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文檔簡介
第五章S7-200系列PLC的基本指令
5.1S7-200編程的基本概念
5.2基本邏輯指令
5.3程序控制指令
5.4PLC初步編程指導(dǎo)
5.5簡單程序編制5.1 S7-200編程的基本概念
5.1.1編程語言
5.1.2數(shù)據(jù)類型
5.1.3用戶程序的結(jié)構(gòu)
5.1.4編程的一般約定
返回5.1.1編程語言可編程控制器的工作過程是依據(jù)一連串的控制指令來進(jìn)行的,這些控制指令就是我們常說的編程語言。可編程控制器的編程語言一般有梯形圖、語句表、功能塊圖和計(jì)算機(jī)高級(jí)語言等幾種。S7-200可編程控制器一般使用梯形圖、語句表和功能塊圖。
梯形圖是一種圖形語言,它任沿用了繼電器的觸點(diǎn)和線圈等符號(hào)。它是以繼電器控制系統(tǒng)的電器原理圖為基礎(chǔ)演變而來的,易于初學(xué)者使用,圖形表示易于理解,而且全世界通用。PLC的梯形圖使用的內(nèi)部繼電器,定時(shí)器和計(jì)數(shù)器等都是通過軟件來實(shí)現(xiàn)的,使用方便,修改靈活。例如圖5-1所示,該控制程序具有啟動(dòng)自鎖、延時(shí)斷開的功能。
圖5-1梯形圖編程實(shí)例語句表是通過指令助記符控制程序的,類似計(jì)算機(jī)匯編語言,它適合有經(jīng)驗(yàn)的程序員。不同廠家的PLC所采用的指令集往往不同,所以對于同一個(gè)梯形圖,書寫的語句表指令形式也不盡相同。語句是用戶程序的基本單元,每條語句都規(guī)定了CPU該如何動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)什么功能。PLC的語句表由操作碼和操作數(shù)構(gòu)成:操作碼
操作數(shù)…操作碼告訴CPU要執(zhí)行的功能,操作數(shù)提供執(zhí)行過程中所需的參數(shù)。應(yīng)該注意的是,有的操作碼是沒有操作數(shù)的。
5.1.1編程語言與圖5-1相對應(yīng)的語句表指令如圖5-2所示:圖5-2語句表編程實(shí)例功能塊圖又稱邏輯盒指令,它沿用了半導(dǎo)體邏輯電路的邏輯方框圖,沒有像梯形圖中的觸點(diǎn)和線圈,對每種功能都使用一個(gè)運(yùn)算方法,其運(yùn)算功能由方框圖內(nèi)的符號(hào)確定??刂七壿嫵S谩芭c”、“或”、“非”三種邏輯功能來表達(dá),方框的左邊為輸入,右邊為輸出。與圖5-1相對應(yīng)的功能塊圖如圖5-3所示:5.1.1編程語言圖5-3功能塊圖編程實(shí)例由于各廠家生產(chǎn)的PLC系列各不相同,使用的指令符號(hào)也各有差異,不過梯形圖編程基本上大同小異。本書都是基于SimatlcS7-200系列可編程控制器來介紹梯形圖、語句表指令的編程方法。5.1.2數(shù)據(jù)類型(1)基本數(shù)據(jù)類型S7-200PLC指令系統(tǒng)所用的數(shù)據(jù)類型包括:1位布爾型(BOOL)、8位字節(jié)型(BYTE)、16位無符號(hào)整數(shù)(WORD)、16位有符號(hào)整數(shù)(INT)、32位無符號(hào)整數(shù)(DWORD)、32位有符號(hào)整數(shù)(DINT)以及32位實(shí)數(shù)(REAL)。16位無符號(hào)整數(shù)一般稱為“字”,32為無符號(hào)整數(shù)一般稱為“雙字”;16位有符號(hào)整數(shù)習(xí)慣上稱為“整數(shù)”,32為有符號(hào)整數(shù)稱為“雙整數(shù)”。實(shí)數(shù)REAL類型是按照ANSI/IEEE754-1985的標(biāo)準(zhǔn)的表示格式規(guī)定的。(2)數(shù)據(jù)長度與數(shù)值范圍CPU存儲(chǔ)器中存放的數(shù)據(jù)類型可以為BOOL、BYTE、WORD、INT、DWORD、DINT和REAL。不同的數(shù)據(jù)類型具有不同的數(shù)據(jù)長度和數(shù)值范圍。如表5-1所示:表5-1數(shù)據(jù)長度與數(shù)值范圍SIMATIC指令集中,不同的指令所需操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型一般不同,例如傳送操作指令分為字節(jié)傳送、比傳送和雙字傳送等,在編程過程中,要稍加留意。數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)長度數(shù)值范圍(十進(jìn)制表示)位(BOOL)10、1字節(jié)(BYTE)80~255字(WORD)160~65535整數(shù)NT)16-32768~32767雙字WORD)320~4294967295雙整數(shù)NT)32-2147483648~2147483647實(shí)數(shù)EAL)32-1038~10385.1.3用戶程序的結(jié)構(gòu)S7-200程序有三種,即主程序OB1、子程序SBR0~SBR63和中斷程序INT0~I(xiàn)NT127。主程序只有一個(gè);子程序最多可以有64個(gè),一般在主程序里調(diào)用子程序,當(dāng)然也可以在子程序或中斷程序里面調(diào)用子程序;中斷程序最多可以有128個(gè),中斷程序的調(diào)用由各種中斷事件觸發(fā),包括輸入中斷、定時(shí)中斷、高速計(jì)數(shù)器中斷、通信中斷等。S7-200的程序結(jié)構(gòu)可分為兩種,即線性程序結(jié)構(gòu)和分塊程序結(jié)構(gòu)。(1)線性程序結(jié)構(gòu)線性程序是指一個(gè)工程的全部控制任務(wù)都按照工程控制的順序?qū)懺谕粋€(gè)程序中,一般寫在主程序OB1中。程序執(zhí)行過程中,CPU不斷的掃描主程序OB1,按照編寫好的指令代碼順序地執(zhí)行控制工作,如圖5-4所示。線性程序結(jié)構(gòu)簡單明了,但是僅適合控制量比較小的場合,控制任務(wù)越大,線性程序的結(jié)構(gòu)就越復(fù)雜,CPU執(zhí)行效率就越低,系統(tǒng)越不穩(wěn)定。(2)分塊程序結(jié)構(gòu)分塊程序是指把一個(gè)工程的全部控制任務(wù)分成多個(gè)任務(wù)模塊,每個(gè)模塊的控制任務(wù)則根據(jù)具體情況編寫相應(yīng)的子程序進(jìn)行處理,或者放到中斷程序中去。在程序執(zhí)行過程中,CPU不斷的掃描主程序OB1,碰到子程序調(diào)用指令就轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的子程序中去執(zhí)行,遇到中斷請求,就調(diào)用相應(yīng)的中斷程序,如圖5-5所示。分塊程序雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜一點(diǎn),但是可以把一個(gè)復(fù)雜的控制任務(wù)分解成多個(gè)簡單的控制任務(wù)過。分塊程序有利于程序員編寫代碼,而且程序調(diào)試起來也比較簡單。所以,對于一些相對復(fù)雜的工程控制,建議使用分塊程序結(jié)構(gòu)。5.1.3用戶程序的結(jié)構(gòu)主程序OB1控制任務(wù)1控制任務(wù)2控制任務(wù)3…………控制任務(wù)n圖5-4線性程序結(jié)構(gòu)主程序OB1子程序SBR0子程序SBR1子程序SBR2…………子程序SBRnSBR1任務(wù)模塊1SBR0任務(wù)模塊0SBR2任務(wù)模塊2SBRn任務(wù)模塊n圖5-5分塊程序結(jié)構(gòu)5.1.4編程的一般約定(1)網(wǎng)絡(luò)在梯形圖中,程序被分成稱為網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)個(gè)段。一個(gè)網(wǎng)絡(luò)就是觸點(diǎn)、線圈和功能框的有順序排列,這些元件連在一起組成一個(gè)從左母線到右母線之間的完整電路。梯形圖和功能塊圖中使用網(wǎng)絡(luò)這個(gè)概念給程序分段和注釋,語句表程序不使用網(wǎng)絡(luò),而是使用關(guān)鍵詞“NETWORK”對程序進(jìn)行分段。STEP-Micro/WIN32允許以網(wǎng)絡(luò)為單位給程序建立注釋。(2)執(zhí)行分區(qū)在梯形圖、語句表或功能塊圖中,一個(gè)程序包含至少一個(gè)必需部分和其他可選部分。必需部分是主程序,可選部分包括一個(gè)或多個(gè)子程序或者中斷程序。通過選擇STEP-Micro/WIN32的分區(qū)選項(xiàng),可以方便地切換到程序的各個(gè)分區(qū)。(3)EN/ENO定義EN(允許輸入)是梯形圖和功能塊圖中功能框的布爾量輸入。對要執(zhí)行的功能框,這個(gè)輸入必須存在能量流。