解析用S7-200編寫的幾個(gè)程序的構(gòu)思與技巧  

    本文展示的幾個(gè)編程實(shí)例，都是從網(wǎng)上看到的求助帖，按其命題要求編程都有一定難度和可探討性。實(shí)為是提高我們編程構(gòu)思與鍛煉編程能力的好命題。本人對(duì)此作了編程，經(jīng)上機(jī)運(yùn)行，程序運(yùn)行正確符合命題要求。本文對(duì)編寫的程序作以解析，將其編程構(gòu)思與技巧作以介紹，現(xiàn)展示給大家，起個(gè)拋磚引玉的作用。清大家進(jìn)一步深入探討，廣開思路，巧妙的使用編程指令，編出更加精煉短小的程序，共同鍛煉與提高我們的編程水平和能力。

一、          請(qǐng)教：“PLC輸入點(diǎn)任意一點(diǎn)變化均觸發(fā)一次，用什么指令比較精簡”  

當(dāng)輸入點(diǎn) 有信號(hào)輸入時(shí)，是否能做到依次輸出且依次關(guān)閉已動(dòng)作了輸出點(diǎn)。如：I0.0由0變1，其輸出狀態(tài)為輸出Q0.0=1。接著使I1.2由0變1，其輸出狀態(tài)為輸出Q1.2=1而Q0.0=0，再使I0.4由0變1，其輸出狀態(tài)為Q0.4=1而Q1.2=0 ……

       編程構(gòu)思：對(duì)此命題要求有二種編程方案：

（1）、如果PLC的16個(gè)輸入點(diǎn)的輸入信號(hào)皆為單脈沖，或外接不自鎖式的點(diǎn)動(dòng)按鈕時(shí)，在未有輸入信號(hào)或未按按鈕時(shí)，PLC的16個(gè)輸入點(diǎn)皆=0。在這種條件下，最精簡的編程為：用比較與傳遞指令就可完成。見下梯形圖：

編程說明：以PLC的16輸入點(diǎn)皆外接不自鎖式的點(diǎn)動(dòng)按鈕為例：當(dāng)為未按鈕時(shí)，PLC的16個(gè)輸入點(diǎn)皆=0，即：IW0=0，故網(wǎng)絡(luò)1不執(zhí)行MOV_W指令動(dòng)作。當(dāng)PLC輸入點(diǎn)有任意一點(diǎn)按下按鈕，都會(huì)使IW0<>0，使網(wǎng)絡(luò)1執(zhí)行MOV_W指令動(dòng)作：將IW0的狀態(tài)傳送給QW0，

     如：按下I0.0的按鈕，使I0.0由0變?yōu)?/span>1，即 IW0≠0，使MOV_W指令使能，將IW0傳送給QW0，使對(duì)應(yīng)輸出Q0.0=1。I0.0復(fù)位（即I0.0=0）由于IW0=0，不滿足IW0<>0比較條件，MOV_W不使能，故輸出仍保持Q0.0=1的輸出狀態(tài)。如按下I0.7的按鈕，使I0.7=1，執(zhí)行MOV_W傳送，使對(duì)應(yīng)輸出Q0.7=1而Q0.0=0。I0.7復(fù)位（I0.7=0）仍保持Q0.7=1不變。再輸入I1.1=1,對(duì)應(yīng)Q1.1=1，而Q0.7=0。。。。

（2）、如果PLC的16輸入點(diǎn)的輸入信號(hào)為既有單脈沖又有電平信號(hào)，或外接按鈕為自鎖式或不自鎖式按鈕都可用時(shí)的編程：

 編程思考：這種要求編程顯然比（1）要難的多，我們可以這樣處理，以按鈕輸入為例：將未按按鈕前的PLC的輸出狀態(tài)先存入一字存儲(chǔ)器MW10里，但某一按鈕按下，其輸入點(diǎn)由0變1時(shí)，立刻用此時(shí)的輸入端的各點(diǎn)狀態(tài)與存儲(chǔ)器MW10對(duì)應(yīng)的各點(diǎn)進(jìn)行比較判斷：如果二者的狀態(tài)相同（或皆為0或皆為1），說明此點(diǎn)不是本次的信號(hào)輸入點(diǎn)，可令其對(duì)應(yīng)輸出=0。只有二者不同（輸入=1，而輸出=0）時(shí)才是本次的信號(hào)輸入點(diǎn)，令其輸出=1。按這種思路編程，即可實(shí)現(xiàn)本命題的控制要求。請(qǐng)見梯形圖：

