《特殊功能指令》 ppt課件

1、第6章 特殊功能指令6.1 立刻類指令立刻類指令6.2 中斷指令中斷指令6.3 高速計數(shù)器與高速脈沖輸出高速計數(shù)器與高速脈沖輸出6.4 PID控制控制6.5 時鐘指令時鐘指令6.1 立刻類指令立刻類指令立刻讀指令用于輸入立刻讀指令用于輸入I接點，立刻讀指令讀取實踐輸接點，立刻讀指令讀取實踐輸入點的形狀時，并不更新該輸入點對應(yīng)的輸入映像入點的形狀時，并不更新該輸入點對應(yīng)的輸入映像存放器的值。如：當實踐輸入點位是存放器的值。如：當實踐輸入點位是1時，其對時，其對應(yīng)的立刻觸點立刻接通；當實踐輸入點位是應(yīng)的立刻觸點立刻接通；當實踐輸入點位是0時，時，其對應(yīng)的立刻觸點立刻斷開。其對應(yīng)的立刻觸點立刻斷開。

2、立刻輸出指令用于輸出立刻輸出指令用于輸出Q線圈，執(zhí)行指令時，立刻線圈，執(zhí)行指令時，立刻將新值寫入實踐輸出點和對應(yīng)的輸出映像存放器。將新值寫入實踐輸出點和對應(yīng)的輸出映像存放器。 立刻類指令與非立刻類指令不同，非立刻指令僅立刻類指令與非立刻類指令不同，非立刻指令僅將新值讀或?qū)懭胼斎雽⑿轮底x或?qū)懭胼斎?輸出映像存放器。輸出映像存放器。 立刻讀立刻讀 立刻輸出立刻輸出表表6-1 立刻類指令的格式及闡明立刻類指令的格式及闡明 6.2 中斷指令 1. 中斷源的類型中斷源的類型 中斷源即發(fā)出中斷懇求的事件，又叫中中斷源即發(fā)出中斷懇求的事件，又叫中斷事件。為了便于識別，系統(tǒng)給每個中斷源斷事件。為了便于識別，系

3、統(tǒng)給每個中斷源都分配一個編號，稱為中斷事件號。都分配一個編號，稱為中斷事件號。S7-200系列可編程控制器最多有系列可編程控制器最多有34個中斷源，分為個中斷源，分為三大類：通訊中斷、輸入三大類：通訊中斷、輸入/輸出中斷和時基中輸出中斷和時基中斷。斷。6.2.1 中斷源中斷源1通訊中斷通訊中斷 n在自在口通訊方式下，用戶可經(jīng)過編程來設(shè)置波特率、奇偶校驗和通訊協(xié)議等參數(shù)。用戶經(jīng)過編程控制通訊端口的事件為通訊中斷。 2I/O中斷中斷 n I/O中斷包括外部輸入上升下降沿中斷、高速計數(shù)器中斷和高速脈沖輸出中斷。S7-200用輸入I0.0、I0.1、I0.2或I0.3上升下降沿產(chǎn)生中斷。這些輸入點用于

4、捕獲在發(fā)生時必需立刻處置的事件。高速計數(shù)器中斷指對高速計數(shù)器運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的事件實時呼應(yīng)，包括當前值等于預設(shè)值時產(chǎn)生的中斷，計數(shù)方向的改動時產(chǎn)生的中斷或計數(shù)器外部復位產(chǎn)生的中斷。脈沖輸出中斷是指預定數(shù)目脈沖輸出完成而產(chǎn)生的中斷。 3時基中斷時基中斷 n定時中斷用于支持一個周期性的活動。周期時間從1毫秒至255毫秒，時基是1毫秒。運用定時中斷0，必需在SMB34中寫入周期時間；運用定時中斷1，必需在SMB35中寫入周期時間。n定時中斷可以用來對模擬量輸入進展采樣或定期執(zhí)行PID回路。定時器T32/T96中斷指允許對定時間間隔產(chǎn)生中斷。這類中斷只能用時基為1ms的定時器T32/T96構(gòu)成。當中斷被啟用

5、后，當前值等于預置值時，在S7-200執(zhí)行的正常1毫秒定時器更新的過程中，執(zhí)行銜接的中斷程序。 2. 中斷優(yōu)先級和排對等候中斷優(yōu)先級和排對等候 n優(yōu)先級是指多個中斷事件同時發(fā)出中斷懇求時，CPU對中斷事件呼應(yīng)的優(yōu)先次序。S7-200規(guī)定的中斷優(yōu)先由高到低依次是：通訊中斷、I/O中斷和定時中斷。每類中斷中不同的中斷事件又有不同的優(yōu)先權(quán)，如表6-2所示。n一個程序中總共可有128個中斷。S7-200在中斷各自的優(yōu)先級組內(nèi)按照先來先效力的原那么為中斷提供效力。在任何時辰，只能執(zhí)行一個中斷程序。一旦一個中斷程序開場執(zhí)行，那么不斷執(zhí)行至完成。不能被另一個中斷程序打斷，即使是更高優(yōu)先級的中斷程序。中斷程序

6、執(zhí)行中，新的中斷懇求按優(yōu)先級排隊等候。中斷隊列能保管的中斷個數(shù)有限，假設(shè)超出，那么會產(chǎn)生溢出。中斷隊列的最多中斷個數(shù)和溢出標志位如表6-3所示6.2.2 中斷指令中斷指令 中斷指令有4條，包括開、關(guān)中斷指令，中斷銜接、分別指令。指令格式如下表所示。LADSTLENIDISIATCH INT，EVNTDTCH EVNT 操作數(shù)及操作數(shù)及數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型無無無無INT：常量：常量 0-127EVNT：常量，：常量，CPU 224: 0-23; 27-33INT/EVNT數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型：字節(jié)：字節(jié) EVNT：常量，：常量，CPU 224: 0-23; 27-33數(shù)據(jù)類型：字節(jié)數(shù)據(jù)類型：字節(jié)1. 開

