第4章 PLC的数据处理功能及应用
plc讲义第四章 西门子S7-200 PLC
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6 CPU操作模式
（ 1）在PLC 上有 3个挡位（ RUN 、 TERM、 STOP ）的方式开 关。 （2）CPU有RUN、STOP两种状态。 （ 3）当方式开关处在 TERM 方式时，可用编程工具实现 RUN、STOP。
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（1）主机CPU模块内部配 备的EEPROM，上装程 序时，可自动装入并永久 保存用户程序、数据和 CPU的组态数据。
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5 存储系统
（ 2 ）用户可以定义存储器保持范围或用程序将存储在 RAM中的数据备份到EEPROM存储器。 （ 3）主机CPU 提供一个超级电容器，可使 RAM中的程序 和数据在断电后保持几天之久。 （ 4 ） CPU 提供一个可选的电池卡，可在断电后超级电容 器中的电量完全耗尽时，继续为内部RAM存储器供电， 以延长数据所存的时间。 （ 5 ）可选的存储器卡可使用户像使用计算机磁盘一样来 方便地备份和装载程序和数据。
Q1.0 Q1.1
CPU 214
I.0 I.1 I.2 I.3 I.4 I.5 I.6 I.7
DI 8 x DC24V
SIMATIC S7-200
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S7-300
S7-300是模块化的中型PLC，有5种不同档次的CPU，可 选择不同类型的扩展模块，扩展多达32个模块。
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二、主机结构及性能特点
1 主机外形
S7-200主机模块主要有：CPU 221、 CPU 222、 CPU 224 （224XP）、 CPU 226（226XM），其外型如图：
第四章 可编程序控制器(PLC)原理与应用)
分类 低档机 主要功能 具有逻辑运算、定时、计数、移位及自诊断、监控 等基本功能。有些还有少量模拟量I/O功能和算术运 算等功能 应用场合 开关量控制、定时、计数控制、顺序控制等场合， 有模拟量I/O功能的低档PLC应用更广 适用于既有开关量又有模拟量的较为复杂的控制 系统，如过程控制、位置控制等
年份 第一代1969~1972 第二代1973~1975 功能特点 逻辑运算、定时、计数、中小规模集成电路CPU，磁芯 存储器 增加算术运算、数据处理功能，初步行程系列，可靠性 进一步提高 增加复杂数值运算和数据处理，远程I/O和通信功能， 采用大规模集成电路，微处理器，加强自诊断、容错技 术 高速大容量多功能，采用32位微处理器，编程语言多样 化，通信能力进一步完善，智能化功能模块齐全 取代继电器控制 能同时完成逻辑控制，模拟量控制 适应大型复杂控制系统控制需要并用于联网、通信、 监控等场合 构成分级网络控制系统，实现图像动态过程监控， 模拟网络资源共享 应用范围
输 入 继 电 器
05 06 1000~1715 07 08 09 10 11 12 13 14
15
主机
15
15
扩Ⅰ
15
15
扩Ⅱ
15
15
扩Ⅲ
15
表4-7 输出继电器区域（共128点）
名称 范围 20CH 00 01 02 03 04 21CH 00 01 02 03 04 05 06 07 （08） （09） （10） （11） （12） （13） （14） 22CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 继电器地址通道 23CH 00 01 02 03 04 05 06 07 （08） （09） （10） （11） （12） （13） （14） 24CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 25CH 00 01 02 03 04 05 06 07 （08） （09） （10） （11） （12） （13） （14） 26CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 27CH 00 01 02 03 04 05 06 07 （08） （09） （10） （11） （12） （13） （14）
S7-1500PLC应用技术 第4章 S7-1500 PLC的常用指令
54
Date: 2023-08-01
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4.5 程序控制操作指令
• JMP(N)指令
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Date: 2023-08-01
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4.5 程序控制操作指令
• JMP_LIST指令
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Date: 2023-08-01
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Date: 2023-08-01
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4.4 数据处理与运算指令
• 数据转换指令-取整指令
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Date: 2023-08-01
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4.4 数据处理与运算指令