在語句表中,指令沒有EN輸入,但是對于要執(zhí)行的語句表指令,棧頂?shù)闹当仨氈谩?”。ENO(允許輸出)是梯形圖和功能塊圖中功能框的布爾量輸出。如果功能框的EN輸入存在能量流,功能框能夠準(zhǔn)確地執(zhí)行其功能,那么ENO輸出將把能量流傳到下一個(gè)單元。如果在執(zhí)行過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤,則能量流就在出現(xiàn)錯(cuò)誤的功能框上終止。(4)條件/無條件輸入在梯形圖和功能塊圖中,與能量流有關(guān)的功能框或線圈用不是到左母線的連接表示。與能量流無關(guān)的線圈或功能框用一個(gè)直接到左母線的連接表示。5.1.4編程的一般約定(5)無輸出的指令不能級(jí)聯(lián)的指令盒用不帶布爾輸出來表示。它們是子程序調(diào)用、JMP、CRET等。也有只放在左母線的梯形圖線圈。它們包括LBL、NEXT、SCR和SCRE等等。在功能塊圖中,它們表示為指令盒,并把它們與不帶標(biāo)記的能量輸入相區(qū)別。(6)比較指令盡管比較指令在梯形圖中是一個(gè)觸點(diǎn),但是在功能塊圖中用的是指令盒表示。比較指令的執(zhí)行和能量流的狀態(tài)無關(guān),如果能量流不存在,比較的輸出就是“0”,如果能量流存在,比較的輸出就和比較的結(jié)果有關(guān)。(7)STEP7-Micor/WIN32的一些規(guī)定1)
一個(gè)符合所有的大寫字母(ABC)表示該符號(hào)為全局符號(hào)。2)
帶有警號(hào)的符號(hào)名#var1表示該符號(hào)是局部符號(hào)。3)
符號(hào)%指示一個(gè)直接地址。4)操作數(shù)符號(hào)“?”或“????”指示需要一個(gè)值。5.2 基本邏輯指令
5.2.1位邏輯指令
5.2.2定時(shí)器和計(jì)數(shù)器指令
5.2.3邏輯堆棧指令
5.2.4比較操作指令返回5.2.1位邏輯指令
1.觸點(diǎn)指令(1)標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)指令標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)分標(biāo)準(zhǔn)常開觸點(diǎn)和標(biāo)準(zhǔn)常閉觸點(diǎn)。標(biāo)準(zhǔn)常開觸點(diǎn)的梯形圖由標(biāo)準(zhǔn)常開觸點(diǎn)及觸點(diǎn)位地址bit構(gòu)成;語句表形式由操作碼“LD”和標(biāo)準(zhǔn)常開觸點(diǎn)位地址bit構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)常閉觸點(diǎn)的梯形圖由標(biāo)準(zhǔn)常閉觸點(diǎn)及觸點(diǎn)位地址bit構(gòu)成;語句表形式由操作碼“LDN”和標(biāo)準(zhǔn)常閉觸點(diǎn)位地址bit構(gòu)成。標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)的梯形圖、語句表形式如圖5-6所示:圖5-6標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)指令
標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)的功能:常開觸點(diǎn)在其線圈不帶電時(shí)是斷開的,觸點(diǎn)狀態(tài)為OFF或0,而其線圈帶電時(shí)是閉合的,觸點(diǎn)狀態(tài)為ON或1;常閉觸點(diǎn)在其線圈不帶電時(shí)是閉合的,觸點(diǎn)狀態(tài)為ON或1,而其線圈帶電時(shí)是斷開的,觸點(diǎn)狀態(tài)為OFF或0。在程序執(zhí)行過程中,標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)起開關(guān)作用。5.2.1位邏輯指令
(2)立即觸點(diǎn)指令立即觸點(diǎn)分立即常開觸點(diǎn)和立即常閉觸點(diǎn)。立即常開觸點(diǎn)的梯形圖由立即常開觸點(diǎn)及觸點(diǎn)位地址bit地址構(gòu)成;語句表形式由操作碼“LDI”和立即常開觸點(diǎn)位地址bit構(gòu)成。立即常閉觸點(diǎn)的梯形圖由立即常閉觸點(diǎn)急觸點(diǎn)位地址bit構(gòu)成;語句表形式由操作碼“LDNI”和立即常閉觸點(diǎn)位地址bit構(gòu)成。立即觸點(diǎn)的梯形圖、語句表形式如圖5-7所示:圖5-7立即觸點(diǎn)指令立即觸點(diǎn)的功能:立即觸點(diǎn)的功能基本與標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)相同,只是當(dāng)立即觸點(diǎn)指令被執(zhí)行時(shí),CPU將直接讀取其物理輸入值,而不是更新映像寄存器。在程序執(zhí)行過程中,立即觸點(diǎn)也起開關(guān)作用。5.2.1位邏輯指令
2.輸出操作指令(1)輸出操作指令其梯形圖由輸出線圈及線圈位地址bit構(gòu)成;語句表形式由輸出操作碼“=”及線圈位地址bit構(gòu)成。如圖5-8所示:
圖5-8輸出操作指令輸出操作指令的功能:輸出操作指令將輸出位的新數(shù)值寫入輸出映像寄存器,當(dāng)CPU執(zhí)行輸出指令時(shí),S7-200將輸出映像寄存器中的輸出位轉(zhuǎn)換為線圈驅(qū)動(dòng)的觸點(diǎn)的斷開與接通。(2)立即輸出操作指令其梯形圖由立即輸出線圈及立即輸出線圈位地址bit構(gòu)成;語句表形式由立即輸出操作碼“=I”及立即輸出線圈位地址bit構(gòu)成。如圖5-9所示:
圖5-9立即輸出操作指令立即輸出操作指令的功能:當(dāng)執(zhí)行指令時(shí),立即輸出指令將新數(shù)值寫入到實(shí)際輸出和相應(yīng)的輸出映像寄存器中,這與非立即輸出不同,后者只將新數(shù)值寫進(jìn)相應(yīng)的輸出映像寄存器。5.2.1位邏輯指令
3.邏輯操作指令(1)邏輯與操作指令梯形圖由標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)或立即觸點(diǎn)串聯(lián)構(gòu)成;語句表(STL)形式由操作碼“A”和觸點(diǎn)的位地址構(gòu)成。如圖5-10所示:
圖5-10邏輯與操作指令邏輯與操作指令的功能:邏輯與只有當(dāng)兩個(gè)觸點(diǎn)的狀態(tài)都是1(ON)時(shí)才有輸出,兩者只有有一個(gè)0(OFF),就無輸出。(2)邏輯或操作指令梯形圖由標(biāo)準(zhǔn)觸點(diǎn)或立即觸點(diǎn)并聯(lián)構(gòu)成;語句表(形式由操作碼“O”和觸點(diǎn)的位地址構(gòu)成。如圖5-11所示:
圖5-11邏輯或操作指令邏輯或操作指令的功能:邏輯與只有兩個(gè)觸點(diǎn)有一個(gè)1(ON)就有輸出,只有當(dāng)兩個(gè)觸點(diǎn)都為0(OFF)時(shí)才沒輸出。5.2.1位邏輯指令
(3)取非操作指令取非操作指令的梯形圖是在觸點(diǎn)上加寫個(gè)“NOT”字符構(gòu)成;語句表形式由操作碼“NOT”構(gòu)成,本身沒有操作數(shù),只能和其他指令聯(lián)合使用。如圖5-12所示:
圖5-12取非操作指令取非操作指令的功能:取非操作就是把源操作數(shù)的狀態(tài)去反后作為目標(biāo)操作數(shù)輸出。操作數(shù)為1(ON)時(shí),取非后就為0(OFF),操作數(shù)為0(OFF)時(shí),取非后就為1(ON)。
5.2.1位邏輯指令
4.置位操作指令(1)置位操作指令
其梯形圖由置位線圈、置位線圈的位地址及置位線圈數(shù)目n構(gòu)成;語句表形式由置位操作碼“S”、置位線圈的位地址及置位線圈數(shù)目n構(gòu)成。如圖5-13所示:圖5-13置位操作指令置位操作指令的功能:當(dāng)置位信號(hào)來臨(1或ON)時(shí),被置位的線圈置1,即使置位信號(hào)變?yōu)?以后,被置位線圈的狀態(tài)依然可以保持,直到其復(fù)位信號(hào)的到來。應(yīng)當(dāng)注意的是線圈數(shù)目n是指被置位的線圈共有n個(gè),從被指定的位地址bit開始。(2)立即置位操作指令
其梯形圖由立即置位線圈、立即置位線圈的位地址及立即置位線圈數(shù)目n構(gòu)成;語句表形式由立即置位操作碼“SI”、立即置位線圈的位地址及立即置位線圈數(shù)目n構(gòu)成。如圖5-14所示:5.2.1位邏輯指令
圖5-14立即置位操作指令立即置位操作指令的功能:用立即置位指令訪問輸出點(diǎn)時(shí),從指令所指出的位(bit)開始的n個(gè)(最多為128個(gè))物理輸出點(diǎn)被立即置位,同時(shí),相應(yīng)的輸出映像寄存器的內(nèi)容也被刷新。5.2.1位邏輯指令
