PLC课件第4章

第4章 S7-200 的功能指令
4.1 功能指令概述 4.1.1 怎样学习功能指令
功能指令分为较常用的指令、与数据的基本操作有关的指令、与PLC的高 级应用有关的指令和用得较少的指令。 初学功能指令时，首先可以按指令的分类浏览所有的指令。初学者没有必 要花大量的时间去熟悉功能指令使用中的细节，应重点了解指令的基本功能 和有关的基本概念。应通过读程序、编程序和调试程序来学习功能指令。
2．循环右移位和循环左移位指令 循环移位指令将输入 IN 中各位的值向右或向左循环移动 N 位后，送给输出 OUT指定的地址。被移出来的位将返回到另一端空出来的位置。移出的最后一 位的数值存放在溢出标志位SM1.1。 如果移动的位数N大于允许值，执行循环移位之前先对N进行求模运算。例 如字循环移位时，将N除以16后取余数，得到的有效移位次数为0～15。如果为 0则不移位。符号位也被移位。
3．逻辑运算指令应用举例 用字节逻辑“或”运算将QB0的第2～4位置为1，其余各位保持不变。 QB0的某一位与1作“或”运算，运算结果为1，与0作“或”运算，运算结 果不变。16#1C的第2～4位为1。 IW2的低12位用来读取3位拨码开关的BCD码，IW2的高4位另作他用。 16#0FFF 的最高 4 位二进制数为 0 ，低 12 位为 1 。与 IW2 作“与”运算后， VW2的低12位与IW2的低12位的值相同，VW2的高4位为0。
4.2.3 数据转换指令
1．标准转换指令 除了解码、编码指令之外的10条指令属于标准转换指令。输入参数IN指定的 数据转换后保存到输出参数OUT指定的地址。BCD码与整数相互转换的指令中， 整数的有效范围为0～9999。 如果转换后的数值超出输出的允许范围，溢出标志位SM1.1被置为ON。 2．段码指令 七段显示器的D0～D6段分别对应于段码指令输出字节的第0位～第6位，某 段应亮时输出字节中对应的位为1，反之为0。段码指令很少使用。
3．移位寄存器指令 下图中的14位移位寄存器由 V30.0 ～V31.5组成，在I0.3的上升沿，I0.4的值 从移位寄存器的最低位V30.0移入，寄存器中的各位左移一位，最高位V31.5的 值被移到溢出标志位SM1.1。 N为−14时，I0.4的值从最高位V31.5移入，寄存 器中的各位右移一位，从最低位V30.0移到溢出标志位SM1.1。
1．四则运算指令 梯形图IN1 + IN2 = OUT，IN1–IN2 = OUT，IN1 * IN2 = OUT，IN1 / IN2 = OUT 语句表IN1+OUT = OUT，OUT–IN1 = OUT，IN1*OUT = OUT，OUT/IN1=OUT 指令影响 SM1.0 （零标志）、 SM1.1 （溢出标志）、 SM1.2 （负数标志）和 SM1.3（除数为0）。MUL将两个16位整数相乘，产生一个32位乘积。DIV指令将 两个16位整数相除，运算结果的高16位为余数，低16位为商。
3．字节、字、双字和实数的传送 传送指令助记符中最后的 B、W 、DW （或D）和R分别表示操作数为字节、 字、双字和实数。 4．字节、字、双字的块传送指令 块传送指令将起始地址为 IN的N个连续的存储单元中的数据，传送到从地 址OUT开始的N个存储单元，字节变量N = 1～255。
5．字节立即读写指令 字节立即读取指令MOV_BIR读取IN指定的一个字节的物理输入，但是并不 更新对应的过程映像输入寄存器。 字节立即写入指令MOV_BIW将一个字节的数值写入OUT指定的物理输出， 同时更新对应的过程映像输出字节。 6．字节交换指令 字节交换指令SWAP用来交换输入字IN的高字节与低字节。应采用脉冲执行 方式。
IN (输入参数) 用来将调用它的POU提供的数据值传入子程序。 OUT(输出参数)用来将子程序的执行结果返回给调用它的POU。
IN_OUT(输入_输出参数)的初始值由调用它的 POU传送给子程序，并用同 一参数将子程序的执行结果返回给调用它的POU。 每个子程序最多可以使用16个输入/输出参数。 4．在局部变量表中增加和删除变量 子程序中变量名称前面的“#”表示局部变量，是软件自动添加的。 5．局部变量的地址分配 由编程软件自动分配局部变量的地址。 6．局部变量数据类型检查 局部变量表中指定的数据类型应与调用它的POU的变量的数据类型匹配。
4.2.2 移位与循环移位指令
移位位数N的数据类型为BYTE。 1．右移位和左移位指令 移位指令将输入IN中的数各位的值向右或向左移动N位后，送给输出OUT指 定的地址。移位指令对移出位自动补0，有符号的字和双字的符号位也被移位。 如果移位次数非0，“溢出”标志位SM1.1保存最后一次被移出的位的值。
2．多重循环 循环最多可以嵌套8层。 在I0.1的上升沿，执行10次外 层循环，如果 I0.2 为 ON ，每执 行一次外层循环，将执行8次内 层循环。执行完后， VW6 的值 增加80。
4.4.3 其他指令
