四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院智慧城市控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)主講/某某某十字路口交通燈的控制智慧停車場控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)城市供暖控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容提要十字路口交通燈的控制使用S7-1200PLC實(shí)現(xiàn)十字路口交通燈的控制控制要求：按下啟動按鈕SB1，交通燈開始運(yùn)行。首先東西方向綠燈亮15S，閃爍3S后黃燈亮2S，然后紅燈亮20S；南北方向綠燈亮15S,然后閃爍3S。然后黃燈亮2S。周而復(fù)始，一直循環(huán)。按下停止按鈕SB2時，交通燈停止運(yùn)行.東西方向信號燈綠燈亮綠燈閃爍黃燈亮紅燈亮運(yùn)行時間15S3S2S20S南北方向信號燈紅燈亮綠燈亮綠燈閃爍黃燈亮運(yùn)行時間20S15S3S2S交通燈運(yùn)行規(guī)律東西方向與南北方向交替通行按鈕開始、循環(huán)播放、按鈕停止紅燈停，綠燈行功能：將數(shù)據(jù)元素復(fù)制到新的存儲器地址，移動過程中不更改源數(shù)據(jù)操作數(shù)類型：位、字符串、整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、定時器、時間等MOVE指令多輸出MOVE指令輸入端輸入端MOVE指令功能：將一個存儲區(qū)（源范圍）的數(shù)據(jù)移動到另一個存儲區(qū)（目標(biāo)范圍）中。操作數(shù)：使用輸入COUNT可以指定將移動到目標(biāo)范圍中的元素個數(shù)MOVE_BLK指令MOVE_BLK：塊移動功能：用IN輸入的值填充一個存儲區(qū)域（目標(biāo)范圍），從輸出OUT指定的地址開始填充目標(biāo)范圍。僅當(dāng)源范圍和目標(biāo)范圍的數(shù)據(jù)類型相同時，才能執(zhí)行該指令。FILL_BLK指令FILL_BLK：填充塊案例按下啟動按鈕，點(diǎn)亮8盞指示燈HL1~HL8；按下停止按鈕，8盞燈熄滅。比較指令是指當(dāng)要比較的兩個值為相同數(shù)據(jù)類型時，可以進(jìn)行“等于”、“不等于”、“大于等于”、“小于等于”、“大于”、“小于”等多種比較。比較指令類型01020304比較指令的梯形圖比較指令兩個數(shù)據(jù)比較的類型可通過第一選項(xiàng)來選擇，可進(jìn)行“>”、“<”、“==”、“<>”、“>=”、“<=”的比較。第一選項(xiàng)比較的兩個數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型可通過第二個選項(xiàng)來選擇，數(shù)據(jù)類型主要有：Int、DInt、Real、Byte、Word等第二選項(xiàng)比較指令時鐘設(shè)置.設(shè)置時鐘存儲器參數(shù)時鐘存儲器是一種占空比為50%的脈沖信號。其頻率固定。為了使用時鐘存儲器，需要先在CPU中進(jìn)行設(shè)置。選中PLC，選擇“屬性”→“系統(tǒng)和時鐘存儲器”在右邊勾選啟動時鐘存儲器字節(jié)，默認(rèn)地址為0，如圖2-33所示，則M0.0~M0.7持續(xù)輸出不同頻率的脈沖，如圖所示。字節(jié)地址可在0~819范圍內(nèi)設(shè)置。HMI是HumanMachineInterface的縮寫，即為“人機(jī)接口”，也叫人機(jī)界面。觸摸屏是人機(jī)界面的發(fā)展方向，可以由用戶在觸摸屏畫面上設(shè)置具有明確意義和提示信息的觸摸式按鈕。用戶可以用觸摸屏上組態(tài)的文字、按鈕、圖形和數(shù)字信息等，來處理或監(jiān)控不斷變化的信息。觸摸屏上還可以使用畫面上的按鈕和指示燈來代替相應(yīng)的硬件原件，以減少PLC需要的I/O點(diǎn)數(shù)，使機(jī)器的配線標(biāo)準(zhǔn)化、簡單化，降低系統(tǒng)成本和故障率。1.西門子KTP精簡觸摸屏西門子觸摸屏產(chǎn)品主要分為SIMATIC精簡系列面板，SIMATIC精智面板和SIMATIC移動式面板。精簡觸摸屏?xí)r面向基本應(yīng)用的觸摸屏,采用了IP65防護(hù)等級，可以用在簡單的可視化任務(wù)中甚至是惡劣的環(huán)境中。其他優(yōu)點(diǎn)包括集成了軟件功能，如報告系統(tǒng)、配方管理，以及圖形功能。適用于中等性能范圍的根據(jù)所選的版本可用于PROFIBUS或PROFINET網(wǎng)絡(luò)；可以與SIMATICS7-1200控制器或其他控制器組合使用，型號屏幕尺寸功能鍵分辨率網(wǎng)絡(luò)接口KTP400Basic4”4個480x272PROFINETKTP700Basic7”8個800x480PROFINETKTP700Basic（立式）7”8個480x800PROFINETKTP900Basic9”8個800x480PROFINETKTP1200Basic12”10個1280x800PROFINETKTP1200Basic（立式）12”10個800x1280PROFINETSIMATIC精簡觸摸屏常用型號

