电气控制第5章-1

1第5章S7-200PLC的指令系统25.1S7-200PLC编程基础◇SIMATIC指令集是西门子公司专为S7-200PLC设计的编程语言。◇可用梯形图LAD、功能块FBD和语句表STL◇LAD和FBD是一种图形语言，STL是一种类似于汇编语言的文本型语言。5.1.1编程语言31.梯形图（LAD）编程语言梯形图是与电气控制相呼应的图形语言触点-||-代表逻辑”输入”条件,例如开关、按钮、内部条件能量流仅在触点闭合时通过-（）通常代表逻辑“输出”结果，如灯、接触器、中间继电器等，当有能量流输入时才会有输出。起始母线4类似于普通逻辑功能图,一般一种功能框表示一种特定的功能2.功能块（FBD）编程语言输入端是功能块的条件,输出端是功能块的运算结果5用助记符来表示PLC的各种控制功能的3.语句表（STL）编程语言65.1.2数据类型1.基本数据类型及数据类型检查◇1位布尔型BOOL◇8位字节型BYTE◇16位无符号型WORD◇16位有符号整数INT◇32位无符号双字整数DWORD◇32位有符号双字型DINT◇32位实数型REAL7数据类型检查◇完全数据类型检查◇简单数据类型检查◇无数据类型检查SIMATIC指令集不支持完全数据类型检查。使用局部变量时，执行简单数据类型检查，使用全局变量时，执行无数据类型检查。82.数据长度与数值范围不同的数据类型，具有不同的数据长度和数值范围。见表5-4指令的操作数具有一定的数据和长度，如整数乘法指令的操作数是字型数据；编程时需要注意操作数的数据类型和指令识志符相匹配9程序区、系统区、数据区程序区用于存放用户程序系统区用于存放有关PLC配置结构的参数数据区是S7-200CPU提供的存储器的特定区域包括：输入映像寄存器（I）、输出映像寄存器（Q）、变量存储器（V）、内部标志位存储器（M）、顺序控制继电器存储器（S）、特殊标志位存储器（SM）、局部存储器（L）、定时器存储器（T）、计数器存储器（C）、模拟量输入输出映像寄存器（AI、AQ）、累加器AC、高速计数器HC。5.1.3存储区域101、数据区存储器的地址表示格式（1）位地址格式数据区存储器区域的某一位的地址格式为：Ax.yA—存储区域标识符，编程元件的名称x—字节地址，若有相邻多字节，它总是低字节y—字节内的位地址Q4.6地址格式可以编程的元件有：输入继电器I、输出继电器Q、辅助继电器M、特殊继电器SM、变量寄存器V等11数据区存储器区域的字节、字、双字地址格式为：ATxA—存储区域标识符，编程元件的名称T—数据长度x—字节、字或双字的起始地址VB100表示字节地址VW100表示字地址（两个字节VB100、VB101）VD100表示的是哪几个字节地址？（2）字节、字、双字地址格式12地址格式：AyA—存储区域标识符，模拟相关的电气元件的名称y—元件号如定时器T37，T表示定时器，37定时器号计数器C1、累加器AC1等（3）其他地址格式13（1）输入输出映像寄存器（I/Q）●输入映像寄存器IPLC输入端子是从外部接收输入信号的窗口，每一个输入端子与输入映像寄存器（I）的相应位相对应。输入映像寄存器的状态只能由外部输入信号驱动，而不能由程序指令修改地址格式如：I0.1、IB4、IW6Cpu226有效范围：I（0.0~15.7）、IB（0~15）IW（0~14）、ID（0~12）2、数据区存储器区域14●输出映像寄存器QPLC输出端子是PLC向外部负载发出控制命令的窗口每一个输出端子与输出映像寄存器的相应位相对应。地址格式如：Q0.1、QB4、QW6、QD7Cpu226有效范围：Q（0.0~15.7）、QB（0~15）QW（0~14）、QD（0~12）在程序的执行过程中，对于输入输出的存取通常是通过映像寄存器，而不是实际的输入/输出端子，系统在执行程序时完全和外界隔开，提高系统抗干扰能力。15（2）内部标识存储器（M）也称为内部线圈，是模拟继电-接触器控制系统中的中间继电器，存放中间操作状态，或存储其他相关的数据。