• 数据转换指令-截尾取整指令
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Date: 2023-08-01
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4.4 数据处理与运算指令
• 数据转换指令-标定指令
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Date: 2023-08-01
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4.7 基本指令应用示例
• 示例2：交通灯控制系统设计
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Date: 2023-08-01
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4.7 基本指令应用示例
• 示例3：多台设备运行状态监控系统设计
1 . 控制要求 某车间排风系统，由三台风机组成，采用S7-1500 PLC控制。现要 求根据风机工作状态进行监控，并通过指示灯信号进行显示，具体控 制要求如下： 1 当系统中没有风机工作时，指示灯以2Hz频率闪烁； 2 当系统中只有1台风机工作时，指示灯以0.5Hz频率闪烁； 3 当系统中有2台以上风机工作时，指示灯常亮。 试根据以上控制要求编写风机状态监控程序。
69
Date: 2023-08-01
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《S7-1200 PLC应用教程第2版》课件第4章
2．生成函数 双击指令树的“添加新块”，单击“添加新块”对话框中的“函数”按钮， FC默认的编号为1，默认的语言为LAD。设置函数的名称为“计算压力”。 单击“确定”按钮，生成FC1。 3．定义函数的局部数据 往下拉动程序区最上面的分隔条，分隔条上面是函数的接口区，下面是程 序区。
FB3
OB1
4.2 数据类型与间接寻址 4.2.1 数据类型
1．数据类型的分类 数据类型分为基本数据类型、复杂数据类型、参数类型、系统数据类型和 硬件数据类型。
（1）参数类型 参数类型是传递给被调用块的形参的数据类型。参数类型Void不保存数值， 它用于函数不需要返回值的情况。 （2）系统数据类型 系统数据类型（SDT）由系统提供，可供用户使用，具有不能更改的预定 义的结构。例如定时器结构IEC_TIMER，6种整数数据类型的计数器结构等。 （3）硬件数据类型 硬件数据类型与硬件组态时模块的设置有关。它用于识别硬件元件、事件 和中断OB等与硬件有关的对象。PLC变量表的“系统常量”选项卡列出了项 目中的硬件数据类型变量的值，即硬件组件和中断事件的标识符。
5．用于定时器计数器的多重背景 IEC定时器指令实际上是函数块，每次调用它们时，都需要指定一个背景 数据块。为了解决前述的FB中定时器、计数器固定的背景数据块带来的问题， 在函数块的接口区定义数据类型为IEC_Timer的静态变量（见图4-6），用它 们来提供定时器和计数器的背景数据。这种程序结构被称为多重背景。 将定时器TON方框拖放到FB1的程序区，出现“调用选项”对话框。单击 选中“多重实例”，选中列表中的“定时器DB”，用FB1的静态变量“定时 器DB”提供TON的背景数据。
第4章 PLC基本指令及其应用(6-7)
数IN和OUT指向同一单元，若LAD中操作数IN和
OUT不一致，则将LAD转换成STL指令时应附加
一条传送指令。
9
举例
I0.0 P
SHL_W
EN
ENO
VW100 IN 1N
OUT VW102
STL： MOVW VW100,VW102 SLW VW102，1
移位前 传送指令
VW100 1100 0101 1101 0001
FINAL－循环计数器终值
FOR
EN
ENO
INDX INIT FINAL
STL FOR INDX INIT FINAL ：
●INDX大于结束值，循环中止；若初值大于结束 值，则不执行循环。
● FOR与NEXT指令必须成对使用；允许循环嵌
套，最多嵌套8层。
16
2. 举例
I2.1
FOR
EN
ENO
VW0 1 20
VW102 1100 0101 1101 0001
SM1.1
VW102
移位后 1 1000 1011 1010
0010
10
● 左移位指令
□数据类型： B、W、DW
LAD：
SHR_□
EN
ENO
IN
OUT
N
STL： SR□OUT，N
IN －输入端；N－数据移的位数。
指令说明：右移指令SHR将输入操作数IN向右移 动N位，结果存入OUT中，移空的位自动补0 。
□数据类型： B－字节、W－字、 DW－双字、R－实数
使能 输入端
数据类型 使能
功能：把输入数据（IN）
MOV_□
EN
ENO
输出端
第4章PLC的数据处理功能及应用.
4
041016
4
程序如图，已知VB20中内容为：1110 0010，分析程序执行后VB20中的内容如何变化。
0001 1100
4
1
041017
2
字节循环左移位指令的梯形图格式为（），
语句表格式为（）。
RLB OUT,N
4
1
041017
2
字节循环右移位指令的梯形图格式为（），
语句表格式为（）。
RRB OUT,N
041014
1
字移位指令的操作数N指移位位数，要通过字寻址方式来设置。
错
3
2
041014
1
字移位指令把输入的字左移或右移N位，移出位自动补0。
对
4
1
041015
2
双字左移位指令的梯形图格式为（），
语句表格式为（）。
SLD OUT,N
4
1
041015
2
双字右移位指令的梯形图格式为（），
语句表格式为（）。
IN1 ,IN2
IN1 ,IN2
1
1
041010
2
双字整数比较指令中的操作数IN1、IN2可寻址的寄存器不包括下列那一个（）。
A.V B.I C.AC D.T
D.