5.復(fù)位操作指令(1)復(fù)位操作指令其梯形圖由復(fù)位線圈、復(fù)位線圈的位地址及復(fù)位線圈數(shù)n構(gòu)成;語句表形式由復(fù)位操作碼“R”、復(fù)位線圈的位地址及復(fù)位線圈數(shù)n構(gòu)成。如圖5-15所示:圖5-15復(fù)位操作指令復(fù)位操作指令的功能:當(dāng)復(fù)位信號(hào)為1(ON)時(shí),被復(fù)位的線圈置0,即使復(fù)位信號(hào)變成0,各線圈被復(fù)位的信號(hào)仍可以保持,直到其置位信號(hào)的到來。也應(yīng)當(dāng)注意的是線圈數(shù)目n是指被復(fù)位的線圈共有n個(gè),從被指定的位地址bit開始。(2)立即復(fù)位操作指令其梯形圖(LAD)由立即復(fù)位線圈、立即復(fù)位線圈的位地址及立即復(fù)位線圈數(shù)n構(gòu)成;語句表形式由復(fù)位操作碼“RI”、立即復(fù)位線圈的位地址及立即復(fù)位線圈數(shù)n構(gòu)成。如圖5-16所示:
5.2.1位邏輯指令
圖5-16立即復(fù)位操作指令立即復(fù)位操作指令的功能:用立即復(fù)位指令訪問輸出點(diǎn)時(shí),從指令所指出的位(bit)開始的n個(gè)(最多為128個(gè))物理輸出點(diǎn)被立即復(fù)位,同時(shí),相應(yīng)的輸出映像寄存器的內(nèi)容也被刷新。5.2.1位邏輯指令
6.微分操作指令(1)上微分操作指令其梯形圖由常開觸點(diǎn)加微分符“P”構(gòu)成;語句表形式由上微分操作碼“EU”構(gòu)成。如圖5-17所示:
圖5-17上微分操作指令上微分操作指令的功能:上微分是指某個(gè)操作數(shù)由0變?yōu)?的過程,即出現(xiàn)上升沿的過程。上微分操作指令就是在這個(gè)上升沿形成一個(gè)ON、一個(gè)掃描周期的脈沖。接受該脈沖控制的指令需寫在這一脈沖出現(xiàn)的語句之后。(2)下微分操作指令其梯形圖(LAD)由常開觸點(diǎn)加微分符“N”構(gòu)成;語句表形式由上微分操作碼“ED”構(gòu)成。如圖5-18所示:
圖5-18下微分操作指令下微分操作指令的功能:下微分是指某個(gè)操作數(shù)由1變?yōu)?的過程,即出現(xiàn)下降沿的過程,下微分指令就是在這個(gè)下降沿上形成一個(gè)ON、一個(gè)掃描周期的脈沖。同樣,接受該脈沖控制的指令需寫在這一脈沖出現(xiàn)的語句之后。5.2.1位邏輯指令
7.串聯(lián)、并聯(lián)操作指令(1)串聯(lián)電路的并聯(lián)操作指令其梯形圖由多個(gè)觸點(diǎn)串聯(lián)構(gòu)成一條支路,再又一系列支路相互并聯(lián)構(gòu)成復(fù)雜電路;語句表形式:在兩個(gè)“與”邏輯的語句后面用操作碼“OLD”連接起來,表示這兩個(gè)“與”邏輯之間是“或”的關(guān)系。如圖5-19所示:圖5-19串聯(lián)電路的并聯(lián)操作指令串聯(lián)電路的并聯(lián)操作指令的功能:串聯(lián)電路的并聯(lián)就是指多個(gè)串聯(lián)電路之間又構(gòu)成了“或”的邏輯關(guān)系,指令在執(zhí)行時(shí),先算出各支路的結(jié)果,再把這些結(jié)果進(jìn)行“或”邏輯運(yùn)算送到輸出。
5.2.1位邏輯指令
(2)并聯(lián)電路的串聯(lián)操作指令其梯形圖由多個(gè)觸點(diǎn)并聯(lián)構(gòu)成一局部電路,再由一系列這樣的局部電路相互串聯(lián)構(gòu)成復(fù)雜電路;語句表形式:在兩個(gè)“或”邏輯語句后面用操作碼“ALD”連接起來,表示這兩個(gè)“或”邏輯之間是“與”的關(guān)系。如圖5-20所示:圖5-20并聯(lián)電路的串聯(lián)操作指令并聯(lián)電路的串聯(lián)操作指令的功能:并聯(lián)電路的串聯(lián)是指多個(gè)并聯(lián)電路之間又構(gòu)成了“與”的邏輯關(guān)系,指令在執(zhí)行時(shí),先算出各并聯(lián)局部電路的結(jié)果,再把這些結(jié)果進(jìn)行“與”邏輯運(yùn)算送到輸出。
5.2.2定時(shí)器和計(jì)數(shù)器指令
1.定時(shí)器指令S7-200可編程控制器提供了三種定時(shí)器,分別為接通延時(shí)定時(shí)器(TON)、帶有記憶的接通延時(shí)定時(shí)器(TONR)及斷開延時(shí)定時(shí)器(TOF)。這些定時(shí)器分布于S7-200PLC的T區(qū)。
(1)接通延時(shí)定時(shí)器(TON)其梯形圖(LAD)由定時(shí)器標(biāo)識(shí)符TON、啟動(dòng)電平輸入端IN、時(shí)間設(shè)定輸入端PT及定時(shí)器編號(hào)Tn構(gòu)成;語句表形式由定時(shí)器標(biāo)識(shí)符TON、定時(shí)器編號(hào)Tn及時(shí)間設(shè)定值PT構(gòu)成。如圖5-21所示:圖5-21接通延時(shí)定時(shí)器(TON) 接通延時(shí)定時(shí)器(TON)的功能原理:當(dāng)定時(shí)器的啟動(dòng)信號(hào)IN的狀態(tài)為0時(shí),定時(shí)器的當(dāng)前值SV=0,定時(shí)器Tn的狀態(tài)也是0(常開觸點(diǎn)斷開,常閉觸點(diǎn)閉合),定時(shí)器沒有工作。當(dāng)Tn的啟動(dòng)信號(hào)由0變?yōu)?時(shí),定時(shí)器開始工作,每過一個(gè)時(shí)基時(shí)間,定時(shí)器的當(dāng)前值SV=SV+1,當(dāng)定時(shí)器的當(dāng)前值SV等于大于定時(shí)器的設(shè)定值PT時(shí),定時(shí)器的延時(shí)時(shí)間到了,這時(shí)定時(shí)器的狀態(tài)由0轉(zhuǎn)換為1,在定時(shí)器輸出狀態(tài)改變后,定時(shí)器繼續(xù)計(jì)時(shí),直到SV=32767(最大值)時(shí),才停止計(jì)時(shí),SV將保持不變。只要SV>PT值,定時(shí)器的狀態(tài)就為1,如果不滿足這個(gè)條件,定時(shí)器的狀態(tài)應(yīng)為0。
5.2.2定時(shí)器和計(jì)數(shù)器指令
操作數(shù)PT的范圍:VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、T、C、AC、常數(shù)。梯形圖如圖5-22(a)所示的程序,其對應(yīng)的時(shí)序圖如圖5-22(b)所示。當(dāng)I0.0接通時(shí),T33開始計(jì)數(shù),計(jì)數(shù)到設(shè)定值PT=3時(shí),T33狀態(tài)置1,其常開觸點(diǎn)閉合,Q0.0有輸出;其后定時(shí)器繼續(xù)計(jì)數(shù),但不影響其狀態(tài)位。當(dāng)I0.0斷開時(shí),T33復(fù)位,當(dāng)前值清0,狀態(tài)位也置0。如果I0.0的接通時(shí)間沒達(dá)到設(shè)定值就斷開了,T33跟隨復(fù)位,Q0.0不會(huì)有輸出。
(a)梯形圖 (b)時(shí)序圖圖5-22接通延時(shí)定時(shí)器編程5.2.2定時(shí)器和計(jì)數(shù)器指令
(2)帶有記憶的接通延時(shí)定時(shí)器(TONR)其梯形圖由定時(shí)器標(biāo)識(shí)符TONR、啟動(dòng)電平輸入端IN、時(shí)間設(shè)定輸入端PT及定時(shí)器編號(hào)Tn構(gòu)成;語句表形式由定時(shí)器標(biāo)識(shí)符TONR、定時(shí)器編號(hào)Tn及時(shí)間設(shè)定值PT構(gòu)成。如圖5-23所示:圖5-23帶有記憶的接通延時(shí)定時(shí)器(TOR) 帶有記憶的接通延時(shí)定時(shí)器(TONR)的功能原理:此定時(shí)器的原理與接通延時(shí)定時(shí)器大體相同,當(dāng)IN信號(hào)由1變?yōu)?時(shí),則SV被復(fù)位(SV=0),Tn狀態(tài)也為0。帶有記憶接通延時(shí)定時(shí)器與接通延時(shí)定時(shí)器不同之處在于,帶有記憶接通延時(shí)定時(shí)器的SV值是可以記憶的。當(dāng)IN從0變?yōu)?后,維持的時(shí)間不足以使得SV達(dá)到PT值時(shí),IN從1變?yōu)?,這時(shí)SV可以保持,IN再次從0變?yōu)?時(shí),SV有保持值的基礎(chǔ)上累積,當(dāng)SV等于大于PT值時(shí),Tn的狀態(tài)仍可由0變?yōu)?。
5.2.2定時(shí)器和計(jì)數(shù)器指令
