西门子变频器6SL3210-5BB13-7UV0

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FP1系列的PLC中，C24、C40、C56、C76具有中断功能。其中断类型有两种：外部硬中断和内部定时中断。其外部硬中断共有8个(INTO～INT7)，INTO的中断优先权Zui高，INT7的中断优先权Zui低。它们的中断触发信号如下：

  XO-INTO X1-INT1 X2-INT2 X3-INT3 X4-INT4 X5-INT5 X6-INT6 X7-INT7

  在FP1系列的PLC指令中，有一个系统寄存器No.403和三条指令是专门为中断功能而设置的。No.403号系统寄存器可以用FP编程器Ⅱ或NPST-GR软件来改变，它用来设定X0~X7中哪一个作为中断源，其位址低8位由低到高分别对应X0～X7，当该位为"1"时，表示该位为中断源，为"0"则表示该位不是中断源，No.403高8位不使用。下边就这三条指令做一个具体介绍。

  ①ICTL指令 ICTL指令是中断控制指令，它必须由一个触发信号来触发。它的使用格式如下：

  其中，X10是触发信号，在触发信号后必须有(DF)指令。当X0接通时，ICTL指令根据S1和S2的值来设定系统的中断方式，具体如下：

  a.当Sl为H0时，表示系统接收外部中断为屏蔽/非屏蔽状态，S2的值控制X0～X7 是否被屏蔽。同样地，它的高8位不用，低8位由低到高依次对应着X0～X7，为"1"表示该位为中断源，为"0"表示该位不是中断源。

  b.当S1为H00时，表示可以清除某些中断源，S2的值控制X0～X7是否被清除。它的高8位不用，低8位由低到高依次对应着X0～X7，为"1"表示该位可以继续引发中断，为"0"表示该位被复位，不再引发中断。

  c.当S1为H02时，表示系统为定时启动中断状态，S2的值控制中断时间间隔，具体为S2的值乘10，单位为ms，此时引发的中断序号规定为INT24。特殊地，当S2的值为0 时，不执行定时启动中断。

  ②INT指令和IRET指令 INT指令和IRET指令总是成对出现的，它们必须放在主程序(ED)指令之后，Zui多可以放9个，它们之间的程序便是中断服务程序。中断服务程序中不允许出现(TM)、(CT)等带延时功能的指令。INT指令所指定的中断号不能出现重复，并且INT指令的地址应比与之对应的IRET指令的地址要小。

  系统在响应中断时，会根据申请中断的中断源的多少、优先级别的高低等因素来响应中断。如果只有一个中断源被使能，那么在实际的程序执行过程中，一旦发现该中断源申请中断，正在执行的程序立即停止，转而执行该中断源对应的中断服务程序。中断服务程序执行完毕后，返回到ICTL指令处，按顺序执行ICTL指令下面的程序。

  在多个中断源被使能的情况下，如果有若干个中断源同时申请中断，则按中断源的优先级别来响应中断。当所有的中断响应完毕后，返回到ICTL指令处，按顺序执行ICTL指令下面的程序。如果是PLC正在执行一个中断服务程序，此时又有若干中断源申请中断，则在当前的中断服务程序执行完毕后，再将未响应的中断按优先级别响应。当所有的中断响应完毕后，返回到ICTL指令处，按顺序执行ICTL指令下面的程序。

  在实际应用中，还需要注意以下几点：

  a.中断源在执行对应的中断程序期间是不能复位的。

  b.当PLC的工作方式由“PROG”转到“RUN”时，所有的中断源均不使能。

  c.与普通微机的中断方式不同，FP1的中断在执行低级中断时如果有gaoji中断被触发，gaoji中断也必须等到该低级中断的服务程序执行完毕后才能响应。

  d.一个中断源被屏蔽期间即使中断源闭合也不会引发系统中断，但如果此中断源稍后又被设置为非屏蔽状态，它将会因为被屏蔽期间的中断源闭合而引发系统中断。

  中断控制功能在处理一些突发情况时是特别有效的。例如可以利用它来监视系统电源，一旦系统电源出现故障，应该使整个系统在存储一些必要数据后停止运行。但在另外一些情况下，应该在完成一定的操作后再处理紧急情况。此时需要暂时屏蔽中断，操作过后再允许中断。具体的程序如图6-117所示。

  该程序的作用是检查电源异常检测开关X0的状态。一旦发现电源异常(用开关X0闭合表示)，如果当前正在执行一个不能中止的操作(用YO闭合来表示)，则在完成此操作后使系统断开主电源，否则使系统马上断开主电源。系统断电用Y1 来实现。要实现此功能，PLC需要单独供电。

