电气控制与PLC的课件第5章

第5章功能指令的应用5.1输入/输出继电器的表示格式5.2数据传送指令及应用5.3跳转指令及应用5.4数据类型与算术运算指令5.5增1/减1指令INC/DEC及其应用5.6逻辑运算指令及其应用5.7子程序调用指令及其应用5.8循环指令及其应用5.9比较指令及其应用5.11模拟电位器、拨码开关及其应用5.10数码显示及其应用5.1输入/输出继电器的表示格式5.1.1输入继电器的表示格式表5-1输入继电器的表示格式位I0.0～I0.7…I15.0～I15.7128点字节IB0、IB1、…、IB1516个字IW0、IW2、…、IW148个双字ID0、ID4、ID8、ID124个对输入继电器的说明如下（1）位位表示格式为：I[字节地址].[位地址]。如I1.0表示输入继电器第1个字节的第0位图5-1输入继电器字节图5-2输入继电器字（2）字节字节表示格式为：IB[起始字节地址]。如IB0表示输入继电器第0个字节，共8位。（3）字字表示格式为：IW[起始字节地址]。例如IW0中IB0是高8位，IB1是低8位。图5-3输入继电器双字（4）双字双字表示格式为：ID[起始字节地址]。如ID0中IB0是最高8位，IB1是高8位，IB2是低8位，IB3是最低8位，其表示格式如图5-3所示。5.1.2输出继电器的表示格式表5-2输出继电器的表示格式位Q0.0～Q0.7…Q15.0～Q15.7128点字节QB0、QB1、…、QB1516个字QW0、QW2、…、QW148个双字QD0、QD4、QD8、QD124个图5-4输出继电器字节（3）字如QW0中QB0是高8位，QB1是低8位，其表示格式如图5-5所示。图5-5输出继电器字（1）位位表示格式为：Q[字节地址].[位地址]。如Q1.0表示输出继电器第1个字节的第0位（2）字节如QB0表示输出继电器第0个字节，共8位。（4）双字如QD0中QB0是最高8位，QB1是高8位，QB2是低8位，QB3是最低8位，其表示格式如图5-6所示。图5-6输出继电器双字5.2数据传送指令及应用5.2.1数据传送指令MOV表5-3数据传送指令格式项目字节传送字传送双字传送实数传送梯形图指令表MOVBIN，OUTMOVWIN，OUTMOVDIN，OUTMOVRIN，OUT5.2.2数据传送指令应用举例【例题5.1】设有8盏指示灯，控制要求是：当I0.0接通时，全部灯亮；当I0.1接通时，奇数灯亮；当I0.2接通时，偶数灯亮；当I0.3接通时，全部灯灭。试编写程序。表5-4例题5.1控制关系表输入继电器输出继电器位输出继电器字节Q0.7Q0.6Q0.5Q0.4Q0.3Q0.2Q0.1Q0.0QB0I0.0●●●●●●●●16#FFI0.1●●●●16#AAI0.2●●●●16#55I0.30图5-8例题5.1程序图5.2.3实习操作：电动机Y-△形启动控制电路与程序应用数据传送指令设计电动机Y-△形降压启动控制电路和程序。指示灯在启动过程中亮，启动结束时灭。如果发生电动机过载，停止工作并且灯光报警。1．控制要求2．电动机Y-△形降压启动控制电路图5-9Y－△形降压启动控制电路3．启动过程和控制数据表5-5Y-△形降压启动过程和控制数据表输入元件作用输入继电器输出继电器/负载控制数据Q0.3/△Q0.2/YQ0.1/电源Q0.0/灯SB2形启动I0.201117T37延时到△形运转101010SB1停止I0.100000KH过载保护I0.0000114．程序梯形图图5-10Y－△形降压启动程序梯形图5.3跳转指令及应用应用跳转指令的程序结构如图5-11所示。I0.3是手动/自动选择开关的信号输入端。当I0.3未接通时，执行手动程序段，反之执行自动程序段。图5-11手动/自动程序段跳转5.3.1跳转指令JMP、标号指令LBL表5-6跳转指令与标号指令项目跳转标号梯形图指令表JMPNLBLN数据范围N：0～255对跳转指令与标号指令说明如下。