第5章 PLC特殊應用指令

1第5章S7-200系列PLC的特殊功能指令一、子程序指令：有利于層次結構劃分。它可使程序整體更加緊湊，主題鮮明，便于編寫、閱讀、交流。預備知識例要求只要斷開I0.0，則Q0.0閃光（I0.1為試驗按鈕）。主程序子程序2二、中斷指令中斷就是暫不執(zhí)行掃描程序，優(yōu)先執(zhí)行中斷。適用于高速控制。執(zhí)行中斷必須要有“引發(fā)”事件，稱為“中斷事件”。S7-200中斷事件有三大類：通信中斷、I/O中斷、定時中斷。

1）通信口中斷：優(yōu)先級最高

通信口中斷事件列表32）I/O中斷：優(yōu)先級次之

外部輸入引起中斷：I0.0~I0.3的上升沿、下降沿；

高速計數器引起中斷：計數值（當前值）等于設定值、計數方向變化、外部復位信號輸入；

脈沖輸出引起中斷：給定數量的脈沖輸出完成引發(fā)的中斷。4I/O中斷事件列表53）定時中斷：優(yōu)先級最低定時中斷：用于定時采樣，如PID控制。例如中斷號10：表示定時中斷0，中斷時間由SMB34設定，單位ms.中斷號11：定時定時中斷1，中斷時間由SMB35設定，單位ms.定時器中斷：T32、T96的當前值等于預設值。定時中斷事件列表6中斷優(yōu)先級（1）任何時候都只執(zhí)行一個中斷。不同中斷事件具有不同優(yōu)先級，同一優(yōu)先級中，“先來先服務”。（2）一旦選擇，中斷過程不被打斷，而計算機程序中高優(yōu)先級可打斷低優(yōu)先級。（3）執(zhí)行中斷過程中，若出現新的中斷請求，須排隊等待，直至正在執(zhí)行的中斷程序執(zhí)行完畢。（5）排隊等待的中斷事件太多，則溢出狀態(tài)位置1?？傻絊M4.0~SM4.2檢查。7（ENI）表示允許中斷，即中斷可執(zhí)行。中斷指令的組成（1）

中斷允許指令ENI（EnableInterrupt）（2）禁止中斷指令DISI（DisableInterrupt）（DISI）表示不允許中斷，即中斷無效。8（3）

中斷連接指令ATCH（AttachInterrupt）用來建立中斷事件（EVNT）和處理此事件的中斷程序（INT）之間的聯(lián)系。用于主程序中，不能嵌套用于中斷程序中。EVNT-中斷事件號INT-中斷序號I0.1ENENOATCHINTEVNT1009用來斷開中斷事件（EVNT）與中斷程序（INT）之間的聯(lián)系，從而禁止單個中斷事件。也是用于主程序中。（4）

中斷分離指令DTCH（DetachInterrupt）EVNT-中斷事件號I0.1ENENODTCHEVNT1010中斷程序使用注意事項：1、中斷程序只有在中斷事件發(fā)生時才能調用。因此，對于那些要求每一循環(huán)掃描都要刷新的信號，不需要用中斷程序。盡管有時難以區(qū)分。2、中斷會引起PLC循環(huán)掃描時間加長。因此，中斷程序要盡可能短。11連接中斷0，引發(fā)事件0（I0.0上升沿瞬間）I0.0上升沿瞬間，此中斷程序被連接，瞬間將MB0加1例I0.0閉合，連接中斷，20次后，接通Q0.0。12ENENOMOV-WINOUTSM0.0AIW2VW200（INT0）例對模擬量輸入信號實行定時采樣（不需要在每個掃描周期內都采樣）。（SBR-0）SM0.0ENENOATCHINTEVNT100ENENOMOV_BINOUT（ENI）100SMB34ENSBR-0SM0.1（OB1）….子程序里面再有中斷連接第0個中斷定時中斷時間常數中斷事件號10：定時中斷，間隔時間SMB34決定中斷內容：采集AIW2數據給VW200中斷使能13例編制對I0.0、I0.1輸入的正交脈沖進行二倍頻處理后，從Q0.0輸出I0.1I0.0Q0.014中斷0主程序中斷1中斷事件號0：I0.0上升沿產生中斷0中斷事件號1：I0.0下降沿產生中斷0中斷事件號2：I0.1上升沿產生中斷1中斷事件號3：I0.1下降沿產生中斷1I0.1I0.0Q0.015第一節(jié)

高速計數HSC指令高速計數器HSC（HighSpeedCount)