西门子PLC工程师基础用户程序设计

 1.程序设计前期准备工作

  在正式进行用户程序设计前，要做一些前期准备工作，包括绘制IO地址分配表，绘出PLC配线图，画出全部控制系统的电气原理图。

  PLC用户程序的设计方法很多，除了上面所介绍的转换技术法外，比较通用的是程序流程图设计法，其他还有组合逻辑控制设计法，步进顺控设计法和经验设计法等。但这些方法都具有一定的局限性，程序设计因人而异，即使采用同一种编程方法，所设计的用户程序也会相差很大。因此，初学者追求的是有自己的思路，根据自己的思路所设计的程序完满足控制要求，不要去追求什么程序设计技巧、优程序，等等。

  2.程序设计的算法和程序流程图设计法

  什么是算法，算法就是解决问题的思路。不管是工程控制还是数据处理，在设计程序前，总是要对问题进行分析，并找出解决问题的方法步骤，这个方法步骤就是算法。例如，黑板上有十个数，要找出大值，有人说我一眼就看出某数是大的数，这个“一眼看出”不是算法。有人说我是一个数一个数进行比较，比较时总是保留大的数，舍去小的数，后那个数就是大的数，这种一一比较的方法就是算法。因此，在PLC 程序设计中(其他程序设计也一样)，算法不但是一种思路，还应该是解决问题的具体步骤，而PLC程序则是应用指令完成算法的具体体现和成果。所以，一般来说，设计程序前先要思考算法，正如写文章前先要构想文章的大纲一样。

  算法是解决问题的思路，不同的人可能思路会不完全相同。也就说，一个问题的思路可能有多种，形成的算法也会有多种。同一个问题有多种算法，有多种程序设计都是正常的，不要轻易说别人设计的程序不对。

  一个问题可以有多种算法，但这多种算法还是可以比较的，比较的标准涉及对算法进行评价和优化的问题。具体来说，一个算法如果使用较少的硬件资源，执行时间较短，这种算法就较好。

  PLC 是解决实际控制任务的，而针对控制任务的算法是解决问题的前提，可以说，对PLC的硬件知识，编程知识的学习都是有限的，而对算法的学习则是无形的、无限的。算法不但涉及PLC知识，还涉及控制任务的相关工艺工程知识、大量的数学、物理等基础知识，试想一个连方程是什么都不知道的人，能有解一次方程的算法吗?

  有了算法，还用PLC指令编写成PLC程序。在编写程序前，要把算法表示出来。

  算法的表示方法很多，重要的是表达方式能表示算法的步骤，以便程序设计时，能很快地根据算法的步骤编写出程序。这里介绍一种常用的算法表示方法——程序流程图。在语言里，程序流程图又叫程序框图，用框图来表示执行的内容和程序的流转，用带箭头的连线表示程序执行的步骤和流程。图5.5-1 表示了程序流程图中的两种组成图框——运算框和转移框。

  图5.5-1 程序流程框图

  运算框表示算法在该步骤要执行的内容，转移框则表示程序到这一步要根据框中所表示的运算结果进行程序转移。如图中若A>B则转向Y，A≤B则转向N。连线箭头表示算法的步骤流程，每一个算法都可以先画出由运算框和转移框所组成的程序框图，然后，根据程序框图选用适当的指令编制出梯形图程序。

  3.组合逻辑控制设计法

  逻辑设计法是将数字电子技术中的数字电路逻辑设计方法移植到PLC梯形图程序设计中。梯形图和继电控制线路一样，其输出线圈和输入触点均是只有两种状态的元件，因此，用变量取值为“0”和“1”的逻辑代数也完全适用于PLC梯形图的设计。这就是梯形图逻辑设计法的依据。逻辑设计法有很大的局限性，它仅适用于组合逻辑控制系统。

  什么是组合逻辑控制当逻辑控制的输出状态仅仅取决于输入的当前值状态，而与输入、输出的以前状态无关的逻辑控制称为组合逻辑控制。组合逻辑控制的特点是输出状态仅与当前输入状态有关，其结果是的，且其转换马上实现。其逻辑表达式简单易懂，根据逻辑表达式可直接设计出梯形图，逻辑设计法不适用于时序逻辑控制。

  组合逻辑控制设计方法的步骤：

  (1)根据控制要求，明确哪些是输出变量，哪些是输入变量。

  (2)根据控制要求，绘制输入、输出关系的真值表。真值表考虑输入变量的全部状态组合。

  (3)根据真值表写出输出与输入关系之逻辑代数表达式。

  (4)根据逻辑代数表达式直接设计梯形图程序。

  可以看出，这种设计法的另一个局限是掌握一定的数字电路和逻辑代数知识，这对于没有系统学习过这些知识的人员来说，有一定的困难。

  4. 步进顺序控制设计法

  在工业控制中，除了模拟量控制之外，大部分控制都是一种顺序控制。所谓顺序控制，就是按照生产预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间的顺序，在生产过程中各个执行机构自动、有序地进行操作。