HMI的定義和作用觸摸屏的圖形界面是在計(jì)算機(jī)的專用軟件[如SIMATICWncCC(TIA博途)]上設(shè)計(jì)和編譯的，需要通過通信電纜下載到觸摸屏；觸摸屏要與PLC交換數(shù)據(jù)，它們之間也需要通信電纜。觸摸屏與PLC（S7-1200）、電腦之間通過交換機(jī)進(jìn)行PROFINET連接，一個博途項(xiàng)目可同時包含PLC和觸摸屏程序，且PLC和觸摸屏的變量可以共享，他們之間的通訊不需要編程。觸摸屏網(wǎng)絡(luò)連接觸摸屏的通訊觸摸屏的通訊1）外部變量是人機(jī)界面和PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的橋梁，是PLC中定義的存儲單元的映像，其值隨著PLC程序的執(zhí)行而改變?？梢栽贖MI設(shè)備和PLC中訪問外部變量。在TIA博途軟件項(xiàng)目視圖項(xiàng)目樹中，選中“HMI變量”-“顯示所有變量"，創(chuàng)建外部變量，名稱為“M01",如圖9-4所示，點(diǎn)擊“連接”欄目下面的按鈕，選擇與HMI通信的PLC設(shè)備，本例的連接為“HMI連接1”;再單擊“PLC變量”欄目下的按鈕，彈出“HMI變量”窗口，選擇“PLC_1”-“PLC變量”一“默認(rèn)變量表”-“M01”,單擊“√”按鈕，“PLC_1”的變量M01與HMI的M01關(guān)聯(lián)在一起了。變量分為外部變量和內(nèi)部變量，每個變量都有一個符號名稱和數(shù)據(jù)類型。變量2）內(nèi)部變量存儲在HMI設(shè)備的存儲器中，與PLC沒有連接關(guān)系，只有HMI設(shè)備能訪問內(nèi)部變量。內(nèi)部變量用于HMI設(shè)備內(nèi)部的計(jì)算或者執(zhí)行其他任務(wù)。創(chuàng)建內(nèi)部變量。在TIA博途軟件項(xiàng)目視圖的項(xiàng)目樹中，選中“HMI變量”-“顯示所有變量”，創(chuàng)建內(nèi)部變量，名稱為“X"”，變量系統(tǒng)函數(shù)西門子HMI有豐富的系統(tǒng)函數(shù)，可分為報警函數(shù)、編輯位函數(shù)、打印函數(shù)、畫面函數(shù)、畫面對對象的鍵盤操作函數(shù)、計(jì)算腳本函數(shù)、鍵盤函數(shù)、歷史數(shù)據(jù)數(shù)、配方函數(shù)、用戶管理函數(shù)、設(shè)置函數(shù)、系統(tǒng)函數(shù)和其他函數(shù)，各種函數(shù)的功能如圖所示。一般而言越高檔的人機(jī)面函數(shù)越豐富，使用越方便。函數(shù)組函數(shù)函數(shù)功能編輯位函數(shù)InvertBit（對位取反）對給定的“Bool”型變量的值取反

ResetBit（復(fù)位位）將“Bool”型變量的值設(shè)置為“0”

SetBit（置位位）將“Bool”型變量的值設(shè)置為“1”

SetBitWhileKeyPress（按下鍵時置位）只要用戶按下已組態(tài)的鍵，給定變量中的指定位即設(shè)置為1(真)。在改變了給定位之后，系統(tǒng)函數(shù)將整個變量傳送回PLC。計(jì)算腳本函數(shù)IncreaseTag(增加變量)將給定值添加到變量值上，用方程表示為:X=X+a。

SetTag（設(shè)置變量）將新值賦給給定的變量。該系統(tǒng)函數(shù)可用于根據(jù)變量類型分配字符串和數(shù)字。系統(tǒng)函數(shù)畫面函數(shù)ActivateScreen(激活畫面)使用“激活畫面”系統(tǒng)函數(shù)可以將畫面切換到指定的畫面。

ActivatePreviousScreen(激活前一畫面)將畫面切換到在當(dāng)前畫面之前激活的畫面。如果先前沒有激活任何畫面，則畫面切換不執(zhí)行。用戶管理函數(shù)Logoff(注銷)在HMI設(shè)備上注銷當(dāng)前用戶。

Logon(登錄)在HMI設(shè)備上登錄當(dāng)前用戶。

GetUserName(獲取用戶名)在給定的變量中寫入當(dāng)前登錄到HMI設(shè)備用戶的用戶名。

GetPassword(獲取密碼)在給定的變量中寫入當(dāng)前登錄到HMIi設(shè)備的用戶的密碼。報警函數(shù)EditAlarm(編輯報警)為選擇的所有報警觸發(fā)“編輯”事件。如果要編輯的招致未被確認(rèn)，則在調(diào)用該系統(tǒng)函數(shù)時自動確認(rèn)。

