S7-200PLC的功能指令

S7-200PLC的基本功能指令张泽礼概述•基本功能指令是PLC多位二进制数同时操作的指令。•按照操作数据的位数有：字节操作指令，字操作指令，双字操作指令之分。•按照操作数据类型分为：字节数据（含ASCII）码，整数I（有符号字数据），实数R（双字浮点数据）。•按照操作的性质分为：传送指令、转换指令、整数运算指令、实数运算指令（包括了函数运算指令）、逻辑运算指令、控制指令、移位及循环移位指令等。•按照上述说法，比较指令是介于功能指令和开关指令中间的指令，其运算形式是多位数据的比较，其结果是开关的形式出现。一PLC的数据类型二整数运算指令三逻辑运算指令四实数运算指令五移位及循环移位指令六转换指令七表功能指令八控制指令主要内容•1、位数据及开关量•2、字节数据及存储元件编址•3、字数据及存储元件编址•4、双字数据存储元件编址•5、数据类型1、位数据及开关量•一个开关只有两种状态，接通与断开。这是逻辑状态，用0和1表示，一般正逻辑规定接通为1，断开为0。•1个开关量也可以表示数字即0和1，这种二进制数据就是位数据。在计算机中的数据是由多位二进制数据组合成的，8位构成一个字节，16位构成一个字。2、字节数据•字节数据由8位二进制数据组成，位的位置决定其权重•字节数据（byte）的表示方法如：IB0由I0.7、I0.6、I0.5、I0.4、I0.3、I0.2、I0.1、I0.0构成，其中I0.0是最低位，I0.7是最高位，不同位置代表不同的权重。•这样可以表示256种状态，表示数据0~255。•字节数据可以用16进制表示或者10进制表示。16进制表示数值在16#00~16#FF之间。•两种进制可以相互转换：位置I0.7I0.6I0.5I0.4I0.3I0.2I0.1I0.0权重1286432168421PLC的字节编址方法•字节编址用第一个字母表示寄存器的类型，第二个字母B表示字节编址。例如IB0、QB0、MB0、VB0、SMB0等。•有IB0~IB15输入映像寄存器，共计256点。•有QB0~QB15共16个输出映像寄存器，共计256点，这就决定可以扩展的I/O数目。•同样有MB0~MB31共32个共计256个中间继电器。VB0~VB2047(CPU221/222)或者VB0~VB5119(CPU224/226)变量存储单元。3、字数据及•字数据（word)是计算机一次能够处理二进制数据的位数（等于计算机的字长），一般是8的倍数。例如奔腾4P4C以前PC为32位机，以后为64位机。PLC的CPU的字长是16位的，因此其字数据位16位二进制数据。•字数据可以表示65536中状态，可以表示的无符号整数0~65535，可以表示有符号整数为-32768~+32767之间。字编址•字数据存储一般占两个字节，例如IW0由IB0和IB1组成，其中IB0是高8位，IB1是地8位。IW1是由IB1和IB2构成，其中I2.0是最低位，I1.7是最高位或符号位。•西门子PLC中的定时器和计数器的字长是16位的字数据，但是是有符号整数，设定值在1~32767之间。使用CTUD加减计数器就可以出现负值。4、双字数据•双字数据（doubleword)用D表示，是32位数据，可以表示状态数232=4294967296（约43亿）种。表示无符号数在0~4294967295之间，表示的有符号数-147483648~+214483647之间。•双字数据在存储单元中由四个字节组成。例如ID0由IB0~IB3组成，其中I0.7是最高位，I3.0是最低位。同样可知QD0、MD0等也是由四个字节的存储单元构成（QD0、ID0需要增加EM223I/O扩展模块）。•双字数据有双字有符号整数和实数两种。双字存储元件编址•地址分配情况：以VD100为例，由4个存储单元组成VB100是高8位，VB103是低8位，VB101、VB102是中间位。•实数也是双字数据，只是带有小数，因此编址与双字整数相同。