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梯形图（Ladder Diagram）程序设计语言举例介绍

梯形图程序设计语言是最常用的一种程序设计语言。它来源于继电器逻辑控制系统的描述。在工业过程控制领域，电气技术人员对继电器逻辑控制技术较为熟悉，因此，由这种逻辑控制技术发展而来的梯形图受到了欢迎，并得到了广泛的应用。梯形图与操作原理图相对应，具有直观性和对应性；与原有的继电器逻辑控制技术的不同点是，梯形图中的能流不是实际意义的电流，内部的继电器也不是实际存在的继电器，因此，应用时，需与原有继电器逻辑控制技术的有关概念区别对待。LAD图形指令有3个基本形式：

                                    

                                                          

（1）触点：                                                               

 触点符号代表输入条件如外部开关，按钮及内部条件等。CPU运行扫描到触点符号时，到触点位指定的存储器位访问（即CPU对存储器的读操作）。该位数据（状态）为1时，表示“能流”能通过。计算机读操作的次数不受限制，用户程序中，常开触点，常闭触点可以使用无数次。

                 

（2）线圈：  

线圈表示输出结果，通过输出接口电路来控制外部的指示灯、接触器等及内部的输出条件等。线圈左侧接点组成的逻辑运算结果为1时，“能流”可以达到线圈，使线圈得电动作，CPU将线圈的位地址指定的存储器的位置位为1，逻辑运算结果为0，线圈不通电，存储器的位置0。即线圈代表CPU对存储器的写操作。PLC采用循环扫描的工作方式，所以在用户程序中，每个线圈只能使用一次。

（3）指令盒：指令盒代表一些较复杂的功能。如定时器，计数器或数学运算指令等。当“能流”通过指令盒时，执行指令盒所代表的功能。

梯形图按照逻辑关系可分成网络段，分段只是为了阅读和调试方便。在举例中将网络段省去。图1是梯形图示例。

使用SIMATIC S7-200 PLC的高速计数器(HSC)的一种组态功能

SIMATIC S7-200的高速计数器(HSC)的一种组态功能。对来自传感性(如编码器)信号的处理，高速计数器可采用多种小同的组态功能。

本例用脉冲输出(PLS)来为HSC产生高速计数信号，PLS可以产生脉冲串和脉宽调制信号，例如用来控制伺服电泪La既然利用脉冲输出，必须选用CPU214DC/DC/DC。

下面这个例子，展示了用HSC和脉冲输出构成一个简单的反馈回答，怎样编制一个程序来实现反馈功能。

程序和注释

本例描述了S7-200 DC/DC/DC的高速计数器(HSC)的功能。HSC计数速度比PLC扫描时问快得多，采用集成在S7-212中的2kHz的软件计数器进行计数。S7-214除了有2kHz的计数器外，还有两个7kHz的硬件计数器。总的来说，每个高速计数器需要10个字节内存用来存控制位、当前值、设定值、状态位。

本程序长度为91个字

西门子S7系列PLC包括的机型

S7系列PLC分为S7-200小型机、 S7-300中型机、S7-400大型机。S7-200系列PLC是西门子公司20世纪90年代推出的整体式小型机，其结构紧凑、功能强，具有很高的性能价格比，在中小规模控制系统中应用广泛。

 

S7-200系列PLC的外形图

今天人类的生活片刻也离不开机器。与机器的和平共处比任何时候都更显重要。而要做到这一点，人与机器的交流必须通畅无阻。设计最精巧的人机界面装置能够让人根本感觉不到是它赋予了人巨大的力量－此时人与机器的界线彻底消融，人与技术合为一体。以下是10种产品被专家们认为是s世纪最伟大的人机界面装置。

扩音器 折叠

扩音器的问世使得人们不仅在乘坐地铁或去郊外远足时能够欣赏自己喜爱的音乐和广播节目，而且还能聆听以电子手段保存下来的早已与世长辞的人的声音以及大自然中根本不存在的种种奇妙声音。在电影院里，扩音器所营造的声的世界将观众们带入一个想象的世界。扩音器亦是本世纪所有具有个性魅力的公众人物与大众沟通的重要工具。

扩音器是1915年发明的，从那以后一代又一代的技术人员为它的完善做出了不懈的努力。今天，随着录音设备和存储技术的飞速发展，用美国著名扩音设备生产企业Bose公司研究员威廉·R·舒特的话说，扩音器“反而成为家庭音响系统中最薄弱的一环”。他说：每当我在家中欣赏音乐的时候，根本没有办法做到想象自己是坐在音乐厅里。扩音技术还做不到这一点，原因何在，尚不得而知。

