PLC應(yīng)用技術(shù)項(xiàng)目教程4四路搶答器模擬控制基礎(chǔ)篇知識(shí)目標(biāo)2掌握互鎖設(shè)計(jì)及避免雙線圈輸出問(wèn)題能的梯形圖設(shè)計(jì)1初始化程序設(shè)計(jì)能力目標(biāo)2能夠分析數(shù)碼管顯示電路及相應(yīng)的程序?qū)崿F(xiàn)1掌握四路搶答器硬件電氣連接項(xiàng)目四四路搶答器模擬控制基礎(chǔ)篇素質(zhì)目標(biāo)1通過(guò)學(xué)習(xí)四路搶答器中數(shù)碼管顯示電路培養(yǎng)學(xué)生的邏輯分析能力課堂思政1通過(guò)搶答器規(guī)則介紹，體現(xiàn)公平公正，遵守規(guī)則，努力拼搏。項(xiàng)目四四路搶答器模擬控制基礎(chǔ)篇3412項(xiàng)目背景及控制分析相關(guān)知識(shí)項(xiàng)目實(shí)施項(xiàng)目考核項(xiàng)目四四路搶答器模擬控制基礎(chǔ)篇項(xiàng)目背景

設(shè)計(jì)一個(gè)四路搶答器，SB5為主持人出題按鈕，SB1~SB4為四個(gè)搶答器的按鈕，SB6為復(fù)位按鈕。當(dāng)主持人按下出題按鈕后，數(shù)碼管顯示“8”并按1Hz周期閃爍，方可開(kāi)始搶答。此后任何時(shí)刻按下一個(gè)搶答器的按鈕，數(shù)碼管上顯示相應(yīng)搶答到的隊(duì)伍數(shù)字1~4，一旦搶答成功后，此時(shí)其余隊(duì)伍再按搶答按鈕均無(wú)效。若在主持人未按開(kāi)始按鈕時(shí)有隊(duì)伍按下?lián)尨鸢粹o，則違規(guī)指示燈M閃爍，只有主持人按下復(fù)位按鈕才能消除違規(guī)指示燈。答題結(jié)束，主持人按下復(fù)位SB6，對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管滅，方可進(jìn)行新一輪搶答控制分析控制規(guī)則：（1）主持人按下開(kāi)始搶答后才能搶答；（2）任意選手搶答后其他選手就無(wú)法再搶答；（3）主持人發(fā)出搶答信號(hào)后數(shù)碼管顯示“8”并閃爍。被控對(duì)象：數(shù)碼管。輸入信號(hào)：1-4號(hào)搶答按鈕、開(kāi)始搶答按鈕、復(fù)位按鈕。輸出信號(hào)：數(shù)碼管、違規(guī)指示燈M。3412項(xiàng)目背景及控制分析相關(guān)知識(shí)項(xiàng)目實(shí)施項(xiàng)目考核項(xiàng)目四四路搶答器模擬控制基礎(chǔ)篇數(shù)碼管顯示電路初始化程序設(shè)計(jì)12雙線圈輸出問(wèn)題31.初始化程序設(shè)計(jì)很多項(xiàng)目中在開(kāi)機(jī)后需要對(duì)一些特定的寄存器進(jìn)行初始化操作，初始化的作用是將設(shè)備的基本運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行PLC自設(shè)定，包括用戶自己寫(xiě)的程序數(shù)據(jù)的自設(shè)定，比如通訊的建立、數(shù)據(jù)的清零與設(shè)置默認(rèn)值等。一般在使用西門(mén)子1200PLC進(jìn)行編程時(shí)可以采用兩種方法進(jìn)行初始化設(shè)計(jì)：（1）使用CPU中FristScan系統(tǒng)存儲(chǔ)器位觸發(fā)，此方法適合小范圍對(duì)數(shù)據(jù)寄存器等的初始化操作；（2）采用Startup組織塊進(jìn)行，此方法適合較大范圍的對(duì)數(shù)據(jù)寄存器等的初始化操作，采用單獨(dú)的編程窗口。1.初始化程序設(shè)計(jì)（1）使用CPU中FristScan系統(tǒng)存儲(chǔ)器位觸發(fā)，此方法適合小范圍對(duì)數(shù)據(jù)寄存器等的初始化操作；1.初始化程序設(shè)計(jì)（1）使用CPU中FristScan系統(tǒng)存儲(chǔ)器位觸發(fā)，此方法適合小范圍對(duì)數(shù)據(jù)寄存器等的初始化操作；1.初始化程序設(shè)計(jì)（2）采用Startup組織塊進(jìn)行，此方法適合較大范圍的對(duì)數(shù)據(jù)寄存器等的初始化操作，采用單獨(dú)的編程窗口2.數(shù)碼管顯示電路數(shù)碼管內(nèi)部實(shí)際是由發(fā)光二極管組成，其接線方式分為共陰極、共陽(yáng)極兩種，其內(nèi)部原理圖如圖所示思考：如果使用共陽(yáng)極接線方式的數(shù)碼管，PLC輸出接線需要做哪些修改？3.PLC雙線圈輸出問(wèn)題PLC的工作原理是“從上到下、從左到右”依次掃描程序，程序執(zhí)行周期結(jié)束后一次性將運(yùn)算結(jié)果輸送至輸出寄存器后再輸出至硬件電路。所以需要特別注意在程序編寫(xiě)中要避免輸出寄存器重復(fù)輸出問(wèn)題，如圖4-6所示程序?yàn)镼0.0重復(fù)輸出，即在程序段1中有Q0.0輸出，程序段2中有Q0.0輸出，這就造成了程序段1中對(duì)Q0.0的操作在最終運(yùn)行狀態(tài)下無(wú)效。

