可編程序控制器原理及應(yīng)用 教學(xué)課件 ppt 作者 吉順平 第04章

1、第4章 S7-200 PLC編程指令,2,2024/4/2,本章的主要內(nèi)容,4.1 S7-200/300/400編程指令與RLO,4.2 位邏輯操作指令,4.3 定時器指令,4.4 計數(shù)器指令,4.5 傳送、比較、移位與轉(zhuǎn)換指令,4.6 數(shù)學(xué)運算指令,4.7 表功能指令,4.8 字符串操作指令,4.9 其他指令,3,2024/4/2,4.1.1 IEC61131與SIMATIC指令體系,,由第1章和第2章可知，PLC

2、具備可編程性和高可靠性等優(yōu)點，已經(jīng)成為工業(yè)自動化領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的工業(yè)控制器。在PLC的發(fā)展過程中，各PLC生產(chǎn)廠家逐步形成了自己的產(chǎn)品體系，其基本原理一致，但指令系統(tǒng)卻不盡相同。目前PLC制造商已形成了多個大型公司和若干小型公司PLC產(chǎn)品并存的局面。由于各PLC廠家產(chǎn)品在指令系統(tǒng)上的差異，這給工程師的PLC系統(tǒng)設(shè)計帶來了很大的困難，特別對于不同PLC的技術(shù)細節(jié)的處理上。,4,2024/4/2,4.1.1 IEC61131與SIMATI

3、C指令體系,為統(tǒng)一PLC的技術(shù)規(guī)范，IEC（國際電工委員會）制定了PLC編程語言標(biāo)準(zhǔn)IEC61131（1993年IEC頒布的國際標(biāo)準(zhǔn)為IEC1131）。IEC61131標(biāo)準(zhǔn)共分為5個部分。IEC61131-1為一般信息，對通用邏輯編程做了一般性介紹，并討論了邏輯編程的基本概念、術(shù)語和定義；IEC61131-2為裝配和測試需要，從機械和電氣兩部分介紹了邏輯編程對硬件設(shè)備的要求和測試需要；IEC61131-3為編程語言的標(biāo)準(zhǔn)，它吸取了多種編

4、程語言的長處，制定了5種標(biāo)準(zhǔn)語言；IEC61131-4為用戶指南，提供了有關(guān)選擇、安裝、維護的信息資料和用戶指導(dǎo)手冊；IEC61131-5為通信規(guī)范，規(guī)定了邏輯控制設(shè)備與其他裝置的通信聯(lián)系規(guī)范。,,5,2024/4/2,4.1.1 IEC61131與SIMATIC指令體系,PLC編程語言標(biāo)準(zhǔn)IEC61131-3，是PLC指令系統(tǒng)的參考標(biāo)準(zhǔn)，它要求不同的PLC制造商的PLC支持相似的指令，以方便PLC控制系統(tǒng)設(shè)計。它的主要內(nèi)容包括以下幾

5、點。1）編譯為標(biāo)準(zhǔn)代碼的規(guī)則，定義了PLC必須滿足的程序編譯標(biāo)準(zhǔn)；2）軟件模型、通信模型和編程模型；3）可編程序控制器語言中的通用元件，如變量和數(shù)據(jù)類型、功能和功能塊、程序和任務(wù)。,6,2024/4/2,4.1.1 IEC61131與SIMATIC指令體系,西門子從小型到大中型PLC均支持IEC61131指令系統(tǒng)。除了IEC61131指令系統(tǒng)外，西門子PLC指令系統(tǒng)中還包含了SIMATIC指令。SIMATIC指令是西門子PLC的

6、指令，是對IEC61131指令系統(tǒng)的擴展和補充。SIMATIC指令比IEC61131指令更加豐富。在學(xué)習(xí)使用中，需要掌握IEC61131基本指令，這樣就掌握了PLC指令系統(tǒng)的主要部分。對一些專用的和特殊的SIMATIC指令也要了解，SIMATIC指令對于西門子PLC中的具體應(yīng)用可能帶來很大的便利。IEC61131指令系統(tǒng)可移植性強，而SIMATIC指令功能強大。,7,2024/4/2,4.1.1 IEC61131與SIMATIC指令體

7、系,在指令系統(tǒng)的學(xué)習(xí)中，典型的程序段（常用電路）需要理解，并加強記憶，它們是經(jīng)驗法編程的基礎(chǔ)。常用電路是實現(xiàn)基本控制的程序，體現(xiàn)了PLC控制的精髓，而且對于不同PLC是通用的。,8,2024/4/2,4.1.2 西門子PLC編程語言,IEC61131-3規(guī)定了指令表（STL）、梯形圖（LAD）、順序功能圖（SFC）、功能塊圖（FBD）和結(jié)構(gòu)化文本（ST）五種編程語言。 西門子PLC支持梯形圖（LAD）、指令表（STL）、順序功

8、能圖（SFC）和功能塊圖（FBD）四種編程語言。在S7-200中，順序功能圖是通過步控指令實現(xiàn)的，在形式上是梯形圖形式，在思路上卻是順序控制的思想。在S7-300/400中，順序功能圖是以圖形化的方式，通過S7-GRAPH軟件包開發(fā)GRAPH程序?qū)崿F(xiàn)。,9,2024/4/2,4.1.2 西門子PLC編程語言,考慮到PLC在國內(nèi)應(yīng)用的現(xiàn)狀和國內(nèi)用戶的思維習(xí)慣，本書只介紹梯形圖（LAD）和順序功能圖（SFC）兩種編程語言。不同編程語言是對

