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1、第五章 S7-200 可 编程控制器的指令系统,第一节 S7-200 PLC编程的基本概念 一、编程语言S7-200 PLC有两种指令集：IEC 1131-3 指令集和SIMATIC 指令集；IEC 1131-3指令集支持系统完全数据类型检查，只能用梯形图（LAD）和功能块图（FBD）编程语言，指令执行时间较长。,SIMATIC 指令集：西门子公司为S7-200 PLC 设计的编程语言，不支持系统完全数据类型检查，可以用梯形图（LAD）、功能块图（FBD）和语句表（STL）编程语言，且指令执行时间较短。 （一）梯形图（LAD）编程语言LAD 是与电气控制电路图相呼应的一种图形语言，其信号流向清
2、楚、简单、直观、易懂，很适合电气工程人员使用；常作为第一用户语言。,（二）功能块图（FBD）FBD 类似于普通逻辑功能图，一般用一种功能方框表示一种特定的功能，框内的符号表示该方框图的功能。 （三）语句表（STL）STL是用助记符来表达PLC的各种控制功能，类似于计算机的汇编语言。 二、数据类型 （一）基本数据类型及数据类型检查,1. 基本数据类型1位布尔型（BOOL）、8位字节型（BYTE）、16位无符号整数型（WORD）、16位有符号整数型（INT）、 32位无符号双字整数型（DWORD）、 32位有符号双字整数型 （DINT）、32位实数型（REAL）。 2. 数据类型检查数据类型检查分
3、为三级：完全数据类型检查、简单数据类型检查和无数据类型检查。,S7-200 PLC 的SIMATIC指令集不支持完全数据类型检查；使用局部变量时，执行简单数据类型检查；使用全局变量时，指令操作数为地址而不是可选的数据类型时，执行无数据类型检查。 （二）数据长度和数值范围数据长度：用字节型（B）、字型（W）、双字型（D）分别表示8位、16位、32位数据；不同的数据长度对应的数据范围如表54所示,注意：操作数的数据类型应该和指令标识符相匹配。 三、存储器区域 PLC的存储器分为：程序区、系统区、数据区程序区：存放用户程序， 存储器为：EEPROM系统区：存放有关PLC配置结构的参数，存储器为：EE
4、PROM;,数据区：是S7-200 CPU 提供的存储器的特定区域，将数据存储区作了进一步的分区，并为每个存储区域赋予了不同的功能，形成专用的存储单元。包括：I、Q、V、M、S、SM、L、T、C、AI、AQ、AC、HC；存储器为：EEPROM和RAM。 （一）数据区存储器的地址表示格式 位地址格式由存储器区域标识符、字节地址及位号构成 例如：V5.4,2. 字节、字、双字地址格式由存储器区域标识符、数据长度以及该字节、字或双字的起始地址构成例：VB100、VW100、VD100分别表示字节、字、双字的地址,3. 其他地址格式包括T、C、AC、HC 地址格式：区域标示符和元件号 eg: T24
5、（二）数据区存储器区域,四、寻址方式S7-200 PLC 的寻址方式有：立即寻址、直接寻址、间接寻址 （一）立即寻址指令中直接给出操作数，即操作数紧跟在操作码后面，在取出指令的同时也取出了操作数；立即寻址常用来提供常数，设置初始值等；指令中常数表示形式：十进制、十六进制、ASCII码或浮点数,（二）直接寻址指令中直接给出操作数的地址的寻址方式 例： 位寻址 AND Q5.5字节寻址 ORB VB33 , LB21字寻址 MOVW AC0 , AQW200双字寻址 MOVD AC1 , VD200（三）间接寻址指令中给出了存放操作数地址的存储单元的地址的寻址方式 建立指针,指针中存放存储器的某个