7、、關(guān)中斷指令開、關(guān)中斷指令 n開中斷ENI指令全局性允許一切中斷事件。關(guān)中斷DISI指令全局性制止一切中斷事件，中斷事件的每次出現(xiàn)均被排隊等候，直至運用全局開中斷指令重新啟用中斷。nPLC轉(zhuǎn)換到RUN運轉(zhuǎn)方式時，中斷開場時被禁用，可以經(jīng)過執(zhí)行開中斷指令，允許一切中斷事件。執(zhí)行關(guān)中斷指令會制止處置中斷，但是現(xiàn)用中斷事件將繼續(xù)排隊等候。 2. 中斷銜接、分別指令中斷銜接、分別指令 n中斷銜接指令ATCH指令將中斷事件EVNT與中斷程序號碼INT相銜接，并啟用中斷事件。n分別中斷DTCH指令取消某中斷事件EVNT與一切中斷程序之間的銜接，并禁用該中斷事件。n留意：一個中斷事件只能銜接一個中斷程序，但

8、多個中斷事件可以調(diào)用一個中斷程序。1. 中斷程序的概念中斷程序的概念 n中斷程序是為處置中斷事件而事先編好的程序。中斷程序不是由程序調(diào)用，而是在中斷事件發(fā)生時由操作系統(tǒng)調(diào)用。在中斷程序中不能改寫其他程序運用的存儲器，最好運用部分變量。中斷程序應(yīng)實現(xiàn)特定的義務(wù)，應(yīng)“越短越好，中斷程序由中斷程序號開場，以無條件前往指令CRETI終了。在中斷程序中制止運用DISI、ENI、HDEF、LSCR和END指令 6.2.3 中斷程序中斷程序 2. 建立中斷程序的方法建立中斷程序的方法 n方法一：從“編輯菜單選擇插入Insert 中斷Interrupt。n方法二：從指令樹，用鼠標右鍵單擊“程序塊圖標并從彈出菜

9、單選擇插入Insert 中斷Interrupt。n方法三：從“程序編輯器窗口，從彈出菜單用鼠標右鍵單擊插入Insert 中斷Interrupt。n程序編輯器從先前的POU顯示更改為新中斷程序，在程序編輯器的底部會出現(xiàn)一個新標志，代表新的中斷程序。6.2.4 程序舉例 【例6-1】編寫由I0.1的上升沿產(chǎn)生的中斷事件的初始化程序。分析：查表6-2可知，I0.1上升沿產(chǎn)生的中斷事件號為2。所以在主程序中用ATCH指令將事件號2和中斷程序0銜接起來，并全局開中斷。程序如以下圖所示LD SM0.1 /初次掃描時，ATCH INT_0 2 /將INT_0 和EVNT2銜接ENI /并全局啟用中斷LD S

10、M5.0 /假設(shè)檢測到I/O錯誤，DTCH 2 /禁用用于I0.1的上升沿中斷本網(wǎng)絡(luò)為選項LD M5.0 / 當M5.0=1時DISI /禁用一切的中斷主程序主程序【例6-2】編程完成采樣任務(wù)，要求每10ms采樣一次。分析：完成每10ms采樣一次，需用定時中斷，查表6-2可知，定時中斷0的中斷事件號為10。因此在主程序中將采樣周期10ms即定時中斷的時間間隔寫入定時中斷0的特殊存儲器SMB34，并將中斷事件10和INT-0銜接，全局開中斷。在中斷程序0中，將模擬量輸入信號讀入，程序如以下圖所示。LD I0.0MOVB 10, SMB34 / 將采樣周期設(shè)為100毫秒ATCH INT_0, 10

11、 / 將事件10銜接INT_0ENI / 全局開中斷主程序主程序中斷程序中斷程序 LD SM0.0 MOVW AIW0, VW100 /讀入模擬量AIW0 【例6-3】利用定時中斷功能編制一個程序，實現(xiàn)如下功能：當I0.0由OFFON，Q0.0亮1s，滅1s，如此循環(huán)反復直至I0.0由ONOFF，Q0.0變?yōu)镺FF。LD I0.0EUATCH INT_0, 21ENILDN M0.0A I0.0TON T32, +1000LD T32= M0.0LD I0.0EDDTCH 21DISI主程序主程序INT-0LDN Q0.0= Q0.01. 實訓目的實訓目的 n1熟習中斷指令的運用方法。熟習中斷

12、指令的運用方法。n2掌握定時中斷設(shè)計程序的方法。掌握定時中斷設(shè)計程序的方法。 6.2.5 中斷程序編程實訓2. 實訓內(nèi)容實訓內(nèi)容 n1利用利用T32定時中斷編寫程序，要求產(chǎn)定時中斷編寫程序，要求產(chǎn)生占空比為生占空比為50%，周期為，周期為4s的的方波信號。的的方波信號。n2用定時中斷實現(xiàn)噴泉的模擬控制，控用定時中斷實現(xiàn)噴泉的模擬控制，控制要求。制要求。 3. 參考程序參考程序 n產(chǎn)生占空比為50%，周期為4s的的方波信號，主程序和中斷程序如下：主程序主程序 INT-0 4. 輸入并調(diào)試程序輸入并調(diào)試程序 n用形狀圖監(jiān)視程序的運轉(zhuǎn)，并記錄察看到用形狀圖監(jiān)視程序的運轉(zhuǎn)，并記錄察看到的景象。的景象。

13、 6.3 高速計數(shù)器與高速脈沖輸出6.3 高速計數(shù)器與高速脈沖輸出 n前面講的計數(shù)器指令的計數(shù)速度受掃描周期的影響，對比CPU掃描頻率高的脈沖輸入，就不能滿足控制要求了。為此，SIMATIC S7-200系列PLC設(shè)計了高速計數(shù)功能HSC，其計數(shù)自動進展不受掃描周期的影響，最高計數(shù)頻率取決于CPU的類型，CPU22x系列最高計數(shù)頻率為30KHz，用于捕捉比CPU掃描速更快的事件,并產(chǎn)生中斷，執(zhí)行中斷程序，完成預定的操作。高速計數(shù)器最多可設(shè)置12種不同的操作方式。用高速計數(shù)器可實現(xiàn)高速運動的準確控制。SIMATIC S7-200 CPU22x系列PLC還設(shè)有高速脈沖輸出，輸出頻率可達20KHz，

