解析用S7-200編寫的幾個程序的構(gòu)思與技巧  

    本文展示的幾個編程實例，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。本人對此作了編程，經(jīng)上機運行，程序運行正確符合命題要求。本文對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，起個拋磚引玉的作用。清大家進一步深入探討，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、          請教：“PLC輸入點任意一點變化均觸發(fā)一次，用什么指令比較精簡”  

當(dāng)輸入點 有信號輸入時，是否能做到依次輸出且依次關(guān)閉已動作了輸出點。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：對此命題要求有二種編程方案：

（1）、如果PLC的16個輸入點的輸入信號皆為單脈沖，或外接不自鎖式的點動按鈕時，在未有輸入信號或未按按鈕時，PLC的16個輸入點皆=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輸入點皆外接不自鎖式的點動按鈕為例：當(dāng)為未按鈕時，PLC的16個輸入點皆=0，即：IW0=0，故網(wǎng)絡(luò)1不執(zhí)行MOV_W指令動作。當(dāng)PLC輸入點有任意一點按下按鈕，都會使IW0<>0，使網(wǎng)絡(luò)1執(zhí)行MOV_W指令動作：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,對應(yīng)Q1.1=1，而Q0.7=0。。。。

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

 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)先存入一字存儲器MW10里，但某一按鈕按下，其輸入點由0變1時，立刻用此時的輸入端的各點狀態(tài)與存儲器MW10對應(yīng)的各點進行比較判斷：如果二者的狀態(tài)相同（或皆為0或皆為1），說明此點不是本次的信號輸入點，可令其對應(yīng)輸出=0。只有二者不同（輸入=1，而輸出=0）時才是本次的信號輸入點，令其輸出=1。按這種思路編程，即可實現(xiàn)本命題的控制要求。請見梯形圖：

       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，說明此時輸入端按鈕有變化：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，說明此時輸入側(cè)有信號輸入（既有按鈕按下），此時的IW0各位的值應(yīng)≥MW10對應(yīng)的各位的值，即：如IW0某一位的值=0時，MW10對應(yīng)的位的值一定=0 而不可能=1，如IW0某一位的值=1時，MW10對應(yīng)的位的值可能=0也可能=1。

用MW2與MW10進行“與”運算，“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（即未按鈕的輸入點），其MW10對應(yīng)位的值一定=0，這樣“與“的結(jié)果，使MW6對應(yīng)位的值=0，而MW2的某位=0時，其“與“的結(jié)果使MW6對應(yīng)位的值=0.

用MW4為IW0進行“與”運算，“與”的結(jié)果送入MW8。如輸入=0，“與”的結(jié)果=0。如輸入=1時，其對應(yīng)的輸出=1（即MW4對應(yīng)點=0）與的結(jié)果=0，如其對應(yīng)的輸出=0（即MW4對應(yīng)點=1）與的結(jié)果=1。

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

對上面的運算處理仔細分析整理，就會發(fā)現(xiàn)實際上是執(zhí)行這樣的運算：

     顯然這是異或的運算形式，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IW0=0000_0000_0110_1011，MW10仍=0000_0000_0110_0011，由于IW0≠MW10且IW0>MW10，故IW0與MW10進行異或運算，由于此時IW0與MW10只有第3位的內(nèi)容不等（I0.3=0，M10.3=1），其他各個對應(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)。

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

當(dāng)輸入按鈕有幾個以處于按下（即接通狀態(tài)），時，如要抬起任一按下的按鈕，其輸出都不會發(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IW0 < MW10，故不會進行異或運算，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用異或指令和比較指令，不僅簡化編程（見圖一），而且對輸入口狀態(tài)無條件限制，使之可適用與各類按鈕。從中可以看出，對同一命題，只要開闊思路，深入分析探討，就會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個按鈕和5個信號燈，編號1#～5#，每次只按下一個按鈕，按的次序是隨意的且沒有時間限制，每按下一個按鈕輸出就亮一個對應(yīng)的信號燈，持續(xù)10秒后自動熄滅，但是同一時刻只允許亮一個燈，即前燈不滅后燈不亮，并且亮燈的次序嚴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：這個編程命題還是頗有難度的，我共編寫了2個程序，第一個程序為完成此功能編寫了二個功能塊子程序，調(diào)用二個指針指令，且多次調(diào)用子程序，多次 選用各種比較指令。雖然上機運行好使，但程序編的很長，不易被人看懂。第二個程序，由于選用填表指令與先入先出指令及比較指令進行巧妙地配合，使編寫的程序長度大為縮短，經(jīng)上機運行，效果很好，現(xiàn)展示出來與大家共享：

三、求助帖原文：有一自動老化線,線長三百米,線速18米/分,線進口有一個產(chǎn)品進入老化線檢測開關(guān),出口有一個阻擋器和一個產(chǎn)品出檢測開關(guān).老化線體上可容納920臺產(chǎn)品,產(chǎn)品在進入老化線上的時間間隔不等,當(dāng)產(chǎn)品老化時間等于四小時就可出產(chǎn)品,產(chǎn)品是一邊進一邊出,流水作業(yè).但要求每一臺產(chǎn)品在老化線上老化的時間都必須是四個小時或大于四小時.望高手們給指點一下怎么編這個程序?

