西门子S7-300DP接头
(1)建立指针:进行间接寻址时,首先要确定操作数所在存储单元的32位物理地址,并将其存入某个存储器中。在S7-200 PLC中,可以存放32位物理地址的数据存储器区域只有变量存储器(V)、局部存储器(L)和累加器(AC1、AC2和AC3,不包括AC0),即只有这几个存储器区可以提供间接寻址的数据指针。
取数据地址指针的格式为:
其中,“&”表示地址符号;F是操作数所在的存储器区域的标识符;a表示操作数的长度(位、字节、字或双字);b表示操作数指针(地址)在存储区中的存放地址。例如,&LB190表示L区中从第190个字节存储单元开始的一个字节的32位物理地址。如2.1节所介绍的,S7-200CN PLC有梯形图(LAD)、功能块图(FBD)和语言表(STL)3种编程语言,每种语言指令书写方法各不相同,没有严格的对应关系。图2-7以位逻辑指令为例展示了LAD、FBD和STL语言指令间的差别。7-200CN PLC指令丰富,为便于读者掌握,本书将其分为基本指令和功能指令两类,前者相对后者指令功能单一,用法简单,易于掌握。基本指令一般指位逻辑指令、定时器指令、计数器指令、比较指令和循环转移指令等。本节将介绍S7-200CN的基本指令。
2.4.1 位逻辑、基本开关量指令
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基本位逻辑和开关量指令又称为触点指令,主要包括:标准触点指令、立即触点指令、输出和正负跳变等指令。计数和算术运算的操作指令,并通过数字式和模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关外部设备,都应按易于与工业系统连成一个整体,易于扩充其功能的原则来设计。
定义一是强调了可编程序控制器是“数字运算操作的电子系统”,它也是一种计算机;二是强调了可编程序控制器应直接应用于工业环境,它必须具有很强的抗干扰能力,广泛的适应能力和应用范围,这也是区别于一般微机控制系统的一个重要特征。
1.2 PLC控制与传统控制技术
PLC控制是在继电器控制的基础上发展而来的一种控制技术,因此PLC控制系统与电器控制系统相比,有许多相似之处,但也有许多不同,不同之处主要体现在以下几个方面。
(1)从控制方法上看,电器控制系统的控制逻辑采用硬件接线,利用继电器机械触点的串联或并联等组合成控制逻辑,只能完成既定的逻辑控制,其连线多且复杂、体积大、功耗大,系统构成后,想再改变或增加功能较为困难。另外,继电器的触点数量有限,因此电器控制系统的灵活性和可扩展性受到很大限制。而PLC采用了计算机技术,其控制逻辑是以程序的方式存放在存储器中的,要改变控制逻辑只需改变程序,因而很容易改变或增加系统功能。又由于其系统连线少、体积小、功耗小,而且PLC所谓的“软继电器”实质上是存储器单元的状态,所以“软继电器”的触点数量是无限的,PLC系统的灵活性和可扩展性好。
(2)从工作方式上看,在继电器控制电路中,当电源接通时,电路中的所有继电器都处于受制约状态,即该吸合的继电器都同时吸合,不该吸合的继电器受某种条件限制而不能吸合,这种工作方式称为并行工作方式。而PLC的用户程序是按一定顺序循环执行的,各软继电器都处于周期性循环扫描接通中,受同一条件制约的各个继电器的动作次序决定于程序扫描顺序,这种工作方式称为串行工作方式。
(3)从控制速度上看,电器控制系统依靠机械触点的动作以实现控制,工作频率低,时间为ms级,而且机械触点还会出现抖动问题。而PLC是通过程序指令控制半导体电路来实现控制的,速度快,程序指令执行时间在μs级,且不会出现触点抖动问题。
(4)从定时和计数控制上看,电器控制系统采用时间继电器的延时动作进行时间控制,时间继电器的延时时间易受环境温度和温度变化的影响,定时精度不高。而PLC采用半导体集成电路作为定时器,时钟脉冲由晶体振荡器产生,精度高,定时范围宽,用户可根据需要在程序中设定定时值,修改方便,不受环境的影响,且PLC具有计数功能,而电器控制系统一般不具备计数功能。
(5)从可靠性和可维护性上看,由于电器控制系统使用了大量的机械触点,存在机械磨损、电弧烧伤等,寿命短,系统的连线多,所以其可靠性和可维护性较差。而PLC大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成,其寿命长、可靠性高。PLC还具有自诊断功能,能查出自身的故障,随时显示给操作人员,并能动态地监视控制程序的执行情况,为现场调试和维护提供了方便。
尽管PLC控制有许多的优点,但值得我们注意的是,PLC和继电器逻辑控制在欧洲从20世纪70年代到现在从来没有抵触过。而且PLC和继电器在控制系统中是相辅相成的,直到现在,继电器从来没有停止进一步的发展,包括SIEMENS在内也从来没有承诺普通PLC是安全的,例如,设备的安全控制(停电、重起、人身防护)都是由专门安全继电器来保证的,因此至今欧洲还有许多专门生产商在生产、研发继电器。
1.3 PLC技术开发特点及流程为“开关控制系统”中广泛使用的器件。但是,随着工业现代化的发展,生产规模越来越大,劳动生产率及产品质量的要求在不断提高,对于控制系统的可靠性也提出了更高的要求,原有的“继电器控制系统”已不适应需要,究其原因是它存在动作缓慢、寿命短、可靠性差、体积大和耗电多等缺点。