PLC虛擬仿真實驗室（FACTORYIO）教程第一章FACTORYIO軟件入門第二章

部件使用手冊第三章FACTORYIO的PLC控制第四章-西門子S7-1200編程基礎(chǔ)

全套可編輯PPT課件

FACTORYI/O軟件入門目錄contents軟件界面介紹1編輯與運行部件的標(biāo)簽23場景的初次應(yīng)用4課后思考5軟件界面介紹在歡迎界面的右邊部分包含了“文檔”和“教程”兩個部分，點開入門、手冊、部件、場景等文檔后會進入相對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)界面里面有對應(yīng)的說明書，但是目前還都是英文參考說明，如果電腦未聯(lián)網(wǎng)“文檔”和“教程”兩個部分的在線資料都無法使用。軟件界面介紹在歡迎界面下點擊新建后就會進入場景主界面。FACTORYI/O這款軟件的界面極其簡潔，所以使用起來也非常的簡單直觀，主界面下分別有三個窗口分別是：（1）工具欄；（2）部件窗口；（3）控制器狀態(tài)欄。其中大部分的操作都集中在工具欄的功能按鈕中軟件界面介紹軟件界面介紹在點擊“文件”操作后，文件下拉列表各個文件操作功能解釋軟件界面介紹軟件界面介紹軟件界面介紹部件窗口顯示了所有在FACTORYI/O軟件中可用的部件，當(dāng)創(chuàng)建或打開一個場景之后，你可以直接從部件庫中拖拽部件到立體場景中?？梢栽诓考翱谥悬c擊下拉列表去選擇部件種類，每個種類只顯示該種類類型內(nèi)的部件。另外還可以在搜索中直接輸入部件名稱來進行部件查找（注意部件搜索時要輸入部件的英文名稱，把鼠標(biāo)停在部件上，窗口左下方會顯示相應(yīng)的部件名稱）。軟件界面介紹-導(dǎo)航器

相機在FACTORYI/O中是一個關(guān)鍵功能，幾乎每一個任務(wù)都需要你合理的操作相機，當(dāng)在3D空間導(dǎo)航時就需要用到相機，比如編輯和創(chuàng)建場景，與部件互動等操作。重要的是在FACTORYI/O中合理的使用不同的相機可以使你的操作更加靈活便捷。

這里提供了三種不同類型的相機：對應(yīng)（1）軌道相機（2）飛行相機（3）第一人稱視角相機；每種相機使用于特定的場景和應(yīng)用，你需要根據(jù)需要完成的任務(wù)來選擇不同的相機，你可以根據(jù)不同的使用需求通過工具欄的右上角的3個相機功能按鈕進行切換。軟件界面介紹-相機窗口

在工具欄中點擊相機窗口按鈕會彈出相機窗口對話框，相機窗口允許保存當(dāng)前的相機模式和相機位置，在場景中可以鼠標(biāo)左鍵雙擊各個相機方位來進行切換，同時也可以對所保存的相機方位名稱進行編輯或刪除操作。軟件界面介紹-相機導(dǎo)航器

在工具欄的“視圖”中勾選“相機導(dǎo)航”后，在場景界面中就會顯示出相機導(dǎo)航器，可以通過相機導(dǎo)航器上的功能按鈕來控制不同相機模式下的相機的運動。軟件界面介紹-相機導(dǎo)航器

在工具欄的“視圖”中勾選“相機導(dǎo)航”后，在場景界面中就會顯示出相機導(dǎo)航器，可以通過相機導(dǎo)航器上的功能按鈕來控制不同相機模式下的相機的運動。軟件界面介紹-編輯與運行部件的創(chuàng)建

部件的創(chuàng)建可以通過從部件庫中直接拖拽到場景中，部件的復(fù)制可以直接點擊要復(fù)制的部件，選中后直接進行(Ctrl+C)復(fù)制部件和(Ctrl+V)粘貼部件的操作放置到指定位置，或者選中部件后按住(alt)進行拖拽。部件的選擇

選擇單個部件可以通過鼠標(biāo)左鍵直接點擊部件，被選中的部件會在部件空間上顯示透明的白色框架。也可以在場景中同時選擇多個部件，通過按住鼠標(biāo)右鍵然后拉出矩形框來完成多部件選擇，在矩形框內(nèi)的部件都將被選中。另外一種選擇多個部件的方式是按住Ctrl鍵然后用鼠標(biāo)左鍵連續(xù)點擊需要選中的部件。部件的刪除

選擇要刪除的部件，然后按“delete”鍵直接進行刪除。軟件界面介紹-編輯與運行部件的移動

先通過鼠標(biāo)左鍵選中需要移動的部件，然后進行拖拽使部件水平方向的移動，要讓部件在垂直方向上進行移動就需要按住“V”鍵，然后按下鼠標(biāo)左鍵進行拖拽。部件的旋轉(zhuǎn)

要對部件進行旋轉(zhuǎn)可以先選中部件，按下“Y”鍵后部件會進行水平方向旋轉(zhuǎn)，按下“R”鍵后部件會進行翻轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)按下“T”鍵后部件也進行翻轉(zhuǎn)，但是使用“R”和“T”進行翻轉(zhuǎn)的軸在水平面相互垂直。部件的組合

可以將多個部件組合在一起作為一個整體，這樣可以方便對組合部件進行整體的移動。在選中想要進行組合的部件后按住“Ctrl+G”就完成了部件的組合，要選中組合中的單個部件可以按住“Ctrl”鍵然后選擇要單獨編輯的部件，取消部件可以同樣按住“Ctrl+G”。軟件界面介紹-編輯與運行

功能鍵主要控制仿真的運行與停止、仿真的暫停、仿真的重置。當(dāng)按下“暫停仿真”按鈕后，仿真狀態(tài)會停在當(dāng)前暫停的瞬間，此時可以檢查各個仿真部件的當(dāng)前狀態(tài)；當(dāng)按下“仿真重置”按鈕后，場景內(nèi)已經(jīng)產(chǎn)生的托盤和零件都會消失，場景保持仿真前的初始狀態(tài)；當(dāng)按下“在慢速環(huán)境下運行仿真(10x)”時，場景內(nèi)所有部件會以原來速度的十分之一的速度運行。軟件界面介紹-部件的標(biāo)簽

一個標(biāo)簽是由標(biāo)簽名和標(biāo)簽的內(nèi)部值組成。當(dāng)創(chuàng)建一個部件的時候，部件的標(biāo)簽名是自動分配生成的。最好可以對標(biāo)簽進行重命名，可以使用簡短有描述性的標(biāo)簽命名，因為在分配PLC或控制器的傳感器和執(zhí)行器時會用到這些標(biāo)簽。軟件界面介紹-部件的標(biāo)簽

標(biāo)簽可以有三種不同的數(shù)據(jù)類型，標(biāo)簽所使用的數(shù)據(jù)類型要根據(jù)傳感器類型、執(zhí)行器類型以及它們的配置而定。Bool類型是針對于開關(guān)量（OFF/ON）信號，F(xiàn)loat類型是針對于實數(shù)數(shù)值,Int類型是針對于整數(shù)數(shù)值。注意：每一種不同類型的控制器可能會要求將標(biāo)簽的數(shù)據(jù)類型進行相互轉(zhuǎn)換，這種類型轉(zhuǎn)換可能會導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。軟件界面介紹-部件的標(biāo)簽

可以通過點擊工具欄上的對應(yīng)圖標(biāo)來對傳感器和執(zhí)行器的標(biāo)簽進行顯示和隱藏。軟件界面介紹-故障設(shè)置

FACTORYI/O中允許通過對部件插入故障來幫助訓(xùn)練學(xué)員的快速排查故障的能力，這個故障將會貫穿到PLC和部件之間的連接輸入輸出信號，例如以部件中傳感器的信號對應(yīng)的PLC輸入信號，通過故障可以將此類信號直接設(shè)置為常開或者常閉，而不隨場景中實際的運行而改變信號的狀態(tài)，這樣就真實的模擬了現(xiàn)場實際應(yīng)用中遇到的常見傳感器故障。軟件界面介紹-故障設(shè)置

常開故障狀態(tài)

常閉故障狀態(tài)軟件界面介紹-場景的搭建

在場景中共包含以下部件：發(fā)生器(Emitter)：1套接收器(Remover)：2套4米皮帶輸送線(BeltConveyor4m)：1套2米皮帶輸送線(BeltConveyor2m)：1套擋板(StopBlade)：1套推桿氣缸（Pusher）：1套漫反射傳感器(DiffuseSensor)：1套角鋼支架（MetalCorner）：1套大型安全圍欄(Safeguard(L))：1套小型安全圍欄(Safeguard(S))：4套軟件界面介紹-場景的搭建