       圖一、用求反、與、或指令編寫的梯形圖

編程說明：圖一中的MW2為IW0的反碼，MW4為MW10的反碼，當(dāng)IW0<> MW10時(shí)，說明此時(shí)輸入端按鈕有變化：如果IW0<MW10，說明輸入按鈕有由按下變抬起的，故不執(zhí)行“與”“或”等運(yùn)算，即輸出狀態(tài)保持不變，僅將IW0傳送給MW10。如果IW0> MW10，說明此時(shí)輸入側(cè)有信號(hào)輸入（既有按鈕按下），此時(shí)的IW0各位的值應(yīng)≥MW10對(duì)應(yīng)的各位的值，即：如IW0某一位的值=0時(shí)，MW10對(duì)應(yīng)的位的值一定=0 而不可能=1，如IW0某一位的值=1時(shí)，MW10對(duì)應(yīng)的位的值可能=0也可能=1。

用MW2與MW10進(jìn)行“與”運(yùn)算，“與”的結(jié)果送入MW6。二者狀態(tài)不等其“與”的結(jié)果=0，二者相等則“與”的結(jié)果=1。由于MW2是IW0的反碼，故MW2的某位=1時(shí)（即未按鈕的輸入點(diǎn)），其MW10對(duì)應(yīng)位的值一定=0，這樣“與“的結(jié)果，使MW6對(duì)應(yīng)位的值=0，而MW2的某位=0時(shí)，其“與“的結(jié)果使MW6對(duì)應(yīng)位的值=0.

用MW4為IW0進(jìn)行“與”運(yùn)算，“與”的結(jié)果送入MW8。如輸入=0，“與”的結(jié)果=0。如輸入=1時(shí)，其對(duì)應(yīng)的輸出=1（即MW4對(duì)應(yīng)點(diǎn)=0）與的結(jié)果=0，如其對(duì)應(yīng)的輸出=0（即MW4對(duì)應(yīng)點(diǎn)=1）與的結(jié)果=1。

再將MW6與MW8相“或”運(yùn)算，其結(jié)果送入QW0，即為最后輸出狀態(tài)。

對(duì)上面的運(yùn)算處理仔細(xì)分析整理，就會(huì)發(fā)現(xiàn)實(shí)際上是執(zhí)行這樣的運(yùn)算：

     顯然這是異或的運(yùn)算形式，而S7-200有現(xiàn)成的異或指令，故上面的程序可以用異或指令來完成，從而可大大的精簡程序。見下梯形圖：

     圖二、用異或指令編寫的梯形圖   

舉例說明：

原IW0狀態(tài)=0000_0000_0110_0011，現(xiàn)按下一按鈕，使I0.3=1，此時(shí)IW0=0000_0000_0110_1011，MW10仍=0000_0000_0110_0011，由于IW0≠MW10且IW0>MW10，故IW0與MW10進(jìn)行異或運(yùn)算，由于此時(shí)IW0與MW10只有第3位的內(nèi)容不等（I0.3=0，M10.3=1），其他各個(gè)對(duì)應(yīng)位相同，故異或的結(jié)果使QW0=8，即 Q0.3=1。隨后將現(xiàn)在的IW0=0000_0000_0110_1011的值 送入給MW10。

如該按鈕又抬起，使IW0=0000_0000_0110_0011，此時(shí)IW0與MW10的值又不相等（I0.3=0、MW10.3=1），但IW0<MW10，故Q0.3仍=1，QW0輸出不變。但IW0值送入MW10(0000_0000_0110_0011)。

如此時(shí)將I0.0的按鈕抬起（I0.0=0），IW0=0000_0000_0110_0010，此時(shí)IW0≠MW10，且IW0<MW10，故QW0輸出不變。但IW0值送入MW10(0000_0000_0110_0010)。

當(dāng)輸入按鈕有幾個(gè)以處于按下（即接通狀態(tài)），時(shí)，如要抬起任一按下的按鈕，其輸出都不會(huì)發(fā)生變化，如現(xiàn)輸入狀態(tài)為：IW0=0000_0000_0110_1011， MW10= 0000_0000_0110_1011。如抬起I1.5，使IW0=0000_0000_010 0_1011，此時(shí)IW0 < MW10，故不會(huì)進(jìn)行異或運(yùn)算，即輸出保持不變，只是IW0 送入 MW10，使MW10=0000_0000_010 0_1011。