6、地址，则以指针中内容值为地址就可进行间接寻址；注：只能使用V、L、AC1、AC2、AC3作为指针，AC0不能用作间接寻址的指针例： MOVD &VB200 , AC1 2. 使用指针来存取数据 使用指针可存取字节、字、双字型的数据 例： MOVW *AC1 , AC0,3. 修改指针：用自增或自减指令修改指针，则可连续存取存储单元中的数据,五、用户程序的结构用户程序可分为三个区：主程序、子程序和中断程序； 主程序（OB1）：是用户程序的主体，CPU在每一个扫描周期都要执行一次主程序指令；子程序：可选部分，只有主程序调用时才执行； 中断程序：可选部分，只有当发生中断事件时，才执行中断程序，可在扫
7、描周期的任意点执行。,（六）编程的一般规约 （一）网络在梯形图（LAD）中，程序被分成称为网络的一些程序段，而每一个网络由一个或多个梯级组成；功能块图（FBD）中，使用网络概念给程序分段；语句表（STL）中，使用“NETWORK”关键词对程序分段。,（二）梯形图（LAD）/功能块图（FBD）梯形图（LAD）中，一个梯级是一个完整的“电路”，不允许“短路”、“开路”，也不允许“能流”反向流动；功能图（FBD）中，输入总在框图的左边，输出总在框图的右边。 （三）允许输入端、允许输出端功能框的EN端是允许输入端，只有EN端存在“能流”时，才执行该功能框图的相应功能；,在语句表（STL）中，没有EN允
8、许输入端，但允许执行指令的条件是栈顶的值必须为1。 功能框的ENO端是允许输出端，即允许功能框的布尔量输出，用于指令的级联 ；语句表（STL）中，用AENO(ANDENO)指令产生允许输出。 （四）条件输入、无条件输入条件输入：在梯形图（LAD）、功能块图（FBD）中，与“能流”有关的功能框或线圈不直接与左母线连接；,无条件输入：在梯形图（LAD）、功能块图（FBD）中，与“能流”无关的线圈或功能框直接与左母线连接。例如：LBL、NEXT、SCR、SCRE等 （五）无允许输出端的指令无允许输出端（ENO）的指令方框，不能用于级联，例如：CALL SBR_N(N1,)子程序调用指令和LBL、SC
9、R等。,第二节 S7200 PLC 的基本指令及编程方法 一、基本逻辑指令基本逻辑指令以位逻辑操作为主，操作数的有效区域为：I、Q、M、SM、T、C、V、S、L，且数据类型是BOOL (一)标准触点指令 梯形图（LAD）中,功能块图（FBD）中,语句表（STL）中LD（load）指令，表示一个逻辑梯级编程的开始；A（And）指令：表示触点的串联编程；O（Or）指令：表示触点的并联编程；LDN、AN、ON指令则是分别表示对常闭触点的装载、与、或编程；,（二）输出指令梯形图（LAD）中，“（）”表示线圈，“能流”到线圈端，则线圈被激励，其Q寄存器的相应位为1，反之为0；语句表（STL）中，输出指令
10、为“”，把栈顶值复制到操作数地址指定的存储器位（bit）,堆栈各级栈值不变。 （三）置位和复位指令把从操作数（bit）指定的地址开始的N个点都被置位或复位，其中N1255,在LAD和FBD中，只要“能流”到，就执行置位并保持或复位并保持，置位后即使“能流”断，仍保持置位，复位后即使“能流”断，仍保持复位；,在STL中，当栈顶值为“1”时，才执行置位指令 S bit , N 或复位指令 R bit ,N；,置位后即使栈顶值为“0”，仍保持置位，执行复位指令后即使栈顶值为“0”，仍保持复位。,执行该指令时，直接读取物理输入点的值，I寄存器的内容不更新，指令操作数仅限于输入物理点的值；,二、立即I/
11、O指令 （一）立即触点指令,STL中，常开立即触点编程由LDI、AI、OI指令描述，常闭立即触点由LDNI、ANI、ONI指令描述。 （二）立即输出指令操作数地址指定的物理输出点的位（bit）值等于“能流”；在STL中，堆栈操作时，栈顶值被同时复制到物理输出点和相应的Q寄存器中，而不受扫描过程的影响；,三、逻辑堆栈指令只用于语句表（STL）中其中栈装载与（ALD）、栈装载或（OLD）指令用于两个或两个以上的触点组的串联或并联编程，指令无操作数，属于压入/弹出堆栈的操作指令；,（三）立即置位和立即复位（N位）指令,逻辑推入栈（LPS）、逻辑读栈（LRD）、逻辑弹出栈（LPP），用于一个触点（或一
