基于plc的溫度和濕度檢測(cè)和顯示(畢業(yè)設(shè)計(jì))

基于plc的溫度和濕度的檢測(cè)和顯示馬超機(jī)械電子工程學(xué)院測(cè)控技術(shù)與儀器專(zhuān)業(yè)2007級(jí)指導(dǎo)老師：魏紹亮摘要本論文主要講述了基于西門(mén)子S7-200系列可編程控制器〔PLC〕為主要的控制元件，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的溫度和濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和顯示，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)間進(jìn)行顯示和校正等功能的顯示裝置的設(shè)計(jì)方法。本設(shè)計(jì)的傳感器局部采用集成溫度和濕度傳感器，集成傳感器具有功能強(qiáng)、精度高、響應(yīng)速度快、體積小、微功耗、價(jià)格低、適合遠(yuǎn)距離傳輸信號(hào)等特點(diǎn)。集成傳感器的外圍電路簡(jiǎn)單，具有較高的性價(jià)比。經(jīng)過(guò)選擇集成溫度傳感器采用電壓輸出式單片精密集成溫度傳感器LM35系列產(chǎn)品；集成濕度傳感器選擇線性電壓輸出式集成濕度傳感器HM1500，它的主要特點(diǎn)是采用恒壓供電、內(nèi)置放大電路、能輸出與相對(duì)濕度呈比例關(guān)系的伏特級(jí)電壓信號(hào)、響應(yīng)速度快、重復(fù)性好、抗污染能力強(qiáng)。顯示局部采用LED七段碼進(jìn)行顯示，本裝置一共使用了十七個(gè)LED數(shù)碼管進(jìn)行顯示，能夠同時(shí)顯示當(dāng)時(shí)環(huán)境的溫度、濕度和時(shí)間，還可以顯示年月日等信息，并能實(shí)現(xiàn)當(dāng)環(huán)境的溫濕度超過(guò)一定范圍時(shí)進(jìn)行報(bào)警的功能。關(guān)鍵詞：；；；TheDesignofDetectionandDisplayabouttheTemperatureandHumidityBasedonPLCMaChaoGrade2007Instructor:WeiShaoLiangAbstractThispapermainlybasedonSiemensS7-200seriesprogrammablecontroller(PLC)forthecontrolofthemaincomponentsrealizetheenvironmentaltemperatureandhumidityforreal-timedetectionanddisplay,andtosimultaneouslyachieverighttimeandcalendarsetupfordisplayandfunctiondisplaydevicesdesignmethods.Thedesignofthesensorusingintegratedtemperatureandhumiditysensors,sensorintegrationwithfunctionalandhighaccuracy.Fastresponse,smallsize,verylow-power,lowprice,suitableforlong-distancesignaltransmissioncharacteristics.Integratedsensorexternalcircuitissimpleandlowcostandhighperformance.Selectedintegratedtemperaturesensoroutputvoltageprecision-integratedsingle-chiptemperaturesensorLM35seriesofproducts;Integratedhumiditysensoroptionlinearvoltage-outputintegratedhumiditysensorsHM1500.Itsmainfeatureistheconstantvoltagepowersupply,abuilt-inamplifier,canbeoutputwiththerelativehumidityistheratiobetweenthevoltagelevelsignalvoltage,fastresponseandgoodreproducibility,anti-pollutioncapability.LEDusedinsomeofthedisplaycodeinparagraph107,thedeviceusedatotalof17LEDdigitaltubes,canalsoshowedthatenvironmentaltemperature,humidityandtime,canalsodisplayinformationsuchasthedate,andtheenvironmentcanbeachievedwhenthetemperatureandhumidityofmorethanacertainscopeforalarmfunctions.Keywords:PLC;Temperaturesensor;Humiditysensor;LEDdisplaydevices目錄摘要IAbstractII目錄III第一章引言11.1課題的背景和意義1第二章系統(tǒng)簡(jiǎn)介及方案論證22.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要技術(shù)指標(biāo)與參數(shù)22.2設(shè)計(jì)方案的論證2第三章可編程控制器概述53.1PLC的系統(tǒng)組成與工作原理53.1.1PLC的組成結(jié)構(gòu)53.1.2PLC的掃描工作原理53.1.3PLC的常用指令63.1.4創(chuàng)立子程序163.2PLC的開(kāi)展趨勢(shì)18第四章系統(tǒng)的硬件方案與設(shè)計(jì)204.1傳感器的選型與設(shè)計(jì)204.1.1集成溫度傳感器介紹與選型204.1.2集成濕度傳感器介紹與選型234.2PLC的選型與模塊配置274.2.1PLC的選型原那么274.2.2本系統(tǒng)中可編程序控制器的選取及其特點(diǎn)284.3顯示方案的設(shè)計(jì)354.3.1與LED顯示相關(guān)的知識(shí)354.3.2顯示方案的設(shè)計(jì)364.4工作電源局部40第五章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)425.1顯示系統(tǒng)主程序425.1.1溫度讀入子程序425.1.2濕度讀入子程序435.1.3顯示子程序445.1.4實(shí)時(shí)時(shí)鐘指令455.2程序清單46結(jié)論47參考文獻(xiàn)49致謝34附錄501.主程序梯形圖及指令表502.時(shí)鐘初始化子程序0梯形圖及指令表533.實(shí)時(shí)時(shí)鐘讀入子程序1梯形圖及指令表544.溫度讀入子程序2梯形圖及指令表585.濕度讀入子程序3梯形圖及指令表636.顯示子程序4梯形圖及指令表657.中斷0〔調(diào)時(shí)閃〕梯形圖及指令表678.中斷1〔報(bào)警閃〕梯形圖及指令表68第一章引言1.1課題的背景和意義溫度、濕度和人類(lèi)的生產(chǎn)、生活有著密切的關(guān)系，同時(shí)也是工業(yè)生產(chǎn)中最常見(jiàn)最根本的工藝參數(shù)，例如機(jī)械、電子、石油、化工等各類(lèi)工業(yè)中廣泛需要對(duì)溫度、濕度的檢測(cè)與控制。并且隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)自己的生存環(huán)境越來(lái)越關(guān)注，而空氣中溫濕度的變化與人體的舒適度和情緒都有直接的影響，所以對(duì)溫度、濕度的檢測(cè)及控制就非常有必要了。總之，環(huán)境溫濕度的檢測(cè)與調(diào)節(jié)儀器的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)具有非常大的市場(chǎng)前景和實(shí)用價(jià)值。本設(shè)計(jì)是基于西門(mén)子S7-200系列PLC為主要控制元件進(jìn)行設(shè)計(jì)的，可編程控制器〔PLC〕是綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)的一種新型的、通用的自動(dòng)控制裝置。它具有功能強(qiáng)、可靠性高、使用靈活方便，易于編程及適應(yīng)工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用等一系列優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)的工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)電一體化、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)等方面應(yīng)用越來(lái)越廣，成為現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱之一。PLC的最終目標(biāo)是用于實(shí)踐，提高生產(chǎn)力。如今，應(yīng)用PLC已經(jīng)成為世界潮流，PLC將在我國(guó)得到更全面的推廣應(yīng)用。本文主要介紹了對(duì)環(huán)境的溫濕度進(jìn)行檢測(cè)和顯示裝置的設(shè)計(jì)方法。此裝置不僅可以顯示環(huán)境的溫濕度，還可以進(jìn)行年、月、日、時(shí)、分、秒的顯示。隨著工業(yè)化程度的不斷提高，人們的時(shí)間觀念越來(lái)越強(qiáng)，因此對(duì)時(shí)間及年月日的顯示也是非常必要的，有比擬大的現(xiàn)實(shí)意義。第二章系統(tǒng)簡(jiǎn)介及方案論證2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要技術(shù)指標(biāo)與參數(shù)1、能夠比擬精確地實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境溫度的檢測(cè)，測(cè)溫范圍-25℃～85℃，可以提供±1/4℃2、能夠較精確地實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境濕度的檢測(cè)，測(cè)量濕度范圍為(0%～100%)RH。3、能實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫濕度的同時(shí)顯示，并能實(shí)現(xiàn)溫濕度的報(bào)警。4、能夠?qū)崿F(xiàn)年、月、日、時(shí)、分、秒的顯示，同時(shí)能進(jìn)行任何時(shí)候數(shù)值的校正。5、設(shè)計(jì)出傳感器的接線電路，顯示器的連接電路，PLC接線圖，梯形圖，指令表及元器件的選擇與計(jì)算。6、用DXP畫(huà)圖軟件畫(huà)出整張電路圖。2.2設(shè)計(jì)方案的論證溫度傳感器濕度傳感器按鈕開(kāi)關(guān)PLC顯示裝置PLC與其他微型計(jì)算機(jī)相比,更適于在惡劣的工業(yè)環(huán)境中運(yùn)行,且數(shù)據(jù)處理功能大大增強(qiáng),具有強(qiáng)大的功能指令，編程也極為方便簡(jiǎn)單編程指令具有模塊化功能,能夠解決就地編程、監(jiān)控、通訊等問(wèn)題。PLC的梯形圖語(yǔ)言清晰、直觀、可讀性強(qiáng),易于掌握.溫度傳感器濕度傳感器按鈕開(kāi)關(guān)PLC顯示裝置圖2.1系統(tǒng)總原理框圖PLC的主要優(yōu)點(diǎn)可概括如下:1、高可靠性(1)所有的輸入接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路與PLC內(nèi)部電路之間電氣上隔離。(2)各個(gè)輸入端口均采用RC濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為10～20ms。(3)各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。(4)采用性能優(yōu)良的開(kāi)關(guān)電源。