可見，圖二的編程由于巧妙地運(yùn)用異或指令和比較指令，不僅簡化編程（見圖一），而且對(duì)輸入口狀態(tài)無條件限制，使之可適用與各類按鈕。從中可以看出，對(duì)同一命題，只要開闊思路，深入分析探討，就會(huì)靈活巧妙的使用編程指令，使編程更加精煉短小。

     二、編程要求：有5個(gè)按鈕和5個(gè)信號(hào)燈，編號(hào)1#～5#，每次只按下一個(gè)按鈕，按的次序是隨意的且沒有時(shí)間限制，每按下一個(gè)按鈕輸出就亮一個(gè)對(duì)應(yīng)的信號(hào)燈，持續(xù)10秒后自動(dòng)熄滅，但是同一時(shí)刻只允許亮一個(gè)燈，即前燈不滅后燈不亮，并且亮燈的次序嚴(yán)格按照按鈕按下的次序，例如按鈕是2#——1#——5#——3#——4#，則亮燈也按照2#——1#——5#——3#——4#，不能亂。
       編程構(gòu)思：這個(gè)編程命題還是頗有難度的，我共編寫了2個(gè)程序，第一個(gè)程序?yàn)橥瓿纱斯δ芫帉懥硕€(gè)功能塊子程序，調(diào)用二個(gè)指針指令，且多次調(diào)用子程序，多次 選用各種比較指令。雖然上機(jī)運(yùn)行好使，但程序編的很長，不易被人看懂。第二個(gè)程序，由于選用填表指令與先入先出指令及比較指令進(jìn)行巧妙地配合，使編寫的程序長度大為縮短，經(jīng)上機(jī)運(yùn)行，效果很好，現(xiàn)展示出來與大家共享：

三、求助帖原文：有一自動(dòng)老化線,線長三百米,線速18米/分,線進(jìn)口有一個(gè)產(chǎn)品進(jìn)入老化線檢測開關(guān),出口有一個(gè)阻擋器和一個(gè)產(chǎn)品出檢測開關(guān).老化線體上可容納920臺(tái)產(chǎn)品,產(chǎn)品在進(jìn)入老化線上的時(shí)間間隔不等,當(dāng)產(chǎn)品老化時(shí)間等于四小時(shí)就可出產(chǎn)品,產(chǎn)品是一邊進(jìn)一邊出,流水作業(yè).但要求每一臺(tái)產(chǎn)品在老化線上老化的時(shí)間都必須是四個(gè)小時(shí)或大于四小時(shí).望高手們給指點(diǎn)一下怎么編這個(gè)程序?

我的編程思維與編程方案：

1、對(duì)題目的分析：老化線的線長三百米，線速18米/分=0.3米/秒，產(chǎn)品從進(jìn)口到出口運(yùn)行時(shí)間=300÷0.3=1000秒=16.7分<<4小時(shí)，故需在出口處安放一阻擋器。老化線體上可容納920臺(tái)產(chǎn)品，則知產(chǎn)品寬度為300÷920=0.326米。如產(chǎn)品彼此以X秒的間隔進(jìn)入老化線，進(jìn)入920個(gè)產(chǎn)品的時(shí)間=4小時(shí)，則X=4×3600÷920=15.56秒。顯然如果產(chǎn)品傳送時(shí)彼此相互間隔時(shí)間<15秒，產(chǎn)品進(jìn)入老化線運(yùn)行中的個(gè)數(shù)=920個(gè)時(shí)所用時(shí)間<4小時(shí)，為保證老化時(shí)間，顯然需要停車等待。

2、編程的設(shè)計(jì)構(gòu)思：

如果以第一個(gè)產(chǎn)品進(jìn)入老化線的時(shí)刻起使一計(jì)時(shí)器從0開始計(jì)時(shí)，第二個(gè)產(chǎn)品進(jìn)入老化線立即讀取計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)值且存入數(shù)據(jù)區(qū)的首址，第三個(gè)產(chǎn)品進(jìn)入老化線立即讀取計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)值且存入數(shù)據(jù)區(qū)的首址下面的第二個(gè)地址……，以此規(guī)律不斷的將進(jìn)入老化線產(chǎn)品的時(shí)間存入數(shù)據(jù)區(qū)。