5、数据类型•整数：整数是没有小数的数据，分为有符号整数和无符号整数。无符号整数的最高位表示数据的最高位；有符号整数的最高位是符号位，0表示整数1表示负数。•实数（浮点数float)：实数是有符号带小数的数据，数据长度为4个字节,在传送指令中使用MOV_R指令,可以直接输入正负小数（7位）数据类型编程练习•使用开关指令的抢答器设计和使用功能指令的抢答器设计。•使用功能指令编写程序比开关指令简单的多。二整数运算指令•1、整数与双整数加减指令•2、整数乘除指令LAD功能IN1+IN2=OUTIN1-IN2=OUTIN1+IN2=OUTIN1-IN2=OUT1.整数与双整数加减法指令(INT/DINT)I是16位有符号数，DI是32位有符号数。ADD_I是将两个16位有符号整数相加后产生16位有符号整数，结果大于32767时产生溢出SM1.1置位。SUB_DI是双整数减法运算，结果为双整数。如果结果为0，则SM1.0置位。•加法运算仿真，ADD_I是两个16位二进制数相加，结果也是16位二进制数。•有符号16位数值范围为•-32768~+32767之间。•如果结果超过32787则产生进位特殊功能及电器SM1.1=1加法指令实例用加法指令实现单按钮控制•说明：进入运行状态MW0初值为16#0000，按一下I0.0后执行一次加法指令MW0=1000，在执行一次后又变为MW0=0000，但是进位使得SM1.1=1。•重复操作实现单按钮控制。•也可以用特殊功能继电器SM1.1驱动Q0.0。LAD功能IN1*IN2=OUTIN1/IN2=OUTIN1*IN2=OUTIN1/IN2=OUTIN1*IN2=OUTIN1/IN2=OUT2.整数乘除法指令整数乘法指令MUL_I将两个16位有符号数相乘，产生16位积从OUT指定单元输出。MUL则将两个16位有符号整数相乘产生32位积从OUT指定单元输出。双整数乘法则将两个32位数相乘后产生32位积从OUT指定单元输出。除法指令亦然，其中DIV指令是将两个16位有符号数相除，结果从一个32位输出，其中高16位为余数，低16位为商。举例：用乘法运算实现单按钮控制说明：MW0由MB0和MB1两个字节组成，MB1是低字节，MB0是高字节，M0.7是最高位。当初始化MW0=16#5555时折合#01010101，逐次乘2，则M0.7就会出现高低电平的变化。I0.0通断次数16#MW0值2#MW0值M0.7的值初始值0次5555010101010101010101AAAA1010101010101010125554010101010101010003AAA81010101010101000145550010101010101000005AAA01010101010100000165540010101010100000007AA801010101010000000185500010101010000000009AA00101010100000000011054000101010000000000011A8101010000000000011250000101000000000000013A00010100000000000001144000/5555010000000000000003、递增及递减指令•递增指令每执行一次存储单元的内容加1，可以用于控制循环次数，也可以用于加法计数运算。按存储单元长度分为：字节增量指令，字增量指令，双字增量指令三种。•递减指令每执行一次存储单元的内容减1，可以用于控制循环次数，也可以用于减法计数运算。按存储单元长度分为：字节减量指令，字减量指令，双字减量指令三种。ENENOINOUTINC_B原理：用于使能输入有效时，输入数IN加1或减1,得到的结果通过OUT指定的存储器单元输出。举例:食品加工厂对饮料生产线上的盒装饮料进行计数，每24盒为一箱，要求能记录生产的箱数。