S系列PLC的基本指令

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5.1.1 编程语言
图5-3 功能块图编程实例
由于各厂家生产的PLC系列各不相同，使用的指令符号也各有差异，不过梯形图编程基本上大同小异。本 书都是基于Simatlc S7-200系列可编程控制器来介绍梯形图、语句表指令的编程方法。
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5.1.2 数据类型
(1) 基本数据类型 S7-200PLC 指令系统所用的数据类型包括： 1 位布尔型 (BOOL) 、 8 位字节型 (BYTE) 、 16 位无符号整数 (WORD) 、 16 位有符号整数 (INT) 、 32 位无符号整数 (DWORD) 、 32 位有符号整数 (DINT) 以及 32 位实数 (REAL)。
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5.2.1 位逻辑指令
4. 置位操作指令 (1) 置位操作指令 其梯形图由置位线圈、置位线圈的位地址及置位线圈数目 n构成；语句表形式 由置位操作码“S”、置位线圈的位地址及置位线圈数目n构成。如图5-13所示：
图5-13 置位操作指令
置位操作指令的功能：当置位信号来临(1或ON)时，被置位的线圈置1，即使置位信号变为 0以后，被置位线圈的状态依然可以保持，直到其复位信号的到来。应当注意的是线圈数 目n是指被置位的线圈共有n个，从被指定的位地址bit开始。 (2) 立即置位操作指令 其梯形图由立即置位线圈、立即置位线圈的位地址及立即置位线圈数目 n构成； 语句表形式由立即置位操作码“SI”、立即置位线圈的位地址及立即置位线圈数目n构成。 如图5-14所示：
数据类型
表5-1 数据长度与数值范围 数据长度 数值范围(十进制表示)
1
8 16 16 32 32 32
位(BOOL)
字节(BYTE) 字(WORD) 整数NT) 双字WORD) 双整数NT) 实数EAL)
0、1
0～255 0～65535 -32768～32767 0～4294967295 -2147483648～2147483647 -1038～1038
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5.2 基本逻辑指令
5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.2.4 位逻辑指令 定时器和计数器指令 逻辑堆栈指令 比较操作指令
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5.2.1 位逻辑指令
1. 触点指令 (1) 标准触点指令 标准触点分标准常开触点和标准常闭触点。 标准常开触点的梯形图由标准常开触点及触点位地址 bit构成；语句表形式由操作码“LD” 和标准常开触点位地址bit构成 标准常闭触点的梯形图由标准常闭触点及触点位地址bit构成；语句表形式由操作码“LDN” 和标准常闭触点位地址bit构成。 标准触点的梯形图、语句表形式如图5-6所示：
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5.2.1 位逻辑指令
(2) 立即触点指令 立即触点分立即常开触点和立即常闭触点。 立即常开触点的梯形图由立即常开触点及触点位地址 bit地址构成；语句表形式由操作 码“LDI”和立即常开触点位地址bit构成。 立即常闭触点的梯形图由立即常闭触点急触点位地址bit构成；语句表形式由操作码“LDNI” 和立即常闭触点位地址bit构成。 立即触点的梯形图、语句表形式如图5-7所示：
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5.2.1 位逻辑指令
图5-14立即置位操作指令
立即置位操作指令的功能：用立即置位指令访问输出点时，从指令所指出的位(bit)开始的 n个(最多为128个)物理输出点被立即置位，同时，相应的输出映像寄存器的内容也被刷新。
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5.2.1 位逻辑指令
5. 复位操作指令 (1) 复位操作指令 其梯形图由复位线圈、复位线圈的位地址及复位线圈数 n构成；语句表形式由复位操作码 “R”、复位线圈的位地址及复位线圈数n构成。如图5-15所示：
尽管比较指令在梯形图中是一个触点，但是在功能块图中用的是指令盒表示。 比较指令的执行和能量流的状态无关，如果能量流不存在，比较的输出就是“0”，如果能量流存在，比较 的输出就和比较的结果有关。 (7)STEP7-Micor/WIN 32的一些规定 1) 一个符合所有的大写字母(ABC)表示该符号为全局符号。 2) 带有警号的符号名#var1表示该符号是局部符号。 3) 符号%指示一个直接地址。 4) 操作数符号“?”或“????”指示需要一个值。
