西門子S7-300 PLC 應(yīng)用技術(shù)項目化教程 課件項目7、8 天塔之光程序設(shè)計與調(diào)試、洗衣機PLC控制程序設(shè)計與調(diào)試

西門子S7-300PLC應(yīng)用技術(shù)項目化教程項目7

天塔之光程序設(shè)計與調(diào)試項目要求有9盞彩燈L1-L9，當(dāng)按下啟動按鈕SB1時，9盞彩燈按照L1-L9的順序亮滅，移到最高位L9后，再回到L1，數(shù)碼管實時顯示被點亮的彩燈號，重復(fù)循環(huán)下去。彩燈移動的時間間隙為1秒鐘。按下停止按鈕SB2后，彩燈熄滅停止工作。學(xué)習(xí)目標熟練使用STEP7編程軟件。掌握計數(shù)器指令、比較指令并熟練應(yīng)用。掌握并熟練應(yīng)用LED數(shù)碼管。熟練設(shè)計并運行調(diào)試指示燈控制等相關(guān)實例。能獨立完成天塔之光的設(shè)計與調(diào)試。項目目標掌握定時器指令的分類及接通延時定時器的應(yīng)用；區(qū)分并了解定時器指令功能框圖和線圈形式的用法；了解過載FR的應(yīng)用；進一步熟悉程序編寫流程與技巧；鞏固程序仿真調(diào)試、聯(lián)機調(diào)試能力。能獨立完成大型設(shè)備預(yù)警啟動PLC控制程序設(shè)計與調(diào)試。項目7 天塔之光程序設(shè)計與調(diào)試項目7 天塔之光程序設(shè)計與調(diào)試7.3

知識鏈接數(shù)碼管原理LED數(shù)碼管是由若干個發(fā)光二極管組成的顯示字段的顯示器件，一般簡

稱為數(shù)碼管。當(dāng)數(shù)碼管中的某個發(fā)光二極管導(dǎo)通的時候，相應(yīng)的一個字段便發(fā)光，不導(dǎo)通的則不發(fā)光。LED數(shù)碼管可以根據(jù)控制不同組合的二極管導(dǎo)通，來顯示各種數(shù)據(jù)和字符。目前通常使用較多的是7段LED數(shù)碼管，它由7個發(fā)光二極管組成。這7個發(fā)光二極管a～g呈“日”字形排列，其結(jié)構(gòu)及連接如圖7-1所示。當(dāng)某個發(fā)光二極管導(dǎo)通時，相應(yīng)地點亮某一點或某一段筆畫，通過控制筆段發(fā)光，數(shù)碼管可以顯示數(shù)字0～9，以及一些字母符號等。項目7 天塔之光程序設(shè)計與調(diào)試7.4

項目解決步驟1.輸入/輸出器件輸入：啟動按鈕SB1,停止按鈕SB2輸出：彩燈L1,彩燈L2,彩燈

L3,彩燈L4,彩燈L5,彩燈L6,彩燈L7,彩燈L8,彩燈L9，數(shù)碼管段碼a，數(shù)碼管段碼b，數(shù)碼管段碼c，數(shù)碼管段碼d，數(shù)碼管段碼e，數(shù)碼管段碼f，數(shù)碼管段碼g。步驟2.硬件組態(tài)（參見項目3）。步驟3.輸入/輸出地址分配表。步驟4.建立符號表，天塔之光的符號表如圖7-2所示。項目7 天塔之光程序設(shè)計與調(diào)試7.4

項目解決步驟5.接線圖天塔之光接線圖如圖7-3所示。圖7-3天塔之光接線圖項目7 天塔之光程序設(shè)計與調(diào)試7.4

項目解決步驟7.編寫程序7.4

項目解決項目7 天塔之光程序設(shè)計與調(diào)試7.4

項目解決項目7 天塔之光程序設(shè)計與調(diào)試7.4

項目解決項目7 天塔之光程序設(shè)計與調(diào)試7.4

項目解決項目7 天塔之光程序設(shè)計與調(diào)試7.4

項目解決項目7 天塔之光程序設(shè)計與調(diào)試項目7

天塔之光程序設(shè)計與調(diào)試鞏固練習(xí)7對觸點的邊沿檢測指令與對RLO的邊沿檢測指令有何區(qū)別？一個常開按鈕按下的過程中，發(fā)生了兩個邊沿跳變，何謂“上升沿”？在S7-300PLC中如何檢測“上升沿”？現(xiàn)有9盞彩燈，控制要求如下：1）按下啟動按鈕SB1,按照以下規(guī)律間隔1S無限循環(huán)顯示：L1→L2→L3、L4→L5、L6、L7→L8、L9。當(dāng)按下停止按鈕SB1，9盞彩燈全部熄滅。