操作數(shù)PT的范圍:VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、T、C、AC、常數(shù)。梯形圖如圖5-24(a)所示的程序,其對應(yīng)的時(shí)序圖如圖5-24(b)所示。當(dāng)T2定時(shí)器的IN接通時(shí),T2開始計(jì)時(shí),直到T2的當(dāng)前值等于10(100ms),這時(shí)T2的觸點(diǎn)接通,使Q0.0接通。其間,當(dāng)IN從1變?yōu)?,T2的當(dāng)前值保持不變,即所謂的記憶功能。直到I0.1觸點(diǎn)接通,使T2復(fù)位,Q0.0被斷開,同時(shí)T2的當(dāng)前值被清零。(a)梯形圖 (b)時(shí)序圖圖5-24帶有記憶的接通延時(shí)定時(shí)器編程5.2.2定時(shí)器和計(jì)數(shù)器指令
(3)斷開延時(shí)定時(shí)器(TOF)其梯形圖(LAD)由定時(shí)器標(biāo)識(shí)符TOF、啟動(dòng)電平輸入端IN、時(shí)間設(shè)定輸入端PT及定時(shí)器編號(hào)Tn構(gòu)成;語句表形式由定時(shí)器標(biāo)識(shí)符TOF、定時(shí)器編號(hào)Tn及時(shí)間設(shè)定值PT構(gòu)成。如圖5-25所示:圖5-25斷開延時(shí)定時(shí)器(TOF)斷開延時(shí)定時(shí)器(TOF)的功能原理:當(dāng)定時(shí)器的啟動(dòng)信號(hào)IN的狀態(tài)為1時(shí),定時(shí)器的當(dāng)前值SV=0,定時(shí)器Tn的狀態(tài)也是1,定時(shí)器沒有工作。當(dāng)Tn的啟動(dòng)信號(hào)由1變?yōu)?時(shí),定時(shí)器開始工作,每過一個(gè)時(shí)基時(shí)間,定時(shí)器的當(dāng)前值SV=SV+1,當(dāng)定時(shí)器的當(dāng)前值SV等于大于定時(shí)器的設(shè)定值PT時(shí),定時(shí)器的延時(shí)時(shí)間到了,這時(shí)定時(shí)器的狀態(tài)由1轉(zhuǎn)換為0,在定時(shí)器輸出狀態(tài)改變后,定時(shí)器停止計(jì)時(shí),
SV將保持不變,定時(shí)器的狀態(tài)就為0。當(dāng)IN信號(hào)由0變?yōu)?后,SV被復(fù)位(SV=0),Tn狀態(tài)也變?yōu)?。
5.2.2定時(shí)器和計(jì)數(shù)器指令
操作數(shù)PT的范圍:VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、T、C、AC、常數(shù)。梯形圖如圖5-26(a)所示的程序,其對應(yīng)的時(shí)序圖如圖5-26(b)所示。當(dāng)T32定時(shí)器的IN=1時(shí),T32的當(dāng)前值=0,T32的狀態(tài)也為1,定時(shí)器還沒有工作;當(dāng)IN從1變?yōu)?時(shí),定時(shí)器開始計(jì)時(shí),直到T2的當(dāng)前值等于3,這時(shí)T32的觸點(diǎn)斷開,使Q0.0端開。當(dāng)IN信號(hào)由0變?yōu)?后,T32當(dāng)前值復(fù)位,T32也變?yōu)?。(a)梯形圖 (b)時(shí)序圖圖5-26斷開延時(shí)定時(shí)器編程以上介紹的定時(shí)器具有不同的功能:接通延時(shí)定時(shí)器用于單一間隔的定時(shí);帶有記憶的接通延時(shí)定時(shí)器用于累積時(shí)間間隔的計(jì)時(shí);斷開延時(shí)定時(shí)器用于故障發(fā)生后的時(shí)間延時(shí)。
5.2.2定時(shí)器和計(jì)數(shù)器指令
TON、TONR和TOF定時(shí)器有三種分辨率,見表5-2所示:表5-2TON、TONR和TOF 定時(shí)器的分辨率
定時(shí)器類型分辨率/ms最大定時(shí)值定時(shí)器號(hào)
TONR132.767T0、T6410327.67T1~T4、T65~T681003276.7T5~T31、T69~T95
TON、TOF132.767T32、T9610327.67T33~T36、T97~T1001003276.7T37~T63、T101~T2555.2.2定時(shí)器和計(jì)數(shù)器指令
2.計(jì)數(shù)器指令S7-200可編程控制器提供了三種計(jì)數(shù)器,分別為增計(jì)數(shù)器(CTU)、減計(jì)數(shù)器(CTD)及增減計(jì)數(shù)器(CTUD)。這些定時(shí)器分布于S7-200PLC的C區(qū)。(1)
增計(jì)數(shù)器(CTU)其梯形圖由增計(jì)數(shù)器標(biāo)識(shí)符CTU、計(jì)數(shù)脈沖輸入端CU、增計(jì)數(shù)器復(fù)位信號(hào)輸入端R、增計(jì)數(shù)器的設(shè)定值PV和計(jì)數(shù)器編號(hào)Cn構(gòu)成;語句表形式由增計(jì)數(shù)器操作碼CTU、計(jì)數(shù)器編號(hào)Cn和增計(jì)數(shù)器的設(shè)定值PV構(gòu)成。如圖5-27所示:圖5-27增計(jì)數(shù)器(CTU)增計(jì)數(shù)器(CTU)的功能原理:R=1時(shí),當(dāng)前值SV=0,Cn狀態(tài)為0;R=0時(shí),計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)。CU端有一個(gè)輸入脈沖上升沿到來,計(jì)數(shù)器的SV=SV+1;當(dāng)SV≥PV時(shí),Cn狀態(tài)為1,CU端再有脈沖到來時(shí),SV繼續(xù)累加,直到SV=32767時(shí),停止計(jì)數(shù);R=1時(shí),計(jì)數(shù)器復(fù)位,SV=0,Cn狀態(tài)為0。5.2.2定時(shí)器和計(jì)數(shù)器指令
說明:用語句表表示時(shí),一定按CU、R、PV的順序輸入。操作數(shù)范圍:計(jì)數(shù)器編號(hào):n=0~255CU信號(hào)范圍:I、Q、M、SM、T、C、V、S、L(位)R信號(hào)范圍:I、Q、M、SM、T、C、V、S、L(位)PV值范圍:IW、QW、MW、SMW、VW、SW、LW、AIW、T、C、常數(shù)、AC、*VD、*AC、*LD(字)
梯形圖如圖5-28(a)所示的程序,其對應(yīng)的時(shí)序圖如圖5-28(b)所示。當(dāng)計(jì)數(shù)器C50對CU輸入端I0.0的脈沖累加值達(dá)到3時(shí),計(jì)數(shù)器的狀態(tài)被置1。C50的常開觸點(diǎn)閉合,使Q0.0被接通,直到I0.1觸點(diǎn)閉合,使計(jì)數(shù)器C50復(fù)位5.2.2定時(shí)器和計(jì)數(shù)器指令
(a)梯形圖 (b)時(shí)序圖圖5-28增計(jì)數(shù)器編程(2)減計(jì)數(shù)器(CTD)其梯形圖由減計(jì)數(shù)器標(biāo)識(shí)符CTD、計(jì)數(shù)脈沖輸入端CD、減計(jì)數(shù)器的裝載輸入端LD、減計(jì)數(shù)器的設(shè)定值PV和計(jì)數(shù)器編號(hào)Cn構(gòu)成;語句表形式由減計(jì)數(shù)器操作碼CTD、計(jì)數(shù)器編號(hào)Cn和減計(jì)數(shù)器的設(shè)定值PV構(gòu)成,如圖5-29所示:5.2.2定時(shí)器和計(jì)數(shù)器指令
圖5-29減計(jì)數(shù)器(CTD)
減計(jì)數(shù)器(CTD)的功能原理:LD=1時(shí),其計(jì)數(shù)器的設(shè)定值PV被裝入計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值寄存器,此時(shí)SV=PV,Cn狀態(tài)為0;LD=0時(shí),計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)。CD端有一個(gè)輸入脈沖上升沿到來,計(jì)數(shù)器的SV=SV-1。當(dāng)SV=0時(shí),Cn狀態(tài)為1,并停止計(jì)數(shù);LD=1時(shí),再一次裝入PV值之后,SV=PV,計(jì)數(shù)器復(fù)位,Cn狀態(tài)為0。說明:用語句表表示時(shí),一定按CD、LD、PV的順序輸入。操作數(shù)范圍:計(jì)數(shù)器編號(hào):n=0~255CD信號(hào)范圍:I、Q、M、SM、T、C、V、S、L(位)LD信號(hào)范圍:I、Q、M、SM、T、C、V、S、L(位)PV值范圍:IW、QW、MW、SMW、VW、SW、LW、AIW、T、C、常數(shù)、AC、*VD、*AC、*LD(字)5.2.2定時(shí)器和計(jì)數(shù)器指令
