14，9，FBD (FBD :功能框图)被称为功能框图，它使用类似布尔代数的图形逻辑符号来表示控制逻辑，一些复杂的功能由指令盒来表示。FBD适合有数字电路基础的程序员。FBD编程语言如图4-3所示。图4-3 FBD编程语言，2020/8/14，10，1过程图像输入表/输出表(I/Q)过程图像输入表(PII):当循环扫描开始时，存储数字输入模块输入信号的状态。处理图像输出表(PIQ):循环扫描完成后，存储用户程序计算的输出值，并将PIQ的内容写入数字输出模块。4 . 1 . 2 S7-300/

5、400中央处理器的系统存储器，2个内部存储区(M)和内部存储区(M)，主要用于存储中间变量。3定时器(t)内存区域在中央处理器内存中，有一个为定时器保留的区域。这个存储区为每个定时器地址保留一个16位字。梯形逻辑指令集支持256个定时器。时间值可以用二进制或BCD码读取。2020/8/14，11，4计数器(c)内存区域在用户CPU的内存中，并且有一个为计数器保留的内存区域。这个存储区为每个计数器地址保留一个16位字。梯形图指令集支持256个计数器。计数值(0999)可以用二进制或BCD码读取。5数据块(DB)/背景数据块(DI) DB是共享数据块，DBX2.3、DBB5、DBW10和DBD12

6、。DI是后台数据块，DIX、DIB、DIW和DID。6外部输入/输出存储区外围输入和外围输出区允许直接访问本地和分布式输入模块和输出模块。2020/8/14，12，1累加器(ACCUx)累加器是用于处理字节、字或双字的寄存器。S7-300有两个32位累加器(ACCU1和ACCU2)，S7-400有四个累加器(ACCU1ACCU4)。数据放在累加器的低端(右对齐)。4 . 1 . 3 S7-300/400中央处理器的寄存器，2状态字寄存器(16位)。状态字用于指示执行指令时中央处理器的状态。某些指令是否被执行可能取决于状态字中的某些位；还可以在执行指令时改变状态字中的一些位，并在位逻辑指令或字逻

7、辑指令中访问和检测它们。状态字的结构如图4-4所示。2020/8/14，13，图4-4状态字结构，3数据块寄存器数据库和数据块寄存器分别用于存储开放共享数据块和后台数据块的编号。2020年8月14日，STEP 7编程软件中常用的基本数据类型有：(1)位(2)字节(3)字(4)双字(5)16位整数(6)32，4.1.4基本数据类型，2020/8/14，15，表4-1步骤7中常用的基本数据类型，2020/8/14，16，可编程控制器编程应遵循以下基本原则。(1)外部输入和输出继电器、内部继电器、计时器、计数器和其他设备的触点可以多次重复使用。(2)梯形图的每一行从左母线开始，线圈连接到最右侧，触点

8、不能放在线圈的右侧。(3)线圈不能直接连接到左母线。(4)同一编号的线圈在一个程序中使用两次容易造成误操作，应尽量避免重复使用。(5)梯形图程序必须遵循从左到右、从上到下顺序执行的原则。例如，如果不符合顺序执行的电路不能被直接编程，则桥电路不能被直接编程。(6)在梯形图中，串联和并联的使用次数没有限制，可以无限期使用。4.1.5可编程控制器编程的基本原理，返回目录，2020/8/14，17，1。位逻辑指令概述位逻辑指令使用两个数字，1和0。这两个数字构成了一个叫做二进制数的系统的基础。两个数字，1和0，被称为二进制数或二进制位。在触点和线圈领域，1表示活动状态，0表示非活动状态。位逻辑指令解释

9、1和0信号状态，并根据布尔逻辑组合它们。这些组合产生由1或0组成的结果，这被称为RLO:逻辑运算的结果。4.2.1位逻辑指令、4.2位逻辑指令及其应用。见表4-2:表4-2位逻辑指令，2020/8/14，19，(1)常开触点，常闭触点。2020/8/14，21，(3)中间输出符号：示例：2020/8/14，22，(4)设置/复位线圈符号：示例：2020/8/14，23，(5)RS触发器/SR触发器符号2020/8/14，25，(7)地址下降沿检测/地址上升沿检测符号：例如：2020/8/14，26，示例4.1三相异步电机正反转双联锁控制。用可编程控制器实现“三相异步电动机正反转双联锁”控制，要