受掃描周期的影響，普通計數器計數頻率低。高速計數器利用中斷程序，可不受掃描周期的影響，最高20kHz。高速計數實現辦法有二：1、專用高速計數模塊；2、程序合成法?，F介紹后一種。S7-200PLC最多有HSC0～HSC56個高速計數器，每個有對應一控制字節(jié)（SM37、SM47、SM57、SM137、SM147、SM157）。16一、高速計數器的脈沖計數方式⑴單路無方向輸入。一個外部端子接脈沖輸入；控制字節(jié)（如HSC0對應的SM37.3）控制計數方向：“1”加計數；“0”減計數。⑵單路有方向輸入。一個外部端子脈沖輸入；一個外部端子控制計數方向：“1”加計數；“0”減計數。⑶兩路加/減輸入。一個外部端子加計數，一個外部端子減計數。兩路脈沖必須錯開0.3ms才有效，否則視為同時輸入，不加也不減。⑷兩相輸入。一個外部端子A相脈沖，一個外部端子B相脈沖，A超前B（不能大于半個周期）加計數；反之減計數。專用于檢測電機正反轉。17二、HSC輸入端口配置計數器各工作模式對應的輸入端子HSC0I0.0I0.1I0.2HSC1I0.6I0.7I1.0I1.1HSC2I1.2I1.3I1.4I1.5HSC3I0.1HSC4I0.3I0.4I0.5HSC5I0.4單路脈沖輸入的內部方向控制加/減計數器模式0脈沖輸入模式1脈沖輸入復位模式2脈沖輸入復位啟動單路脈沖輸入的外部方向控制加/減計數器模式3脈沖輸入方向模式4脈沖輸入方向復位模式5脈沖輸入方向復位啟動18計數器標號及各工作模式對應的輸入端子HSC0I0.0I0.1I0.2HSC1I0.6I0.7I1.0I1.1HSC2I1.2I1.3I1.4I1.5HSC3I0.1HSC4I0.3I0.4I0.5HSC5I0.4兩路脈沖輸入的加/減計數器模式6加脈沖輸入減脈沖輸入模式7加脈沖輸入減脈沖輸入復位模式8加脈沖輸入減脈沖輸入復位啟動兩路脈沖輸入的A/B相正交計數器模式9脈沖輸入A脈沖輸入B模式10脈沖輸入A脈沖輸入B復位模式11脈沖輸入A脈沖輸入B復位啟動續(xù)前表19例如HSC0：選擇模式1——單路脈沖輸入的內部方向控制加/減計數器。I0.0脈沖輸入，I0.2復位，內部控制加減。HSC3：選擇模式0——單路脈沖輸入的內部方向控制加/減計數器。I0.1脈沖輸入，無復位，內部控制加減。HSC4：選擇模式1——單路脈沖輸入的內部方向控制加/減計數器。I0.3脈沖輸入，I0.5復位，內部控制加減。HSC5：選擇模式0——單路脈沖輸入的內部方向控制加/減計數器。I0.4脈沖輸入，無復位，內部控制加減。20三、高速計數器指令1.高速計數器定義指令：指定高速計數器并設定工作模式。HSC：高速計數器編號：0~5

對應HSC0～HSC5。I0.0HSCENENOHDEFMODEMODE：設定高速計數器的工作模式0～11，對應12種工作模式。說明：高速計數器指令定義后才能用，且只允許定義一次。212.執(zhí)行高速計數器指令使能瞬間，就會使初始值、設定值寄存器賦值（例如HC0

=SMD37的值）。不能一直使能，否則計數器HC的值不變了。I0.0NENENOHSCN：高速計數器編號，0～5。22四、與高速相計數器關的特殊功能寄存器

1．高速計數器的控制字節(jié)（以HSC0、HSC1說明）HSC0HSC1功能描述SM37.0SM47.0復位信號極性：0－高電平有效，1－低電平有效SM37.1SM47.1啟動信號極性：0－高電平有效，1－低電平有效SM37.2SM47.2正交計數器倍率：0－4倍頻，1－1倍頻SM37.3SM47.3模式0~2計數方向控制：0－減計數，1－加計數注意：模式3~5計數方向由外部端子控制：0－減計數，1－加計數；模式6~11兩相輸入，不需要控制計數方向。SM37.4SM47.4計數方向改變：0－禁止改變，1－允許改變SM37.5SM47.5計數設定值修改：0－禁止修改，1－允許修改SM37.6SM47.6計數當前值修改：0－禁止修改，1－允許修改SM37.7SM47.7計數器使能：0－禁止計數，1－允許計數注：

HSC2～HSC5

的控制字節(jié)為SMB57、SMB137、SMB147、SMB157

，設定方法功能同上。23

2．高速計數器的當前值寄存器和設定值寄存器高速計數器當前值設定值HSC0SMD38SMD42HSC1SMD48SMD52HSC2SMD58SMD62HSC3SMD138SMD142HSC4SMD148SMD152HSC5SMD158SMD162注：1）SMD23不能讀。？2）若需向高速計數器裝入新的當前值和設定值，應先在控制字節(jié)的第5、6位作相關設定（1—允許修改）。24

