PLC應用技術南京工業職業技術學院電氣與自動化系任務十、機械手搬運和物料分揀二、教學目標了解步進電機及驅動模塊、直流電機、傳感器、開關電源等器件的原理及使用。了解位置控制技術、氣動技術熟悉PLC的通信方法及通信指令的應用。一、任務描述物件由機械手抓起，運送到傳送帶的放料位置。物件在傳送帶上運送，根據物件性質，分揀裝置分別控制相應氣缸動作，對物料進行分揀。搬運和分揀配合工作。四、知識點步進電機及驅動模塊、直流電機、傳感器、開關電源等器件的原理及使用。自檢程序的編寫中斷指令高速計數器指令PLC通信指令。數據處理指令數據運算指令三、任務分析五、用PLC實現機械手搬運和物料分揀的控制系統設計I/O分配表I/O接線圖1.學生以組為單位進行機械手搬運和物料分揀的方案討論，并完成：

2.每組按照設計好的方案進行軟件、硬件的調試工作梯形圖順序功能圖六、總結與討論實踐中出現的問題與解決方法本課程內容全部結束，謝謝！1、中斷程序與中斷指令

中斷源及種類

中斷源，即中斷事件發出中斷請求的來源。S7-200可編程序控制器具有最多可達34個中斷源，每個中斷源都分配一個編號用以識別，稱為中斷事件號。這些中斷源大致分為三大類：通信中斷、輸入輸出中斷和定時中斷。

中斷程序（1）構成中斷程序必須由三部分構成：中斷程序標號、中斷程序指令和無條件返回指令。（2）要求（3）編制方法（4）注意事項返回本節中斷指令

中斷優先級中斷優先級由高到低依次是：通信中斷、輸入輸出中斷、定時中斷。每種中斷中的不同中斷事件又有不同的優先權。主機中的所有中斷事件及優先級如表所示。中斷事件及優先級中斷調用即調用中斷程序，使系統對特殊的內部或外部事件作出響應。系統響應中斷時自動保存邏輯堆棧、累加器和某些特殊標志存儲器位，即保護現場。中斷處理完成時，又自動恢復這些單元原來的狀態，即恢復現場。（1）中斷調用指令（2）注意事項（3）程序實例程序實例控制要求：程序實現的功能是調用I0.1輸入點的上升沿中斷，若發現I/O錯誤，則禁止本中斷，用外部條件可以禁止全局中斷。程序實現：本程序如圖所示。中斷調用程序返回

2、高速計數指令

可編程序控制器的普通計數器的計數過程與掃描工作方式有關，CPU通過每一掃描周期讀取一次被測信號的方法來捕捉被測信號的上升沿，被測信號的頻率較高時，會丟失計數脈沖，因此普通計數器的工作頻率很低，一般僅有幾十赫茲。高速計數器可以對普通計數器無能為力的事件進行計數，CPU221和CPU222有4個高速計數器，其余的CPU有6個高速計數器，最高計數頻率為30kHz，可設置多達12種不同的操作模式。用高速計數器可實現高速運動的精確控制

高速計數器的工作模式高速計數器的工作模式分為下面的4大類:(1)無方向輸入信號的單相加/減計數器(模式0~2)，可用高速計數器的控制字節的第3位來控制加計數或減計數。該位為1時為加計數，為0時為減計數。

(2)有方向輸入信號的單相加/減計數器(模式3~5)，方向輸入信號為1時為加計數，為0時為減計數。

(3)有加計數時鐘脈沖和減計數時鐘脈沖輸入的雙相計數器(模式6~8)，若加計數脈沖和減計數脈沖的上升沿出現的時間間隔不到0.3ms，，高速計數器會認為這兩個事件是同時發生的，當前值不變，也不會有計數方向變化的指示。反之，高速計數器就能夠捕捉到每一個獨立事件。

(4)A/B相正交計數器(模式9~11），它的兩路計數脈沖的相位互差90。正轉時A相時鐘脈沖比B相時鐘脈沖超前90，反轉時A相時鐘脈沖比B相時鐘脈沖滯后90。利用這一特點可以實現在正轉時加計數，反轉時減計數。數量及編號高速計數器在程序中使用時的地址編號用HCn來表示（在非程序中有時用HSCn），HC表編程元件名稱為高速計數器，n為編號。

HCn除了表示高速計數器的編號之外，還代表兩方面的含義：高速計數器位和高速計數器當前值。編程時，從所用的指令可以看出是位還是當前值。不同型號的PLC主機，高速計數器的數量對應如下表所示。高速計數器的外部輸入信號各計數器有專用的時鐘脈沖、方向控制、復位及啟動輸入端子，有的計數器只有部分輸入端子。各高速計數器的外部輸入信號如表6-25和表6-26所示。只有CPU224、CPU226和CPU226XM有HSC1和HSC2。選用某個高速計數器在某種工作模式下工作，高速計數器的輸入端不是任意選擇，必須按系統指定的輸入點。如表所示。