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第五章 S7-200系列PLC的基本指令
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 S7-200编程的基本概念 基本逻辑指令 程序控制指令 PLC初步编程指导 简单程序编制
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5.1 S7-200编程的基本概念
5.1.1 5.1.2 5.1.3 5.1.4 编程语言 数据类型 用户程序的结构 编程的一般约定
图5-8 输出操作指令
输出操作指令的功能：输出操作指令将输出位的新数值写入输出映像寄存器，当CPU执行 输出指令时，S7-200将输出映像寄存器中的输出位转换为线圈驱动的触点的断开与接通。 (2) 立即输出操作指令 其梯形图由立即输出线圈及立即输出线圈位地址bit构成；语句表形式由立即输出操作码 “=I”及立即输出线圈位地址bit构成。如图5-9所示：
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5.1.1 编程语言
与图5-1相对应的语句表指令如图5-2所示：
图5-2 语句表编程实例
功能块图又称逻辑盒指令，它沿用了半导体逻辑电路的逻辑方框图，没有像梯形图中的触点和线圈，对每 种功能都使用一个运算方法，其运算功能由方框图内的符号确定。控制逻辑常用“与”、“或”、“非” 三种逻辑功能来表达，方框的左边为输入，右边为输出。 与图5-1相对应的功能块图如图5-3所示：
SIMATIC指令集中，不同的指令所需操作数的数据类型一般不同，例如传送操作指令分为字节传送、比 传送和双字传送等，在编程过程中，要稍加留意。
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5.1.3 用户程序的结构
SBR0 主程序OB1 控制任务1 控制任务2 控制任务3 ………… 主程序OB1 子程序SBR0 子程序SBR1 子程序SBR2 ………… 子程序SBRn 任务模块0 SBR1 任务模块1 SBR2 任务模块2 SBRn 任务模块n
图5-7 立即触点指令 立即触点的功能：立即触点的功能基本与标准触点相同，只是当立即触点指令被执行时， CPU将直接读取其物理输入值，而不是更新映像寄存器。在程序执行过程中，立即触点也 起开关作用。
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5.2.1 位逻辑指令
2. 输出操作指令 (1) 输出操作指令 其梯形图由输出线圈及线圈位地址bit构成；语句表形式由输出操作码“=”及线圈位地址bit 构成。如图5-8所示：
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5.1.4 编程的一般约定
(5) 无输出的指令 不能级联的指令盒用不带布尔输出来表示。它们是子程序调用、JMP、CRET等。也有只放在左母线的梯 形图线圈。它们包括LBL、NEXT、SCR和SCRE等等。在功能块图中，它们表示为指令盒，并把它们与不 带标记的能量输入相区别。
(6)比较指令
图5-10 逻辑与操作指令
逻辑与操作指令的功能：逻辑与只有当两个触点的状态都是 1(ON)时才有输出，两者只有 有一个0(OFF)，就无输出。 (2) 逻辑或操作指令 梯形图由标准触点或立即触点并联构成；语句表 (形式由操作码“O”和触点的位地址构成。 如图5-11所示：
图5-11 逻辑或操作指令
逻辑或操作指令的功能：逻辑与只有两个触点有一个 1(ON)就有输出，只有当两个触点都 为0(OFF)时才没输出。
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5.2.1 位逻辑指令
(3) 取非操作指令 取非操作指令的梯形图是在触点上加写个“NOT”字符构成；语句表形式由操作码“NOT” 构成，本身没有操作数，只能和其他指令联合使用。如图5-12所示：
图5-12 取非操作指令
取非操作指令的功能：取非操作就是把源操作数的状态去反后作为目标操作数输出。 操作数为1(ON)时，取非后就为0(OFF)，操作数为0(OFF)时，取非后就为1(ON)。
图5-1 梯形图编程实例