12、个触点组）同时控制两个或两个以上线圈的编程。,(一)栈装载与（ALD）指令表示两个或两个以上的触点组的串联编程。(二)栈装载或（OLD）指令表示两个或两个以上的触点组的并联编程。,(三) 逻辑推入栈（LPS）指令,复制栈顶的值并将这个值推入栈顶，原堆栈中各级栈值依次下压一级，栈低值丢失,(四) 逻辑读栈（LRD）指令执行该指令时，把堆栈中第二级的值复制到栈顶，原栈顶值被新的复制值取代，堆栈中没有推入栈或弹出栈操作。,(五) 逻辑弹出栈（LPP）指令执行该指令时，将栈顶的值弹出，原堆栈各级栈值依次上弹一级。,(六) 装入堆栈（LDS）指令执行该指令时，将复制堆栈中第n级的值到栈顶，原堆栈中各级栈
13、值依次下压一级，栈低值丢失。,四、取非触点指令和空操作指令,空操作（NOP N）指令不影响程序的执行，N：0-255,五、正/负跳变触点指令,六、定时器和计数器指令 （一）定时器指令S7-200 PLC 的定时器类型有三种：接通延时定时器（TON）、有记忆接通延时定时器（TONR）、断开延时定时器（TOF）;定时器分辨率（时基）：1ms、10ms、100ms，其分辨率由定时器号决定。,与定时器相关的变量：当前值：定时器累计时间的当前值，存放在T的当前寄存器（16bit）中；定时器位：当定时器当前值等于或大于设定值时，该定时器位被置为“1”。 1. 接通延时定时器（TON）,2.有记忆接通延时定
14、时器（TONR）,3.断开延时定时器（TOF）,应用定时器指令应注意几个问题：（1）不能把一个定时器号同时用作断开延时定时器（TOF）和接通延时定时器（TON）；（2）使用复位（R）指令对定时器复位后，定时器位为“0”，定时器当前值为0；（3）TONR只能通过复位指令进行复位操作；（4）对TOF需在输入端有一个负跳变（由on到off）的输入信号启动计时；,（5）不同分辨率的定时器，其当前的刷新周期时不同的。,例1：闪烁电路 采用I0.0外接灯泡电源开关SB1，Q0.0外接灯泡，控制灯泡的亮与灭，并且设定闪烁间隔时间为1秒。,例2：延时通断电路I0.0接控制电路通断的按钮SB1，线圈Q0.0接输
15、出驱动一个灯泡。,（二）计数器指令 1. 增计数器（CTU）指令,2. 增/减计数器（CTUD）指令,3. 减计数器（CTD）指令,例：报警电路I0.0外接报警启动信号，I0.1外接报警复位信号，输出Q0.0为报警蜂鸣器，Q0.1为报警闪烁灯，闪烁效果为报警灯的亮与灭，时间间隔为1秒。,七、顺序控制继电器（SCR）指令常用于顺序控制中，SCR指令是基于顺序功能图（SFC）的一种编程方式；（一）SCR指令的功能包括LSCR、SCRT、SCRELSCR n 指令标记一个顺序控制继电器（SCR）程序断的开始； LSCR指令把S位的值装载到SCR堆栈和逻辑堆栈栈顶；其SCR堆栈的值决定该SCR段是否执
16、行；其S位置位时，执行SCR段。,SCRT指令：一方面使当前激活的SCR程序段的S位复位，从而使该SCR程序段停止工作；另一方面使下一个将要执行SCR程序段S位置位，以使下一个程序段工作；SCRE指令：表示一个程序段的结束，每一个SCR程序段必须由SCRE指令结束。 （二）使用SCR指令的限制同一地址的S位不可用于不同的程序分区；,在SCR段内不能使用JMP、LBL、FOR、NEXT、END指令，可以在SCR段外使用JMP、LBL、FOR、NEXT、END指令 （三）SCR指令的编程举例根据舞台灯光效果的要求，控制红、绿、黄三色灯。要求：红灯先亮，2s后绿灯亮，再过3s后黄灯亮。待红、绿、黄灯全亮3min后，全部熄灭。试用SCR指令设计其控制程序。,八、移位寄存器（SHRB）指令SHRB 指令把输入端（DATA）的数值移入移位寄存器，并进行移位。其中移位寄存器由S-BIT和N决定，S-BIT指定移位寄存器的最低位，N指定移位寄存器的长度。,