9、同樣的邏輯關(guān)系的不同表達形式，應(yīng)根據(jù)需要選擇。在實際應(yīng)用中，應(yīng)優(yōu)先選擇梯形圖和順序功能圖語言。,10,2024/4/2,4.1.3 邏輯操作結(jié)果RLO,PLC中程序執(zhí)行的結(jié)果就是確定和改變變量的值。這需要通過線圈來實現(xiàn)，PLC程序的線圈可以廣義地分為兩類：普通線圈和功能線圈。如圖4-1所示的程序中，線圈M0.0和Q0.0是普通線圈，而MOV_B為功能線圈。,,11,2024/4/2,4.1.3 邏輯操作結(jié)果RLO,對于普通線圈，只要

10、該線圈左側(cè)的邏輯操作結(jié)果（Result of Logic Operation，RLO）為1，則線圈動作，對應(yīng)的變量等于1；否則線圈不動作，對應(yīng)的變量等于0。注意，線圈不動作（變量結(jié)果等于0）也是程序執(zhí)行的結(jié)果。任何一個網(wǎng)絡(luò)中的程序執(zhí)行完成后，變量均會有結(jié)果，無論結(jié)果是1還是0。,,12,2024/4/2,4.1.3 邏輯操作結(jié)果RLO,對于功能線圈，只要該線圈左側(cè)的RLO為1，則實現(xiàn)相應(yīng)的功能。圖4-1中的MOV_B線圈左側(cè)的RLO等

11、于1時，則按功能線圈的規(guī)則，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送功能。 線圈的執(zhí)行是和其左側(cè)的RLO密切相關(guān)的，實際上PLC程序的所有分析和設(shè)計均和RLO相關(guān)。RLO是西門子PLC中的重要概念，它是對傳統(tǒng)PLC程序分析和設(shè)計中電流、能流等概念的高度概括。,13,2024/4/2,4.1.3 邏輯操作結(jié)果RLO,在程序中，RLO永遠屬于線上面的所有點，而且相連接的線上的所有點的RLO是相同的。在最左側(cè)的母線位置，RLO的值為1。RLO的值可能被接點改變，

12、當(dāng)觸點接通時，其兩端的RLO相同，若不通，則其右側(cè)RLO為0；在并聯(lián)時，只要有一個觸點右側(cè)的RLO等于1，則所有觸點右側(cè)的RLO等于1。,14,2024/4/2,4.1.3 邏輯操作結(jié)果RLO,梯形圖語言是一種圖形化語言，類似于繼電器電路圖，相對于其他幾種編程語言更加直觀易懂，特別適合于數(shù)字量邏輯控制，初學(xué)者幾乎不需要花費太多的精力就能掌握；現(xiàn)在許多熟練的工程技術(shù)人員也都十分青睞它。讓我們先來認識一下梯形圖編程的形式：,,15,202

13、4/4/2,4.1.3 邏輯操作結(jié)果RLO,在圖4-1所示的程序中，位置1、2和4的RLO的值為1；位置2和7的RLO的值由I0.0和I0.1的觸點狀態(tài)決定，若觸點通，則位置2和7的RLO的值為1；網(wǎng)絡(luò)2中的NOT觸點會改變RLO的值，位置8和位置7的RLO的值相反。 再次強調(diào)一下，觸點的狀態(tài)由觸點所對應(yīng)的繼電器（變量）的狀態(tài)決定。當(dāng)繼電器動作（變量為1）時，常開觸點接通，常閉觸點斷開；當(dāng)繼電器不動作（變量為0）時，常開觸點斷開

14、，常閉觸點接通。該結(jié)論對于所有繼電器（或位變量）均適用。,16,2024/4/2,4.1.4 S7-200/300/400 PLC指令分類,西門子S7-200/300/400 PLC指令包括位邏輯、定時器（計時器）、計數(shù)器、傳送（移動）、移位、比較、轉(zhuǎn)換、邏輯操作、中斷和通信等10多類指令。西門子S7-200和S7-300/400 PLC在形式上有的時候有差別，但差別不大，而且本質(zhì)上是一致的。 本章主要介紹S7-200位邏輯、定

15、時器（計時器）、計數(shù)器、傳送（移動）、移位和比較等指令，中斷、順序控制、通信等指令和編程在后續(xù)章節(jié)中介紹。,17,2024/4/2,本章的主要內(nèi)容,4.1 S7-200/300/400編程指令與RLO,4.2 位邏輯操作指令,4.3 定時器指令,4.4 計數(shù)器指令,4.5 傳送、比較、移位與轉(zhuǎn)換指令,4.6 數(shù)學(xué)運算指令,4.7 表功能指令,4.8 字符串操作指令,4.9 其他指令,18,2024/4/2,4.2.0

16、 位邏輯指令概述,位邏輯指令是對以位進行計量的數(shù)據(jù)進行控制的指令。位邏輯指令的操作數(shù)是位數(shù)據(jù)，包括I、Q、M、T和C等。 位邏輯指令是PLC中最常用和最重要的指令。,19,2024/4/2,4.2.1 基本位邏輯指令,基本位邏輯指令包括常開觸點、常閉觸點和普通線圈，如表4-1所示。觸點和觸點之間可以形成與、或和非的基本邏輯關(guān)系，也可以組合形成復(fù)雜的邏輯關(guān)系，從而決定線圈左側(cè)的RLO。線圈的動作狀態(tài)由線圈左側(cè)的RLO決定。,20,2

