1.12.3 步骤

1.I/O分配

根据PLC输入/输出点分配原则及本案例控制要求，进行I/O地址分配，如表1-11所示。

2.I/O接线图

根据控制要求及表1-11的I/O分配表，搅拌电动机的PLC控制的I/O接线图如图1-78所示。如果用户只有DC/DC/DC型S7-1200 PLC，如何驱动交流类负载呢？应采用图1-79所示电路的连接方法。在很多PLC的工业应用现场，为了保护PLC，常将高电压等级的负载与PLC通过低电压直流中间继电器隔离，无论是继电器型输出或是直流型输出的PLC，均采用图1-79所示的接法。

3.创建工程项目

用鼠标双击桌面上的图标，打开博途编程软件，在Portal视图中选择“创建新项目”，输入项目名称“M_jb”，选择项目保存路径，然后单击“创建”按钮创建项目完成，并进行项目的硬件组态。

4.编辑变量表

搅拌电动机的PLC控制变量表如图1-80所示。

5.编写程序

本案例要求搅拌工作结束后指示灯以秒级周期闪烁，秒级周期可通过定时器来实现，也可使用系统时钟存储器来实现。在此介绍系统存储器字节和时钟存储器字节的设置，本案例也采用默认设置。设置完成后，单击其窗口中“保存窗口设置”按钮进行设置保存。

（1）系统存储器字节的设置

用鼠标双击项目树某个PLC文件夹中的“设备组态”，打开该PLC的设备视图。选中CPU后，再选中巡视窗口中“属性”下的“常规”选项，打开在“脉冲发生器”文件夹中的“系统和时钟存储器”选项，便可对它们进行设置。单击右边窗口的复选框“启用系统存储器字节”，采用默认的MB1作为系统存储字节，如图1-81所示，可以修改系统存储器字节的地址。

将MB1设置为系统存储器字节后，该字节的M1.0～M1.3的意义如下。

●M1.0（首次循环）：仅在进入RUN模式的首次扫描时为“1”状态，以后为“0”状态。

● M1.1（诊断状态已更改）：CPU登录了诊断事件时，在一个扫描周期内为“1”状态。

●M1.2（始终为1）：总是为“1”状态，其常开触点总是闭合的。

● M1.3（始终为0）：总是为“0”状态，其常闭触点总是闭合的。

（2）时钟存储器字节的设置

单击右边窗口的复选框“启用时钟存储器字节”，采用默认的MB0作为时钟存储器字节，如图1-81所示。可以修改时钟存储器字节的地址。

时钟脉冲是一个周期内“0”状态和“1”状态所占的时间各为50%的方波信号，时钟存储器字节各位对应的时钟脉冲的周期和频率见表1-12。CPU在扫描循环开始时初始化这些位。

指定了系统存储器和时钟存储器字节后，这个字节就不能再用于其他用途，并且这个字节的8位只能使用触点，不能使用线圈，否则将会使用户程序运行出错，甚至造成设备损坏或人身伤害。

（3）编写程序

图1-82中符号地址比较长，若选择了显示符号地址或同时显示符号地址和绝对地址，程序编辑器将分两行或多行符号名，这样则增加了程序段的高度。当然可以通过设置程序编辑器的参数来加长显示符号的名称，执行工具栏的“选项”→“设置”命令，打开“设置”对话框，如图1-83所示。选中“PLC编程”文件夹下的“LAD/FBD（梯形图/功能块图）”，在右侧窗口的“操作数域”的“宽度”栏增加其宽度（默认值为8），并单击“保存窗口设置”按钮进行保存，再次打开程序块时，将执行“操作数域”的新的设置。

6.调试程序

使用程序状态功能，可以在程序编辑器中形象直观地监视梯形图程序的执行情况，触点和线圈的状态一目了然。但是程序状态功能只能在屏幕上显示一个或几个程序段，甚至只显示一个程序段的部分，调试较复杂的程序时，往往不能同时看到与某一程序功能有关的全部变量的状态。