ShowAlarmWindow(顯示報警窗口)隱藏或顯示HMI設(shè)備上的報警窗口。

ClearAlarmBuffer(清除報警緩沖區(qū))刪除HMI設(shè)備報警緩沖區(qū)中的報警。尚未確認(rèn)的報警也被刪除。

ShowSystemAlarm(顯示系統(tǒng)報警)顯示作為系統(tǒng)事件傳遞到HMI設(shè)備的參數(shù)的值。SIMATICWinCC是TIA全集成工程組態(tài)框架的一部分。它提供了一個統(tǒng)一的工程組態(tài)環(huán)境，可對控制、可視化和驅(qū)動解決方案進(jìn)行編程和組態(tài)。WinCC適用與所有HMI應(yīng)用，包括從采用基本面板的最簡單的操作解決方案到基于PC的多用戶系統(tǒng)監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集應(yīng)用。在WinCC中，可以創(chuàng)建操作員用來控制和監(jiān)視機(jī)器設(shè)備和工廠的畫面。建立與PLC關(guān)聯(lián)的變量，通過變量可以在控制器和HMI設(shè)備之間切換過程值和操作員輸入值。1觸摸屏組態(tài)完成PLC編程后，執(zhí)行項(xiàng)目樹→添加新設(shè)備，選擇使用的觸摸屏型號，確認(rèn)觸摸屏的訂貨號與版本號。如圖2-23所示。本書中使用KTP700Basic，訂貨號：6AV2123-2GB03-0AX0。如果遇到軟件版本較低的觸摸屏，需選用低版本進(jìn)行替換，否則將無法正確下載觸摸屏畫面組態(tài)。添加觸摸屏確認(rèn)后，出現(xiàn)HMI向?qū)?，包括PLC連接、畫面布局、報警、畫面、系統(tǒng)畫面和按鈕等六個步驟。這六個步驟可點(diǎn)“下一步”逐一完成，也可直接點(diǎn)擊“完成”。第一步“PLC連接”，點(diǎn)擊右下“瀏覽”按鍵出現(xiàn)整個項(xiàng)目樹中所有的PLC，本任務(wù)選擇“PLC_1”，點(diǎn)擊“√”按鈕后，出現(xiàn)觸摸屏與PLC的通訊屬性：PROFINET接口。如圖2-24所示。同時在“項(xiàng)目樹”→“設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)”中可以看到觸摸屏與PLC的通訊示意圖，如圖2-25所示。PLC和HMI之間自動連接PROFINET網(wǎng)絡(luò)，并建立了PN/IE_1連接。1）組態(tài)按鈕按鈕是HMI設(shè)備上的虛擬鍵，可以用來控制生成過程。組態(tài)一個按鈕，使其具有點(diǎn)動的功能，將該按鈕與一個Bool型變量“SB”連接，按下該按鈕時，SB被置位，釋放時SB被復(fù)位。在“工具箱”→“元素”中選擇按鈕圖形，

將其拖放到畫面區(qū)域，通過鼠標(biāo)拖到或設(shè)置屬性調(diào)整按鈕大小。修改按鈕名稱為“SB”，圖示為

選中該按鈕，在按鈕屬性視圖選擇“事件”，組態(tài)該按鈕所執(zhí)行的函數(shù)。選中左邊“按下”，再鼠標(biāo)單擊右側(cè)第一行，再點(diǎn)擊右側(cè)出現(xiàn)的

（單擊前被隱藏），在“系統(tǒng)函數(shù)”列表中選擇“置位位”。連接變量：用鼠標(biāo)單擊“變量（輸入/輸出）”后一列，出現(xiàn)隱藏按鈕

，單擊該按鈕選擇對應(yīng)的PLC變量“SB”。同樣方法組態(tài)“SB”事件“釋放”，選用函數(shù)為“復(fù)位位”，2畫面組態(tài)2）組態(tài)指示燈與按鈕不同，指示燈是動態(tài)元素，根據(jù)過程會改變它的狀態(tài)。組態(tài)指示燈時，在“工具箱”→“元素”中選擇按鈕圖形，

將其拖放到畫面區(qū)域，通過鼠標(biāo)拖到或設(shè)置屬性調(diào)整按鈕大小。圖示為

。在“屬性”→“動畫”→“顯示”，雙擊“添加新動畫”，選擇“外觀”，在“外觀”→“變量”連接指示燈的PLC變量“HL”。一般而言，觸摸屏上的指示燈使用顏色表示燈狀態(tài)的變化，比如信號接通為紅色，信號不接通為灰色等。如圖2-27所示，新建指示燈圓“外觀”動畫，與“HL”變量關(guān)聯(lián)。在范圍“0”處選擇背景色、邊框顏色和閃爍等屬性，這里選擇灰色。同樣，點(diǎn)擊“添加”，即會出現(xiàn)范圍“1”，在此選擇顏色為紅色。各色指示燈的設(shè)置均可按此進(jìn)行。完成后畫面3）I/O域組態(tài)I是輸入(Input)的簡稱，O是輸出（Output)的簡稱，輸入域和輸出域統(tǒng)稱I/O域。I/O域在觸摸屏中的應(yīng)用比較常見。I/O域包括向PLC傳送數(shù)字、字母或符號的輸入域、只顯示變量數(shù)據(jù)的輸出域和同時具備前面兩種功能的輸入輸出域。選中工具箱中的“元素”，將“I/O域”對象拖到畫面編輯器的工作區(qū)。在畫面上建立3個IO域?qū)ο?，如圖2-110所示。分別在3個I/O域的屬性視圖的“常規(guī)”對話框中，設(shè)置模式為“輸入”、“輸出”、“輸出/輸入”輸出顯示五位整數(shù)，為此組態(tài)“移動小數(shù)點(diǎn)”(小數(shù)部分的位數(shù))為0，“格式樣式”為“s99999”，表示帶符號整數(shù)為五位。3）I/O域組態(tài)I是輸入(Input)的簡稱，O是輸出（Output)的簡稱，輸入域和輸出域統(tǒng)稱I/O域。I/O域在觸摸屏中的應(yīng)用比較常見。I/O域包括向PLC傳送數(shù)字、字母或符號的輸入域、只顯示變量數(shù)據(jù)的輸出域和同時具備前面兩種功能的輸入輸出域。選中工具箱中的“元素”，將“I/O域”對象拖到畫面編輯器的工作區(qū)。在畫面上建立3個IO域?qū)ο螅鐖D2-110所示。分別在3個I/O域的屬性視圖的“常規(guī)”對話框中，設(shè)置模式為“輸入”、“輸出”、“輸出/輸入”輸出顯示五位整數(shù)，為此組態(tài)“移動小數(shù)點(diǎn)”(小數(shù)部分的位數(shù))為0，“格式樣式”為“s99999”，表示帶符號整數(shù)為五位。4）開關(guān)組態(tài)開關(guān)是一種用于布爾(Bool)變量輸入、輸出的對象，它有兩項(xiàng)基本功能：一是用圖形或者文本顯示布爾變量的值(0或者1)；二是點(diǎn)擊開關(guān)時，切換連接的布爾變量的狀態(tài)。如果原來是1則變?yōu)?，如果原來是0則變?yōu)?，這一功能集成在對象中，不需要用戶組態(tài)，發(fā)生“單擊”事件時執(zhí)行函數(shù)。將“工具箱”的“元素”中的“開關(guān)”拖放到畫面的編輯器中。切換模式開關(guān)如圖2-112所示。方框的上部是文字標(biāo)簽，下部是帶滑塊的推拉式開關(guān)，中間是打開和關(guān)閉對應(yīng)的文本。5）符號I/0域符號I/0域的組態(tài)相對前述對象的組態(tài)要復(fù)雜一些，以下用一個例子說明其組態(tài)過程。【例2-3】用符號I/O域控制一盞燈的亮滅。