按键式电话 折叠

按键式电话业务是美国电话电报公司在1963年11月正式开通的。几乎所有初次接触按键式电话的人都认为它远胜于转盘式电话。贝尔实验室的研究人员为使这种新产品为人们所接纳，真可谓绞尽脑汁。他们实验了16种按键排列方式，交叉式的，圆盘式的，不一而足。他们还在电话机的大小、形状、按键的间距、弹性甚至与手指尖接触的部位的外形上作了大量的文章。

节省拨号时间只是按键式电话的设计初衷之一，实际上从一开始技术专家就抱着一个把新式电话机设计成一种遥控数据输入设备的目的。正是从这一设计思想出发，研究人员在1968年又在键盘上增加了“*”键和“#”键。虽然研究人员的部分设计思想－如通过电话机来控制家用电器的开关－迄今尚未实现，但是按键式电话毕竟开创了语音数据通信的新时代。

方向盘 折叠

最初的汽车是用舵来控制驾驶的。舵不能说不好，但是它会把汽车行驶中产生的剧烈振动传导给驾驶者，增加其控制方向的难度。当发动机被改为安装在车头部位之后，由于重量的增加，驾驶员根本没有办法再用车舵来驾驶汽车了。方向盘这种新设计便应运而生，它在驾驶员与车轮之间引入的齿轮系统操作灵活，很好地隔绝了来自道路的剧烈振动。不仅如此，好的方向盘系统还能为驾驶者带来一种与道路亲密无间的感受。

但是最初设计方向盘的人没有能够预见到在汽车车速越来越快的今天，一旦发生车祸，方向盘却成了造成驾驶员丧命的罪魁祸首。五十年代，不带方向盘的概念型汽车相继问世，可是消费者对这种汽车一点也不感兴趣。毕竟，没有方向盘的汽车根本就不成其为汽车。

磁卡 折叠

今天在许多场合我们都会用到磁卡，如在食堂就餐，在商场购物，乘公共汽车，打电话，进入管制区域等等，不一而足。在西方，人们遗失了钱包之后，往往担心的不是钱包里的现金，而是各种用途的磁卡。

70年代早期，带有磁条的信用卡在美国问世，极大的提高了信用卡购物时的验证效率，一下子便受到零售商的青睐。美国的信用卡行业因此进入一个高速增长期。有人问，目前陆陆续续问世的各种“智能卡”会不会取代磁卡呢？专家认为暂时是不会的。他们指出，芯片型的智能卡只适用于某些特定的领域，与磁卡并不发生冲突，更何况取代磁卡的终端设备投放代价高昂，谁也不会愿意这么做的。

交通指挥灯 折叠

交通指挥灯是非裔美国人加莱特·摩根在1923年发明的。此前，铁路交通已经使用自动转换的灯光信号有一段时间了。但是由于火车是按固定的时刻表以单列方式运行的，而且火车要停下来不是很容易，因此铁路上使用的信号只有一种命令：通行。公路交通的红绿灯则不一样，它的职责在很大程度上是要告诉汽车司机把车辆停下来。

开车的人谁也不愿意看到停车信号。美国夏威夷大学心理学家詹姆斯指出，人有一种将刹车和油门与自尊相互联系的倾向。他说：驾车者看到黄灯亮时，心里便暗暗作好加速的准备。如果此时红灯亮了，马上就会产生一种失望的感觉。他把交叉路口称作“心理动力区”。如果他的理论成立的话，这个区域在佛罗伊德心理学理论中应该是属于超我（supere go）而非本能（id）的范畴。

新式的红绿灯能将闯红灯的人拍照下来。犯事的司机不久就会收到罚款单。有的红绿灯还具备监测车辆行驶速度的功能。

遥控器 折叠

据说，遥控器的开发源于人们对于电视商业广告的反感。美国顶峰公司（Zenith）的总裁尤其痛恨电视节目频频被广告打断的现象。在他的领导下，顶峰公司在1950年开发出了世界上第一个遥控器。这个遥控器是有线的。顶峰公司再接再厉，在1955年又研制了世界上第一个使用光学传感器的无线遥控器，后来又发明了超声波遥控器。红外线遥控器则是到了八十年代初才问世。这时遥控器的价格变得非常低廉，谁都能买得起。今天遥控器已经成为家电产品的标准配置，市场上销售的99%的电视机和100%的录像机都配置有它。对了伴着遥控器长大的一代人来说，手持遥控器从一个频道换到另一个频道正是电视给他们带来的欢乐之一。