监控表可以有效地解决上述问题。使用监控表可以在工作区同时监控、修改和强制用户感兴趣的全部变量。一个项目可以生成多个监控表，以满足不同的调试要求。

（1）用监控表监视与修改变量

监控表可以赋值或显示的变量包括过程映像（I和Q）、物理输入（I_：P）和物理输出（Q_：P）、位存储器M和数据块DB内的存储单元。

1）监控表的功能。

① 监控变量：显示用户程序或CPU中变量的当前值。

② 修改变量：将固定值赋给用户程序或CPU中的变量，这一功能可能会影响到程序运行结果。

③ 对物理输出赋值：允许在停止状态下将固定值赋给CPU的每一个物理输出点，可用于硬件调试时检查接线。

④ 强制变量：给物理输入点/物理输出点赋一个固定值，用户程序的执行不会影响被强制的变量的值。

⑤ 可以选择在扫描循环周期开始、结束或切换到STOP模式时读写变量的值。

2）用监控表监控和修改变量的基本步骤。

① 生成新的监控表或打开已有的监控表，生成要监控的变量，编辑和检查监控表的内容。

② 建立计算机与CPU之间的硬件连接，将用户程序下载到PLC。

③ 将PLC由STOP模式切换到RUN模式。

④ 用监控表监控、修改和强制变量。

3）生成监控表。

打开项目树中PLC的“监控与强制表”文件夹，用鼠标双击其中的“添加新监控表”，如图1-84所示，生成一个新的监控表，并在工作区自动打开它。根据需要，可以为一台PLC生成多个监控表。应将有关联的变量放在同一个监控表内。

4）在监控表中输入变量（如图1-85所示）。

在监控表的“名称”列输入PLC变量表中定义过的变量的符号地址，“地址”列将会自动出现该变量的地址。在地址列输入PLC变量表中定义过的地址，“名称”列将会自动出现它的名称。

如果输入了错误的变量名称或地址，将在出错的单元下面出现红色背景的错误提示方框。

可以使用监控表的“显示格式”列默认的显示格式，也可以用鼠标右键单击该列的某个单元，在弹出的快捷菜单中选中需要的显示格式。用图1-85所示的监控表用二进制模式显示MW10，可以同时显示和分别修改M10.0～M11.7这16个位变量。这一方法用于I、Q和M，可以用字节（8位）、字（16位）或双字（32位）来监控和修改位变量。

复制PLC变量表中的变量名称，然后将它粘贴到监控表的“名称”列，可以快速生成监控表中的变量。具体方法如下：

① 用鼠标双击打开项目树中的“PLC变量”，用鼠标单击变量表中某个变量最左边的序号单元，该变量被选中，整个行的背景色加深。按住〈Ctrl〉键，用同样的方法同时选中其他变量。用鼠标右键单击选中的变量，执行出现的快捷菜单中的“复制”命令，将选中的变量复制到剪贴板。

② 用鼠标双击打开项目树中的监控表，用鼠标右键单击监控表的空白行，执行出现的快捷菜单中的“粘贴”命令，将复制的变量粘贴到监控表。

5）监视变量。

可以用监控表工具栏上的按钮来执行各种功能。与CPU建立在线连接后，单击工具栏上的按钮，起动“全部监控”功能，将在“监视值”列连续显示变量的动态实际值。

再次单击该按钮，将关闭监控功能。单击工具栏上的按钮，可以对所选变量的数值作一次立即更新，该功能主要用于STOP模式下的监控和修改。

位变量为TRUE（“1”状态）时，“监视值”列的方形指示灯为绿色。位变量为FALSE（“0”状态）时，“监视值”列的方形指示灯为灰色。

图1-85中的MW10为已循环次数，在搅拌机工作循环过程中，MW10的值不断增大。

6）修改变量。

监控表工具栏上的按钮用于显示或隐藏“修改值”列，在要修改的变量的“修改值”列输入变量新的值。输入Bool型变量的修改值“0”或“1”后，单击监控表的其他地方，它们将变为“FALSE”（假）或“TRUE”（真）。