圖4-6線圈重復(fù)輸出問(wèn)題3.PLC雙線圈輸出問(wèn)題小貼士：其實(shí)PLC在掃描程序段1的時(shí)候已經(jīng)將Q0.0接通，但緊接著在掃描程序段2時(shí)Q0.0又處于未接通狀態(tài)，故最終運(yùn)行狀態(tài)下此程序表現(xiàn)為無(wú)論程序段1中的I0.0是否接通，Q0.0的狀態(tài)均取決于程序段2的運(yùn)算結(jié)果，這是由PLC的工作原理決定的。

圖4-6線圈重復(fù)輸出問(wèn)題3.PLC雙線圈輸出問(wèn)題在本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)中就會(huì)出現(xiàn)同樣的問(wèn)題，比如LED數(shù)碼管在顯示“1”時(shí)需要接通“B”“C”，在顯示“4”時(shí)需要接通“B”“C”“F”“G”，這里“B”“C”分別在I/O分配表中連接“Q0.1”“Q0.2”，這就存在重復(fù)輸出問(wèn)題，若按照傳統(tǒng)程序編程思路按將1號(hào)搶答程序按順序編寫(xiě)直到4號(hào)搶答程序，那么無(wú)論1號(hào)、2號(hào)、4號(hào)搶答速度是否快于4號(hào)，PLC運(yùn)行時(shí)顯示的結(jié)果永遠(yuǎn)是4號(hào)的搶答結(jié)果或數(shù)碼管亂碼顯示，即4號(hào)如果未搶答，其他號(hào)搶答，數(shù)碼管不顯示“B”“C”“F”“G”段，其他段顯示狀態(tài)不一定。若4號(hào)搶答，則數(shù)碼管顯示“B”“C”“F”“G”即4號(hào)。

3.PLC雙線圈輸出問(wèn)題如何避免雙線圈輸出問(wèn)題，采用中間寄存器輔助的方法，對(duì)相同段觸發(fā)條件進(jìn)行“并聯(lián)”的方式解決問(wèn)題。如圖4-7所示，在1-4號(hào)顯示時(shí)只有數(shù)字“2”“3”以及開(kāi)始搶答時(shí)數(shù)字“8”閃爍需要“A”段點(diǎn)亮即Q0.0接通，則將觸發(fā)條件“2號(hào)搶答標(biāo)志位”“3號(hào)搶答標(biāo)志位”“出題按鈕中間寄存器”進(jìn)行并聯(lián)觸發(fā)Q0.0。

3.PLC雙線圈輸出問(wèn)題思考：其他需要避免線圈重復(fù)輸出的情況有哪些？怎么解決呢？

如報(bào)警輸出問(wèn)題，如在一些化工生產(chǎn)中有多個(gè)觸發(fā)報(bào)警的因素“因素A”“因素B”“因素C”均需要現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警燈進(jìn)行聲光電報(bào)警。3412項(xiàng)目背景及控制分析相關(guān)知識(shí)項(xiàng)目實(shí)施項(xiàng)目考核項(xiàng)目四四路搶答器模擬控制基礎(chǔ)篇1.I/O分配表輸入輸出器件模塊主機(jī)功能說(shuō)明模塊主機(jī)功能說(shuō)明SB1I0.01號(hào)搶答aQ0.0數(shù)碼管aSB2I0.12號(hào)搶答bQ0.1數(shù)碼管bSB3I0.23號(hào)搶答cQ0.2數(shù)碼管cSB4I0.34號(hào)搶答dQ0.3數(shù)碼管dSB5I0.4開(kāi)始搶答eQ0.4數(shù)碼管eSB6I0.5復(fù)位fQ0.5數(shù)碼管f