3．訪問高速計數器（HC）例如

25五、高速計數器應用1．高速計數器的配置

1）根據控制要求，選擇高速計數器號、工作模式，劃分高速計數器的輸入端口。

2）利用各種中斷合理安排高速計數器的工作過程。2．高速計數器的初始化

1）根據需要，確定控制字節(jié)各個位的狀態(tài)；2）使用高速計數器定義指令，定義選定的工作模式；3）設定當前值寄存器和設定值寄存器初值；

4）指定并使能中斷程序；⑤激活高速計數器。26

1）某產品包裝生產線應用高速計數器對產品進行累計和包裝，每檢測到1000個產品時，自動起動包裝機進行包裝。設計步驟：

①選擇高速計數器，確定工作模式單純加計數，因此有多個工作模式和計數器可選，這里選用HSC0，工作模式3。采用當前值等于設定值的中斷事件，中斷事件號為12。調用包裝機工作子程序SBR-2（本題不用設計）。②用SM0.1調用HSC0初始化子程序（SBR-1）。包括控制字節(jié)初始化、工作模式定義、計數器當前值及設定值的初始化及中斷連接等。3．高速計數器舉例27ENSBR-0SM0.1SBR-0程序設計（ENI）SM0.0INT0ENENOATCHEVNT12ENENOMOV_BINOUTF8HSMB37控制字ENENOMOV_DWINOUT0SMD38當前值ENENOHSCIN0HSC0ENENOHDEFMODE3MOV_DWENENOINOUT1000SMD42預置值SM0.0ENENOMOV_BINOUTC8HSMB37ENENOMOV_DWINOUT0SMD38當前值ENENOHSCIN0INT-0ENSBR-2主程序：閉合一次，初始化子程序1。打包子程序SBR-2省略中斷中再使能新的控制字使能瞬間，對計數器相關數據賦值28ENSBR-1SM0.1（ENI）SM0.0INT0ENENOATCHEVNT12ENENOMOV_BINOUTF8HENENOMOV_DWINOUT0ENENOHSCIN0HSC0ENENOHDEFMODE3MOV_DWENENOINOUT1000SM0.0ENENOMOV_BINOUTC8HSMB37ENENOMOV_DWINOUT0ENENOHSCIN0ENSBR-2關于使能：1、主程序中使能一次、子程序可以不再出現；主程序沒有，子程序必須使能一次。子程序中有中斷的話，中斷中還要再出現一次使能。2、不能一直使能，否則一直賦值，計數器的值就不變了。29控制字子程序：SMB37=F8H中斷程序：SMB37=C8HSM37.00復位信高電平有效0復位信號高電平有效SM37.10啟動信號高電平有效0啟動信號高電平有效SM37.204倍頻計數，專用于兩相輸入，此處無用，0、1都可04倍頻計數，專用于兩相輸入，此處無用0、1都可SM37.31加計數1加計數SM37.41允許改變計數方向0不允許改變計數方向，本題沒改變計數方向（變了）SM37.51允許修改預置值0不允許修改預置值（變了），本體沒修改預置值SM37.61允許修改當前值，本題用到了1允許修改當前值，本題用到了SM37.71允許計數器使能1允許計數器使能程序中用到的控制字的解釋30高速計數器舉例2）高速計數：先是10個脈沖，QB0加1；后來每15個脈沖，QB0加131

2）高速計數：先是10個脈沖，QB0加1；后來每15個脈沖，QB0加1高速計數器舉例3233高速計數器舉例34S7-200PLC中的晶體管輸出型（別的型號不行，繼電器輸出的會燒壞輸出），輸出點Q0.0和Q0.1，頻率可達20kHz。輸出類型為：1）PTO（PulseTrainOutput）：脈沖序列輸出，輸出一列占空比固定為50％、周期、個數可變的脈沖串。2）PWM（PulseWidthModulation）：脈寬調制輸出，輸出周期不變、脈寬可變的脈沖。第二節(jié)高速脈沖輸出指令35一、高速脈沖輸出指令1、指令格式I0.0ENENOPLSQ0.X0指令說明：當使能輸入端有效時，指令檢測各個相關特殊功能寄存器的狀態(tài)，根據定義的控制字節(jié)執(zhí)行高速脈沖輸出操作。使能一次，就輸出一次脈沖。若不需要高速脈沖輸出，Q0.0和Q0.1可作為一般的數字量輸出點使用。0－Q0.0輸出高速脈沖；1－Q0.1輸出高速脈沖。362、

與PLS指令相關的特殊功能寄存器1）高速脈沖輸出的控制字節(jié)Q0.0Q0.1功能描述SM67.0SM77.0改變PTO/PWM的周期值：0－不允許，1－允許SM67.1SM77.1改變PWM的脈寬值：0－不允許，1－允許SM67.2SM77.2僅用于改變PTO的脈沖數：0－不允許，1－允許SM67.3SM77.3PTO/PWM脈沖的時間單位：0－μs，1－msSM67.4SM77.4僅用于PWM的波形更新方式：0－異步更新（只改變脈沖寬度，不改變時間單位），1－同步更新（同時改變脈沖寬度與時間單位）SM67.5SM77.5僅用于PTO的定位方式選擇：0－單段速，1－多段速SM67.6SM77.6輸出模式選擇：0－PTO輸出，1－PWM輸出SM67.7SM77.7允許PTO/PWM脈沖輸出：0－禁止，1－允許37

2）其他的特殊標志寄存器Q0.0Q0.1功能描述SMW68SMW78PTO/PWM脈沖周期值，2~6535SMW70SMW80僅存儲PWM的脈寬值，0~6535SMD72SMD82存儲PTO的脈沖個數，1~4294967295SMB166SMB176存儲多段PTO的段數，僅用于多段PTO輸出SMW168SMW178存儲多段PTO包絡表的起始偏移地址383、高速脈沖序列輸出