選中工具箱“元素”中的“符號I/0域”，用鼠標(biāo)拖拽到HMI畫面。用同樣的方法，將工具箱“基本對象”中的“圓”也拖拽到畫面。在TIA博途軟件項(xiàng)目視圖項(xiàng)目樹中，選中“文本和圖形列表”選項(xiàng)，單擊“添加”按鈕，在文本列表中，添加一個"TexLis_!”文本，如圖2-114所示。再在文本列表中添加兩個項(xiàng)目，其中“0”對應(yīng)“停止”，“1”對應(yīng)“啟動”。將符號I/0域過程變量與位變量“HL”關(guān)聯(lián)，文本列表與前述創(chuàng)建的“textlist1”文本關(guān)聯(lián)。按照前面的方法組態(tài)圓（燈HL）觸摸屏畫面設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)程序仿真與調(diào)試任務(wù)實(shí)施智慧停車場控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖的繪制程序流程圖又稱程序框圖，是用統(tǒng)一規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)符號描述程序運(yùn)行具體步驟的圖形表示。流程圖是流經(jīng)一個系統(tǒng)的信息流、觀點(diǎn)流或部件流的圖形代表。在企業(yè)中，流程圖主要用來說明某一過程。這種過程即可以是生產(chǎn)線上的工藝流程，也可以是完成一項(xiàng)任務(wù)必須的管理過程。程序流程圖的每種元素都有對應(yīng)的符號，以下是程序流程圖常用的幾個標(biāo)準(zhǔn)符號。順序型：幾個連續(xù)的處理步驟依次排列構(gòu)成選擇型：由某個邏輯判斷式的取值決定選擇兩個處理中的一個先判定（while）型循環(huán)：在循環(huán)控制條件成立時，重復(fù)執(zhí)行特定的處理多情況（case）型選擇：列舉多種處理情況，根據(jù)控制變量的取值，選擇執(zhí)行其一TIA博途軟件編程方法簡介TIA博途軟件編程方法有三種:線性化編程、模塊化編程和結(jié)構(gòu)化編程。線性化編程線性化編程就是將整個程序放在循環(huán)控制組織塊OB1中，CPU循環(huán)掃描執(zhí)行OB1中全部指令。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、概念簡單，但由于所有指令都在一個塊中，程序的某些部可能不需要多次執(zhí)行，而掃描時，重復(fù)掃描所有的指令，會造成資源浪費(fèi)、執(zhí)行效率低。對于大型的程序要避免線性化編程。模塊化編程模塊化編程就是將程序根據(jù)功能分為不同的邏輯塊，每個邏輯塊完成不同的功能。OB1中可以根據(jù)條件調(diào)用不同的函數(shù)或者函數(shù)塊。其特點(diǎn)是易于分工合作，調(diào)試方便。由于邏輯塊有條件調(diào)用,所以提高了CPU的效率。結(jié)構(gòu)化編程結(jié)構(gòu)化編程就是將過程要求中類似或者相關(guān)的任務(wù)歸類,在函數(shù)或者函數(shù)塊中編程,形成通用的解決方案。通過不同的參數(shù)調(diào)用相同的函數(shù)或者通過不同的背景數(shù)據(jù)塊調(diào)用相同的函數(shù)塊。塊的概述變量名稱變量類型說明輸入Input為調(diào)用模塊提俱數(shù)據(jù)，輸入給邏輯模塊輸出Output從邏輯模塊輸出數(shù)據(jù)結(jié)果輸入/輸出InOut參數(shù)值既可以輸入。也可以輸出靜態(tài)變量Static靜態(tài)變最存儲在背景數(shù)據(jù)塊中，塊調(diào)用結(jié)束后，變量被保留臨時變量Temp臨時變量存儲堆棧中，塊執(zhí)行結(jié)束后,變量消失塊的簡介在操作系統(tǒng)中包含了用戶程序和系統(tǒng)程序，操作系統(tǒng)已經(jīng)固化在CPU中，它提供CPU運(yùn)行和調(diào)試的機(jī)制。CPU的操作系統(tǒng)是按照事件驅(qū)動掃描用戶程序的。用戶程序?qū)懺诓煌膲K中，CPU按照執(zhí)行的條件成立與否執(zhí)行相應(yīng)的程序塊或者訪問對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊。用戶程序則是為了完成特定的控制任務(wù)，是由用戶編寫的程序。用戶程序通常包括組織塊（OB)、函數(shù)塊(FB)、函數(shù)(FC)和數(shù)據(jù)塊(DB)。塊的結(jié)構(gòu)塊由變量聲明表和程序組成。每個邏輯塊都有變量聲明表，變量聲明表是用來說明塊的局部數(shù)據(jù)。而局部數(shù)據(jù)包括參數(shù)和局部變量兩大類。在不同的塊中可以重復(fù)聲明和使用同一局部變量,因?yàn)樗鼈冊诿總€塊中僅有效一次。局部變量包括兩種:靜態(tài)變量和臨時變量。參數(shù)是在調(diào)用塊與被調(diào)用塊之間傳遞的數(shù)據(jù)，包括輸入、輸出和輸入/輸出變量。函數(shù)（FC）函數(shù)FC是指一段可以直接被另一段程序或代碼（即OB、FB或FC）引用的程序或代碼。在PLC編程中，一個較大的程序一般應(yīng)分為若干個程序塊，每一個程序塊用來實(shí)現(xiàn)一個特定的功能。OB1中可以由若干個函數(shù)構(gòu)成，并在其中調(diào)用其他函數(shù)，其他函數(shù)也可以相互調(diào)用。在PLC程序設(shè)計(jì)中，常將一些常用的功能模塊編寫成函數(shù)，放在函數(shù)庫中供選用。善于利用函數(shù)，以減少重復(fù)編寫程序段的工作量。函數(shù)沒有固定的存儲區(qū)，執(zhí)行完成后，臨時變量中的數(shù)據(jù)就不存在了。FC主要使用以下幾種局部變量Input：輸入?yún)?shù)，由調(diào)用它的塊提供輸入數(shù)據(jù)Output：輸出參數(shù)，返回執(zhí)行結(jié)果；InOut：輸入輸出參數(shù)，初值由調(diào)用它的塊提供，執(zhí)行以后返回結(jié)果；Temp:臨時數(shù)據(jù)。（2）功能實(shí)現(xiàn)1）創(chuàng)建新項(xiàng)目，添加新設(shè)備，選擇控制器->SIMATICS7-1200->CPU->CPU1214CDC/DC/DC->訂貨號：6ES7214-1AG40-0XB0，版本V4.22）點(diǎn)擊程序塊->添加新塊->選擇FC，命名：FC使用，（1）問題分析讀者知道，一個正數(shù)的絕對值是它本身，負(fù)數(shù)的絕對值是它的相反數(shù)，例如2.0的絕對值是2.0，-2.0的絕對值是2.0。進(jìn)一步分析，為了解決這個問題，需要一個輸入?yún)?shù)與一個輸出參數(shù)。操作案例：通過FC實(shí)現(xiàn)輸入一個數(shù)據(jù)求其對應(yīng)的絕對值。名稱數(shù)據(jù)類型用途XReal輸入?yún)?shù)YReal輸出參數(shù)tempReal保留中間運(yùn)算結(jié)果4）程序編寫程序段1如圖2-43所示。程序段1的含義是：首先判斷X是否大于等于0，如果條件滿足的話，就將X的值賦值給Y,這樣就實(shí)現(xiàn)了大于等于0.0的數(shù)，絕對值是它本身。3）接口定義：定義3個變量X，Y，temp，5）OB1中調(diào)用拖拽FC使用到OB1中并設(shè)置輸入為MD10、輸出為MD14，OB1調(diào)用FC使用程序段2的含義是：如果X小于0，將X賦值給臨時變量temp,然后執(zhí)行0減去temp,于是就得到新的temp,其實(shí)新的temp就等于-X，最后將temp的值賦值給Y。