（步驟一）在場景中放置一個“4米皮帶輸送線”軟件界面介紹-場景的搭建（步驟二）在4米皮帶輸送線的末端放置“擋板”，保持“擋板”與皮帶線處于水平對齊軟件界面介紹-場景的搭建（步驟三）在4米皮帶輸送線和擋板的后端放置一套2米皮帶輸送線軟件界面介紹-場景的搭建（步驟四）在圖中所示位置放置“推桿氣缸”軟件界面介紹-場景的搭建（步驟五）在皮帶線另一側(cè)和“推桿氣缸”相對應(yīng)的位置放置“滑坡”用于接收推桿氣缸從皮帶線上所移出的貨箱。軟件界面介紹-場景的搭建（步驟六）在“推桿氣缸”旁先放置一套“角鋼支架”，接著在支架上放置“漫反射傳感器”用于檢測皮帶輸送線上的貨箱軟件界面介紹-場景的搭建（步驟七）分別在皮帶輸送線入口處放置發(fā)射器，在皮帶輸送線出口和滑坡末端分別放置接收器。（步驟八）在輸送線外側(cè)分別用一個大型安全圍欄和四個小型安全圍欄對輸送線進行安全防護，最終完成場景軟件界面介紹-場景的手動控制

由于在FACTORYI/O中還沒有通過“驅(qū)動”的配置連接PLC等控制器，因此場景中的部件還不能根據(jù)程序邏輯自動運行。不過每次場景搭建好之后也需要對場景中部件的放置位置進行調(diào)試并通過手動強制部件來進行功能的演示。在“視圖”中“添加所有標(biāo)簽至任務(wù)欄”后就可以下圖中看到所有的傳感器和執(zhí)行器的標(biāo)簽列表。手動控制場景中的各個部件時需要將所有部件進行“強制”操作。軟件界面介紹-場景的手動控制設(shè)置發(fā)射器為以10秒間隔產(chǎn)生一個小型貨箱，當(dāng)傳感器檢測到貨箱離開后手動控制擋板升起，隨后控制推桿氣缸將貨箱推出到滑坡上并回到原位，最后放下?lián)醢逄釂朡&AThanks部件使用手冊目錄contents物料1重載類型部件輕載類型部件23傳感器4工作臺5操作臺62.1物料-發(fā)射器與接收器Emitter發(fā)射器物料發(fā)射器用于在場景內(nèi)產(chǎn)生物料（例如紙箱和托盤等），當(dāng)有物料在發(fā)射器單元內(nèi)時，發(fā)射器不能再產(chǎn)生新的物料。在發(fā)射器的選項設(shè)置中可以對輸出的貨物和托盤類型進行選擇，還可以對產(chǎn)生物料的時間間隔、物料數(shù)量以及物料產(chǎn)生時的方向和位置是否隨機進行設(shè)置。通過發(fā)射器的標(biāo)簽開關(guān)可以對發(fā)射器進行使能控制。2.1物料-發(fā)射器與接收器Emitter發(fā)射器產(chǎn)生基座的設(shè)置中可以勾選“Pallet”“SquarePallet”和“空”。如果選擇超過一個選項，例如同時選擇了普通托盤和正方形托盤，那么發(fā)射器每次將會隨機產(chǎn)生其中一種托盤，如果“空”選項被選擇就代表發(fā)射器可以產(chǎn)生零件而不需要配套托盤。產(chǎn)生零件的設(shè)置中可以勾選Box（L）大號貨箱（大號）、Box（M）中號貨箱、Box（S）小號貨箱和PalletizingBox包裝盒等。如果勾選超過一個選項，那么發(fā)射器每次將會隨機產(chǎn)生其中一種零件，如果“空”選項被選擇就代表發(fā)射器可以產(chǎn)生托盤而不需要配套零件。2.1物料-發(fā)射器與接收器Remover

接收器當(dāng)一個或多個物料進入到接收器單元內(nèi)，接收器會將這些物料清除。

items

物品2.1物料-貨箱貨箱這里有4種不同的貨箱，每種貨箱都有不同的尺寸和重量。2.1物料-托盤木制托盤用來堆?；蜻\輸各種貨物。2.1物料-料盒料盒用來放置并輸送一些類型的物料，例如原材料、產(chǎn)品底座和產(chǎn)品蓋等物料。2.1物料-生產(chǎn)物料原材料經(jīng)過加工中心的處理后會生產(chǎn)出組裝成產(chǎn)品所需要產(chǎn)品底座和產(chǎn)品蓋。這里有三種類型的原材料：藍色塑料原材料、綠色塑料原材料和金屬材質(zhì)原材料。原材料2.1物料-生產(chǎn)物料不管是什么材質(zhì)的原材料最后都可以加工成具有該原材料材料種類的產(chǎn)品底座和產(chǎn)品蓋，將產(chǎn)品底座和產(chǎn)品蓋組裝在一起可以得到產(chǎn)品的成品。不同材質(zhì)或不同顏色的產(chǎn)品底座和產(chǎn)品蓋都可以進行組裝，但是不同材質(zhì)的產(chǎn)品蓋和產(chǎn)品底座組裝后的成品重量會有不同。產(chǎn)品蓋2.1物料-生產(chǎn)物料產(chǎn)品底座2.1物料-生產(chǎn)物料成品2.2重載類型部件滾筒輸送線重載滾筒輸送線可以通過配置來選擇使用數(shù)字量控制或是模擬量控制2.2重載類型部件滾筒輸送線控制參數(shù)2.2重載類型部件滾筒擋停器滾筒擋停器是一個氣動機構(gòu)，機構(gòu)動作后會向上伸出一個黃色滾筒，該機構(gòu)用于滾筒輸送線上物料的擋停、累積或阻止物料間發(fā)生碰撞沖擊。2.2重載類型部件鏈條移載機鏈條移栽機用作將貨物轉(zhuǎn)移到幾個彼此相鄰的滾筒輸送線上，它最適合用來輸送正方形的托盤。鏈條移栽機由滾筒輸送線和三個鏈條傳送帶共同組成。2.2重載類型部件鏈條移載機2.2重載類型部件轉(zhuǎn)臺動力轉(zhuǎn)臺主要用于分揀托盤，轉(zhuǎn)臺中部配備有常規(guī)運轉(zhuǎn)滾筒，邊緣處設(shè)計了無動力自由滾筒，在轉(zhuǎn)臺上還集成了感應(yīng)傳感器。2.2重載類型部件轉(zhuǎn)臺參數(shù)1：2.2重載類型部件轉(zhuǎn)臺參數(shù)2：2.3輕載類型部件輕載類型的部件包括所有適合輸送較輕貨物的部件。輕載部件被設(shè)計用來執(zhí)行高速輸送的任務(wù)并具有連續(xù)性，因此這些部件具有輕質(zhì)、運行速度快的特點。2.3輕載類型部件輕載類皮帶輸送線被用來輸送輕載的物料，可以通過配置來選擇使用數(shù)字量控制或是模擬量控制?？蛇x皮帶線長度：2

m、4

m和6

m。最大輸送速度：0.6

m/s（數(shù)字量控制）；3

m/s（模擬量控制）。皮帶輸送線：2.3輕載類型部件皮帶輸送線配置參數(shù)：2.3輕載類型部件

通道型皮帶輸送線用來為皮帶線中間提供一個專門的人員通道，該類輸送線本身也是皮帶輸送線，通道型皮帶輸送線與普通皮帶輸送線一樣可以通過數(shù)字量或模擬量進行控制，它可以在仿真運行過程中由第一人視角手動打開一定角度，同時皮帶線上還配有一個判斷通道打開狀態(tài)的接近傳感器信號通道型皮帶輸送線：2.3輕載類型部件

稱重型皮帶輸送線用來對輸送的物料進行稱重并用于后續(xù)控制，可以根據(jù)配置來選擇不同的稱重量程最大輸送速度：0.6

m/s。稱重量程：20

Kg和100

Kg。稱重型皮帶輸送線：2.3輕載類型部件稱重型皮帶輸送線配置參數(shù)：2.3輕載類型部件

直角皮帶輸送線是多傳送帶結(jié)構(gòu)的輸送線，它用于精準(zhǔn)地連接兩條相互垂直放置的皮帶輸送線，可以通過配置來選擇使用數(shù)字量控制或是模擬量控制。最大輸送速度：0.8

m/s（數(shù)字量控制）；3

m/s（模擬量控制）。直角皮帶輸送線：2.3輕載類型部件直角皮帶輸送線配置參數(shù)：2.3輕載類型部件

轉(zhuǎn)臂分揀器是一個可45°旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)運器，它通過一個齒輪電機進行驅(qū)動。分揀器的接觸面上配備了一個輸送皮帶用于將要分揀的物料流暢地輸送到下一個部件。通過部件配置可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)臂分揀器向左或向右旋轉(zhuǎn)。皮帶輸送速度：2

m/s。轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)角速度：5

rad/s。轉(zhuǎn)臂分揀器：2.3輕載類型部件轉(zhuǎn)臂分揀器配置參數(shù)：2.3輕載類型部件

凸輪分揀器通過凸輪頂升結(jié)構(gòu)和凸輪旋轉(zhuǎn)可將物料向三個不同的方向進行分揀。這三個方向分別是：中心原位（不改變原本方向）、左45°方向（向左輸送線轉(zhuǎn)運）、右45°方向（向右輸送線轉(zhuǎn)運）。滾輪半徑：0.05

m。輸送速度：1.5

m/s。

凸輪頂升行程：3

mm。凸輪分揀器：2.3輕載類型部件凸輪分揀器配置參數(shù)：2.3輕載類型部件推桿氣缸是氣動執(zhí)行機構(gòu)，用于進行輸送線上的分揀。推桿氣缸上配有兩個磁性開關(guān)，分別安裝在氣缸行程的兩個極限位置。推桿氣缸上還配有伺服控制閥，通過它可以控制氣缸的運行速度并監(jiān)視推桿氣缸的移動位置?？梢酝ㄟ^配置來選擇使用數(shù)字量控制或是模擬量控制。默認速度：1

m/s?？焖倌Ｊ剿俣龋?