(5)對(duì)采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。(6)良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟、硬件發(fā)生異常情況，CPU立即采取有效措施，以防止故障擴(kuò)大。2、豐富的I/O接口模塊PLC針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，如:交流或直流;開(kāi)關(guān)量或模擬量;電壓或電流;脈沖或電位;強(qiáng)電或弱電等。有相應(yīng)的I/O模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的器件或設(shè)備，如:按鈕;行程開(kāi)關(guān);接近開(kāi)關(guān);傳感器及變送器;電磁線圈;控制閥等直接連接。另外，為了提高操作性能，它還有多種人機(jī)對(duì)話的接口模塊;為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊等等。3、采用模塊化結(jié)構(gòu)為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型PLC以外，絕大多數(shù)PLC均采用模塊化結(jié)構(gòu)。PLC的各個(gè)部件，包括CPU，電源，I/O等均采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來(lái)，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。4、編程簡(jiǎn)單易學(xué)PLC的編程大多采用類(lèi)似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對(duì)使用者來(lái)說(shuō)，不需要具備計(jì)算機(jī)的專(zhuān)門(mén)知識(shí)，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。5、安裝簡(jiǎn)單，維修方便PLC不需要專(zhuān)門(mén)的機(jī)房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。使用時(shí)只需將現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連接，即可投入運(yùn)行。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障。由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過(guò)更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。6、兼容性強(qiáng)，可操作度高PLC系統(tǒng)硬件全面，可與多種器件搭配使用，如TD200文本顯示器、VOP系列人機(jī)界面，各種溫度、壓力、濕度傳感器。這使得其功能無(wú)比強(qiáng)大，可以針對(duì)任何問(wèn)題做出實(shí)物系統(tǒng)。第三章可編程控制器概述3.1PLC的系統(tǒng)組成與工作原理3.1.1PLC的組成結(jié)構(gòu)PLC本質(zhì)上是一臺(tái)用于控制的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)，因此它與一般的控制機(jī)在結(jié)構(gòu)上有很大的相似性。PLC的主要特點(diǎn)是能力，也就是說(shuō)，它的根本結(jié)構(gòu)主要是圍繞著適宜于過(guò)程控制的要求來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。按結(jié)構(gòu)形式的不同，PLC可分為整體式和組合式兩類(lèi)。整體式PLC是將中央處理單元(CPU)、存儲(chǔ)器、輸入單元、輸出單元、電源、通信接口等組裝成一體，構(gòu)成主機(jī)。另外還有獨(dú)立的I/O擴(kuò)展單元與主機(jī)配合使用。主機(jī)中，CPU是PLC的核心，I/O單元是連接CPU與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的接口電路，通信接口用于PLC與編程器和上位機(jī)等外部設(shè)備的連接。組合式PLC將CPU單元、輸入單元、輸出單元、智能I/O單元、通信單元等分別做成相應(yīng)的電路板或模塊，各模塊插在底板上，模塊之間通過(guò)底板上的總線相互聯(lián)系。裝有CPU單元的底板稱(chēng)為CPU底板，其它稱(chēng)為擴(kuò)展底板。CPU底板與擴(kuò)展底板之間通過(guò)電纜連接，距離一般不超過(guò)10m。3.1.2PLC的掃描工作原理與其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相同，PLC的CPU采用分時(shí)操作原理，每一時(shí)刻執(zhí)行一個(gè)操作，隨時(shí)間順序執(zhí)行各個(gè)操作。這種分時(shí)操作進(jìn)程稱(chēng)為CPU對(duì)程序的掃描。PLC上電后，首先進(jìn)行初始化，然后進(jìn)入循環(huán)工作過(guò)程。一次循環(huán)可歸納為五個(gè)工作階段，各階段完成的任務(wù)如下：·公共處理。復(fù)位監(jiān)控定時(shí)器(WDT)，進(jìn)行硬件檢查，用戶內(nèi)存檢查等。檢查正常后，方可進(jìn)行下面的操作。如果有異常情況，那么根據(jù)錯(cuò)誤的嚴(yán)重程度發(fā)出報(bào)警或停止PLC運(yùn)行?！/O刷新。輸入刷新時(shí)，CPU從輸入電路中讀出各輸入點(diǎn)狀態(tài)，并將此狀態(tài)寫(xiě)入輸入映象存放器中;輸出刷新時(shí)，將輸出繼電器的元件映象存放器的狀態(tài)傳送到輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路隔離和功率放大，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載?！?zhí)行用戶程序。在程序執(zhí)行階段，CPU按先左后右，先上后下的順序?qū)γ織l指令進(jìn)行解釋、執(zhí)行，CPU從輸入映象存放器和輸出映象存放器中讀出各繼電器的狀態(tài)，根據(jù)用戶程序給出的邏輯關(guān)系進(jìn)行邏輯運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果再寫(xiě)入輸出映象存放器中?！ね庠O(shè)端口效勞。完成與外設(shè)端口連接的外圍設(shè)備(如編程器)或通訊適配器的通信處理。3.1.3PLC的常用指令A(yù)SCII碼轉(zhuǎn)換指令有效的ASCII碼字符為十六進(jìn)制的30到39和41到46。在ASCII碼和十六進(jìn)制數(shù)之間相互轉(zhuǎn)換ASCII碼轉(zhuǎn)十六進(jìn)制數(shù)指令〔ATH〕將一個(gè)長(zhǎng)度為L(zhǎng)EN從IN開(kāi)始的ASCII碼字符串轉(zhuǎn)換成從OUT開(kāi)始的十六進(jìn)制數(shù)。十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)ASCII碼指令〔HTA〕將從輸入字節(jié)IN開(kāi)始的十六進(jìn)制數(shù)，轉(zhuǎn)換成從OUT開(kāi)始的ASCII碼字符串。被轉(zhuǎn)換的十六進(jìn)制數(shù)的位數(shù)由長(zhǎng)度LEN給出。能夠被轉(zhuǎn)換的ASCII碼字符串或者十六進(jìn)制數(shù)的最大數(shù)量為255。有效ASCII碼輸入有效的ASCII碼輸入字符是0到9的十六進(jìn)制數(shù)代碼值30到39，和大寫(xiě)字符A到F的十六進(jìn)制數(shù)代碼值41到46這些字母數(shù)字字符。使ENO=0的錯(cuò)誤條件：HSM1.7〔非法的ASCII碼〕只對(duì)ATH有效H0006〔間接尋址〕H0091〔操作數(shù)超出范圍〕受影響的SM標(biāo)志位：HSM1.7〔非法的ASCII碼〕將數(shù)值轉(zhuǎn)為ASCII碼整數(shù)轉(zhuǎn)ASCII碼〔ITA〕、雙整數(shù)轉(zhuǎn)ASCII碼〔DTA〕和實(shí)數(shù)轉(zhuǎn)ASCII碼〔RTA〕指令，分別將整數(shù)、雙整數(shù)或?qū)崝?shù)值轉(zhuǎn)換成ASCII碼字符。表6-18ASCII碼轉(zhuǎn)換指令的有效操作數(shù)輸入/輸出數(shù)據(jù)類(lèi)型操作數(shù)INBYTEIB、QB、VB、MB、SMB、SB、LB、*VD、*LD、*ACINTIW、QW、VW、MW、SMW、SW、LW、T、C、AC、AIW、**LD、*AC、常數(shù)DINTID、QD、VD、MD、SMD、SD、LD、AC、HC、*VD、*LD、*數(shù)REALID、QD、VD、MD、SMD、SD、LD、AC、*VD、*LD、*AC、LEN、FMTBYTEIB、QB、VB、MB、SMB、SB、LB、AC、*VD、*LD、*AC、OUTBYTEIB、QB、VB、MB、SMB、SB、LB、*VD、*LD、*AC整數(shù)轉(zhuǎn)ASCII碼指令的操作數(shù)整數(shù)轉(zhuǎn)ASCII碼〔ITA〕指令將一個(gè)整數(shù)字IN轉(zhuǎn)換成一個(gè)ASCII使ENO=0的錯(cuò)誤條件：碼字符串。格式FMT指定小數(shù)點(diǎn)右側(cè)的轉(zhuǎn)換精度和小數(shù)點(diǎn)是使H0006〔間接尋址〕用逗號(hào)還是點(diǎn)號(hào)。轉(zhuǎn)換結(jié)果放在OUT指定的連續(xù)8個(gè)字節(jié)中。H非法的格式Hnnn>5ASCII碼字符串始終是8個(gè)字節(jié)。整數(shù)轉(zhuǎn)ASCII碼指令的格式操作數(shù)如圖6-15所示。輸出緩沖區(qū)的大小始終是8個(gè)字節(jié)，nnn表示輸出沖區(qū)中小數(shù)點(diǎn)右側(cè)的數(shù)字位數(shù)。nnn的合理范圍是0到5。將小數(shù)點(diǎn)右側(cè)的位數(shù)定為0，使得所顯示數(shù)值沒(méi)有小數(shù)點(diǎn)。對(duì)于nnn大于5的情況，輸出緩沖區(qū)會(huì)被空格鍵的ASCII碼填沖。c指定是用逗號(hào)〔c=1〕或者點(diǎn)號(hào)〔c=0〕作為整數(shù)和小數(shù)的分隔符。高4位必須為0。圖6-15中給出了一個(gè)數(shù)值的例子，其格式為使用點(diǎn)號(hào)〔c=0〕，小數(shù)點(diǎn)右側(cè)有三位小數(shù)〔nnn=011〕。輸出緩沖區(qū)的格式符合以下規(guī)那么：-正數(shù)值寫(xiě)入輸出緩沖區(qū)時(shí)沒(méi)有符號(hào)位。-負(fù)數(shù)值寫(xiě)入輸出緩沖區(qū)時(shí)以負(fù)號(hào)〔--〕開(kāi)頭。-小數(shù)點(diǎn)左側(cè)的開(kāi)頭的0〔除去靠近小數(shù)點(diǎn)的那個(gè)之外〕被隱藏。-數(shù)值在輸出緩沖區(qū)中是右對(duì)齊的。FMT輸出輸出輸出輸出輸出輸出輸出輸出MSBLSB+1+2+3+4+5+6+776543210輸入=120.0120000cnnn輸入=--123--0.123輸入=12341.234c=逗號(hào)〔1〕或者點(diǎn)號(hào)〔0〕nnn=小數(shù)點(diǎn)右側(cè)的位數(shù)輸入=--12345--12.345圖6-15整數(shù)轉(zhuǎn)ASCII碼〔ITA〕指令的FMT操作數(shù)雙整數(shù)轉(zhuǎn)ASCII碼指令操作雙整數(shù)轉(zhuǎn)ASCII碼〔DTA〕指令將一個(gè)雙字IN轉(zhuǎn)換成一個(gè)使ENO=0的錯(cuò)誤條件：ASCII碼字符串。格式操作數(shù)FMT指定小數(shù)點(diǎn)右側(cè)的轉(zhuǎn)換精H0006〔間接尋址〕度。轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲(chǔ)在從OUT開(kāi)始的連續(xù)12個(gè)字節(jié)中。H非法的格式Hnnn>5輸出緩沖區(qū)的大小總是12個(gè)字節(jié)。圖6-16描述了雙整數(shù)轉(zhuǎn)ASCII碼指令的格式操作數(shù)。nnn表示輸出緩沖區(qū)中小數(shù)點(diǎn)右側(cè)的數(shù)字位數(shù)nnn的合理范圍是0到5。將小數(shù)點(diǎn)右側(cè)的位數(shù)定為0，使得所顯示的數(shù)值沒(méi)有小數(shù)點(diǎn)。對(duì)于nnn大于的情況，輸出緩沖區(qū)會(huì)被空格鍵的ASCII碼填沖。c指定是用逗號(hào)〔c=1〕或者點(diǎn)號(hào)〔c=0〕作為整和小數(shù)的分隔符。高4位必須為0。圖6-16中給出了一個(gè)數(shù)值的例子，其格式為使用點(diǎn)號(hào)〔c=0〕，小數(shù)點(diǎn)右側(cè)有四位小數(shù)〔nnn=100〕。輸出緩沖區(qū)的格式符合以下規(guī)那么：-正數(shù)值寫(xiě)入輸出緩沖區(qū)時(shí)沒(méi)有符號(hào)位。-負(fù)數(shù)值寫(xiě)入輸出緩沖區(qū)時(shí)以負(fù)號(hào)〔--〕開(kāi)頭。-小數(shù)點(diǎn)左側(cè)的開(kāi)頭的0〔除去靠近小數(shù)點(diǎn)的那個(gè)之外〕被隱藏。-數(shù)值在輸出緩沖區(qū)中是右對(duì)齊的。FMT輸出輸出輸出輸出輸出輸出輸出輸出輸出輸出輸出輸出MSBLSB+1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+1176543210輸入=--12--0.00120000cnnn輸入=1234567123.4567c=逗號(hào)〔1〕或者點(diǎn)號(hào)〔0〕nnn=小數(shù)點(diǎn)右側(cè)的位數(shù)圖6-16雙整數(shù)轉(zhuǎn)ASCII碼〔DTA〕指令的FMT操作數(shù)實(shí)數(shù)轉(zhuǎn)ASCII碼指令操作實(shí)數(shù)轉(zhuǎn)ASCII碼指令〔RTA〕將一個(gè)實(shí)數(shù)值IN轉(zhuǎn)為ASCII碼字符使ENO=0的錯(cuò)誤條件：串。格式操作數(shù)FMT指定小數(shù)點(diǎn)右側(cè)的轉(zhuǎn)換精度，小數(shù)點(diǎn)是用H0006〔間接尋址〕逗號(hào)還是用點(diǎn)號(hào)表示和輸出緩沖區(qū)的大小。Hnnn>5轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲(chǔ)在從OUT開(kāi)始的輸出緩沖區(qū)中。Hssss<3Hssss<OUT中的字符個(gè)數(shù)結(jié)果ASCII碼字符的位數(shù)〔或長(zhǎng)度〕就是輸出緩沖區(qū)的大小，它的值可以在3到15字節(jié)或字符之間。S7--200的實(shí)數(shù)格式支持最多7位小數(shù)。試圖顯示7位以上的小數(shù)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)四舍五入錯(cuò)誤。圖6-17是對(duì)RTA指令中格式操作數(shù)FMT的描述。ssss表示輸出緩沖區(qū)的大小。0、1或者2個(gè)字節(jié)的大小是無(wú)效的。nnn表示輸出緩沖區(qū)中小數(shù)點(diǎn)右側(cè)的數(shù)字位數(shù)。nnn的有效范圍為0到5。將小數(shù)點(diǎn)右側(cè)的位數(shù)定為0，使得所顯示的數(shù)值沒(méi)有小數(shù)點(diǎn)。對(duì)于nnn大于5或者指定的輸出緩沖區(qū)太小以致于無(wú)法存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換值的情況，輸出緩沖區(qū)會(huì)被空格鍵的ASCII碼填沖。c指定是用逗號(hào)〔c=1〕或者點(diǎn)號(hào)〔c=0〕作為整數(shù)和小數(shù)的分隔符。輸出緩沖區(qū)的格式符合以下規(guī)那么：-正數(shù)值寫(xiě)入輸出緩沖區(qū)時(shí)沒(méi)有符號(hào)位。-負(fù)數(shù)值寫(xiě)入輸出緩沖區(qū)時(shí)以負(fù)號(hào)〔--〕開(kāi)頭。-小數(shù)點(diǎn)左側(cè)的開(kāi)頭的0〔除去靠近小數(shù)點(diǎn)的那個(gè)之外〕被隱藏。-小數(shù)點(diǎn)右側(cè)的數(shù)值按照指定的小數(shù)點(diǎn)右側(cè)的數(shù)字位數(shù)被四舍五入。-輸出緩沖區(qū)的大小應(yīng)至少比小數(shù)點(diǎn)右側(cè)的數(shù)字位數(shù)多三個(gè)字節(jié)。-數(shù)值在輸出緩沖區(qū)中是右對(duì)齊的。雙整數(shù)轉(zhuǎn)字符串指令操作雙整數(shù)轉(zhuǎn)字符串指令〔DTS〕將一個(gè)雙整數(shù)IN轉(zhuǎn)換為一個(gè)長(zhǎng)度使ENO=0的錯(cuò)誤條件：為12個(gè)字符的ASCII碼字符串。格式操作數(shù)FMT指定小數(shù)點(diǎn)右H0006〔間接尋址〕側(cè)的轉(zhuǎn)換精度和使用逗號(hào)還是點(diǎn)號(hào)作為小數(shù)點(diǎn)。結(jié)果字符串被H0091〔操作數(shù)超出范圍〕寫(xiě)入從OUT開(kāi)始的連續(xù)13個(gè)字節(jié)。H非法格式〔nnn>5〕圖6-19是對(duì)整數(shù)轉(zhuǎn)字符串指令中格式操作數(shù)的描述。輸出字符串的長(zhǎng)度總是8個(gè)字符。nnn表示輸出緩沖區(qū)中小數(shù)點(diǎn)右側(cè)的數(shù)字位數(shù)。nnn的合理范圍為0到5。將小數(shù)點(diǎn)右側(cè)的位數(shù)定為0，使得所顯示的數(shù)值沒(méi)有小數(shù)點(diǎn)。如果nnn的值大于5，輸出是由12個(gè)空格鍵的ASCII碼組成的字符串。c指定是用逗號(hào)〔c=1〕或者點(diǎn)號(hào)〔c=0〕作為整數(shù)和小數(shù)的分隔符。格式操作數(shù)的高4位必須為0。圖6-19中給出一個(gè)數(shù)值的例子，其格式為：使用點(diǎn)號(hào)〔c=0〕并且小數(shù)點(diǎn)后保存4位小數(shù)。OUT的值為字符串的長(zhǎng)度。輸出緩沖區(qū)的格式符合以下規(guī)那么：-正數(shù)值寫(xiě)入輸出緩沖區(qū)時(shí)沒(méi)有符號(hào)位。-負(fù)數(shù)值寫(xiě)入輸出緩沖區(qū)時(shí)以負(fù)號(hào)〔--〕開(kāi)頭。-小數(shù)點(diǎn)左側(cè)的開(kāi)頭的0〔除去靠近小數(shù)點(diǎn)的那個(gè)之外〕被隱藏。-數(shù)值在輸出緩沖區(qū)中是右對(duì)齊的。實(shí)數(shù)轉(zhuǎn)字符串指令操作實(shí)數(shù)轉(zhuǎn)字符串指令〔RTS〕將一個(gè)實(shí)數(shù)值IN轉(zhuǎn)換為一個(gè)ASCII使ENO=0的錯(cuò)誤條件：碼字符串。格式操作數(shù)FMT指定小數(shù)點(diǎn)右側(cè)的轉(zhuǎn)換精度和使用H0006〔間接尋址〕逗號(hào)還是點(diǎn)號(hào)作為小數(shù)點(diǎn)。H0091〔操作數(shù)超出范圍〕轉(zhuǎn)換結(jié)果放在從OUT開(kāi)始的一個(gè)字符串中。結(jié)果字符串的長(zhǎng)度H非法的格式由格式操作數(shù)給出，它可以是3到15個(gè)字符。要得到更多信nnn>5息，請(qǐng)參見(jiàn)第4章字符串的格式一節(jié)。ssss<3ssss<要求的字符數(shù)S7--200的實(shí)數(shù)格式支持最多7位小數(shù)。試圖顯示7位以上的小數(shù)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)四舍五入錯(cuò)誤。圖6-20是對(duì)實(shí)數(shù)轉(zhuǎn)字符串指令中格式操作數(shù)的描述。ssss表示輸出字符串的長(zhǎng)度。0、1或者2個(gè)字節(jié)的大小是無(wú)效的。nnn表示輸出緩沖區(qū)中小數(shù)點(diǎn)右側(cè)的數(shù)字位數(shù)。nnn的有效范圍為0到5。將小數(shù)點(diǎn)右側(cè)的位數(shù)定為0，使得所顯示的數(shù)值沒(méi)有小數(shù)點(diǎn)。對(duì)于nnn大于5或者指定的輸出緩沖區(qū)太小以致于無(wú)法存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換值的情況，輸出緩沖區(qū)會(huì)被空格鍵的ASCII碼填沖。c指定是用逗號(hào)〔c=1〕或者點(diǎn)號(hào)〔c=0〕作為整數(shù)和小數(shù)的分隔符。圖6-20中給出了一個(gè)數(shù)值的例子，其格式為：使用點(diǎn)號(hào)〔c=0〕，小數(shù)點(diǎn)右側(cè)有1位小數(shù)〔nnn=001〕和6個(gè)字節(jié)的緩沖區(qū)大小〔ssss=0110〕。OUT的值為字符串的長(zhǎng)度。輸出緩沖區(qū)的格式符合以下規(guī)那么：-正數(shù)值寫(xiě)入輸出緩沖區(qū)時(shí)沒(méi)有符號(hào)位。-負(fù)數(shù)值寫(xiě)入輸出緩沖區(qū)時(shí)以負(fù)號(hào)〔--〕開(kāi)頭。-小數(shù)點(diǎn)左側(cè)的開(kāi)頭的0〔除去靠近小數(shù)點(diǎn)的那個(gè)之外〕被隱藏。-小數(shù)點(diǎn)右側(cè)的數(shù)值按照指定的小數(shù)點(diǎn)右側(cè)的數(shù)字位數(shù)被四舍五入。-輸出緩沖區(qū)的大小應(yīng)至少比小數(shù)點(diǎn)右側(cè)的數(shù)字位數(shù)多三個(gè)字節(jié)。-數(shù)值在輸出緩沖區(qū)中是右對(duì)齊的。將子字符串轉(zhuǎn)換為數(shù)字值子字符串轉(zhuǎn)整數(shù)〔STI〕、子字符串轉(zhuǎn)雙整數(shù)〔STD〕和子字符串轉(zhuǎn)實(shí)數(shù)〔STR〕指令，將從偏移量INDX開(kāi)始的字符串值IN轉(zhuǎn)換成整數(shù)/雙整數(shù)或?qū)崝?shù)值OUT。使ENO=0的錯(cuò)誤條件：H0006〔間接尋址〕H0091〔操作數(shù)超出范圍〕H009B〔偏移量=0〕HSM1.1〔溢出〕子字符串轉(zhuǎn)整數(shù)和子字符串轉(zhuǎn)雙整數(shù)指令將字符串轉(zhuǎn)換為以下格式：[空格][+或--][數(shù)字0--9]子字符串轉(zhuǎn)實(shí)數(shù)指令將字符串轉(zhuǎn)換為以下格式：[空格][+或--][數(shù)字0--9][.或，][數(shù)字0--9]INDX值通常設(shè)置為1，從字符串的第一個(gè)字符開(kāi)始轉(zhuǎn)換。INDX可以被設(shè)置為其它值，從字符串的不同位置進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這可以被用于字符串中包含非數(shù)值字符的情況。例如：輸入字符串為“Temperature：77.8〞，您可以將INDX設(shè)為13，這樣就可以跳過(guò)字符串開(kāi)頭的“Temperature：〞。子字符串轉(zhuǎn)實(shí)數(shù)指令不能用于轉(zhuǎn)換以科學(xué)計(jì)數(shù)法或者指數(shù)形式表示實(shí)數(shù)的字符串。指令不會(huì)產(chǎn)生溢出錯(cuò)誤〔SM1.1〕，但是它會(huì)將字符串轉(zhuǎn)換到指數(shù)之前，然后停止轉(zhuǎn)換。例如：字符串“1.234E6〞轉(zhuǎn)換為實(shí)數(shù)值1.234，并且沒(méi)有錯(cuò)誤提示。當(dāng)?shù)竭_(dá)字符串的結(jié)尾或者遇到第一個(gè)非法字符時(shí)，轉(zhuǎn)換指令結(jié)束。