17、024/4/2,4.2.1 基本位邏輯指令,,21,2024/4/2,4.2.1 基本位邏輯指令,例4.1 自保持電路1。自保持電路如圖4-2所示，I0.0有輸入（只要保持有一個掃描周期），同時I0.1沒有輸入，則Q0.0有輸出，即便此后I0.0不再有輸入，Q0.0也一直保持有輸出，直到I0.1有輸入為止。,圖4-2 自保持電路和時序圖,自保持電路是常用的控制程序，是從很多程序中抽象出來的電路，其應(yīng)用特別廣泛。例如，電動機起停

18、PLC控制中，起動按鈕接I0.0，停止按鈕接I0.1，Q0.0的輸出控制電動機接觸器，則用自保持電路可以實現(xiàn)電動機起?？刂啤?22,2024/4/2,4.2.1 基本位邏輯指令,例4.2 互鎖電路。,圖4-3 線圈互鎖電路和觸點互鎖電路,,23,2024/4/2,4.2.1 基本位邏輯指令,例4.3 多輸入電路。,,圖4-4 多輸入電路和時序圖,24,2024/4/2,4.2.1 基本位邏輯指令,由表4-1中給出的觸點，可

19、以按照與、或、非的邏輯關(guān)系組合成更加復(fù)雜的邏輯塊，如表4-2所示。,,25,2024/4/2,4.2.2 置位與復(fù)位指令,置位與復(fù)位指令包括S指令、R指令、SR指令和RS指令。 置位指令是特殊的線圈狀態(tài)控制指令，使用時也需要指定一個位變量作為存儲位。只要其左邊的RLO為1，存儲位就被置為1，即使其左邊的RLO變?yōu)?，該存儲位始終保持為1，只有使用復(fù)位指令對其復(fù)位，該存儲位才會被清為0。 復(fù)位指令也是特殊

20、的線圈狀態(tài)控制指令，同樣需指定一個位變量作為存儲位，即復(fù)位的對象。它的主要功能是對置位后的地址進行復(fù)位。經(jīng)常與置位指令配合使用。,26,2024/4/2,,,,4.2.2 置位與復(fù)位指令,27,2024/4/2,4.2.2 置位與復(fù)位指令,例4.4 自保持電路2。用復(fù)位優(yōu)先的置位復(fù)位組合線圈也可以實現(xiàn)自保持電路，如圖4-5所示。,圖4-5 用復(fù)位優(yōu)先的置位復(fù)位組合線圈實現(xiàn)自保持電路,28,2024/4/2,4.2.3 邊沿觸

21、發(fā)指令,邊沿觸發(fā)指令的功能主要是通過比較相鄰兩個掃描周期間流過該指令輸入位置RLO的狀態(tài)，決定自身導(dǎo)通與否以及導(dǎo)通時間是多長。,,,29,2024/4/2,4.2.3 邊沿觸發(fā)指令,,在圖4-6中， 是上升沿觸發(fā)指令，每個掃描周期都會計算其左側(cè)的RLO，并與上一個掃描周期的RLO進行比較。如果上一周期RLO為0，當(dāng)前RLO為1，則認為檢測到上升沿，則使其右側(cè)的RLO等于1，并保持一個掃描周期；如果上一周期RLO為1，無論當(dāng)前左

22、側(cè)的RLO狀態(tài)如何，均認為沒有上升沿發(fā)生，則其右側(cè)的RLO等于0。上一周期的左側(cè)RLO的值，都會保存在系統(tǒng)中，并且每周期都更新一次。,,圖4-6 S7-200 PLC邊沿觸發(fā)指令的梯形圖和時序圖,30,2024/4/2,4.2.3 邊沿觸發(fā)指令,,在圖4-6中， 是下降沿觸發(fā)指令，每個掃描周期都要計算其左側(cè)的RLO，并與上一個掃描周期的RLO進行比較。如果上一周期RLO為1，當(dāng)前RLO為0，則認為檢測到下降沿，則使其右側(cè)

23、的RLO等于1，并保持一個掃描周期；如果上一周期RLO為0，無論當(dāng)前左側(cè)的RLO狀態(tài)如何，均認為沒有下降沿發(fā)生，則其右側(cè)的RLO等于0。上一周期的左側(cè)RLO的值，都會保存在系統(tǒng)中，并且每周期都更新一次。 由于在相連的兩個周期中，不可能連續(xù)出現(xiàn)上升沿或下降沿，因此出現(xiàn)邊沿后，該觸點后的RLO等于1，只能保持一個掃描周期。,31,2024/4/2,4.2.4 立即讀寫指令,,,立即讀寫指令是為了加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度而設(shè)計

24、的指令，他們允許系統(tǒng)對輸入/輸出端口（I和Q）進行直接快速的讀寫。立即讀寫指令如表4-5所示：,,32,2024/4/2,4.2.5 編程舉例(補充),,,單按鈕起停電路：,單按鈕起停程序,注意：必須考慮PLC的程序執(zhí)行的過程和掃描周期的概念,功能描述：只有一個按鈕作為輸入信號來控制電機的起停；,輸入信號：I0.0; 輸出信號：Q0.0,思考：還有別的編程方法嗎?P指令可以用普通指令來