M以位为单位使用，也可以字节、字、双字为单位使用如M26.7CPU226模块内部标志位存储器的有效范围为：M（0.0~31.7）、MB（0~31）、MW（0~30）、MD（0~28）16S7-200中有大量的变量存储器，用于模拟量控制、数据运算、参数设置及存放程序执行过程中控制逻辑操作的中间结果。变量存储器可以位为单位使用，也可以按字节、字、双字为单位使用。全局有效变量存储器的数量与CPU的型号有关，CPU222为V0.0～V2407.7,CPU224为V0.0～5119.7,CPU226为V0.0～V5119.7（3）变量存储器（V）CPU226的V按字节、字、双字有效地址范围为？17局部存储器用来存放局部变量。局部有效。可以用作暂时存储器或为子程序传递参数。可以作为间接寻址的指针，不能作间接寻址的存储器区。如L0.0，LB33，LW44，LD55CPU226模块内部标志位存储器的有效范围为：L（0.0~63.7）、LB（0~63）、LW（0~62）、LD（0~60）（4）局部存储器（L）18S用于顺序控制（或步进控制）顺序控制继电器指令提供控制程序的逻辑分段，从而实现顺序控制。S3.1、SB4、SW10、SD20CPU226模块内部顺序控制继电器存储器的有效范围为：S（0.0~31.7）、SB（0~31）、SW（0~30）、SD（0~28）（5）顺序控制继电器存储器（S）19•特殊标志位（特殊继电器）即特殊内部线圈。PLC通过特殊继电器为用户提供一些特殊的控制功能和系统信息，用户也可以将对操作的特殊要求通过特殊继电器通知PLC。•例如可以读取程序运行过程中的设备状态和运算结果信息，利用这些信息实现一定的控制动作。（6）特殊标志位存储器（SM）20有只读区域（SM0.0~SM29.7，用户只能利用其触点）和可读写区域。SM0.0—RUN监控，PLC在RUN时总为1；SM0.1—初始脉冲，PLC有STOP转为RUN时，SM0.1接通一个扫描周期；SM0.3—PLC上电进入RUN方式时，SM0.3接通一个扫描周期；SM0.5—秒脉冲，占空比为50%，周期为1s；（6）特殊标志位存储器（SM）21定时器是模拟继电-接触器控制系统中的时间继电器•定时器的设定值通过程序预先输入，当满足定时器的工作条件时，定时器开始计时，定时器的当前值从0开始按照一定的时间单位（定时精度）增加，例如对于10ms定时器，定时器的当前值每隔10ms加1。当定时器的当前值到达设定值时，定时器动作。三种：1ms、10ms、100msCPU22X中的定时器数量为256个，即T0～T255（7）定时器（T）22它是用来对输入的脉冲个数进行累计，实现计数操作。使用计数器，要事先在程序中给出计数的设定值（也称预置值）。当满足计数器的触发输入条件时，计数器开始累计计数输入端的脉冲前沿的次数，当到达设定值时，计数器动作。3种类型：增计数、减计数、增减计数•CPU22X中有256个计数器，即C0～C255。（8）计数器存储器（C）23当高速脉冲信号的频率比CPU扫描的速度更快时必须要用高速计数器。CPU226模块高速计数器的有效范围：HC（0~5）（9）高速计数器（HC）24累加器是用来暂时存放计算中间值的存储器，也可向子程序传递参数或返回参数。S7-200PLC提供了四个32位的累加器。（10）累加器（AC）251、立即寻址立即寻址：指令直接给出操作数，操作数紧跟操作码，在取出指令的同时也就取出了操作数。立即寻址可以用来提供常数、设置初始值等。CPU以二进制形式存储所有常数指令中可用十进制、十六进制、ASCⅡ码或浮点数形式表示30216#42F‘INPUT’2#010111015.1.4寻址方式-指令中如何提供操作数或操作数地址262、直接寻址•所谓直接寻址就是明确指出存储单元的地址，在程序中直接使用编程元件的名称和地址编号，使用户程序可以直接存取这个信息。