非法字符是指任意非數(shù)字〔0--9〕字符。當(dāng)轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的整數(shù)值過(guò)大以致輸出值無(wú)法表示時(shí)，溢出標(biāo)志〔SM1.1〕會(huì)置位。例如：當(dāng)輸入字符串產(chǎn)生的數(shù)值大于32767或者小于--32768時(shí)，子字符串轉(zhuǎn)整數(shù)指令會(huì)置位溢出標(biāo)志。當(dāng)輸入字符串中并不包含可以轉(zhuǎn)換的合法數(shù)值時(shí)，溢出標(biāo)志〔SM1.1〕也會(huì)置位。例如：如果輸入字符串的“A123〞，轉(zhuǎn)換指令會(huì)置位SM1.1〔溢出〕并且輸出值保持不變。計(jì)數(shù)器指令SIMATIC計(jì)數(shù)器指令增計(jì)數(shù)器增計(jì)數(shù)指令〔CTU〕從當(dāng)前計(jì)數(shù)值開(kāi)始，在每一個(gè)〔CU〕輸入狀態(tài)從低到高時(shí)遞增計(jì)數(shù)。當(dāng)CXX的當(dāng)前值大于等于預(yù)置值PV時(shí)，計(jì)數(shù)器位CXX置位。當(dāng)復(fù)位端〔R〕接通或者執(zhí)行復(fù)位指令后，計(jì)數(shù)器被復(fù)位。當(dāng)它到達(dá)最大值〔32，767〕后，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。STL操作：H復(fù)位輸入：棧頂H計(jì)數(shù)輸入：其值被裝載在第二個(gè)堆棧中。減計(jì)數(shù)器減計(jì)數(shù)指令〔CTD〕從當(dāng)前計(jì)數(shù)值開(kāi)始，在每一個(gè)〔CD〕輸入狀態(tài)的低到高時(shí)遞減計(jì)數(shù)。當(dāng)CXX的當(dāng)前值等于0時(shí)，計(jì)數(shù)器位CXX置位。當(dāng)裝載輸入端〔LD〕接通時(shí)，計(jì)數(shù)器位被復(fù)位，并將計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值設(shè)為預(yù)置值PV。當(dāng)計(jì)數(shù)值到0時(shí)，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器位CXX接通。STL操作：H裝載輸入：棧頂H計(jì)數(shù)輸入：其值被裝載在第二個(gè)堆棧中。增/減計(jì)數(shù)器增/減計(jì)數(shù)指令〔CTUD〕，在每一個(gè)增計(jì)數(shù)輸入〔CU〕的低到高時(shí)增計(jì)數(shù)，在每一個(gè)減計(jì)數(shù)輸入〔CD〕的低到高時(shí)減計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值CXX保存當(dāng)前計(jì)數(shù)值。在每一次計(jì)數(shù)器執(zhí)行時(shí)，預(yù)置值PV與當(dāng)前值作比擬。當(dāng)?shù)竭_(dá)最大值〔32767〕時(shí)，在增計(jì)數(shù)輸入處的下一個(gè)上升沿導(dǎo)致當(dāng)前計(jì)數(shù)值變?yōu)樽钚≈怠?-32768〕。當(dāng)?shù)竭_(dá)最小值〔--32768〕時(shí)，在減計(jì)數(shù)輸入端的下一個(gè)上升沿導(dǎo)致當(dāng)前計(jì)數(shù)值變?yōu)樽畲笾怠?2767〕。當(dāng)CXX的當(dāng)前值大于等于預(yù)置值PV時(shí)，計(jì)數(shù)器位CXX置位。否那么，計(jì)數(shù)器位關(guān)斷。當(dāng)復(fù)位端〔R〕接通或者執(zhí)行復(fù)位指令后，計(jì)數(shù)器被復(fù)位。當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)置值PV時(shí)，CTUD計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。STL操作：H復(fù)位輸入：棧頂H減計(jì)數(shù)輸入：其值被裝載在第二棧位中。H增計(jì)數(shù)輸入：其值被裝載在第三棧位中。IEC計(jì)數(shù)器指令增計(jì)數(shù)器增計(jì)數(shù)指令〔CTU〕在每一個(gè)〔CU〕輸入的上升沿從當(dāng)前值開(kāi)始增計(jì)數(shù)，直至預(yù)置值〔PV〕。當(dāng)當(dāng)前值〔CV〕大于等于預(yù)置值時(shí)，計(jì)數(shù)器輸出位〔Q〕接通。當(dāng)復(fù)位端〔R〕使能時(shí)，計(jì)數(shù)器復(fù)位。當(dāng)計(jì)數(shù)到達(dá)預(yù)置值時(shí)，增計(jì)數(shù)器停止。減計(jì)數(shù)器減計(jì)數(shù)器指令〔CTD〕從預(yù)置值開(kāi)始，在每一個(gè)〔CD〕輸入的上升沿減計(jì)數(shù)。當(dāng)當(dāng)前值〔CV〕等于0時(shí)，計(jì)數(shù)器輸出位〔Q〕接通。當(dāng)裝載輸入〔LD〕使能時(shí)，計(jì)數(shù)器復(fù)位并且將計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值設(shè)為預(yù)置值PV。當(dāng)計(jì)數(shù)值到0時(shí)，減計(jì)數(shù)器停止。增/減計(jì)數(shù)器增/減計(jì)數(shù)器指令〔CTUD〕，在每一個(gè)增計(jì)數(shù)輸入〔CU〕從低到高時(shí)增計(jì)數(shù)；在每一個(gè)減計(jì)數(shù)輸入〔CD〕從低到高時(shí)減計(jì)數(shù)。當(dāng)當(dāng)前值等于預(yù)置值時(shí)，增計(jì)數(shù)輸出〔QU〕接通。當(dāng)當(dāng)前值等于0時(shí)，減計(jì)數(shù)輸出〔QD〕接通。當(dāng)裝載輸入〔LD〕使能時(shí)，計(jì)數(shù)器將當(dāng)前值設(shè)為預(yù)置值〔PV〕。類(lèi)似的，當(dāng)復(fù)位端〔R〕使能時(shí)，計(jì)數(shù)器復(fù)位并且當(dāng)前值清0。當(dāng)計(jì)數(shù)值到達(dá)預(yù)置值或者0時(shí)，計(jì)數(shù)器停止。用指針對(duì)S7--200存儲(chǔ)區(qū)間接尋址間接尋址是指用指針來(lái)訪問(wèn)存儲(chǔ)區(qū)數(shù)據(jù)。指針以雙字的形式存儲(chǔ)其它存儲(chǔ)區(qū)的地址。只能用V存儲(chǔ)器、L存儲(chǔ)器或者累加器存放器〔AC1、AC2、AC3〕作為指針。要建立一個(gè)指針，必須以雙字的形式，將需要間接尋址的存儲(chǔ)器地址移動(dòng)到指針中。指針也可以作為參數(shù)傳遞到子程序中。S7--200允許指針訪問(wèn)以下存儲(chǔ)區(qū)：I、Q、V、M、S、AI、AQ、SMT〔僅限于當(dāng)前值〕和C〔僅限于當(dāng)前值〕。您無(wú)法用間接尋址的方式訪問(wèn)單獨(dú)的位，也不能訪問(wèn)HC或者L存儲(chǔ)區(qū)。要使用間接尋址，您應(yīng)該用“&〞符號(hào)加上要訪問(wèn)的存儲(chǔ)區(qū)地址來(lái)建立一個(gè)指針。指令的輸入操作數(shù)應(yīng)該以“&〞符號(hào)開(kāi)頭來(lái)說(shuō)明是存儲(chǔ)區(qū)的地址，而不是其內(nèi)容將移動(dòng)到指令的輸出操作數(shù)〔指針〕中。當(dāng)指令中的操作數(shù)是指針時(shí)，應(yīng)該在操作數(shù)前面加上“＊〞號(hào)。如圖4-11所示，輸入*AC1指定AC1是一個(gè)指針，MOVW指令決定了指針指向的是一個(gè)字長(zhǎng)的數(shù)據(jù)。在本例中，存儲(chǔ)在VB200和VB201中的數(shù)值被移動(dòng)到累加器AC0中。AC1V199VW200的地址MOVD&VW200,AC1V20012將VB200的地址〔VW200的起始地址〕作為指針存V20134入AC1中。AC0V202561234V20378MOVW*AC1,AC0將AC1所指向的字〔VW202〕中的值送入AC0理解S7--200如何保存和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)S7--200提供了多種平安措施來(lái)確保用戶程序、程序數(shù)據(jù)和組態(tài)數(shù)據(jù)不喪失。-保持?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器--由用戶選定的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，在一次上電周期中，只要超級(jí)電容和可選電池卡不放電，該存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)就不會(huì)改變。在所有存儲(chǔ)區(qū)中，只有V、M、定時(shí)器電流和計(jì)數(shù)器電流存儲(chǔ)區(qū)能被組態(tài)為保持存儲(chǔ)區(qū)。-永久存儲(chǔ)器--不可變存儲(chǔ)器，用來(lái)儲(chǔ)存程序塊、數(shù)據(jù)塊、系統(tǒng)塊、強(qiáng)制值、組態(tài)為掉電保存的M存儲(chǔ)器和在用戶程序的控制下寫(xiě)入的指定值。-存儲(chǔ)卡--可拆卸的不可變存儲(chǔ)器，用來(lái)儲(chǔ)存程序塊、數(shù)據(jù)塊、系統(tǒng)塊、配方、數(shù)據(jù)歸檔和強(qiáng)制值。通過(guò)S7--200資源管理器，您可以將文檔文件〔doc、text、pdf等〕儲(chǔ)存在存儲(chǔ)卡內(nèi)，也可以將普通文件保存在存儲(chǔ)卡中〔復(fù)制、刪除、創(chuàng)立目錄和放置文件〕。要安裝存儲(chǔ)卡，應(yīng)先從S7--200CPU上取下塑料蓋，然后將存儲(chǔ)卡插入槽中。正確安裝存儲(chǔ)卡至關(guān)重要。小心靜電放電會(huì)損壞存儲(chǔ)卡或CPU接口。當(dāng)您拿存儲(chǔ)卡時(shí)，您應(yīng)使用接地導(dǎo)電墊或者戴接地手套，應(yīng)當(dāng)把存儲(chǔ)卡存放在導(dǎo)電容器中。創(chuàng)立子程序創(chuàng)立一個(gè)例子程序創(chuàng)立這個(gè)例子程序?qū)⑹鼓w會(huì)到使用STEP7--Micro/WIN編程有多簡(jiǎn)單。這個(gè)例子程序在三個(gè)程序段中用6條指令，完成了一個(gè)定時(shí)器自啟動(dòng)、自復(fù)位的簡(jiǎn)單功能。在本例中，您用梯形圖編輯器來(lái)錄入程序。下面給出了完整的梯形圖和語(yǔ)句表程序。語(yǔ)句表中的注釋?zhuān)忉屃顺绦虻倪壿嬯P(guān)系。時(shí)序圖顯示了程序的運(yùn)行狀態(tài)。翻開(kāi)程序編輯器點(diǎn)擊程序塊圖標(biāo)，翻開(kāi)程序編輯器，注意指令樹(shù)和程序編輯器。您可以用拖拽的方式將梯形圖指令插入到程序編輯器中。在工具欄圖標(biāo)中有一些命令的快捷方式。在輸入和保存程序之后，您可以下載程序到S7--200中。輸入程序段1：?jiǎn)?dòng)定時(shí)器當(dāng)M0.0的狀態(tài)為0時(shí)，常閉觸點(diǎn)接通啟動(dòng)定時(shí)器。輸入M0.0的觸點(diǎn)1.雙擊位邏輯圖標(biāo)或者單擊其左側(cè)的加號(hào)可以顯示出全部位邏輯指令。2.選擇常閉觸點(diǎn)。3.按住鼠標(biāo)左鍵將觸點(diǎn)拖到第一個(gè)程序段中。4.單擊觸點(diǎn)上的“???〞，并輸入地址：M0.0。5.按回車(chē)鍵確認(rèn)。定時(shí)器指令T33的輸入步驟如下：1.雙擊定時(shí)器圖標(biāo)，顯示定時(shí)器指令。2.選擇延時(shí)接通定時(shí)器TON。3.按住鼠標(biāo)左鍵將定時(shí)器拖到第一個(gè)程序段中。4.單擊定時(shí)器上方的“???