25、代替嗎？如何改寫？,33,2024/4/2,本章的主要內(nèi)容,4.1 S7-200/300/400編程指令與RLO,4.2 位邏輯操作指令,4.3 定時器指令,4.4 計數(shù)器指令,4.5 傳送、比較、移位與轉(zhuǎn)換指令,4.6 數(shù)學(xué)運算指令,4.7 表功能指令,4.8 字符串操作指令,4.9 其他指令,34,2024/4/2,,,4.3.1 定時器概述,定時器類似于電氣控制電路里面的時間繼電器，基本功能是通過一段時間的定時

26、對某個操作作延時響應(yīng)；現(xiàn)在定時器的功能越來越強大，用途也越來越廣，經(jīng)過組合使用，定時器可以產(chǎn)生寬度可調(diào)的脈沖序列，實現(xiàn)振蕩器功能；也可以對某個系統(tǒng)進行定時，防止出現(xiàn)死循環(huán)，實現(xiàn)軟看門狗等功能。 S7-200的CPU22X系列的PLC總共可以提供256個定時器T0-T255，可以分為3類：（1）通電延時定時器TON，用于單一時間間隔的定時；（2）保持型通電延時定時器TONR，用于累計多個時間間隔；（3）斷電延時定時器TO

27、F，用于關(guān)斷、故障事件后的延時；,35,2024/4/2,4.3.2 定時器的設(shè)定值、當(dāng)前值和狀態(tài)值,1. 定時器的設(shè)定值 定時器的時基是引起定時器當(dāng)前時間值發(fā)生變化的最小時間單位，也稱為定時器分辨率。本質(zhì)上講它是PLC內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)脈沖序列的周期值，PLC正是對這些固定周期的標(biāo)準(zhǔn)脈沖進行累加，從而得到定時的時間。 S7-200的PLC所提供的定時器（T0～T255）均規(guī)定好了定時分辨率，如表4-6中的T32，它的定時分辨率是1

28、ms。換句話說，每隔1ms，T32的當(dāng)前值就會發(fā)生變化。若當(dāng)前值大于等于預(yù)設(shè)值，則定時器的狀態(tài)位就會變化。S7-200系列PLC的定時時基有3種：1ms、10ms和100ms。每個定時器的定時時基、類型、最大預(yù)設(shè)定時值如表4-6所示。,36,2024/4/2,4.3.2 定時器的設(shè)定值、當(dāng)前值和狀態(tài)值,CPU22X根據(jù)其精度及編號對256個定時器進行了分類,表4-6 CPU22X定時器的精度及編號,37,2024/4/2,4.3.2

29、 定時器的設(shè)定值、當(dāng)前值和狀態(tài)值,對于S7-200 PLC的定時器，其設(shè)定值乘以其對應(yīng)的時基，就可以得到設(shè)定的時間值了。例如，T33的設(shè)定值為100，就表示設(shè)定的時間值為1s。S7-200 PLC定時器的設(shè)定值是一個16位有符號數(shù)，最大設(shè)定值為32 767。另外，表4-6中的TON或TOF定時器，一旦確定了類型，在整個程序中再也不能改變。例如，T33若定義為TON類型的定時器，則再也不能定義成TOF類型。,38,2024/4/2,4.3

30、.2 定時器的設(shè)定值、當(dāng)前值和狀態(tài)值,2. 定時器的當(dāng)前值和狀態(tài)值 定時器除了有設(shè)定值之外，還有當(dāng)前值和狀態(tài)值（見圖4-12）。分析狀態(tài)值是我們分析定時器的最終目的。定時器的狀態(tài)值為1或0，是一個布爾量，長度為1位（bit）。也可以將定時器看成繼電器，其狀態(tài)分為動作與不動作兩種。,圖4-7 定時器的當(dāng)前值和狀態(tài)值,39,2024/4/2,4.3.3 接通延時定時器,接通延時定時器的特點是在主輸入端RLO有效的條件下，延時設(shè)

31、定時間后動作。,圖4-8 S7-200接通延時定時器指令和時序圖,40,2024/4/2,4.3.4 保持型接通延時定時器,圖4-9 保持型接通延時定時器指令和時序圖（S7-200）,S7-200 PLC的保持型接通延時定時器（TONR）用于多個時間間隔的累計定時。,41,2024/4/2,4.3.5 斷開延時定時器,圖4-10 斷開延時定時器指令和時序圖（S7-200）,,斷開延時定時器（TOF）用于使能輸入端斷開后使定時器繼

32、續(xù)保持動作一段時間。,42,2024/4/2,4.3.6 不同時基的定時器的刷新方式,,1. 1ms定時器的刷新方式 1ms定時器采用中斷的方式刷新當(dāng)前值。每隔1ms系統(tǒng)自動刷新一次定時器位和當(dāng)前值，與掃描周期無關(guān)。 2. 10ms定時器的刷新方式 對于10ms的定時器，定時器位和當(dāng)前值總是在每個掃描周期的開始時被刷新，之后在整個掃描周期內(nèi)定時器位和當(dāng)前值保持不變。 3. 100ms定時器的刷新方式

33、 100ms定時器的刷新與上面兩種不同，是在該定時器指令被執(zhí)行時刷新。,43,2024/4/2,例4.5 使某個繼電器動作規(guī)定時間1。,,,圖4-11 使某個繼電器動作規(guī)定時間1的程序,4.3.7定時器的應(yīng)用舉例,44,2024/4/2,4.3.7定時器的應(yīng)用舉例,例4.6 脈沖電路1。,,圖4-12 脈沖電路的編程及其時序圖,45,2024/4/2,本章的主要內(nèi)容,4.1 S7-200/300/400編程指令與RLO,4.