我的編程思維與編程方案：

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

2、編程的設(shè)計構(gòu)思：

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

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

3、編程的設(shè)計方案解析：本文對此題目做了二種設(shè)計方案。

第一種方案：是按上面所述的編程設(shè)計構(gòu)思，用二組指針指令分別對產(chǎn)品進入老化線的時間存入數(shù)據(jù)區(qū)，對產(chǎn)品走出老化線時，從數(shù)據(jù)區(qū)中取出對應(yīng)數(shù)據(jù)進行減法運算。這種方案要占據(jù)大量的數(shù)據(jù)區(qū)：老化線能容納920個產(chǎn)品，即要占據(jù)920個字存儲器，而且產(chǎn)品是不斷的進入老化線，使存儲數(shù)據(jù)不斷的增加。而PLC的數(shù)據(jù)塊的容量是有限度的，這樣就會出現(xiàn)數(shù)據(jù)塊計滿的情況：使后續(xù)的提取計時器的時間值無法再存入數(shù)據(jù)區(qū)而丟失，使這種判斷控制失敗。如何解決這個問題呢？本設(shè)計是這樣解決的：設(shè)數(shù)據(jù)區(qū)為內(nèi)含1000個字，運行時存儲的數(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。運行中程序時時判斷指針地址是否已到第1000個數(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個字存儲器，即可巧妙地解決數(shù)據(jù)區(qū)計滿的難題。請見第一方案梯形圖：

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）來實現(xiàn)的。如產(chǎn)品之間以1分以內(nèi)的間隔進入老化線，則進入10個產(chǎn)品所需時間≤10分鐘，以第一次進入的第10個產(chǎn)品進入的時間為計時起點，用填表指令將每進入10個產(chǎn)品的最后時間存入表內(nèi)，則進入920個產(chǎn)品，共存入表里的數(shù)據(jù)92個，如果進入920 個產(chǎn)品的時間<4小時，則老化線停車。用計時器的值與4小時時時比較，如相等，說明老化線的頭10個產(chǎn)品老化時間≥4小時（即4~4小時另10 分鐘），打開阻擋器，且啟動老化線運行。出口處的檢測開關(guān)，測出10個產(chǎn)品，令阻擋器關(guān)門，同時用先入先出指令（FIFO）將表內(nèi)的第一組數(shù)據(jù)送給MW6，再用計時器值VW10減去MW6，其差即為下一組產(chǎn)品的老化時間值。再將差值送回計時器VW10。當(dāng)入口處的檢測開關(guān)，測出10個產(chǎn)品，老化線內(nèi)產(chǎn)品數(shù)又=920，如此時的計時時間<4小時，令老化線停車。計時器的計時值時時與4小時比較，如等于，說明第二組的10個產(chǎn)品老化時間≥4小時，打開阻擋器，且啟動老化線運行……反復(fù)重復(fù)上述動作。當(dāng)老化工作結(jié)束時，最后一組產(chǎn)品的個數(shù)有可能<10，如用上述操作，由于MB8≠10，故最后一次的計時時間不能存入表中，就會使最后一組產(chǎn)品留在老化線內(nèi)而無法傳出。為此增加判斷產(chǎn)品間隔時間計時器MB11，如MB11>4分，則視為工作結(jié)束（既無后續(xù)產(chǎn)品到來），把此時計時時間存入表內(nèi)，當(dāng)MB10=1時老化線內(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，彼此間隔時間<1秒，故用I0.2驅(qū)動斷電延時定時器（TOF），定時為5秒，從第一個產(chǎn)品出口使I0.2=1，同時使T101=1起，連續(xù)出N個產(chǎn)品，由于N個I0.2=1脈沖彼此間隔<5秒，故使T101始終保持=1，第N個脈沖結(jié)束后因再無脈沖到來，延時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)點為：對產(chǎn)品之間間隔時間無限制，由于是一個一個的對產(chǎn)品老化時間進行判斷。故可確保每個產(chǎn)品的老化時間值皆= 4小時，即老花時間精確。它的編程的技巧為用二個指針指令。一個為將每個產(chǎn)品進入老化線的時間依次存入數(shù)據(jù)區(qū)，另一個為在產(chǎn)品走出老化線，再從數(shù)據(jù)區(qū)將其對應(yīng)的下一個產(chǎn)品的入線時間提出來，用計時器值減去該提出值，其差即為下一產(chǎn)品的老花時間。指針指令所用數(shù)據(jù)區(qū)可存儲數(shù)據(jù)1000個（>920），當(dāng)所存數(shù)據(jù)=1000個時，指針又從新指向數(shù)據(jù)區(qū)的首址，其目的可長時間循環(huán)使用，不會造成因數(shù)據(jù)區(qū)滿而不能存入數(shù)據(jù)。該方案的缺點為：如果產(chǎn)品彼此間間隔時間短時，老化線停車頻繁，幾乎每出一個產(chǎn)品就要停車一次，這頻繁啟動對電機是不利的。

第二種編程方案優(yōu)點為：由于采用10個產(chǎn)品為一組，從而減少老化線的停車次數(shù)。由于10個產(chǎn)品為一組，使對920個產(chǎn)品的提取的數(shù)據(jù)由920個變?yōu)?/span>92個數(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?。該方案的編程技巧就是巧妙地利用填表指令?/span>ATT）和先入先出指令（FIFO）的功能特點代替第一方案的用2個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：對產(chǎn)品彼此間間隔時間有限制，即它只實用于間隔時間小于1分鐘的條件下使用。

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