1）PTO輸出：指從Q0.0或Q0.1輸出占空比固定為50％的方波脈沖序列。允許輸出多個不同的方波脈沖序列。輸出多個脈沖序列的方式有：

（1）單段PTO（單段速）一次只能存放一個脈沖序列的控制參數。在當前脈沖序列輸出期間，更新下一個脈沖序列控制參數，待當前脈沖序列輸出完成后，再次執(zhí)行PLS指令，就可立即輸出新的脈沖序列，實現多段脈沖序列的連續(xù)輸出。39單段PTO舉例：當I0.5閉合一次，在Q0.0輸出一串脈沖，頻率為20Hz（周期0.5s），脈沖個數10個。Q0.0功能描述：SMB67=8DH（16#8D）SM67.0允許改變PWM的周期值：0－不允許，1－允許（本題無所謂）SM67.1允許改變PWM的脈寬值：0－不允許，1－允許SM67.2允許改變僅用于PTO時的脈沖輸出數：0－不允許，1－允許SM67.3PTO/PWM脈沖的時間單位：0－μs，1－msSM67.4僅用于PWM波形更新方式：0－異步更新（只改變脈沖寬度，不改變時間單位），1－同步更新（同時改變脈沖寬度與時間單位）SM67.5僅用于PTO輸出定位方式選擇：0－單段速，1－多段速SM67.6輸出模式選擇：0－PTO輸出，1－PWM輸出SM67.7允許PTO/PWM脈沖輸出：0－禁止，1－允許控制字SMB67=8DQ0.0功能描述SMW68存儲脈沖周期SMW70僅存儲PWM的脈寬值SMD72存儲PTO的脈沖個數SMW166存儲多段PTO的段數SMW168存儲多段PTO包絡表的起始偏移地址寫控制字寫脈沖周期寫脈沖個數啟動Q0.0高速脈沖輸出使能子程序使能一次，則輸出一次脈沖。40（2）多段PTO（多段速）主要是建立一個包絡表，CPU按順序從包絡表中讀取數據，連續(xù)輸出各個脈沖序列。SMW168（或SMW178）用于存放包絡表的首地址。?包絡表中，用1個字節(jié)說明包絡段數，用8個字節(jié)描述每個包絡段內容：2個字節(jié)存儲脈沖周期值（字）、2個字節(jié)存儲周期增量值（字），4個字節(jié)存儲脈沖計數值（雙字）。2）PTO輸出形式的編程要點①確定輸出端（Q0.0或Q0.1）和方式（單段或多段）②對相關的特殊功能寄存器進行初始化操作；③執(zhí)行PLS指令。41多段PTO舉例某步進電動機的運行曲線如圖所示：電動機從A點（頻率為2kHz）開始加速，運行400個脈沖；到B點（頻率為10kHz）恒速，運行4000個脈沖；至C點開始減速，運行200個脈沖；到D點（頻率為2kHz）運行結束，指示燈亮，多段速運行結束。42設計步驟：①

選擇由Q0.0（對應控制字SMB67.5=1）輸出，選擇多段PTO輸出。②

確定脈沖周期時間單位。因BC段頻率為最大頻率10kHz，周期100μs，因此選時間單位為μs，向控制字節(jié)SMB67寫入控制字16#A4。如下表：控制字位控制字功能描述：SMB67=16#A4SM67.0允許改變PWM的周期值：0－不允許，1－允許04SM67.1允許改變PWM的脈寬值：0－不允許，1－允許0SM67.2允許改變僅用于PTO時的脈沖輸出數：0－不允許，1－允許1SM67.3PTO/PWM脈沖的時間單位：0－μs，1－ms0SM67.4僅用于PWM波形更新方式：0－異步更新（只改變脈沖寬度，不改變時間單位），1－同步更新（同時改變脈沖寬度與時間單位）0ASM67.5僅用于PTO輸出定位方式選擇：0－單段速，1－多段速1SM67.6輸出模式選擇：0－PTO輸出，1－PWM輸出0SM67.7允許PTO/PWM脈沖輸出：0－禁止，1－允許143③

確定脈沖初始周期、終止周期、周期增量：Tn－該段脈沖初始周期值Tn+1

－該段脈沖終止周期值N

－該段脈沖數44AB段：起始周期500μs、400個脈沖，終止周期100μs，則周期增量：BC段：起始周期100μs、4000個脈沖，終止周期100μs，則周期增量：CD段：起始周期100μs、200個脈沖，終止周期500μs，則周期增量：計算每段脈沖初始周期、終止周期、周期增量：45存儲地址參數名稱參數值VB200總包絡段3VW2018個字節(jié)加速段初始脈沖周期500μsVW203加速段周期增量值-1μsVD205加速段輸出脈沖數400VW2098個字節(jié)恒速段初始脈沖周期100μsVW211恒速段周期增量值0μsVD213恒速段輸出脈沖數4000VW2178個字節(jié)減速段初始脈沖周期100μsVW219減速段周期增量值2μsVD221減速段輸出脈沖數200④建立包絡表（專用于多段速控制）。設包絡表的首地址為VB200第一段第二段第三段46ENSBR-0SM0.1（OB1）（SBR-0）程序設計（

