《电气控制与PLC应用技术 教学课件 ppt 作者 黄永红 第5章 S7-200 PLC的基本指令及程序设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电气控制与PLC应用技术 教学课件 ppt 作者 黄永红 第5章 S7-200 PLC的基本指令及程序设计（134页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第5章 S7-200 PLC的基本指令及程序设计,5.1 S7-200 PLC的编程语言 5.2 S7-200 PLC的数据类型与存储区域 5.3 S7-200 PLC的编程元件 5.4 寻址方式 5.5 程序结构和编程规约 5.6 S7-200 PLC的基本指令 5.7 典型控制环节的PLC程序设计 5.8 梯形图编写规则,5.1 S7-200 PLC的编程语言,1.梯形图(LAD) 2. 功能块图(FBD) 3. 语句表(STL),1.梯形图(LAD),梯形图(LAD)是使用得最多、最普遍的一种PLC编程语言，是与电气控制电路图相呼应的一种图形语言。它沿用了继电器、触点、串并联等术语和类似
2、的图形符号，还增加了一些功能性的指令。梯形图是融逻辑操作、控制于一体，面向对象的图形化编程语言。梯形图信号流向清楚、简单、直观、易懂，很容易被电气工程人员接受。通常各PLC生产商都把它作为第一用户语言。,2. 功能块图(FBD),图5-1 功能块图,3. 语句表(STL),图5-2 梯形图与对应的语句表,5.2 S7-200 PLC的数据类型与存储区域,5.2.1 位、字节、字、双字和常数 5.2.2 数据类型及范围 5.2.3 数据的存储区,5.2.1 位、字节、字、双字和常数,表5-1 常数的几种表示形式,5.2.2 数据类型及范围,表5-2 S7-200PLC的基本数据类型及范围,5.2
3、.3 数据的存储区,1.存储区的分类 2.数据区存储器的编址格式,1.存储区的分类,PLC的存储区分为程序存储区、系统存储区、数据存储区。 程序存储区用于存放用户程序，存储器为EEPROM。 系统存储区用于存放有关PLC配置结构的参数，如PLC主机及扩展模块的I/O配置和编址、PLC站地址的配置，设置保护口令、停电记忆保持区、软件滤波功能等，存储器为EEPROM。 数据存储区是S7-200 CPU提供给用户的编程元件的特定存储区域。,2.数据区存储器的编址格式,(1)位地址格式 (2)字节、字、双字地址格式 (3)其他地址格式,(1)位地址格式,图5-3 存储器中的位地址表示示例,(2)字节、
4、字、双字地址格式,数据区存储器区域的字节、字、双字地址格式由区域标识符、数据长度以及该字节、字或双字的起始字节地址构成。例如，IB2表示输入字节，由I2.0I2.7这8位组成。图5-4中，用VB100、VW100、VD100分别表示字节、字、双字的地址。VW100表示由VB100、VB101相邻的两个字节组成的一个字，VD100表示由VB100VB103四个字节组成的一个双字，100为起始字节地址。,(3)其他地址格式,图5-4 存储器中的字节、字、双字地址表示示例,5.3 S7-200 PLC的编程元件,1) 软继电器是看不见、摸不着的，没有实际的物理触点。 2) 每个软继电器可提供无限多个
5、常开触点和常闭触点，可放在同一程序的任何地方，即其触点可以无限次地使用。 3) 体积小、功耗低、寿命长。 5.3.1 编程元件 5.3.2 编程元件及操作数的寻址范围,5.3.1 编程元件,1. 输入继电器(I) 2. 输出继电器(Q) 3. 辅助继电器(M) 4. 变量存储器(V) 5. 局部存储器(L) 6. 顺序控制继电器(S) 7. 特殊继电器(SM) 8. 定时器(T) 9. 计数器(C) 10. 模拟量输入映像寄存器(AI) 11. 模拟量输出映像寄存器(AQ) 12. 累加器(AC) 13. 高速计数器(HC),图5-5 S7-200 CPU输入、输出的操作,图5-6 按字节、字