3
2
041010
1
双字整数比较指令比较两个双字整数大小，若比较式为真，该触点闭合。
对
3
2
041010
1
双字整数比较指令比较两个双字整数大小，若比较式为真，该触点断开。
4
1
041007
2
字节交换指令的梯形图格式为（），
语句表格式为（）。
SWAP IN
S7-1200 PLC编程及应用第三版_廖常初_课件_第4章.ppt
在接口区中生成局部变量，后者只能在它所在的块中使用。 右键单击项目树中的FC1，单击快捷菜单中的“属性”，选中打开的对话 框左边的“属性”，用复选框取消默认的属性“块的优化访问”。成功编译 后接口区出现“偏移量”列，只有临时数据才有偏移量。 函数各种类型的局部变量的作用如下： 1）输入参数Input用于接收调用它的主调块提供的输入数据。 2）输出参数Output用于将块的程序执行结果返回给主调块。 3）输入_输出参数InOut的初值由主调块提供，块执行完后用同一个参数将 它的值返回给主调块。
数据覆盖。பைடு நூலகம்
6）常量Constant是块中使用并且带有符号名的常量。 4．FC1的程序设计 程序见下图，运算的中间结果用临时局部变量“中间变量”保存。STEP 7 自动地在局部变量的前面添加#号。 5．在OB1中调用FC1 在变量表中生成调用FC1时需要的3个变量，将项目树中的FC1拖放到右边 的程序区的水平“导线”上。FC1的方框中左边的“输入数据”等是在FC1的 接口区中定义的输入参数和输入/输出参数，右边的“压力值”是输出参数。 它们被称为块的形式参数，简称为形参，形参在FC内部的程序中使用。方框 外是调用时为形参指定的实际参数，简称为实参。实参与它对应的形参应具 有相同的数据类型。STEP 7自动地在全局变量的符号地址两边添加双引号。
2．用于用户生成的函数块的多重背景 在项目“多重背景”生成与4.1.2节相同 的名为“电动机控制”的函数块FB1，去掉 FB1“优化的块访问”属性。生成一个名为 “ 多 台 电 机 控 制 ” 的 函 数 块 FB3 ， 去 掉 FB3“优化的块访问”属性。在它的接口区 生成两个数据类型为“电动机控制”的静 态变量“1号电动机”和“2号电动机”。 每个静态变量内部的参数是自动生成的， 与FB1“电动机控制”的相同。 在FB3中调用FB1，在“调用选项”对话 框中选中“多重背景DB”，选中列表中的 “1号电动机”，用FB3的静态变量“1号电 动机”提供FB1“电动机控制”的背景数据。 用同样的方法调用FB1来控制2号电动机。
plc功能指令及应用 -回复
plc功能指令及应用-回复标题：PLC功能指令及其应用一、引言在自动化控制系统中，可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）是实现控制的核心设备。
PLC的功能指令，作为其最基础也最重要的部分，决定了PLC的性能和功能。
本文将详细介绍PLC的功能指令及其应用。
二、PLC功能指令概述PLC功能指令是指PLC为完成特定功能而设置的指令，包括基本指令、步进指令、功能指令等。
这些指令用于进行逻辑运算、计数、定时、数据处理、运动控制等功能。
三、PLC基本指令1. 输入/输出指令：输入/输出指令是PLC中最基本的指令，主要用于读取外部输入设备的状态或改变外部输出设备的状态。
2. 逻辑运算指令：逻辑运算指令包括与、或、非三种基本逻辑运算，以及异或、同或等复合逻辑运算。
3. 计数器指令：计数器指令用于对输入信号进行计数，可以设定计数范围和计数方向。
4. 定时器指令：定时器指令用于对时间进行测量，可以设定定时时间、定时方式等参数。
四、PLC步进指令步进指令是一种特殊的控制指令，用于实现复杂的顺序控制任务。
通过使用步进指令，可以将一个复杂的控制过程分解为多个简单的步骤，然后按照预定的顺序逐一执行。
五、PLC功能指令1. 数据处理指令：数据处理指令用于对数据进行各种操作，如数据传送、比较、移位、旋转、转换等。
2. 运动控制指令：运动控制指令用于控制电机、伺服等运动设备，实现精确的位置控制和速度控制。
3. 网络通信指令：网络通信指令用于实现PLC之间的通信，以及PLC与其他设备的通信。
六、PLC功能指令的应用1. 在工业生产线上，PLC功能指令被广泛应用于设备控制、物料搬运、工艺流程控制等方面。
2. 在建筑智能化系统中，PLC功能指令被用于空调、照明、电梯、安防等系统的控制。
3. 在交通控制系统中，PLC功能指令被用于交通信号灯的控制、车辆检测、道路监控等。
七、结论总的来说，PLC功能指令是PLC的核心组成部分，它们决定了PLC的性能和功能。
第4章_S7-200PLC的基础知识
•
工作：PLC运行时，每执行完一遍程序，逻辑运算的结果就存入到相应
的一位存储器中。其中需要控制输出开关的运算结果存到输出映像存储 器中。这个输出映像存储器在PLC程序中，可以按位存取，其中的每一 位，就是一个输出继电器。
27
输入输出elay)
表4.3
16
（3）模块电流 CPU 22X可连接的各扩展模块消耗5VDC电流如 表4.4所示。
表4.4扩展模块所消耗的5VDC电流值
17
最大I/O配制的预算原则:
•映像寄存器的数量
扩展后I/O的总点数不能大于输入和输出映像寄存器的数量。