2.現(xiàn)有9盞彩燈，控制要求如下：1）按下啟動按鈕SB1,按照以下規(guī)律間隔1S無限循環(huán)顯示：L1→L2→L1、L3、L4→L2、L5、L6→L7→L4、L8、L9。當(dāng)按下停止按鈕SB1，9盞彩燈全部熄滅?，F(xiàn)有16盞彩燈，控制要求如下：1）按下啟動按鈕SB1,按照以下規(guī)律間隔1S無限循環(huán)顯示：L1→L2→L3→L4→L5→L6→L7→L8→L9→L10→L19→L12→L13→L14→L15→L16。當(dāng)按下停止按

鈕SB1，16盞彩燈全部熄滅。音樂噴泉控制要求為：閉合“啟動”開關(guān)，指示燈按以下規(guī)律循環(huán)顯示L1、L2、L3、L4→L5、L6、L7、L8→L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、→循環(huán)。間隔時間為1秒。關(guān)閉“啟動”開關(guān)，音樂噴泉控制系統(tǒng)停止運行。西門子S7-300PLC應(yīng)用技術(shù)項目化教程項目8

洗衣機PLC控制程序設(shè)計與調(diào)試8.1

項目要求洗衣機有兩個按鈕：一個是啟動、一個是停止。按下啟動按鈕，洗衣機開始如下流程：（1）進水閥打開，開始進水，直到觸發(fā)“上限”按鈕進水閥關(guān)閉；（2）攪輪機運動，先正攪拌1秒，然后反攪拌1秒，正反攪拌不斷循環(huán)，

來回6次共12秒；（3）排水閥打開，開始排水，直到觸發(fā)“下限”按鈕排水閥關(guān)閉；（4）甩干4秒，4秒后停止。以上（1）-（4）過程重復(fù)3遍，最后有一個洗完提示蜂鳴器響5秒后全程結(jié)束。洗完后重新按啟動按鈕，洗衣機重復(fù)以上過程；若洗衣中途按停止按鈕則全過程停下。項目8 洗衣機PLC控制程序設(shè)計與調(diào)試學(xué)習(xí)目標掌握計數(shù)器指令的分類及應(yīng)用方法。掌握比較器指令的分類及應(yīng)用方法。進一步熟悉順序程序的編寫技巧。鞏固程序仿真調(diào)試、聯(lián)機調(diào)試能力。能獨立完成洗衣機PLC控制程序設(shè)計與調(diào)試。8.3

知識鏈接計數(shù)器STEP7為用戶提供了一定數(shù)量計數(shù)器，計數(shù)器是S7-300PLC中CPU內(nèi)的

一個系統(tǒng)存儲區(qū)域，該存儲區(qū)為每個計數(shù)器留一個16位計數(shù)字和一個二進制位存儲空間。使用計數(shù)器時，計數(shù)器的地址編號必須在有效的范圍之內(nèi)。例如，CPU314C-2DP提供了256個計數(shù)器，分別為C0-C255。計數(shù)器的當(dāng)前計數(shù)值規(guī)定了相應(yīng)的固定格式，其數(shù)據(jù)長度為16位，第0位到第11位存放BCD碼格式的計數(shù)值，三位BCD碼表示的范圍是0-999（即最大計數(shù)值為999），第12到15位沒有用途。定時器字如圖8-2所示。項目8 洗衣機PLC控制程序設(shè)計與調(diào)試8.3

知識鏈接項目8 洗衣機PLC控制程序設(shè)計與調(diào)試序號名稱功能框圖形式線圈形式1加計數(shù)器S_CU2減計數(shù)器S_CD3加減計數(shù)器S_CUD項目8 洗衣機PLC控制程序設(shè)計與調(diào)試知識鏈接無論是功能框圖形式的計數(shù)器還是線圈形式的計數(shù)器，其上方問號代表的均是C

no，即定時器編號，例如C0、C1；線圈式的SC作用為設(shè)置當(dāng)前/初次計數(shù)值，下方問號輸入計數(shù)器常數(shù)