34、2 位邏輯操作指令,4.3 定時器指令,4.4 計數(shù)器指令,4.5 傳送、比較、移位與轉(zhuǎn)換指令,4.6 數(shù)學(xué)運算指令,4.7 表功能指令,4.8 字符串操作指令,4.9 其他指令,46,2024/4/2,4.4.1 計數(shù)器指令概述,計數(shù)器用來計數(shù)輸入脈沖的數(shù)量。在S7-200中，普通計數(shù)器有3種類型： 遞增計數(shù)器CTU、 遞減計數(shù)器CTD、 增減計數(shù)器CTUD 共計256個，可根

35、據(jù)實際編程需要，對某個計數(shù)器的類型進行定義，編號為C0～C255。 每個計數(shù)器有一個16位的當(dāng)前值寄存器和狀態(tài)位，最大計數(shù)值為32767。,47,2024/4/2,在計數(shù)器中需要設(shè)定一個設(shè)定值，以便在計數(shù)時，計數(shù)器當(dāng)前值從設(shè)定值開始逐步減小到0，或從0逐步增加到設(shè)定值。當(dāng)前值是指當(dāng)前的計數(shù)器內(nèi)所計的數(shù)量。 在S7-200 PLC中，每個計數(shù)器有一個16位的當(dāng)前值寄存器，最大計數(shù)值為32 767。,4.4.1 計數(shù)器指令概述

36、,48,2024/4/2,計數(shù)器除了有設(shè)定值和當(dāng)前值之外，還有狀態(tài)值。分析狀態(tài)值是分析計數(shù)器的最終目的。計數(shù)器的狀態(tài)值為1或0，是一個布爾量，長度為1位（bit）。也可以將計數(shù)器看成繼電器，其狀態(tài)分為動作與不動作兩種。,補充圖：計數(shù)器位和當(dāng)前值的訪問,4.4.1 計數(shù)器指令概述,49,2024/4/2,4.4.2遞增計數(shù)器指令,指令使用說明如下：1）CTU在首次掃描時，其狀態(tài)位初始狀態(tài)為OFF，當(dāng)前值為0。2）當(dāng)計數(shù)輸入端（CU）

37、有上升沿輸入時，計數(shù)器當(dāng)前值加1。3）當(dāng)復(fù)位輸入端（R）接通時，計數(shù)器復(fù)位（當(dāng)前值清0，輸出標(biāo)志位清0）。4）最大設(shè)定值（PV）為32 767。5）在當(dāng)前值大于等于設(shè)定值PV時，計數(shù)器狀態(tài)位被置位為1；當(dāng)前值大于32 767時，停止計數(shù)。,50,2024/4/2,4.4.2遞增計數(shù)器指令,51,2024/4/2,圖4-13 遞增計數(shù)器的使用,4.4.2遞增計數(shù)器指令,52,2024/4/2,4.4.3遞減計數(shù)器指令,指令使用說明

38、如下：1）當(dāng)計數(shù)輸入端（CD）有上升沿輸入時，計數(shù)器當(dāng)前值減1。2）當(dāng)裝載輸入端（LD）接通時，計數(shù)器輸出標(biāo)志位清0，并把設(shè)定值（PV）裝入當(dāng)前計數(shù)寄存器。3）最大設(shè)定值（PV）為32 767。4）當(dāng)前計數(shù)值為0時，計數(shù)器輸出標(biāo)志位被置為1。5）遞減計數(shù)器（CTD）中無R端，但也可以使用單獨的復(fù)位指令（R）對計數(shù)器進行復(fù)位（當(dāng)前計數(shù)值清0，計數(shù)器輸出標(biāo)志位清0）。,53,2024/4/2,4.4.3遞減計數(shù)器指令,6）LD端無

39、論何時有效，計數(shù)器均執(zhí)行將設(shè)定值裝載入當(dāng)前值寄存器，且輸出標(biāo)志位（狀態(tài)位）為OFF。7）首次掃描的情況比較復(fù)雜，與計數(shù)器當(dāng)前值的初始值和CD端的接通狀況有關(guān)。,54,2024/4/2,圖4-14 遞減計數(shù)器的使用,4.4.3遞減計數(shù)器指令,55,2024/4/2,4.4.4 增減計數(shù)器指令,1）首次掃描時，其狀態(tài)位為OFF，當(dāng)前值為0。2）當(dāng)計數(shù)輸入端（CU）有上升沿輸入時，計數(shù)器當(dāng)前計數(shù)值加1。3）當(dāng)計數(shù)輸入端（CD）有上升

40、沿輸入時，計數(shù)器當(dāng)前計數(shù)值減1。4）當(dāng)復(fù)位輸入端（R）接通時，計數(shù)器復(fù)位（當(dāng)前計數(shù)值清0，輸出標(biāo)志位清0）。5）若當(dāng)前計數(shù)值大于等于設(shè)定值PV，計數(shù)器輸出標(biāo)志位被置為1。6）若當(dāng)前計數(shù)值大于等于32 767或小于等于-32 768，計數(shù)器停止計數(shù)。,56,2024/4/2,4.4.4 增減計數(shù)器指令,57,2024/4/2,4.4.4 增減計數(shù)器指令,,圖4-15 增減計數(shù)器的使用,58,2024/4/2,4.4.5 定時