14、用于PTO輸出一個頻率可調(diào)，占空比為50%的脈沖和PWM輸出占空比可調(diào)的脈沖，高速脈沖輸出的功能可用于對電動機進展速度控制及位置控制和控制變頻器使電機調(diào)速 6.3.1 占用輸入/輸出端子 1. 高速計數(shù)器占用輸入端子高速計數(shù)器占用輸入端子 nCPU224有六個高速計數(shù)器，其占用的輸入有六個高速計數(shù)器，其占用的輸入端子如表端子如表6-5所示。所示。高速計數(shù)器使用的輸入端子HSC0I0.0, I0.1, I0.2HSC1I0.6, I0.7, I1.0, I1.1HSC2I1.2, I1.3, I1.4, I1.5HSC3I0.1HSC4I0.3, I0.4, I0.5HSC5I0.46.3.1

15、占用輸入占用輸入/輸出端子輸出端子 1. 高速計數(shù)器占用輸入端子高速計數(shù)器占用輸入端子n各高速計數(shù)器不同的輸入端有公用的功能，如：時鐘脈沖端、方向控制端、復位端、起動端。n留意：同一個輸入端不能用于兩種不同的功能。但是高速計數(shù)器當前方式未運用的輸入端均可用于其他用途，如作為中斷輸入端或作為數(shù)字量輸入端。例如，假設(shè)在方式2中運用高速計數(shù)器HSC0，方式2運用I0.0和I0.2，那么I0.1可用于邊緣中斷或用于HSC3。2. 高速脈沖輸出占用的輸出端子高速脈沖輸出占用的輸出端子 nS7-200有PTO、PWM兩臺高速脈沖發(fā)生器。 PTO脈沖串功能可輸出指定個數(shù)、指定周期的方波脈沖占空比50%；PW

16、M功能可輸出脈寬變化的脈沖信號，用戶可以指定脈沖的周期和脈沖的寬度。假設(shè)一臺發(fā)生器指定給數(shù)字輸出點Q0.0，另一臺發(fā)生器那么指定給數(shù)字輸出點Q0.1。當PTO、PWM發(fā)生器控制輸出時，將制止輸出點Q0.0、Q0.1的正常運用；當不運用PTO、PWM高速脈沖發(fā)生器時，輸出點Q0.0、Q0.1恢復正常的運用，即由輸出映像存放器決議其輸出形狀。6.3.2 高速計數(shù)器的任務(wù)方式 1. 高速計數(shù)器的計數(shù)方式高速計數(shù)器的計數(shù)方式 n1單路脈沖輸入的內(nèi)部方向控制加/減計數(shù)。即只需一個脈沖輸入端，經(jīng)過高速計數(shù)器的控制字節(jié)的第3位來控制造加計數(shù)或者減計數(shù)。該位=1，加計數(shù)；該位=0，減計數(shù)。如圖6-6所示內(nèi)部方

17、向控制的單路加/減計數(shù) 。n2單路脈沖輸入的外部方向控制加/減計數(shù)。即有一個脈沖輸入端，有一個方向控制端，方向輸入信號等于1時，加計數(shù)；方向輸入信號等于0時，減計數(shù)。如圖6-7所示外部方向控制的單路加/減計數(shù)1內(nèi)部方向控制的單路加內(nèi)部方向控制的單路加/減計數(shù)減計數(shù)2外部方向控制的單路加外部方向控制的單路加/減計數(shù)減計數(shù)3兩路脈沖輸入的單相加兩路脈沖輸入的單相加/減計數(shù)。減計數(shù)。 即有兩個脈沖輸入端，一個是加計數(shù)即有兩個脈沖輸入端，一個是加計數(shù)脈沖，一個是減計數(shù)脈沖，計數(shù)值為兩個脈沖，一個是減計數(shù)脈沖，計數(shù)值為兩個輸入端脈沖的代數(shù)和。輸入端脈沖的代數(shù)和。 即有兩個脈沖輸入端，輸入的兩路脈沖A 相

18、、B相，相位互差90正交，A 相超前B相90時，加計數(shù)；A 相滯后B相90時，減計數(shù)。在這種計數(shù)方式下，可選擇1x 方式單倍頻，一個時鐘脈沖計一個數(shù)和4x 方式四倍頻，一個時鐘脈沖計四個數(shù)。 4兩路脈沖輸入的雙相正交計數(shù)。兩路脈沖輸入的雙相正交計數(shù)。2. 高速計數(shù)器的任務(wù)方式高速計數(shù)器的任務(wù)方式 n高速計數(shù)器有12種任務(wù)方式，方式0方式2采用單路脈沖輸入的內(nèi)部方向控制加/減計數(shù)；方式3方式5采用單路脈沖輸入的外部方向控制加/減計數(shù)；方式6方式8采用兩路脈沖輸入的加/減計數(shù)；方式9方式11采用兩路脈沖輸入的雙相正交計數(shù)。nS7-200 CPU224有 HSC0-HSC5六個高速計數(shù)器，每個高速計

19、數(shù)器有多種不同的任務(wù)方式。HSC0選用某個高速計數(shù)器在某種任務(wù)方式下任務(wù)后，高速計數(shù)器所運用的輸入不是恣意選擇的，必需按系統(tǒng)指定的輸入點輸入信號。如HSC16.3.3 高速計數(shù)器的控制字和形狀字 高速計數(shù)器的任務(wù)方式和輸入端子的關(guān)系及闡明高速計數(shù)器的任務(wù)方式和輸入端子的關(guān)系及闡明 6.3.3 高速計數(shù)器的控制字和形狀字 1. 控制字節(jié)控制字節(jié) n定義了計數(shù)器和任務(wù)方式之后，還要設(shè)置定義了計數(shù)器和任務(wù)方式之后，還要設(shè)置高速計數(shù)器的有關(guān)控制字節(jié)。每個高速計高速計數(shù)器的有關(guān)控制字節(jié)。每個高速計數(shù)器均有一個控制字節(jié)，它決議了計數(shù)器數(shù)器均有一個控制字節(jié)，它決議了計數(shù)器的計數(shù)允許或禁用，方向控制僅限方式的