（1）跳转指令：改变程序流程，使程序转移到具体的标号（N）处。当跳转条件满足时，程序由JMP指令控制转至标号N的程序段去执行。（2）标号指令：标记转移目的地的地址。5.3.2实习操作：手动/自动控制选择程序某台设备具有手动/自动两种操作方式。SB3是操作方式选择开关，当SB3处于断开状态时，选择手动操作方式；当SB3处于接通状态时，选择自动操作方式，不同操作方式的进程如下。（1）手动操作方式进程：按启动按钮SB2，电动机运转；按停止按钮SB1，电动机停止。（2）自动操作方式进程：按启动按钮SB2，电动机连续运转1min后，自动停止。按停止按钮SB1，电动机立即停止。1．控制要求2．手动/自动控制电路图5-12手动/自动控制电路图表5-7输入/输出端口分配表输入输出输入继电器输入元件作用输出继电器输出元件I0.0KH常闭触点过载保护Q0.0交流接触器KMI0.1SB1常闭触点停止I0.2SB2常开触点启动I0.3SB3拨动开关手动/自动选择3．手动/自动控制电路输入/输出端口的分配4．程序梯形图和指令表图5-13手动/自动选择程序梯形图和指令表5.4数据类型与算术运算指令5.4.1数据类型S7-200系列PLC数据类型可以是字节、字、双字和实数型，实数采用32位来表示，数据类型、长度及范围见表5-8。1．数据类型、长度及范围表5-8数据类型、长度及范围基本数据类型无符号整数有符号整数十进制十六进制十进制十六进制字节B（8位）0～2550～FF－128～12780～7F字W（16位）0～655350～FFFF－32768～327678000～7FFF双字D（32位）0～42949672950～FFFFFFFF－2147483648～214748364780000000～7FFFFFFF实数（32位）正数：+1.175495E−38～+3.402823E+38负数：−1.175495E−38～－3.402823E+38表5-9常数表示形式进制使用格式举例十进制十进制数值2008十六进制十六进制数值16#ABCD二进制二进制数值2#100111001001111实数IEEE754标准（32位浮点数）+3.141593（正数）－0.707E+8（负数）2．常数5.4.2加法指令ADD表5-10ADD指令格式项目整数加法双整数加法实数加法梯形图指令表＋IIN1，OUT＋DIN1，OUT＋RIN1，OUT（1）IN1、IN2为参加运算的源操作数，OUT为存储运算结果的目标操作数。（2）整数加法运算ADD_I。将2个单字长（16位）有符号整数IN1和IN2相加，运算结果送到OUT指定的存储器单元，输出结果为16位。（3）双整数加法运算ADD_DI。将2个双字长（32位）有符号双整数IN1和IN2相加，运算结果送到OUT指定的存储器单元，输出结果为32位。（4）实数加法运算ADD_R。将2个双字长（32位）有符号实数IN1和IN2相加，运算结果送到OUT指定的存储器单元，输出结果为32位。1．加法指令ADD的说明2．加法指令ADD的举例图5-14加法指令举例图5-15加法运算状态监控表5.4.3减法指令SUB表5-11SUB指令格式项目整数减法双整数减法实数减法梯形图指令表－IIN1，OUT－DIN1，OUT－RIN1，OUT（1）整数减法运算SUB_I。将2个单字长（16位）有符号整数IN1和IN2相减，运算结果送到OUT指定的存储器单元，输出结果为16位。（2）双整数减法运算SUB_DI。将2个双字长（32位）有符号双整数IN1和IN2相减，运算结果送到OUT指定的存储器单元，输出结果为32位。（3）实数减法运算SUB_R。将2个双字长（32位）有符号实数IN1和IN2相减，运算结果送到OUT指定的存储器单元，输出结果为32位。1．减法指令SUB的说明2．减法指令SUB的举例图5-17减法运算状态监控表图5-16减法指令举例表5-12MUL指令格式项目整数乘法双整数乘法整数乘法运算双整数输出实数乘法梯形图指令表*IIN1，OUT*DIN1，OUTMULIN1，OUT*RIN1，OUT5.4.4乘法指令MUL（1）整数乘法运算MUL_I。