當(dāng)老化時(shí)間≥4小時(shí)時(shí)阻擋器移開，第一個(gè)產(chǎn)品走出老化線，同時(shí)將數(shù)據(jù)區(qū)首址數(shù)據(jù)取出，再用計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)值減去這取出的數(shù)據(jù)，其差值即為第二個(gè)產(chǎn)品的老花時(shí)間，將其送回計(jì)時(shí)器，繼續(xù)計(jì)時(shí)，第一產(chǎn)品走出老化線阻擋器回原位。當(dāng)計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)值又等于4小時(shí)時(shí)，再移開阻擋器，使第二個(gè)產(chǎn)品走出老化線，同時(shí)將數(shù)據(jù)區(qū)第二個(gè)數(shù)據(jù)取出，再用計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)值減去這取出的數(shù)據(jù)，其差值即為第三個(gè)產(chǎn)品的老花時(shí)間，將其送回計(jì)時(shí)器，繼續(xù)計(jì)時(shí)……，不斷的重復(fù)取出的數(shù)據(jù)，再用計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)值減去此取出值，將其送回計(jì)時(shí)器，繼續(xù)計(jì)時(shí)，就可實(shí)現(xiàn)本求助帖的控制要求。

3、編程的設(shè)計(jì)方案解析：本文對(duì)此題目做了二種設(shè)計(jì)方案。

第一種方案：是按上面所述的編程設(shè)計(jì)構(gòu)思，用二組指針指令分別對(duì)產(chǎn)品進(jìn)入老化線的時(shí)間存入數(shù)據(jù)區(qū)，對(duì)產(chǎn)品走出老化線時(shí)，從數(shù)據(jù)區(qū)中取出對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行減法運(yùn)算。這種方案要占據(jù)大量的數(shù)據(jù)區(qū)：老化線能容納920個(gè)產(chǎn)品，即要占據(jù)920個(gè)字存儲(chǔ)器，而且產(chǎn)品是不斷的進(jìn)入老化線，使存儲(chǔ)數(shù)據(jù)不斷的增加。而PLC的數(shù)據(jù)塊的容量是有限度的，這樣就會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)塊計(jì)滿的情況：使后續(xù)的提取計(jì)時(shí)器的時(shí)間值無法再存入數(shù)據(jù)區(qū)而丟失，使這種判斷控制失敗。如何解決這個(gè)問題呢？本設(shè)計(jì)是這樣解決的：設(shè)數(shù)據(jù)區(qū)為內(nèi)含1000個(gè)字，運(yùn)行時(shí)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)從首址依次存入數(shù)據(jù)區(qū)，每存入一組數(shù)據(jù)，存數(shù)指針地址加2。讀取數(shù)據(jù)時(shí)也是從數(shù)據(jù)首址開始，每讀取一次數(shù)據(jù)，讀取指針地址加2。運(yùn)行中程序時(shí)時(shí)判斷指針地址是否已到第1000個(gè)數(shù)據(jù)的地址，如已到，再存數(shù)或讀數(shù)地址又回到數(shù)據(jù)區(qū)的首地址，這樣可重復(fù)使用這1000個(gè)字存儲(chǔ)器，即可巧妙地解決數(shù)據(jù)區(qū)計(jì)滿的難題。請(qǐng)見第一方案梯形圖：

