1   順序控制指令介紹
       PLC應(yīng)用比較廣泛的場(chǎng)合之一就是順序流程控制。順序流程控制就是按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的順序，在各個(gè)輸入信號(hào)的作用下，根據(jù)內(nèi)部的狀態(tài)和時(shí)間的順序，在生產(chǎn)過(guò)程中各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)有序地進(jìn)行操作。它是一種效率較高的編程調(diào)試方法，其基本思想方法就是將系統(tǒng)的一個(gè)工作周期劃為若干個(gè)順序相連的階段，即步，對(duì)步的控制就可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各種要求。西門子S7-200系列PLC提供了順序流程的相關(guān)指令，即順序控制繼電器指令LSCR、SCRT、SCRE。LSCR n是標(biāo)記一個(gè)順序控制器段(SCR)的開(kāi)始，n為順序控制器S的地址，當(dāng)n為1時(shí)，該順序控制段開(kāi)始工作。SCRE是標(biāo)記該順序控制段的結(jié)束。每一控制段必須以它為結(jié)束。SCRT n是執(zhí)行SCR段的轉(zhuǎn)移，當(dāng)n=1時(shí)，一方面使下一個(gè)SCR段的使能位S置位，以便下一個(gè)SCR段開(kāi)始工作，對(duì)本SCR段復(fù)位，使得本SCR段停止工作。控制SCRT的轉(zhuǎn)換條件就可以實(shí)現(xiàn)相關(guān)的轉(zhuǎn)移。使用SCR時(shí)有以下限制:不能在不同的程序中使用相同的S位，如PLC控制的流程有兩部分，則這兩部分之間不能用相同的S位，否則兩部分的流程會(huì)混串。不能在SCR指令中使用JMP和LBL指令，使用JMP和LBL指令，即不允許用跳入或跳出的方法跳入或跳出SCR段，其實(shí)對(duì)于用順序流程控制指令都能實(shí)現(xiàn)跳轉(zhuǎn)，可不用JMP。不能在SCR段中使用FOR、NEXT、END語(yǔ)句。其在語(yǔ)句表語(yǔ)言中的例子如下:

2  塑料發(fā)泡加工系統(tǒng)的工作過(guò)程
      塑料發(fā)泡加工就是對(duì)包裝材料泡沫塑料原材料的加工處理。加工發(fā)料系統(tǒng)采用一臺(tái)TP270觸摸屏帶3臺(tái)S7-200PLC，每臺(tái)PLC控制兩個(gè)罐的方案。每個(gè)罐的總體流程類似，它可以看成是一個(gè)順序加工過(guò)程。系統(tǒng)的主要工作過(guò)程如圖1說(shuō)明。在觸摸屏上按“程序啟動(dòng)”，開(kāi)始執(zhí)行加工過(guò)程，把原料罐內(nèi)原有的壓力通過(guò)排壓閥釋放，因?yàn)樯洗渭訅和瓿伤土虾蠊迺?huì)有壓力存在，如直接打開(kāi)加熱閥，壓力從加熱閥中沖出會(huì)損壞進(jìn)氣管道，必須先打開(kāi)與大氣相連的排壓閥排壓，當(dāng)壓力降為0bar后關(guān)閉排壓閥，根據(jù)設(shè)定的溫度打開(kāi)加熱閥加熱空罐，達(dá)到設(shè)定溫度后關(guān)閉加熱閥，打開(kāi)進(jìn)料閥接通風(fēng)機(jī)控制接觸器，風(fēng)機(jī)抽風(fēng)，料從進(jìn)料閥開(kāi)始加原料。進(jìn)料完成后操作人員在觸摸屏上按“程序開(kāi)始”，系統(tǒng)開(kāi)始對(duì)原料加設(shè)定的壓力，加到設(shè)定的壓力開(kāi)始保持，保持到設(shè)定時(shí)間到為止。共分8步完成，每一步的時(shí)間、壓力均不同。接著對(duì)原料進(jìn)行冷卻硬化，最后等待出料。要求加熱的溫度、每步的加壓時(shí)間、壓力，硬化的次數(shù)等均可通過(guò)觸摸屏設(shè)定，實(shí)時(shí)跟蹤壓力，對(duì)整個(gè)加工過(guò)程能通過(guò)屏控制，如啟動(dòng)，停止等。每個(gè)罐共有7個(gè)被控制的氣動(dòng)閥，1個(gè)溫度傳感器PT100，1個(gè)量程為0~6bar輸出電流信號(hào)的壓力傳感器(0~20mA)，一臺(tái)進(jìn)料風(fēng)機(jī)每?jī)蓚€(gè)罐共用。