将2个单字长（16位）有符号整数IN1和IN2相乘，运算结果送到OUT指定的存储器单元，输出结果为16位。（2）双整数乘法运算MUL_DI。将2个双字长（32位）有符号双整数IN1和IN2相乘，运算结果送到OUT指定的存储器单元，输出结果为32位。（3）整数乘法运算双整数输出MUL。将2个单字长（16位）有符号整数IN1和IN2相乘，运算结果送到OUT指定的存储器单元，输出结果为32位。（4）实数乘法运算MUL_R。将2个双字长（32位）有符号实数IN1和IN2相乘，运算结果送到OUT指定的存储器单元，输出结果为32位。注意，整数数据做乘2运算，相当于其二进制形式左移1位；做乘4运算，相当于其二进制形式左移2位；做乘8运算，相当于其二进制形式左移3位；……1．乘法指令MUL的说明处于监控状态的整数乘法运算双整数输出的梯形图如图5-18（a）所示。当I0.0触点接通时，执行乘法指令，乘法运算的结果（10923×12=131076）存储在VD30目标操作数中，其二进制格式为00000000000000100000000000000100。VD30中各字节存储的数据分别是VB30=0、VB31=2、VB32=0、VB33=4；VD30中各字存储的数据分别是VW30=+2、VW32=+4，状态监控表如图5-18（b）所示。2．乘法指令MUL的举例图5-18乘法指令MUL的举例5.4.5除法指令DIV项目整数除法双整数除法整数除法运算双整数输出实数除法梯形图指令表/IIN1，OUT/DIN1，OUTDIVIN1，OUT/RIN1，OUT1．除法指令DIV的说明（1）整数除法运算DIV_I。将2个单字长（16位）有符号整数IN1和IN2相除，运算结果送到OUT指定的存储器单元，输出结果为16位。（2）双整数除法运算DIV_DI。将2个双字长（32位）有符号双整数IN1和IN2相除，运算结果送到OUT指定的存储器单元，输出结果为32位。表5-13DIV指令格式（3）整数除法运算双整数输出DIV。将2个单字长（16位）有符号整数IN1和IN2相除，运算结果送到OUT指定的存储器单元，输出结果为32位，其中低16位是商，高16位是余数。注意，整数数据做除以2运算，相当于其二进制形式右移1位；做除以4运算，相当于其二进制形式右移2位；做除以8运算，相当于其二进制形式右移3位；……（4）实数除法运算DIV_R。将2个双字长（32位）有符号实数IN1和IN2相除，运算结果送到OUT指定的存储器单元，输出结果为32位。图5-19整数除法运算双整数输出处于监控状态的除法指令梯形图如图5-20（a）所示。如果I0.0触点接通，执行除法指令。除法运算的结果（15/2=商7余1）存储在VD20的目标操作数中，其中商7存储在VW22，余数1存储在VW20。其二进制格式为00000000000000010000000000000111。VD20中各字节存储的数据分别是VB20=0、VB21=1、VB22=0、VB23=7；各字存储的数据分别是VW20=+1、VW22=+7，状态监控表如图5-20（b）所示。利用除2取余法，可以判断数据的奇偶性，如果余数为1是奇数，为0则是偶数。图5-20除法指令DIV的举例2．除法指令DIV的举例5.5增1/减1指令INC/DEC及其应用5.5.1增1/减1指令INC/DEC表5-14INC/DEC指令格式项目增1指令INC减1指令DEC梯形图指令表INCBOUTINCWOUTINCDOUTDECBOUTDECWOUTDECDOUT图5-21增1/减1指令举例5.5.2实习操作：单按钮的功率控制程序加热器的单按钮功率控制电路如图5-22所示。控制要求是：有7个功率调节挡位，大小分别是0.5kW、1kW、1.5kW、2kW、2.5kW、3kW和3.5kW，由一个功