• CPU的供电能力
同一PLC系统中所有扩展模块所消耗的电流总和不得超过 CPU 所能提供的电流值。 不同型号的CPU提供5VDC和24VDC电源的容量不同。
扩展模块
设备连接
最大I/O配置的预算 I/O点数扩展和编址
plc第4章 舞台灯光控制系统(电子书)
第4章舞台灯光控制系统本章以设计舞台灯光控制系统为目的，首先从彩灯的移位控制和彩灯模拟喷泉控制入手，学会数据的传送、移位等指令，最终完成舞台灯光控制系统设计，使学生有应对PLC基本数据处理问题的能力。
教学导航教知识重点（1）S7-200数据的传送、比较、移位等基本数据处理的指令。
（2）触摸屏的窗口设置和各参数设置。
知识难点S7-200数据的传送、比较、移位等基本数据处理的指令。
推荐教学方法本章的知识链接部分用讲授法和引导文法；初步训练部分使用案例教学法；强化训练、拓展训练部分使用项目教学法。
学推荐学习方法逐步完成彩灯的移位控制、彩灯模拟喷泉控制和舞台灯光控制，在实施过程中深入理解S7-200数据的传送、比较、移位等指令的应用。
必须掌握的理论知识（1）S7-200数据传送指令的格式、功能和应用。
（2）S7-200数据比较指令的格式、功能和应用。
（3）S7-200数据移位指令的格式、功能和应用。
必须掌握的技能（1）S7-200基本数据处理指令的编写和外部接线连接。
（2）触摸屏的窗口设置和按钮、彩灯等参数设置。
4.1 舞台灯光控制系统介绍随着科学技术的发展以及人民生活水平的提高，在现代生活中，彩灯作为一种装饰，既可以增强人们的感观，起到广告宣传的作用，又可以增添节日气氛，为人们的生活增添亮丽，而用在舞台上则会增强晚会的灯光效果，如图4-1所示。
用PLC实现舞台灯光控制，可以根据用户需要编写若干种亮灯模式，利用其内部定时器、计数器，满足亮灯时间的不同需要，在不同时刻输出灯亮或灯灭的控制信号，驱动各种颜色的彩灯亮或灭。
图4-1 舞台灯光效果图4.2 知识链接在实际的控制过程中，通常需要对生产现场的数据进行采集、分析和处理，进而实现对生产过程的自动控制。
PLC数据处理功能主要包括数据的传送、比较、移位、转换和运算等，而本章主要涉及到数据的传送、比较和移位功能。
4.2.1 数据的传送数据传送指令实现将输入数据IN(常数或某存储器中的数据)传送到输出OUT（存储器）中的功能，传送的过程中不改变数据的原值。
PLC及其应用第4章西门子S700PLC
任务：接收并存储用户程序和数据；接收现场输入设备的状态和数据； 诊断PLC内部电路工作状态和编程过程中的语法错误；完成用户程序 规定的运算任务；更新有关标志位的状态和输出状态寄存器的内容； 实现输出控制或数据通信等功能。 S7-300的CPU有20种不同型号，各种CPU按性能等级划分，可以涵 盖各种应用范围。S7-300的各款CPU都有非常详尽的性能数据表 （具体参数可查阅相关资料），其中最值得关注的CPU性能有以下5 个方面：I/O扩展能力；指令执行速度；工作内存容量；通信能力； CPU上的集成功能。
2019/12/26
7
目录
第4章 西门子 S7-300 PLC
4.2.2 S7-300 PLC数字量模块
S7-300有多种型号的数字量I/O模块供选择。以下主要介绍数字量输 入模块SM321、数字量输出模块SM322、数字量I/O模块SM323。
（1）数字量输入模块SM321 数字量输入模块将现场送来的数字信号电平转换成S7-300内部信号
2019/12/26
13
目录
第4章 西门子 S7-300 PLC
模拟量输出模块SM332
模拟量输出模块SM332目前有3种规格型号，即4AO×12 位模块、2AO×12位模块和4AO×16位模块，分别为4通 道的12位模拟量输出模块、2通道的12位模拟量输出模块、 4通道的16位模拟量输出模块。其中具有12位输入的模块 除通道数不一样外，其工作原理、性能、参数设置等各方 面都完全一样。
《S7-300PLC基础教程》第4章 PLC应用技术_温度控制技术
● 2．模拟量模块的测量信号类型及测量范围设定
（2）配有量程卡的模拟量模块的测量信号类型和测量范围 的设定配有量程卡的模拟量模块，其量程卡在供货时已插 入模块一侧，如果需要更改量程，必须重新调整量程卡， 以更改测量信号的类型和测量范围。 量程卡可以设定为“A”、“B”、“C”、“D”四个位置，各 种测量信号类型和测量范围的设定在模拟量模块上有相应 的标记指示，可以根据需要进行设定和调整。 调整量程卡的步骤为： ①用锣丝刀将量程卡从模拟量模块中松开； ②将量程卡按测量要求和范围正确定位，然后插入模拟量 模块中。
● 2.热电阻
热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的
是铂和铜。此外，现在已开始采用甸、镍、锰和铑 等材料制造热电阻。 根据使用场合的不同，热电阻也有铠装式热电阻、 装配式热电阻、隔爆式热电阻等种类，与热电偶类 似。 铂电阻的工作原理是，在温度作用下，铂热电阻 丝的电阻值随温度变化而变化，且电阻与温度的关 系即分度特性符合IEC标准。分度号Pt100的含义为 在0℃时的名义电阻值为100Ω ，目前使用的一般都 是这种铂热电阻。此外还有Pt10、Pt200、Pt500和 Pt1000等铂热电阻，Cu50、Cu100的铜热电阻等。