ENI）SM0.0INT0ENENOATCHEVNT19ENENOMOV_BINOUTA4HSMB67ENENOMOV_WINOUT200SMW168ENSBR-1ENENOPLSQ0.X0初始化子程序包絡表起始字節(jié)多段輸出結束起動Q0.0輸出脈沖47（SBR-1）SM0.0ENENOMOV_BIN3段速OUT3VB200ENENOMOV_WIN第一段周期OUT500VW201ENENOMOV_WIN周期增量OUT-1VW203ENENOMOV_DWIN脈沖數OUT400VD205SM0.0ENENOMOV_WIN第二段周期OUT100VW209ENENOMOV_WIN周期增量OUT0VW211ENENOMOV_DWIN脈沖數OUT4000VD213ENENOMOV_DWIN脈沖數OUT200VD213SM0.0ENENOMOV_WIN第三段周期OUT100VW209ENENOMOV_WIN周期增量OUT2VW211Q0.2（）SM0.0（INT-0）（續(xù)SBR-1）多段脈沖輸出結束，點亮Q0.248二、脈沖寬度調制輸出

1、PWM輸出：指從Q0.0或Q0.1輸出脈沖周期固定，脈沖寬度可變的脈沖序列，周期值、脈寬值均為16位無符號整數，周期、脈寬的增量單位為μS或ms，脈沖占空比為0％～100％。?更新方式有兩個：（1）異步更新：只改變脈寬，不改變時間單位。（2）同步更新：同時改變脈寬、時間單位。49

2、PWM輸出形式的編程步驟①確定輸出端（Q0.0或Q0.1）；②初始化PWM輸出形式的各個參數，如控制字節(jié)、PWM周期值、脈寬值等。③執(zhí)行PLS指令。④若改變脈寬，則可重新設置控制字節(jié)、新的脈寬值，并重新執(zhí)行PLS指令。⑤如果使用同步更新，可將PWM的輸出反饋到一個具有中斷輸入能力的輸入點上（如I0.0），然后建立與之相關聯(lián)的中斷連接。50PWM輸出舉例采用同步更新脈寬的PWM輸出控制將Q0.0設置為PWM輸出形式，周期固定為5000ms，初始脈沖寬度為500ms；之后每個脈沖周期的脈寬遞增500ms，當脈沖寬度增加到最大值4500ms時，脈寬改變?yōu)槊總€脈沖周期遞減500ms，直至脈寬減少到0，之后每個脈沖周期又遞增500ms…..。注意：高速輸出Q0.0在連接外設的同時，需要返回到輸入端I0.0，以便引發(fā)中斷，改變脈沖寬度。51

定義控制字：SMB67=16#DBQ0.0功能描述SM67.0允許改變PWM的周期值：0－不允許，1－允許SM67.1允許改變PWM的脈寬值：0－不允許，1－允許SM67.2允許改變僅用于PTO時的脈沖輸出數：0－不允許，1－允許SM67.3PTO/PWM脈沖的時間單位：0－μs，1－msSM67.4僅用于PWM波形更新方式：0－異步更新（只改變脈沖寬度，不改變時間單位），1－同步更新（同時改變脈沖寬度與時間單位）SM67.5僅用于PTO輸出定位方式選擇：0－單段速，1－多段速SM67.6輸出模式選擇：0－PTO輸出，1－PWM輸出SM67.7允許PTO/PWM脈沖輸出：0－禁止，1－允許Q0.0功能描述SMW68存儲脈沖周期SMW70僅存儲PWM的脈寬值SMD72存儲PTO的脈沖個數SMW166存儲多段PTO的段數SMW168存儲多段PTO包絡表的起始地址相關寄存器52SM0.1ENSBR-0M0.0（R）1SMW70脈寬>=I4500INT0ENENOATCHEVNT0I0.0M0.0M0.0（S）1SMW70脈寬＝＝I0INT1ENENOATCHEVNT0I0.0M0.0（OB1）PWM程序設計SM0.0（S）（

ENI）ENENOMOV_WIN初始脈寬OUT500SMW70ENENOPLSQ0.X0M0.01ENENOMOV_WIN脈沖周期OUT5000SMW68ENENOMOV_BIN控制字OUTDBHSMB67（SBR-0）使能Q0.0脈沖輸出初始置1M0.0I0.0上升沿引發(fā)中斷0I0.0上升沿引發(fā)中斷1檢測Q0.0的狀態(tài)SM0.0ENENOPLSQ0.X0SMW70SMW70INTENENOADD-IIN2500OUTENENODTCHEVNT0（INT-0）（INT-1）SM0.0ENENOPLSQ0.X0SMW70SMW70INTENENOSUB-IIN2500OUT生效Q0.0的脈沖輸出指令更新脈沖參數中斷被連接瞬間后就斷掉，防止上面的加法程序連續(xù)執(zhí)行生效Q0.0的脈沖輸出指令更新脈沖參數每次中斷增加脈寬每次中斷減少脈寬ENENODTCHEVNT0中斷被連接瞬間后就斷掉，防止上面的加法程序連續(xù)執(zhí)行思考：“每次中斷增加脈寬”，難道第一個脈沖也被增加了脈寬嗎？54S7-200CPU可以擴展A/D、D/A模塊，從而可實現模擬量的輸入和輸出。S7-200PLC的模擬量模塊有兩個功能：