阴极射线管 折叠

阴极射线管（CRT）是德国物理学家布劳恩（Kari Ferdinand Braun）发明的，1897年被用于一台示波器中首次与世人见面。但CRT得到广泛应用则是在电视机出现以后。电视出现于本世纪20年代，到了50年代在西方得到全面普及，如今电视更是无所不在。据统计，美国人平均每天要观看7个小时的电视。

当然，看电视是一种被动接受。但是当CRT显示器上显示出的是一幅计算机的操作界面，情况就大不相同了。我们可以与之互动、交流，此时显示器便成为我们可以加以利用的一种手段。随着互联网的蓬勃兴起，许多人患上了“上网成瘾症”，这种社会现象从一个侧面充分反映出今天越来越多的人宁愿坐在CRT的面前，而不愿意做其他任何事情。

液晶显示器 折叠

电视机和计算机屏幕可向人们展示容量庞大的可视信息。然而它们拥有一个共同的缺点：体积太大。因为它们都需要一个阴极射线管作显示器。液晶显示器的发明使得人们可以将显示器携带在身边。

虽然液晶早在1888年就已经被奥地利植物学家Frederich Reinitzer所发现，但是人们直到1977年才将其用作显示用途。当时Hoffmann-La Roche发明了“螺旋向列液晶显示器”并申请了专利。这种显示器现在被普遍用于计算器和电子手表。80年代，每个像素都由一个晶体管控制的有源矩阵液晶显示器研制成功，有力地推动了笔记本电脑、微型电视机和便携式DVD播放机的发展。

虽然液晶显示器还存在显示速度慢和视角受限等技术缺陷，但是技术专家指出，以薄、平著称的液晶显示器5年内必将淘汰目前普遍使用的又笨又重又占位置的CRT显示器。

鼠标/图形用户界面 折叠

道格拉斯·恩格尔巴特在60年代发明了鼠标和图形用户界面。他曾这样说过：“我当初发明鼠标的时候，几乎谁也不相信人们会愿意坐在计算机显示器跟前进行在线操作。”

但是，鼠标和图形用户界面在70年代在施乐公司的帕罗奥尔托研究中心（PARC）的努力下得到了进一步的完善，80年代在苹果公司的努力下，它终于完成了走向大众的进程。至此，显示在计算机屏幕上的内容在可视性方面大大改善，人们再也不用象从前一样需要记忆计算机文件的名称和路径。由于图形用户界面减轻电脑操作者的记忆负担以及提供了一个良好的视觉空间环境，计算机终于发展成为一种工作场所。美国学者史迪文·约翰逊在《界面设计》一书中盛赞恩格尔巴特的发明“为普及数字化革命所作出的巨大贡献是其他任何在软件上所取得的进步所不能比拟的。”

条形码扫描器 折叠

1992年2月，美国前总统乔治·布什获赠一个用于超级市场的条形码扫描器。据说，布什当时说了句：“ 这东西真是奇特！”但是请注意，令布什感到惊叹不已的并不是这种早在1974年就已经问世的扫描技术。他感叹的是当时他手中拿的那种新式扫描器居然能够扫描被撕成7张碎片的条形码。

条码扫描器第一次实际应用是在美国俄亥俄州特洛伊市的马什超级市场，扫描的是10小包一袋的口香糖。此前，条码扫描器经过了一个漫长的开发过程。扫描器对商家最初的吸引力是它的扫描结果非常准确。但是激光能够读取大量信息，包括所售商品的类型、时间和组合。如今，零售商存储的数据量以兆兆位计，对每笔交易都要进行记录，这些信息都将返回给分销商。条形码大大提高了供应链的通信效率，以至于有些商店要在商品销售以后才付款。

• 用于 SIMATIC S7-1200 的模拟量输入和输出
• 信号模块作为独立的模块；
  可以与 SIMATIC S7-1200 的所有 CPU 一起使用（CPU 1211C 除外）
• 信号板将作为模块插到 CPU 上，在空间有限的情况下使用；
  可以与 SIMATIC S7-1200 的所有 CPU 一起使用
• 极短的转换时间
• 用于连接模拟传感器和执行机构，而无需增加放大器
• 用于应对更为复杂的自动化任务