单击工具栏上的“立即一次性修改所有选定值”按钮，或用鼠标右键单击变量，执行出现的快捷菜单中的“立即修改”命令，将修改值立即送入CPU，如图1-85所示。

用鼠标右键单击某个位变量，执行出现的快捷菜单中的“修改为0”或“修改为1”命令，可以将选中的变量修改为“0”或“1”。

单击工具栏上的按钮，或在“监控表”中右击，执行出现的快捷菜单中的“使用触发器修改”命令，在定义的用户程序的触发点，修改所有选中的变量。

如果没有起动监控功能，在“监控表”中右击，执行快捷菜单中的“立即监视”命令，将读取一次监视值。

在RUN模式下修改变量时，各变量同时又受到用户程序的控制。假设用户程序运行的结果使Q0.0的线圈得电，用监控表不可能将Q0.0修改或保持为“1”状态。在RUN模式不能改变I区分配给硬件的数字量输入点的状态，因为它们的状态取决于外部输入电路的通断状态。

在程序运行时如果修改的变量值出错，可能导致人身或财产的损害。执行修改变量值之前，应确认不会有危险情况出现。

7）在STOP模式下改变物理输出的状态。

在调试设备时，这一功能可以用来检查输出点连接的过程设备的接线是否正确。以Q0.0为例，操作的步骤如下：

① 在监控表中输入物理输出点Q0.0：P，如图1-86所示。

② 将CPU切换到STOP模式。

③ 单击监控表工具栏上的“显示/隐藏扩展模式列”按钮，切换到扩展模式，出现与“触发器”有关的两列。

④ 单击工具栏上的按钮，启动监控功能。

⑤ 单击工具栏上的按钮，出现“启用外围设备输出”对话框，单击“是”按钮确认。

⑥ 用鼠标右键单击Q0.0：P所在行，执行出现的快捷菜单中的“修改”→“修改为1”或“修改为0”命令（如图1-85所示），CPU上的Q0.0对应的LED（发光二极管）亮或熄灭，监控表中的“监视值”列的值随之改变，表示命令被送给物理输出点。

CPU切换到RUN模式后，工具栏上的按钮变成灰色，该功能被禁止，Q0.0受到用户程序的控制。

如果有输入点或输出点被强制，则不能使用这一功能。为了在STOP模式下允许物理输出，应取消强制功能。

因为CPU只能改写，不能读出物理输出变量Q0.0：P的值，“监视值”列中符号表示该变量被禁止监视（不能读取）。将光标放到图1-86第1行的“监视值”列时，将会出现帮助信息，提示不能监控物理输出。

（2）用监控表强制变量

1）强制CPU中的变量值。

可以用监控表给用户程序中的单击个变量指定固定的值，这一功能被称为强制（Force）。强制应在与CPU建立连接时进行。使用强制功能时，不正确的操作可能会危及人员的生命或造成设备的损坏。

S7-1200系列PLC只能强制物理I/O点，例如强制I0.0：P和Q0.0：P。不能强制组态时指定给HSC（高速计数器）、PWM（脉冲宽度调制）和PTO（脉冲列输出）的I/O点。在测试用户程序时，可以通过强制I/O点来模拟物理条件，例如用来模拟输入信号的变化。