程序段2實(shí)現(xiàn)負(fù)數(shù)的絕對值1函數(shù)塊（FB）函數(shù)塊FBFB稱為功能塊，調(diào)用FB塊時，需要生成背景數(shù)據(jù)塊。需要指出的是FB接口區(qū)，Satic中定義的變量，稱為靜態(tài)變量。3）定義三個變量：X、Y、temp，1）新建一個項(xiàng)目，命名為FB使用，添加新設(shè)備2）添加新塊，選擇FB，并命名，操作案例：使用FB編程求一個數(shù)的絕對值5）OB1中調(diào)用FB在OB1中調(diào)用取絕對值FB使用4）編寫程序函數(shù)FC和函數(shù)塊FB的區(qū)別FC沒有自己的背景數(shù)據(jù)塊，即FC的局部變量沒有初始值，因此FC的形式參數(shù)在調(diào)用時都必須賦予實(shí)際參數(shù)。在調(diào)用帶參數(shù)的FC時，參數(shù)位置均為紅色問號“??.?”，必須指定實(shí)際值，否則程序會報錯。FB有自己的背景數(shù)據(jù)塊，所有的參數(shù)在背景數(shù)據(jù)塊中都有對應(yīng)的存儲位置，即FB的局部變量（不包括TEMP）有初始值，因此在調(diào)用FB時，只需指定其背景數(shù)據(jù)塊，而形參位置為黑點(diǎn)“...”，可根據(jù)需要選擇填寫，即在調(diào)用FB時，如果沒有設(shè)置某些輸入、輸出參數(shù)，進(jìn)入“RUN”模式時將使用背景數(shù)據(jù)塊中的初始值。FC只能在內(nèi)部訪問它的局部變量，其他程序塊可訪問FB的背景數(shù)據(jù)塊中的變量。數(shù)據(jù)塊（英文為DataBlock）用于存儲用戶數(shù)據(jù)及程序中間變量。新建數(shù)據(jù)塊時，默認(rèn)狀態(tài)是優(yōu)化的存儲方式且數(shù)據(jù)塊中存儲的變量是非保持的。數(shù)據(jù)塊占用CPU的裝載存儲區(qū)和工作存儲區(qū)，與標(biāo)識存儲器的功能類似，都是全局變量，不同的是，M數(shù)據(jù)區(qū)的大小在CPU技術(shù)規(guī)范中已經(jīng)定義且不可擴(kuò)展，而數(shù)據(jù)塊存儲區(qū)由用戶定義，最大不能超過工作存儲區(qū)或裝載存儲區(qū)，其存儲空間與CPU的類型有關(guān)。按照功能分，數(shù)據(jù)塊DB可以分為:全局?jǐn)?shù)據(jù)塊、背景數(shù)據(jù)塊和基于數(shù)據(jù)類型(用戶定義數(shù)據(jù)類型、系統(tǒng)數(shù)據(jù)類型和數(shù)組類型)的數(shù)據(jù)塊全局?jǐn)?shù)據(jù)塊(DB)及其應(yīng)用全局?jǐn)?shù)據(jù)塊用于存儲程序數(shù)據(jù)，因此，數(shù)據(jù)塊包含用戶程序使用的變量數(shù)據(jù)。一個程序中可以創(chuàng)建多個數(shù)據(jù)塊。全局?jǐn)?shù)據(jù)塊必須創(chuàng)建后大可以在程序中體用數(shù)據(jù)塊，,用來存儲程序的各種數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)塊的訪問方式有很多，可以按位、字節(jié)、字等。數(shù)據(jù)塊（DB）（2）功能實(shí)現(xiàn)1）新建一個項(xiàng)目，命名為數(shù)據(jù)塊，添加新設(shè)備2）添加新塊，選擇DB，并命名（1）問題分析我們可以定義一個數(shù)據(jù)塊，取名為求和DB，新建如圖2-51所示幾個變量。其中名稱為table的變量，為待求和的數(shù)組，i為循環(huán)次數(shù)，和為求和的結(jié)果。操作案例：table[0]-table[9]的值分別為1-10，求數(shù)組table[0]-table[9]的和4）在啟動OB中，利用SCL語言完成程序編寫。FOR"求和DB".i:=0TO9DO"求和DB".table["求和DB".i]:="求和DB".i+1;END_FOR;FOR"求和DB".i:=0TO9DO"求和DB".和:="求和DB".table["求和DB".i]+"求和DB".和;END_FOR;3）添加新塊，選擇組織塊，選擇Startup，如圖2-52所示?！皢印監(jiān)B將在PLC的工作模式從STOP切換為RUN時執(zhí)行一次5）仿真觀察結(jié)果從上圖中看出，table[0]到table[9]被賦值成了1-10，通過多次運(yùn)算，計(jì)算結(jié)果保存在和中，結(jié)果為55。計(jì)數(shù)器在西門子S7-1200PLC的指令系統(tǒng)中，定時器和計(jì)數(shù)器都是采用IEC標(biāo)準(zhǔn)（即InternationalElectrotechnicalCommission，國際電工委員會，簡稱IEC），S7-1200PLC有3種類型的定時器（1.加計(jì)數(shù)器：CTU；2.減計(jì)數(shù)器：CTD；3.加減計(jì)數(shù)器：CTUD）加計(jì)數(shù)器：CTU加計(jì)數(shù)器有5個輸入輸出端，分別為1.加計(jì)數(shù)信號輸入端——CU；2.復(fù)位端——R；3.預(yù)設(shè)計(jì)數(shù)值——PV；4.當(dāng)前計(jì)數(shù)值——CV；5.計(jì)數(shù)器信號輸出——Q每當(dāng)CU從“0”變?yōu)椤?”，CV增加1；當(dāng)CV=PV時，Q輸出“1”，此后每當(dāng)CU從“0”變?yōu)椤?”，Q保持輸出“1”，CV繼續(xù)增加1直到達(dá)到計(jì)數(shù)器指定的整數(shù)類型的最大值。在任意時刻，只要R為“1”時，Q輸出“0”，CV立即停止計(jì)數(shù)并回到0。減計(jì)數(shù)器：CTD減計(jì)數(shù)器同樣也有5個輸入輸出端，分別為：1.減計(jì)數(shù)信號輸入端——CD；2.值裝載端——LD；3.預(yù)設(shè)計(jì)數(shù)值——PV；4.當(dāng)前計(jì)數(shù)值——CV；5.計(jì)數(shù)器信號輸出——Q，每當(dāng)CD從“0”變?yōu)椤?”，CV減少1；當(dāng)CV=0時，Q輸出“1”，此后每當(dāng)CU從“0”變?yōu)椤?”，Q保持輸出“1”，CV繼續(xù)減少1直到達(dá)到計(jì)數(shù)器指定的整數(shù)類型的最小值。在任意時刻，只要LD為“1”時，Q輸出“0”，CV立即停止計(jì)數(shù)并回到PV值每當(dāng)CU從“0”變?yōu)椤?”，CV增加1，每當(dāng)CD從“0”變?yōu)椤?”，CV減少1；當(dāng)CV>=PV時，QU輸出“1”減計(jì)數(shù)器同樣有8個輸入輸出端，分別為：1.加計(jì)數(shù)信號輸入端——CD；2.減計(jì)數(shù)信號輸入端——CD；3.復(fù)位輸入端——R；4.值裝載端——LD；5.預(yù)設(shè)計(jì)數(shù)值——PV；6.當(dāng)前計(jì)數(shù)值——CV；7.計(jì)數(shù)器信號輸出1——QU；8.計(jì)數(shù)器信號輸出1——QD加減計(jì)數(shù)器：CTUD當(dāng)CV<=0時，QD輸出“1”，當(dāng)CV>0時，QD輸出“0”；CV的上下限取決于計(jì)數(shù)器指定的整數(shù)類型的最大值與最小值當(dāng)CV<PV時，QU輸出“0”