AQ0.1ORBVB33，LB21ORBAC0,VB33MOVWAC0，AQW2MOVDAC1，VD20027所谓间接寻址是指不是在指令中直接使用名称和地址编号，而是通过使用指针来存取存储器中的数据。可间接寻址的编程元件有：I、Q、M、V、S、T和C的当前值。对独立的位值和模拟量值不能进行间接寻址。①建立指针对某一地址间接寻址，必须先为该地址建立指针，指针的长度是双字长。可用作指针的编程元件有：变量存储器V、局部变量存储器L、累加器AC（AC0不能）。3、间接寻址28如：MOVD&VB200,VD32MOVD&MB10,AC2MOVD&AC2,LD14“&”是地址符号，与编程元件编号组合表示对应单元的32位物理地址，VB200只是一个直接地址编号，并不是它的物理地址。指令中的第二个地址数据长度必须是双字长，如：VD、LD、AC将指令中&VB200改为&VW200或&VD200,由于它们的起始地址相同，所以效果完全相同。29②间接存取在操作数前加“*”，表示该操作数为一个指针。•例：建立指针和间接寻址的应用方法MOVD&VB200,AC1MOVW*AC1,AC030③修改指针指针的内容不会改变，可用自增或自减等指令修改指针MOVD&VB200,AC1INCDAC1INCDAC1//把指针增加两次指向下一个字MOVW*AC1,AC0INCDAC1INCDAC1315.1.5用户程序结构用户程序分为：主程序：主体子程序：可选中断程序：可选325.1.6编程的一般规则1、梯形图由多个梯级组成，每个线圈可构成一个梯级，每个梯级有多条支路，每个梯级代表一个逻辑方程；2、梯形图中的继电器、接点、线圈不是物理的，是PLC存储器中的位(1=ON；0=OFF)；编程时常开/常闭接点可无限次引用，线圈输出只能是一次；3、梯形图中流过的不是物理电流而是“概念电流”，只能从左向右流；4、用户程序的运算是根据PLC的输入/输出映象寄存器中的内容，逻辑运算结果可以立即被后面的程序使用；5、PLC的内部继电器不能做控制用，只能存放逻辑控制的中间状态；6、输出线圈不能直接驱动现场的执行元件，通过I/O模块上的功率器件来驱动。3334PLC梯形图语言的编程原则1、梯形图由多个梯级组成，每个线圈可构成一个梯级，每个梯级有多条支路，每个梯级代表一个逻辑方程；2、梯形图中的继电器、接点、线圈不是物理的，是PLC存储器中的位(1=ON；0=OFF)；编程时常开/常闭接点可无限次引用，线圈输出只能是一次；3、梯形图中流过的不是物理电流而是“概念电流”，只能从左向右流；4、用户程序的运算是根据PLC的输入/输出映象寄存器中的内容，逻辑运算结果可以立即被后面的程序使用；5、PLC的内部继电器不能做控制用，只能存放逻辑控制的中间状态；6、输出线圈不能直接驱动现场的执行元件，通过I/O模块上的功率器件来驱动。355.2S7-200PLC的基本指令及编程方法编程时，应注意各操作数的数据类型及数值范围36基本指令，起初是指取代传统继电器控制系统的那些指令。随着PLC越来越强，基本指令包含的内容也不断扩充。现在，基本指令包括：位操作指令、运算指令、数据处理指令、表功能指令、转换指令等。基本指令中，位操作指令是最重要的，是其它指令的基础。其它指令反映了PLC对数据运算和数据处理的能力。375.2.1基本逻辑指令基本逻辑指令在语句表语言中是指对位存储单元的简单逻辑运算，在梯形图中指对触点的简单连接和对标准线圈的输出1、标准触点指令有LD、LDN、A、AN、O、ON、NOT、=38（1）装入常开指令LD梯形图中梯级必须开始于LD（LDN）本指令对各类内部编程元件的常开触点都适用格式：LDbit（2）装入常闭指令LD格式：LDNbit（3）与常开指令A与常开指令，即串联一个常开触点，梯形图最多有7个常开触点串联格式：Abit39（4）与常闭指令AN与常闭指令，即串联一个常闭触点，梯形图最多有6个常闭触点串联格式：ANbit（5）或常开指令O或常开指令，即并联一个常开触点，梯