重庆市西门子PLC代理商

 PLC的数据显示功能一直是困扰PLC使用的难题。在PLC的应用中，经常要监测一些重要数据，但PLC的数据显示通常是使用外部显示设备，如显示屏或触摸屏，而这些显示设备的价格一般比较昂贵，对一些小型系统来说更浪费。因此，如何显示PLC的数据，并尽可能做到高效率、高稳定性、抗干扰能力强、硬件投资少，是许多设计中需要考虑的问题。笔者使用的西门子S7-200 PLC中有专门的指令控制LED数码管显示，SEG IN，OUT指令就是将IN端输入字节的低4位确定的16进制数自动转换为相对应的7段LED数码管各段的代码，并送到输出字节OUT端显示。若采用静态LED数码显示，PLC显示一位十进制数据需要7个输出点予以控制，如果要显示n位数据，则需要7n个输出点。所以，使用这种方式对于显示数据的位数较多时，需要大量的输出点，而PLC的价格是以输入输出点数来计算的，这直接导致硬件成本的上升，鉴于此种原因，寻找一种廉价的显示技术就显得尤为必要。提出借鉴单片机的LED数码管动态扫捕显示原理，结合PLC周期性扫捕的特点，采用PLC直接输出数字量驱动数码管，将PLC开关量输出分为两部分，一部分用作数据输出，另一部分用作控制数码管公共端信号的输出。利用人眼的余辉效应，循环点亮每个数码管，本方法操作简单、成本低廉。
1 设计实现
    所谓动态扫描就是利用PLC周期性扫描的特点，在编程时要做到每个周期只有一个数码管能够形成通电回路，从而得电点亮，因为一个扫描周期的时间过短，只有几十ms，所以人眼感觉每个数码管都是均匀通电亮着的，同时没有拖尾现象。
1．1 硬件设计
    设计方法的硬件电路实现是一个起动按钮SB1和一个停止按钮SB2，两个数码管的a、b、c、d、e、f、g段分别连在一起，再与PLC的输出端Q0.0～Q0.7通过限流电阻连接，两个数码管的公共端com1和com2分别通过三极管由PLC的输出端Q1.0和Q1.1控制，

由PLC输出端Q1.0和Q1.1的高低电平控制处于开关工作状态的三极管，使数码管com1和com2端循环与PLC公共端M导通输出，分时选中不同的数码管，由PLC输出端Q0.0～Q0.7输出相应的数据再根据公共端信号使相应的数码管a、b、c、d、e、f、g段显示。通过软件编程可实现用一组起停按钮控制两组数码管显示相应的数据。

1．2 软件设计
    通过两个软件设计实现同一硬件电路不同功能的实例来阐述设汁的软件实现。
1．2．1 软件设计实例1
    此程序实现0～99 s反复计数功能，按动SB1起动计数，按动SB2使计数停在计数所停位置，再按动启动按钮重新从0开始计数，计数到99后重新从0开始计数。

 以上软件对特殊存储器位SM0．5产生的1 s的时钟脉冲计数，使用PLC数据运算、传送、转换的功能指令传送、处理变化的计数数据，然后用段译码SEG指令驱动7段数码管，由两个定时器分别产生周期为200 ms、相互反相的时钟脉冲控制显示变化的计数数据。
1．2．2 软件设计实例2
    此程序实现50 s倒计时功能，按动SB1起动计时，按动SB2停止计时，同时数码管熄灭，再按动启动按钮重新50 s倒计时，计时到0s时，数码管自动熄灭。
2 结束语
    设计主要是将一个两位数分成两组数据分别在十位和个位数码管上显示，程序采用循环控制方式，则一个扫描周期显示一组数据，即两组数据循环显示。假设程序扫描周期为100 ms，定时器定时100 ms，那么每组数据的更新周期为100×2=200 ms，这样的显示频率足可以达到一般的工业控制要求，完全可以用作实时显示。同样，若显示多组数据，其数据线接法是一样的，只需增加控制数码管公共端信号的PLC输出点，PLC输出点数为7+n，n为数码管个数；软件稍加改动即可。笔者介绍的方法软、硬件设计均在实验室调试成功，完全满足设计要求，并且降低了硬件成本，取得了较好的效果。