跳轉(zhuǎn)指令功能：PLC程序是自上而下順序執(zhí)行的，如果想改變程序執(zhí)行順序，可使用跳轉(zhuǎn)指令JMP來實(shí)現(xiàn)。跳轉(zhuǎn)指令主要包括條件判斷指令JMP或JMPN，和跳轉(zhuǎn)標(biāo)簽LABEL組成。跳轉(zhuǎn)指令JMP指令功能：可以使用JMP指令中斷程序的順序執(zhí)行，并從其它程序段繼續(xù)執(zhí)行。目標(biāo)程序段必須由跳轉(zhuǎn)標(biāo)簽(LABEL)進(jìn)行標(biāo)識。在指令上方的占位符指定該跳轉(zhuǎn)標(biāo)簽的名稱。指定的跳轉(zhuǎn)標(biāo)簽與執(zhí)行的指令必須位于同一數(shù)據(jù)塊中，指定的名稱在該數(shù)據(jù)塊中只能出現(xiàn)一次。一個程序段中只能使用一個跳轉(zhuǎn)線圈。如果該指令輸入的邏輯運(yùn)算結(jié)果(RLO)為“1”，則將跳轉(zhuǎn)到由指定跳轉(zhuǎn)標(biāo)簽標(biāo)識的程序段?？梢蕴D(zhuǎn)到更大或更小的程序段編號。如果不滿足該指令輸入的條件(RLO=0)，則程序?qū)⒗^續(xù)執(zhí)行下一程序段。