20、計數(shù)允許或禁用，方向控制僅限方式0、1和和2或?qū)σ磺衅渌绞降某跏蓟嫈?shù)方或?qū)σ磺衅渌绞降某跏蓟嫈?shù)方向，裝入當前值和預置值?？刂谱止?jié)每個向，裝入當前值和預置值?？刂谱止?jié)每個控制位的闡明如下表所示?？刂莆坏年U明如下表所示。HSC0HSC1HSC2HSC3HSC4HSC5說明SM37.0SM47.0SM57.0SM147.0復位有效電平控制：0=復位信號高電平有效；1=低電平有效SM47.1SM57.1起動有效電平控制：0=起動信號高電平有效；1=低電平有效SM37.2.SM47.2SM57.2SM147.2正交計數(shù)器計數(shù)速率選擇：0=4計數(shù)速率；1=1計數(shù)速率SM37.3SM47.3SM57

21、.3SM137.3SM147.3SM157.3計數(shù)方向控制位：0 = 減計數(shù)1 = 加計數(shù)SM37.4SM47.4SM57.4SM137.4SM147.4SM157.4向HSC寫入計數(shù)方向：0 = 無更新1 = 更新計數(shù)方向SM37.5SM47.5SM57.5SM137.5SM147.5SM157.5向HSC寫入新預置值：0 = 無更新1 = 更新預置值SM37.6SM47.6SM57.6SM137.6SM147.6SM157.6向HSC寫入新當前值：0 = 無更新1 = 更新當前值SM37.7SM47.7SM57.7SM137.7SM147.7SM157.7HSC允許：0 = 禁用HSC 1

22、 = 啟用HSCHSC的控制字節(jié)的控制字節(jié) 2. 形狀字節(jié) n每個高速計數(shù)器都有一個形狀字節(jié)，形狀位表示當前計數(shù)方向以及當前值能否大于或等于預置值。每個高速計數(shù)器形狀字節(jié)的形狀位如下表所示：HSC0HSC1HSC2HSC3HSC4HSC5說明SM36.5SM46.5SM56.5SM136.5SM146.5SM156.5當前計數(shù)方向狀態(tài)位：0 = 減計數(shù)；1 = 加計數(shù)SM36.6SM46.6SM56.6SM136.6SM146.6SM156.6當前值等于預設(shè)值狀態(tài)位：0 = 不相等；1 = 等于SM36.7SM46.7SM56.7SM136.7SM146.7SM156.7當前值大于預設(shè)值狀態(tài)位

23、：0 = 小于或等于；1 = 大于6.3.4 高速計數(shù)器指令及舉例 1. 高速計數(shù)器指令高速計數(shù)器指令 n高速計數(shù)器指令有兩條：高速計數(shù)器定義指令高速計數(shù)器指令有兩條：高速計數(shù)器定義指令HDEFHDEF如下表所示：如下表所示：LADSTLHDEF HSC，MODEHSC N功能說明高速計數(shù)器定義指令HDEF高速計數(shù)器指令HSC操作數(shù)HSC：高速計數(shù)器的編號，為常量（05）數(shù)據(jù)類型：字節(jié)MODE工作模式，為常量（011）數(shù)據(jù)類型：字節(jié)N：高速計數(shù)器的編號，為常量（05）數(shù)據(jù)類型：字ENO=0的出錯條件SM4.3（運行時間），0003（輸入點沖突），0004（中斷中的非法指令），000A（HSC重

24、復定義）SM4.3 （運行時間），0001（HSC在HDEF之前），0005（HSC/PLS同時操作）1. 高速計數(shù)器指令高速計數(shù)器指令n1高速計數(shù)器定義指令高速計數(shù)器定義指令HDEF。指令指定高速。指令指定高速計數(shù)器計數(shù)器HSCx的任務(wù)方式。任務(wù)方式的選擇即的任務(wù)方式。任務(wù)方式的選擇即選擇了高速計數(shù)器的輸入脈沖、計數(shù)方向、復位選擇了高速計數(shù)器的輸入脈沖、計數(shù)方向、復位和起動功能。每個高速計數(shù)器只能用一條和起動功能。每個高速計數(shù)器只能用一條“高速計高速計數(shù)器定義指令。數(shù)器定義指令。n2高速計數(shù)器指令高速計數(shù)器指令HSC。根據(jù)高速計數(shù)器控制。根據(jù)高速計數(shù)器控制位的形狀和按照位的形狀和按照HDEF

25、指令指定的任務(wù)方式，控指令指定的任務(wù)方式，控制高速計數(shù)器。參數(shù)制高速計數(shù)器。參數(shù)N指定高速計數(shù)器的號碼。指定高速計數(shù)器的號碼。 2. 高速計數(shù)器指令的運用高速計數(shù)器指令的運用 n1每個高速計數(shù)器都有一個每個高速計數(shù)器都有一個32位當前值和一個位當前值和一個32位預置值，位預置值，當前值和預設(shè)值均為帶符號的整數(shù)值。要設(shè)置高速計數(shù)器的新當前值和預設(shè)值均為帶符號的整數(shù)值。要設(shè)置高速計數(shù)器的新當前值和新預置值，必需設(shè)置控制字節(jié)，令其第五位和第六位當前值和新預置值，必需設(shè)置控制字節(jié)，令其第五位和第六位為為1，允許更新預置值和當前值，新當前值和新預置值寫入特殊，允許更新預置值和當前值，新當前值和新預置值寫

26、入特殊內(nèi)部標志位存儲區(qū)。然后執(zhí)行內(nèi)部標志位存儲區(qū)。然后執(zhí)行HSC指令，將新數(shù)值傳輸?shù)礁咚僦噶?，將新?shù)值傳輸?shù)礁咚儆嫈?shù)器。當前值和預置值占用的特殊內(nèi)部標志位存儲區(qū)如表計數(shù)器。當前值和預置值占用的特殊內(nèi)部標志位存儲區(qū)如表6-10所示。除控制字節(jié)以及新預設(shè)值和當前值堅持字節(jié)外，還可所示。除控制字節(jié)以及新預設(shè)值和當前值堅持字節(jié)外，還可以運用數(shù)據(jù)類型以運用數(shù)據(jù)類型HC 要裝入的數(shù)值HSC0HSC1HSC2HSC3HSC4HSC5新的當前值SMD38SMD48SMD58SMD138SMD148SMD158n2執(zhí)行HDEF指令之前，必需將高速計數(shù)器控制字節(jié)的位設(shè)置成需求的形狀，否那么將采用默許設(shè)置。默許設(shè)置

