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電氣控制及PLC技術(shù)結(jié)合了自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù), 是工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的核心技術(shù), 教材在闡述電氣控制及PLC技術(shù)基本原理的基礎(chǔ)上, 從應(yīng)用的角度出發(fā), 反映電氣控制及PLC技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制方面的廣泛應(yīng)用。

近年來(lái)，德國(guó)西門子（SIEMENS）公司的SIMATIC-S7系列的PLC,在我國(guó)已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制中。本書以西門子S7-200 PLC為例來(lái)編寫，既注重基礎(chǔ)知識(shí)，也注重工程應(yīng)用，同時(shí)也系統(tǒng)地闡述了PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和技巧，介紹了應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，并提供了許多實(shí)驗(yàn)和典型的設(shè)計(jì)實(shí)例，加強(qiáng)了實(shí)際應(yīng)用的設(shè)計(jì)指導(dǎo)。

全書分電氣控制技術(shù)和PLC控制技術(shù)兩大部分，與現(xiàn)有教材相比，有自己的獨(dú)特特點(diǎn)。

首先，基礎(chǔ)知識(shí)講解透徹，介紹了常用低壓電器元件，電器控制的基本規(guī)律，常用典型電器控制線路分析和電器控制線路的設(shè)計(jì)；可編程控制器的基礎(chǔ)知識(shí)、系統(tǒng)配置、指令系統(tǒng)等。

其次，以機(jī)電控制為主線，給出了大量實(shí)例，配有詳細(xì)的程序，內(nèi)容也是由淺入深，使讀者逐步掌握PLC應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及編程方法，彌補(bǔ)了國(guó)內(nèi)相關(guān)書籍在程序設(shè)計(jì)方法介紹方面的不足。對(duì)于學(xué)習(xí)可編程控制器的具體應(yīng)用有很大幫助。

同時(shí)為教學(xué)需要和培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力方面，著重基本設(shè)計(jì)技能的基本訓(xùn)練，基本設(shè)計(jì)方法展開(kāi)的撰寫。

每一章后面都配有與該章學(xué)習(xí)目標(biāo)緊密相關(guān)的思考題和習(xí)題，便于學(xué)生鞏固所學(xué)內(nèi)容。

前言

Electrical Control and PLC Technology

電氣控制及PLC技術(shù)結(jié)合了自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)，是工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的核心。本書在闡述電氣控制及PLC技術(shù)基本原理的基礎(chǔ)上，從應(yīng)用的角度出發(fā)，充分反映電氣控制及PLC技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制方面的廣泛應(yīng)用及其發(fā)展趨勢(shì)。

全書分電氣控制技術(shù)和PLC控制技術(shù)兩大部分，與現(xiàn)有教材相比，有自己的獨(dú)特特點(diǎn)。首先，基礎(chǔ)知識(shí)講解透徹，介紹了常用低壓電器元件、電氣控制的基本規(guī)律、常用典型電氣控制線路分析和電氣控制線路的設(shè)計(jì)；可編程控制器的基礎(chǔ)知識(shí)、系統(tǒng)配置、指令系統(tǒng)等。其次，以機(jī)電控制為主線，給出了大量實(shí)例，并配有詳細(xì)的程序，內(nèi)容也是由淺入深，使讀者逐步掌握PLC應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及編程方法，彌補(bǔ)了國(guó)內(nèi)相關(guān)書籍在程序設(shè)計(jì)方法介紹方面的不足，對(duì)于學(xué)習(xí)可編程控制器的具體應(yīng)用有很大幫助，同時(shí)為配合教學(xué)需要和培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力，本書著重基本設(shè)計(jì)技能的基本訓(xùn)練，在基本設(shè)計(jì)方法上展開(kāi)撰寫。此外，每一章后面都配有與該章學(xué)習(xí)目標(biāo)緊密相關(guān)的思考題和習(xí)題，便于學(xué)生鞏固所學(xué)內(nèi)容。