6、、双字存取累加器中数据的示例,5.3.2 编程元件及操作数的寻址范围,表5-3 S7-200PLC编程元件及有效地址范围,表5-3 S7-200PLC编程元件及有效地址范围,表5-3 S7-200PLC编程元件及有效地址范围,5.4 寻址方式,1. 立即寻址 2. 直接寻址 3. 间接寻址,1. 立即寻址,指令直接给出操作数，操作数紧跟着操作码，在取出指令的同时也就取出了操作数，所以称为立即操作数或立即寻址。立即寻址方式可用来提供常数、设置初始值等。指令中常常使用常数。例如，传送指令“MOVD 256，VD100”的功能就是将十进制常数256传送到VD100单元，这里256就是源操作数，直接跟
7、在操作码后，不用再去寻找源操作数了，所以这个操作数称为立即数，这种寻址方式就是立即寻址方式。,2. 直接寻址,指令中直接给出操作数地址的寻址方式称为直接寻址。操作数的地址应按规定的格式表示，如采用位地址寻址格式，或字节、字、双字地址寻址格式。一般使用时必须指出数据存储区的区域标识符(编程元件名称)、数据长度及起始地址。,3. 间接寻址,(1)建立指针 (2) 使用指针来存取数据 (3)修改指针,(1)建立指针,使用间接寻址对某个存储单元读、写前，应先建立地址指针。地址指针为双字长，存放所要访问的存储单元的32位物理地址。以指针中的内容值为地址就可以进行间接寻址了。可作为指针的存储器有变量存储器
8、(V)、局部存储器(L)或累加器(AC1、AC2、AC3)，AC0不能用做间接寻址的指针。建立指针时，必须使用双字传送指令(MOVD)，将存储器所要访问单元的地址移入另一存储器或累加器中作为指针。建立指针后，就可借用指针从指针处取出的数值完成指令所需的操作运算。,(2) 使用指针来存取数据,图5-7 使用指针间接寻址,(3)修改指针,图5-8 存取字数据值时指针的修改,5.5 程序结构和编程规约,5.5.1 程序结构 5.5.2 编程的一般规约,5.5.1 程序结构,1. 用户程序 2. 数据块 3. 参数块,5.5.2 编程的一般规约,1. 网络 2. 梯形图(LAD)、功能块图(FBD)
9、3. 允许输入端(EN)、允许输出端(ENO) 4. 条件输入、无条件输入,1. 网络,图5-9 电动机起停控制梯形图程序,2. 梯形图(LAD)、功能块图(FBD),梯形图中的左、右垂直线称为左、右母线。STEP7Micro/WIN梯形图编辑器在绘图时，通常将右母线省略。在左、右母线之间是由触点、线圈或功能框组合的有序网络。梯形图的输入总是在图形的左边，输出总是在图形的右边。因而从左母线开始，经过触点和线圈(或功能框)，终止于右母线，从而构成一个梯级。可把左母线看做是提供能量的母线。在一个梯级中，左、右母线之间是一个完整的“电路”，“能流”只能从左到右流动，不允许“短路”、“开路”，也不允许
10、“能流”反向流动。,功能块图中输入总是在功能框的左边，输出总是在功能框的右边，如图5-10的例子所示。,3. 允许输入端(EN)、允许输出端(ENO),图5-10 允许输入、允许输出举例,4. 条件输入、无条件输入,必须有“能流”通过才能执行的线圈或功能框称为条件输入指令。它们不允许直接与左母线连接，如SHRB、MOVB、SEG等指令。如果需要无条件执行这些指令，可以在左母线上连接SM0.0(该位始终为1)的常开触点来驱动它们。 无须“能流”就能执行的线圈或功能框称为无条件输入指令。与“能流”无关的线圈或功能框可以直接与左母线连接，如LBL、NEXT、SCR、SCRE等指令。,5.6 S7-2
11、00 PLC的基本指令,5.6.1 位逻辑指令 5.6.2 立即I/O指令 5.6.3 逻辑堆栈指令 5.6.4 取反指令和空操作指令 5.6.5 正/负跳变触点指令 5.6.6 定时器指令 5.6.7 计数器指令 5.6.8 比较指令 5.6.9 移位寄存器指令 5.6.10 顺序控制继电器指令,5.6.1 位逻辑指令,1. 标准触点指令 2.输出指令 3. 置位和复位指令,1. 标准触点指令,5Z11.TIF,图5-12 触点指令举例(FBD),表5-4 标准触点指令,2.输出指令,输出指令又称为线圈驱动指令，表示对继电器输出线圈(包括内部继电器线圈和输出继电器线圈)编程。 在梯形图(LA