在执行用户程序之前，强制值被送至输入过程映像，在处理程序时，使用的是输入点的强制值。

写物理输出点时，强制值被送给输出过程映像，输出值被强制覆盖。强制值在物理输出点出现，并且被用于过程。

变量被强制的值不会因为用户程序的执行而改变。被强制的变量只能读取，不能用写访问来改变其强制值。

输入/输出点被强制后，即使编程软件被关闭，或编程计算机与CPU的在线连接断开，或CPU断电，强制值都被保持在CPU中，直到在线时用编程软件停止强制功能。

用存储卡将带有强制点的程序装载到别的CPU时，将继续程序中的强制功能。

2）强制的操作步骤。

① 生成强制表，打开项目树中PLC的“监控与强制表”文件夹，双击其中的“强制表”，如图1-87所示，生成一个新的强制表，并在工作区自动打开它。

② 在强制表中输入物理输入点I0.0：P和物理输出点Q0.0：P，如图1-87所示。

③ 将CPU切换到RUN模式。

④ 单击“强制表”工具栏上的按钮，起动监控功能。

⑤ 单击工具栏上的按钮，如图1-87所示，切换到扩展模式。

⑥ 在I0.0：P的“强制值”列输入1，单击其他地方，1变为TRUE（本步也可以在第7步后面）。

⑦ 用F列的复选框选中变量（复选框内打勾），复选框的后面出现中间有惊叹号的黄色三角形，表示需要强制该变量。工具栏上的按钮变为亮色，表示可以强制变量。

⑧ 单击工具栏上的按钮，或用鼠标右键单击某个变量，执行出现的快捷菜单中的“全部强制”命令，起动所有在F列强制功能的变量的强制。

第一次强制某个变量时，出现“全部强制”对话框，以后修改变量的强制值时，单击按钮，出现“替换强制”信息，单击是“是”按钮确认。强制成功后强制表中该行“F”列黄色的三角形符号消失，被强制的变量所在的行最左边和“监视值”列出现红色的标有“F”的小方框，表示该变量被强制。

I0.0被强制为“1”状态时，CPU上对应的发光二极管不会亮，但是被强制的值在程序中起使用。用同样的方法强制Q0.0：P后，CPU上Q0.0对应的LED亮，但是在“监视值”列仍显示（无法监视外围设备输出）。

也可以用鼠标右键单击要强制的位变量，执行出现的快捷菜单中的“强制0”或“强制1”命令，单击出现的对话框的“是”按钮确认，将选中的输入点变量的值强制为“0”或“1”。

3）停止强制。

用鼠标单击“强制表”工具栏按钮，或执行快捷菜单中的“强制”→“停止强制”命令，停止对所有地址的强制。被强制的变量最左边和输入点的“监视值”列红色标有“F”的方框消失，表示强制被停止。复选框后面的黄色三角形符号重新出现，表示该地址被选择强制，但是CPU中的变量没有被强制。

为了停止对单个变量的强制，可以清除该变量的强制列的复选框，然后重新起动强制。

4）显示CPU所有被强制的变量。

在调试结束，程序正式运行之前，必须停止对所有强制的变量的强制，否则会影响程序的正常运行，甚至造成事故。

上述停止强制的操作只能停止当前打开的强制表中被强制的变量。如果强制表不止一个，在别的强制表中也有变量被强制，强制表的表头最左边有图标闪动。用鼠标单击工具栏上的按钮，或执行快捷菜单中的“更新强制的操作数”命令，将在当前强制表中显示所有强制表中被强制了的地址，此时可以用当前的强制表停止全部被强制的变量。

如果被强制的全部变量在同一个强制表内，不能使用“更新强制的操作数”命令。

将调试好的用户程序和设备组态一起下载到CPU中（注意：因本案例设置了CPU的系统存储器字节和时钟存储器字节，它们属于“设备组态”，必须选中PLC文件夹将设备组态和程序块一起下载到CPU中，否则设备组态的内容将不会起效。后续项目若有设备组态项，下载项目同本案例），并连接好线路。

按下搅拌电动机起动按钮SB1，观察搅拌电动机是否起动并正向运行，15s后是否停止运行，休息5s后是否反向运行，反向运行15s后是否再次正向运行，如此循环是否为10次。循环结束后指示灯是否以秒级闪烁，无论何时按下搅拌电动机停止按钮SB2，搅拌电动机是否立即停止，且循环结束指示灯熄灭。若上述调试现象与控制要求一致，则说明本案例任务实现。