  将逻辑控制看成顺序控制的基本思路逻辑控制系统在一定的时间内只能完成一定的控制任务。这样，就可以把一个工作周期内的控制任务划分成若干个时间连续、顺序相连的工作段，而在某个工作段，只关心该工作段的控制任务和什么情况下该工作段结束，然后转移到下一个工作段就行了。

  三菱FX系列PLC为顺序控制开发了步进指令STL，利用步进指令STL可以非常方便地设计顺序控制程序。在本书第6章对 STL 步进指令顺序控制程序进行了详细讲解，这里不再阐述。

  步进顺序控设计法的优点程序设计思路非常清晰、容易理解和掌握，不需要过多过深的知识。对初学者来说，是容易接受、学习和掌握的梯形图程序设计方法。

  5.经验法

  经验设计法是指用设计继电控制电气原理图的经验方法来设计比较简单的开关量逻辑控制梯形图，即在掌握一些基本环节设计的基础上，充分理解实际的控制要求，将实际控制要求分解为各个基本环节所能解决的小任务，然后，根据控制要求不断地修改自己的设计，直到达到符合控制要求的梯形图为止。这就如同小学生作文，先阅读范文，再模仿范文写作，后达到立写作的目的。学习PLC程序设计也一样，可以先尽可能多地收集一些典型的小程序加以学习，然后模仿编写或对典型程序加以改动后移植到自己的程序中，后经过不断修改变成自己立完成的程序。

  经验法没有普通的规律可循，设计所用的时间、设计质量均与设计者经验有很大的关系，具有很大的试探性和随意性，所设计的程序是因人而异，不具有性。经验法是初学者特别是电工技术人员学习PLC程序设计比较好的切入点。经验法要求设计者对基本设计环节(启保停、延时、自锁、连锁与互锁等)能够理解、掌握和运用。经验法的另一个特点是程序可能要经过多次反复调试、修改才能完成，而实际上这种反复调试修改也给设计者积累了经验。

（1）控制类型

采用 32 位微处理器，实现 CNC 控制，可用于系列机床，如车床、钻床、铣床、磨床，可完成 CNC 连续轨迹控制以及内部集成式PLC控制。

（2）机床配置

可实现钻、车、铣、磨、切割、冲、激光加工和搬运设备的控制，备有全数字化的 SIMODRIVE611 数字驱动模块。多可控制 31 个进给轴和主轴，进给和快速进给的速度范围为 10×10~99m/min。其插补、三阶多项式插补、控制值互联和曲线表插补功能为加工各类曲线、曲面类零件提供了便利条件。此外，还具备进给轴和主轴同步操作的功能。

（3）操作方式

主要有 AUTOMATIC（自动）、J0G（手动）、 TEACH1N（交互式程序编制）、MDA（手动过程数据输入）。

（4）轮廓和补偿

840D可根据用户程序，进行轮廓的冲突检测、刀具半径补偿的接近和退出策略及交点计算、刀具长度补偿、螺距误差补偿和测量系统误差补偿、反向间隙补偿、过象限误差补偿等。

（5）安全保护功能

数控系统可通过预先设置软极限开关的方法，进行工作区域的限制，程序进行减速，对主轴的运行还可以进行监控。

（6）NC编程

超程时可以触发 840D 系统的 NC 编程，符合DN66025 标准，具有语言编程特色的程序编辑器，可进行公制、英制尺寸或混合尺寸的编程，程序编制与加可同时进行，系统具备 1.5 兆字节的用户内存，用于零件程序、刀具偏置、补偿的存储。

（7）PLC 编程

840D 的集成式 PLC *以标准 SIMATIC S7模块为基础，PLC 程序和数据内存可扩展到 288KB，I/O 模块可扩展到 2048个输人/输出点，PLC 程序可以*的采样速率监视数字输入，向数控机床发送运动停止/启动等命令。

（8）操作部分硬件

840D 系统提供有标准的PC软件、硬盘、奔腾处理器，用户可在 Windows98/2000 下开发自定义的界面。此外，2个通用接口 RS-232 可使主机与外部设备进行通信，用户还可通过磁盘驱动器接口和打印机并行接口完成程序存储、读入及打印工作。

（9）显示部分

840D 提供了多语种的显示功能，用户只需按一下按钮，即可将用户界面从一种语言转换为另一种语言，系统提供的语言有中文、英语、德语、西班牙语、法语、意大利语。显示屏上可显示程序块、电动机轴位置、操作状态等信息。

（10）数据通信

840D 系统配有 RS-232C/TY 通用操作员接口，加工过程中可同时通过通用接口进行数据输人/输出。此外，用 PCIN 软件可以进行串行数据通讯，通过 RS-232 接口可方便地使 840D 与西门子编程器或普通的个人电脑连接起来，进行加工程序、PLC 程序、加工参数等各种信息的双向通讯。用 SINDNC 软件可以通过标准网络进行数据传送，还可以用 CNC 编程语言进行程序的协调。