41、器/計數(shù)器擴展應(yīng)用舉例,定時時間的擴展例4.7 實現(xiàn)定時總時間T=T1+T2=5+10=15s。,,圖4-16 兩個定時器的組合擴展定時時間,59,2024/4/2,4.4.5 定時器/計數(shù)器擴展應(yīng)用舉例,例4.8 實現(xiàn)定時總時間T=Ti×N。,,圖4-17 定時器與計數(shù)器的組合擴展定時時間,,60,2024/4/2,4.4.5 定時器/計數(shù)器擴展應(yīng)用舉例,2. 計數(shù)次數(shù)的擴展 例4.9 計數(shù)范圍的擴展。,,

42、圖4-18 計數(shù)范圍的擴展,61,2024/4/2,本章的主要內(nèi)容,4.1 S7-200/300/400編程指令與RLO,4.2 位邏輯操作指令,4.3 定時器指令,4.4 計數(shù)器指令,4.5 傳送、比較、移位與轉(zhuǎn)換指令,4.6 數(shù)學(xué)運算指令,4.7 表功能指令,4.8 字符串操作指令,4.9 其他指令,62,2024/4/2,4.5.1 傳送指令,,63,2024/4/2,4.5.1 傳送指令,,64,2024/

43、4/2,4.5.1 傳送指令,,例4.10 電動機-△起動。,,圖4-19 主電路及控制電路接線圖,65,2024/4/2,4.5.1 傳送指令,,,圖4-20 程序圖,66,2024/4/2,4.5.1 傳送指令,,塊傳送指令如表4-11所示。這種指令一次可傳送多個數(shù)據(jù)，最多可達255個數(shù)據(jù)，組成1個數(shù)據(jù)塊。數(shù)據(jù)塊的類型可以是字節(jié)塊、字塊和雙字塊。 指令說明：當(dāng)允許輸入端EN有效時，從輸入端IN指定的

44、地址開始，將N個字節(jié)（字、雙字）型數(shù)據(jù)傳送到OUT端指定地址開始的N個字節(jié)（字、雙字）存儲單元內(nèi)。,,67,2024/4/2,4.5.1 傳送指令,,,68,2024/4/2,4.5.2 比較指令,比較指令用于兩個相同數(shù)據(jù)類型的有符號數(shù)或無符號數(shù)IN1和IN2的比較判斷操作。 比較運算符號有：等于（=）、大于等于（>=）、小于等于（）、小于（<）和不等于（◇）。比較指令的數(shù)據(jù)類型有字節(jié)、整數(shù)、雙字整數(shù)比較和實數(shù)

45、比較。鑒于比較指令大部分存在著相似的功能，故將它們合在一張表內(nèi)介紹，如表4-12所示。,表4-12 S7-200的比較指令的梯形圖格式,,,,,69,2024/4/2,,,圖4-21給出了比較指令在程序中的使用方法。預(yù)先通過傳送指令將要比較的值存放在指定的存儲區(qū)內(nèi)，如MW10，然后在比較時使用直接尋址的方式來訪問。例如，執(zhí)行傳送指令后，MW10的值為1001，而不是1000，所以該比較指令將閉合，在I0.1導(dǎo)通情況下，Q0.1將導(dǎo)通。

46、,4.6.1 比較指令,比較指令應(yīng)用舉例：,圖4-21 比較指令的使用說明,70,2024/4/2,4.5.3 移位指令,,移位指令主要分為普通移位和循環(huán)移位。移位是常用的指令，特別在邏輯控制處理循環(huán)邏輯的時候。普通移位（shift）指令 普通移位（Shift）指令根據(jù)移位方向可以分為左移位指令和右移位指令。根據(jù)操作數(shù)的類型可以分為字節(jié)型、字型和雙字型移位。表4-13列出了左移位指令。 右移指令與左

47、移指令只有移動方向相反，其他則相同。,,71,2024/4/2,4.5.3 移位指令,,,72,2024/4/2,4.5.3 移位指令,,2. 循環(huán)移位指令循環(huán)移位（Rotate）指令有循環(huán)右移位指令和循環(huán)左移位指令，表4-14所示為循環(huán)左移位指令。,,73,2024/4/2,4.5.3 移位指令,,例4.11　　8只彩燈循環(huán)點亮程序，如圖4-22所示。要求：8只彩燈每隔1s不間斷循環(huán)依次點亮。提示：循環(huán)間隔時間可由SM0.

48、5提供，另外要注意，在程序執(zhí)行中，每個掃描周期都會檢測移位指令EN的RLO是否等于1。若等于1，則進行移位操作。如果將圖4-22中的循環(huán)左移位指令換成普通移位指令，程序依然可以執(zhí)行，只是彩燈依次亮過后，不再循環(huán)點亮。,,74,2024/4/2,4.5.2 移位指令,,,,,圖4-22 8只彩燈循環(huán)點亮程序,75,2024/4/2,,,4.5.4 轉(zhuǎn)換指令,PLC的基本數(shù)據(jù)類型有整數(shù)、雙整數(shù)、浮點數(shù)和BCD碼數(shù)。在不同的場合對數(shù)據(jù)

49、的精度要求也不一樣，而且PLC中的指令對輸入的數(shù)據(jù)是不能自動轉(zhuǎn)換的，因此在編程時經(jīng)常要進行類型之間的轉(zhuǎn)換。S7-200/300/400 PLC轉(zhuǎn)換指令數(shù)量多，然而一個基本原則是，轉(zhuǎn)換前后數(shù)據(jù)盡量保持相等或一致。,,,,,76,2024/4/2,,,4.5.4 轉(zhuǎn)換指令,,,,,77,2024/4/2,,,4.5.4 轉(zhuǎn)換指令,,,,,78,2024/4/2,,,4.5.4 轉(zhuǎn)換指令,,,,,79,2024/4/2,本章的主要內(nèi)容,