S7-300 PLC的存储区可以划分为四个区域：装载存储器(Load Memory)、工作存储器(Work Memory)、系统存储器（System Memory）和保持存储区（Non-Volatile memory）.
        1. 系统存储器：
        系统存储器用于存放输入输出过程映像区（PII,PIQ）、位存储器(M)、定时器(T)和计数器(C))、块堆栈和中断堆栈以及临时存储器(本地数据堆栈)。
        2. 工作存储器：
       工作存储器仅包含运行时使用的程序和数据。RAM 工作存储器集成在CPU中， RAM中的内容通过电源模块供电或后备电池保持。除了S7 417-4 CPU可以通过插入专用的存储卡来扩展工作存储器外，其他PLC的工作存储器都无法扩展。
        3. 装载存储器：
        装载存储器是用于存放不包含符号地址分配或注释(这些保留在编程设备的存储器中)的用户程序。装载存储器可以是存储器卡、内部集成的RAM或内部集成的EPROM.
        4. 保持存储器：
         保持存储器是非易失性的RAM，通过组态可以在PLC掉电后即使没有安装后备电池的情况下，保存一部分位存储器（M）、定时器(T)、计数器（C）和数据块(DB)。在设置CPU参数时一定要指定要保持的区域。（注意：由于S7-400 PLC没有非易失性RAM，即使组态了保持区域，再掉电时若没有后备电池，也将丢失所有数据。这是S7-300 PLC 与S7-400 PLC 的重要区别）大概的实现方式如下：
STEP1:开发一个编程软件，所有梯形图的元件或功能块用控件实现，真正要实现的控件只要大概十个左右，如功能块，不同的功能块显示主要通过不同的功能块号或元件（函数号）去ini文件找对应记录。
STEP2：用户在把控件拖上编辑窗口时在控件内将对应的功能块号、参数、变量名写入一个中间文件。
STEP3：通过对中间文件的扫描、语法检查、重定位后生成对应的LD文件，这时所有的变量都是变量区的偏移地址。这个过程一般要三至四次才能完成，如果要优化可能还需要多的处理，如果要做增量编译还要需要做这方面的处理。至于在线编程则需要在生成的中间文件中做更多的标志和处理。
STEP4：将文件下载至PLC，这样就会有一个比较完备的通信协议，这方面一开始就想好，如果不要在线编程可能还简单一点，只是对下载、上载、监视、强制、设置、参数、初始化列表等有比较清楚的概念就行了。
STEP5：程序下至PLC后，PLC在每次上电后要先进行各种软硬件的初始化，包括掉电保持的变量或输入输出口的处理，各种寄存器或标志的初始化。
STEP6：初始化完后进行程序的扫描运行，在扫描时其实是一个很简单的分支程序，这个程序前要进行取指取参再通过分支程序进行跳跳转运算。其实大家都把这一块当作PLC的核心，相反这一块是简单的，当然如果要做优化倒还是有很多讲究要对CPU的原理、对编译原理有比较清楚的认识。 字串4
STEP7：其实下位机就相当于一个软的CPU，包括程序指针、变量指针、堆栈指针等都是应有尽有。
STEP8：每次扫描完毕后要进行IO的处理，这一块是简单但又是复杂的，简单做做谁都能做，但要做到高效和智能化就需要有比较好的规划。
STEP9：通信是通过中断来处理或者在中断中接收发送，但在IO处理后进行帧的处理。
STEP10：在IO处理后可以加一个工程量变换的程序进行模拟量的处理。同时如果有调试需要的还需要与IO点数一样多位的表来进行处理强制和监视等信息。
STEP11:定时器、高速计数、中断型梯形图、各种通信协议、自定义通信协议、脉冲输出、PWM等，这些是可选项，当然如果没有定时器就不是PLC了。