OK與NOT_OK指令

功能：OK和NOT_OK指令用來檢測輸入數(shù)據(jù)是否是實(shí)數(shù)（即浮點(diǎn)數(shù)）。如果是實(shí)數(shù)，OK觸點(diǎn)接通，反之NOT_OK觸點(diǎn)接通。觸點(diǎn)上面的變量的數(shù)據(jù)類型為Real，

OK與NOT_OK指令設(shè)置wincc1.添加PC系統(tǒng)添加新設(shè)備->選擇PC系統(tǒng)->常規(guī)PC->SIMATICPC-Station，版本V1.0->點(diǎn)擊確定->通信模塊->PROFINET/Ethernet->常規(guī)IE拖拽到對應(yīng)的插槽中->點(diǎn)擊SIMATICHMI應(yīng)用軟件->選擇WinCCRTAdvanced，拖拽到對應(yīng)的插槽中。這一步驟完成的結(jié)果。設(shè)置wincc2實(shí)現(xiàn)PLC與PC系統(tǒng)的連接點(diǎn)擊設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)->選擇連接，HMI連接->建立連接。傳感器的基本知識傳感器是一種檢測裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成，它酷似人類的“五官”（視覺、嗅覺、味覺、聽覺和觸覺），能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信號，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。傳感器的分類按傳感器輸出信號的性質(zhì)分類，可分為：輸出為開關(guān)量（“１”和“０”或“開”和“關(guān)”）的開關(guān)型傳感器；輸出為模擬型傳感器；輸出為脈沖或代碼的數(shù)字型傳感器。按傳感器的物理量分類，可分為位移、力、速度、溫度、流量、氣體成份等傳感器。按傳感器工作原理分類，可分為電阻、電容、電感、電壓、霍爾、光電、光柵熱電偶等傳感器。NPN和PNP傳感器接線PNP型和NPN型一般指的是三線制的傳感器來說的，（注意：“P”是代表正極，“N”代表負(fù)極。）特性是輸出狀態(tài)不同，按照輸出信號來判定，即高電平和低電平。PNP輸出高電平（1），NPN輸出低電平（0）。PNP型和NPN型傳感器一般有三條線，即電源正極線（24V），電源負(fù)極線（0V)，OUT信號輸出線。傳感器的作用各不相同，種類繁多，不管是磁性開關(guān)、光電開關(guān)、壓力傳感器等。但都會分為兩大類：PNP型和NPN型。PNP型傳感器PNP型傳感器指當(dāng)有信號觸發(fā)時，信號輸出OUT端和電源從V+相連接導(dǎo)通，相當(dāng)于輸出高電平NPN型傳感器NPN型傳感器指當(dāng)有信號觸發(fā)時，信號輸出OUT端和電源負(fù)極0V相連接導(dǎo)通，相當(dāng)于輸出低電平常用傳感器接近傳感器接近傳感器能夠在非接觸的情況下檢測被測物體是否接近，并將檢測結(jié)果以開關(guān)信號方式輸出，溫度傳感器為了滿足不同場合、不同物質(zhì)的溫度測量要求，測量溫度的方法有接觸式和非接觸式兩種。磁性開關(guān)磁力式接近開關(guān)(簡稱磁性開關(guān))是一種非接觸式位置檢測開關(guān)，這種非接觸式位置檢測不會磨損和損傷檢測對象，響應(yīng)速度高。光纖式光電接近開關(guān)光纖式光電接近開關(guān)（簡稱光纖式光電開關(guān)）也是光纖傳感器的一種，光纖傳感器傳感部分沒有電路連接，不產(chǎn)生熱量，只利用很少的光能光電編碼器光電編碼器是通過光電轉(zhuǎn)換，將機(jī)械、幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器，城市供暖控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1順序控制的設(shè)計(jì)方法在工業(yè)領(lǐng)域中，很多場合都需要采用順序控制的方式。所謂順序控制是指根據(jù)生產(chǎn)工藝流程預(yù)先設(shè)定的順序，在各個輸入信號內(nèi)部狀態(tài)或時間等條件的作用下，各執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動進(jìn)行動作。順序功能圖是描述系統(tǒng)地控制過程、功能和特性地一種圖形，是設(shè)計(jì)PLC順序控制程序的有力工具。順序功能圖順序功能圖主要包括步、與步對應(yīng)的動作或命令、有向連線、轉(zhuǎn)換條件步把系統(tǒng)的循環(huán)工作過程分成若干個順序相連的階段，稱這些階段為步。步用矩形框表示，步的編號可用數(shù)字或者代表該步的地址表示。與系統(tǒng)初始狀態(tài)對的步稱為起始步，用雙線矩形框表示，每個順序功能圖至少要有一個起始步，如圖2-200所示。當(dāng)步處于活動狀態(tài)時，成為活動步，此時會執(zhí)行相應(yīng)的動作。與步對應(yīng)的動作或命令系統(tǒng)的每一步都會對應(yīng)某些動作，其用矩形框表示，框內(nèi)的文字或符號表示對應(yīng)動作，并且將該矩形框與相應(yīng)步的矩形框相連。當(dāng)處于活動步時，與該步相關(guān)的動作被執(zhí)行；反之，動作不執(zhí)行。有向連線有向連線表明步的轉(zhuǎn)換過程，即將步連接到轉(zhuǎn)換并將轉(zhuǎn)換連接到步。順序功能圖中有向連線的方向如果是從上到下、從左到右，那么有向連線上的箭頭可以省略。否則需要加上箭頭，以便理解活動狀態(tài)的進(jìn)展方向。轉(zhuǎn)換條件步的活動狀態(tài)的進(jìn)展是由轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)的。轉(zhuǎn)換符號用與有向連線垂直的一根短橫線表示，轉(zhuǎn)換條件在轉(zhuǎn)換符號旁邊用文字或者符號說明。轉(zhuǎn)換將相鄰的步分隔開，當(dāng)滿足轉(zhuǎn)換條件時，上一步的動作結(jié)束隨之下一步的動作開始。轉(zhuǎn)換條件可以是外部輸入信號，如按鈕、傳感器、開關(guān)等，也可以是PLC內(nèi)部的信號，如計(jì)數(shù)器、定時器出點(diǎn)的通斷等。01020304順序功能圖基本結(jié)構(gòu)并列序列結(jié)構(gòu)并列序列表示系統(tǒng)的幾個同時工作的獨(dú)立部分的工作情況。當(dāng)轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)會導(dǎo)致幾個序列同時被激活時，這些序列稱為并列序列03單序列結(jié)構(gòu)在順序功能圖中，每一步的后面只有一個轉(zhuǎn)換，每個轉(zhuǎn)換后面只有僅有一個步，這樣由一系列順序連接的步組成的結(jié)構(gòu)成為單序列01選擇序列結(jié)構(gòu)當(dāng)某個步的后面由幾個步，當(dāng)滿足不同轉(zhuǎn)換條件時，會跳轉(zhuǎn)到不同的步，稱為選擇序列02順序控制設(shè)計(jì)思路順序控制設(shè)計(jì)的思路時將系統(tǒng)的一個工作周期劃分為若干個順序相連的步驟，并用編程元件（如順序控制繼電器S或位存儲器M）代表各步，用轉(zhuǎn)換條件控制各步的編程元件，使得它們的狀態(tài)按照一定的順序變化。用代表各步的編程元件控制PLC的輸出，模擬量硬件模塊組態(tài)與設(shè)置實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中常由傳感器采集壓力溫度、速度、流量等非電信號，然后將非電信號轉(zhuǎn)換為模擬的電壓或電流信號，再傳輸給PLC控制系統(tǒng)，由其對模擬量信息加工處理，以實(shí)現(xiàn)計(jì)算、比較、顯示等操作。S7-1200系列PLC模擬量模塊支持電壓(±10V、±5V、±2.5V、±1.25V)和電流(0-20mA，4-20mA)兩種輸入形式，具體使用哪種形式須根據(jù)傳感路使用說明書設(shè)置模擬量的采集與處理AI通道0參數(shù)設(shè)置硬件添加完成后修改AI/AO起始地址或保持默認(rèn)地址，然后再根據(jù)傳感器輸出類型分別設(shè)置PLC對應(yīng)輸人通道地址的測量類型、測量范圍、濾波等級及診斷功能等參數(shù)。數(shù)學(xué)運(yùn)算指令包括加、減、乘、除四則運(yùn)算，取反、遞增、計(jì)算絕對值、平方根、計(jì)算自然對數(shù)、計(jì)算指數(shù)值、計(jì)算正弦值、余弦值、正切值等。其操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型可選Int、Dint、Real、LReal、USInt、UInt、SInt和UDInt。數(shù)學(xué)運(yùn)算指令指令名稱梯形圖符號說明加法