• 除了现有的集成模拟量输入/输出之外，模拟扩展模块还可以提供更多的模拟量输入/输出使用选择。

  这为用户提供了下列优势：

  • 最佳适配
    • 使用模拟信号模块，用户可以使其控制器最佳地满足更加复杂的任务要求。
    • 在空间有限的情况下，或只需要少数附加输入/输出的情况下，可以使用信号板。通过信号板可以对 S7-1200 CPU 进行模块化扩展。这不会增加控制器所需的安装空间。
  • 传感器和执行器的直接连接
    高达 14 位的分辨率和不同的输入/输出范围允许在没有附加放大器的情况下连接传感器和执行器
  • 灵活性：
    如果任务后续有所扩展，可以升级控制器。更新用户程序非常简单。
• 
  

信号模板

信号模块具有与基本设备相同的设计特点。

• 安装在 DIN 导轨上：
  模块安装在右侧 CPU 旁边的导轨上，相互电气、机械地连接，并且通过滑块机构连接到 CPU。
• 直接安装：
  水平或垂直安装在 DIN 导轨上或使用集成插片直接安装在控制柜中。

信号板

信号板直接插到每个 S7-1200 CPU 前面的插座中。

• 安装：
  信号板直接插到 SIMATIC S7-1200 CPU 中，因此可以电气、机械地连接到 CPU。
• CPU 的安装尺寸保持不变。
• 由于所有信号板均配备可拆卸的连接端子（“独立接线”），所以更换方便。

说明

信号模块不能与 CPU 1211C 一起使用。
信号板可以与 SIMATIC S7-1200 的所有 CPU 一起使用。

用西门子Ｓ７-２００型PLC实现星三角降压启动的设计学习参考

三角降压启动的继电器电路图与控制图：

 

 

根据工艺要求进行PLC电路图设计。PLC电路图设计如下：

 

 

根据星三角启动电路图画出流程框架图如下

 

 

PLC软元件地址分配如下:

I区(输入区)

I0.0 启动按钮ＳＢ２

I0.1 停止按钮ＳＢ１

I0.2 电源断路器ＱＦ

 

Q区

Q0.0 主电路接触器 KM1

Q0.1 星型启动接触器 KM2

Q0.2 三角形接触器 KM3

 

T区

T37 10秒定时器

根据电路图，流程图和分配好的软元件地址进行编程。程序参考图如下：

WinCC中定时器使用方法介绍

1、定时器功能介绍
2、脚本中定时器介绍
3、使用脚本实现更多定时器功能
3．1 整点归档
3．2 WinCC 项目激活时避免脚本初次执行及延迟执行脚本1 定时器功能介绍
    WinCC 中定时器的使用可以使 WinCC按照指定的周期或者时间点去执行任务，比如周期执行变量归档、在指定的时间点执行全局脚本或条件满足时打印报表。WinCC 已经提供了一些简单的定时器，可以满足大部分定时功能。但是在有些情况下，WinCC 提供的定时器不能满足我们需求，这时我们就可以通过 WinCC 提供的脚本接口通过编程的方式实现定时的功能，因为脚本本身既可以直接 调用 WinCC其他功能，比如报表打印，也可以通过中间变量来控制其他功能的执行，比如通过置位/复位归档控制变量来触发变量记录的执行。WinCC 提供了 C 脚本和 VBS 脚 本，本文主要以全局 C 脚本编程为例介绍定时功能的实现。
2 脚本中定时器介绍     既然在全局脚本中可以编程控制其他功能的执行，那么首先看看全局脚本的触发：

                         图1   脚本触发器分类 如图1所示： 脚本触发器分为使用定时器和使用变量， 定时器又分为周期执行和非周期执行一次，比如每分钟执行一次脚本属于周期执行，指定2012年10月1日执行一次属于非周期执行。 使用变量触发脚本，即在变量发生变化时，脚本就执行一次， 而变量的采集可以根据指定周期循环采集，或者根据变化采集，根据变化实际是1秒 钟采集变量一次。
3使用脚本实现更多定时器功能
   利用脚本自身的定时器， 可以通过在脚本中编程的方式实现更多其它定时功能。

