第3章可编程序控制器程序设计基础,3.1 可编程序控制器的编程语言与程序结构 3.2 存储器的数据类型与寻址方式 3.3 位逻辑指令 3.4 定时器与计数器指令,3.1.1 可编程序控制器编程语言的国际标准 1994年5月公布了PLC可编程序控制器标准(IEC 61131). 组成：通用信息，设备与测试要求，编程语言，用户指南和通信 编程语言标准IEC 61131-3) (1)顺序功能图(Sequential Function Chart) (2)梯形图(Ladder Diagram) (3)功能块图(Function Block Diagram) (4)指令表(Instruction List) (5)结构文本(Structured Text),1.顺序功能图(SFC) 这是一种位于其他编程语言之上的图形语言，用来编制顺序控制程序 顺序功能图提供了一种组织程序的图形方法，在顺序功能图中可以用别的语言嵌套编程步、转换和动作是顺序功能图中的三种主要元件可以用顺序功能图来描述系统的功能2.梯形图(LAD) 组成：由触点、线圈和用方框表示的功能块图3-3） 特点：1）沿用继电器这一名称，但不是真 实继电器，而是软件中编程元件。
2）假想的“能流”(Power Flow)，从 左向右流动 3）逻辑解算，从左至右，从上至下 4）线圈放在最右边，触点可无限次 使用3功能块图(FBD) 4语句表（STL） 指令表程序：一种与微机的汇编语言中的指令相似的助记符表达式 5结构文本(ST) 结构文本(ST)是为IEC 61131-3标准创建的一种专用的高级编程语言与梯形图相比，它能实现复杂的数学运算，编写的程序非常简洁和紧凑3.2存储器的数据类型与寻址方式,3.2.1数据在存储器中存取的方式 1位、字节、字和双字 位(bit)：二进制数的1位只有0和1两种不同的取值 字节(Byte)：8位二进制数组成1个字节 字(Word)：两个字节 双字（Double Word）：两个字2数据的存取方式 I3. 2 IB3(图3-5) VBl00 VWl00 VDl00 (见图3-6) 3．2．2不同存储区的寻址 1输入映像寄存器(I)寻址 输入映像寄存器的标识符为I(I0.0-I15.7)，在每个扫描周期的开始，CPU对输入点进行采样，并将采样值存于输入映像寄存器中 I、O、V、M、S、SM、L均可按位、字节、字和双字来存取。
2输出映像寄存器(Q)寻址 输出映像寄存器的标识符为Q(Q0.0～Q15.7)，在扫描周期的末尾，CPU将输出映像寄存器的数据传送给输出模块，再由后者驱动外部负载 3变量存储器(v)寻址 程序执行的过程中存放中间结果，或用来保存与工序或任务有关的其他数据4位存储器(M)区寻址 内部存储器标志位(M0.0～M31.7)用来保存控制继电器的中间操作状态或其他控制信息 5特殊存储器(SM)标志位寻址 特殊存储器用于CPU与用户之间交换信息如SM0.0、SM0.1、SM0.4和SM0.5,6、局部存储器(L)区寻址 S7-200有64个字节的局部存储器，其中60个可以作为暂时存储器，或给子程序传递参数 7、定时器存储器(T)区寻址 S7-200有三种时基增量分别为1ms、10ms和100ms定时器8、计数器存储器(c)区寻址 计数器用来累计其计数输入端脉冲电平由低到高的次数，CPU提供加计数器、减计数器和加减计数器 9、顺序控制继电器(s)寻址 顺序控制继电器(SCR)位用于组织机器的顺序操作，SCR提供控制程序的逻辑分段10、模拟量输入(AI)寻址 S7-200将现实世界连续变化的模拟量(如温度、压力、电流、电压等)用A／D转换器转换为1个字长(16位)的数字量，用区域标识符AI、数据长度(w)和字节的起始地址来表示模拟量输入的地址。