●1.图4-1 图4-1 “HW Config”硬件组态对话框
●1.图4-1
对于第0-3通道，可在“Measurement type”中选择电压 或电流输入，在“Measuring range”中根据需要选择测量 范围，对于电压输入有0-10V、±10V两种选择，对于电流 输入有0-20mA、4-20mA、±20mA三种选择。第4通道为电阻 /铂电阻测量通道，有R-2L、RTD-2L两种选择，图中测量类 型已选为RTD-2L，PT 100，用于测量传感器为PT 100铂热 电阻的温度值。
第4章 S7-200 PLC基础知识
1.中央处理单元（Central Processing Unit,CPU）
微处理器功能：
1)控制用户从编程器输入的用户程序和数据的接收与存储； 2)检查编程过程中的语法错误，诊断电源及PLC内部的工作故障； 3)用扫描方式工作，接收来自现场输入信号，并输入到输入映象寄 存器和数据存储器中。 4)在进入运行方式后，从存储器中逐条读取并执行用户程序完成用 户程序所规定的逻辑运算，算术运算机数据处理等操作 5) 根据运算结果，更新有关标志位的状态，刷新输出映象寄存器 的内容，再经输出部件实现输出控制，打印制表或数据通信等功 能
在PLC的发展历程中，有过几个不同的名称： 可编程序矩阵控制器PMC （Programmable Matrix Controller ） 可编程序顺序控制器PSC （Programmable Sequence Controller） 可编程序逻辑控制器PLC （Programmable Logic Controller）
5. 各种接口、高功能模块：
扩展接口主要用于扩展主机单元的IO点数或特殊功能， 在主机的后面连接扩展IO模块或功能模块，使PLC的配置更加 灵活，以满足不同控制系统的要求。
6. 编程设备
PC FP PROGRAMMER
编程设备可以是专用
的手持式编程器；也可以
ST XWX
NOT DT/Ld C AN YWY STK IX/IY D OR RWR TM TSV E OT LWL CT CEV F
西门子PLC及相关产品
• • • • • • 小型：SIMATIC S7-200 PLC 中型： SIMATIC S7-300 PLC 大型： SIMATIC S7-400 PLC 工业通讯网络 （SIMATIC NET） 人机界面（HMI）硬件 SIMATIC S7工业软件 ：编程工具、基于PC的 控制软件、人机界面软件。
第4章西门子PLC编程举例3(数字指令)
详细资料见梯形图(LAD) 手册或语句表（STL)手 册
( 例2 语句表方式 A I124.0 A I124.1 = Q125.1 I124.0 I124.1 & Q125.1 =
)
例3 功能块图方式
二、S7-300指令系统(梯形图方式）
1、位逻辑指令 2、比较指令 3、转换指令 4、计数器指令 5、数据块指令 6、逻辑控制指令 7、整数算术运算指令 详细资料见梯形图(LAD) 手册或语句表（STL)手 册 12、状态位指令 13、定时器指令
五、 浮点数运算指令P121
32 位标准IEEE 浮点数完成以下算术运算： • ADD_R 实数加法
• SUB_R 实数减法
• MUL_R 实数乘法 • DIV_R 实数除法 • 完成一个浮点数的绝对值运算（ABS） • 完成一个浮点数的平方（SQR）和平方根（SQRT）运算 • 完成一个用 32 位标准IEEE 浮点数表示的角度的以下三角函数 运算： - 正弦（SIN）和反正弦（ASIN）运算 - 余弦（COS）和反余弦（ACOS）运算 - 正切（TAN）和反正切（ATAN）运算
编程元件地址的表示方法
地址的表示方法： 区域标识符 访问方式 位置
例如： QW4
区域标识符
例如： I 2.1或 IX2.1
位置
访问方式
IB3 Q0.1
区域标识符 ：指出该地址在存储器的哪个区域，各字母 代表的存储区域如下。（P89） I：输入映像寄存器区（数字入）
Q：输出映像寄存器区（数字出）
PI:外部输入区（模拟输入） PQ:外部输出区（模拟输出） M：标志位存储区 T：定时器存储区 C：计数器存储区 L：局部变量存储区
FX系列PLC编程及应用 第3版FX3版第4章
（3）十六进制数 用十六进制数来表示多位二进制数。十六进制数使用16个数字符号，即0～9
和A～F，A～F分别对应于十进制数10～15。 4位二进制数可以转换为1位十六进制数，H用来表示十六进制常数。例如16
位二进制数1010 1110 0111 0101可以转换为4位十六进制常数HAE75。 十六进制数“逢16进1”，第n位的权值为16n。16#2F对应的十进制数为2161
中存放的是指数，数据格式为尾数×10指数，其尾数是4位BCD整数，范围为0、 1000～9999 和-1000～-9999，指数的范围为-41～+35。例如小数24.567可以表 示为2456×10 -2。