近年來(lái)，德國(guó)西門子（SIEMENS）公司的SIMATICS7系列的PLC在我國(guó)已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制中。本書以西門子S7200 PLC為例來(lái)編寫，既注重基礎(chǔ)知識(shí)，也注重工程應(yīng)用，同時(shí)也系統(tǒng)地闡述了PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和技巧，介紹了應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，并提供了許多實(shí)驗(yàn)和典型的設(shè)計(jì)實(shí)例，加強(qiáng)了實(shí)際應(yīng)用的設(shè)計(jì)指導(dǎo)。

編者從事電氣控制及PLC技術(shù)課程教學(xué)多年，密切關(guān)注國(guó)內(nèi)外學(xué)科*新進(jìn)展，力求基本概念突出、內(nèi)容新穎簡(jiǎn)化、理論與實(shí)際結(jié)合密切。本書系統(tǒng)性、實(shí)用性強(qiáng)，內(nèi)容豐富，簡(jiǎn)明易懂，可作為大專院校自動(dòng)化、電氣工程、電氣技術(shù)、機(jī)電一體化、機(jī)械設(shè)計(jì)制造和自動(dòng)化等相關(guān)專業(yè)的教材，也可供工程技術(shù)人員參考和培訓(xùn)班使用。由于編者水平所限，錯(cuò)誤和不妥之處在所難免，敬請(qǐng)專家、同仁、讀者批評(píng)指正。

作者2016年10月

第5章 Electrical Control and PLC Technology 數(shù)據(jù)處理、運(yùn)算指令 PLC產(chǎn)生初期主要用于在工業(yè)控制中以邏輯控制來(lái)代替繼電器控制。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與PLC技術(shù)的不斷發(fā)展與融合，PLC增加了數(shù)據(jù)處理功能，使其在工業(yè)應(yīng)用中功能更強(qiáng)，應(yīng)用范圍更廣。在當(dāng)今自動(dòng)化程度越來(lái)越高的加工生產(chǎn)線中，僅僅具備基本指令的功能是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還應(yīng)該具備數(shù)據(jù)處理和運(yùn)算的功能。

5.1數(shù)據(jù)處理指令數(shù)據(jù)處理指令涉及對(duì)數(shù)據(jù)的非數(shù)值運(yùn)算操作，主要包括傳送、移位、字節(jié)交換、循環(huán)移位和填充等指令。

5.1.1數(shù)據(jù)傳送指令該類指令用來(lái)完成各存儲(chǔ)單元之間一個(gè)或者多個(gè)數(shù)據(jù)的傳送�？煞譃閱我粋魉椭噶詈蛪K傳送指令。 1. 字節(jié)、字、雙字、實(shí)數(shù)單個(gè)數(shù)據(jù)傳送指令MOV 數(shù)據(jù)傳送指令MOV用來(lái)傳送單個(gè)的字節(jié)、字、雙字、實(shí)數(shù)。指令格式及功能如表51所示。表51單個(gè)數(shù)據(jù)傳送指令MOV指令格式 LAD STLMOVB IN，OUTMOVW IN，OUTMOVD IN，OUTMOVR IN，OUT 操作數(shù)及數(shù)據(jù)類型 IN： VB,IB,QB,MB,SB,SMB,LB,AC及常量; OUT： VB,IB,QB,MB,SB,SMB,LB,AC IN： VW,IW,QW,MW,SW,SMW,LW,T,C,AIW，AC及常量; OUT： VW,T,C,IW,QW,SW,MW,SMW,LW,AC,AQW IN： VD,ID,QD,MD,SD,SMD,LD,HC,AC及常量; OUT： VD,ID,QD,MD,SD,SMD,LD,AC IN： VD,ID,QD,MD,SD,SMD,LD,AC及常量; OUT： VD,ID,QD,MD,SD,SMD,LD,AC 數(shù)據(jù)類型：字節(jié)數(shù)據(jù)類型：字、整數(shù)數(shù)據(jù)類型：雙字、雙整數(shù)數(shù)據(jù)類型：實(shí)數(shù) 功能使能輸入有效時(shí)，即EN=1時(shí)，將一個(gè)輸入IN的字節(jié)、字/整數(shù)、雙字/雙整數(shù)或?qū)崝?shù)送到OUT指定的存儲(chǔ)器輸出。在傳送過(guò)程中不改變數(shù)據(jù)的大小。傳送后，輸入存儲(chǔ)器IN中的內(nèi)容不變【提示】使ENO=0，即使能輸出斷開(kāi)的錯(cuò)誤條件是： SM4.3(運(yùn)行時(shí)間)、0006(間接尋址錯(cuò)誤)。【例51】單個(gè)數(shù)據(jù)傳送指令MOV程序舉例。