11、模拟量输出(AQ)寻址 S7-200将1个字长的数字用D／A转换器转换为现实世界的模拟量，用区域标识符AQ、数据妊度(w)和字节的起始地址来表示存储模拟量输出的地址,12、累加器(AC)寻址 累加器是可以像存储器那样使用的读／写单元，例如可以用它向子程序传递参数，或从子程序返回参数，以及用来存放计算的中间值CPU提供了4 个32位累加器(AC0-AC3)，可以按字节、字和双字来存取累加器中的数据,13、高速计数器(HC)寻址 高速计数器用来累计比CPU的扫描速率更快的事件，其当前值和设定值为32位有符号整数，当前值为只读数据 14、常数的表示方法与范围 常数值可以是字节、字或双字，CPU以二进制方式存储常数，常数也可以用十进制、十六进 制、ASCII码或浮点数形式来,3.2.3直接寻址与间接寻址,1、直接寻址 在指令中直接使用存储器或寄存器的元件名称和地址编号，直接查找数据，如VW790、VB100使用地址指针来存取存储器中的数据， 使用前，首先将数据所在单元的内存地址放入地址指针寄存器中，然后根据此地址指针存取数据 建立指针 只能用V、L或AC1、AC2和AC3作指针 例如：MOVD ＆VB200，AC1 MOVD ＆C3，VD6 MOVD ＆MB4，LD8,2）用指针来存取数据（图3-7） 3）修改指针 例：MOVD AC1 将指针增加两次，指向下一个字。
INCD AC1 MOVW *AC1,AC0 将AC1所指向的字的数值送AC0,图2.5 典型的梯形图,3.3 位逻辑指令,3.3.1 触点指令 1.标准触点指令 LD(Load装载)、A(And与)和O(Or或) 2.堆栈的基本概念 S7—200有1个9位的堆栈，栈顶用来存储逻辑运算的结果．下面的8位用来存储中间运算结果堆栈中的数据一般按“先进后出”的原则存取1. “与”和“与非”(A，AN)指令 逻辑“与”在梯形图里是用串联的触点回路表示的，如果串联回路里的所有触点皆闭合，该回路就通“电”了在下图回路所示：,图 “与”逻辑梯形图,上述梯形逻辑图，可用语句表指令完全表示，对应的语句表为：,LD I0.0 A Q 4.1 AN M10.1 ＝ Q4.0,,,( ),I0.0 Q4.1 M10.1 Q4.0,2. “或”和“或非”(O，ON)指令 逻辑“或”在梯形图里是用并联的触点回路表示的，被扫描的操作数标在触点上方在下图中，只要有一个触点闭合，输出4.1的信号状态就为“l”I1.1,M2.0,Q4.0,图 “或”逻辑梯形图及语句表,LD I1.1 ON M2.0 O Q4.0 ＝ Q4.1,,（ ）,Q4.1,图2.6 基本指令应用举例 (a) 梯形图； (b) 指令表,3、 OLD(0r Load)指令 串联电路块的并联连接。
OLD指令不需要地址，它相当于需并联的两块电路右端的一段垂直连线 4 、ALD(And Load)指令 图3-9（b）中OLD后面的两条指令将两个触点并联逻辑块指令,a.LD I0.0 b. LD I0.0 OR I.02 AND M10.0 LD M10.0 LD I0.2 OR M0.3 AND M0.3 ALD OLD A M10.1 A M10.1 = Q4.0 = Q4.0,,图3-9,5、其他堆栈操作指令（见图3-11） 入栈(LPS，Logic Push) 读栈(LRD，Logic Read) 出栈(LPP，Logic Pop) 装载堆栈(LDS n，Load Stack，n=1~8),堆栈的使用,6、立即触点 立即(Immediate)触点指令只能用于输入I，执行立即触点指令时，立即读人物理输人点的值，根据该值决定触点的接通／断开状态，但是并不更新该物理输人点对应的映像寄存器3.3.2输出指令 1、输出(=) 2、立即输出(=I) 只能用于输出量(Q)，执行该指令时，将栈顶值立即写入指定的物理输出位和对应的输出映像寄存器3、置位与复位（S、R） 4、立即置位与立即复位（SI、RI） 3.3.3其他指令 1、取反(NOT) 2、跳变触点 3、空操作指令,3.3.3其他指令 1、取反(NOT) 2、跳变触点 3、空操作指令,,3.4定时器与计数器指令,3.4.1定时器指令 分类：通电延时定时器(TON)、断电延时定时器(TOF)、保持型通电延时定时器(TONR) 分辨率： 1ms、10ms和100ms,1. 通电延时定时器(TON),2. 断电延时定时器(TOF)。
3．保持型通电延时定时器(TONR)(图3-18)4．定时器当前值刷新的方法 1)1ms定时器 2)10ms定时器 3)100ms定时器,3.4.2计数器指令,1.加计数器CTU 2.减计数器GTD,3.加减计数器CTUD。