50、4.1 S7-200/300/400編程指令與RLO,4.2 位邏輯操作指令,4.3 定時器指令,4.4 計數(shù)器指令,4.5 傳送、比較、移位與轉(zhuǎn)換指令,4.6 數(shù)學(xué)運算指令,4.7 表功能指令,4.8 字符串操作指令,4.9 其他指令,80,2024/4/2,4.6.1算術(shù)運算指令,,,81,2024/4/2,4.6.1算術(shù)運算指令,,,82,2024/4/2,4.6.1算術(shù)運算指令,,,83,2024/4/2,4.

51、6.1算術(shù)運算指令,,算術(shù)運算指令的使用如圖4-23所示。,,圖4-23 算術(shù)運算指令的使用,84,2024/4/2,4.6.2邏輯運算指令,,邏輯與、邏輯或、邏輯異或、取反等邏輯操作均屬于邏輯運算指令。操作數(shù)的數(shù)據(jù)長度可以是字節(jié)（byte）、字（word）、雙字（dword）。表4-22中列出了邏輯運算指令梯形圖的格式，以及操作數(shù)的范圍和類型。,,85,2024/4/2,4.6.2邏輯運算指令,,,86,2024/4/2,4.6.2

52、邏輯運算指令,,,87,2024/4/2,4.6.2邏輯運算指令,,,字邏輯運算指令的使用如圖4-24所示，給累加器AC0清0。,圖4-24 字邏輯運算指令的使用,88,2024/4/2,4.6.3 數(shù)學(xué)功能指令,,除了算術(shù)運算指令，S7-200 PLC的指令系統(tǒng)還包括平方根運算、指數(shù)運算、對數(shù)運算、正弦函數(shù)、余弦函數(shù)和正切函數(shù)等，這些指令被歸入到浮點數(shù)運算指令，如表4-23～表4-26所示。1. 平方根（SQRT）指令,,89,

53、2024/4/2,4.6.3 數(shù)學(xué)功能指令,,2. 自然對數(shù)（LN）指令,,90,2024/4/2,4.6.3 數(shù)學(xué)功能指令,,3. 指數(shù)函數(shù)（EXP）,,91,2024/4/2,4.6.3 數(shù)學(xué)功能指令,,4. 正弦（SIN）、余弦（COS）和正切（TAN）指令,,92,2024/4/2,本章的主要內(nèi)容,4.1 S7-200/300/400編程指令與RLO,4.2 位邏輯操作指令,4.3 定時器指令,4.4 計數(shù)器指令,

54、4.5 傳送、比較、移位與轉(zhuǎn)換指令,4.6 數(shù)學(xué)運算指令,4.7 表功能指令,4.8 字符串操作指令,4.9 其他指令,93,2024/4/2,,4.7.1 填充指令,填充（FILL）指令的形式、用法以及操作數(shù)如表4-27所示。指令使用說明如下：1）當(dāng)EN端的RLO為1時，將從OUT端指定的地址開始的存儲區(qū)中，依次填充N個IN端所包含的數(shù)據(jù)。2）IN端的數(shù)據(jù)為字型數(shù)據(jù)，從OUT端開始的存儲區(qū)按字長存儲。3）該指令可以

55、用于一段存儲區(qū)的清0操作。 填充指令的實現(xiàn)過程如圖4-25所示。 執(zhí)行后，從VW200開始到VW218結(jié)束，每個單元均為0。,94,2024/4/2,,4.7.1 填充指令,,圖4-25 填充指令的實現(xiàn)過程,95,2024/4/2,,4.7.2 填表指令,指令使用說明如下：1）當(dāng)EN端RLO為1時，將DATA包含的字型數(shù)據(jù)寫入到TBL指定的表格中。2）表格從TBL所指定的地址開始，其中的數(shù)據(jù)表

56、明了該表格所能容納的最大數(shù)據(jù)量，緊隨TBL后的地址存有當(dāng)前表格中實際存儲的數(shù)據(jù)個數(shù)，用EC表示。3）新數(shù)據(jù)總是被寫入到表格最后一個數(shù)據(jù)的后面，且每寫入一個，EC的值加1。4）TBL指定的地址與EC不占表格的大小。假設(shè)VW100內(nèi)的數(shù)據(jù)為1234，表的起始地址為VW200。填表指令的實現(xiàn)過程如圖4-26所示。,96,2024/4/2,,4.7.2 填表指令,97,2024/4/2,,4.7.2 填表指令,,圖4-26 填表指令的實

57、現(xiàn)過程a）數(shù)據(jù)寫入前表格狀態(tài) b）數(shù)據(jù)寫入后表格狀態(tài),98,2024/4/2,,4.7.3 表中取數(shù)指令,表中取數(shù)指令有先入先出（FIFO）取數(shù)和后入先出（LIFO）取數(shù)兩種形式。1. 先入先出取數(shù)指令 先入先出（FIFO）取數(shù)指令的形式及用法如表4-29所示。指令使用說明如下： 1）當(dāng)EN端有效時，從TBL指定的表中，將最先存入的數(shù)據(jù)取出送入由DATA指定的存儲單元中，其余的數(shù)據(jù)則依次向上移。