27、為：復位和起動輸入高電平有效，正交計數(shù)速率選擇4方式。執(zhí)行HDEF指令后，就不能再改動計數(shù)器的設(shè)置，除非CPU進入停頓方式。n3執(zhí)行HSC指令時，CPU檢查控制字節(jié)和有關(guān)的當前值和預置值。 2. 高速計數(shù)器指令的運用高速計數(shù)器指令的運用 3. 高速計數(shù)器指令的初始化 n高速計數(shù)器指令的初始化的步驟：高速計數(shù)器指令的初始化的步驟：n1 1用初次掃描時接通一個掃描周期的特殊內(nèi)部用初次掃描時接通一個掃描周期的特殊內(nèi)部存儲器存儲器SM0.1SM0.1去調(diào)用一個子程序，完成初始化操作。去調(diào)用一個子程序，完成初始化操作。由于采用了子程序，在隨后的掃描中，不用再調(diào)由于采用了子程序，在隨后的掃描中，不用再調(diào)用

28、這個子程序，以減少掃描時間，使程序構(gòu)造更用這個子程序，以減少掃描時間，使程序構(gòu)造更好。好。n2 2 在初始化的子程序中，根據(jù)希望的控制設(shè)在初始化的子程序中，根據(jù)希望的控制設(shè)置控制字置控制字SMB37SMB37、SMB47SMB47、SMBSMB、SMB147SMB147、SMB157SMB157，如設(shè)置，如設(shè)置SMB47=16#F8SMB47=16#F8，那么為：允許計，那么為：允許計數(shù)，寫入新當前值，寫入新預置值，更新計數(shù)方數(shù)，寫入新當前值，寫入新預置值，更新計數(shù)方向為加計數(shù)，假設(shè)為正交計數(shù)設(shè)為向為加計數(shù)，假設(shè)為正交計數(shù)設(shè)為4 4，復位和起，復位和起動設(shè)置為高電平有效。動設(shè)置為高電平有效。n

29、3 3執(zhí)行執(zhí)行HDEFHDEF指令，設(shè)置指令，設(shè)置HSCHSC的編號的編號0-50-5，設(shè)，設(shè)置任務(wù)方式置任務(wù)方式0-110-11。如。如HSCHSC的編號設(shè)置為的編號設(shè)置為1 1，任，任務(wù)方式輸入設(shè)置為務(wù)方式輸入設(shè)置為1111，那么為既有復位又有起動，那么為既有復位又有起動的正交計數(shù)任務(wù)方式。的正交計數(shù)任務(wù)方式。n4 4 用新的當前值寫入用新的當前值寫入3232位當前值存放器位當前值存放器SMD38SMD38，SMD48SMD48，SMD58 SMD58 ，SMDSMD， SMD148 SMD148， SMD158SMD158。如寫入。如寫入0 0，那么去除當前值，用指令，那么去除當前值，用

30、指令MOVD 0MOVD 0，SMD48SMD48實現(xiàn)。實現(xiàn)。5用新的預置值寫入32位預置值存放器SMD42 ，SMD52， SMD62， SMD142 ，SMD152， SMD162。如執(zhí)行指令MOVD 1000，SMD52，那么設(shè)置預置值為1000。假設(shè)寫入預置值為16#00，那么高速計數(shù)器處于不任務(wù)形狀。6為了捕捉當前值等于預置值的事件，將條件CV=PV中斷事件事件13與一個中斷程序相聯(lián)絡(luò)。7為了捕捉計數(shù)方向的改動，將方向改動的中斷事件事件14與一個中斷程序相聯(lián)絡(luò)。8為了捕捉外部復位，將外部復位中斷事件事件15與一個中斷程序相聯(lián)絡(luò)。9執(zhí)行全局中斷允許指令ENI允許HSC中斷。10執(zhí)行HS

31、C指令使S7-200對高速計數(shù)器進展編程。11終了子程序。n高速計數(shù)器指令的初始化的步驟：高速計數(shù)器指令的初始化的步驟：6.3.5 高速脈沖輸出 1、脈沖輸出、脈沖輸出PLS指令指令n脈沖輸出PLS指令功能：使能有效時，檢查用于脈沖輸出Q0.0或Q0.1的特殊存儲器位SM，然后執(zhí)行特殊存儲器位定義的脈沖操作。指令格式如下：PLS Q控制字節(jié)和參數(shù)的特殊存儲器控制字節(jié)和參數(shù)的特殊存儲器 n每個PTO/PWM發(fā)生器都有一個控制字節(jié)8位、一個脈沖計數(shù)值無符號的32位數(shù)值和一個周期時間和脈寬值無符號的16位數(shù)值。這些值都放在特定的特殊存儲區(qū)SM，如表6-12所示。執(zhí)行PLS指令時，S7-200讀這些特

32、殊存儲器位SM，然后執(zhí)行特殊存儲器位定義的脈沖操作，即對相應(yīng)的PTO/PWM發(fā)生器進展編程。 2. 用于脈沖輸出用于脈沖輸出Q0.0或或Q0.1的特殊存儲器的特殊存儲器 2形狀字節(jié)的特殊存儲器形狀字節(jié)的特殊存儲器n除了控制信息外，還有用于PTO功能的形狀位，如下表所示。程序運轉(zhuǎn)時，根據(jù)運轉(zhuǎn)形狀使某些位自動置位。可以經(jīng)過程序來讀取相關(guān)位的形狀，用此形狀作為判別條件，實現(xiàn)相應(yīng)的操作。Q0.0和Q0.1對PTO/PWM輸出的控制字節(jié)Q0.0Q0.1說明SM67.0SM77.0PTO/PWM刷新周期值 0 ：不刷新；1 ：刷新SM67.1SM77.1PWM刷新脈沖寬度值 0 ：不刷新；1：刷新SM67