gQ0.6數(shù)碼管g

MQ0.7違規(guī)指示燈2.電氣原理圖注意：本圖介紹的接線原理圖采用配套實(shí)訓(xùn)箱完成，其內(nèi)部LED數(shù)碼管引腳已經(jīng)接入降壓電阻，故在PLC控制接線原理圖中未畫(huà)出，實(shí)際使用中需要注意電源的選擇及降壓電阻的接入，以免燒壞LED數(shù)碼管。3.梯形圖設(shè)計(jì)梯形圖編寫(xiě)3.梯形圖設(shè)計(jì)梯形圖編寫(xiě)3.梯形圖設(shè)計(jì)梯形圖編寫(xiě)3.梯形圖設(shè)計(jì)梯形圖編寫(xiě)3.梯形圖設(shè)計(jì)梯形圖編寫(xiě)3.梯形圖設(shè)計(jì)梯形圖編寫(xiě)3.梯形圖設(shè)計(jì)梯形圖編寫(xiě)3.梯形圖設(shè)計(jì)梯形圖編寫(xiě)工作任務(wù)考核表項(xiàng)目?jī)?nèi)容評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)分值獲得分值一、硬件電氣連接（40分）PLC接線圖（40分）輸入電路正確連接15分

輸出電路正確連接15分

PLC供電電路正確連接10分

二、軟件設(shè)計(jì)（50分）程序仿真與調(diào)試（20分）主持人開(kāi)始搶答功能正常5分

開(kāi)始后數(shù)碼管能正常閃爍10分

選手位提前搶答違規(guī)指示燈能正常閃爍5分

選手位能正常搶答5分

選手位搶答能進(jìn)行互鎖20分

主持人可以進(jìn)行復(fù)位操作5分

三、職業(yè)與安全意識(shí)（10分）1.操作符合安全操作規(guī)程（3分）3分

2.工具擺放、物品處理符合職業(yè)崗位規(guī)范要求（2分）2分

3.遵守課堂紀(jì)律（2分）2分

4.愛(ài)惜實(shí)訓(xùn)室的設(shè)備和器材，保持工位的干凈整潔（3分）3分

總分100分使用wincc組態(tài)四路搶答器界面進(jìn)行仿真練習(xí)（其程序需將所有輸入寄存器I點(diǎn)采用M寄存器并聯(lián)，由M寄存器與wincc進(jìn)行變量連接，具體程序參見(jiàn)本書(shū)附帶資料）。使用wincc組態(tài)四路搶答器操作步驟如表4-7所示。表4-7使用wincc組態(tài)四路搶答器仿真序號(hào)圖片示例操作步驟1添加新設(shè)備“HMI”“SIMATICHMI應(yīng)用軟件”“WinccRTProfessional”。2切換至“設(shè)備視圖”“通信模塊”“常規(guī)IE”（注：采用計(jì)算機(jī)自帶網(wǎng)卡選擇此項(xiàng)）。3

單擊“常規(guī)IE”中網(wǎng)口（綠色色部分），勾選“使用IP協(xié)議”并設(shè)置與PLC相同網(wǎng)段的不同IP地址（注意：此IP地址必須與計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡IP地址設(shè)置一致）。4切換到網(wǎng)絡(luò)視圖，使用鼠標(biāo)將wincc與PLC網(wǎng)口進(jìn)行連接。（注：鼠標(biāo)移動(dòng)至任意網(wǎng)口選中不放后拖至另一網(wǎng)口放開(kāi)即可進(jìn)行連接）。5

在wincc中設(shè)計(jì)好組態(tài)界面，并在畫(huà)面空白處右擊選擇“動(dòng)態(tài)化總覽”選項(xiàng)。6將畫(huà)面周期設(shè)置為250ms，此步驟設(shè)置為了防止PLC變量更新過(guò)快而wincc無(wú)法正確顯示。7

“按鈕”屬性設(shè)置，“按鼠標(biāo)左鍵”選擇“置位位”，再選擇PLC中相應(yīng)的變量。8“按鈕”屬性設(shè)置，“釋放鼠標(biāo)左鍵”選擇“復(fù)位位”，再選擇PLC中相應(yīng)的變量。9

數(shù)碼管設(shè)置在基本對(duì)象中選擇“矩形”，并連接至PLC中相關(guān)變量。10下載PLC程序，仿真PLC程序下載完畢后打開(kāi)仿真S7