1）對模擬量信號進行A/D轉換，變成數字量信號，存在相應的寄存器內，例如AIW0。

2）寄存器內例如AQW0的值進行D/A轉換，變成模擬量信號，用于控制現場設備。第三節(jié)A/D、D/A轉換55一．A/D轉換1．模擬量輸入尋址及編程方法模擬量輸入通道有多個，每個通道對應一個模擬量輸入寄存器，按順序AIW0、AIW2、AIW4、AIW6……排列。2.使用及特性外部模擬量信號如4-20mA的直流電流信號、1-5V的直流電壓信號，接到模擬量輸入端子上，對應的模擬量輸入寄存器就有了相應的數值，可直接使用。如：ENENOMOV-WINOUTI0.0AIW0VW100561）EM231（4路模入）

輸入電壓：單極0~10V/0~5V；雙極±5V/±2.5V。

輸入電流：0～20mA

模擬量到數字量的最大轉換時間：250μs

電流發(fā)送器電壓發(fā)送器未用端子沒有使用24VDC電源和公共端EM231模擬量輸入模塊端子及DIP開關示意圖固定端子塊增益DIP設定開關開關57EM231接線說明：模塊上部共有12個端子，3個點為一組，共4組。組成4路模擬量輸入通道。電壓信號用兩個端子，如A+、A-；電流信號用3個端子，如RC，C+，C-，其中RC與C+端子短接。未用的輸入通道應短接，如B+、B-要短接。該模塊需要直流24V供電（M、L+端）?？捎蒀PU模塊的電源24VDC/400mA供電，也可外接電源。右端分別是校準電位器和配置DIP設定開關（用于設定外界信號范圍）。582）EM235（4路模入、1路模出）

輸入電壓：單極0~10V/0~5V；雙極±5V/±2.5V。

輸入電流：0～20mA

模擬量到數字量的最大轉換時間：250μs

電流發(fā)送器電壓發(fā)送器未用端子沒有使用24VDC電源和公共端EM231模擬量輸入模塊圖增益DIP設定開關開關59EM235輸入、輸出混合模塊圖電壓變送器空閑端子電流變送器電流負載電壓負載24VDC電源和公共端子增益DIP設定開關開關偏置EM235接線和EM231輸入端子相同，但多一路輸出端。60

2）模擬量輸入特性613）模擬量輸入模塊輸入信號要求

（1）單極性輸入格式：0~10V、0~5V、0~20mA

單極性數據格式的全量程范圍：0~32000。輸出輸出輸出輸入(mA)輸入(V)輸入(V)2.55.05.01010203200016000320001600032000160000~5V特性0~10V特性0~20mA特性

（2）雙極性數輸入據格式±5V、±2.5V

雙極性數據格式的全量程范圍：-32000~+32000。輸出輸入(V)2.55.03200016000-5~5V特性-5-2.5-16000-32000輸入(V)輸出1.252.53200016000-2.5~2.5V特性-2.5-1.25-16000-3200063二．D/A轉換

1．模擬量輸出尋址及編程方法模擬量輸出通道，對應的模擬量輸出寄存器AQW0、AQW2……。2.使用及特性只輸出標準信號：0~20mA/±10V的直流信號。模擬量對應的“字”可直接使用，方法同一般寄存器，例如：ENENOMOV-WINOUTI0.0VW200AQW064EM232外部接線圖：

EM232為單純2路模出D\A模塊。上排左起每3個點為一組，共2組。每組可作為一路模擬量輸出電壓或電流信號。例如：第一組V0端接電壓負載、I0端接電流負載，M0為公共端。模塊需要直流24V供電。653、模擬量輸出模塊輸出信號要求

只有單極性0~20mA/±10V輸入輸出(mA)160003200020100~20mA特性輸入輸出(V)32000105-10~10V特性-32000-5--106666第四節(jié)PID控制

PID算法簡介

PID調節(jié)是應用最廣、最常見的一種控制方法。輸入輸出函數關系：PID調解器輸出

比例項

初始值

積分項

微分項

67672、離散化：PLC必須在周期性采樣、并離散化后，才能進行PID控制。輸出值比例增益給定值當前值采樣時間積分時間上一次積分值微分時間上一次當前值當前值6868比例項最重要，用于對誤差及時迅速做出反應。Kc越大，比例作用越強，控制速度越快，但可導致超調。如果不要比例控制，僅要I或D控制，可將Kc設為0.0。因為Kc不僅是比例系數，還是I和D的系數，將Kc設為0.0，系統(tǒng)會自動將I或D項的系數定為1.0。積分項用于消除靜態(tài)誤差。積分時間常數Ti越小，積分作用越強，誤差消除越快。如果不需要積分，則將Ti設為最大。微分項用于對誤差的超前預測。微分時間常數Td越大，微分作用越強，動態(tài)性能越好，但容易振蕩。如果不需要微分，則將Td設定為0.0。輸出值比例增益給定值當前值采樣時間積分時間上一次積分值微分時間上一次當前值當前值6969PLC的PID控制框圖字節(jié)偏移量參數數據格式參數類型說明0當前值（測量值、反饋值）PVn雙字，實數輸入必須在0.0至1.0范圍內4給定值SPn雙字，實數輸入必須在0.0至1.0范圍內8輸出值Mn雙字，實數輸入/輸出在0.0至1.0范圍內12增益Kc雙字，實數輸入比例常量，可為正數或負數16采樣時間Ts雙字，實數輸入以秒為單位，必須為正數20積分時間常數Ti雙字，實數輸入以分鐘為單位，必須為正數24微分時間常數Td雙字，實數輸入以分鐘為單位，必須為正數28上一次的積分值Mx雙字，實數輸入/輸出0.0和1.0之間（根據PID運算結果更新）32上一次過程變量PVn-1雙字，實數輸入/輸出上一次當前值7171盡管不同類型的控制器，其結構、原理各不相同，但是基本控制規(guī)律只有三個：比例（P）控制、積分（I）控制和微分（D）控制。這幾種控制規(guī)律可以單獨使用，但是更多場合是組合使用。如比例（P）控制、比例-積分（PI）控制、比例-積分-微分（PID）控制等。比例（P）控制單獨的比例控制也稱“有差控制”，輸出的變化與輸入控制器的偏差成比例關系，偏差越大輸出越大。實際應用中，比例度的大小應視具體情況而定，比例度太小，控制作用太弱，不利于系統(tǒng)克服擾動，余差太大，控制質量差，也沒有什么控制作用；比例度太大，控制作用太強，容易導致系統(tǒng)的穩(wěn)定性變差，引發(fā)振蕩。