〞，輸入定時(shí)器號(hào)：T33。5.按回車(chē)鍵確認(rèn)后，光標(biāo)會(huì)自動(dòng)移動(dòng)到預(yù)置時(shí)間值〔PT〕參數(shù)。6.輸入預(yù)置時(shí)間值：1007.按回車(chē)鍵確認(rèn)。輸入程序段2：使輸出點(diǎn)閉合當(dāng)定時(shí)器T33的定時(shí)值大于等于40時(shí)〔40*10毫秒，即0.4秒〕，S7--200的輸出點(diǎn)Q0.0會(huì)閉合。輸入比擬指令的步驟如下：1.雙擊比擬指令圖標(biāo)，顯示所有的比擬指令。選擇“>=I〞指令。2.按住鼠標(biāo)左鍵將比擬指令拖到第二個(gè)程序段中。3.單擊觸點(diǎn)上方的“???〞，輸入定時(shí)器號(hào)：T33。4.按回車(chē)鍵確認(rèn)后，光標(biāo)會(huì)自動(dòng)移動(dòng)到比擬指令下方的比擬值參數(shù)。5.在該處輸入比擬值406.按回車(chē)鍵確認(rèn)。輸出指令的輸入步驟如下：1.雙擊位邏輯圖標(biāo)，顯示位邏輯指令并選擇輸出線圈。2.按住鼠標(biāo)左鍵將輸出線圈拖到第二個(gè)程序段中。3.單擊線圈上方的“???〞，輸入地址：Q0.0。4.按回車(chē)鍵確認(rèn)。輸入程序段3：定時(shí)器復(fù)位當(dāng)計(jì)時(shí)值到達(dá)預(yù)置時(shí)間值〔100〕時(shí)，定時(shí)器觸點(diǎn)會(huì)閉合。T33閉合會(huì)使M0.0置位。由于定時(shí)器是靠M0.0的常閉觸點(diǎn)啟動(dòng)的，M0.0的狀態(tài)由0變1會(huì)使定時(shí)器復(fù)位。輸入觸點(diǎn)T33的步驟如下：1.在位邏輯指令中選擇常開(kāi)觸點(diǎn)。2.按住鼠標(biāo)左鍵將觸點(diǎn)拖到第三個(gè)程序段中。3.單擊觸點(diǎn)上方的“???〞，輸入地址：T33。4.按回車(chē)鍵確認(rèn)。輸入線圈M0.0的步驟如下：1.在位邏輯指令中選擇輸出線圈。2.按住鼠標(biāo)左鍵將輸出線圈拖到第三個(gè)程序段中。3.雙擊線圈上方的“???〞，輸入地址：M0.0。4.按回車(chē)鍵確認(rèn)。存儲(chǔ)例子程序在輸入完以上三個(gè)程序段后，您就已經(jīng)完成了整個(gè)例子程序。當(dāng)您存儲(chǔ)程序時(shí)，您也創(chuàng)立了一個(gè)包括S7--200CPU類(lèi)型及其它參數(shù)在內(nèi)的一個(gè)工程。保存工程：1.在菜單條中選擇菜單命令File>SaveAs。2.在SaveAs對(duì)話框中輸入工程名。3.點(diǎn)擊Save存儲(chǔ)工程。工程存儲(chǔ)之后，您可以下載程序到S7--200。下載例子程序1.您可以點(diǎn)擊工具條中的下載圖標(biāo)或者在命令菜單中選擇File>Download來(lái)下載程序。2.點(diǎn)擊OK下載程序到S7--200。如果您的S7--200處于運(yùn)行模式，將有一個(gè)對(duì)話提示您CPU將進(jìn)入停止模式。單擊Yes將S7--200置于STOP模式。將S7--200轉(zhuǎn)入運(yùn)行模式如果想通過(guò)STEP7--Micro/WIN軟件將S7--200轉(zhuǎn)入運(yùn)行模式，S7--200的模式開(kāi)關(guān)必須設(shè)置為T(mén)ERM或者RUN。當(dāng)S7--200處于RUN模式時(shí)，執(zhí)行程序：1.單擊工具條中的運(yùn)行圖標(biāo)或者在命令菜單中選擇PLC>RUN。2.點(diǎn)擊Yes切換模式。當(dāng)S7--200轉(zhuǎn)入運(yùn)行模式后，CPU將執(zhí)行程序使Q0.0的LED指示燈時(shí)亮?xí)r滅。3.2PLC的開(kāi)展趨勢(shì)目前的可編程控制器有以下幾個(gè)方面的開(kāi)展趨勢(shì)：(1)向小型化、專(zhuān)用化方向開(kāi)展。當(dāng)前開(kāi)發(fā)出許多簡(jiǎn)易、經(jīng)濟(jì)、超小型可編程控制器，以使用于單機(jī)控制和機(jī)電一體化，真正成為繼電器的替代品。(2)向大型化、復(fù)雜化、高功能、分散型、多層分布式工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)方向開(kāi)展?？删幊炭刂破鬏斎胼敵鋈萘恳殉^(guò)32K，掃描速度小于1mS/千步?！?〕編程語(yǔ)言和編程工具朝著標(biāo)準(zhǔn)化和高級(jí)化方向開(kāi)展?？删幊炭刂破鲉?wèn)世時(shí)間雖然不長(zhǎng)，但已步入成熟階段。這種工業(yè)專(zhuān)用微機(jī)系統(tǒng)是高精技術(shù)普及化的典范，使計(jì)算機(jī)進(jìn)入工業(yè)各行業(yè)，使機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)線控制更新?lián)Q代?？删幊炭刂破鲗⒊蔀楣I(yè)控制的主要手段和重要的根底控制設(shè)備。第四章系統(tǒng)的硬件方案與設(shè)計(jì)4.1傳感器的選型與設(shè)計(jì)傳感器是本設(shè)計(jì)最重要的部件之一，它的選取好壞對(duì)整個(gè)系統(tǒng)而言，非常重要?，F(xiàn)在生產(chǎn)傳感器的公司很多，所研制的傳感器類(lèi)型也很多，但其性能差異并不很大。本設(shè)計(jì)在選擇傳感器上掌握的根本原那么是穩(wěn)定性好，價(jià)格低廉，使用方便。集成溫度傳感器介紹與選型目前主要采用近年來(lái)開(kāi)展最快的半導(dǎo)體集成溫度傳感器,它內(nèi)部采用差分對(duì)管等線性化技術(shù)及激光校準(zhǔn)手段等,測(cè)溫電路十分簡(jiǎn)單可靠。這類(lèi)傳感器在生產(chǎn)時(shí)已經(jīng)校準(zhǔn),可省去標(biāo)定工序,大大地方便了用戶的使用。它有多種輸出:如電流型、電壓型、PWM型、數(shù)字型等可供用戶選擇。本論文著重分析電流型、電壓型集成溫度傳感器主要特點(diǎn)及一些典型應(yīng)用。集成溫度傳感器LM35概述①LM35概述LM35系列適合用密封的TO-46晶體管封裝，而LM35C就適合于塑料TO-92晶體管封裝它們有如下的特點(diǎn):(1)直接用攝氏溫度校準(zhǔn);(2)線性+l0.mV/℃比例因數(shù);(3)保證0.5℃精度(在+25℃時(shí));(4)-55～+150℃額定范圍;(5)適用于遙控設(shè)備;(6)因晶體片微調(diào)而低費(fèi)用;(7)工作在4～30V;(8)小于60μA漏泄電流;〔9〕較低自熱，在靜止空氣中0.08℃;(10)只有±1/參數(shù):電源電壓:+35V～-0.2V輸出電壓:+6V～-1.0V輸出電流:l0mA輸出阻抗：1mA負(fù)載時(shí)0.1Ω漏泄電流：小于60μA比例因數(shù)：線性+10.0mV/℃特定工作溫度范圍:LM35,LM35A為-55～+150℃LM35C,LM35CA為-40～+110℃；LM35D為0～+100②LM35工作原理LM35系列的內(nèi)部框圖如圖2所示。由VT1、VT2構(gòu)成了溫度傳感器，二者的發(fā)射結(jié)面積之比為10:1。A2是電壓放大器。R1、R2分別為VT1和VT2發(fā)射結(jié)壓降的取樣電阻。VD是電流源的溫度補(bǔ)償二極管。由VT3和R3、R4組成了發(fā)射極輸出式電路。其工作原理是利用在不同電流密度下的晶體管VT1、VT2的發(fā)射結(jié)正向壓降之差△，作為根本的溫度敏感元件，經(jīng)過(guò)變換后，在端獲得與攝氏溫度成正比的電壓輸出信號(hào)。輸出電壓的電壓溫度系數(shù)=10mV/℃。利用以下公式可計(jì)算出被測(cè)溫度t(℃)：圖4.1LM35系列的內(nèi)部框圖公式〔4-1〕③LM35根本應(yīng)用電路由LM35系列構(gòu)成的簡(jiǎn)易型攝氏溫度傳感電路，分別如圖3〔a〕〔b〕所示.(a)圖所示電路的測(cè)溫范圍是+2～+150℃，〔b〕圖示出的電路測(cè)量滿量程〔-55～+150R=︱-Us/50μA︱公式〔4-2〕舉例說(shuō)明，當(dāng)Us=+5V,-Us=-5V時(shí)，R=100kΩ。此時(shí)，當(dāng)天=-55℃時(shí)，Uo=-55mV；當(dāng)t分別為+25℃、+圖4.2〔a〕圖4.2〔b〕采用單電源供電時(shí)為獲得負(fù)電源，可在LM35的GND與公共地址之間，串入兩只IN914型硅二極管VD1、VD2，以提供-1.4V的負(fù)電源。電路如圖4所示，測(cè)溫范圍--55～+150℃圖4.3單電源供電時(shí)全范圍測(cè)溫電路為了滿足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，經(jīng)過(guò)比擬和選擇認(rèn)為L(zhǎng)M35型號(hào)的集成溫度傳感器更加適合本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。此傳感器采用己知溫度系數(shù)的基準(zhǔn)源作為溫敏元件。芯片內(nèi)部那么采用差分對(duì)管等線性化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了溫敏傳感器的線性化，也提高了傳感器的精度．與熱敏電阻、熱電偶等傳統(tǒng)傳感器相比，具有線性好、精度高、體積小、校準(zhǔn)方便、價(jià)格低、外圍電路簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，非常適合本系統(tǒng)溫度采集的測(cè)量工作。為了實(shí)現(xiàn)-25℃～55℃的溫度測(cè)量范圍，采用LM35的全溫度測(cè)量接線方法，具體的接線圖如圖5圖4.4設(shè)計(jì)接線圖圖中：電阻R的阻值按照R=Vcc/50mA來(lái)選擇．電路的輸出電壓與溫度的線性關(guān)系為：1)環(huán)境溫度150℃,Ueq\o(\s\up6(),\s\do2(0))=1500mV；2)環(huán)境溫度25℃，Ueq\o(\s\up6(),\s\do2(0))=250mV；3)環(huán)境溫度-55℃，Ueq\o(\s\up6(),\s\do2(0))=-550mV．由于所測(cè)量的溫度范圍是-25℃～55℃。所以，在實(shí)際應(yīng)用電路中的電壓信號(hào)的輸出量值在-0.25V～0.55V集成濕度傳感器介紹與選型1.濕度的概念濕度是表示空氣中水蒸氣含量多少的尺度。在物理學(xué)和氣象學(xué)中，大氣濕度的表示方法是多種多樣的，而且都有各自的物理量和相應(yīng)單位。在諸多方法中，習(xí)慣使用的是絕對(duì)濕度和相對(duì)濕度。①絕對(duì)濕度：絕對(duì)濕度定義為在每立方米濕空氣中，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下所含水蒸汽的質(zhì)量，以字符ρ表示，單位。再由氣體狀態(tài)方程式可得公式〔4-3〕式中為空氣中水蒸氣的分壓力(帕)；T為空氣中的干球絕對(duì)溫度(K)；t為空氣中干球的攝氏溫度(℃)；為水蒸氣的氣體常數(shù)，=461。②相對(duì)濕度:相對(duì)濕度是指空氣中水蒸氣分壓力與同溫度下飽和水蒸汽壓力之比值。用r表示相對(duì)濕度為：公式〔4-4〕2.集成濕度傳感器介紹選擇集成濕度傳感器應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：感濕性能好、靈敏度高、響應(yīng)速度快、測(cè)量范圍寬，要有較好的一致性、可重復(fù)性，線性度要好、濕滯小較高的穩(wěn)定性和可靠性，有較強(qiáng)的抗污染能力、使用壽命長(zhǎng)。目前，國(guó)外生產(chǎn)集成濕度傳感器的主要廠家及典型產(chǎn)品分別為Honeywell公司〔HIH-3602、HIH-3605、HIH-3610型〕，Humirel公司〔HM1500、HM1520、HF3223、HTF3223型〕，Sensiron公司〔SHT11、SHT15型〕。3.濕度傳感器選擇及電路設(shè)計(jì)由于HM1500濕度傳感器的精度較高，測(cè)量范圍大，反響時(shí)間較快，溫度依賴性比擬低，長(zhǎng)期穩(wěn)定性能好，用戶使用方便，價(jià)格實(shí)惠，是性價(jià)比極高的一款集成濕度傳感器，故本方案采用HM1500做為濕度測(cè)量的傳感器。