12、D)中，用“( )”表示线圈。当执行输出指令时，“能流”到，则线圈被“激励”，输出映像寄存器或其他存储器的相应位为“1”，反之为“0”。输出指令,3. 置位和复位指令,1)置位或复位的元件数N的常数范围为1255。 2)当用复位指令对定时器位(T)或计数器位(C)复位时，定时器或计数器被复位，同时定时器或计数器的当前值将被清零。 3)由于PLC采用循环扫描工作方式，程序中写在后面的指令有优先权。,表5-5 置位和复位指令的形式与功能,图5-13 置位、复位指令的使用举例,5.6.2 立即I/O指令,1. 立即触点指令 2. 立即输出指令 3. 立即置位和立即复位指令,1. 立即触点指令,图5-
13、14 立即I/O指令编程,2. 立即输出指令,图5-15 立即置位、复 位指令的使用举例,3. 立即置位和立即复位指令,当执行立即置位(Set Immediate，SI)或立即复位(Reset Immediate，RI)指令时，从指令操作数指定的位地址开始的N个连续的物理输出点将被立即置位或立即复位且保持。N的常数范围为1128。该指令只能用于输出继电器。执行该指令时，新值被同时写到物理输出点和相应的输出映像寄存器。 立即置位、复位指令的使用举例如图5-15所示。,5.6.3 逻辑堆栈指令,1. 栈装载与(ALD)指令 2. 栈装载或(OLD)指令 3. 逻辑入栈(LPS)、逻辑读栈(LRD)
14、、逻辑出栈(LPP)、装入堆栈(LDS)指令,表5-6 逻辑堆栈指令,1. 栈装载与(ALD)指令,ALD(And Load)指令用于两个或两个以上的触点组的串联编程。执行ALD指令时，将堆栈中的第1层和第2层的值进行逻辑“与”操作，结果置于栈顶(堆栈第1层)，并将堆栈中的第39层的值依次上弹一层。,2. 栈装载或(OLD)指令,图5-16 栈装载“与”、栈装载“或”指令的操作过程,图5-17 ALD、OLD指令的使用举例,3. 逻辑入栈(LPS)、逻辑读栈(LRD)、逻辑出栈(LPP)、装入堆栈(LDS)指令,1) 由于受堆栈空间的限制(9层堆栈)，LPS、LPP指令连续使用时应少于9次。
15、2) LPS与LPP指令必须成对使用，它们之间可以使用LRD指令。 3) LPS、LRD、LPP指令均无操作数。,图5-18 LPS、LRD、LPP、LDS指令的操作过程,图5-19 逻辑堆栈指令的使用举例1,图5-20 逻辑堆栈指令的使用举例2,5.6.4 取反指令和空操作指令,1. 取反(NOT)指令 2. 空操作(NOP)指令,1. 取反(NOT)指令,图5-21 取反指令的使用举例,2. 空操作(NOP)指令,空操作(NOP)指令主要是为了方便对程序的检查和修改，预先在程序中设置了一些NOP指令，在修改和增加其他指令时，可使程序地址的更改量减小。NOP指令对程序的执行和运算结果没有影响
16、。其指令格式为：NOP N，操作数N是一个0255之间的常数。,5.6.5 正/负跳变触点指令,表5-7 正/负跳变触点指令,图5-22 正/负跳变触点指令编程举例,5.6.6 定时器指令,1. 接通延时定时器(TON) 2. 有记忆接通延时定时器(TONR) 3. 断开延时定时器(TOF) 4. 应用定时器指令的注意事项,表5-8 定时器指令的表示形式,表5-9 定时器号和分辨率,1. 接通延时定时器(TON),图5-23 TON指令的使用举例,2. 有记忆接通延时定时器(TONR),图5-24 TONR指令的使用举例,3. 断开延时定时器(TOF),图5-25 TOF指令的使用举例,4. 应用定时器指令的注意事项,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)(相当于同一定时器号既用作模拟断电延时型物理时间继电器的功能，又用作模拟通电延时型物理时间继电器的功能)。 2)在第一个扫描周期，所有的定时器位被清零。 3)对于断开延时定时器(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。 4)不