梯形圖如圖5-30(a)所示的程序,其對應(yīng)的時(shí)序圖如圖5-30(b)所示。當(dāng)I0.0觸點(diǎn)閉合,給C50復(fù)位端(LD)一個(gè)復(fù)位信號(hào),使其狀態(tài)位為0,同時(shí)C50被裝入預(yù)設(shè)值(PV)3。當(dāng)C50的輸入端累積脈沖達(dá)到3時(shí),C50的當(dāng)前值減到0,使?fàn)顟B(tài)置1,接通Q0.0,直至I0.1觸點(diǎn)再閉合。(a)梯形圖 (b)時(shí)序圖圖5-30減計(jì)數(shù)器編程5.2.2定時(shí)器和計(jì)數(shù)器指令
(3)增減計(jì)數(shù)器(CTUD)其梯形圖由增減計(jì)數(shù)器標(biāo)識(shí)符CTUD、增計(jì)數(shù)脈沖輸入端CU、減計(jì)數(shù)脈沖輸入端CD、增減計(jì)數(shù)器的復(fù)位端R、增減計(jì)數(shù)器的設(shè)定值PV和計(jì)數(shù)器編號(hào)Cn構(gòu)成;語句表形式由增減計(jì)數(shù)器操作碼CTUD、計(jì)數(shù)器編號(hào)Cn和增減計(jì)數(shù)器的設(shè)定值PV構(gòu)成。如圖5-31所示:圖5-31增減計(jì)數(shù)器(CTUD)增減計(jì)數(shù)器(CTUD)的功能原理:R=1時(shí),當(dāng)前值SV=0,Cn狀態(tài)為0;R=0時(shí),計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù):當(dāng)CU端有一個(gè)輸入脈沖上升沿到來,計(jì)數(shù)器的SV=SV+1。當(dāng)SV≥PV時(shí),Cn狀態(tài)為1,CU端再有脈沖到來時(shí),SV繼續(xù)累加,直到SV=32767時(shí),停止計(jì)數(shù)。當(dāng)CD端有一個(gè)輸入脈沖上升沿到來,計(jì)數(shù)器的SV=SV-1。當(dāng)SV<PV時(shí),Cn狀態(tài)為0,CD端再有脈沖到來時(shí),計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值仍不斷地遞減;R=1時(shí),計(jì)數(shù)器復(fù)位,SV=0,Cn狀態(tài)為0。5.2.2定時(shí)器和計(jì)數(shù)器指令
說明:用語句表表示時(shí),一定按CU、CD、R、PV的順序輸入。操作數(shù)范圍:計(jì)數(shù)器編號(hào):n=0~255CD、CU信號(hào)范圍:I、Q、M、SM、T、C、V、S、L(位)R信號(hào)范圍:I、Q、M、SM、T、C、V、S、L(位)PV值范圍:IW、QW、MW、SMW、VW、SW、LW、AIW、T、C、常數(shù)、AC、*VD、*AC、*LD(字)梯形圖如圖5-32(a)所示的程序,其對應(yīng)的時(shí)序圖如圖5-32(b)所示。當(dāng)增減計(jì)數(shù)器C50的增輸入端CU(I0.0)來過4個(gè)上升沿后C50的狀態(tài)位被置1,再有上升沿到來,C50繼續(xù)累加,但狀態(tài)位不變。當(dāng)C50的減輸入端CD(I0.1)有上升沿到來時(shí),C50執(zhí)行減計(jì)數(shù),如果C50的當(dāng)前值小于預(yù)設(shè)值4,則C50狀態(tài)位復(fù)位,但是C50的當(dāng)前值不變,直到復(fù)位端R(I0.0)的信號(hào)到來,C50當(dāng)前值被清零,狀態(tài)位復(fù)位。Q0.0與C50的狀態(tài)位具有相同的狀態(tài)。
5.2.2定時(shí)器和計(jì)數(shù)器指令
(a)梯形圖 (b)時(shí)序圖圖5-32增減計(jì)數(shù)器編程
5.2.3邏輯堆棧指令
S7-200PLC使用一個(gè)9層的堆棧來處理所有的邏輯操作。堆棧是一組存放和取出數(shù)據(jù)的暫存單元,特點(diǎn)是“先進(jìn)后出,后進(jìn)先出”。每進(jìn)行一次入棧操作,新值放入棧頂,棧底值丟失,而每進(jìn)行一次出棧操作,棧頂值彈出,棧底值補(bǔ)進(jìn)隨機(jī)數(shù)。邏輯堆棧指令一般用來完成對觸點(diǎn)的復(fù)雜連接。西門子公司的系統(tǒng)手冊把ALD、OLD、LPS、LRD、LPP和LDS等指令都?xì)w納為邏輯堆棧指令,主要用來語句表編程,使用梯形圖或功能塊圖編程時(shí),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)插入相關(guān)的邏輯堆棧指令。ALD和OLD前面已做介紹,這里只介紹其他四個(gè)指令。(1)邏輯入棧指令LPS其語句表形式為:LPS,不帶操作數(shù)。執(zhí)行該指令將復(fù)制棧頂?shù)闹挡⑦@個(gè)值推入棧頂,原堆棧中各級(jí)棧值依次下壓一級(jí),棧底值將丟失。(2)邏輯讀棧指令LRD其語句表形式為:LRD,不帶操作數(shù)。執(zhí)行該指令將把第二級(jí)棧的值復(fù)制到棧頂,堆棧沒有進(jìn)行入棧、出棧操作,只是棧頂?shù)闹当坏诙?jí)棧的值覆蓋。(3)邏輯出棧指令LPP其語句表形式為:LPP,不帶操作數(shù)。執(zhí)行該指令將把棧頂?shù)闹祻棾觯褩8骷?jí)棧值依次上彈一級(jí),堆棧第二級(jí)的值成為新的棧頂值,而棧底值變?yōu)椴淮_定數(shù)值。5.2.3邏輯堆棧指令
(4)裝入堆棧指令LDS其語句表形式為:LDSn,操作數(shù)n表示第n級(jí)棧,范圍是0~8。執(zhí)行該指令將復(fù)制堆棧中的第n級(jí)的棧值到棧頂,原堆棧各級(jí)棧值依次下壓一級(jí),棧底值將丟失。LPS、LRD、LPP和LDS邏輯指令的堆棧操作過程如圖5-33所示:5.2.3邏輯堆棧指令
圖5-33LPS、LRD、LPP和LDS邏輯指令的操作過程(“/”表示不定值)5.2.4比較操作指令
比較操作指令按操作數(shù)類型可分為字節(jié)比較、字比較、雙字比較和實(shí)數(shù)比較。比較指令的梯形圖由比較數(shù)1(IN1)、比較數(shù)2(IN2)、比較關(guān)系符和比較觸點(diǎn)構(gòu)成。其語句表形式由比較操作碼(字節(jié)比較LDB、字比較LDW、雙字比較LDD和實(shí)數(shù)比較LDR)、比較關(guān)系符、比較數(shù)1(IN1)和比較數(shù)2(IN2)構(gòu)成。比較符有:等于(==)、大于(>)、小于(<)、不等(<>)、大于等于(>=)、小于等于(<=),相應(yīng)的梯形圖和語句表格式如圖5-34所示:圖5-34比較操作指令(比較符為“等于”時(shí))
比較操作指令的功能:當(dāng)比較數(shù)1(IN1)和比較2(IN2)的關(guān)系符合比較符的條件時(shí),比較觸點(diǎn)閉合,后面的電路被接通。否則比較觸點(diǎn)斷開,后面的電路不接通。5.2.4比較操作指令
操作數(shù)范圍:字節(jié)比較IN1/IN2:IB、QB、MB、SMB、VB、SB、LB、AC、常數(shù)、*VD、*AC、*LD字比較IN1/IN2:IW、QW、MW、SMW、T、C、VW、LW、AIW、AC、常數(shù)、*VD、*AC、*LD雙字比較IN1/IN2:ID、QD、MD、SMD、VD、LD、HSC、AC、常數(shù)、*VD、*AC、*LD實(shí)數(shù)比較IN1/IN2:ID、QD、MD、SMD、VD、LD、AC、常數(shù)、*VD、*AC、*LD5.3程序控制指令
5.3.1空操作指令
5.3.2結(jié)束及暫停指令
5.3.3警戒時(shí)鐘刷新指令
5.3.4跳轉(zhuǎn)及標(biāo)號(hào)指令
5.3.5子程序指令
5.3.6循環(huán)指令
5.3.7順序控制繼電器指令
返回5.3.1空操作指令
空操作指令的梯形圖由標(biāo)識(shí)符“NOP”和n構(gòu)成,語句表形式由操作碼“NOP”和操作數(shù)n構(gòu)成,如圖5-35所示。圖5-35空操作指令空操作指令的功能:本指令不作任何的邏輯操作,故稱空操作,也不使用繼電器,無須操作數(shù)。該指令應(yīng)用在程序中留出一個(gè)地址,以便調(diào)試程序時(shí)插入指令,還可用于微調(diào)掃描時(shí)間。操作數(shù)n的范圍為0~255。5.3.2結(jié)束與暫停指令