(1) 將數(shù)據(jù)255傳送到VB1里面。程序如圖51所示。圖51MOV_B指令（例51題圖）設(shè)計(jì)分析：當(dāng)I0.1接通時(shí)，MOV_B指令將數(shù)據(jù)255傳給VB1，傳送后，VB1=255，此后，即使I0.1斷開(kāi)，VB1里的數(shù)據(jù)保持255不變。

(2) 將變量存儲(chǔ)器VW10中的內(nèi)容送到VW100中。程序如圖52所示。圖52MOV_W指令(例51題圖) (3) 在I0.1控制開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，將VD100中的雙字?jǐn)?shù)據(jù)傳送到VD200中。程序如圖53所示。圖53MOV_DW指令(例51題圖) (4) 在I0.1控制開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，將常數(shù)3.14傳送到雙字單元VD200中。程序如圖54所示。圖54MOV_R指令(例51題圖) (5) 定時(shí)器及計(jì)數(shù)器當(dāng)前值的讀取。程序如圖55所示。圖55定時(shí)器及計(jì)數(shù)器當(dāng)前值的讀取(例51題圖) (6) 定時(shí)器(計(jì)數(shù)器)設(shè)定值的間接指定。程序如圖56所示。圖56定時(shí)器設(shè)定值的間接指定(例51題圖) 【提示】因定時(shí)器及計(jì)數(shù)器的數(shù)據(jù)類型都為整數(shù)型，因此使用傳送指令時(shí)一定要用MOV_W。【提示】功能指令涉及的數(shù)據(jù)類型多，編程時(shí)應(yīng)保證操作數(shù)在合法范圍內(nèi)。S7200 PLC不支持完全數(shù)據(jù)類型檢查。操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型應(yīng)與指令標(biāo)識(shí)符相匹配。

2. 字節(jié)、字、雙字、實(shí)數(shù)數(shù)據(jù)塊傳送指令BLKMOV 該類指令可用來(lái)進(jìn)行一次多個(gè)(*多255)數(shù)據(jù)的傳送。數(shù)據(jù)塊傳送指令將從輸入地址IN開(kāi)始的N個(gè)數(shù)據(jù)傳送到輸出地址OUT開(kāi)始的N個(gè)單元中，N的范圍為1~255，N的數(shù)據(jù)類型為字節(jié)。指令格式及功能如表52所示。表52數(shù)據(jù)傳送指令BLKMOV指令格式 LAD STLBMBIN，OUTBMWIN，OUTBMDIN，OUT 續(xù)表操作數(shù)及數(shù)據(jù)類型 IN： VB,IB,QB,MB,SB,SMB,LB； OUT： VB,IB,QB,MB,SB,SMB,LB；數(shù)據(jù)類型：字節(jié)IN： VW,IW,QW,MW,SW,SMW,LW,T,C,AIW； OUT： VW,IW,QW,MW,SW,SMW,LW,T,C,AQW；數(shù)據(jù)類型：字 IN/OUT： VD,ID,QD,MD,SD,SMD,LD；數(shù)據(jù)類型：雙字 N： VB,IB,QB,MB,SB,SMB,LB,AC及常量；數(shù)據(jù)類型：字節(jié)；數(shù)據(jù)范圍： 1~255 功能使能輸入有效時(shí)，即EN=1時(shí)，把從輸入IN開(kāi)始的N個(gè)字節(jié)(字、雙字)傳送到以輸出OUT開(kāi)始的N個(gè)字節(jié)(字、雙字)中【提示】使ENO=0的錯(cuò)誤條件： 0006(間接尋址錯(cuò)誤)、0091(操作數(shù)超出范圍)。【例52】塊傳送指令BLKMOV程序舉例。將變量存儲(chǔ)器VB1開(kāi)始的3個(gè)字節(jié)(VB1~VB3)中的數(shù)據(jù)移至VB11開(kāi)始的3個(gè)字節(jié)中(VB11~VB13)。程序如圖57所示。圖57例52題圖