m/s。行程：0.9

m。推桿氣缸：2.3輕載類型部件推桿氣缸配置參數(shù)：電控模式下輸出信號為1時推桿氣缸伸出，輸出信號為0時推桿氣缸縮回，同時也可以配置成快速模式，如圖2.34所示，快速模式下推桿伸出和縮回的速度為4m/s。2.3輕載類型部件推桿氣缸配置參數(shù)2：雙電控模式下，可以理解為通過3位5通電磁閥來控制氣缸的伸出和縮回。Pusher#（+）為1，Pusher#（-）為0時，氣缸伸出；Pusher#（+）為0，Pusher#（-）為1時，氣缸縮回；Pusher#（+）為1，Pusher#（-）為1時，氣缸保持當(dāng)前狀態(tài)；Pusher#（+）為0，Pusher#（-）為0時，氣缸保持當(dāng)前狀態(tài)；2.3輕載類型部件推桿氣缸模擬量控制

在模擬量控制模式下，Pusher#SetPoint用于設(shè)置氣缸移動的方向和速度，正值伸出氣缸，負值縮回氣缸。Pusher#Position用于反饋當(dāng)前氣缸的停留位置，數(shù)值0為原位，數(shù)值10為極限位置。2.3輕載類型部件定位桿通過氣缸夾緊的方式對不同位置的物體進行精確定位。定位桿有提升和夾緊兩個動作，通常與抓取系統(tǒng)（兩軸機械手或三軸機械手）聯(lián)合使用。定位桿分為左側(cè)定位桿和右側(cè)定位桿兩種不同的部件，用戶可以根據(jù)場景需求進行選擇。頂升行程：0.373

m。夾緊行程：4

m。定位桿：2.3輕載類型部件定位桿：2.3輕載類型部件定位桿：2.4傳感器傳感器用來探測物料、測量距離并識別零件的類別。2.4傳感器所有傳感器都包含一個可視化的虛擬外部輪廓用于進行微調(diào)旋轉(zhuǎn)的操作。傳感器可以通過用鼠標(biāo)進行拖拽的方式沿著軸線進行旋轉(zhuǎn)。微調(diào)旋轉(zhuǎn)操作傳感器的測量范圍可以通過手動設(shè)置，拖拽傳感器外輪廓白色虛線的圓圈就可以完成檢測范圍的設(shè)置。檢測范圍調(diào)節(jié)2.4傳感器電容傳感器屬于接近傳感器，它可以檢測靠近它的任何材質(zhì)的物體。它配有一個LED指示燈用來提示它的檢測范圍內(nèi)是否存在被測物體，其測量值可以是數(shù)字量或是模擬量，可以通過配置進行選擇電容傳感器：2.4傳感器漫反射光電傳感器能夠檢測任何固體物質(zhì)漫反射傳感器：2.4傳感器電感傳感器屬于接近傳感器，用來檢測靠近它的金屬物體。它配有一個LED指示燈用來提示它的檢測范圍內(nèi)是否存在被測物體，其測量值可以是數(shù)字量或是模擬量，可以通過配置進行選擇。電感傳感器：2.4傳感器

光柵通過設(shè)置一組平行排列的光束來進行區(qū)域檢測。它由一個發(fā)射器和一個接收器組成，為確保發(fā)射器和接收器能匹配，需要將它們面向?qū)?zhǔn)進行安裝。匹配對準(zhǔn)成功以后會有綠色指示燈亮，所有的光柵被遮擋就會被檢測到。可以配置成模擬量、數(shù)字量和數(shù)值型三種模式。光柵：2.4傳感器光柵：2.4傳感器

光柵通過設(shè)置一組平行排列的光束來進行區(qū)域檢測。它由一個發(fā)射器和一個接收器組成，為確保發(fā)射器和接收器能匹配，需要將它們面向?qū)?zhǔn)進行安裝。匹配對準(zhǔn)成功以后會有綠色指示燈亮，所有的光柵被遮擋就會被檢測到?？梢耘渲贸赡M量、數(shù)字量和數(shù)值型三種模式。光柵：2.4傳感器

與其他的傳感器不同，反射傳感器需要一個反射板，反射傳感器只有對準(zhǔn)反射板才能正常使用。傳感器上配備有兩個LED指示燈，與反射板對準(zhǔn)時綠色指示燈點亮，沒有檢測到物體時則黃色指示燈亮。反射傳感器：2.4傳感器

視覺傳感器可以識別原材料、產(chǎn)品蓋和產(chǎn)品底座以及它們對應(yīng)的顏色。紅燈：檢測到物體?？蓹z測材料：原材料、產(chǎn)品底座和產(chǎn)品蓋。感知距離：0.3-2m。視覺傳感器：2.4傳感器通過選擇合適的配置，傳感器可以識別出多種類型的物體。數(shù)字量返回值：返回4位二進制數(shù)來確定檢測到的物體類型。數(shù)值型返回值：返回整數(shù)編碼值來確定檢測到的物體類型。ID型返回值：為檢測到的每個物體都分配一個唯一的ID號（隨機分配但不重復(fù)）。視覺傳感器：2.5工作站加工中心是一個把原材料加工成產(chǎn)品蓋和產(chǎn)品底座的站點。在加工過程中，關(guān)節(jié)機械手等待原材料輸送到進料口，當(dāng)感知到有原材料進入后，關(guān)節(jié)機械手將原材料放入CNC（數(shù)控加工中心）內(nèi)，然后CNC關(guān)閉防護門開始進行材料加工過程。不同加工產(chǎn)品所需要的時間間隔也有差別（產(chǎn)品蓋需要6秒，產(chǎn)品底座需要3秒）。加工過程在任何時候都可以通過控制來實現(xiàn)停止、重啟或復(fù)位。可以通過安裝在安全門旁邊的電氣操作盒上的按鈕來實現(xiàn)與加工中心的交互控制。加工中心：2.5工作站升降機：重載鏈驅(qū)動型升降機用作在不同樓層之間傳輸所有類型的物料。升降機的滾筒輸送線平臺配備有兩個反射型傳感器，分別安裝在平臺的兩端極限位置上，可以通過配置來選擇對升降機的升降模式使用數(shù)字量控制或是模擬量控制。2.5工作站升降機控制參數(shù)（數(shù)字量）：2.5工作站升降機控制參數(shù)（模擬量）：2.5工作站三軸機械手：

安裝在龍門架上的三軸機械手通過伺服電機進行驅(qū)動，通常用作搬運輕載的物料（例如紙盒）到其他輸送線或托盤上。三軸機械手一共有4個自由度，其中三個自由度分別用于X、Y、Z三個軸的線性運動，另一個自由度是機械手末端抓取機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)。抓取機構(gòu)是由真空吸盤構(gòu)成，并包含一個感知物體的接近傳感器?？梢酝ㄟ^配置來選擇對三軸機械手使用數(shù)字量控制或是模擬量控制。2.5工作站三軸機械手控制參數(shù)（數(shù)字量）：2.5工作站三軸機械手控制參數(shù)（模擬量）：2.5工作站三軸機械手控制參數(shù)（數(shù)字/模擬量）：2.5工作站碼垛料倉：軌道型碼垛料倉用于存放大重量物料，它包含一個軌道平移小車、一個可垂直升降平臺和兩個可以平行滑動的叉手。在平移小車和升降平臺上配有兩個激光測距儀，分別用來測量平臺的垂直位置和水平位置。料倉由水平的鋼梁和垂直的鋼架相連接而構(gòu)成，料倉用來存放物料。物料倉是每個倉位只能存儲一個托盤的獨立物料倉，從料倉的兩側(cè)都可以進行托盤的存放。2.5工作站堆垛機：高層堆垛機用于把上層輸送線的紙箱堆垛在下層輸送線的托盤上。推桿行程：0.88

m。升降機行程：1.75

m。升降機速度：2

m/s。2.5工作站兩軸機械手：兩軸機械手可以用作裝配零件蓋和零件底座，也用于將物料從一個位置移動到另一個位置。為確保裝配準(zhǔn)確，在裝配前需要用定位桿對零件蓋和零件底座進行精確定位。2.5工作站兩軸機械手（數(shù)字量）：2.5工作站兩軸機械手（模擬量）：2.5工作站儲液罐：儲液罐包括兩個控制閥門和一個電容式液位傳感器，通過它們來控制儲液罐的入水口流量和出水口流量?？刂崎y門是氣動執(zhí)行器，通過0-10