HM1500是法國(guó)Humirel公司于2002年推出的一種基于硬質(zhì)封裝的HS1101濕敏電容的電壓輸出式集成濕度傳感器。它將側(cè)面接觸式濕敏電容與濕度信號(hào)調(diào)理器集成在一個(gè)模塊中，集成度高，有很小的易于安裝的接頭，因此不需要外圍元件，使用非常方便。其主要特點(diǎn)是采用恒壓供電，輸出與相對(duì)濕度呈比例關(guān)系的伏特級(jí)電壓信號(hào)，響應(yīng)速度快，對(duì)溫度的依賴性非常低，可靠性與長(zhǎng)期穩(wěn)定性高，互換性好，專(zhuān)利的固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu)，浸水無(wú)影響，長(zhǎng)時(shí)間處于飽和狀態(tài)后能快速脫濕，抗污染能力強(qiáng)。一、HM1500的性能特點(diǎn)：①內(nèi)部包含由濕敏電容構(gòu)成的橋式振蕩器、低通濾波器和放大器，能輸出與相對(duì)濕度成線性關(guān)系的直流電壓信號(hào)，輸出阻抗為70Ω，適配帶ADC的單片機(jī)。②HM1500屬于通用型濕敏傳感器，測(cè)量范圍是〔0%～100%〕RH，輸出電壓范圍是+1V～+4V。相對(duì)濕度為55%時(shí)的標(biāo)稱(chēng)輸出電壓為2.48V。測(cè)量精度為±3%RH，靈敏度為+25mV/RH，溫度系數(shù)為±0.1%RH/℃，濕度遲滯為±1.5%RH，響應(yīng)時(shí)間為5s。③產(chǎn)品的互換性好，抗腐蝕性強(qiáng)。不受水凝結(jié)的影響，長(zhǎng)期穩(wěn)定性指標(biāo)為0.5%RH/年。④采用+5V電源〔允許范圍是+4.75V～+5.25V〕，工作電流為0.4mA〔典型值〕，漏電流≤300μA。工作溫度范圍是-30℃～+60℃二、HM1500的工作原理：HM1500采用恒壓供電，內(nèi)置放大電路，能輸出與相對(duì)濕度呈比例關(guān)系的伏特級(jí)電壓信號(hào)，響應(yīng)速度快、重復(fù)性好、抗污染能力強(qiáng)。HM1500的測(cè)濕元件選用濕敏電容HS1101，在一個(gè)有機(jī)玻璃或玻璃片上首先用擴(kuò)散法制作兩個(gè)電極，然后涂上有機(jī)膜作為介質(zhì)，形成一個(gè)電容器件。當(dāng)外界相對(duì)濕度變化時(shí)，感濕膜能吸附和釋放水汽分子，引起其介電常數(shù)發(fā)生變化，從而使元件電容量改變。利用電容量與相對(duì)濕度的函數(shù)關(guān)系即可測(cè)量濕度。內(nèi)部電路框圖如圖6。HM1500的輸出電壓與相對(duì)濕度的響應(yīng)曲線如圖7。運(yùn)用最小二乘法可以求出其輸出電壓與相對(duì)濕度之間的關(guān)系：=1.079+0.2568RH公式〔4-5〕HM1500橋式HM1500橋式振蕩電路低通濾波器放大器U。圖4.5HM1500工作原理圖4.6HM1500的輸出電壓與相對(duì)濕度的響應(yīng)曲線在〔10%～95%〕RH范圍內(nèi)，時(shí)，輸出電壓與相對(duì)濕度的對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表4.1。表4.1HM1500的與RH的對(duì)應(yīng)關(guān)系()RH/(%)101520253035404550/V1.3251.4651.6001.7351.8601.9902.1102.2352.360RH/(%)556065707580859095/V2.4802.6052.3702.8602.9903.1253.2603.4053.555當(dāng)時(shí)，可按下式對(duì)讀數(shù)值加以修正：[]公式〔4-6〕以下圖為HM1500內(nèi)部電路圖，圖4.7HM1500內(nèi)部電路圖PLC的選型與模塊配置選擇適宜的機(jī)型是PLC控制系統(tǒng)的硬件配置的關(guān)鍵問(wèn)題，目前，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)PLC的廠家很多，如西門(mén)子、三菱、松下、歐姆龍、LG、ABB公司等，不同的廠家的PLC產(chǎn)品雖然根本功能相似，但有些特殊功能、價(jià)格、效勞及使用的編程指令和編程軟件都不相同。而同一個(gè)廠家生產(chǎn)的PLC產(chǎn)品又有不同的系列，同一系列又有不同的CPU型號(hào)，不同系列、不同型號(hào)的產(chǎn)品在功能上有較大的差異。因此如何學(xué)用適宜的機(jī)型至關(guān)重要。4.2.1PLC的選型原那么在滿足控制要求的前提下選型時(shí)應(yīng)選最正確的性價(jià)比，一般可以從以下幾個(gè)方面考慮：1.I/O點(diǎn)數(shù)估算I/O點(diǎn)數(shù)是PLC的一項(xiàng)重要指標(biāo)。合理選擇I/O點(diǎn)數(shù)既可使系統(tǒng)滿足控制要求有可使系統(tǒng)總投資最低。PLC的輸入輸出點(diǎn)總數(shù)和種類(lèi)應(yīng)根據(jù)被控對(duì)象的模擬量、開(kāi)關(guān)量、輸入/輸出設(shè)備狀況〔包括模擬量、開(kāi)關(guān)量、輸出類(lèi)型〕來(lái)確定，一般一個(gè)輸入輸出元件要占用一個(gè)輸入輸出點(diǎn)?？紤]到今后的擴(kuò)充，一般應(yīng)估計(jì)的總點(diǎn)數(shù)再加上15%～20%的備用量。本設(shè)計(jì)所占用的I/O點(diǎn)數(shù)計(jì)算：輸入信號(hào)：開(kāi)始按鈕，需要一個(gè)輸入點(diǎn)；停止按鈕，需要一個(gè)輸入點(diǎn)；計(jì)數(shù)值加1按鈕，需一個(gè)輸入點(diǎn)；計(jì)數(shù)值減1按鈕，需要一個(gè)輸入點(diǎn)。以上共需要4個(gè)輸入信號(hào)點(diǎn)，考慮以后對(duì)系統(tǒng)的調(diào)整與擴(kuò)充留有20%的備用點(diǎn)，即用4×20%=1，取1個(gè)點(diǎn)，這樣共用5個(gè)輸入點(diǎn)。輸出信號(hào)：一共要用十七個(gè)LED數(shù)碼管，段選碼需要使用8個(gè)輸出點(diǎn)；位選通信號(hào)如果使用74LS138譯碼器那么需要4個(gè)輸出點(diǎn)；顯示“-〞的一個(gè)數(shù)碼管需要1個(gè)輸出點(diǎn)；以上共需要13個(gè)輸出點(diǎn)考慮以后對(duì)系統(tǒng)的調(diào)整與擴(kuò)充留有20%的備用點(diǎn)，即13×20%=2.6，取3個(gè)點(diǎn)，這樣共用16個(gè)輸出點(diǎn)。2、用戶存儲(chǔ)容量估算用戶應(yīng)用程序占用多少內(nèi)存與許多因素有關(guān)，如I/O點(diǎn)數(shù)、控制要求、運(yùn)算處理量、量程結(jié)構(gòu)等。因此在程序設(shè)計(jì)之前只能粗略的估算。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，每個(gè)I/O點(diǎn)及有關(guān)功能器占用內(nèi)存大致如下：開(kāi)關(guān)量輸入元件：10～20B/點(diǎn)；開(kāi)關(guān)量輸出元件：5～10B/點(diǎn)；定時(shí)器/計(jì)數(shù)器：2B/個(gè)；模擬量：100～150B/點(diǎn)；通信接口：一個(gè)接口一般需要300B以上；根據(jù)上面算出總字?jǐn)?shù)再加上25%左右的備用量，就可以估算出程序所需要的內(nèi)存量，從而選擇適宜的PLC內(nèi)存。本設(shè)計(jì)所需CPU內(nèi)存的計(jì)算：開(kāi)關(guān)量輸入元件5點(diǎn)×10～20B/點(diǎn)≈50～120B；開(kāi)關(guān)量輸出元件：16點(diǎn)×5～10B/點(diǎn)≈80～160B；模擬量：2點(diǎn)×100～150B/點(diǎn)≈200～300B；總需內(nèi)存量：330～570B；本系統(tǒng)中可編程序控制器的選取及其特點(diǎn)目前PLC使用性能較好的SIEMENS公司、日本的三菱、歐姆龍、美國(guó)的AB公司，根據(jù)性價(jià)比的選擇，根據(jù)被控對(duì)象的I/0點(diǎn)數(shù)以及工藝要求、掃描速度、自診斷功能等方面的考慮，本設(shè)計(jì)采用SIEMENS公司的S7-200系列PLC。1.SiemensS7-200系列PLC特性一、SiemensS7-200主要功能模塊介紹〔1〕CPU模塊S7-200的CPU模塊包括一個(gè)中央處理單元、電源以及數(shù)字I/O點(diǎn)，這些都被集成在一個(gè)緊湊、獨(dú)立的設(shè)備中。CPU負(fù)責(zé)執(zhí)行程序，輸入局部從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中采集信號(hào)，輸出局部那么輸出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。從CPU模塊的功能來(lái)看，CPU模塊為CPU22*，它具有如下五種不同的結(jié)構(gòu)配置的CPU單元。①CPU224它有14輸入/10輸出，I/0共計(jì)24點(diǎn)。和前兩者相比，存儲(chǔ)容量擴(kuò)大了一倍，它可以有7個(gè)擴(kuò)展模塊，有內(nèi)置時(shí)鐘，它有更強(qiáng)的模擬量和高速計(jì)數(shù)的處理能力，是使用得最多S7-200產(chǎn)品。②CPU226它有24輸入/16輸出，I/0共計(jì)40點(diǎn)，和CPU224相比，增加了通信口的數(shù)量，通信能力大大增強(qiáng)。它可用于點(diǎn)數(shù)較多、要求較高的小型或中型控制系統(tǒng)?！?〕開(kāi)關(guān)量I/O擴(kuò)展模塊當(dāng)CPU的I/0點(diǎn)數(shù)不夠用或需要進(jìn)行特殊功能的控制時(shí)，就要進(jìn)行I/O擴(kuò)展，I/O擴(kuò)展包括I/O點(diǎn)數(shù)的擴(kuò)展和功能模塊的擴(kuò)展。通常開(kāi)關(guān)量I/O模塊產(chǎn)品分3種類(lèi)型:輸入模塊、輸出模塊以及輸入/輸出模塊。典型的數(shù)字量I/O擴(kuò)展模塊有:輸入擴(kuò)展模塊EM221有兩種:8點(diǎn)DC、8點(diǎn)AC輸入;輸出擴(kuò)展模塊EM222有三種:8點(diǎn)DC晶體管輸出，8點(diǎn)AC輸出、8點(diǎn)繼電器輸出。輸入/輸出混合擴(kuò)展模塊EM223有六種:分別為4點(diǎn)(8點(diǎn)、16點(diǎn))DC輸入/4點(diǎn)(8點(diǎn)、16點(diǎn))DC輸出、4點(diǎn)(8點(diǎn)、16點(diǎn))DC輸入/4點(diǎn)(8點(diǎn)、16點(diǎn))繼電器輸出。2.本設(shè)計(jì)PLC的配置本設(shè)計(jì)選用S7-200系列PLC的CPU的型號(hào)為CPU226〔24輸入/16輸出，I/0共計(jì)40點(diǎn)〕和模擬量輸入模塊EM235。EM235是最常用的模擬量擴(kuò)展模塊，它實(shí)現(xiàn)了4路模擬量輸入和1路模擬量輸出功能。下面以EM235為例講解模擬量擴(kuò)展模塊接線圖，如圖1。圖1演示了模擬量擴(kuò)展模塊的接線方法，對(duì)于電壓信號(hào)，按正、負(fù)極直接接入X＋和X－；對(duì)于電流信號(hào)，將RX和X＋短接后接入電流輸入信號(hào)的“＋〞端；未連接傳感器的通道要將X＋和X－短接。對(duì)于某一模塊，只能將輸入端同時(shí)設(shè)置為一種量程和格式，即相同的輸入量程和分辨率?！埠竺鎸⒃敿?xì)介紹〕表4.2EM235的常用技術(shù)參數(shù)：模擬量輸入特性模擬量輸入點(diǎn)數(shù)4輸入范圍電壓〔單極性〕0～10V0～5V0～1V0～500mV0～100mV0～50mV電壓〔雙極性〕±10V±5V±2.5V±1V±500mV±250mV±100mV±50mV±25mV電流0～20mA數(shù)據(jù)字格式雙極性全量程范圍-32000～+32000