3．1整 点归档

    WinCC提供了变量归档，变量归档分为周期归档和非周期归档，不管是周期归档或非周期的归档，都又可以通过一些 变量或脚本返回值来控制归档， 比如：整点归档。下面的设置结合WinCC脚本，实现了在 整点开始归档，归档五分种后停止归档，即每个小时仅归档前五分钟的数据。
    软件环境：Windows 7 Professional Service Pack1 , WinCC V7.0 SP3
    归档名称：ProcessValueArchive
    归档变量：NewTag
    归档周期：1 分钟
    归档控制变量  startarchive
    C脚本触发周期：10秒
    脚本代码：
#include "apdefap.h"
intgscAction( void )
{
    #pragma option(mbcs)
    #pragma code ("kernel32.dll"); 
    void GetLocalTime (SYSTEMTIME* lpst); 
    #pragma code(); 
      SYSTEMTIME time;
      int  t1; 
      GetLocalTime(&time); 
      t1=time.wMinute; 
if(t1==00) 
      { 
                  SetTagBit("startarchive",1);  
       } 
     if(t1==05) 
      { 
                  SetTagBit("startarchive",0);    
 } 
return0;
}
归档设置如图2：

                     图2   归档设置
    同理，在以上脚本的基础上做修改，可以实现在某个指定的时间点打印报表，只要在满足触发条件时调用下列函数：    
       RPTJobPrint(" Myprintjob")；
      Myprintjob为 事先创建好的打印作业。 
       脚 本主要部分在于获取系统当前时间，下 面的脚本实现了获取当前时间并分别获取年、月、日、时、分、秒、毫秒，星期几的功能。
 
    Varname1 到 Varname8 为 WinCC 内部变量。若在 WinCC画面上显示时，由于默认 I/O 域的 格式为999.99， 要把 Varname1 的显示格式改为9999。 
  #include "apdefap.h"
intgscAction( void )
{
          #pragma option(mbcs)
 
          #pragma code ("kernel32.dll"); 
             void GetLocalTime (SYSTEMTIME* lpst); 
         #pragma code(); 
         SYSTEMTIME time;
            GetLocalTime(&time); 
             SetTagWord("Varname1",time.wYear);
           SetTagWord("Varname2",time.wMonth);
           SetTagWord("Varname3",time.wDayOfWeek);
           SetTagWord("Varname4",time.wDay);
           SetTagWord("Varname5",time.wHour);
           SetTagWord("Varname6",time.wMinute);
           SetTagWord("Varname7",time.wSecond);
           SetTagWord("Varname8",time.wMilliseconds);
  return 0;
}
    设置或读取系统时间的函数如下： 
        SetSystemTime
        SetLocalTime
        GetSystemTime
        GetLocalTime 
    系统中本地计算机时间和格林威治时间是有区别的。函数“SetSystemTime / GetSystemTime”用于设置或读取格林威治时间。
   函数“SetLocalTime / GetLocalTime”用于设置或读取本地计算机时间。
  两种时间会因地理的时区不同而改变。两个函数使用方法相 同。
  3．2 WinCC 项目激活时避免脚本初次执行及延迟执行脚本
    全局脚本在项目激活时，是要执行一次的，在有些情况下，需要避免脚本执行，就采用在脚本中去判断。比如 可以创建 WinCC 内部布尔型变量 flag，脚本如下：
  #include "apdefap.h"
intgscAction( void )
{
      #pragma option(mbcs)
 
      if ( GetTagBit("flag")==1) 
              SetTagWord("NewTag",1);//根据自己的需求编写对应代码.
     else
              SetTagBit("flag",1);    //Return-Type: BOOL
return0;
}
    除了避免项目运行激活时触发脚本执行，我们 还可以通过 Sleep() 延迟脚步功能执行，比如开机后五分钟开始执行脚本具体功能，代码如下：
  #include "apdefap.h"
intgscAction( void )
{
        #pragma option(mbcs)

西门子电源模块(5A)

PLC中断程序的概念及建立中断程序的方法

1. 中断程序的概念
        中断程序是为处理中断事件而事先编好的程序。中断程序不是由程序调用，而是在中断事件发生时由操作系统调用。在中断程序中不能改写其他程序使用的存储器，最好使用局部变量。中断程序应实现特定的任务，应“越短越好”，中断程序由中断程序号开始，以无条件返回指令（CRETI）结束。在中断程序中禁止使用DISI、ENI、HDEF、LSCR和END指令。
2. 建立中断程序的方法
       方法一：从“编辑”菜单→选择插入（Insert）→ 中断（Interrupt）。
       方法二：从指令树，用鼠标右键单击“程序块”图标并从弹出菜单→选择插入（Insert）→ 中断（Interrupt）。
       方法三：从“程序编辑器”窗口，从弹出菜单用鼠标右键单击插入（Insert）→ 中断（Interrupt）。
程序编辑器从先前的POU显示更改为新中断程序，在程序编辑器的底部会出现一个新标记，代表新的中断程序。