V的模擬量電壓信號來控制閥門開度。電容式傳感器主要用于檢測儲液罐內(nèi)的液位。儲液罐主要使用PID算法來控制液位和流量。2.6操作臺2.5工作站儲液罐參數(shù)配置：2.6操作臺急停按鈕：急停按鈕為兩位觸發(fā)按鈕，用于緊急事件，其按鈕設(shè)計為蘑菇頭形狀，按下時觸發(fā)開關(guān)，再次按下時無法解除，需要旋轉(zhuǎn)蘑菇頭進行解除。注意：按鈕為常閉觸點。2.6操作臺按鈕開關(guān)：按鈕開關(guān)有三種不同的顏色并內(nèi)置對應(yīng)顏色的指示燈（綠色：啟動，黃色：復(fù)位，紅色：停止），用戶根據(jù)需求可以將按鈕配置成自復(fù)位型和自鎖型。紅色停止按鈕為常閉觸點。2.6操作臺按鈕開關(guān)參數(shù)配置：2.6操作臺指示燈：面板指示燈通常用在面板儀表上進行狀態(tài)指示或安全應(yīng)用。有4種可用顏色：藍色、紅色、綠色、黃色。2.6操作臺指示燈：面板指示燈通常用在面板儀表上進行狀態(tài)指示或安全應(yīng)用。有4種可用顏色：藍色、紅色、綠色、黃色。2.6操作臺選擇開關(guān)：面板指示燈通常用在面板儀表上進行狀態(tài)指示或安全應(yīng)用。有4種可用顏色：藍色、紅色、綠色、黃色。提問Q&AThanksFACTORYIO的PLC控制目錄contents西門子PLCSIM方式的PLC控制1三菱OPC方式的PLC控制23.1西門子PLCSIM方式的PLC控制仿真運行條件

PLCSIM

是集成在西門子博圖軟件內(nèi)的專門對博圖軟件所支持的S7-1200/S7-1500系類PLC進行仿真的一款專業(yè)軟件，通過PLCSIM和FACTORYI/O配合使用可以實現(xiàn)從PLC程序控制到現(xiàn)場設(shè)備動作實現(xiàn)的完全虛擬仿真環(huán)境。請確保在博圖V15中已經(jīng)安裝了PLCSIMV15.1或和博圖V15相對應(yīng)的版本3.1西門子PLCSIM方式的PLC控制以PLCSIM為例的PLC配置

通過PLCSIM與FACTORYI/O進行連接，必須使用FACTORYI/O官方網(wǎng)站中提供的博圖工程模板程序，在下載模板時官網(wǎng)提供了V13、V14、V15/16三個版本并且每個版本中都有針對與S7-1200系列和S7-1500系列PLC的劃分。此次以博圖V15/V16的S7-1200為例下載對應(yīng)模板，之后需要建立與FACTORYI/O場景連接的PLC程序都需要基于這個工程模板編寫。3.1西門子PLCSIM方式的PLC控制以PLCSIM為例的PLC配置

當(dāng)模板下載完成后進行解壓，里面是一個完整的博圖PLC項目文件（以*.ap15為文件類型命名的文件）。3.1西門子PLCSIM方式的PLC控制以PLCSIM為例的PLC配置

在博圖軟件中打開該項目文件后可以看到模板項目文件，文件幾乎是一個空項目，只是在主程序塊中調(diào)用了與FACTORYI/O進行連接的專用程序塊，此程序塊在項目中是名為“MHJ-Lab-Function-S71200[FC900]”的專用程序塊，將該項目作為模板程序使用時不要對該程序塊進行任何修改，并保持該程序塊在主程序中被正常調(diào)用。3.1西門子PLCSIM方式的PLC控制PLC配置與場景實現(xiàn)

下面以FACTORYI/O的自帶場景（2-FromAtoBSetandReset）為對象場景，在博圖軟件中編寫一個簡單的滾筒線控制程序，將物料箱從滾筒線的入口檢測傳感器A移動到出口檢測傳感器B，程序?qū)懞煤箝_始進行仿真，在博圖中點擊仿真按鈕。3.1西門子PLCSIM方式的PLC控制PLC配置與場景實現(xiàn)

點擊按鈕后會彈出如圖3.6所示的PLCSIM界面并同時彈出PLC下載界面，在界面中選擇PG/PC接口“PLCSIM”，同時點擊“開始搜索”，當(dāng)列表中出現(xiàn)了目標(biāo)設(shè)備后選擇目標(biāo)設(shè)備“CPUcommon”，隨后點擊“下載”將程序下載到PLC仿真器中。3.1西門子PLCSIM方式的PLC控制PLC配置與場景實現(xiàn)

下載成功后PLCSIM界面上會從之前顯示的“未組態(tài)的PLC[SIM-1200]”變?yōu)轫椖恐兴x的PLC的CPU型號“PLC_1[CPU1211CDC/DC/DC]”，同時點擊界面上的“RUN”按鈕讓PLC處于模擬運行狀態(tài)，同時RUN/STOP指示燈綠燈保持常量狀態(tài)。注意：如果PLC未處于運行狀態(tài)，PLCSIM將無法同F(xiàn)ACTORYI/O建立連接。3.1西門子PLCSIM方式的PLC控制PLC配置與場景實現(xiàn)

隨后在FACTORYI/O的場景中打開軟件自帶的“2-FromAtoBSetandReset”場景，場景由5個部件組成，分別是2M滾筒線、6M滾筒線、2個反射傳感器和一個物料盒。3.1西門子PLCSIM方式的PLC控制PLC配置與場景實現(xiàn)

當(dāng)FACTORYI/O的“2-FromAtoBSetandReset”場景打開后，在“文件”/“驅(qū)動”中進行配置，點擊“驅(qū)動”或按快捷鍵“F4”后進入驅(qū)動配置界面，在驅(qū)動選擇中選擇“SiemensS7-PLCSIM”。3.1西門子PLCSIM方式的PLC控制PLC配置與場景實現(xiàn)

當(dāng)驅(qū)動類型選擇完成后進入如圖3.10所示的配置界面，勾選“自動連接”選項，根據(jù)所選用的PLC型號選擇類型，這里以書中使用的S7-1200系列PLC為例，選擇“S7-1200（V13/14）”，其他選項采用默認配置。3.1西門子PLCSIM方式的PLC控制PLC配置與場景實現(xiàn)

當(dāng)配置完成后進入驅(qū)動器的信號配置界面。該例中一共使用了3個PLC輸入輸出信號I0.0、I0.2和Q0.0，分別對應(yīng)場景中的SensorA、SensorB和Conveyor三個標(biāo)簽，在PLC程序的編寫時也一定要和驅(qū)動器分配的IO信號保持一致。3.1西門子PLCSIM方式的PLC控制PLC配置與場景實現(xiàn)

下面根據(jù)場景的功能編寫PLC的控制程序。該程序采用一個簡單的自鎖程序就可實現(xiàn)，首先調(diào)用模板程序提供的“MHJ-PLC-Lab-Funtion-S71200”程序，然后在程序段后編寫滾筒線控制程序。3.2三菱OPC方式的PLC控制三菱OPC使用設(shè)置

這里使用三菱官方提供的OPC軟件MXOPCServer，可以先從三菱官網(wǎng)進行下載并安裝。本節(jié)中使用的是MXOPCServer6.04版本，在桌面創(chuàng)建快捷方式MXOPCConfigurator。

打開MXOPCConfigurator后先新建一個工程，注意新建的工程不能包含漢字。3.2三菱OPC方式的PLC控制三菱OPC使用設(shè)置

接下來在工程中選擇“NewMXDevice”新建一個PLC設(shè)備

在該工程中需要選擇通信連接方式，因為是利用GXWorks2軟件的編程環(huán)境下自帶的仿真功能進行仿真，因此這里選擇“GXSimulator2”。3.2三菱OPC方式的PLC控制三菱OPC使用設(shè)置

當(dāng)選擇好仿真器類型后，還需要根據(jù)GXWorks2中選擇的三菱PLC類型來確認此處的“CPUSeries”，這里以LCPU為例（注意在用戶手冊中說明MXOPCServer只支持三菱L系列和Q系列的部分型號的PLC），具體支持型號如下。3.2三菱OPC方式的PLC控制三菱OPC使用設(shè)置如果GXWorks2中的仿真已經(jīng)運行，可以通過“Browse”功能來直接對設(shè)置選項進行匹配。3.2三菱OPC方式的PLC控制三菱OPC使用設(shè)置

設(shè)置完成后點擊左側(cè)項目數(shù)中的項目名稱，點擊鼠標(biāo)右鍵選擇“NewDataTag”來新建連接FACTORYI/O場景中的輸入/輸出信號的PLC信號。3.2三菱OPC方式的PLC控制三菱OPC使用設(shè)置

在本例中使用一個輸出信號Y0對應(yīng)場景中的綠色信號燈light1，這里可以設(shè)置信號的權(quán)限，如Read（只讀）、Write（只寫）或是Read，Write（讀寫）類型。3.2三菱OPC方式的PLC控制三菱OPC使用設(shè)置

當(dāng)所有需要連接的信號都設(shè)置完后，就可以啟動OPC服務(wù)器并對信號進行監(jiān)控，如果信號連接正常，下端監(jiān)視欄中的”Quality”項會顯示為“Good”。3.2三菱OPC方式的PLC控制GXWorks2設(shè)置與編程

本例中使用GXWorks2作為三菱PLC的編程環(huán)境，新建工程時使用L系列的L02S型號的CPU，如果工程使用的是其他型號，可通過“工程”菜單中的“PLC類型更改”進行修改。3.2三菱OPC方式的PLC控制GXWorks2設(shè)置與編程