單極性全量程范圍0～32000分辨率12位A/D轉(zhuǎn)換器模擬量輸出特性模擬量輸出點(diǎn)數(shù)1信號(hào)范圍電壓輸出±10V

電流輸出0～20mA數(shù)據(jù)字格式電壓-32000～+32000

電流0～32000分辨率電流電壓12位

電流11位下表說(shuō)明如何用DIP開(kāi)關(guān)設(shè)置EM235擴(kuò)展模塊，開(kāi)關(guān)1到6可選擇輸入模擬量的單/雙極性、增益和衰減。表4.3DIP開(kāi)關(guān)設(shè)置EM235擴(kuò)展模塊EM235開(kāi)關(guān)單/雙極性選擇增益選擇衰減選擇SW1SW2SW3SW4SW5SW6

ON單極性

OFF雙極性

OFFOFF

X1

OFFON

X10

ONOFF

X100

ONON

無(wú)效

ONOFFOFF

0.8OFFONOFF

0.4OFFOFFON

0.2由上表可知，DIP開(kāi)關(guān)SW6決定模擬量輸入的單雙極性，當(dāng)SW6為ON時(shí)，模擬量輸入為單極性輸入，SW6為OFF時(shí)，模擬量輸入為雙極性輸入。SW4和SW5決定輸入模擬量的增益選擇，而SW1，SW2，SW3共同決定了模擬量的衰減選擇。根據(jù)上表6個(gè)DIP開(kāi)關(guān)的功能進(jìn)行排列組合，所有的輸入設(shè)置如下表：表4.4單極性滿量程輸入分辨率SW1SW2SW3SW4SW5SW6ONOFFOFFONOFFON0到50mV12.5μVOFFONOFFONOFFON0到100mV25μVONOFFOFFOFFONON0到500mV125uAOFFONOFFOFFONON0到1V250μVONOFFOFFOFFOFFON0到5V1.25mVONOFFOFFOFFOFFON0到20mA5μAOFFONOFFOFFOFFON0到10V2.5mV雙極性滿量程輸入分辨率SW1SW2SW3SW4SW5SW6ONOFFOFFONOFFOFF±25mV12.5μVOFFONOFFONOFFOFF±50mV25μVOFFOFFONONOFFOFF±100mV50μVONOFFOFFOFFONOFF±250mV125μVOFFONOFFOFFONOFF±500250μVOFFOFFONOFFONOFF±1V500μVONOFFOFFOFFOFFOFF±2.5V1.25mVOFFONOFFOFFOFFOFF±5V2.5mVOFFOFFONOFFOFFOFF±10V5mV6個(gè)DIP開(kāi)關(guān)決定了所有的輸入設(shè)置。也就是說(shuō)開(kāi)關(guān)的設(shè)置應(yīng)用于整個(gè)模塊，開(kāi)關(guān)設(shè)置也只有在重新上電后才能生效。輸入校準(zhǔn)模擬量輸入模塊使用前應(yīng)進(jìn)行輸入校準(zhǔn)。其實(shí)出廠前已經(jīng)進(jìn)行了輸入校準(zhǔn)，如果OFFSET和GAIN電位器已被重新調(diào)整，需要重新進(jìn)行輸入校準(zhǔn)。其步驟如下：切斷模塊電源，選擇需要的輸入范圍。接通CPU和模塊電源，使模塊穩(wěn)定15分鐘。用一個(gè)變送器，一個(gè)電壓源或一個(gè)電流源，將零值信號(hào)加到一個(gè)輸入端。讀取適當(dāng)?shù)妮斎胪ǖ涝贑PU中的測(cè)量值。調(diào)節(jié)OFFSET〔偏置〕電位計(jì)，直到讀數(shù)為零，或所需要的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值。將一個(gè)滿刻度值信號(hào)接到輸入端子中的一個(gè)，讀出送到CPU的值。調(diào)節(jié)GAIN〔增益〕電位計(jì)，直到讀數(shù)為32000或所需要的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值。必要時(shí)，重復(fù)偏置和增益校準(zhǔn)過(guò)程。EM235輸入數(shù)據(jù)字格式下面給出了12位數(shù)據(jù)值在CPU的模擬量輸入字中的位置MSBLSB1514320AIWXX0數(shù)據(jù)值12位000單極數(shù)據(jù)MSBLSB15430AIWXX0數(shù)據(jù)值12位0000雙極數(shù)據(jù)可見(jiàn)，模擬量到數(shù)字量轉(zhuǎn)換器〔ADC〕的12位讀數(shù)是左對(duì)齊的。最高有效位是符號(hào)位，0表示正值。在單極性格式中，3個(gè)連續(xù)的0使得模擬量到數(shù)字量轉(zhuǎn)換器〔ADC〕每變化1個(gè)單位，數(shù)據(jù)字那么以8個(gè)單位變化。在雙極性格式中，4個(gè)連續(xù)的0使得模擬量到數(shù)字量轉(zhuǎn)換器每變化1個(gè)單位，數(shù)據(jù)字那么以16為單位變化。EM235輸出數(shù)據(jù)字格式給出了12位數(shù)據(jù)值在CPU的模擬量輸出字中的位置：MSBLSB1514430AQWXX0數(shù)據(jù)值11位0000電流輸出數(shù)據(jù)格式MSBLSB15430AQWXX0數(shù)據(jù)值12位0000電壓輸出數(shù)據(jù)格式數(shù)字量到模擬量轉(zhuǎn)換器〔DAC〕的12位讀數(shù)在其輸出格式中是左端對(duì)齊的，最高有效位是符號(hào)位，0表示正值。模擬量擴(kuò)展模塊的尋址每個(gè)模擬量擴(kuò)展模塊，按擴(kuò)展模塊的先后順序進(jìn)行排序，其中，模擬量根據(jù)輸入、輸出不同分別排序。模擬量的數(shù)據(jù)格式為一個(gè)字長(zhǎng)，所以地址必須從偶數(shù)字節(jié)開(kāi)始。例如：AIW0，AIW2，AIW4……、AQW0，AQW2……。每個(gè)模擬量擴(kuò)展模塊至少占兩個(gè)通道，即使第一個(gè)模塊只有一個(gè)輸出AQW0,第二個(gè)模塊模擬量輸出地址也應(yīng)從AQW4開(kāi)始尋址，以此類(lèi)推。圖4演示了CPU224后面依次排列一個(gè)4輸入/4輸出數(shù)字量模塊，一個(gè)8輸入數(shù)字量模塊，一個(gè)4模擬輸入/1模擬輸出模塊，一個(gè)8輸出數(shù)字量模塊，一個(gè)4模擬輸入/1模擬輸出模塊的尋址情況。表4.5模擬量值和A/D轉(zhuǎn)換值的轉(zhuǎn)換CPU2244輸入/4輸出8輸入4模擬輸入8輸出4模擬輸入I0.0Q0.0模塊0模塊11模擬輸出模塊31模擬輸出I0.1Q0.1I2.0Q2.0I3.0模塊2Q3.0I0.2Q0.2I2.1Q2.1I3.1AIW0AQW0Q3.1AIW8AQW4I0.3Q0.3I2.2Q2.2I3.2AIW2AQW2Q3.2AIW10AQW8I0.4Q0.4I2.3Q2.3I3.3AIW4Q3.3AIW12I0.5Q0.5I2.4Q2.4I3.4AIW6Q3.4AIW14I0.6Q0.6I2.5Q2.5I3.5Q3.5I0.7Q0.7I2.6Q2.6I3.6Q3.6I1.1Q1.1I2.7Q2.7I3.7Q3.7假設(shè)模擬量的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)是A0—Am〔如：4—20mA〕，A/D轉(zhuǎn)換后數(shù)值為D0—Dm〔如：6400—32000〕，設(shè)模擬量的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)是A，A/D轉(zhuǎn)換后的相應(yīng)數(shù)值為D，由于是線性關(guān)系，函數(shù)關(guān)系A(chǔ)＝f〔D〕可以表示為數(shù)學(xué)方程：A＝〔D－D0〕×〔Am－A0〕／〔Dm－D0〕＋A0。根據(jù)該方程式，可以方便地根據(jù)D值計(jì)算出A值。將該方程式逆變換，得出函數(shù)關(guān)系D＝f〔A〕可以表示為數(shù)學(xué)方程：D＝〔A－A0〕×〔Dm－D0〕／〔Am－A0〕＋D0。具體舉一個(gè)實(shí)例，以S7-200和4—20mA為例，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，我們得到的數(shù)值是6400—32000，即A0＝4，Am＝20，D0＝6400，Dm＝32000，代入公式，得出：A＝〔D－6400〕×〔20－4〕／〔32000－6400〕＋4假設(shè)該模擬量與AIW0對(duì)應(yīng)，那么當(dāng)AIW0的值為12800時(shí)，相應(yīng)的模擬電信號(hào)是6400×16／25600＋4＝8mA。又如，某溫度傳感器，－10—60℃與4—20mA相對(duì)應(yīng)，以T表示溫度值，AIW0為PLC模擬量采樣值，那么根據(jù)上式直接代入得出：T=70×〔AIW0－6400〕／25600－10可以用T直接顯示溫度值。模擬量值和A/D轉(zhuǎn)換值的轉(zhuǎn)換理解起來(lái)比擬困難，該段多讀幾遍，結(jié)合所舉例子，就會(huì)理解。為了讓您方便地理解，我們?cè)倥e一個(gè)例子：某壓力變送器，當(dāng)壓力到達(dá)滿量程5MPa時(shí)，壓力變送器的輸出電流是20mA，AIW0的數(shù)值是32000?？梢?jiàn)，每毫安對(duì)應(yīng)的A/D值為32000/20，測(cè)得當(dāng)壓力為0.1MPa時(shí)，壓力變送器的電流應(yīng)為4mA，A/D值為〔32000/20〕×4＝6400。由此得出，AIW0的數(shù)值轉(zhuǎn)換為實(shí)際壓力值〔單位為KPa〕的計(jì)算公式為：VW0的值＝(AIW0的值－6400)(5000－100)/(32000－6400)＋100〔單位：KPa〕編程實(shí)例您可以組建一個(gè)小的實(shí)例系統(tǒng)演示模擬量編程。本實(shí)例的的CPU是CPU222，僅帶一個(gè)模擬量擴(kuò)展模塊EM235，該模塊的第一個(gè)通道連接一塊帶4—20mA變送輸出的溫度顯示儀表，該儀表的量程設(shè)置為0—100度，即0度時(shí)輸出4mA，100度時(shí)輸出20mA。溫度顯示儀表的鉑電阻輸入端接入一個(gè)220歐姆可調(diào)電位器，簡(jiǎn)單編程如下：LDSM0.0-IAIW0，VW20/IVW20，VW30溫度顯示值＝〔AIW0-6400〕/256編譯并運(yùn)行程序，觀察程序狀態(tài)，VW30即為顯示的溫度值，對(duì)照儀表顯示值是否一致。4.3顯示方案的設(shè)計(jì)4.3.1與LED顯示相關(guān)的知識(shí)本設(shè)計(jì)采用LED數(shù)碼管進(jìn)行數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)顯示。LED數(shù)碼管也稱(chēng)半導(dǎo)體數(shù)碼管，是目前數(shù)字電路中最常用的顯示器件。七段LED顯示器由七個(gè)發(fā)光段構(gòu)成，每段均是一個(gè)LED二極管，這7個(gè)發(fā)光段分別為a,b,c,d,e,f和g,通過(guò)控制不同段的點(diǎn)亮和熄滅,可顯示16進(jìn)制數(shù)字0～9和A,B,C,D,E,F,也能顯示H，L，P等字符。有的產(chǎn)品還有一個(gè)小數(shù)點(diǎn)DP位段，用來(lái)顯示小數(shù)。LED顯示器以發(fā)光二極管作為顯示發(fā)光部件，每段并按共陰極方式或共陽(yáng)極方式連接后封裝而成的。共陽(yáng)極結(jié)構(gòu)中，各LED二極管的陽(yáng)極被連在一起，使用時(shí)要將它與+5V相連，而把各段的陰極連到器件的相應(yīng)引腳上。當(dāng)要點(diǎn)亮某一段時(shí)，只要將相應(yīng)的引腳〔陰極〕接低電平。對(duì)于共陰極結(jié)構(gòu)的LED顯示器，陰極連在一起后接地，各陽(yáng)極段接到器件的引腳上，要想點(diǎn)亮某一段時(shí)，只要將相應(yīng)引腳接高電平。LED顯示器的一個(gè)段發(fā)光時(shí)，通過(guò)該段的平均電流約為10mA～20mA。將一個(gè)8位并行輸出口與顯示器的發(fā)光二極管引腳相連，8位并行輸出口輸出不同的字節(jié)數(shù)據(jù)即可獲得不同的數(shù)字或字符，通常將控制發(fā)光二極管的8位字節(jié)數(shù)據(jù)稱(chēng)為段選碼。共陽(yáng)極與共陰極的段選碼互為補(bǔ)數(shù)。LED顯示器與顯示方式:LED顯示器有靜態(tài)顯示與動(dòng)態(tài)顯示兩種方式。LED顯示器工作在靜態(tài)顯示方式下，共陰極或共陽(yáng)極連接在一起接地或+5V；每位的段選線〔a～dp〕與一個(gè)8位并行口相連。顯示電路中，每一位可獨(dú)立顯示，只要在該位的段選線上保持段選碼電平，該位就能保持相應(yīng)的顯示字符。由于每一位由一個(gè)8位輸出口控制段選碼，故在同一時(shí)間里每一位顯示字符可以各不相同。N位靜態(tài)顯示器要求有N×8根I/O口線，占用I/O資源較多。故在位數(shù)較多時(shí)往往采用動(dòng)態(tài)顯示方式。LED動(dòng)態(tài)顯示方式，在多位LED顯示時(shí)，為了簡(jiǎn)化電路，降低本錢(qián)，將所有位的段選線并聯(lián)在一起，由一個(gè)8位I/O口控制，而共陰極點(diǎn)或共陽(yáng)極點(diǎn)分別由相應(yīng)的I/O口線控制。8位LED動(dòng)態(tài)顯示電路只需要兩個(gè)8位I/O口。其中一個(gè)控制段選碼，另一個(gè)控制位選。由于所有位的段選碼皆由一個(gè)I/O控制，因此，在每個(gè)瞬間，8位LED只可能顯示相同的字符。要想每位顯示不同的字符，必須采用掃描顯示方式。即在每一瞬間只使某一位顯示相應(yīng)字符。在此瞬間，段選控制I/O口輸出相應(yīng)字符段選碼，位選控制I/O口在該顯示位送入選通電平〔共陰極送低電平，共陽(yáng)極送高電平〕以保證該位顯示相應(yīng)字符。如此輪流，使每位顯示該位應(yīng)該顯示字符，保持一段時(shí)間，以造成視覺(jué)暫留效果。顯示方案的設(shè)計(jì)74LS138為3線－8線譯碼器，共有54/74S138和54/74LS138兩種線路結(jié)構(gòu)型式，其工作原理如下：