結(jié)束指令的梯形圖由結(jié)束條件和標(biāo)識(shí)符“END”構(gòu)成,語句表形式由指令操作碼“END”構(gòu)成,如圖5-36所示。結(jié)束指令的功能:可以根據(jù)前面的邏輯關(guān)系,終止用戶主程序。此結(jié)束指令為有條件結(jié)束指令,可以用在主程序中使用,但是不能在子程序或中斷程序中使用,STEP7-Micro/WIN32軟件會(huì)自動(dòng)在主程序結(jié)尾添加無條件結(jié)束語句。暫停指令的梯形圖由暫停條件和標(biāo)識(shí)符“STOP”構(gòu)成,語句表形式由指令操作碼“STOP”構(gòu)成,如圖5-37所示。暫停指令的功能:暫停指令能夠引起CPU方式發(fā)生變化,從RUN到STOP,從而可以立即終止程序的執(zhí)行。如果暫停指令在中斷程序中執(zhí)行,那么該中斷立即終止并且忽略所有掛起的中斷,繼續(xù)掃描程序的剩余部分,在本次掃描的最后完成CPU從RUN到STOP的轉(zhuǎn)變。 圖5-36結(jié)束指令圖5-37暫停指令圖5-38警戒時(shí)鐘刷新指令
5.3.3警戒時(shí)鐘刷新指令
警戒時(shí)鐘刷新指令又稱看門狗復(fù)位指令(WatchDogReset),其梯形圖由看門狗復(fù)位條件和標(biāo)識(shí)符“WDR”構(gòu)成,語句表形式由操作碼“WDR”構(gòu)成,如圖5-38所示。警戒時(shí)鐘刷新指令的功能:允許CPU的看門狗定時(shí)器重新被觸發(fā),在沒有看門狗錯(cuò)誤的情況下這就可以增加一次掃描所允許的時(shí)間。說明:使用WDR指令時(shí)要小心,因?yàn)槿绻阌醚h(huán)指令去阻止掃描完成或過度地延遲掃描完成時(shí)間,那么在終止本次掃描之前,下列操作過程將被禁止:l
通訊(自由端口方式除外)。l
I/O更新(立即I/O除外)。l
強(qiáng)制更新。l
SM位更新(SM0、SM5~SM29不能被更新)。l
運(yùn)行時(shí)間診斷。l
由于掃描時(shí)間超過25秒10ms和100ms定時(shí)器將不會(huì)正確累計(jì)時(shí)間。l
在中斷程序中的STOP指令。5.3.3警戒時(shí)鐘刷新指令
注意:如果希望掃描超過300ms或者希望中斷事件而該中斷事件能使掃描時(shí)間大于300ms那么樣最好WDR指令來重新觸發(fā)看門狗定時(shí)器;如果將S7-200CPU方式開關(guān)切到STOP位置則在1.4秒里CPU轉(zhuǎn)到STOP方式。5.3.4跳轉(zhuǎn)及標(biāo)號(hào)指令
在程序執(zhí)行時(shí),由于條件的不同,可能會(huì)產(chǎn)生一些分支,這時(shí)就需要用跳轉(zhuǎn)操作來實(shí)現(xiàn),跳轉(zhuǎn)操作由跳轉(zhuǎn)及標(biāo)號(hào)指令兩部分構(gòu)成。跳轉(zhuǎn)指令的梯形圖由跳轉(zhuǎn)條件、標(biāo)識(shí)符“JMP”和跳轉(zhuǎn)標(biāo)號(hào)n構(gòu)成,語句表形式由操作碼“JMP”和跳轉(zhuǎn)標(biāo)號(hào)n構(gòu)成;標(biāo)號(hào)指令的梯形圖由標(biāo)識(shí)符“LBL”和標(biāo)號(hào)n構(gòu)成,語句表形式由操作碼“LBL”和標(biāo)號(hào)n構(gòu)成。如圖5-39所示。
圖5-39跳轉(zhuǎn)及標(biāo)號(hào)指令指令功能:跳轉(zhuǎn)指令(JMP)可使程序流程轉(zhuǎn)到同一程序中的具體標(biāo)號(hào)(n)處,當(dāng)這種跳轉(zhuǎn)執(zhí)行時(shí),棧頂?shù)闹悼偸沁壿?。標(biāo)號(hào)指令(LBL)標(biāo)記跳轉(zhuǎn)目的地的位置(n)。操作數(shù)n:常數(shù)0到255,數(shù)據(jù)類型WORD。跳轉(zhuǎn)和標(biāo)號(hào)指令必須用在主程序子程序或中斷程序中不能從主程序跳到子程序或中斷程序同樣不能從子程序或中斷程序跳出。
5.3.4跳轉(zhuǎn)及標(biāo)號(hào)指令
圖5-40是跳轉(zhuǎn)及標(biāo)號(hào)指令的應(yīng)用舉例。當(dāng)I0.0=1時(shí),JMP跳轉(zhuǎn)條件成立,程序就跳轉(zhuǎn)執(zhí)行LBL標(biāo)號(hào)以后的指令,而在JMP和LBL之間的指令一概不執(zhí)行,哪怕在這個(gè)過程中I0.1=1,Q0.0也不會(huì)有輸出;當(dāng)JMP跳轉(zhuǎn)條件不成立時(shí),如果I0.1接通,則Q0.0會(huì)有輸出。圖5-40跳轉(zhuǎn)及標(biāo)號(hào)指令應(yīng)用編程示例
5.3.5子程序指令
子程序指令由子程序調(diào)用及返回指令兩部分組成。子程序調(diào)用指令的梯形圖由子程序調(diào)用允許端EN、子程序名構(gòu)成,語句表形式由操作碼“CALL”和子程序名構(gòu)成;子程序返回指令的梯形圖由子程序返回條件和返回標(biāo)識(shí)符“RET”構(gòu)成,語句表形式由操作碼“CRET”構(gòu)成。如圖5-41所示。
圖5-41子程序指令子程序指令的功能:子程序調(diào)用指令把程序控制權(quán)交給子程序SBR_0,可以帶參數(shù)或不帶參數(shù)。在STEP7-Micro/WIN32軟件中,可以通過選擇Edit>Insert>Subroutine加入一個(gè)子程序;有條件子程序返回指令(CRET)根據(jù)該指令前面的邏輯關(guān)系決定是否終止子程序,執(zhí)行完子程序以后控制程序回到子程序調(diào)用指令的下一條指令。
5.3.6循環(huán)指令
循環(huán)指令由FOR指令和NEXT指令兩部分構(gòu)成,F(xiàn)OR和NEXT指令必須成對使用。FOR指令的梯形圖由標(biāo)識(shí)符“FOR”、指令允許端EN、循環(huán)起始值INIT、循環(huán)終止值FINAL、循環(huán)計(jì)數(shù)器INDX構(gòu)成;語句表形式由操作碼“FOR”、循環(huán)計(jì)數(shù)器INDX、循環(huán)起始值INIT和循環(huán)終止值FINAL構(gòu)成。NEXT指令的梯形圖由標(biāo)識(shí)符“NEXT”構(gòu)成,語句表形式由操作碼“NEXT”構(gòu)成。如圖5-42所示:
圖5-42循環(huán)指令
5.3.6循環(huán)指令
FOR指令和NEXT指令必須成對使用。FOR標(biāo)記循環(huán)的開始,NEXT標(biāo)記循環(huán)的結(jié)束。FOR標(biāo)記在FOR和NEXT之間執(zhí)行指令,必須給FOR指令指定當(dāng)前循環(huán)計(jì)數(shù)(INDX)、初值(INIT)和終值(FINAL)。NEXT指令標(biāo)記循環(huán)的結(jié)束并且置棧頂值為1。例如給定初值(INIT)為1終值(FINAL)為10,那么隨著當(dāng)前計(jì)數(shù)值(INDX)從1增加到10,F(xiàn)OR與NEXT之間的指令被執(zhí)行10次。如果初值大于終值那么循環(huán)體不被執(zhí)行每執(zhí)行一次循環(huán)體,當(dāng)前計(jì)數(shù)值增加1,并且將其結(jié)果同終值作比較,如果大于終值,那么終止循環(huán)。循環(huán)指令可以嵌套,嵌套最多可以有8層。ENO是指令盒的布爾量輸出,如果指令盒的輸入有能流并且執(zhí)行沒有錯(cuò)誤,那么ENO輸出就把能流傳到下一個(gè)指令盒。如果執(zhí)行錯(cuò)誤,則停止程序的執(zhí)行,ENO可以作為允許位表示指令成功執(zhí)行。同時(shí)ENO也為出錯(cuò)或溢出等標(biāo)志位的輸出,它會(huì)影響到特殊寄存器位。
5.3.6循環(huán)指令
循環(huán)指令的操作數(shù)范圍如下:INDX:VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、T、C、AC。INIT:VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、T、C、AC、AIW、常數(shù)。FINAL:VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、T、C、AC、AIW、常數(shù)。圖5-43是循環(huán)指令的應(yīng)用舉例。當(dāng)I0.0為ON時(shí),①所指示的外循環(huán)執(zhí)行2次,由VW100累積循環(huán)次數(shù)。當(dāng)I0.1為ON時(shí),外循環(huán)每執(zhí)行一次,②所指示的內(nèi)循環(huán)執(zhí)行3次,由VW110累積循環(huán)次數(shù)。
5.3.6循環(huán)指令
圖5-43循環(huán)指令應(yīng)用編程舉例
5.3.7順序控制繼電器指令
順序控制繼電器指令包括三條指令:順控開始指令(SCR)、順控轉(zhuǎn)換指令(SCRT)和順控結(jié)束指令(SCRE)。順控程序段從SCR開始,到SCRE結(jié)束。 (1)