下面設(shè)計一個簡單的PLC程序（指示燈閃爍）。該程序中一共設(shè)計有兩個按鈕和一個指示燈，分別對應(yīng)X0、X1和Y0。具體功能：按下綠色按鈕X0后紅色指示燈Y0閃爍點亮，按下黃色按鈕X1后指示燈停止閃爍。具體PLC程序編輯后下所示。3.2三菱OPC方式的PLC控制GXWorks2設(shè)置與編程

程序編寫完成后，在GXWorks2中點擊仿真按鈕，在PLC寫入完成后點擊“關(guān)閉”按鈕。

當(dāng)仿真界面中MODE和RUN指示燈都為綠燈時代表程序仿真運行正常。3.2三菱OPC方式的PLC控制場景搭建、驅(qū)動設(shè)置與仿真

在FACTORYI/O中搭建場景3.2三菱OPC方式的PLC控制場景搭建、驅(qū)動設(shè)置與仿真

當(dāng)場景內(nèi)部件搭建完成后，點擊“文件”中的“驅(qū)動”進入驅(qū)動配置界面，本例中選擇“OPCClientAccess”方式，其他系統(tǒng)列表中不包含的PLC品牌也可以使用“OPCClientAccess”方式。3.2三菱OPC方式的PLC控制場景搭建、驅(qū)動設(shè)置與仿真

在OPC服務(wù)器中選擇“Mitsubishi.MXOPC.6”。3.2三菱OPC方式的PLC控制場景搭建、驅(qū)動設(shè)置與仿真

在配置完成后，“OPCClientDataAccess”選項框后的綠色小勾代表已經(jīng)連接成功，隨后就可以在界面中向服務(wù)器分配所對應(yīng)的輸入輸出信號即可。3.2三菱OPC方式的PLC控制場景搭建、驅(qū)動設(shè)置與仿真

當(dāng)驅(qū)動配置完成并分配好所有場景內(nèi)所有的輸入輸出信號后就可以運行仿真，當(dāng)按下綠色啟動按鈕后紅色指示燈一直閃爍，再按下黃色按鈕紅色指示燈停止閃爍。提問Q&AThanks西門子S7-1200編程入門目錄contentsS7-1200PLC設(shè)計基礎(chǔ)入門1S7-1200PLC基本指令應(yīng)用2S7-1200的程序結(jié)構(gòu)34.1S7-1200PLC設(shè)計基礎(chǔ)入門完成簡單S7-1200PLC編程下載

第一打開軟件沒有現(xiàn)有項目，因此需要先創(chuàng)建新項目。如圖所示在點擊“創(chuàng)建新項目”后在右側(cè)創(chuàng)建新項目界面中編輯項目名稱并選擇項目保存的路徑。4.1S7-1200PLC設(shè)計基礎(chǔ)入門完成簡單S7-1200PLC編程下載

在創(chuàng)建完成后點擊界面左下腳的“項目視圖”進入主界面。4.1S7-1200PLC設(shè)計基礎(chǔ)入門完成簡單S7-1200PLC編程下載S7-1200PLC的編程下載入門需要完成以下內(nèi)容：（1）硬件組態(tài)與CPU系統(tǒng)配置（2）變量表編輯變量（3）程序編寫設(shè)計（4）下載、仿真、在線監(jiān)控4.1S7-1200PLC設(shè)計基礎(chǔ)入門完成簡單S7-1200PLC編程下載(1)硬件組態(tài)與CPU系統(tǒng)配置在界面左側(cè)的項目樹中點擊“添加新設(shè)備”后進入到如下圖所示添加新設(shè)備界面中。在博圖中可以添加控制器（PLC）、HMI(觸摸屏)、PC系統(tǒng)(上位機)和驅(qū)動(電機控制器)四大類型的設(shè)備。這里只需要點擊左側(cè)“控制器”后可見控制器的各型號列表，本書中均以S7-1200系列PLC的CPU1214CDC/DC/DC為例，在“控制器”中選擇“SIMATICS7-1200”然后選中“CPU”中的“CPU1214CDC/DC/DC”，最后選擇該型號的訂貨號“6ES7214-1AG40-0XB0”。訂貨號用于確定PLC的唯一設(shè)備型號，必須與實際PLC上的訂貨號一致。4.1S7-1200PLC設(shè)計基礎(chǔ)入門完成簡單S7-1200PLC編程下載在確認并添加好設(shè)備后進入到主界面中，在項目樹中雙擊“設(shè)備組態(tài)后”，如下圖所示，分別出現(xiàn)設(shè)備視圖窗口、硬件目錄窗口和PLC屬性窗口。在設(shè)備視圖用于顯示添加的PLCCPU模塊和各種擴展模塊，由于本書中僅使用仿真功能來實現(xiàn)實例程序的運行和模擬，因此沒有添加擴展模塊；硬件目錄中列出了需要添加的所有CPU模塊類型和其它種類擴展模塊。4.1S7-1200PLC設(shè)計基礎(chǔ)入門完成簡單S7-1200PLC編程下載在PLC屬性視圖中提供了該PLC型號CPU模塊的相關(guān)信息并可以根據(jù)設(shè)計要求來修改各個屬性菜單中的配置。4.1S7-1200PLC設(shè)計基礎(chǔ)入門完成簡單S7-1200PLC編程下載

由于S7-1200PLC全系列都配置了標(biāo)準(zhǔn)的PROFINET網(wǎng)絡(luò)接口，因此在“PROFINET接口（X1）”中的“以太網(wǎng)地址”中需要手動分配IP地址用于編程電腦與PLC建立通信。4.1S7-1200PLC設(shè)計基礎(chǔ)入門完成簡單S7-1200PLC編程下載

在下圖中設(shè)置編程電腦的IP地址，例如本例中PLC的IP地址為“192.168.0.1”，外的同一網(wǎng)段內(nèi)的其它IP地址，例如“192.168.0.2”到“192.168.0.255”4.1S7-1200PLC設(shè)計基礎(chǔ)入門完成簡單S7-1200PLC編程下載(2)變量表編輯變量

在PLC編程時所有用到的變量和系統(tǒng)變量都會在“項目樹”中“PLC變量”的“顯示所有變量”中展示，也可以通過“添加新變量表”來單獨建立一個單獨的變量表，這里為程序新建一個變量表。4.1S7-1200PLC設(shè)計基礎(chǔ)入門完成簡單S7-1200PLC編程下載

為了編寫一個簡單“指示燈自鎖程序”，需要兩個PLCI/O輸入變量“啟動按鈕”、“停止按鈕”和一個輸出變量“指示燈”，在程序下載運行后也可以通過“啟用/禁用監(jiān)視”對變量進行監(jiān)視。4.1S7-1200PLC設(shè)計基礎(chǔ)入門完成簡單S7-1200PLC編程下載

（3）程序編寫設(shè)計

在項目樹中點擊“程序塊”后，此時默認只有一個“Main(OB1)”主程序，雙擊打開“Main(OB1)”主程序，主程序在PLC運行后循環(huán)執(zhí)行，因此除中斷程序外其它程序都通過主程序啟動運行，本例也在主程序中進行編程。4.1S7-1200PLC設(shè)計基礎(chǔ)入門完成簡單S7-1200PLC編程下載（1）在打開“Main(OB1)”主程序后進入程序編輯界面，在界面的右側(cè)是指令任務(wù)欄，可以直接通過拖拽將需要的指令拖入程序中進行編輯。（2）在將自鎖控制程序需要的指令都拖入到程序段1內(nèi)后可進行梯形圖放置，此時觸點和線圈上都是空白，需要進行進一步的編輯為各部件分配變量。（3）梯形圖程序編寫完成后同時對工程進行保存。4.1S7-1200PLC設(shè)計基礎(chǔ)入門完成簡單S7-1200PLC編程下載

在將用戶程序下載到PLC或是下載到PLCSIM仿真器時，程序在下載之前會先進行編譯過程，編譯過程中對硬件配置、程序語法以及可執(zhí)行性進行分析，也可以通過軟件中的編譯命令如圖所示或使用快捷鍵“Ctrl+B”單獨進行編譯。4.1S7-1200PLC設(shè)計基礎(chǔ)入門完成簡單S7-1200PLC編程下載

在編譯完成后可以通過“在線”中“下載到設(shè)備”或“擴展的下載到設(shè)備”將項目中的硬件配置和用戶程序全部下載到設(shè)備中。4.1S7-1200PLC設(shè)計基礎(chǔ)入門完成簡單S7-1200PLC編程下載

可以通過下載到不同的設(shè)備來選擇不同的“PG/PC接口”,如果下載到與本機PC相連的PLC中要在此處選擇編程本機PC的網(wǎng)卡，由于本書中的例程都是與FACTORYIO進行仿真，因此只需要選擇PLCSIM作為“PG/PC接口”，在選項選擇完成后點擊下方的“開始搜索”在設(shè)備列表中選擇如下圖所示就可以點擊“下載”進行下載。4.1S7-1200PLC設(shè)計基礎(chǔ)入門完成簡單S7-1200PLC編程下載