圖1     系統(tǒng)順序加工過(guò)程

3  順序控制指令實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的功能
       因?yàn)檎麄€(gè)流程是一個(gè)順序控制過(guò)程，考慮用S7-200的順序控制指令是合理的，每一步用一控制位S。圖1中每一個(gè)框可看成一步，步與步之間是步的轉(zhuǎn)換條件。
(1) 起始步
      起始步利用其內(nèi)部的特殊寄存器SM0.1(第一個(gè)掃描周期為高電平后變?yōu)榈碗娖?來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)流程的初始化。程序初始化時(shí)分別置兩個(gè)S初始位，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)罐并行運(yùn)行，每一組的兩個(gè)罐可工作;
(2) 控制步
      在每個(gè)LSCR 與SCRE 之間即是本步所要做的控制。罐的工作溫度，每一步的工作時(shí)間、壓力，通過(guò)觸摸屏設(shè)定，存貯在PLC中相應(yīng)的VW中。當(dāng)執(zhí)行到相關(guān)的步時(shí)，PLC將實(shí)時(shí)的壓力與溫度等與設(shè)定作比較，如溫度未到設(shè)定值，則打開(kāi)加熱閥加熱，到了則關(guān)閉。保壓時(shí)間未到，則繼續(xù)等待，直到符合設(shè)定值;
(3) 步的轉(zhuǎn)換條件
       步的轉(zhuǎn)換條件就是指令SCRT的執(zhí)行條件。整個(gè)流程分成許多步，實(shí)現(xiàn)從上一步到下一步的轉(zhuǎn)換由圖1中看出有許多條件，利用轉(zhuǎn)換條件對(duì)應(yīng)在PLC中變量或輔助寄存器作為SCRT轉(zhuǎn)換命令執(zhí)行的條件，就可實(shí)現(xiàn)步的轉(zhuǎn)換。激活下一步，終止本步的操作。此例中轉(zhuǎn)換條件有來(lái)自觸摸屏的“程序啟動(dòng)”等按鈕、設(shè)定的時(shí)間，實(shí)際罐的溫度等作為步的轉(zhuǎn)換條件;
(4) 步的其他功能實(shí)現(xiàn)
       在控制要求中，要求在執(zhí)行過(guò)程中，如遇特殊情況，要停止整個(gè)加工過(guò)程。系統(tǒng)考慮在觸摸屏上提供“程序停止”，一旦按“程序停止”則程序必須停止運(yùn)行回到初始狀態(tài)。程序在每一步中多加了一個(gè)轉(zhuǎn)換條件SCRT，由“程序停止”對(duì)應(yīng)的輔助寄存器作為控制停止轉(zhuǎn)換條件，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換到初始步，也就停止加工過(guò)程。
       在控制要求中，要求在執(zhí)行過(guò)程中，如遇斷電則在上電后要有斷電恢復(fù)功能，即恢復(fù)到斷電前的加工狀態(tài)。考慮系統(tǒng)對(duì)步進(jìn)控制位S不提供斷電保存功能，在程序公共部分(每次掃描都執(zhí)行的部分)利用MOVEW指令把SW(即16個(gè)控制位S對(duì)應(yīng)的字)存入系統(tǒng)提供斷電保存功能的VW中，上電后按觸摸屏的斷電恢復(fù)按鈕把VW的內(nèi)容放至SW中實(shí)現(xiàn)了對(duì)步的斷電恢復(fù)要求。
      在控制系統(tǒng)中加了許多保護(hù)功能，如傳感器的斷線檢測(cè)，熱保動(dòng)作的提示等提示功能在觸摸屏上顯示方便用戶維護(hù)。用了順序控制指令使整個(gè)程序的編制變得更加容易，因?yàn)檫^(guò)程分割成許多步后，每一步要考慮的內(nèi)容變得相對(duì)少得多，整個(gè)流程始終以順序控制指令為脈絡(luò)貫穿著，前后的關(guān)系隨著順序控制指令的應(yīng)用而變得清晰。當(dāng)然控制也可以用普通的編程方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，比如用移位指令控制某個(gè)字的某一位作為流程中某一個(gè)環(huán)節(jié)執(zhí)行的條件也可模擬順序控制指令，但這時(shí)對(duì)移位指令的移位條件的編制變得很復(fù)雜，要考慮所有環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)換條件，而不象順序控制指令只要考慮本步到下一步的轉(zhuǎn)換條件。步進(jìn)指令不象移位指令受被移位字長(zhǎng)度的約束，步到步的跳轉(zhuǎn)、分支實(shí)現(xiàn)也很方便，但用移位指令來(lái)編會(huì)相當(dāng)費(fèi)力。可以看出步    
      進(jìn)指令其實(shí)是程序框架指令，是否應(yīng)用它及對(duì)它應(yīng)用是否合理直接影響程序的結(jié)構(gòu)。與其他品牌的PLC相比西門子的順序控制指令比較靈活，簡(jiǎn)潔