順控開始指令(SCR)其梯形圖由標(biāo)識(shí)符“SCR”和順控繼電器Sn構(gòu)成;語句表形式由操作碼“LSCR”和順控繼電器Sn構(gòu)成。如圖5-44所示。順控開始指令功能:當(dāng)順控繼電器Sn=1時(shí),啟動(dòng)SCRSn段的順控程序,順控程序從標(biāo)記SCRSn開始,到SCRE指令結(jié)束。在執(zhí)行SCRSn段順控程序之前,一定要將Sn置位。 (2)
順控轉(zhuǎn)換指令(SCRT)其梯形圖由標(biāo)識(shí)符“SCRT”和順控繼電器Sn構(gòu)成;語句表形式由操作碼“SCRT”和順控繼電器Sn構(gòu)成。如圖5-45所示。順控轉(zhuǎn)換指令的功能:在執(zhí)行SCRE之前,SCRT指令確定下一個(gè)SCR位,即設(shè)定下一個(gè)Sn位。在執(zhí)行SCRT指令時(shí),就結(jié)束前一個(gè)SCR順控程序段,而啟動(dòng)下一個(gè)SCR順控程序段。 (3)
順控結(jié)束指令(SCRE)其梯形圖由標(biāo)識(shí)符“SCRE”構(gòu)成;語句表形式由操作碼“SCRE”構(gòu)成。如圖5-46所示。
5.3.7順序控制繼電器指令
順控結(jié)束指令的功能:執(zhí)行SCRE指令就是結(jié)束本SCRSn的順控程序段。
圖5-44順控開始指令圖5-45順控轉(zhuǎn)換指令圖5-46順控結(jié)束指令順序控制繼電器有一個(gè)使能位(即狀態(tài)位Sn),從SCR開始到SCRE結(jié)束的所有指令組成一個(gè)SCR段。SCR是一個(gè)順序控制繼電器段的開始,當(dāng)使能位Sn=1時(shí),允許SCR段開始工作。SCR段必須使用SCRE指令結(jié)束。SCRT指令執(zhí)行SCR段的轉(zhuǎn)移。它一方面對下一個(gè)SCR使能位置位,以使下一個(gè)SCR段工作;另一方面又對本段SCR使能位復(fù)位,停止本段SCR工作。SCR指令只能用在主程序中,不可用在子程序和中斷服務(wù)程序中。順序控制繼電器的編號(hào)為:S0.0~S31.7。
5.3.7順序控制繼電器指令
順控結(jié)束指令的功能:執(zhí)行SCRE指令就是結(jié)束本SCRSn的順控程序段。
圖5-44順控開始指令圖5-45順控轉(zhuǎn)換指令圖5-46順控結(jié)束指令順序控制繼電器有一個(gè)使能位(即狀態(tài)位Sn),從SCR開始到SCRE結(jié)束的所有指令組成一個(gè)SCR段。SCR是一個(gè)順序控制繼電器段的開始,當(dāng)使能位Sn=1時(shí),允許SCR段開始工作。SCR段必須使用SCRE指令結(jié)束。SCRT指令執(zhí)行SCR段的轉(zhuǎn)移。它一方面對下一個(gè)SCR使能位置位,以使下一個(gè)SCR段工作;另一方面又對本段SCR使能位復(fù)位,停止本段SCR工作。SCR指令只能用在主程序中,不可用在子程序和中斷服務(wù)程序中。順序控制繼電器的編號(hào)為:S0.0~S31.7。
5.4PLC初步編程指導(dǎo)
5.4.1軟件設(shè)計(jì)概述
5.4.2梯形圖和語句表編程簡介返回5.4.1軟件設(shè)計(jì)概述
一、軟件設(shè)計(jì)的基本要求軟件設(shè)計(jì)的基本要求由PLC本身的特點(diǎn)以及它在工業(yè)控制中要求完成的具體控制功能決定的,要求如下:
(1)
緊密結(jié)合生產(chǎn)工藝每個(gè)控制系統(tǒng)都是為了完成一定的生產(chǎn)過程控制而設(shè)計(jì)的。不同的生產(chǎn)工藝,具有不同的控制功能。哪怕是相同的生產(chǎn)過程,由于各設(shè)備的工藝參數(shù)都不一樣,控制實(shí)現(xiàn)的方式也就各不相同??梢哉f各種控制邏輯、運(yùn)算都是由生產(chǎn)工藝決定的,所以程序設(shè)計(jì)人員都必須嚴(yán)格遵守生產(chǎn)工藝的具體要求來設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件。
(2)
熟悉控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)軟件系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)決定的,不同系列的硬件系統(tǒng),不可能采用同一種語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。即使相同的語言形式,其具體的指令也不一定相同。偶爾雖然可以選擇同一系列的可編程控制器,但由于型號(hào)或系統(tǒng)配置的不同,也要有不同的應(yīng)用程序與之相對應(yīng),所以程序設(shè)計(jì)人員不能拋開硬件結(jié)構(gòu)而單獨(dú)地考慮軟件,而應(yīng)根據(jù)硬件系統(tǒng)而編制相應(yīng)的應(yīng)用程序。
5.4.1軟件設(shè)計(jì)概述
(3)
具備計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化兩方面的知識(shí)可編程控制器是以微處理器為核心的控制設(shè)備,無論是硬件還是軟件都離不開計(jì)算機(jī)技術(shù),控制系統(tǒng)的許多知識(shí)也是從計(jì)算機(jī)技術(shù)衍變出來的;同時(shí),控制功能的實(shí)現(xiàn)也離不開自動(dòng)控制技術(shù),所以,程序設(shè)計(jì)人員必須具備計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化控制兩方面的知識(shí)。二、軟件設(shè)計(jì)的基本原則可編程控制器系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)是以系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的工藝要求、硬件組成和操作方式等條件為依據(jù)來進(jìn)行的,一般來說軟件設(shè)計(jì)人員都要遵從以下幾個(gè)基本原則:
(1)設(shè)置了必要的參數(shù)后,對CPU外圍設(shè)備的管理又系統(tǒng)自動(dòng)完成。程序設(shè)計(jì)一般只需要考慮用戶程序的設(shè)計(jì)。(2)要對輸入/輸出信號(hào)做統(tǒng)一操作,確定各個(gè)信號(hào)在一個(gè)掃描周期內(nèi)的唯一狀態(tài),避免由同一個(gè)信號(hào)因狀態(tài)的不同而引起的邏輯混亂。(3)由于CPU在每個(gè)周期內(nèi)都固定進(jìn)行某些窗口服務(wù),占用一定的機(jī)器時(shí)間,所以周期時(shí)間不能無限制的縮短。
5.4.1軟件設(shè)計(jì)概述
(4)定時(shí)器的時(shí)間設(shè)定值不能小于周期掃描時(shí)間,并且在定時(shí)器時(shí)間設(shè)定值不是平均周期時(shí)間的整數(shù)倍時(shí),可能會(huì)帶來定時(shí)誤差。 (5)用戶程序中如果多次對同一個(gè)參數(shù)進(jìn)行賦值,則只有最后一次操作有效,前幾次操作不影響實(shí)際輸出。 以上幾條是可編程控制器程序設(shè)計(jì)的基本原則,體現(xiàn)了可編程控制器本身的特點(diǎn)以及與其他控制設(shè)備的區(qū)別。在程序設(shè)計(jì)過程中,編程人員應(yīng)時(shí)刻牢記這幾點(diǎn)。
三、軟件設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容可編程控制器程序設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容一般來說包括:參數(shù)表的定義、程序框圖的繪制、程序清單的編制和程序說明書的編寫四項(xiàng)內(nèi)容。
(1)
參數(shù)表的定義所謂的參數(shù)表就是我們按照一定的格式對所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的各個(gè)接口參數(shù)進(jìn)行規(guī)定和整理出來的表格。PLC編程編程所用的參數(shù)表所包含的內(nèi)容基本相同,一般由輸入信號(hào)表、輸出信號(hào)表、中間標(biāo)志表和儲(chǔ)存單元表構(gòu)成。
5.4.1軟件設(shè)計(jì)概述
輸入/輸出表要明顯地標(biāo)出模塊的位置、信號(hào)端子號(hào)和信號(hào)的有效狀態(tài)等等;中間標(biāo)志表要給出信號(hào)地址、信號(hào)處理和信號(hào)的有效狀態(tài)等;存儲(chǔ)單元表要含有信號(hào)地址和信號(hào)名稱等。各個(gè)信號(hào)一般按信號(hào)地址從小到大的順序排列??傊?,參數(shù)表的定義盡量要便于使用,盡可能詳細(xì)易懂。