C#值，例如C#6，表示計數(shù)當(dāng)前值/初次值為6次，其作用與功能框圖的PV部分相似。其余計數(shù)器端腳功能具體如下：CU為加計數(shù)器輸入端，該端每出現(xiàn)一個上升沿，計數(shù)器自動加“1”，若當(dāng)計數(shù)器當(dāng)前計數(shù)值達到最大值999時，計數(shù)值不再增加，加“1”操作無效。CD為減計數(shù)器輸入端，該端每出現(xiàn)一個上升沿，計數(shù)器自動減“1”，若當(dāng)計數(shù)器當(dāng)前計數(shù)值為0時，計數(shù)值不再減，此時減“1”操作無效。S為預(yù)置信號輸入端，該端出現(xiàn)上升沿時，將PV端設(shè)置好的計數(shù)初值作為當(dāng)前值。PV為計數(shù)初值輸入端，初值的范圍為0-999，可以通過字存儲器（如MW0、IW1等）為計數(shù)器提供預(yù)置初值，也可以直接輸入“C#常數(shù)”格式的BCD碼格式值進行預(yù)置初值，例如

C#6、C#99。R為計數(shù)器復(fù)位信號輸入端，任何情況下，只要該端出現(xiàn)上升沿，計數(shù)器就會立即復(fù)位。復(fù)位后計數(shù)器的當(dāng)前值變?yōu)?，輸出狀態(tài)為“0”。CV為以整數(shù)形式顯示或輸出的計數(shù)器當(dāng)前值，如16#0008、16#002c，該端可連接各種字存儲器，如MW0、QW2、IW3等，也可懸空。CV_BCD為以BCD碼形式顯示或輸出的計數(shù)器當(dāng)前值，如C#005、C#023，該端可連接各種字存儲器，也可懸空。Q為計數(shù)器狀態(tài)輸出端，只要計數(shù)器當(dāng)前值不為0，計數(shù)器的狀態(tài)就為“1”,反之為0。該端可連接為存儲器，例如Q4.0、M5.1，也可懸空。項目8 洗衣機PLC控制程序設(shè)計與調(diào)試8.3

知識鏈接加減計數(shù)器應(yīng)用時涵蓋了加計數(shù)器和減計數(shù)器兩者的功能，我們以加減計數(shù)器功能框圖指令舉例進行學(xué)習(xí)。在STEP7的程序編輯器中輸入如圖8-3所示程序。圖8-3加減計數(shù)器功能框圖指令程序項目8 洗衣機PLC控制程序設(shè)計與調(diào)試8.3

知識鏈接比較器STEP7提供的比較器指令見表8-2。比較器按數(shù)據(jù)類型分為三類：整數(shù)比較指令（CMP_I）、雙整數(shù)比較指令（CMP_D）、浮點數(shù)（實數(shù)）比較指令（CMP_R）；按比較類型分為六種：等于（==）、不等于（<>）、大于（>）、小于（<）、大于等于（>=）、小于等于（<=）。表8-2比較器指令功能整數(shù)比較長整數(shù)比較浮點數(shù)（實數(shù)）比較等于（EQ）不等于（NE）8.3

知識鏈接項目8 洗衣機PLC控制程序設(shè)計與調(diào)試大于（GT）小于（LT）大于等于（GE）小于等于（LE）項目8 洗衣機PLC控制程序設(shè)計與調(diào)試8.3

知識鏈接比較器指令將累加器1與累加器2中的數(shù)據(jù)做比較，被比較的兩個數(shù)要求是同樣的數(shù)據(jù)類型，如果比較結(jié)果滿足，則比較器邏輯輸出“1”，比較結(jié)果不滿足則比較器輸出“0”。比較器的輸入端可以懸空，也可以給相應(yīng)觸點或其它指令作為限制；比較器必須在有能流經(jīng)過時才開始進行比較，否則即使比較結(jié)果滿足，也不會輸出“1”的結(jié)果。整數(shù)類型的等于比較器應(yīng)用較多，結(jié)合計數(shù)器對其用法進行舉例說明，如圖8-6所示：圖8-6整數(shù)型等于比較器應(yīng)用示例每當(dāng)I0.0出現(xiàn)上升沿，計數(shù)器C0的加計數(shù)端有效，則CV處當(dāng)前計數(shù)值加1，即MW0加1，整數(shù)型等于比較器放置在計數(shù)器C0的輸出端Q處，計