在下載完成后在圖仿真器面板上會顯示PLCSIM仿真器的連接狀態(tài)，這里點擊“RUN”按鈕使PLC程序在PLC仿真器中運行。

在程序界面點擊監(jiān)視按鈕可以對當(dāng)前程序進行在線監(jiān)控，實線表示梯形圖的線路執(zhí)行接通，虛線代表未接通。4.1S7-1200PLC設(shè)計基礎(chǔ)入門【任務(wù)1】通過系統(tǒng)配置實現(xiàn)燈閃爍1.任務(wù)要求

通過對PLC的硬件中的系統(tǒng)進行配置，利用系統(tǒng)自帶的M寄存器產(chǎn)生1秒和2秒的時鐘脈沖信號并分別控制綠燈和黃燈閃爍，同時通過旋鈕開關(guān)作為指示燈的總控制開關(guān)，旋鈕接通綠燈和黃燈按指定頻率閃爍，旋鈕斷開兩個指示燈熄滅。2.PLC系統(tǒng)配置在“系統(tǒng)和時鐘存儲器”中勾選上“啟用系統(tǒng)存儲器字節(jié)”，這里面包括了4個常用的系統(tǒng)寄存器，在編寫初始化程序和調(diào)試程序時會經(jīng)常用到。4.1S7-1200PLC設(shè)計基礎(chǔ)入門【任務(wù)1】通過系統(tǒng)配置實現(xiàn)燈閃爍隨后在“系統(tǒng)和時鐘存儲器”中勾選上“時鐘存儲器字節(jié)”，這里默認的是字節(jié)MB0中的M0.0到M0.7用于存放不同頻率的時鐘信號。4.1S7-1200PLC設(shè)計基礎(chǔ)入門【任務(wù)1】通過系統(tǒng)配置實現(xiàn)燈閃爍3.PLC輸入輸出信號4.1S7-1200PLC設(shè)計基礎(chǔ)入門【任務(wù)1】通過系統(tǒng)配置實現(xiàn)燈閃爍4.場景仿真按照任務(wù)要求在場景內(nèi)放置一根立柱和電控柜，在電控柜上放置一個旋鈕開關(guān)和兩個信號指示燈。4.1S7-1200PLC設(shè)計基礎(chǔ)入門【任務(wù)1】通過系統(tǒng)配置實現(xiàn)燈閃爍當(dāng)驅(qū)動中顯示與西門子仿真器PLCSIM連接成功后就可以在場景中直接運行仿真4.1S7-1200PLC設(shè)計基礎(chǔ)入門【任務(wù)1】通過系統(tǒng)配置實現(xiàn)燈閃爍5.PLC編程根據(jù)任務(wù)要求當(dāng)旋鈕開關(guān)接通后兩個信號指示燈分別一1秒和2秒的周期進行閃爍，當(dāng)電控柜上的旋鈕開關(guān)斷開后兩個信號指示燈一起熄滅。4.1S7-1200PLC設(shè)計基礎(chǔ)入門西門子S7-1200PLC的基本數(shù)據(jù)類型

西門子S7-1200PLC與其它品牌類型的PLC的數(shù)據(jù)讀取方式不同，很多PLC都是通過符號代號來讀取數(shù)據(jù)，而S7-1200序列PLC是通過直接讀取數(shù)據(jù)的存儲地址來讀寫數(shù)據(jù)。PLC存儲器的地址區(qū)包括輸入變量(I)區(qū)、輸出變量(Q)區(qū)、中間變量存儲器(M)區(qū)、數(shù)據(jù)塊（DB）、臨時存儲（L）區(qū)等，地址數(shù)據(jù)的可訪問地址區(qū)和地址數(shù)據(jù)的表示方式如表所示：4.1S7-1200PLC設(shè)計基礎(chǔ)入門西門子S7-1200PLC的基本數(shù)據(jù)類型變量類型符

號位

數(shù)值范圍常數(shù)舉例位Bool10,1TRUE,FALSE或1，0字節(jié)Byte816#00～16#FF16#12，16#1D字Word1616#0000～16#FFFF16#CDEF，16#0001雙字DWord3216#00000000～16#FFFFFFFF16#1234ABCD短整數(shù)Sint8-128～127123，-123整數(shù)Int16-32768～3276712345,-12345長整數(shù)Dint32-2147483648～214748364712345678,-12345678無符號短整數(shù)USint80～255123無符號整數(shù)UInt160～6553512345無符號長整數(shù)UDint320～42949672951234555555浮點數(shù)（實數(shù)）Real32±1.175495×10-38～±3.402823×103812.45，-3.4，-1.2E+12字符Char816#00～16#FF‘A’，’b’時間Time32T#-24d20h31m23s648ms～

T#24d20h31m23s648msT#1d2h10m15s500ms4.1S7-1200PLC設(shè)計基礎(chǔ)入門西門子S7-1200PLC的基本數(shù)據(jù)類型

（1）“Bool”型數(shù)據(jù)類型位變量類型的數(shù)據(jù)類型為“Bool”型，表示一位二進制數(shù)。在軟件中Bool變量的值顯示為0和1或是顯示True和False。位數(shù)據(jù)的變量地址由字節(jié)地址和位地址共同組成，例如I2.6就是一個典型的Bool型變量，其中I表示輸入信號，其中字節(jié)地址為2，位地址為6,此外M1.0和Q1.3也都是分別表示中間存儲區(qū)和輸出存儲區(qū)的Bool型變量，在軟件編程時的使用如圖所示，其中根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，直接變量由前綴需要加上百分號符號%，后面才是數(shù)據(jù)地址。4.1S7-1200PLC設(shè)計基礎(chǔ)入門西門子S7-1200PLC的基本數(shù)據(jù)類型（2）字節(jié)型數(shù)據(jù)類型字節(jié)（Byte）由8位二進制數(shù)組成,例如同一字節(jié)地址的8個位I2.0到I2.7組成一個字節(jié)IB2，見下圖。4.1S7-1200PLC設(shè)計基礎(chǔ)入門西門子S7-1200PLC的基本數(shù)據(jù)類型字（Word）由相鄰的2個字節(jié)組成，例如字MW100由字節(jié)MB100和MB101組成。在地址表示時M表示是M存儲區(qū)，W表示數(shù)據(jù)類型為字。

雙字(DWord)由相鄰的2個字或相鄰的4個字節(jié)組成，例如雙字MD100由MW102和MW100組成或由MB100～MB103組成。

字節(jié)、字和雙字之間的關(guān)系可以參考下圖，其中字和雙字都是以最小的字節(jié)編號作為自身的編號，但是其包含的最大編號的字節(jié)是其字或者雙字的最低位字節(jié)。4.1S7-1200PLC設(shè)計基礎(chǔ)入門西門子S7-1200PLC的基本數(shù)據(jù)類型（3）整數(shù)型數(shù)據(jù)類型

整數(shù)類型（Int）包含有無符號短整數(shù)、無符號整數(shù)、無符號長整數(shù)、短整數(shù)、整數(shù)、長整數(shù)這6種類型的整數(shù)。（4）實數(shù)型數(shù)據(jù)類型

實數(shù)類型包含浮點數(shù)實數(shù)（Real）和雙精度浮點數(shù)實數(shù)（LReal），它們是用來存放有理數(shù)的，因此會顯示小數(shù)部分。（5）字符型數(shù)據(jù)類型

每個字符（Char）占用一個字節(jié)（Byte）長度，Char數(shù)據(jù)類型以ASCII格式存儲，可以表示256個不同的字符，其中包含大小寫字母、數(shù)字和一些特殊字符。（6）時間型數(shù)據(jù)類型

時間數(shù)據(jù)類型（Time）用于輸入和顯示時間，其中包含天數(shù)（d）、小時（h）、分鐘(m)、秒(s)和毫秒(ms)，它需要占用一個雙字的存儲空間。4.1S7-1200PLC設(shè)計基礎(chǔ)入門【任務(wù)2】不同類型變量賦值并監(jiān)控2.新建變量并定義數(shù)據(jù)類型4.1S7-1200PLC設(shè)計基礎(chǔ)入門【任務(wù)2】不同類型變量賦值并監(jiān)控3.PLC編程4.1S7-1200PLC設(shè)計基礎(chǔ)入門【任務(wù)2】不同類型變量賦值并監(jiān)控4.在線監(jiān)控通過在線監(jiān)控可以觀察到對不同數(shù)據(jù)類型的變量進行同樣的賦值，在變量中的數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式完全不同。另外要注意例如在MB100～MB103中MB100存儲的是最高位數(shù)據(jù)，而MB103存儲的是最低位數(shù)據(jù)。同樣占16個存儲位的MW300和MW302，由于變量的數(shù)據(jù)類型不同，因此同樣賦值整數(shù)64，在MW300中是以16進制形式表現(xiàn)，而在MW302中是顯示的整數(shù)64。4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用西門子S7-1200系列PLC的指令共分為：基本指令、擴展指令、工藝指令、通信指令。其中基本指令是所有編程所必須使用到的指令，基本指令中包含了：位邏輯指令、定時器指令、計數(shù)器指令、比較指令、數(shù)學(xué)函數(shù)指令、移動指令、轉(zhuǎn)換指令、程序控制指令、字邏輯運算指令、移位和循環(huán)指令。S7-1200系列PLC支持的編程語言包括梯形圖、功能圖和結(jié)構(gòu)化控制語言，由于梯形圖在實際應(yīng)用中最為廣泛，在本章中只使用梯形圖方式進行編程和指令應(yīng)用講解。4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用位邏輯指令4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用位邏輯指令(1)常開觸點和常閉觸點