（8）字符串常数 英语的双引号框起来的半角字符（例如”AB12”）用来指定字符串常数。一个 字符串最多32个字符。每个字符占一个字节（二进制的8位）。 （9）字符串数据 从指定的软元件开始，以字节为单位到代码NULL（00H）为止被视为一个字 符串。可以用字软元件或位软元件来保存字符串数据。 2．数据的特殊表示方法 （1）字软元件的位指定 例如D5.B表示D5的第11位，小数点后的位编号采用十六进制数0～F。 （2）缓冲寄存器的直接指定 例如U1\G5表示模块号为1的特殊功能模块或特殊功能单元的5号缓冲存储器 字。单元号U的范围为0～7，BFM编号的范围为0～32767。 3．应用指令可以选用的软元件 图4-9中的黑色圆点表示可以使用，黑色三角形表示可以有条件地使用。
3．基于比较指令的方波发生器 X3的常开触点接通时，图4-13中的T0开始定时，其当前值从0开始不断增 大。当前值等于设定值30时，T0的常闭触点断开，使它的线圈断电，T0被复 位，其当前值被清零。在下一个扫描周期，T0的常闭触点闭合，其当前值又 从0开始不断增大。T0的当前值小于10时，指令“>= T0 K10”的比较条件不 满足，等效触点断开，Y0的线圈断电。反之比较条件满足，Y0的线圈通电。
第4章s7-200系列PLC基本指令及实训
第4章s7-200系列PLC 基本指令及实训本章要点● 梯形图、语句表、顺序功能流程图、功能块图等常用设计语言的简介 ● 基本位操作指令的介绍、应用及实训● 定时器指令、计数器指令的介绍、应用及实训 ● 比较指令的介绍及应用● 程序控制类指令的介绍、应用及实训4.1 可编程控制器程序设计语言在可编程控制器中有多种程序设计语言,它们是梯形图、语句表、顺序功能流程图、功能块图等。
梯形图和语句表是基本程序设计语言，它通常由一系列指令组成，用这些指令可以完成大多数简单的控制功能，例如，代替继电器、计数器、计时器完成顺序控制和逻辑控制等，通过扩展或增强指令集，它们也能执行其它的基本操作。
供S7-200系列PLC 使用的STEP7-Micro/Win32编程软件支持SIMATIC 和IEC1131-3两种基本类型的指令集，SIMATIC 是PLC 专用的指令集，执行速度快，可使用梯形图、语句表、功能块图编程语言。
IEC1131-3是可编程控制器编程语言标准，IEC1131-3指令集中指令较少，只能使用梯形图和功能块图两种编程语言。
SIMATIC 指令集的某些指令不是IEC1131-3中的标准指令。
SIMATIC 指令和IEC1131-3中的标准指令系统并不兼容。
我们将重点介绍SIMATIC 指令。
1. 梯形图（Ladder Diagram ）程序设计语言梯形图程序设计语言是最常用的一种程序设计语言。
它来源于继电器逻辑控制系统的描述。
在工业过程控制领域，电气技术人员对继电器逻辑控制技术较为熟悉，因此，由这种逻辑控制技术发展而来的梯形图受到了欢迎，并得到了广泛的应用。
梯形图与操作原理图相对应，具有直观性和对应性；与原有的继电器逻辑控制技术的不同点是，梯形图中的能流不是实际意义的电流，内部的继电器也不是实际存在的继电器，因此，应用时，需与原有继电器逻辑控制技术的有关概念区别对待。
LAD 图形指令有3个基本形式：（1）触点：触点符号代表输入条件如外部开关，按钮及内部条件等。
电气控制与PLC控制基础理论-第四章
编程元件的使用主要体现在程序中，一般可认为编程元件和继电接触器元件类似，具有线圈和常开/常闭触点。 由于编程元件实质为存储单元，取用它们的常开/常闭触点实质上是读取存储单元的状态，所以可以认为一个 编程元件具有无数个常开/常闭触点。 编程元件作为计算机的存储单元，在存储器中只占一位，其状态只有置1和置0两种情况，称为位元件。PLC 的位元件还可以组合使用。
顺序功能图（SFC）
顺序功能图利用状态流程框图来表达一个顺序控制 过程，是一种较新的图形化的编程方法。它将顺序流 程动作的过程分成步和转换条件，根据转换条件对控 制系统的功能流程顺序进行分配，一步步地按照顺序 动作。
图4-8所示为简单顺序功能图的示意图。
图4-8 顺序功能图示意图
功能块图（FBD）
功能块图编程语言实际上是用逻辑功能符号组成的功能块来表达命 令的图形语言，它与数字逻辑电路类似，极易表现条件与结果之间的 逻辑功能。图4-9所示为先“或”后“与”再输出操作的功能块图。
结构文本（ST）
随着PLC的飞速发展，如果许多高级功能仍然用梯形图来表示，会 很不方便。为了增强PLC的数字运算、数据处理、图表显示、报表打 印等功能，方便用户使用，许多大中型PLC都配备了PASCAL， BASIC，C等高级编程语言，这种编程方式称为结构文本。
FX系列PLC又分为FX2，FX0，FX2C，FX0N，FX0S，FX2N，FX2NC，FX1S，FX1N，FX1NC，FX3U等 几个小系列。本书以FX2N系列PLC为例进行介绍（参见图4-5）。
图4-5 FX2N系列PLC
FX2N系列PLC的命名
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第4章PLC的数据处理功能及应用学习目标：了解数据转换指令与数据表指令的格式及应用；理解整数、实数及逻辑运算指令的格式及应用；掌握数据传送、比较及移位指令的格式及应用。
PLC的数据处理功能主要包括数据的传送、比较、移位、转换、运算及各种数据表格处理等。