33、.2SM77.2PTO刷新脈沖計數(shù)值 0 ：不刷新；1：刷新SM67.3SM77.3PTO/PWM時基選擇 0 ：1 s； 1：1msSM67.4SM77.4PWM更新方法 0 ：異步更新；1：同步更新SM67.5SM77.5PTO操作 0 ：單段操作；1：多段操作SM67.6SM77.6PTO/PWM模式選擇 0 ：選擇PTO 1 ： 選擇PWMSM67.7SM77.7PTO/PWM允許 0：禁止； 1 ：允許Q0.0和Q0.1對PTO/PWM輸出的周期值Q0.0Q0.1說明SMW68SMW78PTO/PWM周期時間值（范圍：2至 65 535）Q0.0和Q0.1對PTO/PWM輸出的脈寬值

34、Q0.0Q0.1說明SMW70SMW80PWM脈沖寬度值（范圍：0至65 535）脈沖輸出脈沖輸出Q0.0或或Q0.1的特殊存儲器的特殊存儲器 脈沖輸出脈沖輸出Q0.0或或Q0.1的特殊存儲器的特殊存儲器 Q0.0和Q0.1對PTO脈沖輸出的計數(shù)值Q0.0Q0.1說明SMD72SMD82PTO脈沖計數(shù)值（范圍：1至4 294 967 295）Q0.0和Q0.1對PTO脈沖輸出的多段操作Q0.0Q0.1說明SMB166SMB176段號（僅用于多段PTO操作），多段流水線PTO運行中的段的編號SMW168SMW178包絡(luò)表起始位置，用距離V0的字節(jié)偏移量表示（僅用于多段PTO操作）Q0.0和Q0.

35、1的狀態(tài)位Q0.0Q0.1說明SM66.4SM76.4PTO包絡(luò)由于增量計算錯誤異常終止 0 ：無錯；1 ： 異常終止SM66.5SM76.5PTO包絡(luò)由于用戶命令異常終止 0 ： 無錯； 1 ：異常終止SM66.6SM76.6PTO流水線溢出 0 ：無溢出； 1 ： 溢出SM66.7SM76.7PTO空閑 0 ：運行中； 1 ： PTO空閑 3. 對輸出的影響對輸出的影響nPTO/PWM生成器和輸出映像存放器共用Q0.0和Q0.1。在Q0.0或Q0.1運用PTO或PWM功能時，PTO/PWM發(fā)生器控制輸出，并制止輸出點的正常運用，輸出波形不受輸出映像存放器形狀、輸出強迫、執(zhí)行立刻輸出指令的影

36、響；在Q0.0或Q0.1位置沒有運用PTO或PWM功能時，輸出映像存放器控制輸出，所以輸出映像存放器決議輸出波形的初始和終了形狀，即決議脈沖輸出波形從高電平或低電平開場和終了，使輸出波形有短暫的不延續(xù)，為了減小這種不延續(xù)有害影響，應(yīng)留意：n1可在起用PTO或PWM操作之前，將用于Q0.0和Q0.1的輸出映像存放器設(shè)為0。n2PTO/PWM輸出必需至少有10%的額定負載，才干完成從封鎖至翻開以及從翻開至封鎖的順利轉(zhuǎn)換，即提供陡直的上升沿和下降沿 4. PTO的運用的運用nPTO是可以指定脈沖數(shù)和周期的占空比為50%的高速脈沖串的輸出。形狀字節(jié)中的最高位空閑位用來指示脈沖串輸出能否完成?？稍诿}沖串

37、完成時起動中斷程序，假設(shè)運用多段操作，那么在包絡(luò)表完成時起動中斷程序。1周期和脈沖數(shù)周期和脈沖數(shù)n周期范圍從50微秒至65,535微秒或從2毫秒至65,535毫秒，為16位無符號數(shù)，時基有s和ms兩種，經(jīng)過控制字節(jié)的第三位選擇。留意：n假設(shè)周期 2個時間單位，那么周期的默許值為2個時間單位。n周期設(shè)定奇數(shù)微秒或毫秒例如75毫秒，會引起波形失真。n脈沖計數(shù)范圍從1至4,294,967,295，為32位無符號數(shù)，如設(shè)定脈沖計數(shù)為0，那么系統(tǒng)默許脈沖計數(shù)值為1。2PTO的種類及特點的種類及特點nPTO功能可輸出多個脈沖串，現(xiàn)用脈沖串輸出完成時，新的脈沖串輸出立刻開場。這樣就保證了輸出脈沖串的延續(xù)性。

38、PTO功能允許多個脈沖串排隊，從而構(gòu)成流水線。流水線分為兩種：單段流水線和多段流水線。單段流水線單段流水線n單段流水線是指：流水線中每次只能存儲一個脈沖串的控制參數(shù)，初始PTO段一旦起動，必需按照對第二個波形的要求立刻刷新SM，并再次執(zhí)行PLS指令，第一個脈沖串完成，第二個波形輸出立刻開場，反復此這一步驟可以實現(xiàn)多個脈沖串的輸出。n單段流水線中的各段脈沖串可以采用不同的時間基準，但有能夠造脈沖串之間的不平穩(wěn)過渡。輸出多個高速脈沖時，編程復雜。多段流水線多段流水線n多段流水線是指在變量存儲區(qū)V建立一個包絡(luò)表。包絡(luò)表存放每個脈沖串的參數(shù)，執(zhí)行PLS指令時，S7 200 PLC自動按包絡(luò)表中的順序及

39、參數(shù)進展輸出脈沖串。包絡(luò)表中每段脈沖串的參數(shù)占用8個字節(jié)，由一個16位周期值2字節(jié)、一個16位周期增量值2字節(jié)和一個32位脈沖計數(shù)值4字節(jié)組成。包絡(luò)表的格式如表6-13所示。n多段流水線的特點是編程簡單，可以經(jīng)過指定脈沖的數(shù)量自動添加或減少周期，周期增量值為正值會添加周期，周期增量值為負值會減少周期，假設(shè)為零，那么周期不變。在包絡(luò)表中的一切的脈沖串必需采用同一時基，在多段流水線執(zhí)行時，包絡(luò)表的各段參數(shù)不能改動。多段流水線常用于步進電機的控制。3多段流水線多段流水線PTO初始化和操作步驟初始化和操作步驟n用一個子程序?qū)崿F(xiàn)PTO初始化，初次掃描SM0.1時從主程序調(diào)用初始化子程序，執(zhí)行初始化操作。