5.1.2字節(jié)交換、存儲(chǔ)器填充與字節(jié)立即讀寫指令

1. 字節(jié)交換與存儲(chǔ)器填充指令字節(jié)交換指令用來(lái)交換輸入字IN的*高位字節(jié)和*低位字節(jié)，交換結(jié)果仍存在輸入端(IN)指定的地址中。存儲(chǔ)器填充指令在EN端口執(zhí)行條件存在時(shí)，用IN指定的輸入值填充從OUT指定的存儲(chǔ)單元開(kāi)始的N個(gè)字的存儲(chǔ)空間。多用于字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)填充及對(duì)空間的清零。指令格式如表53所示。表53字節(jié)交換指令使用格式及功能 LADSTL功能及說(shuō)明 SWAP IN功能：使能輸入EN有效時(shí),將輸入字IN的高字節(jié)與低字節(jié)交換，結(jié)果仍放在IN中; IN： VW,IW,QW,MW,SW,SMW,T,C,LW,AC; 數(shù)據(jù)類型：字續(xù)表 LADSTL功能及說(shuō)明 FILL IN,OUT,N功能：將字型輸入數(shù)據(jù)從OUT開(kāi)始的N個(gè)字存儲(chǔ)單元中; IN： VW，IW，QW，MW，SW，SMW，LW，T，C，AIW，AC，常數(shù)，*VD，*AC，*LD; OUT： VW，IW，QW，MW，SW，SMW，LW，T，C，AQW，*VD，*AC，*LD; N： VB，IB，QB，MB，SB，SMB，LB，AC，常數(shù)，*VD，*AC，*LD; 數(shù)據(jù)類型： IN、OUT為字型，N為字節(jié)型，取值范圍為1~255的整數(shù) 【提示】ENO=0的錯(cuò)誤條件： 0006(間接尋址錯(cuò)誤)、SM4.3(運(yùn)行時(shí)間)。【例53】字節(jié)交換和存儲(chǔ)器填充指令應(yīng)用舉例，如圖58、圖59和圖510所示。

(1) 字節(jié)交換指令圖58字節(jié)交換指令(例53題圖) 分析：指令執(zhí)行之前VW50中的字為D6 C3；指令執(zhí)行之后VW50中的字為C3 D6。

(2) 存儲(chǔ)器填充指令圖59VM200~VM219中全部清0（例53題圖）分析：指令執(zhí)行之后,VW200~VW219中全部清0。另外，如果將VW100開(kāi)始的256個(gè)字節(jié)全部清0。N怎么給？圖510VM100開(kāi)始的256個(gè)字節(jié)全部清0(例53題圖) 分析：在I0.1控制開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，將VW100開(kāi)始的256個(gè)字節(jié)全部清0。

2. 字節(jié)立即讀寫指令字節(jié)立即讀指令(MOVBIR)在EN端口執(zhí)行條件存在時(shí)，讀取實(shí)際物理輸入端IN給出的1個(gè)字節(jié)的數(shù)值，并將結(jié)果寫入OUT所指定的存儲(chǔ)單元，但輸入映像寄存器未更新。字節(jié)立即寫指令(MOVBIW)在EN端口執(zhí)行條件存在時(shí)，從輸入IN所指定的存儲(chǔ)單元中讀取1個(gè)字節(jié)的數(shù)值并寫入實(shí)際輸出OUT端的物理輸出點(diǎn)，同時(shí)刷新對(duì)應(yīng)的輸出映像寄存器。指令格式及功能如表54所示。表54字節(jié)立即讀寫指令格式

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