巧用西门子S7—200移位寄存器指令实现顺序控制的编程

摘?要 随着工业自动化水平日益提高，众多工业企业均面临着传统生产线的改造和重新设计问题。本文以工程中机械手动作流水线操作为例，巧妙利用S7-200PLC移位寄存器位（SHRB）指令实现流水线的动作控制。这种编程方法可以代替顺序控制继电器（SCR）指令来编写相应的顺序控制程序。笔者在教学过程中，用一个机械手动作的模拟实验箱来编程和调试，通过指导学生进行外部接线，编程、下载和程序调试，使得学生熟练该指令在顺序控制中的应用。

关键词 顺序控制编程；移位寄存器指令

中图分类号 TN914 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2012）112-0106-02

1 移位寄存器指令功能与指令格式

移位寄存器指令是可以指定移位寄存器的长度和移位方向的移位指令。该指令将DATA数值移入移位寄存器，其指令格式如图1所示。EN为使能输入端，连接移位脉冲信号，每次使能有效时，整个移位寄存器移动1位。DATA为数据输入端，连接移入移位寄存器的二进制数值，执行指令时将该位的值移入寄存器。S_BIT指定移位寄存器的最低位。N指定移位寄存器的长度和移位方向，移位寄存器的最大长度为64位，N为正值表示左移位，N为负值表示右移位。

图1 移位寄存器指令格式

2 移位寄存器指令在顺序控制编程中的应用

2.1 控制面板

如图2试验箱面板中的YV1（下降电磁阀）、YV2（加紧电磁阀）、YV3（上升电磁阀）、YV4（右行电磁阀）、YV5（左行电磁阀）、HL（原位指示灯）分别接主机的输出点Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5；SB1、SB2分别接主机的输入点I0.0、I0.5；SQ1（下限位开关）、SQ2（上限位开关）、SQ3（右限位开关）、SQ4（左限位开关）分别接主机的输入点I0.1、I0.2、I0.3、I0.4。上图中的启动、停止用动断按钮来实现，调试程序时限位开关用钮子开关来模拟，电磁阀和原位指示灯用发光二极管来模拟。

2.2 控制要求

利用机械手动作的模拟实验面板进行控制和调试，如图2所示。图中为一个将工件由A处传送到B处的机械手，上升/下降和左移/右移的执行用双线圈二位电磁阀推动气缸完成。它的工作过程如图3所示，有八个动作，即为从原位开始—机械手下降—夹紧工件—上升—右移—再下降（到B处）—放松工件—机械手上升—左移回原位：

图2 机械手动作的模拟控制面板

图3 机械手控制要求示意图

2.3 顺序流程图

如图4所示，根据控制要求画出的顺序流程图。M10.0为初始步，控制原位指示灯Q0.5接通，M10.1控制机械手在A处下降，M10.2控制机械手加紧工件并延长时间1秒，M10.3控制机械手上升，M10.4控制机械手右行，当机械手到达B处时由M10.5控制机械手再次下降，M10.6控制机械手放松工件并延时1秒，M10.7控制机械手再次上升，M11.0控制机械手左行回到原位。如果不按下停止按钮，机械手将再次循环这8个动作，连续将A处的工件搬运到B处。

图4 机械手动作的顺序流程图

2.4 使用移位寄存器指令编程之方法一（移0法）

方法一程序分析：方法一（移0法）网络3移位寄存器的初始值DATA=M0.0，初始值为0。移位寄存器的最低位S_BIT=M10.0，在初始脉冲SM0.1作用下，M10.0置位为1。当机械手初始条件=1时，移位寄存器开始移位。由于M0.0=0，故将这种方法称为移0法。在每一次移位脉冲作用下，使得寄存器各位逐一接通又逐一断开。从而使得机械手按照顺序功能图中描述的情况一步一步顺序动作。注意移位寄存器的最高位M11.1在移位脉冲作用下移位到数值为1时，将M10.0重新置位为1，从而保证了机械手在下一个周期可以循环运行这8个动作。方法一中的移位寄存器长度N=10。

方法一指令语言程序为：

2.5 使用移位寄存器指令编程之方法二（移1法）

方法二程序分析：方法二（移1法）网络4移位寄存器的初始值DATA=M10.0，在初始脉冲SM0.1作用下，M10.0置位为1，因此该初始值为1，故将这种方法称为移1法。移位寄存器的最低位S_BIT=M10.1，当机械手初始条件=1时，移位寄存器开始移位。由于DATA（M10.0）=1，而在M10.1数值移位为1时，机械手上一步动作要正常停止，故在网络3用M10.1使能将M10.0复位清零。在每一次移位脉冲作用下，使得寄存器各位逐一接通又逐一断开。从而使得机械手按照顺序功能图中描述的情况一步一步顺序动作。注意移位寄存器的最高位M11.1在移位脉冲作用下移位到数值为1时，也要将M10.0重新置位为1，从而保证了机械手在下一个周期可以循环运行这8个动作。方法二中移位寄存器长度N=9。

方法二指令程序为：

参考文献

[1]刘曼.PLC应用技术[M].北京：北京邮电大学出版社，2010.

[2]徐铁.PLC应用技术[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2007.

[3]杨少光.机电一体化设备的组装与调试[M].南宁：广西教育出版社，2009.

[4]杨少光.机电一体化设备组装与调试备赛指导[M].北京：高等教育出版社，2010.

[5]田淑珍.可编程控制器原理及应用[M].北京：机械工业出版社，2005.

作者简介

刘曼（1974—），女，江西南昌人，副教授，主要从事《PLC应用技术》、《机床电气控制》等机电类课程的教学，现任电气工程系系主任助理。