40、以后的掃描不再調(diào)用該子程序，這樣減少掃描時間，程序構(gòu)造更好。多段流水線多段流水線PTO的操作步驟的操作步驟n1、初次掃描SM0.1時將輸出Q0.0或Q0.1復位置0，并調(diào)用完成初始化操作的子程序。n2、在初始化子程序中，根據(jù)控制要求設(shè)置控制字并寫入SMB67或SMB77特殊存儲器。如寫入16#A0選擇微秒遞增或16#A8選擇毫秒遞增，兩個數(shù)值表示允許PTO功能、選擇PTO操作、選擇多段操作、以及選擇時基微秒或毫秒。n3、將包絡(luò)表的首地址16位寫入在SMW168或SMW178。n4、在變量存儲器V中，寫入包絡(luò)表的各參數(shù)值。一定要在包絡(luò)表的起始字節(jié)中寫入段數(shù)。在變量存儲器V中建立包絡(luò)表的過程也可以

41、在一個子程序中完成，在此只須調(diào)用設(shè)置包絡(luò)表的子程序。n5、設(shè)置中斷事件并全局開中斷。假設(shè)想在PTO完成后，立刻執(zhí)行相關(guān)功能，那么須設(shè)置中斷，將脈沖串完成事件中斷事件號19銜接一中斷程序。n6、執(zhí)行PLS指令，使S7-200為PTO/PWM發(fā)生器編程，高速脈沖串由Q0.0或Q0.1輸出。n7、退出子程序。 5. PWM的運用的運用nPWM是脈寬可調(diào)的高速脈沖，經(jīng)過控制脈寬和脈沖的周期，實現(xiàn)控制義務(wù)。 1周期和脈寬周期和脈寬n周期和脈寬時基為：微秒或毫秒，均為16位無符號數(shù)。n周期的范圍從50微秒至65,535微秒，或從2毫秒至65,535毫秒。假設(shè)周期 = 周期，占空比=100%，輸出延續(xù)接通。

42、假設(shè)脈寬= 0，占空比為0%，那么輸出斷開。 2更新方式更新方式n有兩種改動PWM波形的方法：同步更新和異步更新。n同步更新：不需改動時基時，可以用同步更新。執(zhí)行同步更新時，波形的變化發(fā)生在周期的邊緣，構(gòu)成平滑轉(zhuǎn)換。n異步更新：需求改動PWM的時基時，那么應(yīng)運用異步更新。異步更新使高速脈沖輸出功能被瞬時禁用，與PWM波形不同步。這樣能夠呵斥控制設(shè)備震動。n常見的PWM操作是脈沖寬度不同，但周期堅持不變，即不要求時基改動。因此先選擇適宜于一切周期的時基，盡量運用同步更新。3PWM初始化和操作步驟初始化和操作步驟n用初次掃描位用初次掃描位SM0.1使輸出位復位為使輸出位復位為0，并調(diào)用初始化，并調(diào)

43、用初始化子程序。這樣可減少掃描時間，程序構(gòu)造更合理。子程序。這樣可減少掃描時間，程序構(gòu)造更合理。n在初始化子程序中設(shè)置控制字節(jié)。如將在初始化子程序中設(shè)置控制字節(jié)。如將16#D3時基微秒時基微秒或或16#DB時基毫秒寫入時基毫秒寫入SMB67 或或SMB77，控制功能，控制功能為：允許為：允許PTO/PWM功能、選擇功能、選擇PWM操作、設(shè)置更新脈操作、設(shè)置更新脈沖寬度和周期數(shù)值、以及選擇時基微秒或毫秒。沖寬度和周期數(shù)值、以及選擇時基微秒或毫秒。n在在SMW68或或SMW78中寫入一個字長的周期值。中寫入一個字長的周期值。n在在SMW70或或SMW80中寫入一個字長的脈寬值。中寫入一個字長的脈寬

44、值。n執(zhí)行執(zhí)行PLS指令，使指令，使S7-200為為PWM發(fā)生器編程，并由發(fā)生器編程，并由Q0.0或或Q0.1輸出。輸出。n6可為下一輸出脈沖預設(shè)控制字。在可為下一輸出脈沖預設(shè)控制字。在SMB67或或SMB77中寫中寫入入16#D2微秒或微秒或16#DA毫秒控制字節(jié)中將制止改毫秒控制字節(jié)中將制止改動周期值，允許改動脈寬。以后只需裝入一個新的脈寬值，動周期值，允許改動脈寬。以后只需裝入一個新的脈寬值，不用改動控制字節(jié)，直接執(zhí)行不用改動控制字節(jié)，直接執(zhí)行PLS指令就可改動脈寬值。指令就可改動脈寬值。n退出子程序。退出子程序。6.3.6 高速輸入、高速輸出指令編程實訓1. 實訓目的實訓目的n1掌握高

45、速處置類指令的組成、相關(guān)特殊存儲器的設(shè)置、指令的輸入及指令執(zhí)行后的結(jié)果，進一步熟習指令的作用和運用方法。n2經(jīng)過實訓的編程、調(diào)試練習察看程序執(zhí)行的過程，分析指令的任務(wù)原理，熟習指令的詳細運用，掌握編程技巧和才干。 2. 實訓內(nèi)容實訓內(nèi)容n用脈沖輸出指令PLS和高速輸出端子Q0.0給高速計數(shù)器HSC提供高速計數(shù)脈沖信號，由于要運用高速脈沖輸出功能，必需選用直流電源型的CPU模塊。輸入側(cè)的公共端與輸出側(cè)的公共端相連，高速輸出端Q0.0接到高速輸入端I0.0，24V電源正端與輸出側(cè)的1L+端子相連。有脈沖輸出時Q0.0與I0.0對應(yīng)的LED亮。在子程序0中，把中斷程序0與中斷事件12CV=PV時產(chǎn)生

46、中斷銜接起來。n外部接線圖如以下圖外部接線圖如以下圖 S7-200CPUI0.0 Q0.0 M L+ 1L1M 1MDC24V3. 讀懂程序并輸入程序讀懂程序并輸入程序n給程序加注釋，給網(wǎng)絡(luò)加注釋，在注釋中闡明程序的功能和指令的功能。4. 編譯運轉(zhuǎn)和調(diào)試程序編譯運轉(zhuǎn)和調(diào)試程序n 察看Q0.1和Q0.2對應(yīng)的LED的形狀，并記錄。用形狀表監(jiān)視HSC0的當前值變化情況。n根據(jù)察看結(jié)果畫出HSC0，Q0.0，Q0.1之間對應(yīng)的波形圖。6.4 PID控制1. PID算法 n在工業(yè)消費過程控制中，模擬信號PID由比例、積分、微分構(gòu)成的閉合回路調(diào)理是常見的一種控制方法。運轉(zhuǎn)PID控制指令，S7-200將根