對于反應靈敏、放大能力強的被控對象，為提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，應當使比例度稍小些；而對于反應遲鈍，放大能力又較弱的被控對象，比例度可選大一些，以提高整個系統(tǒng)的靈敏度，也可以相應減小余差。

單純的比例控制適用于擾動不大，滯后較小，負荷變化小，要求不高，允許有一定余差存在的場合。工業(yè)生產中比例控制規(guī)律使用較為普遍。7272閱讀資料：比例積分（PI）控制

比例控制規(guī)律是基本控制規(guī)律中最基本的、應用最普遍的一種，其最大優(yōu)點就是控制及時、迅速。只要有偏差產生，控制器立即產生控制作用。但是，不能最終消除余差的缺點限制了它的單獨使用?？朔嗖畹霓k法是在比例控制的基礎上加上積分控制作用。

積分控制器的輸出與輸入偏差對時間的積分成正比。這里的“積分”指的是“積累”的意思。積分控制器的輸出不僅與輸入偏差的大小有關，而且還與偏差存在的時間有關。只要偏差存在，輸出就會不斷累積（輸出值越來越大或越來越?。?，一直到偏差為零，累積才會停止。所以，積分控制可以消除余差。積分控制規(guī)律又稱無差控制規(guī)律。

積分時間的大小表征了積分控制作用的強弱。積分時間越小，控制作用越強；反之，控制作用越弱。7373

積分控制雖然能消除余差，但它存在著控制不及時的缺點。因為積分輸出的累積是漸進的，其產生的控制作用總是落后于偏差的變化，不能及時有效地克服干擾的影響，難以使控制系統(tǒng)穩(wěn)定下來。所以，實用中一般不單獨使用積分控制，而是和比例控制作用結合起來，構成比例積分控制。這樣取二者之長，互相彌補，既有比例控制作用的迅速及時，又有積分控制作用消除余差的能力。因此，比例積分控制可以實現較為理想的過程控制。比例積分控制器是目前應用最為廣泛的一種控制器，多用于工業(yè)生產中液位、壓力、流量等控制系統(tǒng)。由于引入積分作用能消除余差，彌補了純比例控制的缺陷，獲得較好的控制質量。但是積分作用的引入，會使系統(tǒng)穩(wěn)定性變差。對于較大慣性滯后的系統(tǒng)（例如爐溫控制），盡量避免使用。7474比例微分（PD）控制

比例積分控制對于時間滯后的被控對象使用不夠理想。所謂“時間滯后”指的是：當被控對象受到擾動作用后，被控變量沒有立即發(fā)生變化，而是有一個時間上的延遲，比如容量滯后，此時比例積分控制顯得遲鈍、不及時。為此，人們設想：能否根據偏差的變化趨勢來做出相應的控制動作呢？猶如有經驗的操作人員，既可根據偏差的大小來改變閥門的開度（比例作用），又可根據偏差變化的速度大小來預計將要出現的情況，提前進行過量控制，“防患于未然”。這就是具有“超前”控制作用的微分控制規(guī)律。微分控制器輸出的大小取決于輸入偏差變化的速度。

7575

微分輸出只與偏差的變化速度有關，而與偏差的大小無關。如果偏差為一固定值，不管多大，只要不變化，則控制器輸出為零，沒有任何控制作用。微分時間越大，微分輸出維持的時間就越長，因此微分作用越強；反之則越弱。當微分時間為0時，就沒有微分控制作用了。同理，微分時間的選取，也是需要根據實際情況來確定的。

微分控制作用的特點是：動作迅速，具有超前調節(jié)功能，可有效改善被控對象有較大時間滯后的控制品質；但是它不能消除余差，尤其是對于恒定偏差輸入時，根本就沒有控制作用。因此，不能單獨使用微分控制規(guī)律。

比例和微分作用結合，比單純的比例作用更快。尤其是對容量滯后大的對象，可以減小動偏差的幅度，節(jié)省控制時間，顯著改善控制質量。7676比例積分微分（PID）控制

最為理想的控制當屬比例-積分-微分控制規(guī)律。它集三者之長：既有比例作用的及時迅速，又有積分作用的消除余差能力，還有微分作用的超前控制功能。

當偏差階躍出現時，微分立即大幅度動作，抑制偏差的這種躍變；比例也同時起消除偏差的作用，使偏差幅度減小，由于比例作用是持久和起主要作用的控制規(guī)律，因此可使系統(tǒng)比較穩(wěn)定；而積分作用慢慢把余差克服掉。只要三個作用的控制參數選擇得當，便可充分發(fā)揮三種控制規(guī)律的優(yōu)點，得到較為理想的控制效果。

7777比例系數的調節(jié)

比例系數P的調節(jié)范圍一般是：0.1--100.