任何一個位類型的變量都可以用觸點信號表示它的狀態(tài)，比如輸入信號或是輸出信號的狀態(tài)，當(dāng)常開觸點所表示的位狀態(tài)為1（True）時觸點接通，當(dāng)狀態(tài)為0(False)時觸點斷開；與常開觸點相反，常閉觸點所表示的位狀態(tài)為1（True）時觸點斷開，當(dāng)狀態(tài)為0(False)時觸點接通。例如在圖中，當(dāng)I0.0的值為0（False）時，I0.0的常閉觸點接通，常開觸點斷開，因此Q0.1無法接通。4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用位邏輯指令(1)常開觸點和常閉觸點

觸點間可以任意的進行串聯(lián)或者并聯(lián)，這樣可以實現(xiàn)邏輯上的“與”功能和“或”功能。在圖中通過兩個觸點串聯(lián)實現(xiàn)了兩個信號的“與”功能，串聯(lián)的兩個觸點必須同時接通后輸出線圈Q0.0才能接通。4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用位邏輯指令(1)常開觸點和常閉觸點在圖中通過兩個觸點并聯(lián)實現(xiàn)了兩個信號的“或”功能，并聯(lián)的兩個觸點只需要有一個信號接通輸出線圈Q0.0就可以接通。4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用位邏輯指令(2)RLO信號取反“RLO”代表的是梯形圖中從左側(cè)到右側(cè)能量流上的邏輯運算結(jié)果，能流接通反映在梯形圖上就是實線，能流未接通反映在梯形圖上就是虛線，在圖中取反指令之前的能流RLO信號是斷開狀態(tài)，經(jīng)過取反指令“NOT”后能流RLO信號變成接通狀態(tài)使輸出線圈Q0.1接通。4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用位邏輯指令(3)線圈與線圈取反

線圈是將能流RLO的邏輯運算結(jié)果直接輸出到線圈指定的位地址中。如果線圈之前的能流接通，線圈的位狀態(tài)寫入1；如果線圈之前的能流斷開，線圈的位狀態(tài)寫入0。線圈取反就是將線圈位應(yīng)寫入的位狀態(tài)值取反。例如圖所示M3.0信號前的能流接通，M3.0線圈的值原本應(yīng)為1，在線圈取反后M3.0線圈的值變?yōu)?。

注意在編程時不要出現(xiàn)“雙線圈”的情況，雙線圈是指同一個地址的線圈重復(fù)出現(xiàn)，這樣在程序中混造成混亂，邏輯上無法判斷是那一條能流RLO來控制輸出線圈。如果要使用多條邏輯能流來控制同一個線圈可以將能流并聯(lián)或是采用中間狀態(tài)位進行轉(zhuǎn)換。4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用位邏輯指令(4)置位/復(fù)位指令

置位指令“S”是將操作數(shù)指定的地址位狀態(tài)置位為1，執(zhí)行完置位指令后被執(zhí)行地址位一直保持為1，直到有其它指令對操作數(shù)進行修改。

復(fù)位指令“R”是將操作數(shù)指定的地址位狀態(tài)置位為0，執(zhí)行完置位指令后被執(zhí)行地址位一直保持為0，直到有其它指令對操作數(shù)進行修改。

置位與復(fù)位都是具有保持性的指令，在程序中使用過置位指令后一定會使用復(fù)位指令將操作數(shù)復(fù)位，可見下面信號時序圖，當(dāng)I1.0輸入信號接通瞬間輸出操作數(shù)Q1.0變?yōu)?狀態(tài)并一直保持，直到I1.1輸入信號接通瞬間Q1.0的狀態(tài)才變?yōu)?。4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用位邏輯指令(5)置位位域/復(fù)位位域指令

置位和復(fù)位指令只能對單獨的一個位進行操作，在編寫程序時經(jīng)常需要對多個連續(xù)的位進行置位和復(fù)位操作，例如在初始化PLC的輸出信號時需要對一組信號同時進行復(fù)位。在指令中有兩個操作數(shù)，一個指定需要進行置位/復(fù)位變量的首地址，另一個用來設(shè)定需要執(zhí)行置位/復(fù)位的連續(xù)位地址的數(shù)量。4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用位邏輯指令(5)置位位域/復(fù)位位域指令

按圖中所編輯的程序，當(dāng)I0.2接通后從M4.0到M4.4的5個位地址被執(zhí)行批量置位全部變?yōu)?，當(dāng)I0.3接通后從M4.0到M4.4的5個位地址被執(zhí)行批量復(fù)位全部變?yōu)?。對M4.0到M4.4的PLC變量進行在線監(jiān)控，I0.2接通后M4.0～M4.4的值見圖，I0.3接通后M4.0～M4.4的值見圖所示。4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用位邏輯指令(6)SR/RS觸發(fā)器指令

除了置位/復(fù)位指令外，SR/RS觸發(fā)器指令也是用于對位信號進行置位/復(fù)位操作，與置位/復(fù)位指令不同的是SR/RS觸發(fā)器具有優(yōu)先執(zhí)行的功能。SR/RS觸發(fā)器由兩個輸入信號共同控制。SR觸發(fā)器指令是復(fù)位信號優(yōu)先，當(dāng)置位和復(fù)位信號同時作用時輸出執(zhí)行復(fù)位操作；RS觸發(fā)器指令是置位信號優(yōu)先，當(dāng)置位和復(fù)位信號同時作用時輸出執(zhí)行置位操作。4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用位邏輯指令(6)SR/RS觸發(fā)器指令

在圖中S端的I2.0和R1端的I2.1分別控制SR觸發(fā)器，觸發(fā)器的結(jié)果輸出到M5.0中，同時輸出端Q與M5.0的狀態(tài)保持一直，當(dāng)S端和R1端同時接通時，優(yōu)先執(zhí)行復(fù)位操作；在圖中R端的I2.2和S1端的I2.3分別控制SR觸發(fā)器，觸發(fā)器的結(jié)果輸出到M5.1中，同時輸出端Q與M5.1的狀態(tài)保持一直，當(dāng)R端和S1端同時接通時，優(yōu)先執(zhí)行置位操作。4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用位邏輯指令(7)檢測信號上升/下降沿指令

上升沿和下降沿是信號接通或斷開一瞬間的狀態(tài)，可以看到圖中Q1.0信號從0狀態(tài)突然到1狀態(tài)時的瞬間定義為信號的上升沿，從1狀態(tài)突然到0狀態(tài)時的瞬間定義為信號的下降沿。4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用位邏輯指令(7)檢測信號上升/下降沿指令|P|和|N|指令是兩個觸點操作指令，|P|是對指定操作數(shù)的位進行信號上升沿的檢測，當(dāng)檢測到上升沿信號后|P|觸點在一個掃描周期內(nèi)保持接通狀態(tài)；|N|是對指定操作數(shù)的位進行信號上升沿的檢測，當(dāng)檢測到上升沿信號后|N|觸點在一個掃描周期內(nèi)保持接通狀態(tài)。4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用位邏輯指令(8)P_TRIG/N_TRIG指令

P_TRIG/N_TRIG指令和|P|/|N|指令都是檢測上升沿和下降沿的指令，它們區(qū)別在于：|P|/|N|指令是對指令中指定的位的上升沿或下降沿狀態(tài)進行檢測；而P_TRIG/N_TRIG指令是對指令CLK輸入端的RLO能流進行檢測，當(dāng)CLK端的能流接通時指令的Q輸出端接通一個掃描周期。在圖中，當(dāng)I1.0和I1.1同時接通的上升沿能流產(chǎn)生時P_TRIG指令的Q端接通一個掃描周期會讓執(zhí)行置位Q1.0操作；當(dāng)I1.0和I1.1串聯(lián)的能流斷開的一瞬間產(chǎn)生下降沿，下降沿被P_TRIG指令檢測到后Q端接通一個掃描周期會讓輸出執(zhí)行復(fù)位Q1.0操作。4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用【任務(wù)3】信號燈的多開關(guān)控制1.任務(wù)要求

模仿房間內(nèi)多開關(guān)控制同一照明燈的功能以此來掌握常開觸點和常閉觸點的基本使用方法，分別在兩個電控柜上各放置兩個黃色按鈕和一個綠色按鈕并在其中一個電控柜上放置一個三色信號塔燈，每次按下其中一個綠色按鈕或者松開一個綠色按鈕后綠色信號燈的狀態(tài)發(fā)生變化；同樣每次按下其中一個黃色按鈕或者松開一個黃色按鈕后黃色信號燈的狀態(tài)發(fā)生變化。2.PLC輸入輸出信號4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用【任務(wù)3】信號燈的多開關(guān)控制3.場景仿真