47、據(jù)參數(shù)表中的輸入丈量值、控制設(shè)定值及PID參數(shù)，進展PID運算，求得輸出控制值。參數(shù)表中有9個參數(shù)，全部為32位的實數(shù)，共占用36個字節(jié)。PID控制回路的參數(shù)表如下表所示。6.4.1 PID指令 地址偏移量參數(shù)數(shù)據(jù)格式參數(shù)類型說明0過程變量當前值PVn雙字 ，實數(shù)輸入必須在0.0至1.0范圍內(nèi)。4給定值SPn雙字 ，實數(shù)輸入必須在0.0至1.0范圍內(nèi)8輸出值Mn雙字 ，實數(shù)輸入/輸出在0.0至1.0范圍內(nèi)12增益Kc雙字 ，實數(shù)輸入比例常量，可為正數(shù)或負數(shù)16采樣時間Ts雙字 ，實數(shù)輸入以秒為單位，必須為正數(shù)20積分時間Ti雙字 ，實數(shù)輸入以分鐘為單位，必須為正數(shù)。24微分時間Td雙字 ，實數(shù)

48、輸入以分鐘為單位，必須為正數(shù)。28上一次的積分值Mx雙字 ，實數(shù)輸入/輸出0.0和1.0之間（根據(jù)PID運算結(jié)果更新）32上一次過程變量PVn-1雙字 ，實數(shù)輸入/輸出最近一次PID運算值PID回路參數(shù)表地址參數(shù)數(shù)值VB0過程變量當前值PVn水位檢測計提供的模擬量經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的標準化數(shù)值VB4給定值SPn0.7VB8輸出值MnPID回路的輸出值（標準化數(shù)值）VB12增益Kc0.3VB16采樣時間Ts0.1VB20積分時間Ti30VB24微分時間Td0（關(guān)閉微分作用）VB28上一次積分值Mx根據(jù)PID運算結(jié)果更新VB32上一次過程變量PVn-1最近一次PID的變量值2. PID控制回路選項 n

49、在很多控制系統(tǒng)中，有時只采用一種或兩種控制回路。例如，能夠只需求比例控制回路或比例和積分控制回路。經(jīng)過設(shè)置常量參數(shù)值選擇所需的控制回路。n1假設(shè)不需求積分回路即在PID計算中無“I，那么應(yīng)將積分時間Ti設(shè)為無限大。由于積分項Mx的初始值，雖然沒有積分運算，積分項的數(shù)值也能夠不為零。n2假設(shè)不需求微分運算即在PID計算中無“D，那么應(yīng)將微分時間Td設(shè)定為0.0。n3假設(shè)不需求比例運算即在PID計算中無“P，但需求I或ID控制，那么應(yīng)將增益值Kc指定為0.0。由于Kc是計算積分和微分項公式中的系數(shù)，將循環(huán)增益設(shè)為0.0會導致在積分和微分項計算中運用的循環(huán)增益值為1.0。3. 回路輸入量的轉(zhuǎn)換和規(guī)范

50、化 n每個回路的給定值和過程變量都是實踐數(shù)值，其大小、范圍和工程單位能夠不同。在PLC進展PID控制之前，必需將其轉(zhuǎn)換成規(guī)范化浮點表示法。步驟如下：n1將實踐從16位整數(shù)轉(zhuǎn)換成32位浮點數(shù)或?qū)崝?shù)。 n2將實數(shù)轉(zhuǎn)換成0.0至1.0之間的規(guī)范化數(shù)值。 4. PID回路輸出轉(zhuǎn)換為成比例的整數(shù) n程序執(zhí)行后，PID回路輸出0.0和1.0之間的規(guī)范化實數(shù)數(shù)值，必需被轉(zhuǎn)換成16位成比例整數(shù)數(shù)值，才干驅(qū)動模擬輸出。nPID回路輸出成比例實數(shù)數(shù)值=PID回路輸出規(guī)范化實數(shù)值-偏移量*取值范圍n程序如下：nMOVRVD108, AC0 /將PID回路輸出送入AC0。n-R0.5, AC0 /雙極數(shù)值減偏移量0.

51、5nR64000.0, AC0 /AC0的值*取值范圍，變?yōu)槌杀壤龑崝?shù)數(shù)值nROUNDAC0，AC0 /將實數(shù)四舍五入取整，變?yōu)?2位整數(shù)nDTI AC0, AC0 /32位整數(shù)轉(zhuǎn)換成16位整數(shù)nMOVWAC0, AQW0 /16位整數(shù)寫入AQW05. PID指令 nPID指令：使能有效時，根據(jù)回路參數(shù)表 (TBL)中的輸入丈量值、控制設(shè)定值及PID參數(shù)進展PID計算。格式如下表所示。LADSTL說明PID TBL，LOOPTBL：參數(shù)表起始地址VB，數(shù)據(jù)類型：字節(jié)LOOP：回路號，常量（0-7），數(shù)據(jù)類型：字節(jié)n闡明：闡明：n1程序中可運用八條程序中可運用八條PID指令，分別指令，分別編號編號0-7，不能反復運用。，不能反復運用。n2使使ENO = 0的錯誤條件：的錯誤條件：0006間間接地址，接地址，SM1.1溢出，參數(shù)表起始溢出，參數(shù)表起始地址或指令中指定的地址或指令中指定的PID回路指令號碼操回路指令號碼操作數(shù)超出范圍。作數(shù)超出范圍。n3PID指令不對參數(shù)表輸入值進展范指令不對參數(shù)表輸入值進展范圍檢查。必需保證過程變量和給定值積圍檢查。必需保證過程變量和給定值積分項前值和過程變量前值在分項前值和過程變量前值在0.0和和1.0之之間。間。6.4.2 PID控制功能的運用