PLC通过这些数据处理功能可方便地对生产现场的数据进行采集、分析和处理，进而实现对具有数据处理要求的各种生产过程的自动控制。
例如过程控制系统中温度、压力、流量的范围控制、PID控制及伺服系统的速度控制等等。
4.1数据传送指令及应用传送指令主要作用是将常数或某存储器中的数据传送到另一存储器中。
它包括单一数据传送及成组数据传送两大类。
通常用于设定参数、协助处理有关数据以及建立数据或参数表格等。
4.1.1数据传送指令1．指令格式及功能（见表4-1）表4-1 数据传送指令的格式和功能梯形图LAD语句表STL功能操作码操作数MOV_X IN ，OUT当使能位EN为1时，把输入的数据IN传送到输出OUT说明：1）操作码中的X代表被传送数据的长度，它包括四种数据长度，即字节（B）、字（W）、双字（D）和实数（R）。
2）操作数的寻址范围要与指令码中的X一致。
其中字节传送时不能寻址专用的字及双字存储器，如T、C、及HC等；OUT寻址不能寻址常数。
2.指令编程举例例1 假定I0.0闭合，将VW2中的数据传送到VW10中，则对应的梯形图程序及传送结果如图4-1所示。
4.1.2 块传送指令1．指令格式及功能（见表4-2）表4-2 块传送指令的格式及功能梯形图LAD语句表STL功能操作码操作数BMX IN，OUT，N当使能位EN为1时，把从IN存储单元开始的连续的N个数据传送到从OUT开始的连续的N个存储单元中MOV_X ENIN OUTBLK MOV_X ENINN OUT0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 10 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1VB2VB10图4-1 MOV_X编程举例说明：1）操作码中的X表示数据类型，分为字节（B）、字（W）、双字（D）三种。
2）操作数N指定被传送数据块的长度，可寻址常数，也可寻址存储器的字节地址，不能寻址专用字及双字存储器，如T、C、及HC等，可取范围为1~255。
3）操作数IN 、OUT不能寻址常数，它们的寻址范围要与指令码中的X一致。
其中字节块和双字块传送时不能寻址专用的字及双字存储器，如T、C、及HC等。
2．指令编程举例例2I0.1闭合时，将从VB0开始的连续4个字节传送到VW10～VW13中。
对应的梯形图程序及传送结果如图4-2所示。
4.1.3字节交换指令1．指令格式及功能（见表4-3）表4-3 字节交换指令的格式及功能梯形图LAD语句表STL功能操作码操作数SWAP IN当使能位EN为1时，将输入字IN中的高字节与低字节交换SWAP ENIN 图4-2 块传送指令举例5632100125212VB10VB11VB12VB13VB14563210012548VB0VB1VB2VB3VB4说明：操作数IN 不能寻址常数，只能对字地址寻址。
2．指令编程举例例3 假定变量存储器VW4单元中存放一数据0A06。
当I0.0由“0”变“1”后，SWAP 指令将使VW4中内容的高字节与低字节交换，其结果使VW4中的内容变为060A ，其梯形图程序及执行结果如图4-3所示。
4.1.4 数据传送指令上机实践 实践1 存储器初始化1．初始化程序的设计存储器初始化程序是用于开机运行时对某些存储器清0或置数的一种操作。
通常采用传送指令来编程。
若开机运行时将VB10清0、将VW100置数1800，则对应的梯形图程序如图4-4所示。
2．上机操作步骤及要求图4-3 字节交换指令编程0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 00 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 执行前VW4 执行后VW4 图4-4 存储器的设置与清0初始化扫描脉冲 使VB10清0使VW100置18001）启动STEP 7-Micro/MIN 32，将程序录入到梯形图编辑器中，将数据VB10 10、VW100 100录入数据编辑器中；2）下载梯形图程序及数据，使PLC进入梯形图监控状态，观察VB10和VW100的值；3）点击运行按钮使PLC进入运行状态，观察VB10和VW100的值；4）若将连续的某些存储单元清0或置入某数值应如何编程？如何在编程软件中进行监控操作？实践2 多台电动机的同时起停控制1．程序设计设三台电动机分别由Q0.0、Q0.1、Q0.2驱动，I0.0为起动输入信号，I0.1为停止信号。
则对应的梯形图程序如图4-5所示。
I0.0同时启动三台电动机I0.1同时停止三台电动机图4-5 多台电动机的同时起停控制程序2．上机操作步骤及要求1）根据题目要求，连接PLC输入输出接线；2）启动STEP 7-Micro/MIN 32，将程序录入下载到PLC中，并使PLC 进入运行状态；3）使PLC进入梯形图监控状态，在未进行任何操作的前提下，观察QB0的值；交替按下启动、停止按钮，观察输入输出状态指示灯的状态及QB0的值。
4）若三台电动机分别采用Q0.3、Q0.5、Q0.6控制，则应如何编写控制程序？实践3 多种预选值的选择控制1．程序设计设某厂生产的三种型号产品所需加热时间分别为30、20、10min分钟。