1．条件结束指令与条件停止指令 条件结束指令END的逻辑条件满足时终止 当前的扫描周期。条件停止指令STOP使CPU 从RUN模式切换到STOP模式。 2．监控定时器复位指令 T32等组成一个脉冲发生器，从I0.3的上升 沿开始， M0.2 输出一个宽度等于 T32 预设值 的脉冲。在脉冲期间反复执行 JMP指令，因 此扫描时间略大于 T32 的预设值。扫描周期 超过 500ms时，CPU自动切换到STOP模式。 可用WDR指令重新触发监控定时器，以扩 展允许使用的扫描时间。 3．诊断LED指令很少使用。
4.1.2 S7-200 的指令规约
1．使能输入与使能输出 使能输入端EN有能流流入方框指令时，指令才能被执行。 EN输入端有能流且指令执行时无错误，则使能输出ENO将能流传递给下一 个方框指令或线圈。 语句表用 AENO 指令来产生与方框指令的 ENO 相同的效果。删除AENO 指 令后，方框指令将由串联变为并联。
2．跳转指令对定时器的影响 在各定时器正在定时时跳转， 100ms 定时器停止定时，当前值保持不变。 10ms和1ms定时器继续定时，定时时间到时跳转区外的触点也会动作。停止跳 转时100ms定时器继续定时。 3．跳转对功能指令的影响 未跳转时INC_B指令使VB0每秒加1。跳转条件满足时VB0的值保持不变。
1．三角函数指令 输入值是以弧度为单位的浮点数，角度值乘以π/180转换为弧度值。
2．自然对数和自然指数指令 3．平方根指令将正实数开平方
4.3.3 逻辑运算指令ห้องสมุดไป่ตู้
1．取反指令 取反指令将二进制数逐位取反，各位由0变为1，由1变为0。
2．逻辑运算指令
字节、字、双字“与”运算时，如果两个操作数的同一位均为 1 ，运算结 果的对应位为 1，否则为0 。“或”运算时如果两个操作数的同一位均为 0， 运算结果的对应位为0，否则为1。“异或”（Exclusive Or）运算时如果两个 操作数的同一位不同，运算结果的对应位为1，否则为0。
【例4-2】用实时时钟定时控制设备。 LD SM0.0 TODR VB70 //小时分钟值在VW73 LDW>= VW73, VW78 //VW78中是起始时、分值 AW< VW73, VW80 //VW80中是结束时、分值 = Q0.2 //在设置的时间范围内， Q0.2为1状态
4.3 数学运算指令 4.3.1 整数运算指令
3．计算程序中的数据转换 下图将101英寸转换为以mm为单位的双整数值。
4．解码指令与编码指令 解码指令 DECO根据输入字节 IN 的最低4 位表示的位号，将输出字 OUT对应 的位置为1，输出字的其他位均为0。16#0010=2#0000 0000 0001 0000。 编码指令 ENCO 将输入字 IN 中的最低有效位（为 1 的位）的位编号写入输出 字节OUT的最低4位。16#0014=0000 0000 0001 0100。 存储器填充指令FILL用输入参数IN指定的字值填充从地址OUT开始的N个连 续的字。
4.5 局部变量与子程序
4.5.1 局部变量 1．局部变量与全局变量 每个程序组织单元（POU ）均有由64字节局部（L）存储器组成的局部变 量。局部变量只在它被创建的POU中有效，全局符号在各POU中均有效。局 部变量有以下优点： 1) 尽量使用局部变量的子程序易于移植到别的项目。 2) 同一级POU的局部变量使用公用的存储区。 3 ）局部变量用来在子程序和调用它的程序之间传递输入参数和输出参数。 2．查看局部变量表 可上下拖动分裂条，打开和关闭局部变量表。 3．局部变量的类型 临时变量(TEMP)是暂时保存在局部数据区中的变量。主程序或中断程序只 有TEMP变量。
4.4 程序控制指令 4.4.1 跳转指令
1．跳转与标号指令 JMP线圈通电时，跳转条件满足，跳转指令使程序流程跳转到对应的标号 处。JMP与LBL指令的操作数n为常数0～255，只能在同一个程序块中跳转。 I0.4的常开触点断开时，跳转条件不满足，顺序执行下面的网络。 I0.4的常开触点接通时，跳转到标号LBL 0处，不执行第二个网络。
【例4-1】 用接通延时定时器和比较指令组成占空比可调的脉冲发生器。 M0.2和T33组成脉冲发生器，T33的当前值按锯齿波变化。比较指令用来产 生脉冲宽度可调的方波，Q0.0为OFF的时间取决于比较指令第2个操作数的值。 2．字符串比较指令 字符串比较指令比较 ASCII 码字符串相等或不相等。常数字符串应是比较 触点上面的参数，或比较指令中的第一个参数。
图4-27 跳转与定时器
【例4-6】 用跳转指令实现图4-28中的流程图的要求。
4.4.2 循环指令
1．单重循环 驱动FOR指令的逻辑条件满足时，反 复执行 FOR 与 NEXT 之间的指令。执行 到 NEXT 指令时，INDX 的值加 1 ，如果 INDX 的值小于等于结束值 FINAL ，返 回去执行 FOR 与 NEXT 之间的指令。如 果INDX的值大于结束值，循环终止。 【例4-7】在I0.5的上升沿，求VB10 ~ VB13 这 4 个字节的异或值，用 VB14 保 存。首先将VB14清0，并设置地址指针 AC1的初始值。 第一次循环将指针 AC1 所指的 VB10 与VB14异或，然后将指针值加1，指针 指向 VB11 ，为下一次循环的异或运算 做好准备。 VB10 ～ VB13 同一位中 1 的个数为奇 数时， VB14 对应位的值为 1 ，反之为 0 。