如果增益值取0.1，PID調節(jié)器輸出變化為十分之一的偏差值。如果增益值取100，PID調節(jié)器輸出變化為一百倍的偏差值。

可見該值越大，比例產生的增益作用越大。初調時，選小一些，然后慢慢調大，直到系統(tǒng)波動足夠小時，再該調節(jié)積分或微分系數。過大的P值會導致系統(tǒng)不穩(wěn)定，持續(xù)振蕩；過小的P值又會使系統(tǒng)反應遲鈍。合適的值應該使系統(tǒng)由足夠的靈敏度但又不會反應過于靈敏，一定時間的遲緩要靠積分時間來調節(jié)。

7878積分系數的調節(jié)

積分時間常數的定義是，偏差引起輸出增長的時間。積分時間設為1秒，則輸出（較偏差值）變化100%所需時間為1秒。初調時要把積分時間設置長些，然后慢慢調小直到系統(tǒng)穩(wěn)定為止。

微分系數的調節(jié)

微分值是偏差值的變化率。例如，如果輸入偏差值線性變化，則在調節(jié)器輸出側疊加一個恒定的調節(jié)量。大部分控制系統(tǒng)不需要調節(jié)微分時間。因為只有時間滯后的系統(tǒng)才需要附加這個參數。如果畫蛇添足加上這個參數反而會使系統(tǒng)的控制受到影響。如果通過比例、積分參數的調節(jié)還是收不到理想的控制要求，就可以調節(jié)微分時間。初調時把這個系數設小，然后慢慢調大，直到系統(tǒng)穩(wěn)定。7979

PID控制器的參數整定是控制系統(tǒng)設計的核心內容。它是根據被控過程的特性確定PID控制器的比例系數、積分時間和微分時間的大小。PID控制器參數整定的方法很多，概括起來有兩大類：一是理論計算整定法。它主要是依據系統(tǒng)的數學模型，經過理論計算確定控制器參數。這種方法所得到的計算數據未必可以直接用，還必須通過工程實際進行調整和修改。二是工程整定方法，它主要依賴工程經驗，直接在控制系統(tǒng)的試驗中進行，且方法簡單、易于掌握，在工程實際中被廣泛采用。PID控制器參數的工程整定方法，主要有臨界比例法、反應曲線法和衰減法。三種方法各有其特點，其共同點都是通過試驗，然后按照工程經驗公式對控制器參數進行整定。但無論采用哪一種方法所得到的控制器參數，都需要在實際運行中進行最后調整與完善。現在一般采用的是臨界比例法。利用該方法進行PID控制器參數的整定步驟如下：(1)首先預選擇一個足夠短的采樣周期讓系統(tǒng)工作；(2)僅加入比例控制環(huán)節(jié)，直到系統(tǒng)對輸入的階躍響應出現臨界振蕩，記下這時的比例放大系數和臨界振蕩周期；(3)在一定的控制度下通過公式計算得到PID控制器的參數。

在實際調試中，只能先大致設定一個經驗值，然后根據調節(jié)效果修改。

對于溫度系統(tǒng)：P（%）20--60，I（分）3--10，D（分）0.5--3

對于流量系統(tǒng)：P（%）40--100，I（分）0.1--1

對于壓力系統(tǒng)：P（%）30--70，I（分）0.4--3

對于液位系統(tǒng)：P（%）20--80，I（分）1--5

參數整定找最佳，從小到大順序查

先是比例后積分，最后再把微分加

曲線振蕩很頻繁，比例度盤要放大

曲線漂浮繞大灣，比例度盤往小扳

曲線偏離回復慢，積分時間往下降

曲線波動周期長，積分時間再加長

曲線振蕩頻率快，先把微分降下來

動差大來波動慢。微分時間應加長

理想曲線兩個波，前高后低4比1

一看二調多分析，調節(jié)質量不會低

單極性：Span取32000,Offset取0雙極性：Span取64000，Offset取0.5；

3．歸一化——變成PLC能用的0.0~1.0小數值1）A/D參數的標準化處理：由于采集的數據為工程值，單位、大小、范圍不盡相同，必須將其轉換成標準0.0~1.0的數值，才能被PID指令接收執(zhí)行。81例1已知EM231的單極性輸入要求的范圍是0~10V，A/D轉換的結果為0~32000，確定+5V單極性模擬量輸入的標準化值。根據題意，+5V輸入的A/D轉換結果應為歸一化值簡單算法82例2已知EM235的雙極性輸入要求的范圍是-10~+10V，A/D轉換的結果為-32000~+32000，確定+5V雙極性模擬量輸入的標準化值。根據題意，+5V輸入的A/D轉換結果應為歸一化值簡單算法83例3已知EM235的雙極性輸入要求的范圍是-5~+5V，A/D轉換的結果為-