(2)程序框圖的繪制程序框圖是根據(jù)工藝流程而繪制出來的控制過程方框圖,包括程序結(jié)構(gòu)框圖和控制功能框圖。程序結(jié)構(gòu)框圖是全部應(yīng)用程序中各功能單元的結(jié)構(gòu)形式,可以根據(jù)它去了解所有控制功能在整個(gè)程序中的位置;而功能框圖描述了某種控制在程序中的具體實(shí)現(xiàn)方法以及它的控制信號(hào)流程。繪制程序框圖相當(dāng)重要,設(shè)計(jì)者可以根據(jù)程序框圖編制實(shí)際的控制程序,而使用者也可以根據(jù)程序框圖方便地閱讀程序清單。所以,設(shè)計(jì)程序時(shí),一般要求繪制程序框圖。應(yīng)先繪制程序結(jié)構(gòu)框圖,再詳細(xì)繪制各個(gè)控制功能框圖,實(shí)現(xiàn)各個(gè)控制功能。程序結(jié)構(gòu)框圖和功能框圖二者缺一不可。
5.4.1軟件設(shè)計(jì)概述
(3)
程序清單的編制可以說這一步是程序設(shè)計(jì)中最主要并且也是最重要的階段,程序清單編制的過程也就是各個(gè)控制功能具體實(shí)現(xiàn)的過程。設(shè)計(jì)者首先要根據(jù)PLC來選擇相應(yīng)的編程語言,因?yàn)橐话闼x用的PLC不同,其用于編程的指令系統(tǒng)也不同。選擇了編程語言后,就可以根據(jù)程序框圖所規(guī)定的順序和功能編寫程序清單了。程序編制完后就可以對它進(jìn)行調(diào)試,直到適應(yīng)工藝要求為止。 (4)
程序說明書的編寫程序說明書是設(shè)計(jì)者對整個(gè)程序內(nèi)容的注釋性的綜合說明,目的是為了方便使用者了解其程序的基本結(jié)構(gòu)和某些問題的處理方法。程序設(shè)計(jì)者需在說明書中大體闡釋下自己的程序設(shè)計(jì)的依據(jù)、基本結(jié)構(gòu)、各功能模塊的原理,以及程序閱讀方法和使用過程中應(yīng)該注意的一些事項(xiàng),此外還應(yīng)該包含程序中所使用的注釋符號(hào)、文字編寫的含義和程序的測試情況。一個(gè)好的程序說明書不但能幫助使用者學(xué)習(xí)和應(yīng)用,也為將來的設(shè)備維修和改造帶來了方便。
5.4.2梯形圖和語句表編程簡介
在可編程控制器中有多種可選的程序設(shè)計(jì)語言,其中包括梯形圖、語句表、順序功能流程圖和功能塊圖等等。梯形圖和語句表是可編程控制器基本的程序設(shè)計(jì)語言,通常由一系列指令組成,用這些指令可以完成大多數(shù)簡單的控制功能,例如,可以代替繼電器、計(jì)數(shù)器、計(jì)時(shí)器完成順序控制和邏輯控制等,通擴(kuò)展過或增強(qiáng)指令集,它們也能執(zhí)行其它的基本操作。供S7-200使用的STEP7-Micro/Win32系列PLC支持SIMATIC和IEC1131-3兩種基本類型的指令集,SIMATIC是PLC專用的指令集,執(zhí)行速度快,可使用梯形圖、語句表、功能塊圖編程語言。IEC1131-3是可編程控制器編程語言標(biāo)準(zhǔn),IEC1131-3指令集中指令較少,只能使用梯形圖和功能塊圖兩種編程語言。SIMATIC指令集的某些指令不是IEC1131-3中的標(biāo)準(zhǔn)指令。SIMATIC指令和IEC1131-3中的標(biāo)準(zhǔn)指令系統(tǒng)并不兼容。 (1)
梯形圖編程梯形圖源于繼電器邏輯控制系統(tǒng)的描述。在工業(yè)過程控制領(lǐng)域,電氣技術(shù)人員對繼電器邏輯控制技術(shù)較為熟悉,因此,由這種邏輯控制技術(shù)發(fā)展而來的梯形圖受到了歡迎,并得到了廣泛的應(yīng)用。
5.4.2梯形圖和語句表編程簡介
梯形圖與操作原理圖相對應(yīng),具有直觀性和對應(yīng)性。與原有的繼電器邏輯控制技術(shù)的不同點(diǎn)是,梯形圖中的能流(PowerFlow)不是實(shí)際意義的電流,內(nèi)部的繼電器也不是實(shí)際存在的繼電器。因此,應(yīng)用時(shí),需與原有繼電器邏輯控制技術(shù)的有關(guān)概念區(qū)別對待。在PLC的梯形圖編程中,應(yīng)用了兩個(gè)基本概念,我們應(yīng)該掌握。(1)軟繼電器PLC的梯形圖設(shè)計(jì),主要是利用“軟繼電器”線圈的“吸—放”功能以及觸點(diǎn)的“通—斷”功能來進(jìn)行的。實(shí)際上,PLC內(nèi)部并沒有繼電器那樣的實(shí)體,只有內(nèi)部寄存器中每位觸發(fā)器。根據(jù)計(jì)算機(jī)對信息的“存—取”原理來讀出觸發(fā)器的狀態(tài),或在一定條件下改變它的狀態(tài)。對“軟繼電器”的線圈定義號(hào)只能有一個(gè),而對它的接點(diǎn)狀態(tài),可作無數(shù)次的讀出,既可常開又可常閉。(2)能流在梯形圖中,并沒有真實(shí)的電流流動(dòng)。為了便于分析PLC的周期掃描原理以及信息存儲(chǔ)空間分布的規(guī)律,假想在梯形圖中有“電流”流動(dòng),這就是“能流”?!澳芰鳌痹谔菪螆D中只能作單方向流動(dòng)———從左向右流動(dòng),層次的改變只能先上后下。
5.4.2梯形圖和語句表編程簡介
梯形圖的編程規(guī)則:1、每個(gè)繼電器的線圈和它的觸點(diǎn)均用同一編號(hào),每個(gè)元件的觸點(diǎn)使用時(shí)沒有數(shù)量限制。2、梯形圖每一行都是從左邊開始,線圈接在最右邊(線圈右邊不允許再有接觸點(diǎn))。3、線圈不能直接接在左邊母線上。4、在一個(gè)程序中,同一編號(hào)的線圈如果使用兩次,稱為雙線圈輸出,它很容易引起誤操作,應(yīng)盡量避免。5、在梯形圖中沒有真實(shí)的電流流動(dòng),為了便于分析PLC的周期掃描原理和邏輯上的因果關(guān)系,假定在梯形圖中有“電流”流動(dòng),這個(gè)“電流”只能在梯形圖中單方向流動(dòng)——即從左向右流動(dòng),層次的改變只能從上向下。(2)語句表編程語句表是用助記符來表達(dá)PLC的各種控制功能的。它類似于計(jì)算機(jī)的匯編語言,但又比匯編語言直觀易懂,編程簡單,因此也是一種廣泛應(yīng)用的編程語言。它可以使用簡易的編程器編程,但是比較抽象,一般與梯形圖語言配合使用,互為補(bǔ)充。目前,大多數(shù)PLC都具有語句表編程功能,但是各個(gè)廠家生產(chǎn)的PLC所支持的語句表指令一般不相同,所以不能兼容。
5.4.2梯形圖和語句表編程簡介
對于語句表編程來說,語句是用戶程序的基本單元,每條語句都規(guī)定了CPU該如何動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)什么功能。PLC的語句表由操作碼和操作數(shù)構(gòu)成:操作碼操作數(shù)…操作碼告訴CPU要執(zhí)行的功能,操作數(shù)提供執(zhí)行過程中所需的參數(shù)。應(yīng)該注意的是,有的操作碼是沒有操作數(shù)的。圖5-48是語句表編程的一個(gè)例子:圖5-48語句表編程舉例
5.4.2梯形圖和語句表編程簡介
(3)梯形圖與語句表編程的區(qū)別利用PLC指令對梯形圖編程時(shí),可以把整個(gè)梯形圖程序看成由許多的網(wǎng)絡(luò)塊組成,而每個(gè)網(wǎng)絡(luò)塊都其始于左母線。所有的網(wǎng)絡(luò)塊組合在一起就是一個(gè)梯形圖程序,這就是S7-200PLC編程的特點(diǎn)。梯形圖程序可以通過編程軟件STEP7-Mirco/Win32直接轉(zhuǎn)換為語句表形式。在用語句表編程時(shí),也允許以網(wǎng)絡(luò)塊(通過關(guān)鍵字NETWORK)為單位進(jìn)行編程。這種情況下,語句表程序與梯形圖程序基本上是一一對應(yīng)的,是可以通過軟件互換的。但是,假如不是以每個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)喀為單位編程的,而是連續(xù)編寫,那么通過編程軟件STEP7-Mirco/Win32是不能將梯形圖程序和語句表程序相互轉(zhuǎn)換的,這點(diǎn)一定要注意。梯形圖是使用最多的編程語言,它非常直觀易懂,對每個(gè)人都很適用,特別熟練的設(shè)計(jì)人員在某些情況下會(huì)直接用語句表編程,雖然編寫的程序比較簡短,但是不直觀。兩種編程形式都很重要,大家一定都要掌握,特寫是會(huì)手工把一個(gè)梯形圖程序轉(zhuǎn)換為語句表程序,這對于程序的理解很有幫助。
5.5簡單程序編制
5.5.1閃爍電路
5.5.2報(bào)警電路
5.5.3啟動(dòng)保持和停止電路
5.5.4延時(shí)通斷電路
5.5.5脈沖寬度可控制電路
5.5.6長定時(shí)電路
返回5.5.1閃爍電路
閃爍效果為一個(gè)燈泡的
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