10、求电动机具有常规保护环节。三相异步电动机正反向双联锁控制电路如图4-5所示。图4-5三相异步电动机正反转双联锁控制电路，4.2.2位逻辑指令应用实例，2020年8月14日27日，参考答案：1。输入/输出分配表，2020年8月14日至28日，2。输入/输出接线图(草图)，2020/。)、2020/8/14/30，(2)“实用工程”程序(注：如果可编程逻辑控制器实验装置的直接输入/输出设备外接特定的外围开关设备，如可编程逻辑控制器和可编程逻辑控制器，则应编制实用工程程序。注：术语“实验模拟型”和“实际工程型”由编辑自定义，特此说明。)，2020年8月14日31，例4.2两级加热自动恒温电路(教材：

11、P43，例14)控制要求：按启动按钮SB2，打开工作电源，启动系统。系统启动后，温度控制开关ST关闭，加热器风扇开始工作，两个加热器E1和E2同时打开，两级加热器运行指示灯HL1亮起。当温度达到给定值时，温度控制开关ST关闭，加热器风扇停止工作，两个加热器E1和E2也断电，两级加热器运行指示灯HL1熄灭。当温度降至给定值以下时，温度控制开关ST再次闭合，使加热器风扇再次工作。然而，由于此时的低温与给定值之间的微小差异，在未来的加热过程中，仅第一级加热器需要工作。换句话说，当系统第一次通电时，两级加热器都需要工作以快速升高温度，并且当温度在将来保持时，只有第一级加热器需要工作。同时，单级加热器指

12、示灯HL2亮。需要常规保护链接。2020/8/14，32，参考答案：1。I/MOVE分配表，2020/8/14，33，2。程序设计参考答案是“实验模拟程序”，2020/8/14，34，2020/8/14，35输入中指定的值将被复制到输出中指定的地址。ENO和恩具有相同的逻辑状态。移动只能复制字节、字或双字数据对象。2传输指令符号：4.3.1传输指令，4.3数据传输指令和应用，2020/8/14/37，例如：2020/8/14/38，例4.3尝试使用“传输”指令设计，要求：按下按钮I0.0，Q4.0Q4.7当按下按钮I0.1时，Q4.0Q4.7和Q5.0Q5.7均断电。参考答案：4.3.2传输指

13、令应用示例，返回目录，2020/8/14，39，1。定时器指令概述在中央处理器的内存中，有一个为定时器保留的区域。这个存储区为每个定时器地址保留一个16位字。梯形逻辑指令集支持256个定时器。S7可编程控制器定时器的计时时间由时基和计时值组成，计时时间等于时基和计时值的乘积。当计时器运行时，计时值持续减少1，直到减少到0，这意味着计时时间到了。当计时时间到了，它将导致计时器触点动作。4.4定时器指令和应用，4.4.1定时器指令，2020/8/14，40，定时器的第0至11位以BCD码格式存储定时值，三位BCD码指示的范围为0999。第12位和第13位以二进制格式存储时基。2020/8/14，4

14、1，(1)时间值格式1: W#16#wxyz，其中w=时间参考(即时间间隔或分辨率)，其中xyz=以二进制编码十进制格式表示的时间值格式S5T # aH _ bM _ cS _ dMS，其中H=小时、A、B、C和D由用户确定，2020/8/14/42，最大时间值为9，990秒或2小时46分钟_30S15Time # 4S=4秒s5t # 2h _ 15m=2小时15分S15T # 1H _ 12M _ 18S=1小时12分18秒(2)时间基准、分辨率和时序范围表4-3时间基准、分辨率和时序范围，2020/8/14，43，2定时器指令如表4-4所示2020/8/14，44，(1)脉冲S5定时器符号：2020/8/14，45，时序图(5)关闭延时S5定时器符号：时序图：2020/8/14，51；(6)脉冲定时器线圈符号：例如：2020/8/14，52 (7)扩展脉冲定时器线圈符号：(8)开启延时定时器线圈符号：(9)保持开启延时定时器线圈符号：(10)关闭延时定时器线圈符号：2020/8/14，53，例4.4三相异步电动机-减压起动控制尝试用可编