根據(jù)任務(wù)要求，在場景中分別放置兩套電控柜，每個電控柜面板上放置一個綠色按鈕和兩個黃色按鈕，其中左側(cè)電控柜上放置一套三色信號燈，場景搭建完成后如圖。這里需要將所有按鈕都配置成轉(zhuǎn)換開關(guān)模式（AlternateAction）。4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用【任務(wù)3】信號燈的多開關(guān)控制4.PLC編程

圖中分別是兩個不同位置的綠色按鈕控制一個綠色信號燈的控制程序。4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用【任務(wù)3】信號燈的多開關(guān)控制4.PLC編程

圖中是兩個不同位置的四個黃色按鈕控制一個黃色信號燈的控制程序。4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用【任務(wù)4】置位/復(fù)位控制1.任務(wù)要求

在場景內(nèi)有一條4米長皮帶線和一個2米長皮帶線組成一條流水線，兩條皮帶線之間有一個擋板，系統(tǒng)一啟動就控制兩條皮帶線運行；在皮帶線的線頭有一個物料發(fā)射器每間隔9秒產(chǎn)生一個物料，在物料進入皮帶線的位置和擋板前分別安裝兩個漫反射傳感器，當(dāng)物料到達擋板前的位置時通過傳感器的上升沿信號控制擋板擋停，直到下一個物料進入皮帶線時通過傳感器的下降沿信號控制擋板放行。2.PLC輸入輸出信號

程序所需要使用的所有輸入輸出信號如圖所示，其中分別為觸點上升延檢測和下降沿檢測指令分配M5.0和M5.1作為記錄存儲位。4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用【任務(wù)4】置位/復(fù)位控制3.場景仿真

根據(jù)任務(wù)要求，在場景中如圖分別放置4米皮帶線和2米皮帶線、一個物料發(fā)射器和一個物料接收器、兩個漫反射開關(guān)和兩條皮帶線之間。

在發(fā)射器的設(shè)置中按照圖中所示，讓發(fā)射器產(chǎn)生兩種類型的托盤并將產(chǎn)生間隔設(shè)置為9秒。4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用【任務(wù)4】置位/復(fù)位控制5.PLC編程

通過系統(tǒng)寄存器M1.0完成上電啟動運行兩條皮帶輸送線，這里使用“置位位域”指令對Q0.0開始的連續(xù)兩個位進行置位操作。4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用【任務(wù)4】置位/復(fù)位控制5.PLC編程

在圖中使用I0.0出口傳感器信號的上升沿來置位擋停器，當(dāng)傳感器剛檢測到物料就進行擋停操作，直到下一個物料完全通過出口傳感器的一瞬間通過N_TRIG指令檢測Q0.0觸點和I0.1觸點組成的能流的下降沿，檢測到下降沿后復(fù)位擋停器。這里可以看出在檢測上升沿和下降沿時分別使用了|P|指令和N_TRIG指令，因為|P|指令是用來檢測單個觸點，而N_TRIG指令是來檢測能流信號。4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用定時器指令

定時器是所有PLC控制中的必要操作，S7-1200CPU的定時器為符合IEC標(biāo)準(zhǔn)的定時器。不同與有些品牌的PLC根據(jù)PLC型號規(guī)定了定時器的使用數(shù)量和定時基準(zhǔn)時間，S7-1200系列PLC的可使用定時器數(shù)量只受到CPU存儲器容量的限制。S7-1200系列PLC包含以下四種類型的定時器：TP:生成脈沖定時器TON:接通延時定時器TOF:關(guān)斷延時定時器TONR:時間累加型定時器4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用定時器指令除了以上四類定時器指令外還有復(fù)位定時器（RT）指令和更新設(shè)定時間（PT）指令。定時器的各個引腳如下表所示：4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用定時器指令

在四種定時器類型中TON指令的使用最為廣泛，在基本指令的列表中點開定時器操作如圖所示所有定時器相關(guān)指令都顯示在指令列表中，可以從列表中直接將TON指令拖入的所編輯的梯形圖程序中。接通延時定時器指令（TON）4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用定時器指令

使用TON指令如圖所示，程序中I0.0作為IN端口的輸入端，定時器的定時設(shè)定時間PT為20秒，將定時器的當(dāng)前計時值PT輸出到變量MD10中，定時器的輸出端Q輸出Q0.0線圈。IN從“0”變?yōu)椤?”時定時器啟動，當(dāng)ET=PT時Q立即輸出“1”同時ET立即停止計時并保持；在任意時刻只要IN變?yōu)椤?”ET立刻停止計時并清零，同時Q的輸出也變?yōu)椤?”。接通延時定時器指令（TON）4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用定時器指令I(lǐng)N從“0”變?yōu)椤?”時定時器啟動，同時Q立即輸出“1”，當(dāng)ET<PT時IN的改變不影響Q的輸出和ET的計時；當(dāng)ET=PT時ET停止計時同時Q輸出變?yōu)椤?”，如果此后IN為“1”ET保持計數(shù)值，IN為“0”則ET中計數(shù)值清零

。生成脈沖定時器指令（TP）4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用定時器指令

只要IN為“1”時，Q即輸出為“1”，IN從“1”變?yōu)椤?”時定時器啟動，當(dāng)ET=PT時，Q立即輸出“0”同時ET停止計時并保持；在任意時刻，只要IN變?yōu)椤?”，ET立即停止計時并清零。關(guān)斷延時定時器指令（TOF）4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用定時器指令

只要IN為“0”時，Q的輸出為“0”，當(dāng)IN從“0”變?yōu)椤?”時定時器啟動，當(dāng)ET<PT且IN為“1”時，則ET保持計時，當(dāng)IN為“0”時，ET立即停止計時并保持；當(dāng)ET=PT時，Q立即輸出“1”同時ET立即停止計時并保持，直到IN變?yōu)椤?”時ET才清零。在任意時刻只要R為“1”時，Q輸出為“0”，ET立刻停止計時并清零；R從“1”變?yōu)椤?”時，如果此時IN為“1”則定時器啟動。時間累加定時器指令（TONR）4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用【任務(wù)5】定時器產(chǎn)生周期脈沖1.任務(wù)要求

通過啟動按鈕控制指示燈的點亮，通過停止按鈕控制指示燈熄滅，指示燈點亮后以固定頻率閃爍，通過定時器控制指示燈閃爍頻率（2.5秒點亮，1.5秒熄滅）。2.PLC輸入輸出信號4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用【任務(wù)5】定時器產(chǎn)生周期脈沖3.場景仿真4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用【任務(wù)5】定時器產(chǎn)生周期脈沖4.PLC編程4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用【任務(wù)6】紙盒分揀定時器控制1.任務(wù)要求

在皮帶線上分別發(fā)射大小不同的兩種紙盒，在皮帶線上設(shè)置一個漫反射型光電傳感器，由于傳感器設(shè)置在一定的高度，所以只能檢測到尺寸高度較高的一類紙盒。當(dāng)小紙盒通過時前方的分揀擋停氣缸不動作并直接流到線位接收器，當(dāng)大紙盒通過傳感器時，傳感器檢測到大紙盒的通過信號后開始計時，在大紙盒移動到分揀氣缸處時分揀氣缸頂出將大紙盒移除皮帶線，之后分揀氣缸縮回。2.PLC輸入輸出信號

程序所需要使用的所有輸入輸出信號如圖所示，其中M20.0傳感器下降沿檢測信號的存儲位，M10.0用作中間狀態(tài)保持寄存器。4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用【任務(wù)6】紙盒分揀定時器控制4.場景仿真

場景中的部件放置如圖所示，在場景中連續(xù)放置一臺6米皮帶輸送線和一臺2米皮帶輸送線；在線頭放置一個物料發(fā)射器，在線尾和滑道末尾分別放置一個接收器；在線體的中間段安裝一支漫反射傳感器，在安裝滑道的對側(cè)放置一臺推桿氣缸用于紙盒分揀。4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用【任務(wù)6】紙盒分揀定時器控制4.場景仿真

由于要通過傳感器檢測分揀出兩種不同高度的紙盒，兩種不同的紙盒相對傳感器的高度如圖和圖所示，傳感器與皮帶線平面要保持一個支架的高度。4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用【任務(wù)6】紙盒分揀定時器控制4.場景仿真

在發(fā)射器的配置中設(shè)置發(fā)射物料的間隔為10秒，發(fā)射器只發(fā)射小型紙盒和尺寸更小的托盤型紙盒。

在部件放置和配置完成后，輸入輸出信號引腳分配如圖所示。4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用【任務(wù)6】紙盒分揀定時器控制5.PLC編程

程序段2中為初始化程序，PLC啟動后利用開機啟動掃描對兩條皮帶輸送線完成運行啟動4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用【任務(wù)6】紙盒分揀定時器控制5.PLC編程

在程序段3中當(dāng)紙盒通過傳感器后觸發(fā)傳感器下降沿檢測，此時對中間寄存器M10.0進行置位，M10.0接通后定時器開始計時，當(dāng)4秒后延時接通分揀氣缸使氣缸伸出，當(dāng)伸出到位后對分揀氣缸復(fù)位。4.2S7-1200PLC基本指令應(yīng)用【任務(wù)7】滾筒線轉(zhuǎn)臺定時器控制1.任務(wù)要求

在一條滾筒輸送線線頭放置發(fā)射器，在另