SIMATIC S7-1200產(chǎn)品在該項(xiàng)目中充分展示出其強(qiáng)大的軟硬件優(yōu)勢(shì)。硬件方面，它具有的模塊化和緊湊性，系統(tǒng)小巧簡(jiǎn)單而不失強(qiáng)悍，更容易實(shí)現(xiàn)與復(fù)雜的系統(tǒng)無(wú)縫連接，PROFINET RJ45接口在制作和應(yīng)用上更加方便可靠。軟件方面，SIMATIC STEP 7 Basic 十分易于使用。對(duì)于初學(xué)者，工程組態(tài)非常容易上手；對(duì)于專家，工程組態(tài)則變得快速而高效。它的在線診斷、模塊化功能塊使得編程調(diào)試更加簡(jiǎn)單方便，而其智能功能可為用戶提供支持并減少故障的發(fā)生幾率。由于只需要輸入少量信息，它對(duì)程序模塊的組態(tài)和修改十分簡(jiǎn)單高效。

　　以往的鐵路信號(hào)閉塞控制采用兩芯動(dòng)力電纜，以最古老、的方式直接輸送36V或48V來(lái)驅(qū)動(dòng)幾公里或幾十公里外的繼電器，以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的聯(lián)絡(luò)傳輸。這種方式不僅施工造價(jià)高（電纜需要單獨(dú)敷設(shè)），十分危險(xiǎn)（有雷擊問(wèn)題）。該項(xiàng)目利用鐵路現(xiàn)有的通訊光纜中備用的兩芯，以通訊方式實(shí)現(xiàn)，具有投資小、實(shí)施方便快捷的特點(diǎn)。
　　西門子?xùn)|北區(qū)銷售人員經(jīng)過(guò)與客戶的多次的技術(shù)討論和產(chǎn)品功能確認(rèn)，綜合技術(shù)和成本等多方因素，最終贏得了客戶對(duì)西門子S7-1200方案的充分信任。該項(xiàng)目已于9月6日完成，目前運(yùn)行良好。
       該項(xiàng)目的成功簽訂標(biāo)志著S7-1200邁入鐵路行業(yè)的第一步，也為未來(lái)該產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于鐵路行業(yè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。