第二種編程方案：是巧妙地使用填表指令（ATT）與先入先出指令（FIFO）來實(shí)現(xiàn)的。如產(chǎn)品之間以1分以內(nèi)的間隔進(jìn)入老化線，則進(jìn)入10個(gè)產(chǎn)品所需時(shí)間≤10分鐘，以第一次進(jìn)入的第10個(gè)產(chǎn)品進(jìn)入的時(shí)間為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，用填表指令將每進(jìn)入10個(gè)產(chǎn)品的最后時(shí)間存入表內(nèi)，則進(jìn)入920個(gè)產(chǎn)品，共存入表里的數(shù)據(jù)92個(gè)，如果進(jìn)入920 個(gè)產(chǎn)品的時(shí)間<4小時(shí)，則老化線停車。用計(jì)時(shí)器的值與4小時(shí)時(shí)時(shí)比較，如相等，說明老化線的頭10個(gè)產(chǎn)品老化時(shí)間≥4小時(shí)（即4~4小時(shí)另10 分鐘），打開阻擋器，且啟動(dòng)老化線運(yùn)行。出口處的檢測開關(guān)，測出10個(gè)產(chǎn)品，令阻擋器關(guān)門，同時(shí)用先入先出指令（FIFO）將表內(nèi)的第一組數(shù)據(jù)送給MW6，再用計(jì)時(shí)器值VW10減去MW6，其差即為下一組產(chǎn)品的老化時(shí)間值。再將差值送回計(jì)時(shí)器VW10。當(dāng)入口處的檢測開關(guān)，測出10個(gè)產(chǎn)品，老化線內(nèi)產(chǎn)品數(shù)又=920，如此時(shí)的計(jì)時(shí)時(shí)間<4小時(shí)，令老化線停車。計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)值時(shí)時(shí)與4小時(shí)比較，如等于，說明第二組的10個(gè)產(chǎn)品老化時(shí)間≥4小時(shí)，打開阻擋器，且啟動(dòng)老化線運(yùn)行……反復(fù)重復(fù)上述動(dòng)作。當(dāng)老化工作結(jié)束時(shí)，最后一組產(chǎn)品的個(gè)數(shù)有可能<10，如用上述操作，由于MB8≠10，故最后一次的計(jì)時(shí)時(shí)間不能存入表中，就會(huì)使最后一組產(chǎn)品留在老化線內(nèi)而無法傳出。為此增加判斷產(chǎn)品間隔時(shí)間計(jì)時(shí)器MB11，如MB11>4分，則視為工作結(jié)束（既無后續(xù)產(chǎn)品到來），把此時(shí)計(jì)時(shí)時(shí)間存入表內(nèi)，當(dāng)MB10=1時(shí)老化線內(nèi)只有最后一組產(chǎn)品，由于其產(chǎn)品數(shù)<10且具體數(shù)未知，但考慮出口處的產(chǎn)品間距很小，彼此間隔時(shí)間<1秒，故用I0.2驅(qū)動(dòng)斷電延時(shí)定時(shí)器（TOF），定時(shí)為5秒，從第一個(gè)產(chǎn)品出口使I0.2=1，同時(shí)使T101=1起，連續(xù)出N個(gè)產(chǎn)品，由于N個(gè)I0.2=1脈沖彼此間隔<5秒，故使T101始終保持=1，第N個(gè)脈沖結(jié)束后因再無脈沖到來，延時(shí)5秒后T101=0，T101由1變?yōu)?/span>0的后沿使Q0.1=0，即阻擋器關(guān)。請(qǐng)見第二種方案的梯形圖：

4、方案比較：

第一種編程方案優(yōu)點(diǎn)為：對(duì)產(chǎn)品之間間隔時(shí)間無限制，由于是一個(gè)一個(gè)的對(duì)產(chǎn)品老化時(shí)間進(jìn)行判斷。故可確保每個(gè)產(chǎn)品的老化時(shí)間值皆= 4小時(shí)，即老花時(shí)間精確。它的編程的技巧為用二個(gè)指針指令。一個(gè)為將每個(gè)產(chǎn)品進(jìn)入老化線的時(shí)間依次存入數(shù)據(jù)區(qū)，另一個(gè)為在產(chǎn)品走出老化線，再從數(shù)據(jù)區(qū)將其對(duì)應(yīng)的下一個(gè)產(chǎn)品的入線時(shí)間提出來，用計(jì)時(shí)器值減去該提出值，其差即為下一產(chǎn)品的老花時(shí)間。指針指令所用數(shù)據(jù)區(qū)可存儲(chǔ)數(shù)據(jù)1000個(gè)（>920），當(dāng)所存數(shù)據(jù)=1000個(gè)時(shí)，指針又從新指向數(shù)據(jù)區(qū)的首址，其目的可長時(shí)間循環(huán)使用，不會(huì)造成因數(shù)據(jù)區(qū)滿而不能存入數(shù)據(jù)。該方案的缺點(diǎn)為：如果產(chǎn)品彼此間間隔時(shí)間短時(shí)，老化線停車頻繁，幾乎每出一個(gè)產(chǎn)品就要停車一次，這頻繁啟動(dòng)對(duì)電機(jī)是不利的。

第二種編程方案優(yōu)點(diǎn)為：由于采用10個(gè)產(chǎn)品為一組，從而減少老化線的停車次數(shù)。由于10個(gè)產(chǎn)品為一組，使對(duì)920個(gè)產(chǎn)品的提取的數(shù)據(jù)由920個(gè)變?yōu)?/span>92個(gè)數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)區(qū)，PLC的填表指令最多填寫數(shù)據(jù)為100，故使利用填表指令（ATT）和先入先出指令（FIFO）來編程變?yōu)榭赡堋Ｔ摲桨傅木幊碳记删褪乔擅畹乩锰畋碇噶睿?/span>ATT）和先入先出指令（FIFO）的功能特點(diǎn)代替第一方案的用2個(gè)指針指令去完成存入數(shù)據(jù)與提取數(shù)據(jù)。該方案缺點(diǎn)：對(duì)產(chǎn)品彼此間間隔時(shí)間有限制，即它只實(shí)用于間隔時(shí)間小于1分鐘的條件下使用。

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