當(dāng)一個(gè)選通端〔G1〕為高電平，另兩個(gè)選通端〔/(G2A)和/(G2B)〕為

低電平時(shí)，可將地址端〔A、B、C〕的二進(jìn)制編碼在一個(gè)對(duì)應(yīng)的輸出端以低

電平譯出。

利用G1、/(G2A)和/(G2B)可級(jí)聯(lián)擴(kuò)展成24線譯碼器；假設(shè)外接一個(gè)反

相器還可級(jí)聯(lián)擴(kuò)展成32線譯碼器。

假設(shè)將選通端中的一個(gè)作為數(shù)據(jù)輸入端時(shí)，74LS138還可作數(shù)據(jù)分配器71LS138有三個(gè)附加的控制端、和。當(dāng)、時(shí)，輸出為高電平〔S＝1〕，譯碼器處于工作狀態(tài)。否那么，譯碼器被禁止，所有的輸出端被封鎖在高電平，如表所示。這三個(gè)控制端也叫做“片選〞輸入端，利用片選的作用可以將多篇連接起來(lái)以擴(kuò)展譯碼器的功能。帶控制輸入端的譯碼器又是一個(gè)完整的數(shù)據(jù)分配器。在圖電路中如果把作為“數(shù)據(jù)〞輸入端〔同時(shí)〕，而將作為“地址〞輸入端，那么從送來(lái)的數(shù)據(jù)只能通過(guò)所指定的一根輸出線送出去。這就不難理解為什么把叫做地址輸入了。例如當(dāng)＝101時(shí)，門(mén)的輸入端除了接至輸出端的一個(gè)以外全是高電平，因此的數(shù)據(jù)以反碼的形式從輸出，而不會(huì)被送到其他任何一個(gè)輸出端上。54/7407六高壓輸出緩沖器/驅(qū)動(dòng)器〔OC，30V〕7407為集電極開(kāi)路輸出的六組驅(qū)動(dòng)器，其主要電特性的典型值如下：tPLHtphlPD6ns20ns125mW引出端符號(hào):1A－6A輸入端1Y－6Y輸出端極限值電源電壓………….7V輸入電壓………….5.5V輸出截止態(tài)電壓…….30V工作環(huán)境溫度5407…………….-55~125℃7407…………….0~70℃存儲(chǔ)溫度………….-65~150℃功能表:inputoutputAYLLHH.推薦工作條件:5407/7407單位最小額定最大電源電壓VCC544.555.5V744.7555.25輸入高電平電壓ViH2V輸入低電平電壓ViL0.8V輸出截止態(tài)電壓VO(OFF)30V輸出低電平電流IOL5430mA7440靜態(tài)特性〔TA為工作環(huán)境溫度范圍〕【1】參數(shù)測(cè)試條件‘07單位最大VIK輸入嵌位電壓Vcc=最小，Iik=-12mA-1.5VIO(OFF)輸出截止態(tài)電流Vcc＝最小,VIH=2V,Vo＝30V250uAVOL輸出低電平電壓Vcc=最小，VIL＝0.8V，IOL=16mA0.4VII最大輸入電壓時(shí)輸入電流Vcc＝最大,VI=5.5V1mAIIH輸入高電平電流Vcc＝最大，VIH=2.4V40uAIIL輸入低電平電流Vcc＝最大，VIL=0.4V-1.6mAICCH輸出高電平時(shí)電源電流Vcc＝最大41mAICCL輸出低電平時(shí)電源電流Vcc＝最大30mA[1]:測(cè)試條件中的“最小〞和“最大〞用推薦工作條件中的相應(yīng)值。動(dòng)態(tài)特性(TA=25℃)參數(shù)測(cè)試條件‘07單位最大tPLH輸出由低到高傳輸延遲時(shí)間Vcc=5V，CL=15Pf，RL=110Ω10nstPHL輸出由高到低傳輸延遲時(shí)間30ns由PLC的Q0.0～Q0.7提供段選碼顯示，再由Q1.0～Q1.3接兩個(gè)74LS138譯碼器的A、B、C及控制端。因?yàn)?4LS138譯碼器輸出的是低電平選通，因此譯碼后需要連接到集電極開(kāi)路六高壓正相驅(qū)動(dòng)器74LS07輸出低電平來(lái)驅(qū)動(dòng)16個(gè)LED數(shù)碼管，最后一個(gè)數(shù)碼管是進(jìn)行溫度顯示的時(shí)候顯示“-〞表示輸出溫度為零下幾度，這個(gè)數(shù)碼管由輸出點(diǎn)Q1