LDI0.0//增脉冲输入端LDC30//复位输入端//循环计数CTUC30,+24//增计数指令//设定脉冲数为24LDC30//装入计数器触点//作为双字增的//脉冲输入INCDVD100//双字增指令//增减指令的应用增/减量指令的应用•用增量指令实现单按钮控制起保停控制。•每当I0.0通断一次，M0.0奇偶变化一次，从而使得Q0.0状态随之反转一次。三、实数运算指令•实数运算指令一般用于模拟量的运算处理，如PID控制等。常用的实数运算分为以下几种：•1、实数加减运算•2、实数乘除运算•3、函数运算1.实数加减乘除指令实数可以理解为带符号的小数，因为是浮点数，小数的点的位置是任意的。注意的是实数是双字数，其地址单元必须是四字节。将两个实数（32位）相加，产生32位结果从OUT输出。MOVDIN1，OUT+RIN2，OUT将两个实数（32位）相减，产生32位结果从OUT输出。MOVDIN1，OUT-RIN2，OUT2、实数乘除运算两个实数IN1和IN2相乘，产生的结果32的积从OUT输出。如果产生结果溢出SM1.1置1。MOVDIN1，OUT*RIN2,OUT两个实数IN1和IN2相乘，产生的结果32的积从OUT输出。如果产生结果溢出SM1.1置1。MOVDIN1，OUT*RIN2,OUT函数运算的应用常常与模拟量模块相关，例如测量电路的电压有效值，电流的有效值，电功率、功率因数及电能（1）平方根（SQRT）指令（2）自然对数（LN）指令（3）自然指数（EXP）指令（4）三角函数指令(SIN、COS、TAN)3.数学函数变换指令注意：SINCOSTAN的操作数为弧度值。3、函数指令•注意当使用三角函数运算指令时，输入角度为弧度值。使用函数运算指令实现电压电流有效值的测量•假设交流电压从AIW0输入，交流电流从AIW2输入（均应设置为双极性）。•通过PLC内部运行后将电压、电流的有效值、电功率、功率因数及消耗电能从PLC的文本显示器输出，构成组合参数仪表。四、逻辑运算指令•1.逻辑与指令（WAND）•2.逻辑或运算（WOR）•3.逻辑异或指令（WXOR）•4.取反指令（INV）1、与逻辑运算•将参与运算的多位二进制数逐位进行与运算，全1出1，有0出0。例如：16#FF与16#0F进行与逻辑运算后的结果是16#0F。•与逻辑运算分为字节与逻辑运算、字与逻辑运算和双字与逻辑运算三种情况。逻辑等效2、或逻辑运算•将参与运算的多位二进制数逐位进行或运算，有1出1，全0出0。例如：16#F0与16#0F进行与逻辑运算后的结果是16#FF。•或逻辑运算分为字节或逻辑运算、字或逻辑运算和双字或逻辑运算三种情况。逻辑等效3异或逻辑•将参与运算的多位二进制数逐位进行异或运算，同则出0，异则出1。例如：16#FF与16#FF进行与逻辑运算后的结果是16#0。•异或逻辑运算分为字节异或逻辑运算、字异或逻辑运算和双字异或逻辑运算三种情况。逻辑等效4取反•将参与运算的多位二进制数逐位进行取反运算，例如：16#FF进行取反逻辑运算后的结果是16#0。•取反逻辑运算分为字节取反、字取反和双字取反逻辑运算三种情况。逻辑等效•位逻辑取反：•功能指令取反应用举例：使用取反指令实现单按钮起保停控制•原理：PLC启动时MB0=16#0，通断一次I0.0后MB0=16#FF，再通断一次又恢复到16#0。•可以用M0.0~M0.7中任意位驱动Q0.0。五、数据传送指令传送指令的作用是从源地址读出数据后，将源地址的数据复制到目标地址当中，源地址中内容不变，目标地址中的原内容被覆盖。1.单数传送指令：MOV分为：字节传送、字传送、双字传送2.块传送（数据组）：BLKMOV分为：字节块传送、字块传送、双字块传送1、单一传送MOV指令可用用来传送单个数据，数据类型可以是字节、字、双字、实数。2.块传送BLKMOV指令可用来进行一次多个（最多255个）数据的传送，数据块类型可以是字节块、字块、双字块。N的范围为1至255应用举例：多路抢答器设计•说明：•当没有人抢答时，M0.0常闭触点接通，读取输入端口