58、 2）若表空，則SM1.5置1。FIFO的應(yīng)用與執(zhí)行結(jié)果如圖4-27所示。,99,2024/4/2,,4.7.3 表中取數(shù)指令,在圖4-27中，最先進入的數(shù)據(jù)是5431，因此，執(zhí)行FIFO后，5431被取出并存入到VW400中。,100,2024/4/2,,4.7.3 表中取數(shù)指令,,圖4-27 FIFO的應(yīng)用與執(zhí)行結(jié)果,101,2024/4/2,,4.7.3 表中取數(shù)指令,后入先出（LIFO）取數(shù)指令的形式及用法如表4-

59、30所示。指令使用說明如下：1）當(dāng)EN端有效時，從TBL指定的表中，將最后存入的數(shù)據(jù)取出送入由DATA指定的存儲單元中。2）若表空，則SM1.5置1。 LIFO指令是將后填入的數(shù)據(jù)先取出，如圖4-27所示，在執(zhí)行LIFO指令后，數(shù)據(jù)1234被先取出存入到VW400中。,102,2024/4/2,,4.7.3 表中取數(shù)指令,103,2024/4/2,,4.7.4 查表指令,查表（FIND）指令的功能是從首

60、地址為TBL的字型數(shù)據(jù)中，找到符合PTN與CMD條件的數(shù)據(jù)在表中的編號，編號的范圍為0～99，并將結(jié)果存放到INDX中。 查表指令的形式及用法如表4-31所示。 指令使用說明如下：1）查找前，必須對INDX指定的內(nèi)存單元清0。2）查找時，從INDX的值所對應(yīng)的單元開始，按照指令所指定的條件PTN和CMD搜索表，若找到符合條件的數(shù)據(jù)，則將該數(shù)據(jù)在表中的相對地址（數(shù)據(jù)編號）存入到INDX中；

61、若沒有找到，則將表的EC值存入到INDX中。,104,2024/4/2,,4.7.4 查表指令,3）若表中存在多個符合條件的數(shù)據(jù)，且還要繼續(xù)查找，必須先將INDX值加1，以便重新查找。 4）若數(shù)據(jù)表是由ATT、FIFO等指令建立的，則TBL指定的表首地址內(nèi)容是表容納的最大數(shù)據(jù)個數(shù)；若不是，則TBL指定的表首地址內(nèi)容為表的當(dāng)前所存的數(shù)據(jù)個數(shù)。,105,2024/4/2,,4.7.4 查表指令,106,2024/4/2

62、,,4.7.4 查表指令,查表指令的實現(xiàn)過程如圖4-28所示。 首先將INDX內(nèi)清0，然后從數(shù)據(jù)0所對應(yīng)的單元（VW204）開始查找等于3130HEX的數(shù)據(jù)，從圖4-28中可以看出，數(shù)據(jù)2符合條件，則把2存入INDX內(nèi)。若還要查找，則將INDX加1，從數(shù)據(jù)3所對應(yīng)的單元查找，得到的結(jié)果是4，則把4送給INDX。由TBL（表的首地址）與INDX組合即可找到該數(shù)據(jù)的絕對地址。,107,2024/4/2,,4.7.4

63、 查表指令,,圖4-28 查表指令的實現(xiàn)過程,108,2024/4/2,本章的主要內(nèi)容,4.1 S7-200/300/400編程指令與RLO,4.2 位邏輯操作指令,4.3 定時器指令,4.4 計數(shù)器指令,4.5 傳送、比較、移位與轉(zhuǎn)換指令,4.6 數(shù)學(xué)運算指令,4.7 表功能指令,4.8 字符串操作指令,4.9 其他指令,109,2024/4/2,4.8字符串操作指令,字符串操作指令如表4-32所示，其中功能欄介

64、紹指令的用法。 指令使用說明如下：1）查找字符串指令。搜索從OUT指定位置開始，如果找到一個與字符串IN2完全符合的字符系列，則該系列的第一個字符位置被寫入OUT；如果在字符串IN1中未找到字符串IN2，則OUT被設(shè)為0。2）查找字符串中的字符指令。搜索從起始位置OUT開始，如果找到一個相符的字符，則該字符位置被寫入OUT；如果未找到相符的字符，則OUT被設(shè)為0。,110,2024/4/2,4.8字符串操作指令

65、,111,2024/4/2,4.8字符串操作指令,112,2024/4/2,4.8字符串操作指令,執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)程序之前VB中字符串的初始值如表4-33所示。字符串操作綜合示意圖如圖4-29所示。,113,2024/4/2,4.8字符串操作指令,,圖4-29 字符串操作綜合示意圖,114,2024/4/2,4.8字符串操作指令,執(zhí)行圖4-29中的程序之后，VB中的結(jié)果如表4-34所示。,115,2024/4/2,本章的主要內(nèi)容,4.1

66、S7-200/300/400編程指令與RLO,4.2 位邏輯操作指令,4.3 定時器指令,4.4 計數(shù)器指令,4.5 傳送、比較、移位與轉(zhuǎn)換指令,4.6 數(shù)學(xué)運算指令,4.7 表功能指令,4.8 字符串操作指令,4.9 其他指令,116,2024/4/2,4.9.1 S7-200 PLC的時鐘指令,117,2024/4/2,4.9.1 S7-200 PLC的時鐘指令,118,2024/4/2,4.9.2 其他指令