使用“加”指令，將輸入IN1的值與輸入IN2的值相加，并在輸出OUT（OUT：=IN1+IN2）處查詢總和。在初始狀態(tài)下，指令框中至少包含兩個輸入（IN1和IN2）?？梢詳U(kuò)展輸入數(shù)目。減法

使用“減”指令，將輸入IN2的值從輸入IN1的值中減去，并在輸出OUT（OUT：=IN1-IN2）處查詢差值。乘法

使用“乘”指令，將輸入IN1的值與輸入IN2的值相乘，并在輸出OUT（OUT：=IN1*IN2）處查詢乘積?？梢栽谥噶罟δ芸蛑姓归_輸入的數(shù)字。除法

可以使用“除”指令，將輸入IN1的值除以輸入IN2的值，并在輸出OUT(OUT:=IN1/IN2)處查詢商值。返回除法的余數(shù)

可以使用“返回除法的余數(shù)”指令，將輸入IN1的值除以輸入IN2的值，并通過輸出OUT查詢余數(shù)。遞增

使用“遞增”指令將參數(shù)IN/OUT中操作數(shù)的值為更改下一個更大的值，并查詢結(jié)果。遞減

使用“遞減”指令將參數(shù)IN/OUT中操作數(shù)的值為更改下一個更小的值，并查詢結(jié)果。絕對值

使用“計(jì)算絕對值”指令，計(jì)算輸入IN處指定的值的絕對值。指令結(jié)果被發(fā)送到輸出OUT，可供查詢。平方根

使用“計(jì)算平方根”指令計(jì)算輸入IN的浮點(diǎn)值的平方根，并將結(jié)果寫入輸出OUT。如果輸入值大于零，則該指令的結(jié)果為正數(shù)。如果輸入值小于零，則輸出OUT返回一個無效浮點(diǎn)數(shù)。如果輸入IN的值為“0”，則結(jié)果也為“0”。自然對數(shù)

使用“計(jì)算自然對數(shù)”指令，可以計(jì)算輸入IN處值以(e=2.718282)為底的自然對數(shù)。計(jì)算結(jié)果將存儲在輸出OUT中，可供查詢。如果輸入值大于零，則該指令的結(jié)果為正數(shù)。如果輸入值小于零，則輸出OUT返回一個無效浮點(diǎn)數(shù)。正弦

使用“計(jì)算正弦值”指令，可以計(jì)算角度的正弦值。角度大小在IN輸入處以弧度的形式指定。指令結(jié)