高速計數指令

高速計數器指令有兩條：HDEF和HSC。（1）HDEF指令HDEF，定義高速計數器指令。使能輸入有效時，為指定的高速計數器分配一種工作模式，即用來建立高速計數器與工作模式之間的聯系。梯形圖指令盒中有兩個數據輸入端：HSC，高速計數器編號，為0~5的常數，字節型；MODE，工作模式，為0~11的常數，字節型。（2）HSC指令HSC，高速計數器指令。使能輸入有效時，根據高速計數器特殊存儲器位的狀態，并按照HDEF指令指定的工作模式，設置高速計數器并控制其工作。梯形圖指令盒數據輸入端N：高速計數器編號，為0~5的常數，字型。與高速計數器有關的特殊存儲器

1.高速計數器的狀態字節每個高速計數器都有一個狀態字節，程序運行時根據運行狀況自動使某些位置位，可以通過程序來讀相關位的狀態，用以作為判斷條件實現相應的操作。狀態字節中各狀態位的功能如表所示。每個高速計數器都有固定的特殊功能存儲器與之相配合，完成高速計數功能。具體對應關系如表所示。2.高速計數器的控制字節

（1）選擇計數器及工作模式

（2）設置控制字節

（3）執行HDEF指令

（4）設定當前值和預設值

（5）設置中斷事件并全局開中斷

（6）執行HSC指令

3.使用高速計數器時，要按以下步驟進行：4.應用實例

要對一高速事件精確控制，通過對脈沖信號進行增計數，計數當前值達到24產生中斷，重新從0計數，對中斷次數進行累計。計數方向用一個外部信號控制，并能實現外部復位。所用的主機型號為CPU221。設計步驟：①選擇高速計數器HSC0，并確定工作方式4。②令SM37=16#F8③執行HDEF指令，輸入端HSC為0，MODE為4。④裝入當前值，令SMD38=0。⑤裝入設定值，令SMD42=24。⑥執行中斷連接ATCH指令，輸入端INT為INT0，EVNT為10。

返回3、PLC的通信指令S7-2002的網絡通信協議1.控制寄存器將特殊標志寄存器中的SMB30和SMB130的低2位置為2#10，其他位為0，即SMB30和SMB130的值為16#2，則可以控制將S7-200CPU設置為PPI主站模式。2.傳送數據表

（1）數據表格式執行網絡讀寫指令時，PPI主站與從站之間的數據以數據表的格式傳送。傳送數據表的程式描述如表7.4所示。

傳送數據表格式（2）狀態字節傳送數據表中的第一個字節為狀態字節，各位及其的含義如下：E1、E2、E3、E4錯誤編碼。如果執行指令后E位為1，則由這4位返回一個錯誤碼。這4位組成的錯誤編碼及含義如表7.5所示。

錯誤編碼網絡讀寫指令

網絡指令有兩條：NETR和NETW。1.NETR指令NETR，網絡讀指令。使能輸入有效時，指令初始化通信操作，通過通信端口PORT從遠程設備上接收數據并形成數據表TBL。NETR指令最多可從遠程站點上讀16個字節的信息。指令格式：NETR TBL, PORT

例：NETR VB200,02.NETW指令NETW網絡讀指令。使能輸入有效時，指令初始化通信操作，通過端口PORT將數據表TBL中的數據發送到從遠程設備。NETW指令最多可向遠程站點上寫16個字節的信息。指令格式：NETW TBL, PORT使能流輸出ENO為0的出錯條件為：SM4.3（運行時間）、0006（間接尋址）。3.FILL指令內存填充指令。使能輸入有效時，用包含在地址IN中的字值寫入N個連續字，從地址OUT開始。N的范圍是1~255.應用實例

有一簡單網絡，結構如下圖所示。其中TD200為主站，在RUN模式下，CPU224在用戶程序中允許PPI主站模式，可以利用NETR和NETW指令來不斷讀寫兩個CPU221模塊中的數據。操作要求：站4要讀寫兩個遠程站（站2和站3）的狀態字節和計數值（分別放在VB100和VW101中）。如果某個遠程站中的計數值達到200，站4將發生一定動作，并將該遠程站的計數值清0，重新計數。CPU224通信端口號為0，從VB200開始設置接收和發送緩沖區。接收緩沖區從VB200開始，發送緩沖區從VB250開始，內容如表7.6所示。該網絡通信用戶程序如圖7.18所示。

緩沖區設置

網絡程序實例（1）網絡程序實例（2）返回任務十、機械手搬運和物料分揀任務分析機械手的動作步驟：(1)、橫軸前升(2)、手旋轉到位(3)、電磁閥動作，手張開(4)、豎軸下降(5)、電