數(shù)值為1以及大于1以上Q輸出為1，此時比較器開始工作，當(dāng)計數(shù)值MW0為3時，由于IN2=3，符合比較等于條件，比較器輸出端出“1”,線圈Q4.0得電。項目8 洗衣機PLC控制程序設(shè)計與調(diào)試8.4

項目解決步驟1.輸入/輸出信號器件分析輸入：啟動按鈕、停止按鈕、上限傳感器、下限傳感器。輸出：進水閥、排水閥、正攪拌、反攪拌、甩干、蜂鳴器。步驟2.硬件組態(tài)（參見項目3）步驟3.輸入/輸出地址分配表表8-3輸入/輸出地址分配表序號輸入信號器件名稱編程元件地址序號輸出信號器件名稱編程元件地址1啟動按鈕（常開觸點）I0.01進水閥Q4.02停止按鈕（常開觸點）I0.12排水閥Q4.13上限傳感器（常開觸點）I0.23正攪拌Q4.24下限傳感器（常開觸點）I0.34反攪拌Q4.35甩干Q4.46蜂鳴器Q4.5項目8 洗衣機PLC控制程序設(shè)計與調(diào)試8.4

項目解決步驟4.輸入/輸出接線依據(jù)項目輸入輸出及地址分配進行接線如圖8-7所示。圖8-7洗衣機PLC控制接線圖項目8 洗衣機PLC控制程序設(shè)計與調(diào)試8.4

項目解決步驟5.編寫洗衣機PLC控制程序洗衣機PLC控制程序（線圈形式）如圖8-8所示，在編寫過程中，對輸入輸出變量用符號進行提示以便程序調(diào)試。由于洗衣機控制較為復(fù)雜，可以聯(lián)合S7-PLCSIM邊編寫邊調(diào)試，注意區(qū)分計數(shù)器和比較器對攪拌次數(shù)的統(tǒng)計以及對洗衣環(huán)節(jié)次數(shù)的統(tǒng)計兩個不同的環(huán)節(jié)。8.4

項目解決項目8 洗衣機PLC控制程序設(shè)計與調(diào)試8.4

項目解決項目8 洗衣機PLC控制程序設(shè)計與調(diào)試8.4

項目解決項目8 洗衣機PLC控制程序設(shè)計與調(diào)試8.4

項目解決項目8 洗衣機PLC控制程序設(shè)計與調(diào)試8.4

項目解決項目8 洗衣機PLC控制程序設(shè)計與調(diào)試項目8 洗衣機PLC控制程序設(shè)計與調(diào)試8.4

項目解決步驟6.使用S7-PLCSIM進行仿真調(diào)試程序為便捷調(diào)試程序和進行仿真，S7-PLCSIM采用垂直列表并關(guān)聯(lián)項目符號，如圖8-9所示。圖8-9洗衣機PLC控制仿真與監(jiān)視運行若S7-PLCSIM仿真及監(jiān)視過程若不符合項目要求，說明程序編寫部分有邏輯錯誤，需進行查找修改，再重新下載與調(diào)試。項目8 洗衣機PLC控制程序設(shè)計與調(diào)試8.4

項目解決步驟7.聯(lián)機調(diào)試按照圖8-7連接硬件接線，通電并通過PC/MPI適配器下載程序，下載時候注意關(guān)閉S7-PLCSIM仿真器，否則下載與調(diào)試將默認使用S7-PLCSIM仿真器系統(tǒng)。對照洗衣機項目的要求進行硬件調(diào)試，若不滿足要求，檢查原因，修改程序，重新調(diào)試，直到滿足相關(guān)要求

為止。鞏固練習(xí)8敘述計數(shù)器指令功能框圖和線圈形式的用法。敘述等于比較器指令的使用特點。一盞彩燈HL1，要求按下啟動按鈕第3次時點亮，第4次時熄滅。熄滅后再按3次啟動按鈕又可重新點亮，按第4次時熄滅。要求（1）分析輸入/輸出信號器件；進行I/O地址分配；畫出接線圖；編寫梯形圖程序；