为方便操作，设置一个选择手柄来设定定时器的预置值，选择手柄分三个档位，每一档位对应一个预置值；另设一个起动开关，用于起动加热炉；加热炉由接触器通断。
系统所用PLC的输入输出端子分配如表4-4所示，梯形图程序如图4-6所示。
表4-4 I/O分配表选择30分钟工作时间选择20分钟工作时间选择10分钟工作时间加热炉定时停止控制加热炉加热时间控制图4-6 预选时间控制程序2．上机操作步骤及要求1）根据题目要求，连接PLC输入输出接线，起动STEP 7-Micro/MIN 32，将程序录入下载到PLC中，并使PLC进入运行状态；2）使PLC进入梯形图监控状态，观察VW10的值；交替操作I0.0、I0.1、I0.2，观察VW10的值；3）上机时为缩短观察时间，可将上述时间分别改为30s、20s、10s。
4）三种预选值的选择，也可采用分别调用子程序的方法编程。
实践4 开机时间的保存1．程序设计为记录每次机器运行的开机时间，需在PLC程序设计时通过数据传送指令将其当前时间保存在某个指定的存储器中。
假定机器启动按钮为I0.0，开机时间保存在VW1000开始的存储单元中，则其对应的梯形图程序如图4-7所示。
建立开机时间存储地址指针开机时间读至VB100开始的连续的8个存储单元中将开机时间保存到VB1000开始的存储单元中修改开机时间存储地址指针图4-7 保存开机时间梯形图程序注：该例中日期时钟表示的格式是年、月、日、时、分、秒、0、星期，且为16进制数据。
2．上机操作步骤及要求1）启动STEP 7-Micro/MIN 32，将程序录入下载到PLC中，并使PLC 进入运行状态；2）在PLC菜单中启动实时时钟；3）打开数据表监控器，按顺序输入VB100～VB107、VW1000～VW1007、VW1008～VW1015及I0.0；4）进入数据表监控状态，交替强制I0.0得失电，观察VB00～VB107、VW1000～VW1007、VW1008～VW1015的值。
4.2 数据比较指令及应用4.2.1数据比较指令比较指令用于比较两个数据的大小，并根据比较的结果使触点闭合，进而实现某种控制要求。
它包括字节比较、字整数比较、双字整数比较及实数比较指令四种。
1．指令格式及功能（见表4-5）表4-5 数据比较指令的格式及功能1）操作码中的F代表比较符号，可分为“=”、“<>”、“>=”、“<=”、“>”及“<”六种；2）操作码中的X代表数据类型，分为字节（B）、字整数（I）、双字整数（D）和实数(R)四种。
3）操作数的寻址范围要与指令码中的X一致。
其中字节比较、实数比较指令不能寻址专用的字及双字存储器，如T、C、及HC等；字整数比较时不能寻址专用的双字存储器HC；双字整数比较时不能寻址专用的字存储器T、C等。
4）字节指令是无符号的，字整数、双字整数及实数比较都是有符号的。
5）指令中的比较符号<>、<、>指令不适用于CPU21X系列机型。
为了实现这三种比较功能，在CPU21X系列机型编程时，可采用NOT指令与=、>=、<=指令组合的方法实现。
如要想表达VD10<>100，写成语句表程序即为：LD= VD10,100NOT2．指令编程举例例4 若MW4中的数小于IW2中的数，则使M0.1复位；若MW4中的数据大于等于IW2，则使M0.1置位。
对应的梯形图及语句表程序如图4-8所示。
图4-8 比较指令编程举例4.2.2 比较指令上机实践实践5 多台电动机分时起动控制起动按钮按下后，3台电动机每隔3 s钟分别依次起动，按下停止按钮，三台电动机同时停止。
1．程序设计设PLC的输入端子I0.0为起动按钮输入端，I0.1为停止按钮输入端，Q0.0、Q0.1、Q0.2分别为驱动三台电动机的电源接触器输出端子。
其对应的梯形图程序如图4-9所示。
置起停标志M0.0启动定时器T37，定时6 s首台电动机起动3 s之后起动第二台电动机6 s之后起动第三台电动机图4-9三台电机分时启动梯形图程序2．上机操作步骤及要求1）根据题目要求，连接PLC输入输出接线。
2）启动STEP 7-Micro/MIN 32，将程序录入下载到PLC中，并使PLC 进入运行状态；3）使PLC进入梯形图监控状态，观察定时器T37的当前值；按下起动按钮I0.0，观察T37当前值的变化情况及输出Q0.0~Q0.2的工作情况；按下停止按钮I0.1，观察输出Q0.0~Q0.2的工作情况。
实践6 简单的定尺裁剪控制材料的定尺裁剪可通过对脉冲计数的方式进行控制。
在电动机轴上装一多齿凸轮，用接近开关检测多齿凸轮，产生的脉冲输入至PLC的计数器。
脉冲数的多少，反映了电动机转过的角度，进而间接地反映了材料前进的距离。
1．控制要求电动机起动后计数器开始计数，计数至4900个脉冲时，使电动机开始减速，计数到5000个脉冲时，使电动机停止，同时剪切机动作将材料切断，并使脉冲计数复位。
2．PLC输入输出分配根据控制要求列出的PLC输入输出端子分配如表4-6所示。
表4-6端子分配输入输出元件名称端子号元件名称端子号元件名称端子号元件名称端子号启动按钮I0.0 接近开关I0.2 电机高速运转Q0.0 剪切机Q0.2停止按钮I0.1 剪切结束I0.3 电机低速运转Q0.13．程序设计根据控制要求及PLC端子分配情况编写的梯形图程序如图4-10所示。