语句表是通过指令助记符控制程序的，类似计算机汇编语言，它适合有经验的程序员。不同厂家的PLC所 采用的指令集往往不同，所以对于同一个梯形图，书写的语句表指令形式也不尽相同。 语句是用户程序的基本单元，每条语句都规定了CPU该如何动作，实现什么功能。PLC的语句表由操作码和 操作数构成：操作码 操作数… 操作码告诉CPU要执行的功能，操作数提供执行过程中所需的参数。应该注意的是，有的操作码是没有 操作数的。
16位无符号整数一般称为“字”，32为无符号整数一般称为“双字”；16位有符号整数习惯上称为“整 数”，32为有符号整数称为“双整数”。实数REAL类型是按照ANSI/IEEE 754-1985的标准的表示格式规 定的。
(2) 数据长度与数值范围 CPU存储器中存放的数据类型可以为BOOL、BYTE、WORD、INT、DWORD、DINT和REAL。不同的数 据类型具有不同的数据长度和数值范围。如表5-1所示：
图5-15 复位操作指令
复位操作指令的功能：当复位信号为 1(ON)时，被复位的线圈置0，即使复位信号变成0， 各线圈被复位的信号仍可以保持，直到其置位信号的到来。也应当注意的是线圈数目n是 指被复位的线圈共有n个，从被指定的位地址bit开始。 (2) 立即复位操作指令 其梯形图(LAD)由立即复位线圈、立即复位线圈的位地址及立即复位线圈数n构成；语句表 形式由复位操作码“RI”、立即复位线圈的位地址及立即复位线圈数n构成。如图5-16所示：
图5-6 标准触点指令
标准触点的功能：常开触点在其线圈不带电时是断开的，触点状态为OFF或0，而其线圈带 电时是闭合的，触点状态为 ON或1；常闭触点在其线圈不带电时是闭合的，触点状态为ON 或1，而其线圈带电时是断开的，触点状态为OFF或0。在程序执行过程中，标准触点起开 关作用。
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图5-4线性程序结构 图5-5 分块程序结构
控制任务n
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5.1.4 编程的一般约定
(1) 网络 在梯形图中，程序被分成称为网络的一个个段。一个网络就是触点、线圈和功能框的有顺序排列，这些元 件连在一起组成一个从左母线到右母线之间的完整电路。 梯形图和功能块图中使用网络这个概念给程序分段和注释，语句表程序不使用网络，而是使用关键词 “NETWORK”对程序进行分段。STEP-Micro/WIN32允许以网络为单位给程序建立注释。 (2) 执行分区 在梯形图、语句表或功能块图中，一个程序包含至少一个必需部分和其他可选部分。必需部分是主程序， 可选部分包括一个或多个子程序或者中断程序。通过选择STEP-Micro/WIN32的分区选项，可以方便地切 换到程序的各个分区。 (3) EN/ENO定义 EN(允许输入)是梯形图和功能块图中功能框的布尔量输入。对要执行的功能框，这个输入必须存在能量流。 在语句表中，指令没有EN输入，但是对于要执行的语句表指令，栈顶的值必须置“1”。 ENO(允许输出)是梯形图和功能块图中功能框的布尔量输出。如果功能框的EN输入存在能量流，功能框 能够准确地执行其功能，那么ENO输出将把能量流传到下一个单元。如果在执行过程中出现错误，则能 量流就在出现错误的功能框上终止。 (4) 条件/无条件输入 在梯形图和功能块图中，与能量流有关的功能框或线圈用不是到左母线的连接表示。与能量流无关的线圈 或功能框用一个直接到左母线的连接表示。
图5-9 立即输出操作指令
立即输出操作指令的功能：当执行指令时，立即输出指令将新数值写入到实际输出和相应 的输出映像寄存器中，这与非立即输出不同，后者只将新数值写进相应的输出映像寄存器。
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5.2.1 位逻辑指令
3. 逻辑操作指令 (1) 逻辑与操作指令 梯形图由标准触点或立即触点串联构成；语句表 (STL)形式由操作码“A”和触点的位地址 构成。如图5-10所示：
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Leabharlann Baidu
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5.1.1 编程语言
可编程控制器的工作过程是依据一连串的控制指令来进行的，这些控制指令就是我们常说的编程语言。可 编程控制器的编程语言一般有梯形图、语句表、功能块图和计算机高级语言等几种。S7-200可编程控制器 一般使用梯形图、语句表和功能块图。 梯形图是一种图形语言，它任沿用了继电器的触点和线圈等符号。它是以继电器控制系统的电器原理 图为基础演变而来的，易于初学者使用，图形表示易于理解，而且全世界通用。 PLC的梯形图使用的内部继电器，定时器和计数器等都是通过软件来实现的，使用方便，修改灵活。 例如图5-1所示，该控制程序具有启动自锁、延时断开的功能。